HOMEOSTASIS - Edumin-TGS

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HOMEOSTASIS
Ya sea que nademos en el mar o caminemos por el desierto, nuestras células permanecen
aisladas de las condiciones exteriores. Están bañadas por el líquido extracelular que contiene una
mezcla de sustancias disueltas que debe mantenerse pese a las condiciones externas. Nuestro
cuerpo, al igual que el del resto de los animales, ha desarrollado complejos mecanismos fisiológicos
que le permiten mantener condiciones internas precisas, a pesar de los cambios en el medio
externo.
El primero en reconocer esta “constancia del medio interior” fue el fisiólogo francés Claude
Barnard en 1865. Posteriormente en la década de 1920, Walter B. Cannon estableció el término de
homeostasis (que deriva del griego y significa “permanecer igual”). Aunque la palabra homeostasis
sugiere un estado estático, sin cambios, en realidad el ambiente interno aumenta su actividad
mientras el organismo se ajusta continuamente a cambios internos y externos. Esta característica de
dinamismo, en la que todos los componentes están en constante cambio para mantener dentro y
fuera del organismo una estabilidad, es regulada por diferentes mecanismos que se activan para
compensar cualquier cambio.
Esta habilidad o tendencia de un organismo o célula para mantener el equilibrio interno
dinámico por medio del ajuste de sus procesos fisiológicos ante un cambio se denomina
homeostasis. Ocurren muchos cambios físicos y químicos, pero el resultado neto de toda esta
actividad es que los parámetros físicos y químicos se mantienen dentro del estrecho intervalo que
las células requieren para funcionar. Estas condiciones de equilibrio se mantienen por un
sinnúmero de mecanismos que en conjunto se denominan sistemas de retroalimentación.
Estos sistemas de retroalimentación pueden ser de retroalimentación negativa que
contrarrestan los efectos de cambios en el ambiente interno; los sistemas de retroalimentación
positiva, menos comunes, refuerzan los cambios cuando ello satisface una necesidad fisiológica.
El mecanismo más importante que rige la homeostasis es la retroalimentación negativa,
en la que se produce una respuesta que contrarresta (revierte) el cambio, dando como resultado
que el sistema vuelva a su condición original. Dos ejemplos de este tipo de mecanismos, la
termorregulación y la osmorregulación, serán presentados más adelante en este capítulo.
Por su parte, la retroalimentación positiva lleva los sucesos a una conclusión. En
contraste con los sistemas de retroalimentación negativa, un cambio en un sistema de
retroalimentación positiva produce una respuesta que intensifica el cambio original. El resultado
final es que el cambio tiende a proceder en la misma dirección que el estímulo inicial (en vez de
revertirlo para volver a un punto fijo). La retroalimentación positiva, obviamente, tiende a crear
reacciones en cadena que de alguna manera deben controlarse.
En los sistemas fisiológicos, los sucesos regidos por mecanismos de retroalimentación positiva
suelen ser autolimitantes y relativamente poco comunes. Hay retroalimentación positiva, por
ejemplo, durante el parto. Las primeras contracciones del parto comienzan a empujar la cabeza del
bebé contra el cuello de la matriz, situada en la base del útero; esta presión hace que el cuello se
dilate. Neuronas receptoras de estiramiento en el cuello de la matriz responden a esta expansión
enviando una señal al hipotálamo, el cual responde activando la liberación de una hormona
(oxitocina) que estimula contracciones uterinas más numerosas y fuertes. Estas contracciones crean
mayor presión contra el cuello de la matriz, lo que a su vez propicia la liberación de más hormonas.
El ciclo de retroalimentación termina finalmente con la expulsión del bebé y la placenta.
Por fortuna, los sistemas del cuerpo forman un “equipo” que colabora de forma coordinada para
mantener un medio interno relativamente constante. La tarea de regular multitud de factores en
todo el cuerpo no puede realizarse con unos cuantos mecanismos de retroalimentación
independientes. Más bien, numerosos mecanismos operan continuamente y responden a diversos
estímulos que cambian constantemente, a medida que cambian las actividades y el ambiente
externo del animal. Si todos estos sistemas de control operaran de manera independiente, sin
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tomar en cuenta las actividades de los demás sistemas, no sería posible mantener la homeostasis en
el cuerpo en su totalidad.
¿Cómo mantiene las personas y otros animales “de sangre caliente” su temperatura interna, a
pesar de las fluctuaciones extremas de la temperatura a su alrededor?
Mantener la temperatura interior del cuerpo, la termorregulación, es una función importante de
los mecanismos homeostáticos de los animales “de sangre caliente” (endotermos) que ilustra el
concepto de retroalimentación negativa en fisiología. El punto de referencia de este sistema, que
apenas varía en menos de 1ºC en el ser humano sano, se establece en un centro de control del
hipotálamo, una región del cerebro que controla muchas respuestas homeostáticas.
Las terminaciones nerviosas del hipotálamo, el abdomen, la médula espinal, la piel y las venas
grandes actúan como sensores de temperatura y transmiten la información al hipotálamo. Cuando
baja la temperatura del cuerpo, el hipotálamo activa diversos mecanismos efectores que elevan esa
temperatura, como los temblores (que generan calor mediante actividad muscular), la restricción
del abasto de sangre a la piel cuando se constriñen los vasos sanguíneos (lo que reduce la pérdida
de calor) y la elevación de la proporción metabólica (que genera calor). Cuando se restablece la
temperatura normal del cuerpo, los sensores avisan al hipotálamo que apague esos mecanismos de
control de la temperatura.
Por el contrario si la temperatura aumenta, se produce la dilatación de los vasos sanguíneos y la
sudoración. Cuando los vasos sanguíneos se dilatan llevan una mayor cantidad de sangre a la
superficie de la piel y ésta transfiere calor al entorno que permite la evaporación del sudor
provocando que baje la temperatura. Al alcanzar la temperatura normal los sensores avisan al
hipotálamo para que cesen los mecanismos termorreguladores.
¿Cómo los riñones ayudan a mantener la homeostasis?
Los sistemas urinarios, también llamados “sistemas excretores”, desempeñan muchas
funciones cruciales relacionadas con la homeostasis, para cuidar que el entorno interno se
mantenga relativamente constante. Un elemento crucial de la homeostasis es mantener el
equilibrio del agua en la sangre. ¿Por qué? Si el volumen de agua dentro de las células del cuerpo
fluctúa demasiado y las sustancias disueltas en los líquidos internos se concentran o diluyen
excesivamente, se perturbará el equilibrio químico de las células y las consecuencias serán
desastrosas.
Todas las funciones homeostáticas del sistema urinario se efectúan al filtrarse la sangre a
través de los riñones. Cada gota de sangre del cuerpo pasa por un riñón aproximadamente 350
veces al día; el riñón puede ajustar finamente la composición de la sangre y mantener la
homeostasis al regular el contenido de agua de la sangre. Los riñones humanos extraen por
filtración media taza de líquido de la sangre cada minuto. Si no hubiera reabsorción de agua,
¡produciríamos más de 180 litros de orina al día!.
Cada riñón contiene una capa exterior sólida en donde se encuentra una serie de diminutos
filtros denominados nefronas provistos de vasos sanguíneos. Las nefronas deben devolver los
nutrimentos y casi toda el agua a la sangre, pero conservar los desechos para eliminarlos en la
orina.
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La cantidad de agua reabsorbida en la sangre es controlada por un mecanismo de
retroalimentación negativa, la osmorregulación, que involucra la hormona antidiurética (ADH)
que circula en la sangre. Esta hormona se produce en las células secretoras del hipotálamo y es
liberada en la sangre por la glándula pituitaria (hipófisis) posterior.
La liberación de ADH se regula mediante células receptoras (sensores) del hipotálamo que
vigilan la concentración osmótica de la sangre y por receptores del corazón que vigilan el volumen
de la sangre.
Imagina que te pierdes en el desierto y avanzas tambaleante bajo el abrasador sol del
desierto, transpirando copiosamente y perdiendo agua cada vez que respiras. Conforme el volumen
de la sangre disminuye y la concentración osmótica de la sangre aumenta. Los receptores del
hipotálamo detectan la disminución del contenido de agua en la sangre y envían una señal a la
pituitaria (hipófisis). La pituitaria posterior libera ADH en el torrente sanguíneo y aumenta la
reabsorción de agua en la sangre y se produce una orina concentrada. Finalmente, llegas a un oasis
en donde encuentras una naciente de agua cristalina y bebes hasta más no poder. Esto ocasiona
que el volumen de la sangre aumente y la concentración osmótica disminuya a niveles normales,
como consecuencia, se genera un descenso en la producción de ADH y una disminución en la
reabsorción de agua de la sangre a nivel de las nefronas. Tu vejiga ahora comienza a llenarse con
orina que es más diluida que tu sangre. En casos extremos, el flujo de orina podría exceder el litro
por hora. Una vez que se restablece el nivel de agua, el aumento en la concentración osmótica de la
sangre y la disminución en su volumen estimula la producción de ADH, la que a su vez estimula la
reabsorción de agua manteniendo la homeostasis al conservar el nivel del agua de la sangre en el
límite óptimo.
¿Qué es la salud?
Es un estado de bienestar físico, mental y social según la Organización Mundial de la Salud (OMS).
Esto sugiere un concepto más amplio e integral que simplemente considerar la salud como
ausencia de enfermedad. Este estado de salud, se mantiene por medio de los mecanismos
homeostáticos. Sin embargo, un fallo de estos mecanismos causa situaciones en las que el cuerpo
no puede mantener los parámetros biológicos dentro de su rango de normalidad, surge un estado
de enfermedad que puede ocasionar la muerte. Existen otras causas que también alteran la
homeostasis y son todas aquellas enfermedades producidas por bacterias, virus, hongos, protistas,
alergias, ingestión de sustancias adictivas, enfermedades genéticas y malformaciones congénitas.
También una dieta inadecuada puede producir enfermedades de la nutrición o deficiencias por
carencia de vitaminas y minerales.