INBA Prof.: José Jaramillo Cuarto Año Medio Homeostasis y Medio

INBA
Prof.: José Jaramillo
Cuarto Año Medio
Homeostasis y Medio Interno
Uno de los problemas que enfrentan los seres vivos, especialmente los animales, son los cambios
continuos en el medio ambiente en que viven. Varía la temperatura, la presión atmosférica, la humedad, la
disponibilidad de agua, disponibilidad de alimentos y otros factores.
Un organismo que no sea capaz de responder satisfactoriamente a estos cambios, tiene pocas posibilidades de
sobrevivir, debido a que la organización morfo-funcional de sus células tiende a desintegrarse, cuando las
variaciones en su ambiente inmediato sobrepasan ciertos límites críticos.
La supervivencia de un organismo depende, por lo tanto, de su capacidad para mantener dentro de ciertos
límites tolerables sus condiciones internas a pesar de los cambios constantes en su medio.
El estado de equilibrio del medio interno, a pesar de las variaciones del medio externo, se llama homeostasis.
La homeostasis se mantiene por el funcionamiento coordinado de todos los tejidos, órganos y sistemas
corporales. En los mamíferos, el papel regulador o integrador lo cumplen los: sistema nervioso y sistema
endocrino. Estos sistemas se encuentran estrechamente ligados estructural y funcionalmente.
El sistema nervioso, cumple su función a través de señales electroquímicas llamadas impulsos nerviosos. El
sistema endocrino, a su vez, actúa a través de secreciones llamadas hormonas, que se vierten directamente a la
sangre por donde viaja hasta la célula blanco.
Medio interno del organismo
El concepto de medio interno se relaciona estrechamente con todos los líquidos que se relacionan con la célula,
LEC o líquido extracelular y LIC o líquido intracelular.
Todas las células de un organismo pluricelular están rodeadas por el líquido extracelular, con una composición
estable que asegura los procesos de nutrición, la comunicación celular y la excreción de metabolitos.
En el cuerpo humano, la cantidad total de agua corresponde aproximadamente al 60% de la masa corporal. De
esa agua orgánica, alrededor del 35% se encuentra dentro de las células, constituyendo el líquido intracelular
(LIC); el 25% restante está fuera de la célula, razón por la cual se le llama líquido extracelular (LEC). De
acuerdo a su localización general, el LEC se subdivide en 4.5% de líquido intravascular o plasma sanguíneo,
que se encuentra dentro de los vasos sanguíneos y el corazón; 17% de líquido intercelular o intersticial y la
linfa, que baña todas las células del organismo, líquido de los tejidos conjuntivos densos del cartílago y de los
huesos; y 2% de líquidos transcelulares.
Componentes de los líquidos corporales
El líquido extracelular debe mantenerse constante para no alterar la homeostasis del organismo. Para
conseguirlo, se requiere la ayuda del sistema circulatorio. El líquido pasa desde los capilares a los espacios
intercelulares, y viceversa, a través de procesos de difusión.
La velocidad con que se intercambia el líquido extracelular está directamente relacionada con la velocidad con
que se mueve la sangre en el sistema circulatorio. Así, la velocidad de recambio del líquido extracelular
aumenta cuando se realiza ejercicios físicos, desde una vez por minutos hasta seis veces por minuto, y la
frecuencia cardiaca aumenta determinando una mayor velocidad de circulación de la sangre por el organismo.
A medida que la sangre avanza por los capilares, se produce un flujo de líquido extracelular entre el plasma y el
espacio intercelular, en ambas direcciones.
Este movimiento está determinado por cuatro factores o presiones.
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Presión sanguínea capilar
Presión hidrostática del líquido intersticial
Presión coloidosmótica del plasma u oncótica
Presión coloidosmótica del líquido intersticial
1. Presión sanguínea capilar: Corresponde a la fuerza que ejerce el plasma en el interior del capilar, está
determinada por la fuerza de contracción del corazón. Por efecto de la presión capilar, el líquido tiende a
desplazarse fura del vaso sanguíneos (se considera una presión positiva).
2. Presión hidrostática del líquido intersticial: Esta presión está determinada por el líquido presente en los
fluidos extracelulares, se encuentra fuera del capilar y tiende a frenar al líquido filtrado y llevarlo de regreso al
interior del capilar (presión negativa).
3. Presión coloidosmótica u oncótica del plasma: Es una presión ejercida por las proteínas plasmáticas,
especialmente las albúminas, que produce retención de líquido en el interior del capilar. Esto se debe a que las
proteínas del plasma, por su tamaño, no abandonan el capilar y su concentración es mayor a la concentración de
proteínas que se encuentran en el líquido intersticial.
La presión coloidosmótica del plasma es mayor a la que ejercen solo las proteínas. Esto se debe a que las
proteínas con carga negativa atraen una gran cantidad de iones positivos (cationes), por ejemplo, el sodio,
potasio y otros. Así, las proteínas plasmáticas y los iones positivos, ejercen en conjunto una presión mayor que
la ejercida sólo por las proteínas. El efecto de amplificación de la presión coloidosmótica por acción de otros
iones se denomina Efecto Donnan.
El valor de la presión coloidosmótica del plasma en la especie humana es de 28 mm de Hg, de los cuales 19 mm
de Hg se deben a las proteínas y 9 mm de Hg a los cationes que se unen a ellas (presión negativa).
4. Presión coloidosmótica del líquido intersticial: La ejercen las proteínas del líquido intersticial sobre las
paredes del capilar y que determina la salida de agua desde éste por arrastre osmótico (presión positiva). El
movimiento de líquido se debe a la presencia de sustancias solutos y de pequeñas proteínas que salieron por
difusión hacia los espacios extracelulares desde el plasma, arrastrando consigo líquido hacia ese medio.
El intercambio de líquido a través de la membrana capilar se debe a la interacción de todas las presiones.
Los capilares sanguíneos corresponden al sitio de intercambio de materiales entre las células corporales y la
sangre de los vasos sanguíneos.
En el extremo arterial del capilar, la presión sanguínea es mayor que la presión osmótica generada por las
proteínas plasmáticas. Esta diferencia de presiones fuerza la salida de agua y de partículas pequeñas disueltas
(glucosa, aminoácidos, y otros nutrientes), desde los capilares sanguíneos hacia los espacios intercelulares,
donde pasan a constituir el líquido intercelular o intersticial. El proceso descrito es una filtración, porque las
partículas de mayor tamaño presentes en la sangre (eritrocitos y proteínas), incapaces de atravesar las paredes de
los capilares, permanecen en el interior de esos vasos.
Presiones positivas
Presiones negativas
P. sanguínea capilar = 37 mm de Hg
P. coloidosmótica plasma = 28mm de Hg
P. coloidosmótica LIS = 1mm de Hg
P hidrostática LIS
P. positivas
= 38 mm de Hg
= 2mm de Hg
P. negativas = 30 mm de Hg
P. neta de filtración= 8 mm de Hg
En el extremo venoso del capilar, la presión sanguínea se hace menor que la presión osmótica, determinando
que parte del agua componente del líquido intersticial regrese por osmosis al interior de los capilares, llevando
consigo los catabolitos disueltos proveniente de las células.
Presiones positivas
p. sanguínea capilar
presiones negativas
= 18 mm de Hg
P. coloidosmótica LIS = 1 mm de Hg
P. coloidosmótica plasma = 28mm de Hg
P. hidrostática LIS
P. positivas = 19 mm de Hg
Líquidos corporales
= 2 mm de Hg
P negativas = 30 mm de Hg
P. neta de Reabsorción = 11 mm de Hg
El hombre adulto contiene en promedio 60% de agua, 22% de sólidos no grasos conformado por un 18% de
proteínas y 4 % de minerales, y 18% de sólidos grasos (tejido adiposo).
El contenido de agua corporal varía de un individuo a otro dependiendo del peso, tamaño corporal, sexo edad y
contenido graso.
Edad: En el recién nacido existe un 75 % de agua, lo que disminuye a 64% entre los dos y los doce meses,
continúa disminuyendo hasta alcanzar el 60% entre los 17 y 40 años, a un 54% entre los 41 y 59 años y a un
51.5% en personas con edad superior a 60 años.
Sexo: en la mujer los valores promedios son más bajeo que en el hombre, a partir de los diez años, lo que es
producido fundamentalmente por la mayor proporción de grasas en el organismo femenino.
Masa muscular: casi todos los tejidos tienen un porcentaje de agua superior al 70 % con excepción de los
huesos que tiene sólo un 22 %. El tejido adiposo es especial, contiene sólo un 10% de agua.
Existe una relación inversa entre la proporción de agua y la proporción de tejido adiposo.
Durante un periodo de 24 horas el contenido de agua se mantiene constante debido a que las ganancias son
iguales a las pérdidas.
Ganancia de agua en 24 horas
Pérdidas de agua durante 24 horas
Agua de bebida
1200 ml
Sudor
100ml
Agua de hidratación
100 ml
Evaporación
350 ml
Agua de oxidación
200 ml
Vías respiratorias 350 ml
Totales
Tubo digestivo
200 ml
Riñones
1400 ml
2 400 ml
2400 ml
Tabla: ganancia y pérdida de agua durante el día
1. El agua perdida por evaporación a través de la piel y por vía respiratoria se denomina perspiración insensible.
2. Pérdida de agua facultativa = pérdida de agua por diarreas, vómitos, sudoración excesiva, etc.
2. El resto de la pérdida de agua son obligatorias porque cualquiera sea el estado de hidratación del organismo
se sigue perdiendo igual volumen de agua.
Vías de pérdidas
Temperatura normal Clima caluroso Ejercicio intenso y prolongada
Piel (P. insensible)
350 ml
350 ml
350 ml
Respiración (P insensible) 350 ml
250 ml
650 ml
Orina
1400 ml
1200 ml
500 ml
Transpiración
100 ml
1400 ml
5000 ml
Heces
100 ml
100 ml
100 ml
Totales
2300 ml
3300 ml
6600 ml
COMPONENTES QUÍMICOS DE LOS LÍQUIDOS CORPORALES
Líquido Intracelular (LIC)
Es difícil dar una composición exacta de los líquidos corporales, debido a que cada tipo celular tiene la
estructura iónica que más le conviene para realizar sus funciones. Entonces, daremos a conocer una
composición aproximada.
La concentración se expresa en miliequivalentes por litros de agua. Como debe existir electroneutralidad la
suma de los cationes y aniones debe ser la misma.
Los principales cationes intracelulares son: K+ (150), Mg ++(40), Na+ (10).
Los principales aniones son: fosfato inorgánicos PO4 (140), proteínas (40), HCO3 y SO4 (10)
Liquido Extracelular LEC
a) Plasma: Su función principal es transportar agua y electrolitos, células sanguíneas, gases respiratorios,
metabolitos. Su estructura iónica comprende cationes como el K+, Ca++, Mg++; y los aniones Cl-, HCO3,
proteínas, etc.; y los no electrolitos como aminoácidos, glucosa, urea, bilirrubina, colesterol y fosfolípidos.
La concentración electrolítica del plasma sanguíneo es el prototipo de composición del LEC. Es el plasma
donde se refleja toda alteración del metabolismo hidrosalino, debido a que está intercambiando continuamente
iones, agua y solutos orgánicos con el resto de los líquidos corporales.
b) líquido intersticial (LIS) y linfa: El líquido intersticial se define como aquella solución que baña a las
células tisulares y en general a toda estructura organizada que componen los tejidos. La mayor parte de él se
encuentra como solución libre y parte está retenido (probablemente absorbido) por las estructuras intracelulares
o por los tejidos conjuntivos. Tiene la función principal de ser el medio de transporte para el intercambio entre
la sangre y las células.
El líquido intersticial se está renovando constantemente por recambio de agua y soluto con la sangre y a menor
velocidad con las células, pero además una parte de el es drenado por el sistema linfático.
De modo que la linfa no es sino líquido intersticial con algunas diferencias, por ejemplo, la linfa contiene ciertas
células como linfocitos y algunos otros glóbulos rojos y blancos, linfa y LIS, en conjunto representan el 12%
del peso corporal.
Ahora, en comparación al plasma sanguíneo el LIS posee menor proporción de proteínas, debido a que las
paredes de los capilares son muy poco permeable a ellas. Prácticamente todas las proteínas filtradas pasan al
líquido linfático.
La mayor concentración de de aniones proteicos del plasma produce una diferencia de iones que se conoce
como Efecto Donnan.
c. Liquido del tejido conjuntivo denso, del cartílago y del hueso
El tejido conjuntivo está distribuido por todos los órganos y tejidos, cumpliendo funciones de sostén y dando
cohesión a las células. La similitud entre estos tejidos y órganos se debe a que todos poseen pocas células y una
estructura extracelular en que se distinguen proteínas fibrosas y la sustancia fundamental amorfa formada por
mucopolisacáridos y algunas proteínas no fibrosas. La proteína fibrosa más abundante es el colágeno, y de los
polisacáridos el ácido hialurónico. El tejido conjuntivo denso cumple la función de sostén mecánico
constituyendo los tendones, ligamentos y cartílagos. A este grupo pertenecen los huesos, pero con ciertas
diferencias estructurales que se debe a la presencia de iones de calcio.
El agua contenido es estos tejidos representa aproximadamente un 6% del peso corporal y es de lento
intercambio con el resto de los componentes.
d. Líquidos transcelulares
Son los que están rodeados de epitelio y corresponden a secreciones de células especializadas. Comprenden las
secreciones del tracto digestivo, urinario, en las vías respiratorias, líquido cefalorraquídeo, humor acuoso,
humor vítreo y el contenido en las regiones peritoneales, pericardio y pleura. Representan sólo el 1.5% del peso
corporal. Su composición iónica es similar a los otros líquidos extracelulares.
Características generales de los sistemas de control homeostáticos
Constituido por los sistemas nerviosos y endocrino, que funcionan en forma interrelacionada para constituir
diferentes sistemas de control homeostáticos, destinados a mantener relativamente constante distintos factores
físicos o químicos del medio interno, tales como la temperatura corporal, condiciones osmótica del líquido
extracelular, equilibrio hídrico y pH, concentración de los gases respiratorios en la sangre y otros.
La figura anterior esquematiza los componentes generales de un “sistema de control homeostático” y sus
interrelaciones. El primer componente del sistema es el receptor, estructura especializada en detectar
determinados estímulos del medio interno o externo, concretamente los cambios en el estado del factor
específico que debe ser controlado: temperatura, presión, pH, etc. Al ser estimulado, el receptor emite señales o
información que van al “centro integrador”, recorriendo una vía aferente que puede ser nerviosa u hormonal.
La información que sale del centro integrador es un mensaje dirigido al efector, para que este cambie su
actividad. La vía eferente que sigue ese mensaje puede ser, obviamente, nerviosa u hormonal.
El efector, es la estructura que ejecuta la respuesta adecuada al estímulo. Como resultado de esa res puesta, el
estímulo original puede ser eliminado. Los efectores principales son los músculos y las glándulas.
El control de la homeostasis presenta las siguientes características
a. Regulado por un mecanismo de retroalimentación negativa
Dentro de las características generales de los sistemas de control homeostáticos, es que están autorregulados por
mecanismo de retroalimentación negativa, en el cual un aumento del producto de una reacción conduce a
disminuir su producción y, una disminución de tal producto trae consigo un aumento en su producción.
Los mecanismos de retroalimentación positiva en el organismo humano están asociados a enfermedades o
estados patológicos.
Sólo los mecanismos de retroalimentación negativa ayudan a mantener el equilibrio homeostático.
b. Son excitables a variaciones del medio interno.
Compensan el estado real con el esta do ideal, la diferencia entre estos estados se denomina “error del sistema”,
estos sistemas de control tienden a reducir al máximo el error aunque nunca llegará a ser igual a cero.
c. Poseen inercia u oscilación
Los sistemas de control homeostáticos, oscilan para corregir los errores pero también tienden a mantener la
inercia o mantener su estado pada mantener constante la homeostasis