Homeostasia PDF
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UNIVERSIDAD DE SORBONNE
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Este documento describe el concepto de homeostasis, incluyendo su definición, origen histórico, y los diferentes mecanismos reguladores involucrados en la misma. También explora los tipos de homeostasis y los sistemas de control para mantenerla y proporciona algunos ejemplos.
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HOMEOSTASIA GENERALIDADES La homeostasis se encarga de adaptar nuestro organismo a los cambios del entorno para ayudar a su supervivencia. No solo a nivel físico, sino también mental. Un medio interno en equilibrio puede mejorar tu estado de...
HOMEOSTASIA GENERALIDADES La homeostasis se encarga de adaptar nuestro organismo a los cambios del entorno para ayudar a su supervivencia. No solo a nivel físico, sino también mental. Un medio interno en equilibrio puede mejorar tu estado de ánimo, tu capacidad de concentración o tu rendimiento intelectual Homeostasia proviene del griego ὅμοιος hómoios que significa ‘igual’, ‘similar’, y στάσις stásis, que significa ‘estado’o ‘estabilidad”, refiriéndose a una forma de equilibrio dinámico que se hace posible gracias a una red de sistemas de control realimentados que constituyen los mecanismos de autorregulación de los seres vivos. En 1870, Claude Bernard describió los principios básicos de la regulación fisiológica, evidenciando la necesidad del cuerpo de mantener un ambiente interno estable, lo que denominó como una "sorprendente constancia" del medio interno del organismo. Afirmó que los organismos complejos pueden mantener su medio interno (fluido extracelular) constante ante los desafíos del mundo externo. Bernard señalaba que "una existencia libre e independiente es posible solo por la estabilidad del medio interno". Fue en 1927 que Walter Cannon acuñó el término "homeostasis" con la intención de transmitir la idea general propuesta por Bernard, y la definió como "una condición que puede variar, pero permanecer constante". El logro de W. Cannon se centró en ampliar la noción de "constancia" de Bernard del “medio interno” de una manera explícita y concreta. Como escribió en su obra “La sabiduría del cuerpo”: “La palabra no implica algo establecido e inmóvil, un estancamiento. Significa una condición, una condición que puede variar, pero que es relativamente constante ". En 1950, N. Wiener utilizó el esquema de un mecanismo de control con retroalimentación negativa como modelo de homeostasis, en donde, el objetivo del control es mantener el nivel constante de sustancias (glucosa en la sangre, oxígeno, hormonas, etc.). La configuración define el nivel deseado de cada variable esencial. El modelo de Wiener representa un sistema de control de lineal, que si bien, se centra en el control de los niveles de sustancias, no reproduce el control de sus flujos. La ventaja de este enfoque radica en su simplicidad. Es por eso por lo que tiene un amplio uso en la actualidad. En la década de 1960, los mecanismos reguladores homeostáticos en la fisiología comenzaron a describirse como procesos discretos después de la aplicación del análisis del sistema de control de ingeniería a los sistemas fisiológicos. Arthur Guyton fue el primer autor que incluyó un enfoque de teoría de sistemas de control en su libro de texto, y su libro incluyó una atención detallada a los numerosos mecanismos reguladores del cuerpo. Por lo tanto, Guyton introdujo a muchos estudiantes el concepto de homeostasis como un mecanismo regulador activo que tendía a minimizar las perturbaciones en el medio interno La homeostasis fue bien entendida por los fisiólogos, quienes utilizaron la teoría del control para su comprensión. Es un concepto básico y necesario para comprender los mecanismos reguladores de la fisiología, en este sentido la definiremos como; mantener un estado estable dentro de un organismo, independientemente de si los mecanismos involucrados son pasivos (por ejemplo, el movimiento del agua entre los capilares y el intersticio, reflejando un “equilibrio” entre las fuerzas hidrostáticas y osmóticas) o activos (por ejemplo, el almacenamiento y la liberación de glucosa intracelular). Este “equilibrio” está garantizado gracias a los procesos fisiológicos que actúan de manera coordinada en el cuerpo y que impiden que los cambios en el entorno interfieran en su funcionamiento. Factores como el pH, la temperatura, la osmolalidad del plasma, la glucosa y el calcio son críticos para el funcionamiento normal de la mayoría de los organismos y, por lo tanto, se controlan dentro de límites estrechos. Para explicar la homeostasis utilizaremos el modelo clásico de sistema de control lineal propuesto por Weiner con la finalidad de que los estudiantes comprendan el concepto, lo analicen y sean capaces de aplicarlo para el estudio de los procesos fisiológicos. Este estado de equilibrio dinámico es la condición de funcionamiento óptimo para el organismo e incluye variables, como la temperatura corporal y el balance de líquidos, que se mantienen dentro de ciertos límites preestablecidos (rango homeostático). Otras variables incluyen el pH del líquido extracelular, las concentraciones de iones de sodio, potasio y calcio, así como el nivel de azúcar en la sangre, y estos deben estar regulados a pesar de los cambios en el entorno, la dieta o el nivel de actividad. Cada una de estas variables está controlada por uno o más reguladores o mecanismos homeostáticos, que en conjunto mantienen la vida. Un sistema homeostático funciona de manera que provoca que cualquier cambio en la variable regulada sea contrarrestado por un cambio en la salida del efector para restaurar la variable hacia su valor de punto de ajuste. Los sistemas que se comportan de esta manera se dice que son de retroalimentación negativa. La homeostasis es producto de una resistencia natural al cambio de las condiciones óptimas, y el equilibrio es mantenido por muchos mecanismos reguladores. Todos los mecanismos de control homeostático tienen al menos tres componentes interdependientes para la variable que se regula: un receptor, un centro de control y un efector. El receptor es el componente sensorial que controla y responde a los cambios en el entorno, ya sea externo o interno. Ejemplos de receptores son los termorreceptores y mecanorreceptores. El centro de control establece el rango de mantenimiento (los límites superior e inferior aceptables) para la variable en particular (como la temperatura). El centro de control responde a la señal determinando una respuesta adecuada y enviando señales a un efector, que puede ser uno o más (como los músculos, un órgano o una glándula). Cuando la señal se recibe y se activa, se proporciona una retroalimentación negativa al receptor que detiene la necesidad de una señalización adicional. Algunos ejemplos de centros de control incluyen el centro respiratorio y el sistema renina-angiotensina. Un efector es el objetivo sobre el que se actúa, para que el cambio vuelva al estado normal. A nivel celular, los receptores incluyen receptores nucleares que provocan cambios en la expresión génica a través de la regulación a la alta o la baja, y actúan en mecanismos de retroalimentación negativa. Un ejemplo de esto es el control de los ácidos biliares en el hígado. Algunos centros, como el sistema renina-angiotensina, controlan más de una variable. Los mecanismos homeostáticos se originaron para mantener una variable regulada en el medio interno dentro de un rango de valores compatibles con la vida. Para enfatizar el proceso de estabilización, podemos distinguir dos tipos de variables una variable regulada (detectada) y una variable no regulada (controlada). Una variable regulada (detectada) es aquella para la cual existe un sensor dentro del sistema y que se mantiene dentro de un rango limitado por mecanismos fisiológicos. Por ejemplo, la presión arterial y la temperatura corporal son variables reguladas, porque los barorreceptores y los termorreceptores (estos receptores son los sensores) existen dentro del sistema y proporcionan el valor de la presión y la temperatura, respectivamente al mecanismo regulador. Las variables no reguladas (controladas) son las que pueden ser cambiadas por el sistema, pero para las cuales no existen sensores dentro de él. Las variables no reguladas se modulan para lograr una regulación constante de la variable. Por ejemplo, el sistema nervioso autónomo puede cambiar la frecuencia cardíaca para regular la presión arterial, pero no hay sensores en el sistema que midan la frecuencia cardíaca directamente. Por lo tanto, la frecuencia cardíaca es una variable no regulada. SISTEMAS DE CONTROL Variable: es la característica del ambiente interno que es controlada. Sensor (Receptor): detecta cambios en la variable y envía la información al integrador (centro de control). Integrador (Centro de Control): recibe información del sensor sobre el valor de la variable, interpreta el error que se ha producido y actúa para anularlo integrando datos del sensor y datos almacenados del punto de ajuste. Punto de ajuste: es el valor normal de la variable que ha sido previamente almacenado en la memoria. Efector: es el mecanismo que tiene un efecto sobre la variable y produce la respuesta. La respuesta que se produce está monitorizada de forma continua por el sensor que vuelve a enviar la información al integrador (retroalimentación). Retroalimentación negativa: tiene lugar cuando la retroalimentación invierte la dirección del cambio. Esta realimentación negativa tiende a estabilizar un sistema corrigiendo las desviaciones del punto de ajuste y constituye el principal mecanismo que mantiene la homeostasis. Algunos ejemplos son la frecuencia cardíaca, la presión arterial, el ritmo respiratorio, el pH de la sangre, la temperatura corporal y la concentración osmótica de los fluidos corporales Realimentación positiva: tiene lugar cuando la retroalimentación tiene igual dirección que la desviación del punto de ajuste amplificando la magnitud del cambio. Luego de un lapso se invierte la dirección del cambio retornando el sistema a la condición inicial. En sistemas fisiológicos la retroalimentación positiva es menos común que la negativa, sin embargo, es muy importante en numerosos procesos. Como ejemplos, se puede citar la coagulación de la sangre, la generación de señales nerviosas (concentración de sodio hasta generar el potencial de acción), los estrógenos y la ovulación, la lactancia y las contracciones del parto. TIPOS DE HOMEOSTASIA Temperatura Osmolaridad Liquidos Glucosa Hosmonas Ph Minerales: Sodio, potasio, cobre, hierro, calcio, magnesio, cloro TAREA CONDUCTA ALIMENTARIA