Unidad IV. Homeostasis 1. PDF

Examen #1 Promedio : 46/60 = 77% HOMEOSTASIS Los objetivos de esta clase son discutir : A. Definición de homeostasis B. La homeostasis y los sistemas del cuerpo humano C. Consumo de energía D. Retroalimentación negativa E. La membrana celular F. Integración de sistemas a la h...

Examen #1 Promedio : 46/60 = 77% HOMEOSTASIS Los objetivos de esta clase son discutir : A. Definición de homeostasis B. La homeostasis y los sistemas del cuerpo humano C. Consumo de energía D. Retroalimentación negativa E. La membrana celular F. Integración de sistemas a la homeostasis aparato circulatorio sistema inmune. aparato respiratorio (pulmones) sistema nervioso hígado y el páncreas riñones G. Control de los niveles de glucosa en la sangre H. Enfermedades Definición La homeostasis es la capacidad de un organismo o sistema para mantener un equilibrio interno estable y constante, regulando sus condiciones internas como la temperatura, el pH o los niveles de agua, pese a los cambios en el entorno externo. Ejemplo: Un ejemplo de homeostasis es el control de la temperatura corporal en los seres humanos. Cuando el cuerpo se enfría demasiado, tiembla para generar calor; cuando se calienta demasiado, suda para enfriarse. Este mecanismo mantiene la temperatura cercana a los 37°C, lo que es crucial para el funcionamiento adecuado de los órganos. La homeostasis y los sistemas del cuerpo humano Hipotálamo Es una zona del cerebro que produce hormonas que controlan: La temperatura corporal La frecuencia cardíaca El hambre Los estados de ánimo La liberación de hormonas de muchas glándulas. La libido El sueño La sed  El hipotálamo lleva a cabo la homeostasis, o equilibrio del ambiente interno y contiene centros para regular hambre, sueño, sed, temperatura corporal y balance de agua.  Que es el amor? El amor, desde una perspectiva neuroquímica, involucra una serie de procesos en el cerebro que incluyen la liberación de neurotransmisores y hormonas, así como la formación de recuerdos emocionales. Amor y Neuroquímica Hormonas Clave: Oxitocina: Producida en el hipotálamo y liberada en la sangre. Es fundamental para el apego emocional. Se libera durante el contacto físico, como abrazos y relaciones sexuales, fortaleciendo el vínculo entre las parejas. Vasopresina: También producida por el hipotálamo, esta hormona está asociada con el comportamiento de emparejamiento y la fidelidad, influyendo en el apego a largo plazo. Dopamina: Este neurotransmisor está relacionado con el sistema de recompensa del cerebro. Durante el enamoramiento, la dopamina se libera en grandes cantidades, creando sensaciones de placer y euforia, lo que puede llevar a comportamientos de búsqueda de recompensa en la relación. Serotonina:es un neurotransmisor crucial que influye en la experiencia del amor y el apego. Afecta el estado de ánimo, la regulación emocional y el comportamiento, jugando un papel importante en cómo nos conectamos con nuestras parejas.  Consumo de energía La energía utilizada en los procesos de homeostasis proviene principalmente de los alimentos que consumimos, que se descomponen en el cuerpo para producir adenosín trifosfato (ATP). Tipos de Energía en la Homeostasis Energía Química: Esta es la forma de energía que se encuentra almacenada en los enlaces de los nutrientes, como carbohidratos, grasas y proteínas. Cuando estos nutrientes se descomponen durante la digestión, liberan energía que se utiliza para producir ATP. Tipos de Energía en la Homeostasis ATP (Adenosín Trifosfato): Es la principal moneda energética del cuerpo. El ATP se produce principalmente en las mitocondrias a través de procesos como la respiración celular, que incluye la glucólisis, el ciclo de Krebs y la cadena de transporte de electrones. Cómo se Adquiere la Energía Ingesta de Alimentos: La energía se adquiere a través de la alimentación. Los nutrientes se convierten en moléculas más simples (como glucosa) durante la digestión. Metabolismo: Una vez que los nutrientes son absorbidos, se metabolizan en las células. Los carbohidratos se convierten en glucosa, las grasas en ácidos grasos y glicerol, y las proteínas en aminoácidos. Respiración Celular: En presencia de oxígeno, la glucosa se oxida en un proceso que libera energía, la cual se utiliza para sintetizar ATP. En condiciones anaeróbicas (sin oxígeno), se producen menos ATP a través de la fermentación. Almacenamiento y Utilización: El ATP producido se almacena y se utiliza según sea necesario para llevar a cabo diversas funciones celulares, incluyendo las que son esenciales para mantener la homeostasis. Consumo de Energía en la Homeostasis Metabolismo Basal: La homeostasis requiere energía para llevar a cabo funciones básicas como la respiración celular, la circulación de la sangre y la regulación de la temperatura. El metabolismo basal es la cantidad mínima de energía que el cuerpo necesita para mantener estas funciones en reposo. Termorregulación: Los organismos, especialmente los endotermos (como los mamíferos y las aves), invierten una cantidad significativa de energía para regular su temperatura corporal. Esto puede incluir mecanismos como la vasodilatación, la sudoración o el temblor.  Mantenimiento del pH: El mantenimiento del pH en la sangre y las células es muy importante porque muchas reacciones químicas en el cuerpo dependen de un pH equilibrado. Los sistemas "buffer", como el bicarbonato, ayudan a Consumo de mantener el pH en un nivel adecuado, neutralizando los cambios de acidez o alcalinidad. Este proceso necesita Energía en la energía porque el cuerpo tiene que trabajar activamente para mantener el pH estable, lo cual es clave para que las Homeostasis reacciones metabólicas funcionen correctamente. Transporte de Nutrientes y Desechos: La homeostasis también involucra el transporte activo de nutrientes hacia dentro de las células y la eliminación de desechos. Este proceso requiere energía en forma de ATP. Respuesta a Estrés: Ante situaciones de estrés, como infecciones o lesiones, el cuerpo puede aumentar su consumo de energía para activar el sistema inmunológico y llevar a cabo procesos de curación. Retroalimentación Negativa La retroalimentación negativa es el mecanismo más común para mantener la homeostasis. Su función es contrarrestar o revertir cualquier cambio que aleje al cuerpo de su estado normal o de equilibrio. Cuando se detecta una desviación de los niveles normales, el sistema actúa para restaurar los valores a su punto de referencia, estabilizando el sistema. Ejemplo de Retroalimentación Negativa Regulación de la temperatura corporal: Si la temperatura del cuerpo aumenta (por ejemplo, debido al calor ambiental), los sensores en la piel y en el cerebro detectan este cambio. En respuesta, el cuerpo activa mecanismos para reducir la temperatura, como la sudoración o la vasodilatación (ensanchamiento de los vasos sanguíneos). Esto permite que el calor se disipe y que la temperatura vuelva a su nivel normal. Si la temperatura baja, el cuerpo activa mecanismos como la vasoconstricción (estrechamiento de los vasos sanguíneos) y temblores para generar y conservar calor. Retroalimentación negativa Características clave de la retroalimentación negativa Contrarresta el cambio: Si algo se aleja de su valor normal, la respuesta del sistema lo devuelve a su equilibrio. Estabiliza el sistema: Promueve la estabilidad del organismo o del sistema afectado. Ejemplos en el cuerpo: Regulación de la temperatura, niveles de glucosa en sangre, presión arterial, pH, entre otros. Errores comunes y conceptos erróneos La retroalimentación negativa no es mala para el cuerpo. Aunque el término "negativa" está incluido, estos ciclos de retroalimentación son esenciales y beneficiosos para el cuerpo. En este caso, "negativa" simplemente significa que el ciclo de retroalimentación actúa para contrarrestar el estímulo o señal, no que sea perjudicial. La homeostasis es más que simplemente "mantener las cosas normales" y el cuerpo no siempre sabe qué es lo mejor para sí mismo. Retroalimentación positiva: La retroalimentación positiva, en cambio, refuerza o amplifica un cambio en lugar de revertirlo. En este tipo de mecanismo, una pequeña desviación inicial del equilibrio provoca una respuesta que aumenta aún más esa desviación. Este ciclo continúa hasta que ocurre un evento que lo detiene, generalmente cuando ya no es necesario continuar con el proceso. Ejemplo de retroalimentación positiva: Cuando una mujer está dando a luz, las contracciones uterinas comienzan. Estas contracciones estimulan la liberación de la hormona oxitocina desde la hipófisis. La oxitocina, a su vez, aumenta la fuerza y la frecuencia de las contracciones uterinas. Cuantas más contracciones hay, más oxitocina se libera, lo que provoca contracciones más fuertes. Este ciclo continúa hasta que el bebé nace, momento en que las contracciones ya no son necesarias y la producción de oxitocina disminuye. Ejemplo de retroalimentación positiva: Cuando ocurre una herida en un vaso sanguíneo, las plaquetas (un tipo de célula sanguínea) se adhieren al sitio lesionado. A medida que se adhieren, las plaquetas liberan compuestos que atraen más plaquetas al área. Cuantas más plaquetas se adhieren, más señales se envían para atraer más plaquetas. Este proceso sigue amplificándose hasta que se forma un coágulo sólido que sella la herida y detiene el sangrado. Una vez que la herida está cubierta y el coágulo se estabiliza, el proceso de coagulación se detiene, y la retroalimentación positiva termina. Características clave de la retroalimentación positiva Amplifica el cambio: El estímulo inicial se refuerza hasta que un evento externo o el final del proceso lo detiene. Es menos común que la retroalimentación negativa: Se usa en procesos específicos donde se necesita un cambio rápido o decisivo. Ejemplos en el cuerpo: Parto, coagulación sanguínea, activación de enzimas digestivas. Retroalimentación Positiva La retroalimentación negativa y la retroalimentación positiva son dos mecanismos de regulación utilizados por el cuerpo para mantener la homeostasis, aunque operan de manera opuesta. Homeostasis El cuerpo está en constante autorregulación, y los mecanismos para mantener la homeostasis siempre están en funcionamiento. Sin embargo, a veces estos mecanismos homeostáticos pueden fallar. Si las condiciones no se corrigen, puede resultar en una enfermedad o trastorno. Por ejemplo, si la cantidad de calcio en la sangre no se regula adecuadamente y se vuelve demasiado baja, podrías desarrollar hipocalcemia. Dudas o Preguntas La membrana celular Membrana Celular La membrana celular, la homeostasis y el ATP están íntimamente relacionados, ya que la membrana celular actúa como una barrera que permite el mantenimiento del equilibrio interno (homeostasis) de la célula, y el ATP es la fuente de energía necesaria para muchas de las funciones que ayudan a mantener este equilibrio. Membrana Celular La membrana celular es una estructura semipermeable que rodea y protege a la célula, compuesta principalmente de una bicapa de fosfolípidos con proteínas incrustadas. Su función principal es regular lo que entra y sale de la célula, lo que permite mantener un ambiente interno adecuado para que la célula funcione correctamente. Funciones clave de la membrana celular en la homeostasis: Transporte selectivo: La membrana controla el paso de nutrientes, iones y desechos. Esto es esencial para mantener las concentraciones adecuadas de sustancias dentro y fuera de la célula. Existen diferentes mecanismos de transporte: Difusión pasiva: El paso de moléculas pequeñas como oxígeno o dióxido de carbono a través de la membrana sin gasto de energía, desde áreas de mayor concentración a áreas de menor concentración. Difusión facilitada: Transporte de moléculas como la glucosa a través de proteínas específicas de la membrana sin gasto de energía. Transporte activo: Movimiento de iones o moléculas en contra de un gradiente de concentración, que requiere energía en forma de ATP. Existen diferentes mecanismos de transporte: Bombeo de iones: Proteínas como la bomba de sodio-potasio (Na⁺/K⁺-ATPasa) mantienen los gradientes de iones entre el interior y el exterior de la célula. Este gradiente es crucial para la conducción nerviosa, la contracción muscular y otras funciones celulares. Comunicación celular: Las proteínas de la membrana actúan como receptores que permiten que las células respondan a señales externas (hormonas, neurotransmisores). Esto ayuda a coordinar respuestas celulares y a mantener la homeostasis a nivel de organismo. El ATP y la Energía en la Homeostasis El ATP (adenosín trifosfato) es la "moneda energética" de la célula. Es una molécula que almacena y transporta energía para casi todas las funciones celulares que requieren un gasto energético. El ATP es vital para mantener la homeostasis porque proporciona la energía necesaria para procesos que la célula no puede realizar de forma pasiva. Integración de sistemas a la homeostasis Sistema nervioso: Es el encargado de recibir información sobre los cambios internos y externos en el cuerpo y responder a esos cambios para mantener la homeostasis. Por ejemplo, cuando la temperatura corporal sube o baja, el sistema nervioso envía señales a las glándulas sudoríparas para que secreten sudor o a los músculos para que tiemblen y generen calor, respectivamente. Sistema endocrino: Libera hormonas que regulan funciones vitales para la homeostasis, como el crecimiento, el metabolismo y el equilibrio de fluidos. Por ejemplo, cuando el nivel de glucosa en la sangre aumenta después de comer, el páncreas libera insulina para reducir el nivel de glucosa. Cuando los niveles de glucosa son bajos, se libera glucagón, que estimula la liberación de glucosa almacenada. Sistema circulatorio: Transporta nutrientes, oxígeno y hormonas por todo el cuerpo y elimina productos de desecho. Además, ayuda a distribuir el calor corporal. Por ejemplo, cuando el cuerpo se calienta, los vasos sanguíneos se dilatan (vasodilatación) para liberar calor a través de la piel; y cuando hace frío, los vasos se contraen (vasoconstricción) para conservar calor. Sistema excretor: Los riñones son esenciales para regular el equilibrio de líquidos, electrolitos y el pH de la sangre. Filtran la sangre y eliminan toxinas y desechos a través de la orina. Si el cuerpo está deshidratado, los riñones retienen más agua para mantener el equilibrio hídrico. Sistema respiratorio: Mantiene los niveles de oxígeno y dióxido de carbono en la sangre. Si el dióxido de carbono se acumula en exceso, el cerebro detecta un cambio en el pH sanguíneo (haciendo la sangre más ácida) y aumenta la frecuencia respiratoria para eliminar más CO₂ a través de los pulmones, restaurando el equilibrio ácido-base. Sistema inmunológico: Contribuye a la homeostasis al proteger al cuerpo de patógenos y mantener el equilibrio frente a infecciones. Cuando detecta un invasor (virus, bacteria), activas respuestas inflamatorias y otras defensas para eliminar la amenaza sin dañar los tejidos sanos. Sistema digestivo: Juega un papel en la homeostasis al descomponer los alimentos en nutrientes que el cuerpo utiliza para energía, crecimiento y reparación. Además, ayuda a regular los niveles de glucosa en la sangre en conjunto con el sistema endocrino. Resumen Todos estos sistemas están interconectados y trabajan en conjunto para mantener el ambiente interno del cuerpo estable y funcional, a pesar de los cambios que puedan ocurrir en el entorno externo.  Uno de los ejemplos más importantes de homeostasis es el control de los niveles de glucosa en la sangre. El cuerpo regula los niveles de glucosa en sangre a través de las hormonas insulina y glucagón, producidas por el páncreas. Control de Cuando los niveles de glucosa son altos (por ejemplo, después de comer), el páncreas libera insulina, lo que permite que las células los niveles del cuerpo absorban glucosa de la sangre. La glucosa también se almacena en el hígado en forma de glucógeno. Esto reduce los niveles de glucosa en sangre, de glucosa devolviéndolos a un rango normal. Cuando los niveles de glucosa son bajos (por ejemplo, entre comidas o durante el ejercicio) el páncreas libera glucagón, lo que en la sangre hace que el hígado descomponga el glucógeno en glucosa y lo libere en el torrente sanguíneo. Esto eleva los niveles de glucosa en sangre. Este equilibrio entre insulina y glucagón mantiene la concentración de glucosa en sangre dentro de un rango estrecho, lo cual es vital para el funcionamiento de órganos, especialmente el cerebro. Si esta regulación falla, puede dar lugar a trastornos como la diabetes, donde los niveles de glucosa en sangre se mantienen crónicamente altos (hiperglucemia) debido a una falta de insulina o a la resistencia a sus efectos. Enfermedades Las enfermedades que se desarrollan con las alteraciones de la homeostasis pueden ser: La diabetes, la hipertensión o los trastornos hormonales pueden alterar la función adecuada de nuestro cuerpo. Además, las enfermedades autoinmunes pueden atacar y dañar los órganos encargados de mantener la homeostasis, como los riñones, el hígado o el sistema endocrino. Enfermedades Deshidratación y desequilibrio electrolítico: La regulación de los niveles de agua y electrolitos, como sodio y potasio, es crucial para mantener la relacionadas homeostasis. con la ruptura de La deshidratación o el exceso de líquidos pueden alterar el volumen sanguíneo y la presión arterial, afectando órganos vitales como el la homeostasis: corazón y los riñones. Enfermedades relacionadas con la ruptura de la homeostasis: Diabetes :En esta enfermedad, el cuerpo no regula correctamente los niveles de glucosa en sangre debido a problemas con la producción o la acción de la insulina. Esto afecta el equilibrio energético y causa hiperglucemia crónica, lo que puede dañar órganos como los riñones, los ojos y el corazón. Hipertensión: La presión arterial alta puede surgir cuando el cuerpo no regula adecuadamente el volumen de sangre o la resistencia de los vasos sanguíneos. Esto pone en tensión los órganos y aumenta el riesgo de enfermedades cardíacas, accidentes cerebrovasculares y daños en los riñones. Enfermedades relacionadas con la ruptura de la homeostasis: Acidosis y alcalosis: El pH de la sangre debe mantenerse dentro de un rango estrecho (alrededor de 7.35-7.45).Cuando el cuerpo no puede controlar los niveles de ácido o base, puede ocurrir acidosis (pH bajo) o alcalosis (pH alto), lo que afecta la función celular y puede ser potencialmente mortal. Hipotermia e hipertermia: La temperatura corporal debe mantenerse alrededor de los 37°C. En la hipotermia, el cuerpo no puede generar suficiente calor, lo que afecta el metabolismo celular. En la hipertermia, el cuerpo se sobrecalienta, lo que puede dañar órganos y proteínas vitales. Enfermedades relacionadas con la ruptura de la homeostasis: Insuficiencia renal: Los riñones regulan los líquidos, el pH y los niveles de electrolitos. Cuando fallan, el cuerpo no puede eliminar los desechos o mantener el equilibrio de fluidos, lo que lleva a un desequilibrio tóxico y a la alteración de varios sistemas corporales. Enfermedades autoinmunes: En trastornos como la artritis reumatoide o el lupus, el sistema inmunológico ataca por error las células del cuerpo, alterando la homeostasis al dañar tejidos y órganos sanos.  Homeostasis Cuando la homeostasis se interrumpe, el cuerpo pierde su capacidad de mantener sus procesos esenciales dentro de rangos saludables. Si los desequilibrios no se corrigen, pueden resultar en daño celular, disfunción orgánica o incluso la muerte. En muchas enfermedades, el objetivo del tratamiento es restaurar la homeostasis, ya sea mediante el uso de medicamentos, cambios en la dieta o intervenciones médicas más avanzadas.  Homeostasis 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. Videos Suplementarios https://www.youtube.com/watch?v=ERKS2LkfEpw Dudas o Preguntas