MEDIO INTERNO
Homeostasis es la constancia del Medio interno, aún frente a las
variaciones del Medio externo (Cannon). El Medio interno se relaciona con la
complejidad de los seres vivos. Según Teoría de la Evolución, el primer ser
vivo surgió en el mar, formado por una sola célula, la cual intercambiaba
nutrientes y desechos metabólicos con su Medio externo.
De los Unicelulares evolucionaron los Pluricelulares, los cuales debían
solucionar el problema del intercambio de nutrientes, oxigeno y desechos de las
células que se encuentran en su interior. De esta forma se desarrolló un
ambiente interno, que permitió la vida libre e independiente.
El Medio interno
está representado por el Líquido extracelular que rodea a las células de los
Pluricelulares, con una composición estable que permite los intercambios
metabólicos y la comunicación celular. El 60 % del peso corporal humano es
agua, la cual se encuentra distribuida en un 40% del peso corporal en el
Líquido intracelular y en un 20% en el Líquido extracelular. Del total del
Líquido extracelular un 80% corresponde al Líquido intersticial y un 20% al
Plasma sanguíneo. El Líquido intersticial o tisular debe mantenerse constante,
para lo cual se requiere la ayuda del Sistema circulatorio.
El Plasma sanguíneo intercambia oxigeno y nutrientes, dióxido de carbono
y desechos con el Líquido extracelular a nivel de los Capilares sanguíneos,
debido a lo cual en ambos líquidos la concentración de solutos es igual, a
excepción de las proteínas. Según Starling, existe un equilibrio entre el
volumen de líquidos que sale del capilar arterial y el que vuelve por los
capilares venosos. El Líquido intracelular varía de célula a célula del punto
de vista cuantitativo, guardando similitud en la composición celular desde el
punto de vista cualitativo.
El organismo animal que vive en
un medio ambiente cambiante, debe enfrentar 4 problemas: 1.- Mantener constante
la temperatura corporal 2.- Mantener constante la concentración de glucosa de
la sangre 3.- Mantener la cantidad de agua y de iones 4.- Conservar el pH
dentro de ciertos rangos. En los organismos animales más evolucionados, sobre
todo en el hombre, los sistemas nervioso y endocrino se interrelacionan
estrechamente para construir diferentes Sistemas de control y homeostático.
(Fig. Nº 1). a) El receptor detecta los cambios y envía una señal al centro
integrador por la vía aferente. b) Las decisiones efectuadas por el centro
integrador se transmiten al efector mediante la vía eferente. c) Si el ajuste
resultante, producido por la respuesta del efector, tiende a volver el sistema
a condiciones óptimas o normales, se dice que ha habido retroalimentación
negativa. d) Si el ajuste es tal que el sistema se aleja de las condiciones
óptimas se llama retroalimentación positiva. En este caso la perturbación
inicial desencadena una serie de eventos que aumentan más aún el trastorno. e)
La mayoría de los sistemas homeostáticos en biología corresponden a la
categoría general de fenómenos “estímulo-respuesta” conocidos como reflejos.
Estos tienen como vía estructural el arco reflejo.
El concepto de Medio interno se
debe a Claude Bernad (siglo XIX) fisiólogo francés. El Medio interno amortigua
las fluctuaciones del Medio externo para mantener el normal funcionamiento del
organismo. La Homeostasis se logra gracias al funcionamiento coordinado de
todos los tejidos, órganos y sistemas del organismo. En los Mamíferos esta
coordinación la realizan los Sistemas nervioso y hormonal, ligados estructural
y funcionalmente. El Sistema nervioso regula el organismo mediante Impulsos
nerviosos (señales electroquímicas) transmitidos por las fibras de los nervios
que hacen contacto con los Efectores músculos y glándulas. El Sistema endocrino
actúa a través de las Hormonas que se vierten a la sangre y viajan al órgano
blanco para ejercer su acción. Características generales de los sistemas de
control.- Formados por un conjunto de estructuras interconectadas que funcionan
para mantener constante un parámetro físico o químico del cuerpo. Sistema de
control no-biológico.- Ejemplo: Regulación de la temperatura del agua de una
tina de baño.
Temperatura deseada = 30 grados C. Temperatura ambiente = 10 a 25
grados C. Pérdida continua de calor del agua Sensor.- Instrumento sensible a la
temperatura Produce corriente eléctrica de magnitud inversa a la temperatura
del agua. El alambre B, lleva la corriente a la Caja de control. Caja de
control.- Conduce por el alambre D, la misma cantidad de corriente a la que
entra por B, a la Unidad de calentamiento. Unidad de calentamiento.- produce cantidad
de calor proporcional a la intensidad que recibe.
El Sistema se estabiliza cuando la pérdida de calor al ambiente equivale
a la cantidad de calor que entra por la Unidad de calentamiento. Sistema
estable: Entrada = Salida. Hay siempre cierta oscilación en la temperatura
estable por causa del tiempo que necesita la Unidad de calentamiento para
calentarse o enfriarse. Para prevenir habría que agregar al sistema un
termosensor, colocado fuera del baño, para detectar cambios de la temperatura
ambiental. Al disminuir la temperatura ambiente, la información se transmite a
la caja de control, la cual hace que la unidad de calentamiento aumente su
salida. Así se adiciona calor antes que baje la temperatura del agua,
contrarrestando el cambio antes que éste ocurra, reduciendo las fluctuaciones.
Retroalimentación negativa.- Cuando se reduce la temperatura del agua, el
sensor detecta este cambio y envía la información a la caja de control, la cual
indica a la unidad de calentamiento que aumente su salida; sube la temperatura.
Al subir la temperatura, lo detecta el sensor el cual altera nuevamente su
generación de corriente, alterando la entrada en la caja de control y la unidad
de calentamiento, por lo tanto, la temperatura del agua actúa como vínculo
entre el sensor y la unidad de calentamiento. Este proceso actúa como
retroalimentación, manteniendo la constancia Sistema de control biológico.-
Retroalimentación negativa (Feedback).- El aumento de una respuesta causa su
disminución y viceversa. Retroalimentación positiva.- Un estímulo iniciado
produce respuesta final de la misma naturaleza. Los sistemas de control
biológicos pertenecen a los Reflejos:(estímulo – respuesta) La vía del reflejo
se denomina Arco reflejo y sus componentes son: Receptor – vía aferente – Centro
elaborador - vía eferente – efector. Estímulo = es todo cambio detectable en el
ambiente. Receptor = estructura que capta el Estímulo (Sensor). El Estímulo
afecta la señal emitida por el Receptor, la cual es enviada al Centro
elaborador. Centro elaborador = recibe generalmente la entrada de muchos
Receptores, respondiendo a tipos diferentes de estímulos. Vía eferente = lleva
la información al Efector. Efector = realiza cambio de actividad (Unidad de
calentamiento) La respuesta del Efector hace disminuir al Estímulo, lo cual
reduce la actividad del receptor. El flujo de información del Receptor al
Centro elaborador vuelve al nivel original: retroalimentacióon negativa. El
centro elaborador puede hallarse en el Sistema nervioso o en una Glándula endocrina.
La información aferente y eferente puede ser transportada por vías nerviosas u
hormonales. Los Efectores principales son los músculos y las glándulas. La
mayoría de las células del cuerpo, actúan como efectores, debido a que su
actividad está controlada por los nervios u hormonas.
Algunos reflejos carecen
de Vía aferente usual. Ej. La Paratiroides produce una hormona que actúa en los
huesos haciendo que liberen calcio en la sangre. En este caso, las mismas
células que producen la hormona actúan como receptores a este reflejo.
Mediadores químicos.- Cuando en un reflejo está comprometida una glándula, la
comunicación entre las células se realiza mediante un agente químico; la
hormona es transportada por la sangre. En igual forma, las fibras nerviosas se comunican
entre sí y con los efectores mediante receptores químicos. Ej.
Acetilcolina,
epinefrina, dopamina, histamina, serotonina, prostaglandinas, GABA. Los
Mediadores químicos actúan de la siguiente manera: en las membranas celulares
existen Sitios receptores que poseen moléculas específicas, las cuales se
combinan con el Mediador químico, los Mediadores químicos le indican a la
célula que altere su actividad. Son específicos. Osmorregulación.- Mecanismo
que controla la homeostasis de los líquidos y de los iones del medio interno.La
cantidad de agua en el cuerpo y de iones, debe mantenerse constante. Problema
común a todos los animales. Así por ejemplo en los Protozoos como la Ameba y el
Paramecio, existen Vacuolas contráctiles que eliminan los excesos de agua desde
la célula. En Pluricelulares, el control de agua está asociado al Sistema
excretor, al igual que la concentración de iones y de desechos metabólicos.Los
desechos metabólicos son el agua, el dióxido de carbono, eliminado por
branquias, pulmones o tráqueas y los desechos nitrogenados. El agua y los
desechos nitrogenados, en animales superiores son excretados por los riñones.
Los desechos nitrogenados provienen de los aminoácidos no utilizados en la
formación de las proteínas. Proceso que comienza con la Desaminación, o sea, la
separación del grupo amino-(NH2) del aminoácido y convertido en Amoníaco (NH3).
El amoníaco es tóxico para las células. Los animales pequeños de agua
dulce lo eliminan con facilidad. Los más complejos, convierten el amoníaco en
productos catabólicos menos tóxicos como la urea y el ácido úrico que pueden
ser eliminados gradualmente. Insectos, reptiles y aves transforman al amoníaco
en ácido úrico, producto insoluble que se excreta como un sustancia pastosa
suspendida en muy poco agua. Anfibios y Mamíferos, convierten al amoníaco en
urea, compuesto soluble que no causa daño a los tejidos
VERTEBRADOS
TERRESTRES.- Experimentan una constante pérdida de agua corporal hacia el aire
atmosférico.Los mamíferos eliminan urea, producto que requiere un suministro de
agua para ser excretada. Los riñones desempeñan un eficiente papel para
conservar agua. El agua es el compuesto más abundante en todos los seres vivos;
en todos ellos ocupa más del 50% del peso corporal total. En los bebés humanos,
el agua corresponde al 75% del peso corporal, porcentaje que disminuye a medida
que se avanza en edad. Un hombre adulto de 70 Kg tiene aproximadamente 40
litros de agua, que equivalen al 57% de su peso. De estos 40 litros, 25 se
encuentran en el interior de sus células, es el llamado líquido intracelular, y
los 15 litros restantes se encuentran en el
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