HOMEOSTASIS.HOMEOSTASIS.

DRA. CAROLINA RODRIGUEZ DRA. CAROLINA RODRIGUEZ NAVARRO.NAVARRO.

Homeostasis.Homeostasis.

La Fisiología estudia las La Fisiología estudia las funciones y procesos que se funciones y procesos que se llevan a cabo en los seres vivos.llevan a cabo en los seres vivos.

La total y completa comprensión La total y completa comprensión de la Fisiología requiere del de la Fisiología requiere del conocimiento estructural, desde conocimiento estructural, desde la anatomía macroscópica hasta la anatomía macroscópica hasta el nivel molecular.el nivel molecular.

Homeostasia.Homeostasia.

En la regulación de la En la regulación de la composición del líquido composición del líquido extracelular intervienen extracelular intervienen complejos mecanismos, y las complejos mecanismos, y las células individuales tienen células individuales tienen también mecanismos propios también mecanismos propios para regular su composición para regular su composición interna.interna.

Estas funciones reguladoras Estas funciones reguladoras estabilizan el medio interno a estabilizan el medio interno a pesar de las variaciones que se pesar de las variaciones que se producen en el mundo exterior y producen en el mundo exterior y en la actividad propia animal.en la actividad propia animal.

El proceso de estabilización del El proceso de estabilización del medio interno se denomina medio interno se denomina homeostasia, y es esencial si homeostasia, y es esencial si las células del organismo han las células del organismo han de funcionar normalmente.de funcionar normalmente.

Homeostasis.Homeostasis.

La homeostasis es el La homeostasis es el conjunto de mecanismos por conjunto de mecanismos por los que los seres vivos los que los seres vivos tienden a mantener tienden a mantener constantes las propiedades constantes las propiedades de su medio interno.de su medio interno.

Para cada constituyente Para cada constituyente químico del organismo se químico del organismo se consideran unos límites consideran unos límites deseables de concentración; los deseables de concentración; los mecanismos de control del mecanismos de control del propio organismo están propio organismo están adaptados para mantener estos adaptados para mantener estos límites.límites.

Medio interno.Medio interno.

El 60 % del cuerpo humano es El 60 % del cuerpo humano es líquido, casi todo este líquido líquido, casi todo este líquido queda dentro de las células y se queda dentro de las células y se conoce como líquido conoce como líquido intracelular, y una tercera parte intracelular, y una tercera parte de éste se encuentra en los de éste se encuentra en los espacios exteriores de la célula espacios exteriores de la célula y se llama líquido extracelular.y se llama líquido extracelular.

Este líquido extracelular está en Este líquido extracelular está en movimiento constante por todo movimiento constante por todo el cuerpo, en él están los iones el cuerpo, en él están los iones y nutrientes que necesitan las y nutrientes que necesitan las células para mantenerse vivas, células para mantenerse vivas, por este motivo al líquido celular por este motivo al líquido celular se le denomina medio interno se le denomina medio interno del organismo.del organismo.

Homeostasis.Homeostasis.

Los estudios del Biólogo Los estudios del Biólogo Francés Claude Bernard Francés Claude Bernard en 1865 , estableció que en 1865 , estableció que “ La constancia del “ La constancia del medio interno es medio interno es condición necesaria condición necesaria para que la vida sea para que la vida sea libre e independiente, libre e independiente, el animal superior no el animal superior no es indiferente al es indiferente al ambiente que lo rodea , ambiente que lo rodea , sino que se encuentra sino que se encuentra en relación estrecha en relación estrecha con él, de tal modo que con él, de tal modo que su equilibrio es el su equilibrio es el resultado de una resultado de una compensación delicada compensación delicada y continua, establecida y continua, establecida por el más sensible de por el más sensible de los balances.”los balances.”

Homeostasis.Homeostasis. En 1928, Walter B. Cannon, En 1928, Walter B. Cannon,

fisiólogo americano, acuñó el fisiólogo americano, acuñó el término de homeostasis para término de homeostasis para definir la regulación del definir la regulación del ambiente interno. ambiente interno.

En su artículo "Organization for En su artículo "Organization for Physiologícal Homeostasis" Physiologícal Homeostasis" publicado en 1928 en publicado en 1928 en Physiological Reviews (9:399-Physiological Reviews (9:399-443), Cannon explicó que eligió 443), Cannon explicó que eligió el prefijo "homeo" por su el prefijo "homeo" por su significado de semejante o significado de semejante o similar. similar.

También apuntó que el sufijo También apuntó que el sufijo "estasis" se debe de entender "estasis" se debe de entender como una condición y no como como una condición y no como un estado invariable "condición un estado invariable "condición similar", también definida como similar", también definida como "una relativa constancia del "una relativa constancia del medio interno". medio interno".

Homeostasis.Homeostasis. Homeostasis. Homeostasis.

Conjunto de mecanismos fisiológicos por el cual Conjunto de mecanismos fisiológicos por el cual los seres vivos suelen a mantener constante las los seres vivos suelen a mantener constante las propiedades de su medio interno.propiedades de su medio interno.

Sistemas funcionales del cuerpo y Sistemas funcionales del cuerpo y contribuciones a la homeostasis.contribuciones a la homeostasis. Sistema circulatorioSistema circulatorio Sistema respiratorioSistema respiratorio Tracto gastrointestinalTracto gastrointestinal HígadoHígado RiñonesRiñones Sistema músculo esquelético Sistema músculo esquelético

Homeostasis.Homeostasis.

La homeostasis se utiliza por los La homeostasis se utiliza por los fisiólogos para expresar el fisiólogos para expresar el mantenimiento de las mantenimiento de las condiciones estáticas o condiciones estáticas o constantes en el medio interno.constantes en el medio interno.

Implica un consumo de energía.Implica un consumo de energía. Implica la capacidad de detectar Implica la capacidad de detectar

cambios en el medio.cambios en el medio. Implica controlar estos cambios. Implica controlar estos cambios.

Homeostasis.Homeostasis.

HomeostasisHomeostasis: tendencia a la estabilización : tendencia a la estabilización del cuerpo relacionado con los procesos del cuerpo relacionado con los procesos fisiológicos.fisiológicos.

Las células son capaces de vivir crecer y Las células son capaces de vivir crecer y realizar sus funciones especiales siempre realizar sus funciones especiales siempre que el medio interno disponga de las que el medio interno disponga de las concentraciones adecuadas de oxígeno, concentraciones adecuadas de oxígeno, glucosa, iones, a.a., sustancias grasas y glucosa, iones, a.a., sustancias grasas y otros componentes.otros componentes.

Los cambios debidos a cualquier causa Los cambios debidos a cualquier causa deben ser neutralizados por medio de deben ser neutralizados por medio de mecanismos fisiológicos de homeostasis. mecanismos fisiológicos de homeostasis.

La homeostasis requiere que el La homeostasis requiere que el organismo sea capaz de detectar la organismo sea capaz de detectar la presencia de cambios en el medio y presencia de cambios en el medio y de controlarlos. Algunos de los de controlarlos. Algunos de los mecanismos descritos en la teoría mecanismos descritos en la teoría de control son útiles para de control son útiles para comprender los mecanismos comprender los mecanismos homeostáticos, como son los homeostáticos, como son los circuitos de retroalimentación circuitos de retroalimentación (positiva o negativa).(positiva o negativa).

HomeostasisHomeostasis

(De (De homeo-homeo- sin cambios y el gr. sin cambios y el gr. stasisstasis, manteniéndose)., manteniéndose). Existencia de un ambiente interno estableExistencia de un ambiente interno estable- Auto-Regulación - Auto-Regulación (intrínseca)(intrínseca) - el mismo órgano o - el mismo órgano o sistema sistema ajusta sus actividades automáticamente en ajusta sus actividades automáticamente en respuesta a respuesta a cambios en el ambientecambios en el ambiente- Niveles de Oxígeno bajan --> células del mismo - Niveles de Oxígeno bajan --> células del mismo tejido tejido provcan vasodilataciónprovcan vasodilatación-Regulación -Regulación extrínsecaextrínseca - otros órgano(s) o sistema (s) - otros órgano(s) o sistema (s)- Sistema nervioso-rapidas-cortas (en ejercicio - Sistema nervioso-rapidas-cortas (en ejercicio estímula al estímula al corazón) corazón) - Sistema endocrino-lento-duraderas - Sistema endocrino-lento-duraderas (crecimiento y desarrollo, (crecimiento y desarrollo, regulacion de regulacion de volumen de sangre)volumen de sangre)

Sistemas de Sistemas de control. control.

El cuerpo humano cuenta con El cuerpo humano cuenta con miles de sistemas de control.miles de sistemas de control. Genéticos: controlan la función Genéticos: controlan la función

intracelular.intracelular. Los que se encarga de regular las Los que se encarga de regular las

funciones de partes concretas de funciones de partes concretas de los órganos.los órganos.

Los que controlan las relaciones Los que controlan las relaciones entre diferentes órganos. entre diferentes órganos.

Componentes de un sistema Componentes de un sistema de control.de control. 1. Estímulo.1. Estímulo. 2. Receptor.2. Receptor. 3. Vía aferente.3. Vía aferente. 4. Centro integrador o regulador4. Centro integrador o regulador 5. Vía eferente.5. Vía eferente. 6. Efector.6. Efector. 7. Respuesta.7. Respuesta.

Un sensor (receptor, capta el estímulo)Un sensor (receptor, capta el estímulo) Centro de control (integrador, sistema nervioso)Centro de control (integrador, sistema nervioso) Un efector (realiza la respuesta) Un efector (realiza la respuesta) Rangos o limites y set pointRangos o limites y set point RetroalimentaciónRetroalimentación

La información de salida regresa a la entradaLa información de salida regresa a la entrada NegativaNegativa

La información de salida es opuesta a la de la entradaLa información de salida es opuesta a la de la entrada PositivaPositiva**

La información de salida es igual a la de la entrada, La información de salida es igual a la de la entrada, exagera o aumenta la señal original.exagera o aumenta la señal original.

Ej: Situación donde un proceso estresante hay que Ej: Situación donde un proceso estresante hay que pasarlo lo antes posiblepasarlo lo antes posible..

Mecanismo de Regulación Mecanismo de Regulación Homeostática Homeostática

Retroalimentación Retroalimentación Negativa.Negativa.

La mayoría de los sistemas de La mayoría de los sistemas de control del cuerpo actúan control del cuerpo actúan mediante ella.mediante ella. Variable: elemento que se desea Variable: elemento que se desea

controlar.controlar. Mecanismos sensores: miden las Mecanismos sensores: miden las

variaciones.variaciones. Medios motores: desarrollan las Medios motores: desarrollan las

acciones correctivas.acciones correctivas.

Retroalimentación negativa: Control de Retroalimentación negativa: Control de temperatura corporaltemperatura corporal

Sistemas de control.Sistemas de control.

La mayoría de los sistemas de La mayoría de los sistemas de control del organismo actúan control del organismo actúan mediante una retroalimentación mediante una retroalimentación negativa.negativa.

Por ejemplo, la concentración Por ejemplo, la concentración elevada de CO2 inicia una serie de elevada de CO2 inicia una serie de sucesos que disminuyen la sucesos que disminuyen la concentración hacia la normalidad, concentración hacia la normalidad, lo que es una señal negativa para lo que es una señal negativa para iniciar el estímulo.iniciar el estímulo.

Normal

Niveles de CO2

Respuesta

Detección de noveles anormales

Un circuito de retroalimentación Un circuito de retroalimentación negativa (o feedback negativo) negativa (o feedback negativo) es un sistema de control que es un sistema de control que actúa manteniendo el nivel de actúa manteniendo el nivel de determinada variable dentro de determinada variable dentro de unos límites dados después de unos límites dados después de una alteración.una alteración.

Un circuito de retroalimentación Un circuito de retroalimentación negativa requiere un sensor de negativa requiere un sensor de algún tipo que responda a la algún tipo que responda a la variable en cuestión, pero no a variable en cuestión, pero no a otras variables fisiológicas. Un otras variables fisiológicas. Un osmorreceptor responde a osmorreceptor responde a cambios de osmolalidad, pero cambios de osmolalidad, pero no a cambios de T° o T.A.no a cambios de T° o T.A.

En general, si algún factor se En general, si algún factor se vuelve excesivo o deficiente, un vuelve excesivo o deficiente, un sistema de control inicia una sistema de control inicia una retroalimentación negativa, que retroalimentación negativa, que consiste en una serie de consiste en una serie de cambios que devuelven ese cambios que devuelven ese factor hacia un determinado factor hacia un determinado valor medio, con lo que se valor medio, con lo que se mantiene la homeostasis.mantiene la homeostasis.

En la fisiología la mayoría de los En la fisiología la mayoría de los circuitos de retroalimentación circuitos de retroalimentación son negativos, es decir, inhiben son negativos, es decir, inhiben los mecanismos o procesos los mecanismos o procesos celulares de los que provienen. celulares de los que provienen. El grado de eficacia con el que El grado de eficacia con el que un sistema de control mantiene un sistema de control mantiene condiciones constantes viene condiciones constantes viene determinado por la ganancia de determinado por la ganancia de retroalimentación negativa.retroalimentación negativa.

Los circuitos de Los circuitos de retroalimentación negativa retroalimentación negativa operan para mantener una operan para mantener una variable concreta dentro de variable concreta dentro de unos límites específicos. Son la unos límites específicos. Son la fuerza estabilizadora de la fuerza estabilizadora de la economía del organismo.economía del organismo.

Ganancia de un sistema de Ganancia de un sistema de control.control.

Es el grado de eficacia Es el grado de eficacia mediante el cual un sistema de mediante el cual un sistema de control mantiene las control mantiene las condiciones constantes.condiciones constantes.

Ganancia= Corrección Ganancia= Corrección

Error Error

La retroalimentación positiva también La retroalimentación positiva también es llamada como círculos viciosos. es llamada como círculos viciosos. Esta retroalimentación a menudo no Esta retroalimentación a menudo no conduce a la estabilidad sino a la conduce a la estabilidad sino a la inestabilidad pudiendo llevar al inestabilidad pudiendo llevar al individuo a la muerte. Aquí el estímulo individuo a la muerte. Aquí el estímulo iniciador produce más de lo mismo. La iniciador produce más de lo mismo. La retroalimentación positiva retroalimentación positiva fisiológicamente se presenta en la fisiológicamente se presenta en la coagulación sanguínea, trabajo de coagulación sanguínea, trabajo de parto y permeabilidad de sodio a las parto y permeabilidad de sodio a las neuronas. neuronas.

RETROALIMENTACION RETROALIMENTACION POSITIVAPOSITIVA

1. Lesión del vaso sanguíneo. 2. Espasmo vascular

 

3. Formación de tapón de plaquetas.

4. Coagulación. La malla de fibrina estabiliza el coágulo

Figura 1.6 Retroalimentación positiva: Coagulación sanguíneaFigura 1.6 Retroalimentación positiva: Coagulación sanguínea

Figure 1.6

Un ejemplo de interacción entre Un ejemplo de interacción entre mecanismos de mecanismos de retroalimentación negativos y retroalimentación negativos y positivos es la regulación positivos es la regulación hormonal del ciclo menstrual.hormonal del ciclo menstrual.

Homeostasis a nivel celular.Homeostasis a nivel celular.

Para poder vivir es necesario que los Para poder vivir es necesario que los componentes de las células se mantengan componentes de las células se mantengan en unas concentraciones más o menos en unas concentraciones más o menos uniformes. La membrana celular es uniformes. La membrana celular es responsable de controlar qué sustancias responsable de controlar qué sustancias pueden entrar y cuáles deben abandonar pueden entrar y cuáles deben abandonar la célula; debe existir la posibilidad de que la célula; debe existir la posibilidad de que los productos de desecho salgan de la los productos de desecho salgan de la célula para evitar que alcancen niveles célula para evitar que alcancen niveles tóxicos. También deben captarse tóxicos. También deben captarse sustancias esenciales para el metabolismo sustancias esenciales para el metabolismo para ser utilizadas en la respiración.para ser utilizadas en la respiración.

Cada célula se beneficia de la Cada célula se beneficia de la homeostasis, y a su vez, contribuye homeostasis, y a su vez, contribuye con su parte al mantenimiento de la con su parte al mantenimiento de la misma.misma.

Esta interrelación recíproca Esta interrelación recíproca proporciona un automatismo proporciona un automatismo continuo del organismo hasta que continuo del organismo hasta que uno o más sistemas funcionales uno o más sistemas funcionales pierden su capacidad de contribuir pierden su capacidad de contribuir con su parte a la funcionalidad.con su parte a la funcionalidad.

Un organismo está en Un organismo está en homeostasis cuando:homeostasis cuando:

1. Su medio interno contiene 1. Su medio interno contiene exactamente las exactamente las concentraciones correctas de concentraciones correctas de iones, gases y nutrientes.iones, gases y nutrientes.

2. Moviliza su medio interno.2. Moviliza su medio interno. 3. Elimina desechos.3. Elimina desechos. 4. Coordina armónicamente las 4. Coordina armónicamente las

funciones.funciones. 5. Se reproduce.5. Se reproduce.