jueves, 11 de octubre de 2012

HOMEOSTASIS

La homeostasis (vocablo que proviene de homeo -hómoios- que significa igual y stasis que significa detención); por tanto la homeostasis es la condición de equilibrio (balance) en el medio interno gracias a la continua interrelación de los múltiples procesos de regulación corporal. La homeostasis es un proceso dinámico. El estado de equilibrio del cuerpo puede modificarse dentro de estrechos márgenes compatibles con la vida, con el fin de adaptarse a los cambios del medio que lo rodea. 

Por ejemplo, la glucemia se encuentra normalmente entre los 70 y 110 mg cada 100 mL de sangre (actualmente, según la OMS, los límites se han ampliado entre 60 y 120 mg cada 100 mL de sangre) . Todas las estructuras del organismo, desde el nivel celular hasta el de órganos, contribuyen de alguna manera al mantenimiento del medio interno dentro de unos límites normales.

LÍQUIDOS CORPORALES

Un aspecto importante de la homeostasis es el mantenimiento del volumen y de la composición de los líquidos corporales, soluciones diluidas que contienen solutos disueltos y se encuentran tanto dentro de las células como a su alrededor. El líquido dentro de las células se denomina líquido intracelular (intra, significa dentro), y se abrevia con las siglas LIC.

El líquido fuera de las células corporales es el líquido extracelular (extra, significa fuera), y se abrevia LEC. El LEC que se encuentra en los estrechos espacios entre las células de los tejidos se conoce como líquido intersticial (inter, significa entre). El LEC varía según las distintas partes del cuerpo en que se encuentre: el LEC dentro de los vasos sanguíneos se denomina plasma, dentro de los vasos linfáticos se conoce como linfa, dentro y rodeando al encéfalo y la médula espinal es el líquido cefalorraquídeo, en las articulaciones es el líquido sinovial y, por último, el LEC dentro de los ojos es el humor acuoso o el cuerpo vítreo.

El funcionamiento adecuado de las células del cuerpo depende de la regulación precisa de la composición del líquido que las rodea. Dado que el líquido intersticial rodea todas las células del cuerpo, se le suele denominar medio interno. La composición del líquido intersticial se modifica a medida que las sustancias se mueven dentro y fuera del plasma sanguíneo. Este intercambio de sustancias se produce a través de las delgadas paredes de los capilares sanguíneos, que son los vasos más pequeños del cuerpo. El movimiento en ambas direcciones a través de las paredes de los capilares lleva los materiales necesarios, como glucosa, oxígeno, iones y otros elementos, para las células de los tejidos. También sirve para retirar desechos, como el dióxido de carbono, del líquido intersticial.

CONTROL DE LA HOMEOSTASIS

La homeostasis del cuerpo se ve continuamente alterada. Algunas de las alteraciones provienen del medio externo (fuera del cuerpo) en forma de agresiones físicas, como el calor intenso de un verano en una región tropical o la falta de oxígeno suficiente para una carrera de 3 kilómetros. 

Otras alteraciones se originan en el medio ambiente interno (dentro del cuerpo); por ejemplo, la disminución de la glucemia al saltarse el desayuno. Los desequilibrios homeostáticos pueden deberse también a situaciones de estrés psicológico en nuestro medio ambiente social, las exigencias del trabajo y de la escuela, por ejemplo. 

En la mayoría de los casos, la ruptura de la homeostasis es leve y temporal, y las respuestas de las células restauran con rapidez el equilibrio en el medio interno. En otros casos, la ruptura de la homeostasis puede ser grave y prolongada, como ocurre en los envenenamientos, la exposición a temperaturas extremas o las infecciones graves.

Afortunadamente, el cuerpo posee muchos sistemas de regulación que pueden restaurar el equilibrio del medio interno. Por lo general, el sistema nervioso y el sistema endocrino en conjunto o en forma independiente toman las medidas correctivas necesarias. El sistema nervioso regula la homeostasis enviando señales conocidas como impulsos nerviosos (potenciales de acción) a los órganos que pueden contrarrestar las desviaciones del estado de equilibrio. El sistema endocrino posee numerosas glándulas que secretan moléculas mensajeras, denominadas hormonas, dentro de la sangre. En general los impulsos nerviosos provocan cambios veloces y las hormonas actúan de manera más lenta. Sin embargo, ambos tipos de regulación actúan con un mismo objetivo, a menudo a través de sistemas de retroalimentación negativa.

SISTEMAS DE RETROALIMENTACIÓN

El cuerpo puede regular su medio interno por medio de varios sistemas de retroalimentación. Un sistema de retroalimentación o asa de retroalimentación es un ciclo de fenómenos en el cual el estado de una determinada condición corporal  es continuamente supervisado, evaluado, modificado, vuelto a supervisar y a evaluar y así sucesivamente. Cada variable supervisada, como la temperatura corporal, la presión arterial o el nivel de glucosa en sangre, se denomina condición controlada. Cualquier alteración que cause un cambio en una condición controlada se denomina estímulo. Tres componentes básicos conforman un sistema de retroalimentación: un receptor, un centro regulador y un efector.



Algún estímulo
perturba la 
homeostasis al
Aumentar o disminuir una
Situación 
que es monitorizada
a través de

Receptores
que envían
Señales de entrada                                                                impulsos nerviosos o
     (aferencias)                                                                       señales químicas a un

Centro regulador 
o integrador
que recibe la señal
de entrada y 
envía una
Señal de salida                                                                      impulsos nerviosos o
     (eferencia)                                                                        señales químicas a los
Efectores
que generan un
cambio o una

Respuesta que altera la 
situación controlada
                               




                               Se restaura la
                        homeostasis cuando
                       la respuesta conduce
                              la situación a la 
                                normalidad









Situación 
que es monitorizada
a través de
Receptores




1.- Un receptor es la estructura del cuerpo que observa cambios en una condición controlada y envía información llamada señal de entrada o aferencia (input) a un centro regulador. Habitualmente, la señal de entrada se produce en la forma de impulsos nerviosos o señales químicas. Por ejemplo, ciertas terminaciones nerviosas de la piel registran la temperatura y pueden detectar los cambios, por ejemplo, una disminución importante.

2.- Un centro regulador o integrador -por ejemplo, el cerebro-, establece el rango de valores entre los cuales determinada condición controlada debe mantenerse, evalúa las señales de entrada que recibe de los receptores y genera señales de salida cuando son necesarias. La señal de salida o eferencia (eferencias) se produce por lo general bajo la forma de impulsos nerviosos, hormonas u otras señales químicas. En el ejemplo de la temperatura de la piel, el cerebro actúa como centro regulador recibiendo los impulsos nerviosos desde los receptores de la piel y generando impulsos nerviosos como señal de salida.

3.- Un efector es la estructura del cuerpo que recibe la señales de salida del centro regulador y produce una respuesta o efecto que modifica la condición controlada. Casi todos los órganos o tejidos del cuerpo pueden funcionar como efectores. Por ejemplo, cuando cae bruscamente la temperatura corporal, el cerebro (centro regulador) envía impulsos nerviosos (eferencias) a los músculos esqueléticos (efectores). Se comienza a tiritar, lo que genera calor que eleva la temperatura.

Un grupo de receptores y efectores en comunicación con su centro regulador conforman un sistema de retroalimentación, que puede regular una condición controlada en el medio interno corporal. En estos sistemas, la respuesta del sistema devuelve información para modificar la condición controlada de alguna forma, ya sea revirtiéndola (retroalimentación negativa) o intensificándola (retroalimentación positiva).

SISTEMAS DE RETROALIMENTACIÓN NEGATIVA

Un sistema de retroalimentación negativa revierte (disminuye o atenúa) un cambio en la condición controlada. Consideremos la regulación de la presión arterial. La presión arterial (PA) es la fuerza que ejerce la sangre contra las paredes de los vasos sanguíneos. Cuando el corazón late más rápido o más fuerte, la PA aumenta. Si un estímulo, ya sea externo o interno, provoca aumento de la presión arterial (condición controlada), ocurre la siguiente secuencia de fenómenos. El aumento de la presión es detectada por los barorreceptores, células nerviosas sensibles a los cambios de presión, localizados en las paredes de ciertos vasos sanguíneos. Los barorreceptores (receptor) envían impulsos nerviosos (aferencia) al encéfalo (centro regulador), el cual interpreta estos impulsos y responde enviando impulsos nerviosos (eferencia) al corazón (efector). La frecuencia cardíaca desciende, lo que provoca a su vez un descenso en la presión arterial (PA) (respuesta). Esta secuencia de hechos lleva a la condición controlada -la presión arterial- a sus valores normales, y se restaura de esta forma la homeostasis. La actividad del efector produjo la caída de la PA, un resultado opuesto al estímulo original (el aumento de la PA). Por esta razón se denomina sistema de retroalimentación negativa.

SISTEMAS DE RETROALIMENTACIÓN POSITIVA

Un sistema de retroalimentación positiva tiende a reforzar (aumentar) el cambio producido en la condición controlada. Opera de manera similar al sistema de retroalimentación negativa, excepto por la forma en que la respuesta afecta a la condición controlada. El centro regulador también envía eferencias al efector, pero en este caso el efector produce una respuesta fisiológica que acrecienta el cambio inicial en la condición controlada. La acción del sistema de retoalimentación positiva continúa hasta que es interrumpido por algún mecanismo.

El parto normal es un buen ejemplo de un sistema de retroalimentación positiva. Las primeras contracciones del trabajo de parto (estímulo) empujan una parte del feto hacia el cuello uterino, la parte más baja del útero que termina en la vagina. Células nerviosas sensibles al estiramiento (receptores) registran el grado de dilatación del cuello uterino (condición controlada). A medida que aumenta la dilatación, las células envían más impulsos nerviosos (aferencias) al cerebro (centro regulador), que a su vez libera la hormona oxitocina (eferencias) a la sangre. La oxitocina aumenta la fuerza de contracción de las paredes musculares del útero (efector). Las contracciones empujan al feto en forma descendente a través de las distintas porciones del útero, lo que dilata el cuello uterino todavía más. El ciclo de estiramiento, liberación hormonal y aumento de fuerza de las contracciones se interrumpe sólo con el nacimiento del bebé. En ese momento cesa la dilatación del cuello uterino y deja de liberarse oxitocina.

Otro ejemplo de retroalimentación positiva es el que ocurre en el cuerpo al perder grandes cantidades de sangre. En condiciones normales, el corazón bombea sangre a una presión suficiente para proveer oxígeno y nutrientes a las células y mantener la homeostasis. Ante pérdidas importantes de sangre, la presión arterial desciende en forma brusca y las células (incluyendo las miocárdicas) reciben menos cantidad de oxígeno y funcionan con menor eficiencia. De persistir la pérdida de sangre, las células miocárdicas se debilitan, disminuye la capacidad de bomba del corazón y la presión arterial continúa descendiendo. Éste es un ejemplo de un sistema de retroalimentación positiva que tiene serias consecuencias y puede llevar a la muerte si no hay intervención médica. La coagulación sanguínea es también un ejemplo de sistema de retroalimentación positiva.

Dado que un sistema de retroalimentación positiva refuerza continuamente un cambio en una condición controlada, debe detenerse mediante alguna señal fuera del sistema. Si la acción que produce el sistema de retroalimentación positiva no se detiene, puede "salirse de control" y producir cambios que pongan en peligro la vida. La acción de un sistema de retroalimentación negativa, por el contrario, va disminuyendo hasta detenerse cuando la condición controlada retorna a la normalidad. Por lo general, los sistemas de retroalimentación positiva refuerzan situaciones que no aparecen con frecuencia mientras que los sistemas de retroalimentación negativa regulan condiciones en el cuerpo que se mantienen relativamente estables por largos períodos.


DESEQUILIBRIOS HOMEOSTÁTICOS

Siempre que las condiciones controladas del cuerpo se mantengan dentro de límites estrechos, las células funcionarán eficientemente, los sistemas de retroalimentación negativa mantendrán la homeostasis y el cuerpo se encontrará en un estado de salud. Si uno o más de los componentes del cuerpo pierde su habilidad de contribuir a la homeostasis, puede alterarse el equilibrio normal de todos los procesos corporales. Si el desequilibrio homeostático es moderado, puede sobrevenir un trastorno o una enfermedad; si es grave, puede provocar la muerte.

Un trastorno es cualquier perturbación de la estructura o la función. Enfermedad es un término más específico que designa a un padecimiento caracterizado por una serie determinada de signos y síntomas. Una enfermedad localizada es la que afecta una parte o región limitada del cuerpo. Una enfermedad sistémica es la que afecta varias partes corporales o el cuerpo entero. Las enfermedades producen alteraciones características de las estructuras y funciones del cuerpo. Una persona que padece una enfermedad puede experimentar síntomas, cambios subjetivos en las funciones corporales que no son evidentes al observador. Ejemplos de síntomas son el dolor de cabeza, las náuseas y la ansiedad. Los cambios objetivos que un médico puede observar y medir se denominan signos. Los signos de una enfermedad pueden ser anatómicos, como una tumefacción o una erupción, o fisiológicos, como la fiebre, la elevación de la presión arterial o una parálisis.

La ciencia que estudia el porqué, cuándo y dónde se producen las enfermedades y cómo se transmiten en la comunidad, se denomina epidemiología (epi, de epy, significa sobre y demos, población + logía). La farmacología (de phármakon, que significa droga) es la ciencia que se ocupa de los usos y efectos de los fármacos en el tratamiento de las enfermedades.

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