La regulación hormonal y la retroalimentación
Valentina desayuna leche chocolatada con facturas. Una hora después, su sangre tiene casi la misma cantidad de azúcar que antes de comer, aunque entró un montón de glucosa. Y a la tarde, después de horas sin comer, también se mantiene estable. ¿Quién se encarga de que el nivel no se dispare ni se desplome? En esta página lo vas a descubrir.
La glucemia y la homeostasis
La glucemia es la concentración de glucosa en la sangre. La glucosa es el combustible principal de las células: el cerebro y los músculos la consumen todo el tiempo. Por eso la glucemia tiene que mantenerse dentro de un rango estrecho. En ayunas, un valor normal ronda los $0{,}7$ a $1\ \mathrm{g/L}$ (70 a 100 mg/dL).
Mantener el medio interno estable, aunque cambien las condiciones externas o la actividad (comer, hacer ejercicio, ayunar), se llama homeostasis. Es como un sistema que mantiene la temperatura de una pileta climatizada: si baja, se calienta; si sube, se enfría.
La regulación usa el modelo que ya conocés: señal → procesamiento → respuesta. Acá la señal es química: las hormonas.
| Elemento del modelo | En la regulación de la glucemia |
|---|---|
| Estímulo / valor que se detecta | Glucemia alta o baja |
| Sensor y centro de control | Páncreas (sensa la glucemia y produce la señal) |
| Señal | Insulina o glucagón |
| Transporte | La sangre |
| Células blanco (efectores) | Hígado y músculo, entre otras |
| Respuesta | La glucemia vuelve al valor normal |
Explicá con tus palabras qué es la glucemia y qué órgano o glándula produce las hormonas que la regulan.
Explicá con tus palabras qué es la glucemia y qué órgano o glándula produce las hormonas que la regulan.
Insulina y glucagón: dos hormonas antagónicas
El páncreas es una glándula con dos funciones: la exócrina (libera enzimas digestivas al intestino) y la endócrina (libera hormonas a la sangre). Con su función endócrina produce las dos hormonas que regulan la glucemia. No hace falta que sepas su anatomía fina.
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Insulina: se libera cuando la glucemia sube. Hace bajar la glucemia.
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Glucagón: se libera cuando la glucemia baja. Hace subir la glucemia.
Se dice que son antagónicas porque tienen efectos opuestos. Una sola hormona no alcanzaría: hace falta un "freno" y un "acelerador".
¿Cómo "sabe" cada tejido qué hacer? Por la especificidad señal-receptor: la hormona viaja por toda la sangre, pero solo actúa en las células que tienen en su membrana la proteína receptora que encaja con ella (llave-cerradura). Las células del hígado y del músculo tienen receptores de insulina; otras células no responden igual.
Nombrá las dos hormonas principales que regulan la glucemia e indicá, para cada una, si hace subir o bajar la concentración de glucosa en sangre.
Nombrá las dos hormonas principales que regulan la glucemia e indicá, para cada una, si hace subir o bajar la concentración de glucosa en sangre.
Después de comer y después de un ayuno
Después de comer. Valentina toma su leche chocolatada con facturas. Los hidratos de carbono se digieren y la glucosa pasa a la sangre: la glucemia sube. El páncreas lo detecta y libera insulina. La sangre la transporta hasta sus células blanco: las células del cuerpo incorporan glucosa para usarla, y el hígado y el músculo la almacenan. Resultado: la glucemia baja y vuelve a lo normal.
Después de un ayuno largo. Thiago estudió toda la mañana sin comer. Las células siguen consumiendo glucosa y la glucemia empieza a bajar. El páncreas detecta el descenso y libera glucagón. Este actúa sobre el hígado, que libera a la sangre la glucosa que tenía almacenada. La glucemia sube y se recupera el equilibrio.
Una estudiante desayuna un vaso de leche chocolatada con facturas y, después de una hora, su glucemia vuelve a valores normales. Explicá, paso a paso, qué ocurre con la…
Una estudiante desayuna un vaso de leche chocolatada con facturas y, después de una hora, su glucemia vuelve a valores normales. Explicá, paso a paso, qué ocurre con la glucemia después de comer, qué hormona se libera y cómo actúa sobre las células y el hígado.
Un estudiante pasa muchas horas sin comer durante una jornada larga de estudio. Explicá qué le pasa a su glucemia, qué hormona se libera y cómo se restablece el…
Un estudiante pasa muchas horas sin comer durante una jornada larga de estudio. Explicá qué le pasa a su glucemia, qué hormona se libera y cómo se restablece el equilibrio, indicando qué papel cumple el hígado.
Retroalimentación negativa
Fijate en lo que pasó en las dos situaciones: cuando la glucemia se alejó del valor normal, el sistema generó una respuesta que la devolvió al valor normal, y al lograrlo la respuesta se apagó. Esa lógica se llama retroalimentación negativa (o feedback negativo): el resultado de la respuesta frena la señal que la provocó.
"Negativa" no significa "mala": significa que la respuesta va en sentido contrario al cambio. Un ejemplo de la vida diaria es el termostato de un aire acondicionado: si la habitación se calienta de más, el equipo enfría; cuando llega a la temperatura elegida, se apaga.
| Termostato | Regulación de la glucemia |
|---|---|
| Sensor: termómetro del equipo | Sensor: páncreas (detecta la glucemia) |
| Centro de control: circuito que compara con la temperatura elegida | Centro de control: el propio páncreas, que decide qué hormona liberar |
| Efector: el compresor | Efectores: hígado, músculo y otras células blanco |
| Valor de referencia: temperatura elegida | Valor de referencia: glucemia normal |
Una diferencia: el termostato lo programa una persona y trabaja aislado; el cuerpo integra sistemas. El sistema nervioso y el endócrino cooperan (por ejemplo, el hipotálamo y la hipófisis conectan ambos), y la respuesta hormonal es más lenta y sostenida que la nerviosa.
Explicá qué significa que un mecanismo de regulación funcione por retroalimentación negativa. Escribí en una o dos oraciones qué ocurre con la respuesta cuando el valor…
Explicá qué significa que un mecanismo de regulación funcione por retroalimentación negativa. Escribí en una o dos oraciones qué ocurre con la respuesta cuando el valor regulado vuelve a la normalidad.
Compará la regulación de la glucemia con el funcionamiento de un termostato de un aire acondicionado, que enciende o apaga el equipo según la temperatura de la…
Compará la regulación de la glucemia con el funcionamiento de un termostato de un aire acondicionado, que enciende o apaga el equipo según la temperatura de la habitación. Indicá qué elemento del cuerpo cumple el papel de sensor, de centro de control y de efector, y argumentá por qué ambos son ejemplos de retroalimentación negativa. Señalá además al menos una diferencia importante entre ambos sistemas, considerando también cómo se integra el sistema nervioso con el endocrino en el cuerpo humano.
Cuando falla la regulación: la diabetes
En la diabetes la glucemia se mantiene elevada (hiperglucemia). Hay dos causas principales:
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Diabetes tipo 1: el páncreas no produce suficiente insulina (el propio sistema de defensa destruye las células que la fabrican). Sin la señal, la glucosa no entra a las células y se acumula en la sangre.
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Diabetes tipo 2: el páncreas produce insulina, pero las células no responden bien: sus receptores de insulina funcionan mal. Hay señal, pero la "cerradura" no responde. Se relaciona con la obesidad y el sedentarismo.
En ambos casos el efecto es el mismo: la glucosa no entra a las células blanco y la glucemia queda alta.
Quien tiene diabetes tipo 1 se inyecta insulina para reemplazar la que falta, y controla la glucemia con el glucómetro. Pero la dosis tiene que ser la justa: una sobredosis hace bajar demasiado la glucemia (hipoglucemia) y el cerebro, que depende de la glucosa, puede dejar de funcionar bien: mareo, temblores, desmayo. Por eso se corrige comiendo algo azucarado.
Esto se descubrió en gran parte experimentando: Von Mering y Minkowski vieron que sin páncreas un perro desarrollaba diabetes, y el argentino Bernardo Houssay, Premio Nobel de Medicina en 1947, estudió el papel de la hipófisis en el control de la glucemia, también quitando glándulas (ablación) y observando qué cambiaba.
La diabetes es una enfermedad en la que la glucemia se mantiene elevada. Explicá, relacionando con lo que sabés de la regulación de la glucemia, por qué puede ocurrir…
La diabetes es una enfermedad en la que la glucemia se mantiene elevada. Explicá, relacionando con lo que sabés de la regulación de la glucemia, por qué puede ocurrir esto si el páncreas no produce suficiente insulina o si las células no responden a ella.
Interpretar datos: la curva de glucemia
Veamos cómo se ven todas estas ideas en una tabla de mediciones. Una persona sana toma una bebida azucarada en el minuto 0 y se mide su glucemia cada 30 minutos.
| Tiempo (min) | 0 | 30 | 60 | 90 | 120 |
|---|---|---|---|---|---|
| Glucemia (g/L) | 0,85 | 1,30 | 1,10 | 0,95 | 0,88 |
Una investigadora mide cada 30 minutos la glucemia de una persona sana durante 3 horas y obtiene los siguientes valores (en g/L): | Tiempo (min) | 0 | 30 | 60 | 90 | 120…
Una investigadora mide cada 30 minutos la glucemia de una persona sana durante 3 horas y obtiene los siguientes valores (en g/L):
| Tiempo (min) | 0 | 30 | 60 | 90 | 120 | 150 | 180 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Glucemia (g/L) | 0,85 | 1,30 | 1,10 | 0,95 | 0,88 | 0,85 | 0,85 |
Sabiendo que a los 0 minutos la persona tomó una bebida azucarada, interpretá la tabla: explicá a qué se debe la variación entre los 0 y los 30 minutos, qué mecanismo hormonal actúa entre los 30 y los 120 minutos, y por qué la glucemia se estabiliza después. Calculá además en cuánto bajó la glucemia entre los 30 y los 120 minutos.
Volvé al principio: la glucemia de Valentina se mantiene estable porque el páncreas detecta los cambios y libera insulina o glucagón, hormonas antagónicas que actúan sobre el hígado y otras células blanco, y la respuesta se apaga cuando el valor vuelve a lo normal.