La homeostasia y su mantenimiento por autorregulación
Daniela juega pelota al mediodía en Camagüey. El sol aprieta, corre de una base a otra y, sin embargo, su temperatura corporal apenas se mueve de unos 37 °C. Su cara se pone roja y empieza a sudar. ¿Quién "decide" eso? ¿Qué pasaría si el cuerpo no tuviera forma de corregirse? En este epígrafe encontrarás la respuesta.
El medio interno y la homeostasia
Las células de tu cuerpo no viven en contacto con el aire ni con el sol: viven bañadas por la sangre y el líquido que rodea las células, el medio interno. Para que funcionen bien, ese medio debe mantener unas condiciones casi constantes, aunque afuera haga calor, frío o hayas pasado horas sin comer.
Constante no significa fija como una piedra: las variables oscilan alrededor de un valor y siempre dentro de límites estrechos. Es un equilibrio dinámico.
| Variable del medio interno | Valor aproximado en una persona sana |
|---|---|
| Temperatura corporal | cerca de $37\,^\circ\mathrm{C}$ |
| Glucemia (glucosa en sangre) en ayunas | entre $3{,}9$ y $5{,}6$ mmol/L |
| pH de la sangre | alrededor de $7{,}4$ |
| Presión arterial | alrededor de $120/80$ mm Hg |
| Concentración de agua y sales | muy estable |
Mantener estas variables es la base de la salud: cuando se salen de sus límites durante mucho tiempo, aparece la enfermedad.
Define con tus palabras el concepto de homeostasia. Menciona además dos variables del medio interno de una persona que el organismo mantiene dentro de límites…
Define con tus palabras el concepto de homeostasia. Menciona además dos variables del medio interno de una persona que el organismo mantiene dentro de límites relativamente estrechos.
El circuito de autorregulación
Para corregir una variable, el organismo necesita tres cosas: enterarse del cambio, decidir y actuar. Por eso todo mecanismo de autorregulación tiene tres componentes:
-
Receptor: detecta el cambio (el estímulo) y envía la información.
-
Centro de control: compara la información con el valor de referencia y elabora la respuesta. Puede ser el sistema nervioso (por ejemplo, el hipotálamo) o una glándula endocrina.
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Efector: ejecuta la respuesta (músculos o glándulas) que corrige la variable.
En un mecanismo de autorregulación intervienen un receptor, un centro de control y un efector. Explica brevemente la función de cada uno de estos tres componentes.
En un mecanismo de autorregulación intervienen un receptor, un centro de control y un efector. Explica brevemente la función de cada uno de estos tres componentes.
Retroalimentación negativa y positiva
Cuando el efector actúa, su respuesta influye sobre el estímulo original. A esa "vuelta" de la información se le llama retroalimentación.
Por qué "negativa": porque el efecto va en sentido contrario al cambio, como un freno. La "positiva" es como un acelerador que se pisa cada vez más.
| Negativa | Positiva | |
|---|---|---|
| Efecto de la respuesta | Se opone al cambio | Aumenta el cambio |
| Resultado | Estabilidad | Proceso que se acelera hasta completarse |
| Ejemplos | Sudoración, glucemia, presión arterial | Contracciones del parto (oxitocina), coagulación de la sangre |
En el parto, la cabeza del bebé estira el cuello del útero, esto estimula la liberación de oxitocina, que produce contracciones más fuertes, que estiran más el cuello del útero... y así hasta el nacimiento. Al terminar el parto, el estímulo desaparece y el ciclo se detiene.
Clasifica cada situación como ejemplo de retroalimentación negativa o de retroalimentación positiva, y justifica brevemente tu clasificación: a) La sudoración aumenta…
Clasifica cada situación como ejemplo de retroalimentación negativa o de retroalimentación positiva, y justifica brevemente tu clasificación:
- a) La sudoración aumenta cuando la temperatura corporal sube por encima del valor normal.
- b) Las contracciones del útero se intensifican durante el parto por la liberación de oxitocina.
Termorregulación: un día de calor
Volvamos a Daniela en el terreno de pelota. Su temperatura central sube por el ejercicio y el calor del ambiente.
Daniela juega pelota al mediodía en un día muy caluroso de Camagüey. Explica qué respuestas fisiológicas ayudan a que su temperatura corporal no aumente demasiado.…
Daniela juega pelota al mediodía en un día muy caluroso de Camagüey. Explica qué respuestas fisiológicas ayudan a que su temperatura corporal no aumente demasiado. Indica cuál es el estímulo, el receptor, el centro de control y el efector en este proceso.
Fiebre: ¿pérdida de control o nuevo valor de referencia?
Alejandro tiene 39 °C. ¿Su cuerpo "se descompuso"? No. Cuando hay una infección, sustancias liberadas por los microorganismos y por las células defensivas actúan sobre el hipotálamo y elevan el valor de referencia. El centro de control, ahora "programado" a 39 °C, considera que 37 °C es demasiado poco y ordena producir calor (escalofríos) y conservarlo (vasos de la piel contraídos) hasta llegar al nuevo valor.
Por eso, la fiebre es una regulación a otro valor, no una pérdida del control. La prueba: cuando la fiebre baja, aparecen sudor y piel enrojecida, que son los efectores de la pérdida de calor volviendo a actuar. Una fiebre moderada ayuda a la defensa, pero una muy alta o prolongada es peligrosa y requiere atención médica.
Alejandro debe tener una temperatura corporal cercana a 37 °C. Un día presenta fiebre y su temperatura llega a 39 °C. Relaciona este hecho con la homeostasia: explica si…
Alejandro debe tener una temperatura corporal cercana a 37 °C. Un día presenta fiebre y su temperatura llega a 39 °C. Relaciona este hecho con la homeostasia: explica si el organismo ha perdido el control de la temperatura o si está regulándola a otro valor, y fundamenta tu respuesta.
La glucemia y su regulación
Después de comer carbohidratos, la glucosa pasa a la sangre y la glucemia aumenta. El páncreas, que funciona a la vez como receptor y centro de control, detecta el cambio gracias a las células de los islotes pancreáticos.
Después de una comida rica en carbohidratos, la concentración de glucosa en la sangre aumenta. Describe cómo la insulina y el glucagón regulan la glucemia. Explica por…
Después de una comida rica en carbohidratos, la concentración de glucosa en la sangre aumenta. Describe cómo la insulina y el glucagón regulan la glucemia. Explica por qué este proceso es una retroalimentación negativa.
Cuando la regulación falla: la diabetes mellitus
La diabetes mellitus muestra qué pasa cuando se rompe un circuito de autorregulación. Hay dos grandes situaciones:
-
El páncreas no produce suficiente insulina.
-
Las células no responden bien a la insulina (resistencia a la insulina).
En ambos casos, el efector (las células que captan glucosa) no actúa de forma adecuada. Tras comer, la glucemia sube y no regresa al valor normal: el circuito de retroalimentación negativa queda abierto. La glucosa en exceso se acumula en la sangre (hiperglucemia).
Una glucemia alta de forma sostenida daña los vasos sanguíneos y los nervios. Con los años puede afectar los riñones, los ojos, el corazón y los pies. Es decir, perder la homeostasia de una sola variable perjudica a varios sistemas, porque todos dependen de la misma sangre y del mismo medio interno.
La diabetes mellitus es una enfermedad en la que la regulación de la glucemia falla. Analiza qué ocurre en el circuito de retroalimentación negativa cuando el páncreas…
La diabetes mellitus es una enfermedad en la que la regulación de la glucemia falla. Analiza qué ocurre en el circuito de retroalimentación negativa cuando el páncreas no produce suficiente insulina, o cuando las células no responden a ella. Argumenta por qué la pérdida de la homeostasia de la glucosa puede afectar la salud de otros sistemas del organismo.
La homeostasia en los ecosistemas
La idea de autorregulación no se limita al organismo. Un ecosistema también tiene mecanismos que tienden a mantenerlo estable: las relaciones entre depredadores y presas, el reciclaje de nutrientes, la competencia entre especies. Un arrecife coralino sano, como los de Jardines de la Reina, mantiene su equilibrio porque los corales, las algas, los peces herbívoros y los depredadores se controlan unos a otros: si las algas crecen demasiado, los peces herbívoros se alimentan de ellas y las frenan (retroalimentación negativa).
Pero hay límites. Si la temperatura del mar sube de forma sostenida, los corales expulsan las algas simbiontes con las que viven y se blanquean; muchos mueren. Los mecanismos de regulación se ven superados y el ecosistema cambia a otro estado, con menos biodiversidad y menos peces.
| Organismo | Ecosistema | |
|---|---|---|
| Componentes | Receptor, centro de control, efector | No hay un centro de control único: las especies interactúan |
| Valor de referencia | Definido (37 °C, glucemia...) | No fijo, el estado depende de las condiciones |
| Si se supera el límite | Enfermedad o muerte | Pérdida de biodiversidad y cambio de estado |
| Recuperación | Medicamentos, descanso | Muy lenta, a veces irreversible |
Por eso, proteger los ecosistemas y reducir el efecto del cambio climático (como plantea la Tarea Vida) es también cuidar la capacidad de autorregulación de la naturaleza.
Un grupo de estudiantes del pre compara dos ecosistemas: un arrecife coralino sano, como los de Jardines de la Reina, y otro afectado por el aumento sostenido de la…
Un grupo de estudiantes del pre compara dos ecosistemas: un arrecife coralino sano, como los de Jardines de la Reina, y otro afectado por el aumento sostenido de la temperatura del mar. Plantea cómo se puede aplicar la idea de homeostasia y autorregulación a un ecosistema. Argumenta qué sucede cuando los mecanismos de regulación se superan, y señala en qué se parece y en qué se diferencia esta situación de la regulación en un organismo.
Vuelve al principio: el sudor, la piel enrojecida y el hipotálamo de Daniela son un circuito de retroalimentación negativa; por eso su temperatura casi no se mueve de 37 °C aunque el sol de Camagüey apriete.