HOMEOSTASISTERMORREGULACI

ON Y OSMORREGULACIO

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HOMEOSTASISEl universo tiende al desordenNecesita menos energía para su mantenimientoLos organismos vivos tienden al ordenNecesitan de mucha energía para su mantenimientoAsegura la superviviencia para garantizar la perpetuidad de la especieLos organismos están en un constante intercambio dinámico con su ambientePequeños cambios en el ambiente producen una perturbación, a la que el sistema tiene que responder

Claude BernardObservó la estabilidad de varios parámetros (variables de un sistema) fisiológicos

"todos los mecanismos vitales, por muy variados que sean, tienen un fin, mantener la

constancia del medio interno, ...lo que es la condición de la vida libre"

Walter B. CannonEn 1928, acuñó el término de homeostasis para describir y/o definir la regulación de este ambiente interno“Organization for Physiological Homeostasis”Prefijo "homeo" = semejante Sufijo "estasis" = condición "condición similar", también definida como "una relativa constancia del medio interno"

Propiedades de la Homeostasis

1. Importancia tanto del sistema nervioso como del endocrino en el mantenimiento de los mecanismos de regulación.

2. Controles antagónicos: Si un factor puede cambiar un estado homeostático en una dirección, habrá otro factor o factores con efectos opuestos

Propiedades de la Homeostasis

3. La homeostasis es un proceso continuo que implica el registro y regulación de múltiples parámetros.

4. La efectividad de los mecanismos homeostáticos varía a lo largo de la vida de los individuos.

5. Un fallo de los mecanismos homeostáticos produce enfermedad o una condición patológica.

Factores que Influyen en la Homeostasis

Medio Interno:Productos de deshecho del metabolismo.

Medio Externo:Independencia de los organismos con su entorno mediante la captura y conservación de la energía procedente del exterior.La interacción con el exterior se da por sistemas que captan los estímulos externos.

Homeostasis

TERMORREGULACIONTodos los seres vivos realizan continuamente intercambio de energía con el entorno: ambiente térmico. La fuente primaria proviene de la radiación solar. Para aminorar el efecto de los cambios de temperatura ambiental, los organismos deben desarrollar diferentes funciones.

CLASIFICACION SEGÚN CAPACIDAD DE REGULAR SU TEMPERATURA

CORPORALPOIQUILOTERMOS

No pueden regular su temperatura corporal y la mantienen cercana a la temperatura ambiental.

HOMEOTERMOSMantienen su temperatura corporal estable (+/- 2ºC) a pesar de las variaciones en la temperatura ambiental.

CLASIFICACION SEGÚN LA FUENTE DE CALOR

ENDOTERMICOSMantienen su Tc generando calor por el metabolismo (aves y mamíferos).

ECTOTERMICOSMantienen su Tc a través de fuentes externas de calor (sol), como los reptiles.

MECANISMOS DE INTERCAMBIO DE ENERGIA

CONDUCCIONTransferencia de calor por contacto directo

RADIACIONTransferencia de calor entre dos cuerpos sin contacto por la emisión de energía electromagnética.

EVAPORACIONSe pone en marcha por encima de determinadas temperaturas. Se produce sudor que se evapora por el calor.

CONVECCIONTransferencia de calor por movimiento de un fluido o de un gas. Son más importantes en posición vertical que en horizontal.

INTERCAMBIO DE CALOR CON EL AMBIENTE

ENDOTERMOS

TERMOSTATO HIPOTALAMICO

El control de la temperatura corporal, es función del hipotalamo:

integra los diferentes mecanismos de producción y pérdida de calor con sus correspondientes procesos físicos y químicos.

Región preóptica del hipotálamo anterior:centro que regula el exceso de calor.

Hipotálamo posterior:centro de mantenimiento del calor que regula el exceso de frío y la pérdida de calor.

SISTEMA REGULADOR DE LA TEMPERATURA

Sistema de control por retroalimentación negativa y posee tres elementos esenciales

Receptores que perciben las temperaturas existentes en el núcleo central.Mecanismos efectores que consisten en los efectos metabólicos, sudomotores y vasomotores.Estructuras integradoras que determinan si la temperatura existente es demasiado alta o demasiado baja y que activan la respuesta motora apropiada.

DETECCION DEL FRIOSurgen en receptores térmicos periféricos distribuídos por la piel y en la parte superior del tracto gastrointestinal. Estímulos aferentes que llegan hasta el hipotálamo posterior. Activa el mecanismo necesario para conservar el calor:

Vasoconstricción de la piel y piloerección. Señales procedentes de los receptores cutáneos y medulares estimulan el "centro motor primario para el escalofrío“. Aumenta la secreción de la hormona liberadora de la tirotropina (TRH)TRH provoca en la adenohipófisis una liberación de la hormona estimuladora del tiroides o tirotropina (TSH)TSH que a su vez aumenta la producción de tiroxina (T4) por la glándula tiroides, lo que estimula el metabolismo celular de todo el organismo y aumenta la producción de calor.

DETECCION DE CALOREl organismo comienza de inmediato a sudar profusamente.Se produce una vasodilatación en la piel de todo el cuerpo. Disminución del tono de la musculatura estriada.Reacción inmediata que causa pérdida de calor y ayuda al organismo a recuperar su temperatura normal.

TEMPERATURAS AMBIENTALES EN DESCENSO

Reducción de la pérdida de calor mediante:Vasoconstricción periférica.Incrementando la aislamiento corporal mediante aumento de la cobertura adiposa, incrementando la capa de pelo (mayor densidad y pelos más largos), piloerección.Búsqueda de protección o cobertura del viento, lluvia, nieve, etc.Reducción del área superficial. Mediante cambios de postura corporal agrupándose estrechamente con otros animales.

Incremento en la producción de calor mediante:Incrementando el consumo del alimento (mayor ingesta de energía, incremento calórico de la digestión).Incrementando la actividad física. Temblor involuntario en condiciones extremas de frío.Buscando la exposición a la radiación solar.

TEMPERATURAS AMBIENTALES EN ASCENSO

Incremento de la pérdida de calor mediante:Vasodilatación periférica.Disminución de la aislamiento corporal (caída de la capa o cubierta de pelo).Incrementando la superficie corporal (descansando en una posición estirada o relajada).Incrementando el enfriamiento evaporativo mediante la transpiración y el jadeo. Evitando la exposición a la radiación solar., buscando sombra, por ejemplo.

Reduciendo la producción de calor mediante:Reduciendo el consumo de alimento. Menores niveles de la hormona tiroxina y menor tasa metabólica.Reducción de la actividad física.

ECTOTERMOS

ECTOTERMOS ACUATICOSNo evaporación.No radiación.Regulación por conductividad térmica, minimizar la pérdida de calor.Agua alta conductividad termica, favorece la perdida de calor.Animales voluminosos:

> relación área superficie/volúmen

Animales pequeños:< relación área superficie/volúmen

ECTOTERMOS TERRESTRES

HeliothermiaObtienen calor del sol.

Thigmothermia Obtienen calor de los sustratos

La Temperatura corporal se controla por una mezcla de adaptaciones fisiológicas y de comportamiento.

ECTOTERMOS CONGELADOS

Permitir el congelamiento extracelular de sus tejidos (sapos).

Usar un anticongelanteGlicerol (artrópodos)Glicoproteinas (peces)

Supercongelamiento: Líquidos corporales no pasan a estado sólido en aguas congeladas (algunos peces).

COSTOS DE LA ECTOTERMIA

No todos los habitats tienen suficiente cantidad de energía solar.La Tc puede ser insuficiente para mantener la actividad física.Los periodos de inactividad son periodos más vulnerables.

BENEFICIOS DE LA ECTOTERMIA

La energía de mantenimiento se reduceVida posible con poco alimentoVida posible en habitats donde la comida es estacional.

Gran eficiencia en la relación: energía absorbida/energía usada en desarrollarse o reproducirse

MECANISMOS FISIOLOGICOS

ADAPTATIVOS PARA LA TERMORREGULACION

Alta conductancia térmica. Como su piel no es buen aislante, se calientan rápidamente

Formación de capas aislantes mediante grandes capas de grasa

Disminuir el área superficie de algunos órganos para evitar la perdida de calor por convección

Tamaño: Un animal grande pierde menos calor que un animal pequeño en el mismo tiempo ya que tiene expuesta una menor cantidad de superficie en relación a su masa total que la que tiene un organismo pequeño.

HIBERNACIONDesaparece prácticamente cualquier función metabólica. Poiquilotermos:

Disminuyen el azúcar en sangreAumentan el almacenamiento de glucógeno en el hígadoDisminuye la frecuencia cardiaca.

Homeotermos: Se comportan como poiquilotermos adoptando una hipotermia controlada. Respiración, frecuencia respiratoria y cardiaca bajan notablemente La temperatura corporal puede caer hasta los 10ºC.

OSMORREGULACIONTérmino acuñado por Rudolph Höber en 1902Referente a los procesos relacionados con la regulación de la presión osmótica y la concentración de sales. Estos procesos han tenido un efecto importante en la especialización y diversificación de las especies a lo largo de la evolución.Implica el mantenimiento de una concentración osmótica interna diferente de la del medioLa regulación de la composición y de las concentraciones iónicas en diversos compartimentos (células y tejidos)

FLUJO DEL AGUAINGRESO

BebidaResultado de reacciones metabolicasOsmosis

SALIDAOrinaSudorOsmosis

CLASIFICACION DE LOS AMBIENTES

MarinoAgua dulceTerrestre

CLASIFICACION SEGUN TOLERANCIA AL MEDIO

ESTENOHALINOSTolerancia limitada a los cambios en las concentraciones del ambiente externo.

EURIHALINOSToleran un intervalo mas amplio de concentraciones osmoticas.

ANIMALES ACUATICOSOsmoconformadores:

La concentración interna varia paralelamente con los cambios del medio externo.

Osmorreguladores:Mantienen su concentración osmótica interna en un nivel constante, aun con cambios en el medio externo.HipoosmorreguladoresHiperosmorreguladores

RIÑONGlomerulo: filtraciónTubo contorneado proximal: reabsorción de sales, agua y nutrientesAsa de Henle: concentra la orinaTubo contorneado distal: reabsorbe agua y salesTubo colector: concentra la orina

ANIMALES TERRESTRESPrincipal problema que deben de enfrentar los animales de los ambientes terrestres es EVITAR LA DESHIDRATACIÓN

La Regulación Osmótica de estos animales entonces esta basada en mecanismos que eviten la perdida de agua y con esta la perdida de solutos

OSMORREGULACION EN AMBIENTES TERRESTRES

RESPIRACION AEREAPiel impermeablePerdida de agua por epitelios respiratorios> desarrollo de riñones para concentrar la orinaMecanismos para adquirir y conservar el agua

OSMORREGULACION EN AMBIENTES TERRESTRES

MAMÍFEROS Y AVESSuperficies permeables reducidas Control hormonal (p.e. elevada concentración de hormona antidiurética) Aves marinas poseen glándula nasal que secretan una solución hiperosmótica

Producción de orina hipertónica

Disminuir la tasa de evaporación y aumentar la ingesta de agua