HOMEOSTASISJess Fdo Escanero

LAS CLULAS COMO UNIDADES VIVASLa unidad viva bsica del organismo es la clula. Cada rgano es un agregado de muchas clulas diferentes que se mantienen unidas mediante estructuras intercelulares de soporte.En la sangre, los eritrocitos representan una cifra de unos 25 billones para el ser humano. Aunque stas son las clulas ms abundantes del organismo humano existen otros 75 billones ms, lo que proporciona una cifra total de unos 100 billones de clulas, asumiendo que los eritrocitos son clulas a pesar de no tener ncleo.

COMPARTIMIENTO INTRACELULAREl conjunto de clulas del organismo constituye el denominado compartimiento intracelular y el lquido de su interior es el lquido intracelular (solucin acuosa con caractersticas propias).Por el contrario, todo lo que est o queda en el exterior celular en el organismo se denomina compartimiento extracelular y el lquido que lo baa es el lquido extracelular. En l se encuentran los iones y nutrientes que necesitan las clulas para mantenerse vivas, pudiendo decirse que todas ellas viven en el mismo entorno. Este lquido extracelular tambin se denomina medio interno (milieu interieur de Cl. Bernard). Ambos compartimientos se encuentran separados por la membrana celular.

OTROS COMPARTIMIENTOSEl compartimiento extracelular se divide a su vez en: compartimiento intersticial y compartimiento vascular. El primero viene determinado por las estructuras conjuntivas y de sostn que se encuentran entre las clulas y el segundo por el sistema vascular.El lquido que se encuentra en cada compartimiento recibe el nombre del compartimiento en que se encuentra.La barrera de separacin entre ambos es la membrana de los capilares.

REMARCARLas clulas viven rodeadas de un ambiente lquido que se caracteriza porque mantiene constantes sus parmetros (LA CONSTAN-CIA DEL MEDIO INTERNO) para lo cual se necesitan de unos mecanismos de regula-cin que consigan esta relativa estabilidad.

HOMEOSTASISEn 1929, un fisilogo estadounidense llamado Walter B. Cannon cre la palabra homeostasis para describir la regulacin del medio interno.Explic que prefiri el trmino homeo que significa parecido o similar al de homo que es igual, porque el medio interno se mantiene dentro de un rango de valores, en lugar de tomar un valor exacto y preciso.

Walter Bradford Cannon (1871-1945).

HOMEOSTASISTambin indic que el sufijo estasis, en este caso significa condicin, no un estado que permanece esttico e invariable.De esta forma, la homeostasis de Cannon es un estado en el que se mantiene una condicin similar tambin descrita como un medio interno relativamente estable.

SISTEMAS DE CONTROLSe obviarn los sistemas de control gentico que actan en todas las clulas y que se abordan en Bioqumica y en otros captulos de la materia (vg. Metabolismo del hierro).Existen otros muchos sistemas de control que actan dentro de los rganos para controlar las funciones de cada componente de los mismos, otros actan a travs de todo el organismo para controlar las interrelaciones entre los rganos, etc.

SISTEMAS DE CONTROLEstos sistemas de control constan de: un receptor, que a travs de un enlace de informacin enva informes sobre las variaciones del parmetro que controla a un mecanismo central, el cual a travs de otro enlace de informacin enva las ordenes para su correccin a un efector.Lo importante de este sistema de control que es el ms simple que existe es que son las variaciones de la propia variable controlada quien lo pone en marcha.Requieren aporte energtico.

PRESIN ARTERIALEjemplo: Mecanismo de control por barorreceptores.En las paredes de la bifurcacin de las cartidas y tambin en el cayado artico se encuentran unos receptores nerviosos denominados barorreceptores (RECEPTOR) que detectan variaciones de la presin arterial. Cuando aumenta detectan la variacin y por el glosofarngeo y vago (enlaces de informacin) envan seales al centro vasomotor del bulbo (MECANISMO DE CONTROL) en cual a travs del parasimptico enva seales (enlace de informacin) al msculo liso del vaso (EFECTOR) para que se dilate y disminuya la presin arterial.

SISTEMAS DE RETROALIMENTACIN NEGATIVASon los sistemas en donde la respuesta del mecanismo control es de orden inverso a la informacin recibida. Vg. Cuando aumenta la presin arterial la respuesta es una vasodilatacin para que las arteriolas aumenten su dimetro y disminuya la resistencia y, consecuentemente, la presin arterial.Los sistemas de retroalimentacin positiva son muy escasos (coagulacin, contracciones del parto, etc.) ya que su respuesta tiende a aumentar la variacin de la variable lo que le puede llevar, a veces, a un incremento sin lmite (crculo vicioso) y a la muerte.

GANANCIA DE UN SISTEMA CONTROLEl grado de eficacia con el que un sistema control mantiene las condiciones constantes de la variable controlada est determinada por la ganancia de la retroalimentacin negativa.Ganancia = correccin/error (Ejemplo de presin arterial).

EJEMPLO DE GANANCIASe inyecta un volumen de sangre a una persona que hace que su presin arterial se eleve de 100 mm Hg a 175 cuando est bloqueado el sistema. Cuando esta funcionante el mismo volumen slo la eleva a 125. Es decir, que hay un fallo en la precisin del sistema (incremento de la precisin) de +25 mm Hg (error del sistema). En cambio, lo que ha corregido el sistema ha sido la diferencia es decir 50 mm Hg, o dicho con ms propiedad, la correccin ha sido de -50 mm Hg.La ganancia es igual a -50/25 = -2, que quiere decir que ha corregido (no ha dejado elevarse) dos veces el error.

RITMOS BIOLGICOSEl conocimiento de la periodicidad de los fenmenos naturales y ambientales datan de pocas muy primitivas en la historia de la humanidad. Aristteles y mas tarde Galeno escriben sobre la periodicidad del sueo (primero la centraron en el corazn y luego en el cerebro).

RITMOS BIOLGICOSOtros hechos como: la reproduccin estacional de los animales, las migraciones de las aves, la hibernacin de algunos mamferos y reptiles, etc., fueron inicialmente considerados como simples consecuencias de la accin de factores externos y astronmicos.Hace 250 aos un astrnomo francs Jean-Jacques DOrtous) puso en evidencia en plantas heliotrpicas que los ritmos circadianos no eran meras respuestas al ambiente y sugiri la naturaleza endgena de los ritmos.Fue a finales del XIX, cuando se desarrollaron las primeras investigaciones en humanos (ritmos diarios de temperatura en trabajadores a turnos).

RITMOS BIOLGICOSSin embargo, no es hasta la dcada de los 60 cuando se acua el trmino circadiano por el prof. Franz HALBERG a partir de los trminos circa (lat. alrededor) y diem (lat. da). Fue adems el principal impulsador de la cronobiologa o estudio de los ritmos biolgicos temporales tanto diurnos y semanales como anuales.

RITMOS BIOLGICOSSe han clasificado de acuerdo con su frecuencia en ultradianos, de mayor frecuencia que los circadianos, como las frecuencias respiratoria y cardiaca, infradianos, de frecuencia menor, como el ciclo menstrual, y los circadianos, entre 20 y 28 horas.

RITMOS BIOLGICOS: CARACTERSTICASSon endgenos, persistiendo sin la presencia de claves temporales.En condiciones constantes se presenta una oscilacin espontnea con un perodo cercano a las 24 horas.La longitud del perodo apenas se modifica al variar la temperatura. Poseen mecanismos de compensacin de la temperatura.Son susceptibles de sincronizarse a los ritmos ambientales de 24 horas como el de la luz y temperatura.

RITMOS BIOLGICOS: CARACTERSTICASEl ritmo se desorganiza bajo ciertas condi-ciones ambientales como la luz brillante. En oscilacin libre o espontnea, el periodo para especies diurnas es mayor de 24 horas y para especies nocturnas menor (Ley de Aschoff). Esta ley tiene ms excepciones que ejemplos que la cumplen.

RITMOS CIRCADIANOS: ORGENESLos ritmos circadianos se habran originado en las clulas ms primitivas con el propsito de proteger la replicacin del DNA de la alta radiacin ultravioleta durante el da. Como resultado de ello, la replicacin del DNA se releg al perodo nocturno.El reloj circadiano ms simple del que se tiene conocimiento es el de las cyanobacterias (el del Synechococcus elongatus puede reconstruirse in vitro con el ensamblaje de slo TRES PROTENAS, funcionando con un ritmo de 22 horas varios das, solo con la adiccin de ATP).

RITMOS CIRCADIANOS EN ANIMALESNo slo son importantes para determinar los patrones de sueo y alimentacin de los animales sino tambin para la actividad de todos los ejes hormonales, la regeneracin celular y la actividad cerebral, entre otras funciones.

RITMOS CIRCADIANOSEl reloj circadiano en los mamferos se localiza en el ncleo supraquiasmtico(NSQ), un grupo de neuronas del hipotlamo medial.La destruccin de esta estructura lleva a la ausencia completa de ritmos circadianos. El cultivo in vitro mantiene su propio ritmo en ausencia de seales externas. El NSQ es el reloj interno que regula los ritmos circadianos.

RITMOS CIRCADIANOSSu actividad es modulada por factores externos, fundamentalmente las variaciones de la luz.La retina contiene unas clulas ganglionares con un pigmento llamado melanopsina, las que a travs del tracto retinohipotalmico llevan informacin al NSQ, que interpreta la informacin sobre el ciclo luz/oscuridad y la enva a la glndula pineal.Esta ltima secreta la melatonina en respuesta al estmulo del NSQ, sino ha sido suprimida por la luz brillante (la secrecin es baja por el da y aumenta por la noche).

MAS ALL DEL RELOJ MAESTRORecientemente se ha postulado que muchas clulas no nerviosas poseen tambin ritmos circadianos y no de la regulacin por el NSQ. Vg las clulas hepticas responden a ciclos alimentarios ms que a la luz. Otros tejidos como los pulmones, bazo timo, clulas sanguneas, etc. tambin tienen ritmos circadianos propios. Estos se llaman osciladores perifricos.

CONCLUSIONESLa constancia del medio interno se refiere al mantenimiento de unos rangos que pueden oscilar de acuerdo a unos ritmos (rangos en ritmo).Aplicacin a la farmacologa, patologa, etc.

FIN