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HOMEOSTASIS
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La homeostasis (del griego homos (ὅμος), ‘similar’, y stasis (στάσις), ‘estado’, ‘estabilidad’) es una
propiedad de los organismos vivos que consiste en su capacidad de mantener una condición
interna estable compensando los cambios en su entorno mediante el intercambio regulado de materia y
energía con el exterior (metabolismo).
Homeostasis, homeóstasis u homeostasia es la tendencia de los organismos vivos y otros sistemas a
adaptarse a las nuevas condiciones y a mantener el equilibrio a pesar de los cambios.
En Biología la homeostasis es “el estado de equilibrio dinámico o el conjunto de mecanismos por los que
todos los seres vivos tienden a alcanzar una estabilidad en las propiedades de su medio interno y por
tanto de la composición bioquímica de los líquidos y tejidos celulares, para mantener la vida, siendo la
base de la fisiología”.
La homeostasis “son procesos cuyo objetivo es mantener en equilibrio de forma constante el medio
interno, que es aquel espacio donde tiene lugar toda la actividad”.
Homeostasis: “tendencia a la estabilización del cuerpo relacionado con los procesos fisiológicos”.
Se trata de una forma de equilibrio dinámico que se hace posible gracias a una red de sistemas de control
realimentados que constituyen los mecanismos de autorregulación de los seres vivos. Ejemplos de
homeostasis son la regulación de la temperatura y el balance entre acidez y alcalinidad (pH).
El concepto fue aplicado por Walter Cannon en 1926, en 1929y en 1932, para referirse al concepto
de medio interno(milieu intérieur), publicado en 1865 por Claude Bernard, considerado a menudo el
padre de la fisiología.
Tradicionalmente se ha aplicado en biología pero, dado el hecho de que no solo lo biológico es capaz de
cumplir con esta definición, otras ciencias y técnicas han adoptado también este término.7
En los metazoos más complejos la homeostasis se mantiene por las actividades coordinadas de los
sistemas circulatorio, nervioso y endocrino. Intervienen órganos que sirven de intercambio con el medio
externo, los riñones, los pulmones o las branquias el tubo digestivo y la piel. La homeostasis responde a
cambios producidos en:
El medio interno: El metabolismo produce múltiples sustancias, algunas de ellas de desecho que deben
ser eliminadas. Para realizar esta función los organismos poseen sistemas de excreción. Por ejemplo en el
hombre el aparato urinario. Los seres vivos pluricelulares también poseen mensajeros químicos como
neurotransmisores y hormonas que regulan múltiples funciones fisiológicas. Los posibles cambios del
medio interno se pueden deber a:
 Todas las actividades metabólicas necesitan un suministro constante de materiales (Oxígeno,
nutrientes, sales minerales, etc.). La actividad celular produce desechos que deben ser
eliminados.
 El medio interno responde a los cambios del medio externo que rodea al organismo.
 Los cambios debidos a cualquier causa deben ser neutralizados por medio de mecanismos
fisiológicos de homeostasis.
Medio externo: La homeostasis más que un estado determinado es el proceso resultante de afrontar las
interacciones de los organismos vivos con el medio ambiente cambiante cuya tendencia es hacia desorden
o la entropía. La homeostasis proporciona a los seres vivos la independencia de su entorno mediante la
captura y conservación de la energía procedente del exterior. La interacción con el exterior se realiza por
sistemas que captan los estímulos externos como pueden ser los órganos de los sentidos en los animales
superiores o sistemas para captar sustancias o nutrientes necesarios para el metabolismo como puede ser
el aparato respiratorio o digestivo.
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La homeostasis fue descubierta por Claude Bernard en el siglo XIX, pero el término homeostasis fue
acuñado por el biólogo Walter B. Cannon (1871-1945) que definió en 1932. las características que rigen la
homeostasis:
 Importancia del sistema nervioso como del endocrino en el mantenimiento de los mecanismos de
regulación.
 Nivel tónico de actividad: Los agentes tanto del medio interno como del medio externo mantienen
una moderada actividad que varía ligeramente hacia arriba o abajo, como rodeando un valor
medio en un intervalo de normalidad fisiológica.
 Controles antagónicos: Cuando un factor o agente cambia un estado homeostático en una
dirección, existe otro factor o factores que tiende a contrarrestar al primero con efecto opuesto.
Es lo que se llama retroalimentación negativa o “feek-back” negativo.
 Señales químicas pueden tener diferentes efectos en diferentes tejidos corporales: Agentes
homeostáticos antagonistas en una región del cuerpo, pueden ser agonistas o cooperativos en
otras regiones corporales.
La homeostasis es un proceso continuo que implica el registro y regulación de múltiples parámetros.
La efectividad de los mecanismos homeostáticos varía a lo largo de la vida de los individuos.
Interacción entre ser vivo y ambiente: respuestas a los cambios.
Las estrategias que acompañan a estas respuestas pueden resumirse como sigue:




Evitación: los organismos evitadores minimizan las variaciones internas utilizando algún
mecanismo de escape comportamental que les permite evitar los cambios ambientales, ya sea
espacial (buscando microhábitats no estresantes como cuevas, escondrijos; o a mayor escala, las
migraciones) o temporal (hibernación, sopor, diapausa, huevos y pupas resistentes).
Conformidad: en los organismos conformistas el medio interno del animal cambia paralelamente a
las condiciones externas, es decir, se conforma al ambiente pues no regula o la regulación no es
efectiva; designado por el prefijo "poiquilo" (Ej. poiquilotermo). Puede existir una compensación
funcional con la aclimatación o la aclimatización, recuperándose la velocidad funcional anterior al
cambio.
Regulación: en los organismos reguladores un disturbio ambiental dispara acciones compensatorias
que mantienen el ambiente interno relativamente constante; a menudo designados con el prefijo
"homeo" (Ej. homeotermo).
La Tolerancia. Es la capacidad que posee cada organismo de vivir en ciertos intervalos de
parámetros ambientales, que a veces puede ser sobrepasada mediante la adaptación y la
evolución.
Un fallo de los mecanismos homeostáticos produce enfermedad o la muerte. Las situaciones en las que el
cuerpo no puede mantener los parámetros biológicos dentro de su rango de normalidad, surge un estado
de enfermedad que puede ocasionar la muerte.
El líquido intersticial procede del líquido bascular y ambos son el líquido extracelular.
Los líquidos intracelular y extracelular forman el líquido de todo el cuerpo, que constituye un 60% de
éste. Gran parte del líquido sale por los vasos linfáticos.
Estas categorías no son absolutas ya que no existen perfectos reguladores ni perfectos conformistas; los
modelos más reales se encuentran entre conformistas y reguladores, dependiendo del factor ambiental y
de la especie animal.
Para regular el equilibrio existen unos mecanismos reguladores de la homeostasis, de tipo local, de tipo
regional y de tipo central:
1. MECANISMOS LOCALES
Sucede a nivel del espacio intersticial y consisten en mecanismos o respuestas vasculares de forma que
ante un aumento de demanda se produce una vasodilatación y ante menos demanda hay una
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vasoconstricción. Se van a producir respuestas en el metabolismo y en los líquidos corporales.
Índice mitótico: tanto por ciento de células que se dividen en un momento determinado, la mitosis es
una respuesta local a la homeostasis.
Atrofia: cuando los componentes y el número de células disminuyen.
Hipertrofia: aumento de los componentes celulares por aumento de demanda, las mitocondrias se dividen
en dos, el núcleo más sistemas de membranas.
Hiperplasia: aumento del índice mitótico.
2. MECANISMOS REGIONALES
Se ponen en marcha cuando los mecanismos locales no garantizan el equilibrio. Están basados en los
reflejos y hacen actuar el arco reflejo. Por ejemplo cuando se come demasiado que entran ganas de
vomitar.
3. MECANISMOS CENTRALES
Los procesos de retroalimentación pueden ser positiva o negativa.
La retroalimentación negativa tiende a estabilizar un sistema corrigiendo las desviaciones del punto
de ajuste y constituye el principal mecanismo que mantiene la homeostasis. Algunos ejemplos son la
frecuencia cardíaca, la presión arterial, el ritmo respiratorio, el pH de la sangre, la temperatura corporal
y la concentración osmótica de los fluidos corporales.
Un ejemplo también puede ser el del horno y el termostato. Un termostato es colocado a 250º C, cuando
la temperatura baja inmediatamente el termostato enciende el horno; en cambio, si la temperatura sube
más de lo establecido, el termostato apaga el horno. De esta manera el horno siempre va a tener la
temperatura deseada.
Retroalimentación positiva: ante la presencia de un producto, se estimula la síntesis de ese producto.
Tiene lugar cuando la retroalimentación tiene igual dirección que la desviación del punto de ajuste
amplificando la magnitud del cambio. Luego de un lapso de tiempo se invierte la dirección del cambio
retornando el sistema a la condición inicial.
En sistemas fisiológicos la retroalimentación positiva es menos común que la negativa, sin embargo, es
muy importante en numerosos procesos. Como ejemplos, se puede citar la coagulación de la sangre, la
generación de señales nerviosas (concentración de sodio hasta generar el potencial de acción), los
estrógenos y la ovulación, la lactancia y las contracciones del parto; la presencia de oxitocina en sangre
hace que el hipotálamo provoque la síntesis de esa hormona.
La Homeostasis responde a cambios producidos en el medio interno, en donde el organismo produce
sustancias de deshecho que deben ser eliminadas, produciendo hormonas que regulan muchas funciones
fisiológicas; y también responde al medio externo en donde el animal mantiene sus condiciones internas
estables a pesar de las variaciones de su entorno.
¿Qué son los animales homeotermos y poiquilotermos?
Los Homeotermos son un conjunto de animales capaces de regular su temperatura corporal, de manera
automática, consumiendo energía química, procedente de los alimentos.
Los mamíferos y las aves son los dos grandes grupos animales que poseen esta característica, aunque
también existen algunas especies de tiburones con este mecanismo termorregulador.
Gracias al autoabastecimiento de calor, los homeotermos pueden sobrevivir en las condiciones de frío
más adversas como es el caso de los pingüinos.
Cuando la temperatura ambiente es elevada, el mecanismo de termorregulación de los homeotermos baja
para ahorrar energía.
Los poiquilotermos son animales que no son capaces de mantener su temperatura constante sino que
dependen de la temperatura externa. Los peces, reptiles y anfibios son los animales que poseen esta
característica.
Un ejemplo de esto lo tenemos en los reptiles, que pasan largas horas al sol para conseguir la
temperatura necesaria para que su metabolismo funcione.
Como los poiquilotermos no gastan energía al no producir calor, pueden estar largos periodos sin
alimentarse. Por ejemplo, una serpiente puede estar meses sin comer, mientras que un mamífero
necesita alimentarse diariamente
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Diferencias entre hibernación y estivación:
La hibernación es un estado de hipotermia regulada, durante algunos días o semanas, que permite a los
animales conservar su energía durante el invierno.
La estivación es un estado de apatía o letargo que sirve para sobrevivir en épocas calurosas o secas.
Durante la hibernación el metabolismo de los animales se hace lento hasta un nivel muy bajo, además de
tener una temperatura corporal y frecuencia.
Los animales han adoptado la capacidad metabólica de incrementar su temperatura corporal.
Los animales que hibernan suelen utilizar lugares cálidos y seguros para pasar el invierno.
Los animales que estivan suelen utilizar lugares frescos y húmedos para sobrevivir a la sequía.
Explica el mecanismo de regulación cuando sube y baja la temperatura corporal:
La temperatura corporal es controlada por un grupo de neuronas ubicadas dentro del hipotálamo del
cerebro.
Este sistema regulador de la temperatura actúa por retroalimentación negativa y posee tres elementos
esenciales: las neuronas sensitivas o receptoras que perciben el calor; las neuronas afectoras o motoras
encargadas de dar la respuesta para devolver al cuerpo la temperatura ideal; y estructuras integradoras
que son las que determinan si la temperatura corporal es muy alta o muy baja y activan la respuesta
motora adecuada.
Cuando se produce alza de la temperatura corporal, las neuronas sensitivas de la piel captan la
información y la envían al centro de control dentro del hipotálamo.
Este inmediatamente envía a través de las neuronas motoras dos órdenes: las dilataciones extremas de las
arteriolas de la piel, que ocasiona un desplazamiento de la sangre hacia la superficie de la piel y la
dilatación de las glándulas sudoríparas que liberan agua en forma de sudor.
Cuando la temperatura corporal desciende las neuronas sensitivas captan la información y la envían al
hipotálamo. Allí se activa el mecanismo necesario, a través de las neuronas motoras, para que el cuerpo
conserve la temperatura normal.
Las arteriolas de la piel se contraen fuertemente, lo que ocasiona que menos sangre llegue a la piel. Los
músculos se contraen originando escalofríos, tiritamiento y piloerección, los cuales constituyen
mecanismos de respuesta para generar calor.
¿Por qué para un mamífero es importante el control de su temperatura?
Las adaptaciones del comportamiento pueden en muchos casos asegurar la defensa. El control de la
temperatura corporal es una de las prioridades. En clima frío, algunos mamíferos hibernan, mientras que
en los desiertos estivan. En los dos casos el animal se pliega en forma de bola para reducir la relación
superficie/volumen y así reducir las pérdidas de calor y de agua.
Los animales nórdicos poseen apéndices cortos, y a menudo de color más oscuro que el resto del pelaje
para captar el máximo de energía calórica. Tienden a ser más pesados que las especies emparentadas que
habitan más al sur.
Cuando la temperatura es cálida la transpiración aumenta de manera que se reduce la temperatura
corporal. Como el pelaje reduce considerablemente la evaporación es frecuente observar un jadeo
cuando los mamíferos tienden a refrescarse.
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Sistemas/Mecanismos Biológicos de Control Homeostáticos
Objetivos
Generales
Enfrentarse al Estrés
Restablecer la Homeostasia
Específicos
Mantener relativamente constante las siguientes
variables:
1) La Frecuencia Cardiaca.
2) La Presión Arterial.
3) La Temperatura Corporal.
4) El Volumen y pH de los líquidos.
5) Las Concentraciones de los Elementos
Sanguíneos.
6) Las Características de los fluidos del
cuerpo
(Oxígeno, Glucosa, Sodio, Potasio,
Ácido Clorhídrico, etc.)
APARATOS Y SISTEMAS DE LOS MAMÍFEROS Y SUS FUNCIONES.
Aparato (A) o sistema
(S)
S. tegumentario
Componentes
Funciones
Capacidad homeostática
Piel, pelo, uñas,
glándulas sudoríparas
Cubre y protege el
cuerpo
S. esquelético
Huesos, cartílago,
ligamentos
S. muscular
Músculo esquelético,
músculo cardiaco y
músculo liso.
S. digestivo
Boca, esófago,
estómago, intestinos,
hígado, páncreas,
glándulas salivales
Sostiene y protege el
cuerpo; realiza
movimiento y
locomoción;
almacena calcio
Mueve parte del
esqueleto; realiza
locomoción; mueve
materiales
internamente
Ingiere y digiere los
alimentos; absorbe
nutrimentos y los
envía a la sangre
Las glándulas sudoríparas ayudan a
controlar la temperatura corporal; como
barrera, la piel ayuda a mantener una
condición estable
Ayuda a conservar una concentración
constante de calcio en la sangre
S. circulatorio
Corazón, vasos
sanguíneos, sangre;
linfa y estructuras
linfáticas (el sistema
linfático es un
subsistema del
sistema circulatorio)
Pulmones, tráquea y
otras vías respiratorias
Transporta
materiales de una
parte del cuerpo a
otra; defiende al
organismo contra
agentes patógenos
Transporta oxígeno, nutrimentos,
hormonas; elimina desechos; mantiene el
equilibrio de agua y iones en los tejidos
Intercambio de gases
entre la sangre y el
ambiente externo
S. urinario
Riñones, vejiga y
conductos asociados
S. nervioso Nervios
Nervios y órganos
sensoriales; encéfalo y
médula espinal
S. endocrino
Glándulas sin
conductos (por
ejemplo, hipófisis,
suprarrenales,
tiroides) y tejidos que
secretan hormonas
Testículos, ovarios y
estructuras asociadas
Excreta desechos
metabólicos; elimina
de la sangre
sustancias que se
encuentran en
exceso
Recibe estímulos de
los ambientes
externo e interno;
conduce impulsos;
integra actividades
de otros sistemas
Regula la química
sanguínea y muchas
funciones corporales
Mantiene un contenido adecuado de
oxígeno en la sangre y ayuda a regular el
pH sanguíneo; elimina el dióxido de
carbono
Ayuda a regular el volumen y la
composición de la sangre y los líquidos
corporales
S. respiratorio
S. reproductor
Reproducción sexual
Realiza funciones vitales que requieren
movimiento; por ejemplo, el músculo
cardiaco hace circular la sangre
Mantiene suministros adecuados de
moléculas de combustible y
constituyentes del organismo
Ayuda a regular el volumen y la
composición de la sangre y los líquidos
corporales
Junto con el sistema nervioso, regula las
actividades metabólicas y las
concentraciones sanguíneas de diversas
sustancias
Mantiene los caracteres sexuales
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