Homeostasis en el cuerpo humano

Homeostasis en el cuerpo humano

Mecanismos de retroalimentación

En noviembre de 2009, acepté lanzar una nueva revista de fisiología de acceso abierto que se llamaría Frontiers in Physiology y los artículos se publicaron en abril de 2010. Uno de mis deberes como editor jefe de campo fue escribir un breve artículo de “Gran Desafío” en el que discutía lo que yo percibía como los mayores desafíos a los que se enfrenta la fisiología como disciplina. Como han pasado 10 años desde la publicación de este primer ensayo, es un momento oportuno para volver a visitar y actualizar este artículo sobre el gran reto.

En mi ensayo de 2010, afirmé que el gran reto de la fisiología era “integrar la función desde las moléculas hasta el hombre” (Billman, 2010). En otras palabras, dar sentido al enorme volumen de información derivada de los enfoques reduccionistas y cada vez más dependiente de ellos. Este sigue siendo, en mi opinión, el reto más grave al que se enfrenta la fisiología hoy en día. Hay que hacer más hincapié en los enfoques tradicionales integrados y más holísticos desarrollados por los científicos que dieron origen a la fisiología como disciplina intelectual. En otras palabras, es hora de que los fisiólogos volvamos a nuestras raíces. No es posible apreciar la belleza de la “Mona Lisa” de De Vinci o de “La noche estrellada” de Van Gogh extrayendo y analizando cada uno de los trozos de pintura, como tampoco podemos entender cómo los distintos sistemas orgánicos trabajan juntos para mantener la salud examinando genes o moléculas individuales. Al igual que cuando se ve un cuadro, el cuerpo sólo puede apreciarse en su totalidad. Este ensayo se centrará en el concepto de homeostasis como principio organizador central sobre el que se construye la disciplina de la fisiología, el mismo concepto al que debemos volver para integrar la función desde la molécula hasta el organismo intacto. Partes de las siguientes secciones fueron publicadas previamente en una forma ligeramente diferente (Billman, 2013) y se reimprimen con el permiso del editor.

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Homeostasis en alemán

Objetivos del artículoEl cuerpo humano está formado por trillones de células que trabajan juntas para el mantenimiento de todo el organismo. Aunque las células, los tejidos y los órganos pueden realizar funciones muy diferentes, todas las células del cuerpo son similares en sus necesidades metabólicas. Mantener un entorno interno constante proporcionando a las células lo que necesitan para sobrevivir (oxígeno, nutrientes y eliminación de residuos) es necesario para el bienestar de las células individuales y de todo el organismo. Los numerosos procesos por los que el cuerpo controla su entorno interno se denominan colectivamente homeostasis. La actividad complementaria de los principales sistemas corporales mantiene la homeostasis.

La homeostasis se refiere a la estabilidad, el equilibrio o el balance dentro de una célula o del cuerpo. Es la capacidad de un organismo para mantener un entorno interno constante. La homeostasis es una característica importante de los seres vivos. Mantener un entorno interno estable requiere ajustes constantes a medida que las condiciones cambian dentro y fuera de la célula. El ajuste de los sistemas dentro de una célula se denomina regulación homeostática. Dado que los entornos interno y externo de una célula cambian constantemente, hay que hacer ajustes continuamente para mantenerse en el punto de referencia o cerca de él (el nivel o rango normal). La homeostasis puede considerarse un equilibrio dinámico más que un estado constante e inmutable.

Biología de la homeostasis

La homeostasis se refiere al estado relativamente estable dentro del cuerpo de un animal. Los órganos y sistemas orgánicos de los animales se ajustan constantemente a los cambios internos y externos para mantener este estado estable. Ejemplos de condiciones internas que se mantienen de forma homeostática son el nivel de glucosa en sangre, la temperatura corporal o el nivel de calcio en sangre. Estas condiciones se mantienen estables debido a procesos fisiológicos que dan lugar a relaciones de retroalimentación negativa. Si la glucosa o el calcio en sangre se elevan, esto envía una señal a los órganos responsables de reducir la glucosa o el calcio en sangre. Las señales que restauran los niveles normales son ejemplos de retroalimentación negativa. Cuando los mecanismos homeostáticos fallan, los resultados pueden ser desfavorables para el animal. Los mecanismos homeostáticos mantienen el cuerpo en equilibrio dinámico ajustándose constantemente a los cambios que encuentran los sistemas del cuerpo. Incluso un animal aparentemente inactivo mantiene este equilibrio homeostático. Dos ejemplos de factores que se regulan homeostáticamente son la temperatura y el contenido de agua. Los procesos que mantienen la homeostasis de estos dos factores se denominan termorregulación y osmorregulación.

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Homeostasis tisular

Este dispositivo (figura 7.8.1) parece sencillo, pero controla un complejo sistema que mantiene una casa a una temperatura estable: es un termostato. El dispositivo muestra la temperatura actual de la habitación y también permite al ocupante ajustar el termostato a la temperatura deseada. Un termostato es un modelo comúnmente citado de cómo los sistemas vivos -incluido el cuerpo humano- mantienen un estado estable llamado homeostasis.

La homeostasis es la condición en la que un sistema (como el cuerpo humano) se mantiene en un estado más o menos estable. El trabajo de las células, los tejidos, los órganos y los sistemas de órganos de todo el cuerpo es mantener muchas variables diferentes dentro de rangos estrechos compatibles con la vida. Para mantener un entorno interno estable es necesario vigilar continuamente el entorno interno y hacer constantes ajustes para mantener el equilibrio.

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Para cualquier variable determinada, como la temperatura corporal o el nivel de glucosa en sangre, existe un punto de referencia concreto que es el valor fisiológico óptimo.  El punto de referencia para la temperatura del cuerpo humano, por ejemplo, es de unos 37 grados C (98,6 grados F). Como el cuerpo trabaja para mantener la homeostasis de la temperatura o de cualquier otra variable interna, el valor suele fluctuar en torno al punto de referencia. Estas fluctuaciones son normales, siempre que no sean demasiado extremas. El intervalo de valores dentro del cual dichas fluctuaciones se consideran insignificantes se denomina rango normal. En el caso de la temperatura corporal, por ejemplo, el rango normal para un adulto es de unos 36,5 a 37,5 grados C (97,7 a 99,5 grados F).

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