HOMEOSTASIS, CONTROL NEUROENDOCRINO Y FUNCIÓN RENAL

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HOMEOSTASIS, CONTROL NEUROENDOCRINO Y FUNCIÓN RENAL Unidad Nº 4 de Biología Electivo TEMAS 1. Homeostasis y Control Neuroendocrino 2. Función renal 1. Homeostasis y Control Neuroendocrino Sistemas de Integración El sistema nervioso es uno de los dos sistemas de integración en los organismos superiores. Junto al sistema endocrino, se encarga de coordinar la función del resto de los sistemas en el organismo pluricelular, de tal forma que se mantiene la homeostasis. Ambos sistemas transmiten información entre las distintas partes del cuerpo, de manera de mantenerlas integradas. La forma en que lo hace cada uno es distinta. Homeostasis El sistema nervioso y endocrino son piezas básicas de la adaptación del organismo a las alteraciones del ambiente interno y externo. Estos sistemas mantienen el medio interno estable a pesar de las variaciones en las entradas o salidas de sustratos, minerales, agua, moléculas ambientales, calor y otros factores. El organismo funciona de manera eficaz debido, en parte, a que mecanismos de control muy precisos conservan la homeostasis. Para que el organismo sobreviva y funcione, la composición de los líquidos que bañan las células debe ser regulada de manera cuidadosa. La homeostasis es un concepto básico en fisiología. El término homeostasis proviene del griego homios, “lo mismo” y stasis, “permanencia”. En realidad, el ambiente interno nunca permanece sin cambio. La homeostasis es constantemente “amenazada” por factores estresantes, cambios en el ambiente interno o externo que afectan las condiciones normales del cuerpo. Los mecanismos homeostáticos actúan de manera continua para controlar el estrés, y mantienen el ambiente interno dentro de los límites fisiológicos que permiten la vida. Todos los aparatos y sistemas participan en estos mecanismos reguladores, pero la mayor parte de ellos están controlados por los sistemas endocrino y nervioso. Los mecanismos homeostáticos, básicamente, son sistemas de retroalimentación. En esencia, estos sistemas consisten en un ciclo de acontecimientos en el cual se envía a una parte anterior del sistema información acerca de un cambio, de modo que el regulador puede controlar el proceso. Los mecanismos homeostáticos se pueden ejemplificar con los procesos de regulación de la temperatura. El estado homeotermo depende del balance entre la producción y pérdida de calor. La homeostasis térmica se puede perder por una alteración en los mecanismos que producen calor. El ser humano es un animal homeotermo que, en condiciones fisiológicas normales, mantiene una temperatura corporal constante y dentro de límites muy estrechos, entre 36,6 +/- 0,38ºC, a pesar de las amplias oscilaciones de la temperatura ambiental. Esta constante biológica se mantiene gracias a un equilibrio existente entre la producción de calor y las pérdidas del mismo y no tiene una cifra exacta. Existen variaciones individuales y puede experimentar cambios en relación al ejercicio, al ciclo menstrual, a los patrones de sueño y a la temperatura del medioambiente El mantenimiento de una temperatura corporal dentro de los límites anteriormente expuestos sólo es posible por la capacidad que tiene el cuerpo para poner en marcha una serie de mecanismos que favorecen el equilibrio entre los que facilitan la producción de calor y los que consiguen la pérdida del mismo. Estos mecanismos se exponen a continuación. Los mecanismos homeostáticos que se ponen en marcha determinan volver a la temperatura normal, acciones en las que participa el hipotálamo. Si el objetivo es disminuir la temperatura para volver al nivel de normalidad, se colocan en marcha mecanismos nerviosos y hormonales para lograr dicho propósito. Por ejemplo, el hipotálamo es capaz de aumentar la producción de calor a través de mecanismos hormonales. En este plano se encuentra la influencia que el hipotálamo puede ejercer sobre la tiroides a través de hormonas de la hipófisis y que son capaces de aumentar la liberación de hormonas tiroideas que tienen un efecto calorigénico, aumentando el metabolismo. Mecanismos de Producción de calor Las principales fuentes de producción basal del calor son a través de la termogénesis tiroidea y la acción de la bomba de sodio de todas las membranas corporales. La ingesta alimentaria incrementa el metabolismo oxidativo que se produce en condiciones basales. Estos mecanismos son obligados en parte, es decir, actúan con independencia de la temperatura ambiental, pero en determinadas circunstancias pueden actuar a demanda si las condiciones externas así lo exigen. La actividad de la musculatura esquelética tiene también una gran importancia en el aumento de la producción de calor. La cantidad de calor producida puede variar según las necesidades. Cuando está en reposo contribuye con un 20%, pero durante el ejercicio esta cifra puede verse incrementada hasta 10 veces más. El escalofrío es el mecanismo más importante para la producción de calor. El metabolismo muscular aumenta la producción de calor en un 50% incluso antes de iniciarse el escalofrío, pero cuando éste alcanza su intensidad máxima la producción corporal de calor puede aumentar hasta 5 veces lo normal. Otro mecanismo de producción de calor es el debido al aumento del metabolismo celular por efecto de la noradrenalina y la estimulación simpática. Este mecanismo parece ser proporcional a la cantidad de grasa parda que existe en los tejidos. El adipocito de la grasa parda, que posee una rica inervación simpática, puede ser activado por los estímulos procedentes del hipotálamo y transmitidos por vía simpática con producción de noradrenalina, la cual aumenta la producción de AMP-cíclico, que a su vez activa una lipasa que desdobla los triglicéridos en glicerol y ácidos grasos libres. Estos pueden volver a sintetizar glicéridos o bien ser oxidados con producción de calor. Este mecanismo, que tiene una importancia relativa en el adulto por su escasa cantidad de grasa parda, no es así en los recién nacidos y lactantes donde tiene una importancia capital, ya que la grasa parda puede llegar a suponer hasta un 6% de su peso corporal y son incapaces de desarrollar escalofríos o adoptar una postura protectora ante el frío. El calor absorbido por la ingesta de alimentos y bebidas calientes también puede producir un mínimo aumento de calor, lo mismo que las radiaciones captadas por el cuerpo y procedentes fundamentalmente del sol (ultravioletas) o de lugares próximos (infrarrojos). Mecanismos de Pérdida de Calor El calor del cuerpo se pierde por radiación, convección, conducción y evaporación: Radiación La pérdida de calor por radiación significa pérdida de calor en forma de rayos infrarrojos, que son ondas electromagnéticas. Es decir, existe un intercambio de energía electromagnética entre el cuerpo y el medio ambiente u objetos más fríos y situados a distancia. La cantidad de radiación emitida varía en relación al gradiente que se establece entre el cuerpo y el medioambiente. Hasta el 60% de la pérdida de calor corporal puede tener lugar por este mecanismo. Convección Es la transferencia de calor desde el cuerpo hasta las partículas de aire o agua que entran en contacto con él. Estas partículas se calientan al entrar en contacto con la superficie corporal y posteriormente, cuando la abandonan, su lugar es ocupado por otras más frías que a su vez son calentadas y así sucesivamente. La pérdida de calor es proporcional a la superficie expuesta y puede llegar a suponer una pérdida de hasta el 12%. Conducción Es la pérdida de pequeñas cantidades de calor corporal al entrar en contacto directo la superficie del cuerpo con otros objetos más fríos como una silla, el suelo, una cama, etc. Cuando una persona desnuda se sienta por primera vez en una silla, se produce inmediatamente una rápida conducción de calor desde el cuerpo a la silla, pero a los pocos minutos la temperatura de la silla se ha elevado hasta ser casi igual a la temperatura del cuerpo, con lo cual deja de absorber calor y se convierte a su vez en un aislante que evita la pérdida ulterior de calor. Habitualmente, por este mecanismo, se puede llegar a una pérdida de calor corporal del 3%. Sin embargo, este mecanismo adquiere gran importancia cuando se produce una inmersión en agua fría, dado que la pérdida de calor por conductividad en este medio es 32 veces superior a la del aire. Evaporación Es la pérdida de calor por evaporación de agua. En los datos establecidos anteriormente acerca de la radiación, convección y conducción, observamos que mientras la temperatura del cuerpo es mayor que la que tiene el medio vecino se produce pérdida de calor por estos mecanismos. Pero cuando la temperatura del medio es mayor que la de la superficie corporal, en lugar de perder calor el cuerpo lo gana por radiación, convección y conducción procedente del medio vecino. En tales circunstancias, el único medio por el cual el cuerpo puede perder calor es la evaporación, llegando entonces a perderse más del 20% del calor corporal por este mecanismo. Cuando existe una sudoración profusa puede llegar a perderse más de un litro de agua cada hora. El grado de humedad del aire influye en la pérdida de calor por sudoración y cuanto mayor sea la humedad del medio ambiente menor cantidad de calor podrá ser eliminada por este mecanismo. Regulación de la Temperatura     Nefrón Cada riñón está formado por un poco más de un millón de nefrones. Cada uno de los cuales es capaz de formar orina. Por ello se puede entender la función renal, examinando la función del nefrón. El nefrón está formado principalmente por dos partes: un glomérulo donde ocurre la filtración del plasma y un largo túbulo en el cual el líquido filtrado es transformado en orina. La función básica del nefrón es limpiar, clarificar la sangre de sustancias potencialmente tóxicas si se acumulan o que pueden alterar el equilibrio hidrosalino. Es función del nefrón eliminar los excesos. |Regresar a Temas| 2. Función Renal Filtración glomerular Una presión sanguínea elevada es requerida por el riñón para mantener la fuerza que impulsa la filtración a través del glomérulo. La presión alta se logra por varias condiciones. Una, es el hecho de que la arteria renal es un vaso corto y recto, lo que determina que se pierda poca presión por roce conservándose para impulsar la filtración. Otra, es que el diámetro de la arteriola eferente es menor que el diámetro de la arteriola aferente, con lo cual se genera una “congestión” que aumenta la presión en los capilares glomerulares. Las sustancias que experimentan filtración son capaces de atravesar los poros de los capilares glomerulares, es decir, son de tamaño pequeño, tales como agua, elementos minerales, glucosa, aminoácidos, urea, etc. No filtran las proteínas plasmáticas, que son de mayor tamaño molecular. Reabsorción tubular La reabsorción tubular es un proceso de recuperación de sustancias. Por ejemplo, la glucosa es una sustancia que aún es capaz de proporcionar energía, por tanto, es recuperada. Esto se produce en el tubo proximal en un 100%, ya que la eliminación de glucosa en una persona normal es cero. Por otra parte, el agua es una sustancia que filtra diariamente en una cantidad de 180 litros. Sin embargo, diariamente a través de la orina se pierde de 1,5 a 2,0 litros. Por tanto, se recupera el 99% del agua filtrada, de lo contrario la deshidratación sería severa. La reabsorción también es de urea. A pesar de que es un desecho, la urea es una sustancia liposoluble y, a medida que el filtrado avanza por el sistema de túbulos del nefrón, se concentra por pérdida de agua. Con ello la concentración de urea aumenta, o sea, aumenta el gradiente de concentración para esta sustancia y se reabsorbe, cerca de un 50%. La urea tiene poder osmótico, por lo que su reabsorción arrastra agua. Secreción tubular A lo largo del túbulo renal se secretan pequeñas cantidades de solutos, como K+, H+, ácidos y bases orgánicas. La secreción de H+ contribuye a la regulación del equilibrio ácido base. Formación de Orina Reabsorción tubular La mayor parte de la reabsorción ocurre en el tubo proximal. Por ejemplo, en el caso de la glucosa el 100% ocurre a este nivel. Se trata de un cotransporte con sodio. A este respecto se puede definir un umbral renal, concepto que se refiere a la máxima capacidad que tiene el nefrón para reabsorber una sustancia de acuerdo a su concentración plasmática. En el caso de la glucosa, este umbral corresponde a 180 mg de glucosa por 100 ml de sangre. En el caso de que este valor no supere la totalidad de la glucosa, es reabsorbida. Los diabéticos presentan una hiperglicemia que hace que este valor sea ampliamente superado. En tal caso, comienza a aparecer glucosa en la orina (glucosuria). No todas las sustancias se recuperan en un 100%, como la glucosa. Por ejemplo, el sodio se recupera en un 99%, lo que determina que una mínima cantidad se pierda por la orina. Lo que sí es cierto es que el mayor porcentaje se recupera en el tubo proximal (67%) Reabsorción de agua La reabsorción de agua a nivel renal es una de las funciones más importantes que desarrollan los animales terrestres. En un día filtran 180 litros de agua aproximadamente, de los cuales se pierden 1 a 1,5 litros, evitando que se produzca una deshidratación por vía renal. El nefrón presenta tres porciones que son impermeables al agua: la rama ascendente del asa de Henle, el tubo distal y el tubo colector, con la diferencia de que esta última porción se vuelve permeable bajo la acción de la ADH (hormona antidiurética). Esta hormona actúa bajo determinadas circunstancias. La disminución de agua en el plasma eleva su osmolaridad, lo que induce la liberación de ADH. La ADH, a su vez, provoca retención de agua por el riñón y un aumento de la osmolaridad urinaria (concentración de la orina), con la consecuente disminución de la osmolaridad plasmática hasta la normalidad. En el caso de una ingestión exagerada de agua la osmolaridad plasmática disminuye, con lo que se suprime la liberación de ADH, lo que aumenta la excreción de agua y eleva la osmolaridad plasmática hasta cifras de normalidad. De esta forma, agua y ADH forman un circuito de retroalimentación negativa, que mantiene estable el agua corporal total. La deficiencia de ADH, conocida como diabetes insípida, se caracteriza por un exceso del volumen urinario, que puede llegar a 500 a 1000 ml por hora, lo que obliga a su vez a ingerir grandes volúmenes de agua por el exceso de sed que se genera (polidipsia). La secreción tubular renal es importante en el marco de la regulación del pH y del volumen de los líquidos corporales. El pH de los líquidos corporales se mantiene dentro de límites muy estrechos gracias a la función coordinada de los pulmones y riñones. Los ácidos volátiles, derivados del CO2, y los no volátiles deben ser excretados para que se mantenga el equilibrio ácido base. Los pulmones son la vía de excreción de los ácidos volátiles y los riñones de los no volátiles (aquellos que ingresan por la dieta y los que genera el metabolismo). Los riñones mantienen el equilibrio ácido básico al excretar una cantidad de ácido igual a la cantidad de ácidos no volátiles producidos e ingeridos. Los riñones evitan también la pérdida de bicarbonato (HCO3-) por la orina al reabsorber todo el bicarbonato filtrado por el glomérulo. Tanto la reabsorción de bicarbonato filtrado como la excreción de ácido, se logran mediante la secreción de H+ por el nefrón. |Regresar a Temas|

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Última modificación: viernes, 18 de abril de 2008, 17:19

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