Generalidades de homeostasis

Al ser complejos y estar en contacto con el medio, los organismos multicelulares requieren de características y funciones que les permitan regular la condición de las células que se encuentran en contacto con el medio y aquellas que están aisladas para quedar en un estado que les permita funcionar de manera óptima y que este se mantenga, lo que se conoce como homeostasis.

A continuación se explicará cuales son las diferencias entre los organismos unicelulares y multicelulares, además de las generalidades de los proceso que se realizan en el organismo para controlar el estado de sus propias células.




Un organismo unicelular tiene un medio interno y externo solo delimitado por la bicapa lipídica. Para nutrirse absorbe nutrientes del medio. Para eliminar desechos requiere vencer la barrera de la membrana.

Blepharisma japonicum, una bacteria ciliada.

Mientras tanto, un organismo multicelular de tres dimensiones que está formado por múltiples capas de muchas células realiza los mismos procesos en cada una de ellas. Un problema de esto es que hay capas que quedan alejadas del contacto con el ambiente, y por lo tanto reciben menos nutrición y acumulan desechos. Esto se resuelve rodeado a las células de todo el cuerpo con un medio interno, igual en todo el organismo, aunque puede especializarse, como en el caso de los pulmones, donde permite hacer intercambio de gases (ingreso de O₂ y egreso de CO₂ y otros gases).

Esquema de un organismo multicelular en que las
células centrales quedan aisladas del medio. (Haeckel, 1903)

El medio externo puede ser muy variable, pero el interno debe ser constante para el correcto funcionamiento de los sistemas.

El medio interno fisiológico es un conjunto de sustancias y procesos bioquímicos que constituyen un organismo y cuyas relaciones entre sí deben permanecer constantes, a pesar de las variaciones que pueda haber en el entorno. Consiste de todo lo que rodea a los tejidos y células, además de lo que se mueve por los sistemas vasculares.

Líquido extracelular: Medio líquido que contiene agua, iones, nutrientes y desechos. Debe mantener algunas constantes.

El máximo contenido de agua se tiene al inicio del ciclo vital, disminuyendo con la edad (las mujeres la pierden antes por factores hormonales). Un mayor porcentaje de agua en el organismo hace que una persona se deshidrate más lentamente, aunque en los niños aún no existe un buen control. Lo que más varía es el balance hidrosalino.

Balance hidrosalino: La relación de la cantidad de agua presente en cada compartimiento intracelular.

• ⅔ del agua corporal corresponde al medio intracelular (28 L)
• ⅓ corresponde al medio extracelular (14 L)
• ¾ de este corresponde al tejido intersticial
• ¼ corresponde a plasma (3,5 L, aprox)

Porcentaje de líquidos organismo.

(El volumen de los eritrocitos se considera como intracelular)

El tejido graso es el que tiene el menor porcentaje de agua (20%), mientras que el tejido muscular es el que tiene el mayor porcentaje (80%)

Estado estacionario: El sistema mantiene una variable en esado de no-equilibrio de manera constante, por lo que gasta ATP. Por ejemplo, una persona en estado de inanición no se encuentra en un estado estable, por lo que va perdiendo energía, produciendo una mayor dificultad para alcanzar el estado estacionario.

El estado de equilibrio favorece la función (p.ej.: hay menos Na⁺ del músculo que fuera de él por el potencial de acción).

La homeostasis corresponde a la mantención de estados estacionarios de variables vitales sistémicas a través de mecanismos fisiológicos coordinados. La efectividad de estos mecanismos varía con la edad.

Los mecanismos homeostáticos son los de osmorregulación (sistema endocrino, riñones), de regulación respiratoria (médula oblonga, pulmones) y de glucorregulación (páncreas, hígado, glándulas suprarrenales e hipófisis).

Cuando existe un estresor el organismo sale de la homeostasis sin llegar a desordenarse, sino que pasando a un estado estacionario distinto al regular, que se mantiene por un período corto, permitiendo la supervivencia, lo que se conoce como alostasis.

La situación pasa a ser patológica si no se vuelve al estado de homeostasis en una cantidad de tiempo determinado y el organismo llega a agotarse. Cuando el sistema se agota no vuelve a la homeostasis, sino que se equilibra con el medio externo (muerte).

Para mantener este set-point se requiere de un flujo de información, que posee dos mecanismos importantes:

• Retroalimentación negativa (feedback negativo): Cuando hay un estímulo, el parámetro biológico que está siendo causado compensa con un estímulo o respuesta fisiológica de vuelta, por lo que se detiene el proceso.

Ejemplo de retroalimentación negativa.

• Retroalimentación positiva (feedback positivo): El aumento de un parámetroocasiona un estímulo que , directa o indirectamente, aumenta el mismo parámetro, incluso más allá de un valor homeostático, o sea, refuerza el cambio de una variable. Termina cuando se acaba la variación del parámetro que le dio inicio. (P.ej: coagulación sanguínea, trabajo de parto, succión-eyección de la leche).

Retroalimentación positiva en el trabajo de parto (adaptado desde Wikimedia Commons)

Los mecanismos de retroalimentación para el control de la homeostasis son mayoritariamente reflejos sistémicos o respuestas reflejas locales.

Jerarquización: En la retroalimentación existen estructuras que reciben la información, comandan la respuesta y mantienen el control sobre los efectores de acuerdo al nivel adecuado del parámetro (o set-point). Ej: regulación hipotalámica de la temperatura sistémica, el eje hipotálamo-hipófisis-glándula).

Redundancia: Las variables vitales tienen más de un mecanismo para mantener la homeostasis, lo que generalmente implica más de un sistema. Ej: glicemia, presión arterial, temperatura corporal, balance hidrosalino, acidez.