Homeostasis: Definición, importancia y ejemplos
¿Qué es la homeostasis?
El cuerpo humano es capaz de realizar hazañas asombrosas. Quizás una de sus habilidades más notables sea su capacidad para mantener un ambiente interno casi constante. Debido a esto, si alguien se encuentra en una tormenta de nieve, su cuerpo trabajará para mantener alta su temperatura interna a pesar de las gélidas condiciones externas. De manera similar, si un individuo comiera muchos alimentos salados, su cuerpo trabajaría para mantener su salinidad interna en un parámetro seguro filtrando las sales innecesarias. Entonces, ¿cuál es la definición de homeostasis? Cuando el cuerpo puede alcanzar un estado interno relativamente estable, a esto se le llama homeostasis.
“Homeo” significa similar, mientras que “estasis” significa estable. La homeostasis en su forma más básica significa “estar quieto”, lo que significa que el cuerpo intenta permanecer dentro de un conjunto de parámetros que relativamente no cambian con el tiempo. Continúe leyendo para comprender cómo funciona este proceso, por qué es importante y cómo este término a menudo se aplica con un significado similar a otros campos.
¿Cómo funciona la homeostasis?
El objetivo de la homeostasis es mantener un ambiente interno estable. Existen innumerables métodos que utiliza el cuerpo para mantener la homeostasis, aunque muchos de ellos operan a través de mecanismos similares. Uno de estos mecanismos implica bucles de retroalimentación. Los bucles de retroalimentación permiten que el cuerpo responda al nivel de un parámetro en el cuerpo y se ajuste en consecuencia. ¿Cuál es un ejemplo de homeostasis? La temperatura, los niveles de glucosa en sangre y las hormonas son excelentes ejemplos para comprender cómo funciona este proceso.
Temperatura
La temperatura interna del cuerpo es importante para garantizar la salud general de una persona. Los humanos son endotermos, lo que significa que producen su propio calor mediante actividad metabólica. Esto contrasta con los ectotermos, que dependen de factores ambientales para ajustar su temperatura corporal interna. Los endotermos son homeotermos, lo que significa que mantienen su ambiente interno en un rango de temperatura relativamente estable. Incluso cambios relativamente pequeños en este nivel pueden provocar enfermedad o muerte.
Los circuitos de retroalimentación ayudan a los endotermos a lograr la homeotermia. Si el cuerpo tiene demasiado calor, enviará esta información al sistema nervioso para que comience a sudar, lo que enfría el cuerpo a medida que el sudor se evapora de la piel. Del mismo modo, si nuestro cuerpo siente demasiado frío, esta información puede enviarse a través del sistema nervioso para iniciar la formación de piel de gallina y escalofríos, que ayudan a conservar y crear calor en el cuerpo.
Glucosa en sangre
Los niveles de glucosa en sangre son un ejemplo clásico de circuitos de retroalimentación que funcionan para mantener un ambiente interno constante. El cuerpo quiere mantener un nivel estable de glucosa en sangre. Cuando determina que los niveles de azúcar en sangre han aumentado, el páncreas libera insulina, que trabaja para reducir los niveles de azúcar en sangre junto con el hígado. Si los niveles de azúcar en sangre bajan demasiado, el cuerpo libera glucagón, que trabaja con el hígado para elevar los niveles de azúcar en sangre. Al utilizar este método, el cuerpo trabaja para mantener la homeostasis de los niveles de azúcar en sangre.
Hormonas
Las hormonas son sustancias químicas secretadas por el sistema endocrino. Tienen innumerables funciones en el organismo, desde regular los niveles de azúcar hasta ayudar en los procesos reproductivos e incluso ayudar a regular nuestros ciclos de sueño. Las hormonas son un gran ejemplo de circuitos de retroalimentación porque representan uno de los únicos circuitos de retroalimentación positiva en el cuerpo. Los circuitos de retroalimentación positiva aumentan una actividad en respuesta a un estímulo. Estos tipos de circuitos de retroalimentación suelen actuar en contra del equilibrio.
El proceso de parto es un ejemplo de circuito de retroalimentación positiva. El parto de una mujer se desencadena por la presión de la cabeza del bebé contra su cuello uterino. Esta estimulación da como resultado la liberación de oxitocina, una hormona involucrada en el nacimiento. La oxitocina produce un aumento de la actividad que provoca más contracciones. Se libera más oxitocina durante el proceso del parto para mantener las contracciones. Este circuito de retroalimentación es positivo porque la liberación de esta hormona genera más actividad que, a su vez, libera más de la misma hormona. Los circuitos de retroalimentación positiva son potencialmente peligrosos. Imagínese si la glucosa desencadenara un circuito de retroalimentación positiva: un nivel alto de azúcar en sangre provocaría la liberación de insulina para reducir el azúcar en sangre, lo que luego provocaría que se liberara más insulina. Los niveles de azúcar en sangre seguirían bajando sin intervención.
En los seres humanos, la extirpación de la placenta es lo que detiene un ciclo de retroalimentación positiva y finaliza el proceso de parto. Es importante tener en cuenta que la mayoría de los ciclos del cuerpo son un circuito de retroalimentación negativa, que funciona para cambiar o detener un proceso y reducir la diferencia entre un valor actual y cuál debería ser su valor deseado. La extirpación de la placenta devuelve a la mujer a un estado de homeostasis, lo que significa que es parte de un circuito de retroalimentación negativa que funciona para detener el circuito de retroalimentación positiva involucrado con la oxitocina.
Mecanismos de homeostasis
¿Cómo sabe el cuerpo si está en homeostasis? Recuerde la definición de homeostasis proporcionada al comienzo de esta lección. Este proceso es monitoreado y controlado por el sistema nervioso central. Las células receptoras son células de todo el cuerpo que se activan mediante estímulos. Por ejemplo, los receptores térmicos internos se estimulan cuando las temperaturas están fuera de su rango normal y pueden enviar esta información al sistema nervioso central para iniciar el cambio.
El centro de control filtra si un nivel es normal o no . Esta porción del sistema nervioso central es capaz de tomar el mensaje de un receptor (como la temperatura interna) y compararlo con el valor que debería tener o su punto de ajuste. El centro de control indicará que esta medición es incorrecta y reclutará efectores para intentar cambiar ese valor. Los efectores son partes del cuerpo que, cuando son estimuladas por el sistema nervioso, trabajan para cambiar un nivel corporal. Los ejemplos incluyen músculos y glándulas. Por ejemplo, cuando los niveles de azúcar en sangre son altos, el páncreas actúa como efector para liberar insulina en el torrente sanguíneo.
¿Por qué es importante la homeostasis?
La vida sería mucho más desafiante sin mecanismos para mantener la homeostasis. Los humanos necesitarían monitorear y controlar conscientemente demasiados niveles dentro de sus cuerpos. Cuando fallan los mecanismos de homeostasis pueden ocurrir enfermedades importantes que cambian la vida. Por ejemplo, la diabetes tipo 1 puede ocurrir cuando las personas no producen suficiente insulina. Estas personas deben inyectarse insulina diariamente para evitar que su nivel de glucosa en sangre se dispare.
Los ectotermos no pueden controlar internamente su temperatura. En cambio, estos animales deben depender de factores externos para controlar su temperatura, como sentarse en una roca cálida o encontrar sombra. Imagínese cómo sería la vida si los humanos fueran ectotermos: pasaríamos gran parte del día buscando áreas que cubran nuestras necesidades de temperatura.
Otros niveles en el cuerpo pueden convertirse rápidamente en una amenaza para la vida si no se mantienen adecuadamente. Por ejemplo, el equilibrio de salinidad dentro del cuerpo puede provocar la muerte si se desequilibra demasiado. Por tanto, en algunos casos se requiere la homeostasis para que la vida sea posible.
Homeostasis en el cuerpo humano
Hay innumerables ejemplos de las formas en que el cuerpo mantiene la homeostasis y no sería práctico enumerar cada uno de ellos. Algunos de los parámetros clave que los humanos mantienen en la homeostasis incluyen:
- Salinidad
- Temperatura
- Glucosa en sangre
- Hormonas sexuales
- Hormonas implicadas en el sueño, el estado de ánimo y la motivación.
- Excreción y retención de agua.
- Volumen de sangre
Homeostasis y la biosfera
La palabra “homeostasis” se aplica a menudo a la fisiología humana, pero también puede aplicarse a procesos que ocurren fuera de los organismos vivos. En la homeostasis atmosférica, la biosfera de la Tierra siempre está trabajando hacia un punto establecido en las concentraciones de gases atmosféricos. La biosfera es la delgada capa de la superficie de la Tierra que contiene toda la vida conocida. Las formas de vida que componen esta capa absorben y expulsan constantemente diferentes gases para mantener sus propias necesidades vitales.
Las concentraciones atmosféricas cambian y este cambio es evidente en muestras históricas atrapadas en el hielo marino y los sedimentos de todo el mundo. Aunque vemos estos cambios como un salto drástico, a mayor escala estos altibajos ocurren como una danza alrededor de un punto establecido. Por tanto, la vida en la Tierra trabaja constantemente para mantener las condiciones atmosféricas deseadas.
Homeostasis en otros campos
Homeostasis como término ha sido adoptado por otros campos. En las ciencias sociales, la palabra tiene una definición mucho más psicológica. Afirma que las personas están constantemente bajo estrés y trabajan para mantener un estado mental estable. Así, las personas van encontrando una homeostasis emocional. La economía ha utilizado la homeostasis para informar sobre la interacción entre la oferta de los productores y la demanda que regresa de los consumidores, lo que resulta en una onda siempre oscilante alrededor de un “punto óptimo”.
En resumen, el término “homeostasis” se utiliza a menudo fuera de la biología para describir cualquier fenómeno en el que existe un nivel ideal y un tipo de circuito de retroalimentación (como las quejas de los consumidores sobre la escasez de oferta) da como resultado un cambio hacia ese nivel ideal ( crear más producto como respuesta).
Resumen de la lección
La homeostasis ocurre cuando un sistema trabaja para mantener un parámetro en un nivel ideal. En el cuerpo humano, esto se completa mediante un conjunto de circuitos de retroalimentación. Los bucles de retroalimentación monitorean un parámetro particular y envían una alerta al sistema nervioso central para provocar un cambio. Los bucles de retroalimentación negativa intentan cambiar una condición para que un nivel vuelva a su estado normal. Los circuitos de retroalimentación positiva funcionan para aumentar una condición, incluso si está más alejada de su estado ideal. Los circuitos de retroalimentación positiva son raros en el cuerpo y el proceso del parto es uno de los pocos casos en los que esto ocurre.
La homeostasis se logra cuando un receptor, o una neurona detectora, identifica un cambio en una condición. Este mensaje se envía por el sistema nervioso al centro de control, que es un área de integración que compara un valor real con un punto de ajuste o valor normal deseado. Si es necesario cambiar esta condición, se recluta un efector, como un músculo o una glándula, para devolver el valor a la normalidad.
El cuerpo tiene múltiples parámetros que se mantienen en niveles homeostáticos. Algunos de estos incluyen:
- Salinidad
- Temperatura
- Glucosa en sangre
- Hormonas sexuales
- Hormonas implicadas en el sueño, el estado de ánimo y la motivación.
- Excreción y retención de agua.
- Volumen de sangre
Sin métodos para mantener la homeostasis, los humanos necesitarían monitorear y cambiar activamente sus propias condiciones internas. Por tanto, la homeostasis permite que exista la vida humana. Si bien el término “homeostasis” se aplica a menudo a procesos fisiológicos, otros campos han adoptado el término para describir fenómenos en los que los niveles oscilan alrededor de un punto establecido. Las ciencias atmosféricas, por ejemplo, utilizan la homeostasis para describir los procesos de cambio de las concentraciones de gas en la biosfera a medida que trabajan continuamente hacia un valor ideal.
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