Homeostasis y regulación de la temperatura en humanos

Homeostasis

¿Qué es la homeostasis? En biología, el término homeostasis se usa mucho y puede referirse a muchos procesos biológicos diferentes, pero en esencia, la homeostasis es en realidad un concepto muy simple. La homeostasis es el mantenimiento de un entorno interno estable dentro de un organismo. Bastante simple, ¿verdad? Solo mantén el status quo y estarás bien.

Pero es mucho más fácil decirlo que hacerlo. Mantener un ambiente interno estable en una persona significa tener que regular cuidadosamente innumerables parámetros que incluyen:

• Temperatura corporal
• PH interno
• Concentraciones internas de varios iones
• Hidratación
• Presión arterial
• Niveles de glucosa en sangre.

Entonces, ¿cómo nuestros cuerpos hacen todo esto y realizan un seguimiento de todo al mismo tiempo? Bueno, en su mayor parte, nuestros cuerpos realizan un seguimiento de todas estas condiciones diferentes por separado y luego realizan ajustes uno o dos parámetros a la vez antes de que algo se salga demasiado del rango normal y comience a afectar una función importante. En esta lección, veremos un aspecto de la homeostasis al observar cómo el cuerpo humano mantiene una temperatura corporal estable.

Endotermos y ectotermos

Los seres humanos, junto con todas las demás aves y mamíferos, son endotermos , lo que significa que son animales que mantienen activamente una temperatura corporal estable al generar calor. La gente a veces llama a los endotermos animales de sangre caliente. Por el contrario, la mayoría de los demás animales como reptiles, peces e insectos son ectotermos , que son animales cuya temperatura corporal cambia con su entorno. La gente suele llamar a los ectotermos animales de sangre fría.

Puede recordar la diferencia entre endotermos y ectotermos si recuerda que endo significa adentro y ecto significa afuera, por lo que los endotermos generan su propio calor desde el interior y los ectotermos obtienen su calor del exterior. En general, los ectotermos permiten que la temperatura de su cuerpo varíe con el ambiente porque no es necesario mantenerla a una temperatura específica para que viva el animal. Sin embargo, para la mayoría de los endotermos, la temperatura corporal debe mantenerse dentro de un rango muy estrecho en todo momento para que el animal viva, con algunas excepciones para ciertos animales que bajan su temperatura corporal cuando hibernan. Por lo tanto, una temperatura corporal estable de 98,6 grados Fahrenheit, más o menos unos pocos grados, es un aspecto de la homeostasis en los seres humanos.

La principal ventaja de tener una temperatura corporal estable es que permite la optimización de las funciones corporales normales, el metabolismo y las enzimas a una temperatura establecida específica. Esto asegura que, independientemente de las condiciones ambientales, siempre que el animal mantenga la homeostasis de la temperatura, aún podrá realizar todas las funciones corporales normales en niveles óptimos o cerca de ellos. Sin embargo, hay un precio que pagar por operar siempre con plena funcionalidad, y ese precio es la eficiencia energética. Los endotermos aseguran una temperatura corporal estable principalmente al generar su propio calor quemando calorías. Si no tuvieran que mantener una temperatura corporal alta, no quemarían tantas calorías y, por lo tanto, podrían sobrevivir con menos alimentos o podrían crecer a un ritmo más rápido con la misma cantidad de alimentos.

Termorregulación

Entonces, ahora que sabemos por qué las personas mantienen una temperatura corporal estable, echemos un vistazo a la termorregulación o la regulación de la temperatura corporal interna. Como se dijo antes, nuestra alta tasa metabólica es la principal fuente de calor en nuestros cuerpos. La mayoría de las veces, la temperatura de nuestro cuerpo excede la temperatura del medio ambiente, lo que significa que estamos perdiendo calor continuamente hacia el medio ambiente. La velocidad a la que perdemos calor es, por tanto, un determinante clave de la temperatura corporal y muchos de los métodos más eficaces para mantener la temperatura corporal se basan en aumentar o disminuir la velocidad de pérdida de calor.

Hace mucho tiempo, los humanos desarrollaron un método único para controlar la tasa de pérdida de calor llamado ropa. Puede que se ría, pero el propósito más básico de la ropa es proporcionar aislamiento que reduzca la pérdida de calor. La cantidad de piel de una persona que cubre la ropa y el grosor de la ropa determina cuánto aislamiento proporciona y cuánto calor conserva.

Los animales en la naturaleza no tienen ropa para aumentar su aislamiento. Sin embargo, la mayoría de los animales endotérmicos tienen una capa de aislamiento en forma de piel, plumas o una gruesa capa de grasa. Muchos animales experimentan cambios en el grosor de estas capas aislantes para responder a los cambios estacionales de temperatura. Además, cuando los mamíferos se enfrían, responden inmediatamente levantando su pelaje, lo que aumenta el grosor de su aislamiento.

A pesar de que los humanos generalmente no tenemos suficiente cabello para que nos sirva de aislamiento, aún respondemos al frío levantando el vello de nuestro cuerpo, por lo que se nos pone la piel de gallina cuando tenemos frío. Esta es una respuesta sobrante de nuestros ancestros evolutivos que tenían suficiente cabello para servir como aislante.

La sangre bombeada a través de los capilares en la superficie de la piel pierde mucho calor.

Otra forma más de regular la pérdida de calor es mediante el uso del sistema circulatorio. Aunque pensamos que la temperatura del cuerpo humano es de 98,6 grados Fahrenheit, la temperatura real varía en todo el cuerpo. Las temperaturas en el centro mismo de nuestro cuerpo, como alrededor del corazón o en nuestro intestino, están más cerca de los 100 grados Fahrenheit, pero las temperaturas en la superficie de la piel, y especialmente en nuestras extremidades como nuestras manos y pies, son significativamente más frías y fluctúan bastante. poco con la temperatura exterior. Probablemente haya notado que, en ocasiones, sus manos o pies estarán fríos al tacto, y por eso.

La sangre que se bombea desde el corazón en nuestro núcleo, hacia todos los tejidos del cuerpo, y luego de regreso al corazón, inevitablemente transfiere calor desde el núcleo al lugar donde se bombea. La sangre que se bombea a través de los capilares en la superficie de la piel perderá mucho más calor que la sangre que se bombea a través de los capilares que se encuentran más profundamente dentro de nuestros tejidos. Nuestros cuerpos aprovechan esto y ajustan el flujo sanguíneo a través de varios tejidos para ayudar al cuerpo a conservar o disipar el calor.

Cuando el cuerpo necesita conservar calor, los capilares de la superficie de la piel se contraen y limitan la cantidad de sangre que fluye a través de ellos, lo que reduce la pérdida de calor. Cuando la piel está expuesta a temperaturas extremadamente frías, el cuerpo incluso cerrará por completo el flujo de sangre al área expuesta como mecanismo de supervivencia. Si el flujo sanguíneo se interrumpe durante demasiado tiempo, las células del área morirán. Este fenómeno se denomina comúnmente congelación. Los capilares en la superficie de la piel también se pueden usar de manera opuesta para ayudarnos a enfriarnos. Cuando nuestros cuerpos están demasiado calientes, los capilares de la superficie de la piel se dilatan, lo que aumenta el flujo de sangre a la superficie y aumenta enormemente la cantidad de calor que se pierde en la sangre.

Otro método que usa el cuerpo para enfriarse es la sudoración. Quizás recuerde que el agua absorbe calor cuando se evapora. El sudor libera agua sobre la superficie de la piel. A medida que se evapora, absorbe el calor del cuerpo y lo enfría.

Termostato interno

Entonces, ¿cómo sabe nuestro cuerpo cuándo necesita enfriarse y cuándo debe calentarse? Resulta que el cuerpo tiene un termostato interno que actúa de manera muy similar al termostato que puede tener en su hogar. La parte del cerebro que actúa como termostato del cuerpo es el hipotálamo , que es la parte del cerebro que le dice al cuerpo lo que necesita hacer para sobrevivir y reproducirse.

El hipotálamo activa la constricción de los vasos sanguíneos y los escalofríos cuando tenemos frío.

El hipotálamo recibe señales de todo el cuerpo con respecto a la temperatura. Si el hipotálamo comienza a recibir demasiadas señales de que el cuerpo está frío, se activa un área del hipotálamo llamada centro de calefacción. Cuando se activa el centro de calefacción, sentimos la sensación de tener frío y respondemos conductualmente al calentamiento poniéndonos ropa adicional, buscando una fuente de calor o buscando refugio. Además, el centro de calefacción también contrae los vasos sanguíneos cerca de la superficie de la piel para reducir la pérdida de calor, levanta el vello de nuestro cuerpo y puede activar la respuesta de escalofríos, que genera calor a partir de pequeños y rápidos movimientos musculares.

Por el contrario, si el hipotálamo comienza a recibir demasiadas señales de que el cuerpo está caliente, se activa un área del hipotálamo llamada centro de enfriamiento. Cuando se activa el centro de enfriamiento, sentimos la sensación de estar caliente y respondemos conductualmente al enfriamiento quitando la ropa aislante, buscando sombra o buscando otro dispositivo de enfriamiento, como un ventilador o aire acondicionado. El centro de enfriamiento también dilata los vasos sanguíneos cerca de la superficie de la piel para aumentar la pérdida de calor y activa la sudoración para inducir la pérdida de calor por evaporación.

Resumen de la lección

La homeostasis es el mantenimiento de un entorno interno estable dentro de un organismo. Mantener la homeostasis en humanos requiere la regulación de innumerables parámetros que incluyen: temperatura corporal, pH interno, concentraciones internas de varios iones, hidratación, presión arterial y niveles de glucosa en la sangre, solo por nombrar algunos.

Los seres humanos, junto con todas las demás aves y mamíferos, son endotermos , lo que significa que son animales que mantienen activamente una temperatura corporal estable al generar calor. Mantener una temperatura interna estable es un aspecto clave de la homeostasis para las endotermas e implica varios métodos diferentes de termorregulación o la regulación de la temperatura corporal interna.

El cuerpo humano tiene un termostato interno ubicado en el hipotálamo , que es la parte del cerebro que le dice al cuerpo lo que necesita hacer para sobrevivir y reproducirse. Si el hipotálamo recibe demasiadas señales de que el cuerpo está frío, activa varios mecanismos de generación y conservación de calor. Sin embargo, si el hipotálamo recibe demasiadas señales de que el cuerpo está caliente, en su lugar activa varios mecanismos de enfriamiento.

Términos y definiciones clave del vocabulario

La ropa es una invención humana originalmente diseñada para ayudar a la homeostasis.

• Homeostasis : la homeostasis se refiere a un organismo que mantiene un entorno interno estable. La homeostasis se ocupa de factores que incluyen la presión arterial, la temperatura corporal, la hidratación y los niveles de glucosa en sangre.
• Endotermos : los animales que generan calor para mantener una temperatura corporal estable son los endotermos.
• Ectotermos : los ectotermos suelen denominarse animales de sangre fría y su temperatura corporal fluctúa para adaptarse al medio ambiente.
• Termorregulación : se refiere al manejo de la temperatura corporal interna.
• Hipotálamo : el hipotálamo se conoce como el termostato del cuerpo.

Rodrigo Ricardo Editor y fundador