Qué es homeostasis
El concepto de homeostasis es la capacidad que tiene el organismo para realizar funciones físico-química y de autorregulación que llevan al mantenimiento y constancia en la composición y propiedades de la parte interna de un organismo. Por esta razón, la homeostasis representa el equilibrio interno del cuerpo humano, y éste realiza respuestas que se ajustan con la finalidad de mantener un buen estado de salud. Un desequilibrio interno puede producirse por diferentes causas y de inmediato actúan los mecanismos homeostáticos, a través de procesos de retroalimentación y control, restableciendo el equilibrio en el organismo.
Qué es la homeostasis en la biología
La homeostasis en la biología es un conjunto de mecanismos o equilibrio dinámico, a través de los cuales los seres vivos logran alcanzar la estabilidad de las propiedades de su medio interno y la composición bioquímica de los tejidos y líquidos celulares, para poder mantenerse vivos, siendo la fisiología su principal base.
Homeostasis en seres vivos
La homeostasis ocurre en todos los organismos, pero se ha estudiado más de cerca en la especie humana y en otros mamíferos superiores. En estos animales complejos, la homeostasis opera en células aisladas e integradas. Por ejemplo: fluidos corporales, tejidos y órganos. Dado que las condiciones constantes dentro del tejido se mantienen, cada célula está sujeta a variaciones más pequeñas en su propio entorno externo. Hay un intercambio constante de moléculas entre la sangre y el líquido extracelular que baña cada célula. La composición estable de la sangre es lo que hace posible mantener la invariabilidad del líquido extracelular, la mezcla constante del fluido extracelular, protege a cada célula de los cambios que se producen en el entorno externo.
Un ejemplo de homeostasis es, si una persona se toma un baño caliente, en este caso la temperatura de las células en el hígado, el corazón, el intestino y el páncreas no se altera.
Características de homeostasis
Las principales características de homeostasis que se debe conocer son:
- Proceso: al inicio de la homeostasis, el organismo involucrado atraviesa por un proceso de retroalimentación que puede ser positiva o negativa y en el que las células resultantes terminan con efectos muy diferentes, pero que al mismo tiempo son compensatorios. Cuando la retroalimentación es positiva, se contrarrestan los efectos de la homeostasis en las células regresando a su estado original. Mientras que, si la retroalimentación es negativa, la respuesta que se produce al final, genera un cambio significativo en la la estructura original de la célula.
- Regulación de la temperatura corporal: una de las funciones más comunes de la homeostasis es la regulación de la temperatura corporal. Ésto es un símbolo de que el cuerpo humano se mantiene a una temperatura perfecta y adecuada. La misma es de 97.6 grados Fahrenheit o 36 Celsius. Estos valores son denominados puntos de referencia.
- Cómo el frío afecta la temperatura del cuerpo humano: cuando la temperatura del cuerpo desciende por debajo de los límites determinados, la homeostasis se asegura de que el cuerpo se caliente nuevamente. Es decir, los vasos sanguíneos se contraen o se astringen por la falta de calor, la piel se contrae y surge la llamada “piel de gallina”, los vellos o pelos se paran y toman aire de la piel ofreciendo un retraimiento adicional contra el frío. En algunas oportunidades los músculos también sufren una contracción por la bajas temperaturas ocasionando un temblor que hace que el cuerpo se agite y calienten lentamente.
- Cómo el calor afecta la temperatura del cuerpo: cuando surge un cambio significativo de temperatura, los sensores de la piel transmiten un alerta al hipotálamo, zona ubicada en el cerebro. Por ejemplo, si sale a caminar, el calor de su cuerpo aumentaría con respecto al punto de ajuste de la temperatura. Esto ocurre cuando el hipotálamo envía señales para que su cuerpo se enfríe. Principalmente, los vasos sanguíneos se expanden o dilatan para ayudar a que la sangre se acerque más a la superficie de la piel. Esto permite que sea más posible que el calor salga del cuerpo al aire. Entonces las glándulas sudoríparas comienzan a producir más sudor. Cuando el sudor se evapora del cuerpo, crea un efecto encantador y refrescante.
- Regulación del azúcar en la sangre: al consumir carbohidratos como el pan y las papas, el cuerpo los transforma en azúcares pequeños o glucosa. La glucosa es fundamental en el cuerpo humano, porque ésta es utilizada como fuente de energía. A pesar de esto, no se puede poseer demasiada ni muy poca glucosa en la sangre. En este caso el significado de la homeostasis es conservar los niveles constantes de azúcar en la sangre.
Principales tipos de homeostasis
El cuerpo humano es una máquina sublime y gran parte de ello es porque se mantiene funcionando en una variedad de ambientes. Los seres humanos están en la capacidad de desarrollarse en temperaturas muy bajas, bajo dietas y diferentes estilos de vida. Parte ésta condición del cuerpo para adaptarse a estos cambios, es gracias a la homeostasis, ya que el significado de homeostasis es equilibrio.
Los tipos de homeostasis son:
Homeostasis en extensión
La definición de homeostasis en extensión se puede generar desde un punto de vista general, es decir, es una alusión a una característica de cualquier sistema, puede ser abierto o cerrado, con lo cual pueda regular el ambiente interno del organismo de manera que se mantenga estable.
Homeostasis ecológica
Es una clase de equilibrio dinámico el cual se realiza entre los ambientes naturales y su entorno. El equilibrio puede desaparecer por múltiples razones entre ellas: las inundaciones, los incendios, terremotos y cualquier otro desastre natural.
La homeostasis ecológica representa entonces, el intercambio que existe entre diferentes medios naturales, permitiendo el equilibrio en un ecosistema; considerados éstos muy necesarios para la supervivencia. En el caso del planeta en general, el equilibrio homeostático se ve demostrado en la relación que existe entre un ecosistema y los cambios climáticos que se producen.
La homeostasis ecológica es también conocida como equilibrio ecológico, alrededor del año 1950 fue cuestionada ya que algunos consideraron que los cambios constantes y radicales en las poblaciones eran muy frecuentes y que el equilibrio no era una constante. De igual manera afirmaban que estas teorías fueron reemplazadas por la Teoría del Caos y la Teoría de las Catástrofes.
Los factores ecológicos que influyen, de forma negativa, en ésta homeostasis son los terremotos, las tormentas, las sequías y los cambios climáticos como las olas de frío y calor.
Homeostasis cibernética
Este término fue creado a mediados del siglo XX por un médico inglés de nombre Williams Ross Ashby, quien creó un homeostato que se autorregula a través de la retroalimentación. Es decir, la homeostasis cibernética le ofrece a los diferentes sistemas electrónicos la capacidad de permanecer en equilibrio.
Homeostasis psicológica
Cuando ocurre un desequilibrio a nivel interno en los seres humanos, también puede ocurrir en el plano psicológico. Entonces la homeostasis psicológica es el equilibrio entre las necesidades y las satisfacciones de humano.
La homeostasis psicológica es una clase de homeostasis que es un poco diferente y extraña, totalmente ajena a las razones del porqué se realiza la homeostasis biológica. Esta asimilación, depende de factores mentales, estímulos de variables que no son consideradas del todo científicas, pues son tan versátiles, que no admiten un campo de estudio que las investigue. Éstas pueden ser, sentimientos, pensamientos de angustia o de zozobra, las cuales definen la manera en la que el organismo asimila el proceso de homeostasis. Este proceso se puede ver afectado, por problemas psicológicos, causando enfermedades de desnutrición como la bulimia.
Homeostasis de oxígeno para el proceso celular
Cuando se eleva la altitud, el oxígeno del ambiente en la atmósfera es menor que el que se encuentra en la superficie. Por esta razón, la respiración en un individuo en estos ambientes terminará siendo insuficiente a un ritmo regular, el cuerpo a través de la homeostasis intensifica el ritmo respiratorio y luego va incrementando de manera muy lenta la producción de células rojas en la sangre.
Homeostasis de metabolismo celular
Este tipo de homeostasis se refiere a que la composición química del medio interno de un organismo no debe sufrir alteraciones y debe mantenerse sin cambios. Es decir, los productos formados por el metabolismo celular serán desechados de inmediato, este tipo de proceso está presente en las glándulas sebáceas y sudoríparas, los pulmones, aunque la más importante es la realizada por los riñones.
Mecanismos homeostáticos
Básicamente existen dos tipos de mecanismos homeostáticos que son:
Las vías nerviosas: cuya función es la regulación de la presión arterial en el ser humano y los mamíferos en general. Además regula la concentración de oxígeno y de CO2 en la sangre de los seres humanos.
Las vías endocrinas: en este caso realiza la regulación de la concentración de la glucosa en la sangre. También la regulación de la relación entre proteínas, hidrato de carbono y grasas. Además de controlar los efectos del ayuno y alimentación en el cuerpo.
Importancia de la homeostasis en los humanos
En el cuerpo humano, los sistemas endocrino y nervioso controlan la homeostasis. Los órganos y sistemas proporcionan la retroalimentación al cerebro. El cuerpo mantiene la homeostasis conservando la temperatura, el equilibrio del pH, el equilibrio entre los electrolitos y el agua, respirando y manteniendo la presión arterial.
Cuando una persona ingiere una comida que contiene grandes cantidades de electrolitos, como la sal de mesa, el sistema nervioso detecta el desequilibrio electrolítico. El cerebro envía señales al cuerpo para retener agua y mantener el equilibrio de electrolitos. Físicamente se puede notar hinchazón en los pies, así como sed.
A medida que los líquidos se beben individualmente, los electrolitos se diluyen y en respuesta al aumento de agua, las células liberan la que ya existe para mantener la homeostasis. Los riñones luego filtran el exceso de líquido y electrolitos del sistema.
La homeostasis en el proceso de asimilación, incorpora una función de autorregulación de las vitaminas que interactúan con el organismo para convertirlas en energía para sustentar la vida. Esto se refiere a un mecanismo de salida del excedente de energía necesaria para cumplir con una eficiente homeostasis. Esto regula con la producción de hormonas lo que entra al organismo, ejemplos de esta coreografía son el tracto urinario, en el cual se liberan sustancias filtradas no necesarias. El sudor y las glándulas encargadas de la explosión de líquidos del cuerpo, esto con el fin de mantener al organismo a una temperatura estándar, al mismo tiempo que se liberan sustancias excedentes.
Esta funcionalidad del cuerpo, guarda estrecha relación con el metabolismo, pues de la asimilación de los alimentos, dependerá la respuesta que éste tenga con respecto al exterior. Las condiciones climáticas, atmosféricas o simplemente exteriores, pueden afectar de manera negativa el estado del cuerpo, mas sin embargo, si la homeostasis se está realizando de una manera correcta, el conglomerado de vitaminas actuará como energía al cuerpo.
La conservación de la homeostasis
Los sistemas biológicos, como el cuerpo humano, están constantemente alejados de sus puntos de equilibrio. Por ejemplo, cuando se hace ejercicio, los músculos aumentan la producción de calor y aumentan la temperatura del cuerpo. De la misma manera, cuando se toma un vaso de jugo de frutas, la glucosa en sangre aumenta. La homeostasis depende de la capacidad del cuerpo para detectar y oponerse a estos cambios.
Los ciclos de retroalimentación negativa se utilizan a menudo para mantener la homeostasis. Estos ciclos actúan en oposición al estímulo, o señal, que los desencadena. Por ejemplo, si la temperatura del cuerpo es demasiado alta, un circuito de retroalimentación negativa actuará para disminuirlo de nuevo al valor de referencia, o valor nominal de 98.6 °F / 37.0 °C.
10 Ejemplos de Homeostasis en los humanos
Ejemplo 1: La aceleración de la respiración
Cuando los seres humanos son expuestos a ambientes de bajas concentración de oxígeno, o cuando sus niveles de oxígeno en la sangre son muy bajos para cumplir con la demanda celular, por ejemplo cuando se hace ejercicios, de inmediato surge una respuesta que acelera la respiración buscando aumentar la cantidad de aire respirado. En ese momento se aceleran los latidos del corazón y aumenta la tensión sanguínea, suministrando una mejor irrigación de la sangre oxigenada en el cuerpo.
Ejemplo 2: Mantenimiento de los niveles de la glucosa
La glucosa es una clase de azúcar que se encuentra en el torrente sanguíneo, pero para que una persona permanezca sana, es necesario que los niveles de glucosa se mantengan en los niveles adecuados. Si estos niveles se elevan, el pancrea segrega una hormona conocida como insulina y sí por el contrario se mantienen muy bajos el hígado transforma el glucógeno de la sangre en glucosa elevando sus niveles.
Ejemplo 3: Equilibrio de ácidos y bases
Los seres humanos contienen, en su cuerpo, unos componentes químicos llamados ácidos y bases, es necesario un equilibrio entre éstas para lograr que funcione de una manera óptima. Los riñones y los pulmones son dos de los sistemas de órganos encargados de regular estas sustancias del cuerpo.
Ejemplo 4:Temperatura corporal
La temperatura corporal interna del cuerpo humano es un buen ejemplo de homeostasis. En un cuerpo sano la temperatura corporal debe ser 37° y éste libera calor controlando su temperatura.
Ejemplo 5: Control del calcio
La homeostasis regula los niveles de calcio en el cuerpo humano. Cuando estos niveles bajan, la paratiroides libera hormona, sí son muy altos, la tiroides ayuda a fijar el calcio en los huesos y disminuye sus niveles en la sangre.
Ejemplo 6: Ejercicio físico
Las actividades físicas hacen que el cuerpo mantenga la homeostasis, enviando lactato a los músculos para proporcionarles energía.
Ejemplo 7: Funciones del sistema urinario
Las sustancias tóxicas que entran a la sangre, suspenden la homeostasis del cuerpo. Sin embargo, éste responde deshaciéndose de éstas a través del sistema urinario. Cuando un individuo orina elimina todas las toxinas y otros componentes desagradables de la sangre y se restaura la homeostasis al cuerpo.
Ejemplo 8: Nivel de agua
Más del 50% del peso corporal del cuerpo humano está formado por agua, la homeostasis es la encargada de mantener el equilibrio correcto del líquido. Las células que contienen mucha agua se hinchan de una manera que corren el riesgo de explotar, pero las que contienen muy poca pueden reducir su tamaño. El cuerpo humano debe mantener un equilibrio para que ninguna de estos casos ocurran.
Ejemplo 9 : Regulación arterial
Un cuerpo con una presión arterial sana es un ejemplo de la homeostasis. Cuando el corazón detecta cambios en la presión arterial, éste envía señales al cerebro y luego recibe las señas de cómo responder. Cuando la presión arterial es muy alta, el corazón disminuye su velocidad, pero si por el contrario es muy baja éste acelera sus movimientos.
Ejemplo 10: Sistema linfático y sus funciones
El cuerpo humano está expuesto a virus y bacterias que pueden causar enfermedades, el sistema linfático se encarga de atacar y ayudar a conservar la homeostasis, combatiendo la infección para mantener un cuerpo sano.
