TEMA 1.1 – PRINCIPIOS FISIOLÓGICOS - MEDIO INTERNO Y HOMEÓSTASIS (2014)

Apunte Español
Universidad Universidad Autónoma de Barcelona (UAB)
Grado Genética - 1º curso
Asignatura Fisiologia animal
Año del apunte 2014
Páginas 3
Fecha de subida 19/03/2015 (Actualizado: 21/03/2015)
Descargas 4

Vista previa del texto

TEMA 1 – PRINCIPIOS FISIOLÓGICOS 1.
MEDIO INTERNO Y HOMEÓSTASIS ¿Qué es la fisiología animal? Es la ciencia que estudia el funcionamiento de los organismos animales desde todos los puntos de vista y a todos los niveles de la organización biológica. La “función” (fisiología) es la base de la “disfunción” (fisiopatología).
¿Cómo se integran la fisiología y la genética? La organización funcional de los organismos depende de su bagaje genético, por procesos de selección. El fin último de los genes es producir sistemas de funcionamiento coordinado.
“Función” y “disfunción” tienen una base genética. Para entender como una variación genética afecta a un organismo vivo hay que conocer y entender su fisiología, como funciona ese organismo.
Organización Funcional La célula es la unidad básica vital y la unidad funcional de los seres vivos.
- Organismos unicelulares: compuestos por una sola célula.
Organismos pluricelulares: sus células están asociadas, diferenciadas y especializadas. Sufren migración y forman estructuras multicelulares organizadas: tejidos, órganos y sistemas, donde las células funcionan de forma coordinada y conjunta, lo que da una función en el individuo.
Un organismo pluricelular es una sociedad de células diferenciadas estructural y funcionalmente con el objetivo común de asegurar la supervivencia del organismo en el medio en el que se encuentra como un todo. Se precisa un medio adecuado para mantener la viabilidad, actividad y coordinación de los sistemas celulares. Ese medio asegura la coordinación de las células, la migración de los nutrientes, etc.
El medio interno es el medio ambiente orgánico, asegura la supervivencia de las células. Se encuentra contrapuesto al medio externo (ambiente externo al individuo), aunque están en contacto. El aire está en contacto con nuestra piel, la boca... Son dos compartimentos separados pero no estáticos, intercambian “cosas”.
Es preciso asegurar las condiciones (temperatura, pH...) del medio interno para que las células mantengan su actividad.
La homeóstasis es la constancia del medio interno: mantener unas características constantes en las células. Los organismos presentan sistemas de autorregulación que participan en todas las funciones orgánicas y que en su conjunto mantienen la homeóstasis, la constancia del medio interno.
Contribución de los sistemas orgánicos a la homeóstasis (colaboración en conjunto de todos los sistemas): - Sistema respiratorio: Captación de O2 y eliminación de CO2.
Sistema digestivo: Aporte de nutrientes y H2O y eliminación de sustancias no aprovechables.
Sistema renal: Eliminación de productos del metabolismo celular y mantenimiento del H20 corporal.
Sistema circulatorio: Transporte orgánico de nutrientes.
Sistema locomotor: Búsqueda de alimento y protección.
Sistema reproductor: Asegurar la supervivencia de la especie.
Sistemas nervioso y endocrino: Regulación general de las funciones orgánicas.
Sistemas de Control Homeostático Sirven para el mantenimiento de la constancia del medio interno, para asegurar un medio interno estable que garantice la viabilidad, actividad y coordinación de los sistemas celulares, todas las células que forman un individuo.
Los sistemas de retroalimentación (sistemas de feed-back) son, dependiendo de cómo funcionen: - - Sistemas de feed-back negativo: Se activan ante el cambio de una determinada variable orgánica. Pretenden o tienden a minimizar el cambio de dicha variable (volver al estado original). Son los más frecuentes en los sistemas biológicos.
Sistemas de feed-back positivo: Se activan ante el cambio de una determinada variable orgánica. Tienden a incrementar el cambio experimentado por esa variable. También se llaman sistemas de control degenerado.
Parece que no tienen sentido, pero hay algunos.
Feed-back negativo - Variable (temperatura corporal).
Aumento o disminución de la variable (desciende). Actúan los sensores de temperatura: termorreceptores.
Se activan los sensores de control, que comparan los datos con los valores o variables de referencia. Actúan como un termostato de una habitación.
Se pone en marcha un mecanismo de regulación. En este caso se activan los mecanismos de termorregulación.
Se actúa sobre la variable afectada. Se reduce la pérdida de calor y además se produce calor.
Finalmente la variable vuelve a su estado inicial. La temperatura corporal aumenta y se normaliza.
Componentes del Sistema de Control En un organismo vivo se lleva a cabo un proceso denominado reflejo de control, control reflejo o reflex control. Éste consta de los siguientes pasos: - Se produce cambio local gracias a un estímulo: la mano se enfría.
Un receptor estimula una vía aferente desde la periferia a un centro de integración, donde están los niveles de referencia: el centro integrador de niveles de referencia.
En el centro integrador de niveles de referencia se genera un respuesta que vuelve a viajar a la periferia por una vía eferente.
El sistema efector es el sistema que trabaja, que genera una respuesta, que produce un feed-back. Por ejemplo, si hace mucho frio, tiemblo.
El centro integrador de niveles de referencia puede ser: - SNC: provoca un reflejo nervioso.
Glándula endocrina: produce hormonas y por lo tanto un reflejo endocrino.
Los dos a la vez: provoca un reflejo neuroendocrino.
Además, la vía eferente puede ser: - Vía totalmente nerviosa: circulará un impulso nervioso.
Una hormona en sangre.
A veces estos cambios son locales y no intervienen hormonas ni el SNC. Estos reflejos locales permiten cambios o la autorregulación en un solo tejido y no intervienen en el resto del organismo.
Estímulo → Cambio local → Receptor → Activación de mecanismos locales → Respuesta local → Feed-back negativo.
Propiedades de los feed-backs - - - Los mecanismos de feed-back mantienen una variable dentro de un rango determinado: rango de control.
Dejan oscilar porque energéticamente es mucho más rentable. La alarma se dispara cuando la variable sube o baja mucho.
Fuera de un rango, el sistema de control es inefectivo.
Frente a un cambio permanente, el sistema de control minimiza las variaciones (feed-back negativo). Cuando se produce un cambio brusco en la variable, minimiza la caída, pero no la vuelve al estado inicial normalmente.
Permite un margen de error. Es más eficaz el mecanismo de control cuanto menor sea el margen de error. Por lo tanto, no devuelven la variable a su punto de partida pero minimizan la magnitud del cambio.
Tiempo de respuesta: tiempo que tarda el mecanismo en dar una respuesta. Es mejor en cuanto menor sea el tiempo.
Ganancia o factor de retroalimentación: respuesta no controlada /respuesta controlada.
Supongamos que el nivel de Ca2+ es de 20mM. Con un estímulo A, la calcemia es de 18mM (con el sistema de control). Anulamos el sistema de control y ahora es de 5mM. Primero hay un cambio de 2mM y si no de 15mM.
FR=15mM/2mM=7,5.
o Ganancia > 1. La respuesta no controlada > respuesta controlada. Se trata de un feed-back negativo.
A mayor valor, mejor es el mecanismo de control.
o Ganancia < 1. La respuesta no controlada < respuesta controlada. Se trata de un feed-back positivo.
o Ganancia = 1. Respuesta no controlada = respuesta controlada. El mecanismo de control no controla la variable que a mí me interesa o que estoy estudiando. Por ejemplo, no controla la calcemia, si no los valores de Na+.
Estos dos últimos, junto al margen de error forman los parámetros de eficacia del feed-back.
Ritmicidad de los sistemas de control Los sistemas de control operan dentro de un margen de error y minimizan cambios en una variable. Las consecuencias funcionales son: - Prácticamente todos los parámetros orgánicos son variables oscilatorias en continuo cambio.
Las oscilaciones están minimizadas por los sistemas de control.
Los sistemas de control son dependientes de factores internos y externos (ambiente).
No todas las variables se controlan en la misma medida. El grado de control depende de la importancia vital de cada variable.
La homeóstasis no es verdad. Hay una constancia, pero dentro de un rango. El problema es cuando la variable sale de los límites del rango.
Concepto de balance El balance es la medida del estado de un determinado parámetro orgánico a lo largo de un cierto periodo de tiempo.
Es aplicado frecuentemente a parámetros de tipo metabólico/energético que implican un intercambio entre el medio interno y el externo. Un parámetro puede estar en tres estados de balance: - - - Balance neutro: la variable en el tiempo permanece más o menos constante. Entrada en el organismo = salida en el organismo. Los sistemas de control tienden a mantener un balance neutro. Adulto sano: no gana ni pierde peso.
Balance positivo: ganancia neta de un determinado parámetro: el parámetro considerado tiende a acumularse o a aumentar. Entrada > salida. Gana más de lo que está perdiendo. Los niños cuando están creciendo o los adultos si engordamos.
Balance negativo: el parámetro tiende a reducirse o a disminuir. Entrada < salida. Individuo enfermo de cáncer que pierde peso (estado patológico), la vejez...
SÍNTESIS - Medio interno: medio ambiente orgánico, adaptado al mantenimiento de la viabilidad, actividad y coordinación de los sistemas celulares.
Homeostasis: Constancia del medio interno. Mantenida mediante sistemas de regulación de tipo feed-back.
Sistemas de feed-back: negativo o positivo.
Componentes de un sistema de control: Receptor sensorial, vía aferente, centro de integración, vía eferente, sistema efector.
Parámetros de eficacia de un feed-back: margen de error, tiempo de respuesta y ganancia.
Los parámetros orgánicos son variables oscilantes en continuo cambio, con variaciones minimizadas por sistemas de feed-back.
Balance: Medida del estado de un determinado parámetro orgánico a lo largo de un cierto periodo de tiempo.
...