homeostasis

El organismo vivo depende de un gran número de procesos para mantener constante las condiciones de su medio interno “o milieu intérieur” de Claude Bernard.

Líquido extracelular (medio interno)

-Presión-Volumen-Osmolaridad-pH-Concentración iónica

Estas propiedades, en su conjunto, son denominadas de Homeostasis, y definen las condiciones normales de vida de un determinado organismo.

Los procesos encargados de mantener esta homeostasis son mecanismos de regulación, y su estudio constituye uno de los principales objetivos de la fisiología. La mayor parte de los sistemas de órganos de un organismo, están destinados a mantener la homeostasis.

Sistema Digestivo: mantiene la constitución de medio interno a través de la ingestión, digestión y absorción de alimentos como hidratos de carbono, proteínas y lípidos, importantes para la conservación de los niveles extracelulares de glucosa, aa y ácidos grasos.

Sistema Endocrino: contribuye para la mantención de la disponibilidad de sustratos energéticos (por ej. Glucosa, ácidos grasos) y del equilibrio hidroelectrolito, entre otras muchas funciones.

Sistema respiratorio: mantiene la homeostasis de los gases oxígeno y gas carbónico en el medio interno.

Riñones: es un órgano homeostático por excelencia manteniendo el nivel interno de un gran número de componentes, incluyendo concentración de iones, osmolaridade, pH, etc.

PRINCIPIOS GENERALES DE MECANISMOS DE REGULACIÓN

Un proceso de regulación puede ser representado por un mecanismo básico denominado “Sistema”, el que consiste en un grupo de de componentes que interactúan entre si.

Caja Negra

Se puede analizar o estudiar la caja negra en función de la salida (respuesta) con respecto a la entrada (estímulo).

Hiperglicemia

Porqué el sistema no está regulando el nivel de glucosa de manera correcta?

Se trata de una alteración en la entrada o del propio mecanismo de regulación?

Test de sobrecarga de glucosa

Entrada conocida y diferente a la normal

?

CLASIFICACIÓN DE SISTEMAS

Sistemas pasivos: la energía dirigida hacia el sistema no es regulada por el propio sistema.

temperatura

Crecimiento población de microorganismos

Sistemas controlados: contiene variables con la función de regular la energía que entra al sistema. Un ejemplo más simple sería un baño calentado por una resistencia regulada por un termostato.

Sistema de asa abierta: Son sistemas en que la salida no tiene efecto sobre la entrada. Un sistema de medida de presión arterial, por ejemplo, es de ese tipo: la entrada es la presión arterial, el sistema consiste en un transductor, sistema de amplificación, y la salida es el registro de presión.

Presión arterial Registro de presión-Transductor-Sistema de amplificación

Sistemas de asa cerrada: son también llamados de sistemas con retroalimentación (feed-back), donde la salida controla la entrada.

Entrada

Sistema

Salida

SISTEMAS DE CONTROL

Control continuo proporcional: se trata de un sistema de control en que existe una relación constante y continua entre el desvío del parámetro controlado y la salida del sistema. Ej. regulación de la glicemia por parte del riñón:

Reabsorción de glucosa

SGLT1

GLUT1

GLUT2

Transporte de glucosa y Tm

(100-200 mg%)

Tm= 375 mg/min

Tm= 375 mg/min303 mg/min

Control integral: es un sistema de control que permite mantener un parámetro determinado, en su nivel deseado, con error o desvío prácticamente nulo. Este sistema es capaz de mantener una situación estacionaria (steady- state), como por ejemplo, la glicemia (nivel de glucosa en la sangre).

NIVELES DE REGULACION

Enzimas alostéricas: son aquellas que, además de presentar un sitio activo para su sustrato normal, presentan un sitio activo al cual se une una sustancia moduladora.

Enzimas reguladoras de modulación covalente: precursores inactivos de enzimas, denominados zimógenos, son activados por mecanismos covalentes, esto es, por cambio de estructura debido a la acción de otras enzimas. Ej. Enzimas digestivas.

pepsinógeno Pepsina + péptidospepsina

H+

Regulación a distancia en organismos pluricelulares

Regulación nerviosa: el sistema nervioso es un conjunto de células distribuidas por todo el organismo, presentando aglomeraciones regionales y centrales de extrema complejidad, capaz de analizar y almacenar informaciones, como elaborar las respuestas adecuadas a estímulos externos e internos con el fin de mantener la homeostasis del organismo.

Regulación humoral: una parte importante de los sistemas de regulación, está compuesta por mecanismos humorales, en los cuales participan sustancias producidas por células especializadas. Estas sustancias luego alcanzarán las células (células alvo o blanco) en las que desencadenaran el efecto regulatorio. Este tipo de sustancia es denominada “hormona”.

ADH regula volumen y tonicidad de la orina

CO2 + H2 O H2 CO3 H+ + HCO3-

CO2 + H2 O H2 CO3 H+ + HCO3-

CO2

FLUIDO INTRACELULAR Y EXTRACELULAR

(60% de 70 kg)

(60%)

(40%) ≈

17 liters

(20%)(75%)

(5%)

Total de H2 O corporal:

-Hombre: 60% del total del peso corporal

-Mujer: 50% del total del peso corporal

-Infante: 65 – 75 % del total del peso corporal

Factores que influyen en el total de H2 O corporal:

-Genero

-Edad

-Cantidad de tejido adiposo

Volumen Plasmático:

-3 litros corresponden al contenido que está dentro de las cámaras cardiacas y vasos sanguíneos (volumen plasmático)

-2.5 litros corresponde a los elementos celulares sanguíneos

-Total volumen sanguíneo: 5.5 litros

Fluido Intersticial (13 litros)

-61.5% corresponde al volumen intersticial

-23% corresponde al tejido conectivo denso (cartílagos, tendones)

-15.4 % matriz de los huesos

Fluido Transcelular (1 litro)

-5% corresponde al espacio que está completamente rodeado de células epiteliales. Ej. fluido cerebroespinal

Compartimentos y su Composición

La mayor diferencia entre el plasma y el fluido intersticial es la ausencia de proteínas plasmáticas en el intersticio

Las proteínas afectan la distribución de solutos a través de:

-Volumen que ellas ocupan

-Carga eléctrica que transportan

Resultado de la composición iónica:

[Na+]= 142 meq / litro de plasma

Corrección:

[Na+]agua plasmática = 142 meq / litro de plasma

0.93

= 153 meq / litro de agua plasmática

Nota: el contenido de agua plasmática corresponde a 93%

Resultado de la composición iónica:

[Cl-]= 102 meq / litro de plasma

Corrección:

[Cl-]agua plasmática = 102 meq / litro de plasma

0.93

= 110 meq / litro de agua plasmática

¿Que se esperaría si el paciente tiene una hiperproteinemia o una hiperlipemia?

¿Qué pasaría si la fracción de agua plasmática es de 80% y la concentración plasmática de sodio es de 122 meq / litro de plasma?

¿Cómo sería la concentración iónica expresada en meq / litro de agua plasmática?

Efecto de la Carga Eléctrica:

Las proteínas presentan carga eléctrica negativa, por lo que atrapan cationes y repelen aniones. Su efecto sobre los iones es de ≈

5%.

[Na+]= 153 meq / litro agua plasmática x 0.95= 145 meq / litro fluido intersticial

[Cl-]= 110 meq / litro agua plasmática x 1.05

= 116 meq / litro fluido intersticial

“El flujo pasivo de sodio y potasio es contrabalanceado por el bombeamiento activo de esos iones”.