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Equilibrio de las funciones corporales (HOMEOSTASIS)
Aunque pueden tener estructuras muy diferentes, todos los organismos vivos cuentan con mecanismos que aseguran
la supervivencia del cuerpo y la propagación de sus genes a través de los descendientes.
La supervivencia exige que el organismo mantenga condiciones relativamente constantes dentro de su cuerpo. Los
fisiólogos llaman homeostasis a la constancia relativa del medio ambiente interno.
Las células del cuerpo viven dentro de un medio interno constituido en su mayor parte por agua, junto con sales y
otras sustancias disueltas. Como un pez en la pecera, las células sólo pueden sobrevivir si el medio acuoso
permanece estable. La temperatura, la concentración de sales, la acides (pH), el volumen y la presión de los fluidos,
la concentración de oxígeno y otras características vitales deben permanecer dentro de los límites aceptables. Para
mantener constantes las condiciones en un acuario, es necesario incorporar un calentador, una bomba de aire y
filtros. De modo similar, el cuerpo posee mecanismos que actúan como calentador, bombas de aire, etc., para
conservar las condiciones de su medio ambiente fluido interno.
El término homeostasis, deriva de las raíces homois=semejante o igual y stasia=estado, por lo que biológicamente se
aplica a la capacidad que tienen los seres vivos para mantener la constancia y equilibrio de las condiciones del
medio interior de su organismo en forma independiente de las variaciones de los medios interno y externo.
A partir de su origen etimológico podemos entender el término homeostasis, el cual está conformado por dos
vocablos griegos: homo, que puede traducirse como “similar”, y estasis, que ejerce como sinónimo de “estabilidad” y
de “estado”.
Homeostasis, homeóstasis u homeostasia es la tendencia de los organismos vivos y otros sistemas a adaptarse a las
nuevas condiciones y a mantener el equilibrio a pesar de los cambios.
En Biología la homeostasis es “el estado de equilibrio dinámico o el conjunto de mecanismos por los que todos los
seres vivos tienden a alcanzar una estabilidad en las propiedades de su medio interno y por tanto de la composición
bioquímica de los líquidos y tejidos celulares, para mantener la vida, siendo la base de la fisiología”.
La homeostasis “son procesos cuyo objetivo es mantener en equilibrio de forma constante el medio interno, que es
aquel espacio donde tiene lugar toda la actividad”.
Homeostasis: “tendencia a la estabilización del cuerpo relacionado con los procesos fisiológicos”.
En términos muy generales, la homeostasis consiste en un procesamiento de la información que el organismo realiza
en las estructuras sensoriales especializadas que perciben los estímulos tanto del medio exterior (exteroceptores),
como las variantes de luz, temperatura, humedad, así como las que perciben el medio interior del organismo
(interoceptores), como las sensaciones del dolor, hambre, calor, emoción en los animales.
La homeostasis es un proceso fisiológico que permite a nuestro organismo mantenerse en equilibrio dinámico, de
esta manera se alcanza la estabilidad en las propiedades de su medio interno y, por lo tanto, en la composición
bioquímica de los líquidos, células y tejidos que lo forman.
Un ejemplo de lo anterior es el siguiente:
Si una persona come mucha sal crea un ambiente ácido en su organismo, por lo que su presión sanguínea se
elevará, entonces el cuerpo, para recuperar su homeostasis (o equilibrio) buscará obtener el calcio de los huesos que
le permitirá neutralizar la acidez provocada y así lograr bajar la presión sanguínea.
Los posibles cambios del medio interno se pueden deber a:
 Todas las actividades metabólicas necesitan un suministro constante de materiales (Oxígeno, nutrientes,
sales minerales, etc.). La actividad celular produce desechos que deben ser eliminados.
 El medio interno responde a los cambios del medio externo que rodea al organismo.
 Los cambios debidos a cualquier causa deben ser neutralizados por medio de mecanismos fisiológicos de
homeostasis.
En los metazoos más complejos la homeostasis se mantiene por las actividades coordinadas de los sistemas
circulatorio, nervioso y endocrino. Intervienen órganos que sirven de intercambio con el medio externo, los riñones,
los pulmones o las branquias el tubo digestivo y la piel. La homeostasis responde a cambios producidos en:

El medio interno: El metabolismo produce múltiples sustancias, algunas de ellas de desecho que deben ser
eliminadas. Para realizar esta función los organismos poseen sistemas de excreción. Por ejemplo en el
hombre el aparato urinario. Los seres vivos pluricelulares también poseen mensajeros químicos como
neurotransmisores y hormonas que regulan múltiples funciones fisiológicas.

Medio externo: La homeostasis más que un estado determinado es el proceso resultante de afrontar las
interacciones de los organismos vivos con el medio ambiente cambiante cuya tendencia es hacia desorden o
la entropía. La homeostasis proporciona a los seres vivos la independencia de su entorno mediante la
captura y conservación de la energía procedente del exterior. La interacción con el exterior se realiza por
sistemas que captan los estímulos externos como pueden ser los órganos de los sentidos en los animales
superiores o sistemas para captar sustancias o nutrientes necesarios para el metabolismo como puede ser el
aparato respiratorio o digestivo.
Nuestro cuerpo no es un sistema aislado del medio que lo rodea, por lo que está expuesto a ciertas condiciones, pero
debe estar preparado para dar respuesta a estos cambios internos y externos. El resultado de los parámetros físicos y
químicos se mantiene dentro del margen que requieren las células para funcionar.
Algunos ejemplos de condiciones o variables reguladas por mecanismos homeostáticos en un cuerpo son:
La temperatura.
Concentraciones de glucosa.
Concentraciones de sal y agua.
pH (equilibrio de ácidos y bases).
Concentraciones de oxígeno y dióxido de carbono.
La mayoría de los sistemas homeostáticos funcionan mediante una retroalimentación, es decir, que cuando se
obtiene el cambio deseado, el sistema homeostático se “apaga” o actúa en dirección contraria.
El mantenimiento de la homeostasis involucra una revisión continua de los factores que pueden cambiar
(variables). Hay una comunicación para esta revisión y regulación, la cual es una función del sistema nervioso y
endocrino, que envían impulsos nerviosos y hormonas, respectivamente.
Ambos, el sistema nervioso y el endocrino, están constituidos por ciertas funciones especializadas. Estos componentes
son el receptor, centro de control y el efector (cada uno con una función específica).
Hay básicamente dos tipos de mecanismos homeostáticos efectores:
1) Vías nerviosas (impulsos nerviosos)
2) Vías endocrinas (hormonas)
Algunos ejemplos de regulación mediante vías nerviosas son:
a) Regulación de la presión arterial en los mamíferos en general y en el ser humano en particular;
b) Regulación de la concentración de oxígeno y de CO2 en la sangre en los mamíferos.
Algunos ejemplos de regulación mediante vías endocrinas son
a) Regulación de la concentración de glucosa en sangre;
b) Regulación de las relaciones entre hidratos de carbono, proteínas y grasas;
c) Control de los efectos de la alimentación y del ayuno en el cuerpo.
Hay también procesos en los que actúan homeostáticamente nervios y hormonas al mismo tiempo:
a) Regulación de la obtención de energía a partir de los alimentos (energía química);
b) Regulación de la temperatura interna del cuerpo.
La mayoría de los sistemas homeostáticos complejos de nuestro cuerpo se gestionan mediante una glándula del
cerebro llamada hipotálamo.
La homeostasis fue descubierta por Claude Bernard en el siglo XIX, pero el término homeostasis fue acuñado por el
biólogo Walter B. Cannon (1871-1945) que definió en 1932 las características que rigen la homeostasis:
1. Importancia del sistema nervioso como del endocrino en el mantenimiento de los mecanismos de regulación.
2. Nivel tónico de actividad: Los agentes tanto del medio interno como del medio externo mantienen una
moderada actividad que varía ligeramente hacia arriba o abajo, como rodeando un valor medio en un
intervalo de normalidad fisiológica.
3. Controles antagónicos: Cuando un factor o agente cambia un estado homeostático en una dirección, existe
otro factor o factores que tiende a contrarrestar al primero con efecto opuesto. Es lo que se llama
retroalimentación negativa o “feek-back” negativo.
4. Señales químicas pueden tener diferentes efectos en diferentes tejidos corporales: Agentes homeostáticos
antagonistas en una región del cuerpo, pueden ser agonistas o cooperativos en otras regiones corporales.
5. La homeostasis es un proceso continuo que implica el registro y regulación de múltiples parámetros.
6. La efectividad de los mecanismos homeostáticos varía a lo largo de la vida de los individuos.
7. Tolerancia: Es la capacidad que posee cada organismo de vivir en ciertos intervalos de parámetros
ambientales, que a veces puede ser sobrepasada mediante la adaptación y la evolución.
8. Un fallo de los mecanismos homeostáticos produce enfermedad o la muerte. Las situaciones en las que el
cuerpo no puede mantener los parámetros biológicos dentro de su rango de normalidad, surge un estado
de enfermedad que puede ocasionar la muerte.
Interacción entre ser vivo y ambiente: respuestas a los cambios
Las estrategias que acompañan a estas respuestas pueden resumirse como sigue:
1. Evitación: los organismos evitadores minimizan las variaciones internas utilizando algún mecanismo de
escape comportamental que les permite evitar los cambios ambientales, ya sea espacial (buscando
microhábitats no estresantes como cuevas, escondrijos; o a mayor escala, las migraciones) o temporal
(hibernación, sopor, diapausa, huevos y pupas resistentes).
2. Conformidad: en los organismos conformistas el medio interno del animal cambia paralelamente a las
condiciones externas, es decir, se conforma al ambiente pues no regula o la regulación no es efectiva;
designado por el prefijo "poiquilo" (Ej. poiquilotermo). Puede existir una compensación funcional con la
aclimatación o la aclimatización, recuperándose la velocidad funcional anterior al cambio.
3. Regulación: en los organismos reguladores un disturbio ambiental dispara acciones compensatorias que
mantienen el ambiente interno relativamente constante; a menudo designados con el prefijo "homeo" (p. ej.
homeotermo).
Estas categorías no son absolutas ya que no existen perfectos reguladores ni perfectos conformistas; los modelos más
reales se encuentran entre conformistas y reguladores, dependiendo del factor ambiental y de la especie animal.
HOMEOSTASIS Y SISTEMAS DE CONTROL
Los siguientes componentes forman parte de un bucle de retroalimentación (en inglés feedback loop) e interactúan
para mantener la homeostasis:
Ambos, el sistema nervioso y el endocrino, están constituidos por ciertas funciones especializadas. Estos componentes
son el receptor, centro de control y el efector (cada uno con una función específica).
Receptor:
Representa un sensor que recibe el estímulo.
Detecta el o los cambios en el estado de la variable o parámetro.
Responde a estímulos (una vez que haya cambios en las variables controladas).
Ejemplos: músculo, encéfalo, articulaciones, vísceras y páncreas.
Centro de control:
Determina en qué punto debe permanecer la variable.
Recibe una entrada (información) desde el receptor.
Determina la respuesta apropiada.
Ejemplos: en el sistema nervioso el centro de control pueden ser el tallo encefálico, el hipotálamo, la corteza
cerebral, entre otros. En el sistema endocrino puede ser la tiroides o la hipófisis, entre otras.
Efector:
Recibe una salida desde el centro de control.
Proporciona los medios para responder.
Responde reduciendo el estímulo (retroalimentación negativa), aumenta el estímulo (retroalimentación
positiva).
Ejemplos de efectores: corazón, pulmones, músculo, entre otros.
Retroalimentación negativa. Es aquella que reduce los efectos de los cambios. Es el mecanismo más importante que
rige a la homeostasis, ya que responde de tal manera que se opone al estímulo inicial y tiende a llevar al organismo
a su condición original. Este mecanismo de regulación tiende a operar con mayor frecuencia a nivel fisiológico.
Por ejemplo, después de tener una ingesta de alimentos, el nivel de glucosa en la sangre se eleva y el páncreas, al
detectar estas concentraciones, inicia la liberación de la insulina, que es la hormona que se encarga de facilitar la
interiorización de la glucosa a las células de los distintos tejidos en nuestro cuerpo, obteniendo como resultado la
disminución del nivel de glucosa en la sangre.
Retroalimentación positiva. En la retroalimentación positiva, un cambio produce una respuesta que intensifica el
cambio inicial, se desencadena con el propósito de maximizar la respuesta al estímulo inicial. Se da principalmente
en situaciones patológicas. Ejemplo: durante el proceso de lactancia, a medida que el bebé succiona el pezón de la
madre, se envía un estímulo al nervio en la médula espinal y el hipotálamo estimula la glándula pituitaria
(hipófisis) para producir más prolactina (hormona de la producción de leche).
Para regular el equilibrio existen unos mecanismos reguladores de la homeostasis: de tipo local, de tipo regional y de
tipo central.
1. MECANISMOS LOCALES
Sucede a nivel del espacio intersticial y consisten en mecanismos o respuestas vasculares de forma que ante un
aumento de demanda se produce una vasodilatación y ante menos demanda hay una vasoconstricción. Se van a
producir respuestas en el metabolismo y en los líquidos corporales.
Índice mitótico: tanto por ciento de células que se dividen en un momento determinado, la mitosis es una respuesta
local a la homeostasis.
Atrofia: cuando los componentes y el número de células disminuyen.
Hipertrofia: aumento de los componentes celulares por aumento de demanda, las mitocondrias se dividen en dos, el
núcleo más sistemas de membranas.
Hiperplasia: aumento del índice mitótico.
2. MECANISMOS REGIONALES
Se ponen en marcha cuando los mecanismos locales no garantizan el equilibrio. Están basados en los reflejos y hacen
actuar el arco reflejo. Por ejemplo cuando se come demasiado que entran ganas de vomitar.
3. MECANISMOS CENTRALES
Procesos de retroalimentación: Puede ser positiva o negativa
Positiva: ante la presencia de un producto, se estimula la síntesis de ese producto. Por ejemplo la presencia de
oxitocina en sangre hace que el hipotálamo provoque la síntesis de esa hormona.
Negativa: una determinada concentración de un producto final, provoca la supresión de los antecedentes.
La información recibida es procesada y transferida al centro que controla las respuestas encaminadas a mantener el
equilibrio biológico u homeostasis. La homeostasis de los organismos actúa regulando y coordinando el mecanismo
de sus diferentes funciones. Regular significa ajustar las variables (concentraciones, temperatura, velocidad,
etcétera) de los procesos fisiológicos para preservar la estabilidad interior de los organismos, ajustándose a las
variables del medio, como sucede en la osmorregulación de la excreción, en la regulación neurohormonal y en otras
funciones.
Por ejemplo, para mantener el control de la temperatura es necesario que se equilibren las pérdidas y ganancias de
calor.
En organismos pluricelulares, los mecanismos homeostáticos se encuentran representados por los órganos
especializados internos y externos como la vista, el oído, el olfato, etc. también conocidos como receptores, que
contienen estructuras con terminaciones nerviosas.
En la mayoría de los animales, la información recibida por los receptores es transmitida al sistema nervioso, donde es
analizada y procesada para posteriormente ejecutar las respuestas adecuadas por medio de órganos nerviosos
especializados llamados efectores.
El sistema endocrino actúa en estrecha colaboración con el sistema nervioso. También el aparato excretor, juega un
importante papel en la homeostasis para la Osmorregulación y el balance hídrico.
El cuerpo humano está expuesto a un constante cambio del entorno externo. Estos cambios se neutralizan gracias al
entorno interno (la sangre, la linfa y los líquidos de los tejidos que bañan y protegen las células). Esta estabilidad
(homeostasis) es el objeto de los mecanismos vitales. Conozcamos algunos ejemplos:
1º. El ejercicio provoca calor y la temperatura corporal aumenta, entonces, se produce la transpiración, que causa
una pérdida de calor debido a la evaporación del agua para compensar el aumento de temperatura, es decir, el
sudar es un mecanismo fisiológico de enfriamiento de actúa en un esfuerzo o en un estado febril. La sangre es
normalmente algo alcalina. Aunque durante el ejercicio los músculos producen dióxido de carbono, hay poco rastro
de este ácido, principalmente por las propiedades químicas de almacenamiento y, además porque el exceso de CO2
se exhala cuando se forma. De aquí que se gaste más oxígeno en una respiración rápida durante el esfuerzo y el
consiguiente jadeo.
¿Por qué nos resulta tan molesto tener frío o calor? Es así como la naturaleza nos comunica que la temperatura es
una cuestión vital.
2º. Homeostasis para la regulación de la concentración de glucosa en la sangre
En el gráfico se observa como el organismo regula la concentración de
glucosa en la sangre. Todas las células del organismo requieren una
fuente continua de energía metabólica, que puede fluctuar según la
actividad funcional de la célula. En los mamíferos esta energía es
proporcionada a la célula principalmente en forma de glucosa. Es muy
importante que el cuerpo mantenga unos niveles equilibrados de
glucosa en sangre.
La glucosa pasa a la sangre a través de la dieta, principalmente por los
hidratos de carbono, o a partir de los depósitos de glucógeno del propio
organismo (por glucogenólisis). A su vez, el metabolismo de los tejidos y
del cerebro consume glucosa. La glucosa sobrante se convierte en
glucógeno (por glucogénesis) como reserva. El exceso de glucosa se
puede perder por la orina.
La glucosa pasa a la sangre a través de la dieta, principalmente por los hidratos de carbono, o a partir de los
depósitos de glucógeno del propio organismo (por glucogenólisis). A su vez, el metabolismo de los tejidos y del
cerebro consume glucosa. La glucosa sobrante se convierte en glucógeno (por glucogénesis) como reserva. El exceso
de glucosa se puede perder por la orina
El nivel sanguíneo de azúcar (glucosa) permanece constante durante el ayuno, incluso aunque éste siendo
quemado por los tejidos, a causa de que el azúcar se forma a partir de la grasa y las proteínas en los almacenes
corporales, principalmente en el hígado.
3º. La homeostasis ecológica se caracteriza por el equilibrio dinámico que existe entre las comunidades naturales y
su medio, y cuando este equilibrio desaparece por diversas causas como: inundaciones, incendios, sequías,
terremotos, entre otros, la capacidad homeostasis desaparece generando un desequilibrio ecológico.
4º.- La homeostasis cibernética, creado por el médico inglés William Ross Ashby, a mediados del siglo XX, al crear un
homeostato que se autorregulaba mediante la retroalimentación. En virtud de ello, la homeostasis cibernética
permite a diferentes sistemas electrónicos mantener un estado de equilibrio una serie de variables.
5º. Homeostasis Psicológica.
Los desequilibrios internos se pueden dar en el plano psicológico como fisiológico, lo cual recibe el nombre de
necesidades. En el caso de la psicología, la homeostasis psicológica, se caracteriza por el equilibrio que existe entre las
necesidades y satisfacción de un individuo. En relación a ello, si el individuo no siente que sus necesidades están
satisfechas, la homeostasis lo incita a alcanzar el equilibrio interno a través de conductas que le permitan satisfacer
dichas necesidades.
6º. Homeostasis de oxígeno para las células
En las altitudes elevadas, como en los Andes, los Alpes, los Pirineos, el Himalaya, el oxígeno del aire de la atmósfera
es menor que en la superficie. La actividad respiratoria de estas personas en estos lugares llega a ser insuficiente en
un ritmo regular. Para compensar esta dificultad, el cuerpo o el organismo hace uso de un medio homeostático:
intensificación del ritmo respiratorio y después aumento lentamente de la producción de células rojas de la sangre,
que luego se liberan en el torrente sanguíneo. Con una tasa más alta de células rojas de la sangre, el individuo
puede retener de manera eficiente en los pulmones el poco O² que dispone del aire.
7º. Homeostasis del Metabolismo celular
La composición química del medio interno no debe sufrir alteraciones y tiene que mantenerse sin cambios. Por lo
tanto, los productos resultantes recién formados después del metabolismo celular CO2, urea, amoniaco, ácido úrico,
uratos, creatinina, etc.) deben ser desechados inmediatamente. Esta expulsión se hace por los pulmones CO2, por las
glándulas sudoríparas y sebáceas, pero principalmente por los riñones.
Aparatos y sistemas de los mamíferos y sus funciones
Aparato o Sistema
S. Tegumentario
Componentes
Piel, pelo, uñas, glándulas
sudoríparas
Funciones
Cubre y protege el cuerpo
S. Esquelético
Huesos, cartílago,
ligamentos
S. Muscular
Músculo esquelético,
músculo cardiaco y
músculo liso.
Sostiene y protege el
cuerpo; realiza
movimiento
y locomoción; almacena
calcio
Mueve parte del
esqueleto; realiza
locomoción; mueve
materiales internamente
S. Digestivo
Boca, esófago, estómago,
intestinos, hígado,
páncreas, glándulas
salivales
Ingiere y digiere los
alimentos; absorbe
nutrimentos y los envía a
la sangre
S. Circulatorio
Corazón, vasos sanguíneos,
sangre; linfa y estructuras
linfáticas (el sistema
linfático es un subsistema
del sistema
circulatorio)
Pulmones, tráquea y otras
vías respiratorias
Transporta materiales de
una parte del cuerpo a
otra; defiende al
organismo contra agentes
patógenos
Riñones, vejiga y
conductos asociados
Excreta desechos
metabólicos; elimina de la
sangre sustancias que se
encuentran en exceso
S. Respiratorio
S. Urinario
Intercambio de gases entre
la sangre y el ambiente
externo
Capacidad homeostática
Las glándulas sudoríparas
ayudan a controlar la
temperatura corporal;
como barrera, la piel
ayuda a mantener una
condición estable.
Ayuda a conservar una
concentración constante
de calcio en la sangre
Realiza funciones vitales
que requieren
movimiento; por ejemplo,
el músculo cardiaco hace
circular la sangre
Mantiene suministros
adecuados de moléculas
de combustible y
constituyentes del
organismo
Transporta oxígeno,
nutrimentos, hormonas;
elimina desechos;
mantiene el equilibrio de
agua y iones en los tejidos
Mantiene un contenido
adecuado de oxígeno en
la sangre y ayuda a
regular el pH sanguíneo;
elimina el dióxido de
carbono
Ayuda a regular el
volumen y la composición
de la sangre y los líquidos
corporales
S. Nervioso
Nervios y órganos
sensoriales; encéfalo y
médula espinal
S. Endocrino
Glándulas sin conductos
(por ejemplo, hipófisis,
suprarrenales, tiroides) y
tejidos que secretan
hormonas
S. Reproductor
Testículos, ovarios y
estructuras asociadas
Recibe estímulos de los
ambientes externo e
interno; conduce impulsos;
integra actividades de
otros
sistemas
Regula la química
sanguínea y muchas
funciones corporales
Reproducción sexual
Ayuda a regular el
volumen y la composición
de la sangre y los líquidos
corporales
Junto con el sistema
nervioso, regula las
actividades metabólicas y
las concentraciones
sanguíneas de diversas
sustancias
Mantiene los caracteres
sexuales