Homeostasis y medio interno en el cuerpo humano, Universidad Europea

Universidad Europea

Tema 2. Homeostasis y medio interno

Curso 23-24 Dr. Antonio Garrido Tarrío sti Ve más alláUe Universidad Europea

Contenido del tema

• 2.1. Introducción. Líquidos corporales.
• 2.2. Intercambio de líquido entre los compartimentos
• 2.3. Homeostasis.

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2.1. Introducción

Organismo unicelular acuático > Extrae componentes necesarios para su supervivencia del medio en el que vive así como vierte sus desechos metabólicos al mismo.

Dependencia vida del organismo y medio ambiente (MA)

50 um

Por ejemplo, Si cambia Tº del MA ó la composición iónica

Actividad del organismo cambia

El organismo se adapta o muere PERO ... Organismos pluricelulares han evolucionado para perder esa dependencia con el medio externo ¿ CÓMO? Creación de un medio interno > Líquido que rodea a las células (líquido extracelular; LEC)

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2.2. Líquidos corporales: tipos de compartimentos

O Líquidos corporales distribuidos en 2 compartimentos:

Compartimento del líquido intracelular

Líquido (LIC): Consiste en el líquido contenido en intracelular el interior de las células que forman las estructuras, órganos y sistemas del organismo.

Líquido extracelular (plasma)

Líquido extracelular (intersticial)

Compartimento del líquido extracelular

Contiene el líquido localizado en el exterior celular (incluidos los líquidos de los espacios intersticiales (espacio entre tejidos) y vasos sanguíneos.ue

2.3. Distribución de los líquidos corporales

El 60 % del peso corporal (40 litros) es agua, de los que 25 litros son líquido intracelular (2/3) y 15 litros son líquido extracelular (1/3)

BIN HIN

INTRACELULAR EXTRACELULAR

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2.3. Distribución de los líquidos corporales

LEC

Se divide en tres grandes tipos:

• Plasma: alrededor de 1/4 de LEC
• Líquido intersticial: 3/4 de LEC.
• Compartimento transcelular
  • Líquido cefalorraquídeo
  • Líquidos de cavidades (peritoneal, pleural, pericárdico).
  • Espacios de articulaciones
  • Tubo digestivo.

Agua corporal total = 60% del peso corporal

Agua intracelular 40% del peso corporal

Agua extracelular 20% del peso corporal

300 14% 5% 1% Osmolaridad - mOsm/l 200 - 28 1 Intersticial 101 Plasma 3,5 l Transcelular 1 l 100 - 0

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2.4. Composición de los líquidos corporales

Líquido extracelular (LEC)

ÎÎÎ Na+, CI-, HCO3- WIJ Na+, CI-, HCO3"

Líquido intracelular (LIC)

WJJ K+, Ca2+, Mg2+, HPO 2-, SO42- 2- 11 K+, HPO42- 4 Ácidos orgánicos Proteínas

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2.5. Líquidos corporales. Membrana como barrera

Membrana plasmática

Cadenas de hidratos de carbono

Bicapa sfolipídica

Colesterol

Proteínas

Separación física de ambos compartimentos corporales (LIC y LEC).

Semipermeable: Difusión pasiva: O2, CO2, .. Mecanismos de transporte activo: K+, Na+

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2.6. Procesos fisicoquímicos de transporte

(Líquidos corporales contienen agua y electrolitos)

Electrolito: sustancia que se disocia en solución para formar partículas con carga (iones).

NaCI > Na+ + Cl- Si carga es positiva: catión (atraídos al cátodo de una celda eléctrica) Si carga es negativa: anión (atraídos al ánodo).

Los líquidos corporales CONTIENEN CANTIDADES IGUALES de aniones y cationes. SIN EMBARGO, los cationes y aniones pueden ser INTERCAMBIADOS (por otros con la misma carga).

Na+ LEC LIC Na+ Na+ Na+ K+ K+ Na+ K+ K+ K+ K+ Equilibrio eléctrico dentro de cada compartimento cationes~aniones Neutralidad eléctrica

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2.6. Procesos fisicoquímicos de transporte

Difusión

Movimiento de partículas con carga y sin carga a lo largo de un gradiente de concentración.

Alta concentración Na+ Baja concentración LEC LIC Na+ Na+ Na+ Na+ K+ K+

Ósmosis

Movimiento de agua a través de una membrana semipermeable (es decir, permeable para líquidos pero impermeable para la mayoría de solutos).

Alta concentración Baja concentración Na+ LEC LIC Na+ Na+ Na+ AGUA Na+ K+ K+ Presión osmótica (Osmoles)

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2.6. Procesos fisicoquímicos de transporte

No todas las partículas de los líquidos corporales son osmóticamente activas

En el LEC

• Na+
• Cl-
• HCO3"

En el LIC

• K+
• Mg2+
• HPO42-

Nitrógeno ureico en sangre Glucosa en sangre

Extracellular fluid 300 mOsm/L 1 Large organic molecules Intracellular fluid 300 mOsm/L (e.g., K+) H2O 3 Electric charge difference + 4 Water moves by osmosis

@ Copyright Universidad Europea. Todos los derechos reservados Por qué? Glucosa no atraviesa MP -> atrae agua Urea difunde lípidos-> [urea]uc=[urea]LEC → no activa osmótic. En términos generales ... Nuestros compartimentos están en equilibrio osmótico pero no químico 2 lon transport (e.g., Na+, K+, Ca2+)

Ue

2.6. Procesos fisicoquímicos de transporte

Si se produce un cambio en el contenido de agua > Células distienden o se contraen.

Tonicidad: "Tensión o efecto que la presión osmótica efectiva de una solución con solutos impermeables ejerce sobre las dimensiones de las células debido al desplazamiento del agua de un compartimento a otro a través de la membrana plasmática."

Alta concentración Na+ LEC Baja concentración LIC Na+ Na+ Na+

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2.6. Procesos fisicoquímicos de transporte

3 tipos de soluciones dependiendo la concentración de soluto

Solución isotónica: Solución con la misma osmolaridad efectica que LIC (280mOsm/L) > célula no se contrae ni distiende. Ej. NaCl 0.9%

Solución hipotónica: Solución que posee una osmolaridad efectiva inferior a LIC > célula se hincha (Turgencia).

Solución hipertónica: Solución que posee una osmolaridad efectiva superir a LIC > célula se plasmoliza (Plasmolisis).

Hipertónico Isotónico Hipotónico

H,O H,O HO H,O Vacuole o H2O H2O H2O H2O 0 O 0 0 Plasmolizada Flácida Turgente

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2.7. Homeostasis

Volviendo a la adaptación al medio externo/interno ...

Organismo unicelular acuático > Extrae componentes necesarios para su supervivencia del medio en el que vive así como vierte sus desechos metabólicos al mismo.

Dependencia vida del organismo y medio ambiente (MA)

Por ejemplo, Si cambia Tº del MA Ó la composición iónica

Actividad del organismo cambia

50 μm

El organismo se adapta o muere PERO ... Organismos pluricelulares han evolucionado para perder esa dependencia con el medio externo ¿ CÓMO? Creación de un medio interno > Líquido que rodea a las células (líquido extracelular; LEC)

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2.7. Claude Bernard y el concepto de homeostasis

"Los organismos multicelulares están inmersos en un medio externo, pero sus células están inmersas en un medio interno a través del cual se comunican con el mundo exterior (toman nutrientes y vierten sus desechos). El medio interno se renueva continuamente por la sangre circulante" (Claude Bernard, 1850)

Al líquido extracelular (LEC) se le denominaba MEDIO INTERNO

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2.7. Claude Bernard y la constancia del medio interno

1857. "Principio de constancia del medio interno"

Todas las funciones que se realizan en nuestro organismo están encaminadas a mantener la constancia del medio interno.

Principio básico de la Fisiología

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2.7. Walter Canon y el concepto de homeostasis

1932. Canon modifica el "Principio de constancia del medio interno"

Matiza la idea de constancia. "Las características del medio interno son estables. Sólo varían dentro de un estrecho margen."

La homeostasis u homeostasia ("homoios"=constancia y "stasis=posición, estabilidad") es el mantenimiento de las variables del medio interno (pH, temperatura, concentración de iones, oxígeno, dióxido de carbono, glucosa, volumen .. ) estáticas o constantes en condiciones de equilibrio dinámico.

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2.7. Walter Canon y el concepto de homeostasis

Para Canon homeostasis no significa algo fijo e inmóvil que se mantiene exactamente igual siempre.

Sino más bien ...

"un estado que puede variar, pero que es relativamente constante"

Mantenimiento de las condiciones internas ajustadas a pesar de los cambios externos.

Capacidad de autorregulación del individuo

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2.7. Homeostasis en la actualidad

Homeostasis (Del griego homos (őpos) que significa "similar", y estasis (otáals) "posición", "estabilidad")

"es la característica de un sistema, especialmente en un organismo vivo, mediante la cual se regula el medio interno para mantener una condición estable y constante (dentro de unos márgenes estrechos)"

"La homeostasis es una condición de equilibrio en el medio interno resultado de la constante interacción de todos los procesos reguladores del organismo"

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2.8. Sistemas homeostáticos

Sistema de control homeostático

Grupo de células interconectadas cuya función es mantener constantes las propiedades del medio interno

CONSTANTES FISIOLÓGICAS

Funciones necesarias para mantener el medio interno.

Sueño (8 hrs/día) Temperatura (36.5-37.5℃ ) Frecuencia Respiratoria (14-20 respiraciones/min) Frecuencia cardiaca (60-100 pulsaciones/min) C Peristalsis (2-3/min) Presión Arterial (120/80 mmHg) Orina (800-2000 ml/día) pH (7.35-7.45)

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2.8. Características de los sistemas homeostáticos

1. - Funcionan generalmente como sistemas de retroalimentación ("feed back") negativos: un cambio en la variable da lugar a respuestas que empujan la variable en dirección opuesta. Si Tº baja > cuerpo genera calor. *Hay sistemas de retroalimentación positiva: en vez de oponerse a la variable, el sistema tiende a reforzar el efecto. NO STMAS HOMEOSTÁTICOS !! Ejemplos: el nacimiento de un niño o la formación de un coágulo sanguíneo.
2. - Los sistemas homeostáticos no mantienen fija la variable, sino que la dejan oscilar en un rango de valores normales.
3. - Existe una jerarquía de variables a controlar que determinan una jerarquía de sistemas homeostáticos. Debido a que no todas las variables presentan la misma importancia para la supervivencia.
4. - Los sistemas homeostáticos no son inmutables, tienen cierta capacidad de cambio. Se "aclimatan" (capacidad de adaptarse a una nuevas condiciones ambientales externas por exposición prolongada a las mismas. Si cambio de residencia a zona con mayor Tº >cuerpo disminuye sudoración.