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La homeostasis u homoeostasis es la propiedad de un sistema abierto, especialmente de los organismos vivos, de regular su ambiente interno para mantener una condición estable, por medio de múltiples ajustes de equilibrio dinámico controlados por mecanismos de regulación interrelacionados.
El término fue acuñado en 1932 por Walter Cannon a partir de dos palabras griegas (permanecer igual).
Contenido
Visión general
El término se utiliza más a menudo en el sentido de homeostasis biológica. homeo- similar o igual. stasis- estar parado o detenerse.Los organismos multicelulares requieren un entorno interno homeostático, para poder vivir; muchos ecologistas creen que este principio también se aplica al entorno externo.Muchos sistemas ecológicos, biológicos y sociales son homeostáticos. Se oponen al cambio para mantener el equilibrio. Si el sistema no consigue restablecer su equilibrio, en última instancia puede hacer que el sistema deje de funcionar.
Los sistemas complejos, como el cuerpo humano, deben tener homeostasis para mantener la estabilidad y sobrevivir. Estos sistemas no sólo tienen que aguantar para sobrevivir, sino que deben adaptarse y evolucionar a las modificaciones del entorno.
Propiedades de la homeostasis
Los sistemas homeostáticos presentan varias propiedades:
- Son ultraestables;
- Toda su organización, interna, estructural y funcional, contribuye al mantenimiento del equilibrio
- Son imprevisibles (el efecto resultante de una acción precisa suele tener el efecto contrario al esperado).
Los principales ejemplos de homeostasis en los mamíferos son los siguientes:
- La regulación de las cantidades de agua y minerales en el cuerpo. Esto se conoce como osmorregulación. Esto ocurre en los riñones.
- La eliminación de los residuos metabólicos. Esto se conoce como excreción. Esto lo hacen los órganos excretores como los riñones y los pulmones.
- La regulación de la temperatura corporal. Esto lo hace principalmente la piel.
- La regulación del nivel de glucosa en sangre. Esto lo hace principalmente el hígado y la insulina secretada por el páncreas.
Mecanismos de homeostasis: retroalimentación
Artículo principal: Retroalimentación
Cuando se produce un cambio de variable, hay dos tipos principales de retroalimentación a los que el sistema reacciona:
- La retroalimentación negativa es una reacción en la que el sistema responde de tal manera que invierte la dirección del cambio. Como esto tiende a mantener las cosas constantes, permite el mantenimiento de la homeostasis. Por ejemplo, cuando la concentración de dióxido de carbono en el cuerpo humano aumenta, los pulmones reciben la señal de aumentar su actividad y expulsar más dióxido de carbono.
- En la retroalimentación positiva, la respuesta es amplificar el cambio en la variable. Esto tiene un efecto desestabilizador, por lo que no da lugar a la homeostasis. La retroalimentación positiva es menos común en los sistemas naturales que la retroalimentación negativa, pero tiene sus aplicaciones. Por ejemplo, en los nervios, un potencial eléctrico umbral desencadena la generación de un potencial de acción mucho mayor. (Véase también puntos de palanca.)
Homeostasis ecológica
En la hipótesis Gaia, James Lovelock afirmó que toda la masa de materia viva de la Tierra (o de cualquier planeta con vida) funciona como un vasto organismo que modifica activamente su planeta para producir el entorno que se adapta a sus necesidades. Desde este punto de vista, todo el planeta mantiene la homeostasis. Todavía se discute si este tipo de sistema está presente en la Tierra. Sin embargo, algunos mecanismos homeostáticos relativamente simples son generalmente aceptados. Por ejemplo, cuando los niveles de dióxido de carbono atmosférico aumentan, las plantas pueden crecer mejor y, por tanto, eliminar más dióxido de carbono de la atmósfera. Cuando la luz solar es abundante y la temperatura atmosférica aumenta, el fitoplancton de las aguas superficiales del océano prospera y produce más sulfuro de dimetilo, DMS. Las moléculas de DMS actúan como núcleos de condensación de nubes que producen más nubes y, por lo tanto, aumentan el albedo atmosférico y bajan la temperatura de la atmósfera.
Homeostasis biológica
La homeostasis es una de las características fundamentales de los seres vivos. Es el mantenimiento del ambiente interno dentro de límites tolerables.
El ambiente interno del cuerpo de un organismo vivo presenta fluidos corporales en los animales multicelulares. Los fluidos corporales incluyen el plasma sanguíneo, el fluido tisular y el fluido intracelular. El mantenimiento de un estado estable en estos fluidos es esencial para los seres vivos, ya que su falta perjudica al material genético.
Con respecto a cualquier parámetro, un organismo puede ser un conformador o un regulador. Los reguladores tratan de mantener el parámetro en un nivel constante, independientemente de lo que ocurra en su entorno. Los conformistas permiten que el entorno determine el parámetro. Por ejemplo, los animales endotérmicos mantienen una temperatura corporal constante, mientras que los animales ectotérmicos muestran una amplia variación en la temperatura corporal.
Esto no quiere decir que los conformistas no puedan tener adaptaciones de comportamiento que les permitan ejercer cierto control sobre el parámetro en cuestión. Por ejemplo, los reptiles suelen sentarse por la mañana en rocas calentadas por el sol para aumentar su temperatura corporal.
Una ventaja de la regulación homeostática es que permite al organismo funcionar con mayor eficacia. Por ejemplo, los ectotermos tienden a volverse perezosos a bajas temperaturas, mientras que los endotermos son tan activos como siempre. Por otro lado, la regulación requiere energía. Una de las razones por las que las serpientes son capaces de comer sólo una vez a la semana es que utilizan mucha menos energía para mantener la homeostasis.
La homeostasis en el cuerpo humano
Todo tipo de factores afectan a la idoneidad de los fluidos del cuerpo humano para mantener la vida; entre ellos se encuentran propiedades como la temperatura, la salinidad y la acidez, y las concentraciones de nutrientes como la glucosa, varios iones, el oxígeno y los desechos, como el dióxido de carbono y la urea. Dado que estas propiedades afectan a las reacciones químicas que mantienen a los cuerpos con vida, existen mecanismos fisiológicos incorporados para mantenerlas en niveles deseables.
Sin embargo, hay que señalar que la homeostasis no es la razón de estos continuos ajustes inconscientes. La homeostasis debe pensarse como una caracterización general de muchos procesos normales en conjunto, no como su causa próxima per se. Además, hay numerosos fenómenos biológicos que no se ajustan a este modelo, como el anabolismo.
Otros campos
El término ha llegado a utilizarse también en otros campos.
Un actuario puede referirse a la «homeostasis del riesgo», en la que (por ejemplo) las personas que tienen frenos antibloqueo no tienen un mejor historial de seguridad que las que no tienen frenos antibloqueo, porque inconscientemente compensan el vehículo más seguro mediante hábitos de conducción menos seguros.
Los sociólogos y psicólogos pueden referirse a la «homeostasis del estrés», la tendencia de una población o un individuo a mantenerse en un determinado nivel de estrés, a menudo generando tensiones artificiales si el nivel «natural» de estrés no es suficiente.
Ejemplos
- Regulación térmica:
- Los músculos esqueléticos pueden temblar para producir calor si la temperatura corporal es demasiado baja.
- La termogénesis sin escalofríos implica la descomposición de la grasa para producir calor.
- La sudoración enfría el cuerpo mediante la evaporación.
- Regulación química
- El páncreas produce insulina y glucagón para controlar la concentración de azúcar en sangre.
- Los pulmones toman oxígeno y desprenden dióxido de carbono.
- Los riñones eliminan la urea y ajustan las concentraciones de agua y de una gran variedad de iones.
La mayoría de estos órganos están controlados por hormonas segregadas por la glándula pituitaria, que a su vez está dirigida por el hipotálamo.
Ver también
- Aclimatación
- Ritmo biológico
- Metabolismo
- Apoptosis
- Envejecimiento
- Equilibrio
- Autoorganización
- Cibernética
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