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16.4: Mantenimiento de la homeostasis - Biología

16.4: Mantenimiento de la homeostasis - Biología


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Objetivos de aprendizaje

  • Explicar cómo los diferentes sistemas de órganos se relacionan entre sí para mantener la homeostasis.

Cada sistema de órganos realiza funciones específicas para el cuerpo y, por lo general, cada sistema de órganos se estudia de forma independiente. Sin embargo, los sistemas de órganos también trabajan juntos para ayudar al cuerpo a mantener la homeostasis.

Niveles de agua

Por ejemplo, los sistemas cardiovascular, urinario y linfático ayudan al cuerpo a controlar el equilibrio hídrico. Los sistemas cardiovascular y linfático transportan líquidos por todo el cuerpo y ayudan a detectar los niveles de solutos y de agua y a regular la presión. Si el nivel del agua sube demasiado, el sistema urinario produce orina más diluida (orina con un mayor contenido de agua) para ayudar a eliminar el exceso de agua. Si el nivel del agua desciende demasiado, se produce orina más concentrada para que se conserve el agua.

Temperaturas internas

De manera similar, los sistemas cardiovascular, tegumentario (piel y estructuras asociadas), respiratorio y muscular trabajan juntos para ayudar al cuerpo a mantener una temperatura interna estable. Si la temperatura corporal aumenta, los vasos sanguíneos de la piel se dilatan, lo que permite que fluya más sangre cerca de la superficie de la piel. Esto permite que el calor se disipe a través de la piel y al aire circundante. La piel también puede producir sudor si el cuerpo se calienta demasiado; cuando el sudor se evapora, ayuda a enfriar el cuerpo. La respiración rápida también puede ayudar al cuerpo a eliminar el exceso de calor. Juntas, estas respuestas al aumento de la temperatura corporal explican por qué suda, jadea y se enrojece la cara cuando hace mucho ejercicio. (La respiración pesada durante el ejercicio también es una de las formas en que el cuerpo recibe más oxígeno para los músculos y elimina el dióxido de carbono adicional producido por los músculos).

Por el contrario, si su cuerpo está demasiado frío, los vasos sanguíneos de la piel se contraen y el flujo de sangre a las extremidades (brazos y piernas) se ralentiza. Los músculos se contraen y relajan rápidamente, lo que genera calor para mantenerte caliente. El vello de la piel se eleva, atrapando más aire, que es un buen aislante, cerca de la piel. Estas respuestas a la disminución de la temperatura corporal explican por qué tiembla, se le pone la piel de gallina y tiene las extremidades frías y pálidas cuando tiene frío.

Estudio de caso: fiebres

Entonces, ¿qué pasa cuando tienes fiebre? ¿Significa esto que su cuerpo no puede mantener su homeostasis, de la misma manera que su casa se calentará demasiado si su aire acondicionado está roto?

En casos extremos, la fiebre puede ser una emergencia médica; pero la fiebre es una respuesta fisiológica adaptativa de nuestro cuerpo a ciertos agentes infecciosos. Ciertos productos químicos llamados pirógenos activarán su hipotálamo para cambiar el punto de ajuste a un valor más alto. Es más como si programaras el termostato de tu casa a una temperatura más alta para ahorrar energía en un día caluroso cuando no vas a estar en casa durante el día. Estos pirógenos pueden provenir de microorganismos que lo infectan o pueden ser producidos por las células de su cuerpo en respuesta a una infección de algún tipo.

Preguntas de práctica

  1. A medida que aumenta el nivel de pirógenos en la sangre y el punto de ajuste se restablece más alto, los quimiorreceptores que ahora estimulan el hipotálamo responden a ________ como variable, en lugar de a los termorreceptores que responden a la temperatura corporal como variable.
    1. temperatura
    2. pirógenos
    3. ritmo cardiaco
    4. presión arterial

    [revel-answer q = ”163634 ″] Mostrar respuesta [/ revel-answer]
    [hidden-answer a = ”163634 ″] La opción b es correcta. El aumento de pirógenos en la sangre está estimulando los receptores que restablecen el límite superior de temperatura para una respuesta febril. La temperatura es la variable durante la regulación de la temperatura corporal normal, pero no en este escenario. La sangre transporta la sustancia química que estimula la respuesta febril, pero la frecuencia cardíaca no estimulará directamente este receptor. La sangre transporta la sustancia química que estimula la respuesta febril, pero la presión arterial no estimulará directamente este receptor. [/ Hidden-answer]

  2. El centro de control es el _________.
    1. músculo esquelético
    2. glándulas sudoríparas
    3. vasos sanguineos
    4. hipotálamo

    [revel-answer q = ”542016 ″] Mostrar respuesta [/ revel-answer]
    [hidden-answer a = ”542016 ″] La respuesta d es correcta. El hipotálamo es el centro de control tanto de la homeostasis de la temperatura corporal normal como de la respuesta febril. El músculo esquelético, las glándulas sudoríparas y los vasos sanguíneos son todos efectores. [/ Hidden-answer]

  3. Debido a que el punto de ajuste se ha incrementado, ahora siente frío aunque tenga lo que normalmente sería una temperatura corporal dentro del rango saludable. Esto produce los "escalofríos" que siente cuando tiene fiebre. En respuesta, el hipotálamo trabajará para aumentar la temperatura corporal. ¿Qué respuesta hará esto?
    1. El hipotálamo estimulará las glándulas sudoríparas y los vasos sanguíneos dilatados como efectores para enfriar el cuerpo.
    2. El hipotálamo estimulará a los músculos esqueléticos a temblar y a contraer los vasos sanguíneos.

    [revelar-respuesta q = ”277548 ″] Mostrar respuesta [/ revelar-respuesta]
    [hidden-answer a = ”277548 ″] La opción b es correcta. Esto aumentaría la temperatura corporal. La opción a disminuiría la temperatura corporal.

    [/ respuesta-oculta]

Aunque la evidencia es solo indirecta, se cree que la fiebre mejora la respuesta inmunitaria del cuerpo. El aumento de temperatura puede afectar la replicación de bacterias y virus infectantes que están adaptados para sobrevivir mejor en su rango normal de temperatura corporal homeostática. Esto puede dar a sus células inmunitarias la oportunidad de destruir los microorganismos antes de que puedan multiplicarse y diseminarse rápidamente por el cuerpo. También hay alguna evidencia indirecta de que el aumento de la temperatura corporal modifica ligeramente varias reacciones metabólicas de manera que también permiten que el sistema inmunológico funcione de manera más eficiente.

Preguntas de práctica

  1. Una vez que se alcanza el nuevo punto de ajuste más alto, los termorreceptores estimulan el _________ como centro de control.
    1. músculo esquelético
    2. glándulas sudoríparas
    3. vasos sanguineos
    4. hipotálamo

    [revelar-respuesta q = ”413091 ″] Mostrar respuesta [/ revelar-respuesta]
    [hidden-answer a = ”413091 ″] La opción d es correcta. El hipotálamo es el centro de control tanto de la homeostasis de la temperatura corporal normal como de la respuesta febril. Los músculos, las glándulas sudoríparas y los vasos sanguíneos son efectores; no sirven como centro de control.

    [/ respuesta-oculta]

  2. En respuesta, las glándulas sudoríparas y los vasos sanguíneos (efectores) son estimulados para _________.
    1. secretan sudor para la evaporación y dilatan los vasos para aumentar la pérdida de calor de la sangre cerca de la superficie de la piel.
    2. temblar para crear calor y contraer los vasos para conservar el calor al mantener la sangre alejada de la superficie de la piel.

    [revel-answer q = ”81873 ″] Mostrar respuesta [/ revel-answer]
    [hidden-answer a = ”81873 ″] La opción a es correcta. Esto enfriará el cuerpo. La opción b calentaría el cuerpo.

    [/ respuesta-oculta]

Desafortunadamente, durante algunas infecciones, los niveles de pirógenos vienen en "oleadas". Esto ajusta su punto de ajuste de temperatura hacia arriba y hacia abajo. Cuando los niveles de pirógenos bajan, obtienes la otra parte de la experiencia de la fiebre: "los sudores" y la sensación de enrojecimiento. Mientras los niveles de pirógenos continúen aumentando y disminuyendo, sentirá que se balancea hacia adelante y hacia atrás.

Pregunta de práctica

  1. Una vez que el nivel de pirógenos se reduce porque la infección está bajo control, el ________ (centro de control) restablecerá el punto de ajuste más alto a la normalidad.
    1. termorreceptores
    2. quimiorreceptores
    3. hipotálamo

    [revel-answer q = ”873207 ″] Mostrar respuesta [/ revel-answer]
    [hidden-answer a = ”873207 ″] La opción c es correcta. El hipotálamo sigue siendo el centro de control que responde a un estímulo de algún tipo de receptor. Los termorreceptores y quimiorreceptores estimulan el centro de control en respuesta a un cambio en la variable que monitorean, en este caso la temperatura corporal. [/ Hidden-answer]

Su cuerpo continuará oscilando hacia adelante y hacia atrás entre los límites de temperatura superior e inferior normales del cuerpo, pero debido a que ahora está dentro de su rango de temperatura "normal", probablemente ni siquiera notará que su cuerpo todavía está trabajando, manteniendo la homeostasis. de esta variable.

Pregunta de práctica

  1. Los pacientes suelen tener fiebre después de una operación. ¿Cuál de los siguientes no ¿Ser una causa razonable de tal respuesta?
    1. El trauma tisular de la operación ha estimulado a las células del cuerpo a liberar pirógenos.
    2. A pesar de las precauciones, algunas bacterias han infectado a la persona durante la operación.
    3. La operación ha dañado los termorreceptores.
    4. Los medicamentos postoperatorios han afectado el sistema inmunológico, provocando la liberación de pirógenos.

    [revel-answer q = ”523682 ″] Mostrar respuesta [/ revel-answer]
    [hidden-answer a = ”523682 ″] La opción c es correcta. Los termorreceptores se encuentran en todo el cuerpo, por lo que es poco probable que una operación dañe directamente todos los receptores. Todas las demás opciones podrían ser una causa de fiebre posoperatoria. [/ Hidden-answer]

Homeostasis de iones

Las funciones corporales como la regulación de los latidos del corazón, la contracción de los músculos, la activación de enzimas y la comunicación celular requieren niveles de calcio estrictamente regulados. Normalmente, obtenemos mucho calcio de nuestra dieta. El intestino delgado absorbe el calcio de los alimentos digeridos.

El sistema endocrino es el centro de control para regular la homeostasis del calcio en sangre. Las glándulas paratiroides y tiroides contienen receptores que responden a los niveles de calcio en la sangre. En este sistema de retroalimentación, el nivel de calcio en sangre es la variable, porque cambia en respuesta al medio ambiente. Los cambios en el nivel de calcio en sangre tienen los siguientes efectos:

  • Cuando el calcio en sangre es bajo, la glándula paratiroidea secreta hormona paratiroidea. Esta hormona hace que los órganos efectores (los riñones y los huesos) respondan para aumentar los niveles de calcio. Los riñones evitan que el calcio se excrete en la orina. Los osteoclastos en los huesos reabsorben el tejido óseo y liberan calcio.
  • Cuando los niveles de calcio en sangre son altos, la glándula tiroides libera calcitonina. La calcitonina hace que los riñones reabsorban menos calcio del filtrado, lo que permite eliminar el exceso de calcio del cuerpo a través de la orina. La calcitonina también inhibe la formación de vitamina D activa en los riñones; sin vitamina D, el intestino delgado no absorbe tanto calcio de la dieta. Los osteoblastos, estimulados por la calcitonina, usan calcio en la sangre para agregarlo al tejido óseo.

Preguntas de práctica

Con base en la descripción anterior de la homeostasis del calcio, intente responder estas preguntas:

  1. ¿Qué es la variable?
  2. ¿Qué es el receptor?
  3. ¿Qué es el centro de control?
  4. ¿Qué es el efector?
  1. orina
  2. sistema endocrino
  3. hormona paratiroidea o calcitonina
  4. niveles de calcio

[revel-answer q = ”688637 ″] Mostrar pista [/ revel-answer]
[hidden-answer a = ”688637 ″] Aquí está el ciclo de retroalimentación completo:

[/ respuesta-oculta]

[revel-answer q = ”31679 ″] Mostrar respuestas [/ revel-answer]
[respuesta oculta a = ”31679 ″]

  1. La opción d es correcta: el calcio es la variable. Los niveles adecuados de calcio son importantes para muchas funciones corporales.
  2. La opción b es correcta: el sistema endocrino es el receptor. El sistema endocrino regula muchas cosas.
  3. La opción b es correcta: el sistema endocrino es el centro de control. El sistema endocrino puede detectar y modular los niveles de calcio. La hormona paratiroidea y la calcitonina es el efector.
  4. La opción c es correcta: la hormona paratiroidea y la calcitonina son los efectores; alteran la función de los riñones y los huesos para mantener la homeostasis del calcio. [/ respuesta-oculta]

El desequilibrio de calcio en la sangre puede provocar enfermedades o incluso la muerte. Hipocalcemia se refiere a niveles bajos de calcio en sangre. Los signos de hipocalcemia incluyen espasmos musculares y disfunciones cardíacas. Hipercalcemia ocurre cuando los niveles de calcio en sangre son más altos de lo normal. La hipercalcemia también puede causar un mal funcionamiento del corazón, así como debilidad muscular y cálculos renales.

Pregunta de práctica

¿Qué problema (s) está asociado con la disfunción de la homeostasis del calcio?

  1. enfermedad del corazón
  2. enfermedad ósea
  3. ambos
  4. ninguno

[revel-answer q = ”477121 ″] Mostrar respuesta [/ revel-answer]
[hidden-answer a = ”477121 ″] La opción c es correcta. El corazón a menudo se ve afectado por grandes cambios de calcio a corto plazo, y los huesos a menudo se ven afectados por pequeños cambios de calcio a largo plazo. La disfunción de la homeostasis del calcio también puede afectar la función muscular y puede resultar en la formación de cálculos renales. [/ Hidden-answer]

Mire este video para ver otra discusión sobre la homeostasis y los sistemas de órganos:

Se puede encontrar un enlace a elementos interactivos al final de esta página.


Ver el vídeo: How Organisms Maintain Homeostasis (Mayo 2022).