Medio interno de los animales, mecanismos de regulación

¿Qué es el medio interno de los animales?

El mundo o medio interno es el líquido intersticial que bañan las células y el sistema linfáticos y plasma en los animales, están perfectamente comunicados entre sí y mantienen muchísimas diferencias cuantitativas, además de forma natural tienden a igualarse y lo consiguen por la permeabilidad selectiva de las membranas celulares.

Incluso el medio interno de los animales es sorprendentemente constante, por lo que es una característica indispensable para la vida libre, de modo que siempre que el animal se mantenga contante esa constante será libre.

El organismo de los animales cuenta con unos mecanismos que permiten mantener esa constancia mediante regulación, que tienen sus límites dentro de unos parámetros determinados. Esta regulación se denomina homeostasis.

Según la capacidad de regular estos parámetros, se pueden clasificar en reguladores o conformistas, ya que se observó que determinados parámetros iban cambiando a medida que cambiaban las del medio externo. Un ejemplo, el poliqueto puede ser poiquilosmolar siendo capaces de soportar un rango muy alto de salinidad mediante la acomodación de su organismo. El ejemplo contrario serían los mamíferos, como las focas rodeadas por agua de un grado y manteniendo su temperatura nuclear de 38,5 – 39.

Algunos animales pueden ser reguladores para homeostasis pero es un conformista térmico. El conformismo limita muchísimo las posibilidades de esa vida libre, ya que aunque pueda acomodar su organismo al cambio del ambiente, sus funciones solo se desarrollan de manera totalmente adecuada en ciertos valores muy estrechos.

Conformistas y reguladores

Un regulador consigue que sus parámetros se mantengan en un nivel constante independientemente del medio externo aunque tiene unos ciertos límites.

Un conformista, cambia paralelamente a los cambios en el medio. Sin embargo, solamente en un rango de esos valores es capaz de desarrollar sus funciones de forma óptima. Esto es mayoría y por tanto casi todos son cautivos del medio.

Las células del animal cautivo son mucho más versátiles con unas enzimas más dúctiles, mientras que la del regulador son mucho más lábiles, en el momento en que se desajuste el medio interno, se ven afectadas.

La estrategia conformista es mucho más económica y la reguladora es mucho más cara.

Muchos de los animales tienen factores conformistas, pero sin embargo es un gran osmoregulador. Durante el sueño la homeostasis se relaja un poco, sin embargo no se considera conformismo.

Los conformistas toleran amplios cambios del medio interno mientras que los reguladores, toleran grandes cambios del medio externo. En los reguladores tienen prefijados unos valores y cuando cambia, ponen en funcionamiento ciertos procesos para devolveros a su estado natural, estos mecanismos se denominan Setpoint.

Control homeostático y medio ambiente

La principal causa de la desviación de los valores respecto al medio externo es la propia actividad del metabolismo de los animales. También el medio ambiente actúa para ello. Los efectores en respuesta de los cambios pueden incidir en los tejidos límite, en el entorno inmediato y también podrán influir en el medio ambiente. Los controles son más bien automáticos y son un control endocrino y neurovegetativo. Sobre el tejido límite también actúan, sin embargo los externos son menos automáticos y más complejos como el aprendizaje o reflejos e instintos. En todos los seres vivos y en especial los animales, los sistemas de control van más allá de los límites del propio cuerpo y cuanto más allá vayan, más complejos y sofisticados son.

Los parámetros del medio interno es una magnitud intensiva. Una magnitud extensiva es aquella cuyo valor depende de la cantidad de materia o energía considerada. Una intensiva no depende de la cantidad sino que viene definida por relación existente entra la propiedad extensiva y las dimensiones del soporte que la contiene. Por ejemplo, no nos interesa la cantidad de glucosa dentro de nuestro organismo, sin embargo, nos interesan las glucemias, es decir, la cantidad de glucosa en un sitio determinado. Casi todos los receptores del cuerpo detectan magnitudes intensivas y no extensivas.

Medio ambiente

Ante el medio ambiente solo podemos utilizar dos maniobras o bien una de protección o migración, traslado hacia un lugar más favorable.

El entorno inmediato

Los animales precisan abrigos o vestiduras que aumentan las capacidades defensivas de sus tegumentos. Un ejemplo extremo es la especie humana, ya que ha colonizado todos los ambientes. Somos monos desnudos que hemos tenido que crearnos nuestro propio entorno inmediato.

Tejidos limitantes

El tejido frontera puede modificar sus características en función del medio, con cambios de la cantidad de pelo, coloración, etc. (cambios lentos). En peces planos cambios de color instantáneos. También puede haber cambios con la exposición de tejidos limitantes.

A veces los que se regula es el ingreso en los organismos de determinadas sustancias a través de barreras especializadas, epitelios digestivos y respiratorios. Esto suele ir controlado por la glucemia y dependiendo de esto, en el organismo animal se desencadena la sensación de hambre, apetito y saciedad, con lo que se inicia un comportamiento. Además incluye mucho componente sensitivo que va a depender de la comida. Ejemplo: una chica sola come rápido y come poco, en una comida familiar comes aunque ya no tengas hambre, ya que hay una serie de consideraciones emotivas que influyen en la ingesta; otra cosa es el hecho de que existan otras consideraciones, como el factor económico, es decir, el costo de comerlo. Además se interpone el principio del placer (apetencias por ciertos alimentos) y el principio de la realidad (situaciones que nos limitan lo que comemos). Ejemplo: Si nos gusta la carne podemos comer grandes cantidades sin cansarnos (principio de placer), mientras que si solo tenemos garbanzos, comemos menos (principio de realidad).

Un animal con hambre también va a hacer consideraciones por el coste energético para cazar una determinada presa y espera a la adecuada. Todo este control se inicia con sensaciones conscientes, en consecuencia es también un método homeostático.

La sensación de sed es demasiado imperiosa de modo que cuando un animal siente sed, el animal busca el agua desesperadamente mucho más que el alimento. Se puede estar sin beber de forma extrema 15 horas y en buenas condiciones hídricas hasta 2-3 días.

En condiciones de deshidratación, aumenta la concentración de la sangre, el líquido intracelular se concentra y el agua tiende a salir hacia el medio. El cerebro es el más afectado. El riñón no filtra y el corazón deja de bombear dando como resultado la muerte del individuo por shock traumático.

El epitelio respiratorio es un tejido limitante dentro del sistema respiratorio, sobre él solamente se puede ejercer un control muy limitado y casi inexistente.

Objetivo de los efectores homeostáticos

• Atenuar la intensidad del factor ambiental.
• Aumentar la intensidad de las compensaciones.
• Atenuar la intensidad de las compensaciones.
• Modificar el comportamiento de los centros reguladores.
• Modificar la sensibilidad.

Atenuación

Efecto barrera, ante una radiación excesiva se produce una adaptación a corto plazo o de forma genética mediante la producción de melanina, que nos protege de los rayos uva A y rayos uva B. Los hipopótamos exudan un líquido rojo compuesto de ácido hiposudorico u ácido nohiposudorico con dos funciones: antibiótico y protector de radiación solar.

Otro ejemplo podríamos encontrarlo en determinados animales ante un frio extremo que se recubren, por ejemplo, de una capa de grasa en mamíferos y aves polares.

Aumento

En condiciones de hipoxia, aumento de la concentración de hemoglobina en hipoxia, ya que mejoramos la capacidad de transporte del gas. La ppO2 está en 100 mmHG y en el Everest 30 mmHG. Esto deriva en mucha densidad de la sangre y por tanto aumenta la presión aumentando el riesgo. Muchas adaptaciones suponen una “contra” no muy favorecedora. Esta respuesta esta mediada por la activación de células hematológicas y se hace por una hormona denominada eritropoyetina que es sensible a oxígeno.

Ante un estímulo calórico se produce sudoración y la aclimatación al calor incrementa la tasa de evaporación. Se observa una respuesta de compensación en individuos adaptados o aclimatados al frío diferente a la del verano. La contra es la perdida de sales.

Ejemplo

La pérdida de cloro y sodio es una consecuencia de la intensa sudoración de modo que el sudor del individuo del verano tiene menos sales que el del invierno. Luego hay dos adaptaciones: una atenuación de la cantidad de sales en sudor y un aumento de sudoración.

Gasto cardíaco, es el volumen por la frecuencia cardíaca en función de la temperatura. De modo que cuando hay una gran temperatura, se produce una vasodilatación sanguínea y esto tiene como consecuencia la disminución de gasto cardíaco y la presión arterial media. La presión promedio es 100 mmHg y cuando llega a la aurícula derecha el valor es 0, por lo tanto la sangre avanza por un gradiente de presión. La vasodilatación se produce para bajar la resistencia de los vasos y principalmente para disipar calor en la periferia. La disminución de la resistencia provoca el menor gasto cardíaco y presión y puede derivar en desmayos. Para ajustar esta presión se aumenta el gasto cardíaco.

En condiciones frías, aumentamos el metabolismo y se gasta más oxígeno. Si se descontrola, se puede entrar en situación de hipoxia, por tanto se produce un aumento de gasto cardíaco para suplirla carencia de oxígeno.

Modificación del comportamiento de los centros reguladores

Normalmente se va a modificar el setpoint (temperatura que determinado centro regulador considera normal). En caso de un enfermo, le sube la temperatura corporal, pero tiene sensación de frío, mientras que un corredor le sube la temperatura y tiene calor; esto ocurre por un cambio en el setpoint. El patógeno produce pirógenos hipotalámicos que cambian el setpoint y hace que el hipotálamo mande una subida de temperatura para llegar a 39º C necesario para la bacteria. El antipirético va a disminuir el setpoint y estaremos en la situación normal del corredor. Es una respuesta adaptativa, debido a que la temperatura alta va a dar una situación perfecta para los patógenos.

Los centros respiratorios sensibles a CO2, colocados a nivel de la arteria parótida, en la parte lateral del cuello, constituyen otro ejemplo de esta modificación. En buceadores, el nivel de CO2 en sangre considerado normal es modificado, por lo que pueden estar más tiempo sin respirar y sin sentir una sensación de ahogo ante unos niveles altos de CO2 en sangre.