El medio interno está representado por el líquido extracelular que rodea a las células de los pluricelulares, con una composición estable que permite los intercambios metabólicos y la comunicación celular.
El 60 % del peso corporal humano es agua, la cual se encuentra distribuida en un 40% del peso corporal en el líquido intracelular y en un 20% en el líquido extracelular.
Del total del líquido extracelular un 80% corresponde al líquido intersticial y un 20% al plasma sanguíneo.
El líquido intersticial o tisular debe mantenerse constante, para lo cual se requiere la ayuda del sistema circulatorio.
El plasma sanguíneo intercambia oxigeno y nutrientes, dióxido de carbono y desechos con el líquido extracelular a nivel de los capilares sanguíneos, debido a lo cual en ambos líquidos la concentración de solutos es igual, a excepción de las proteínas.
Según Starling, existe un equilibrio entre el volumen de líquidos que sale del capilar arterial y el que vuelve por los capilares venosos.
El líquido intracelular varía de célula a célula del punto de vista cuantitativo, guardando similitud en la composición celular desde el punto de vista cualitativo.
El organismo animal que vive en un medio ambiente cambiante, debe enfrentar los siguientes problemas:
1.- Mantener constante la temperatura corporal
2.- Mantener constante la concentración de glucosa de la sangre
3.- Mantener la cantidad de agua y de iones
4.- Conservar el pH dentro de ciertos rangos.
En los organismos animales más evolucionados, sobre todo en el hombre, los sistemas nervioso y endocrino se interrelacionan estrechamente para construir diferentes sistemas de control y homeostasis.
a) El receptor detecta los cambios y envía una señal al centro integrador por la vía aferente.
b) Las decisiones efectuadas por el centro integrador se transmiten al efector mediante la vía eferente.
c) Si el ajuste resultante, producido por la respuesta del efector, tiende a volver el sistema a condiciones óptimas o normales, se dice que ha habido retroalimentación negativa.
d) Si el ajuste es tal que el sistema se aleja de las condiciones óptimas se llama retroalimentación positiva. En este caso la perturbación inicial desencadena una serie de eventos que aumentan más aún el trastorno.
e) La mayoría de los sistemas homeostáticos en biología corresponden a la categoría general de fenómenos “estímulo-respuesta” conocidos como reflejos. Estos tienen como vía estructural el arco reflejo.
El concepto de medio interno se debe a Claude Bernad, (siglo XIX) fisiólogo francés.
El medio interno amortigua las fluctuaciones del medio externo para mantener el normal funcionamiento del organismo.
La homeostasis se logra gracias al funcionamiento coordinado de todos los tejidos, órganos y sistemas del organismo. En los mamíferos esta coordinación la realizan los sistemas nervioso y endócrino, ligados estructural y funcionalmente.
El sistema nervioso regula el organismo mediante impulsos nerviosos (señales electroquímicas) transmitidos por las fibras de los nervios que hacen contacto con los efectores músculos y glándulas.
El sistema endócrino actúa a través de las hormonas que se vierten a la sangre y viajan al órgano blanco para ejercer su acción.
Control de la glucemia
La glucosa es un hidrato de carbono de gran importancia biológica; ésta proporciona energía a las células mediante su oxidación en el proceso de respiración celular. Existen razones por las cuales se explica la importancia para la célula respecto a su regulación. Estas dos razones son:
Control de la glucemia
La glucosa es un hidrato de carbono de gran importancia biológica; ésta proporciona energía a las células mediante su oxidación en el proceso de respiración celular. Existen razones por las cuales se explica la importancia para la célula respecto a su regulación. Estas dos razones son:
a) La glucosa es el único nutriente que el cerebro, la retina y la capa germinal de las gónadas utilizan para obtener energía, por lo que no habría actividad cerebral sin ella.
b) La glucosa es responsable de la mayor parte de la presión osmótica del líquido extracelular; si no hubiera control sobre ella y se elevara su concentración en este líquido, provocaría deshidratación celular. Si la concentración de glucosa se elevara excesivamente, se eliminaría con la orina, generando mayor pérdida de agua.
La glucemia o cantidad de glucosa sanguínea, equivale en la especie humana a 1 mg/ml, su control consiste en equilibrar todos los procesos que aportan glucosa a la sangre y líquidos extracelulares, (efecto hiperglucemiante), con los procesos que sacan glucosa de la sangre (hipoglucemiante).
La Glucemia aumenta por:
1) Ingestión de alimentos con hidratos de carbono.
2) Gluconeogénesis: (cuando las reservas de glucógeno disminuyen, se forma glucosa de aminoácidos y del glicerol de las grasas).
3) Glucogenólisis, que es la hidrólisis del glucógeno en las células donde está depositado como reserva.
La Glucemia disminuye por:
1) Glucogénesis
2) Oxidación de la glucosa en el proceso respiratorio celular. Este proceso degrada a la glucosa resultando CO2, H2O y energía en forma de ATP y de energía calórica.
3) Uso de glucosa en la lipogénesis que es el proceso en el que parte de las grasas ingeridas son depositadas en el tejido adiposo como grasas de reserva o triglicéridos.
a) Cuando la concentración de azúcar en la sangre es baja, el páncreas libera glucagón, que estimula la degradación de glucógeno y la salida de glucosa del hígado. b) Cuando la concentración de azúcar en la sangre es elevada, el páncreas libera insulina, que "retira" la glucosa del torrente sanguíneo incrementando su absorción por las células y promoviendo su conversión en glucógeno. c) En condiciones de estrés, la ACTH estimula a la corteza suprarrenal que produce cortisol y otras hormonas relacionadas, incrementándose la degradación de proteínas y su conversión en glucosa en el hígado. Al mismo tiempo, la estimulación de la médula suprarrenal por el sistema nervioso autónomo produce la liberación de adrenalina y noradrenalina, que también elevan la concentración de azúcar en la sangre. La hormona de crecimiento y la somatostatina también afectan los niveles de glucosa en la sangre.
Páncreas endócrino
Produce en los Islotes de Langerhans, ubicados en la parte media y cola del páncreas, varios tipos de células, las siguientes hormonas:
Participan en el control de la glucosa una serie de glándulas endocrinas, entre las cuales destacan el páncreas endocrino, las glándulas suprarrenales y la hipófisis.
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| Mecanismo de regulación de la glucemia |
Páncreas endócrino
Produce en los Islotes de Langerhans, ubicados en la parte media y cola del páncreas, varios tipos de células, las siguientes hormonas:
1) Células alfa = glucagón.
2) Células beta = insulina.
3) Células delta = somatostatina.
Insulina:
Hormona secretada por las células beta. Formada por 51 aminoácidos, organizados en dos cadenas unidas por dos enlaces disulfuro. Desaparece de la sangre en unos 15 minutos, ya que sobre ella actúa la enzima llamada Insulinasa al nivel del hígado y riñones, cumple las siguientes funciones, su acción es hipoglucemiante.
a) Facilita la entrada de la glucosa a las células a través de las membranas celulares. Todas las células del organismo dependen de la insulina para obtener glucosa, excepto el cerebro, la mucosa intestinal y el epitelio tubular renal que son insulina-independientes,es decir no necesitan insulina para obtener glucosa desde el líquido intersticial.
b) Transforma la glucosa en glucógeno en el hígado y músculos.
c) Interviene en la transformación de la glucosa en ácidos grasos o en glicerol, para formar triglicéridos.
d) Facilita el transporte de los aminoácidos al interior de las células.
La secreción de Insulina es estimulada por el exceso de glucosa en la sangre. Además por las hormonas gastrointestinales: secretina, gastrina y colecistoquinina.
Glucagón:
Hormona proteica secretada por las células Alfa de los Islotes de Langerhans.
Formada por 29 aminoácidos. Es una hormona hiperglucemiante, ya que aumenta la cantidad de glucosa de la sangre. Sus funciones son:
a) Participa en la transformación del glucógeno hepático en glucosa: glucogenólisis. El glucagón sólo activa la glucogenólisis hepática y no en otras células; a diferencia de la insulina, que activa la glucogénesis en el hígado y células musculares esqueléticas en forma importante y en grado menor en otras células como la piel.
b) Facilita la gluconeogénesis, o síntesis de glucosa a partir de los aminoácidos.
c) Libera energía a partir de los ácidos grasos.
La secreción de glucagón es estimulada por la disminución de la cantidad de glucosa de la sangre, el ayuno y el ejercicio físico.
En los cuadros de niveles de glucagón e insulina se observan los efectos de la alimentación y el ayuno, en sujetos voluntarios, en los niveles sanguíneos de glucosa insulina y glucagón.
Después de la ingesta de alimentos, a la hora y media aproximadamente, sube la glicemia; la insulina y el glucagón se comportan en forma opuesta. En ayuno, ocurre lo inverso.
El estímulo desencadenador de la liberación de estas hormonas es la glucemia.
Cuando la glucemia baja, baja también en el líquido intersticial y en el medio interno. Las células alfa del páncreas tienen receptores para el nivel de glucosa, los que se activan cuando hay deficiencia de ella, liberando glucagón. Las células beta del páncreas tienen receptores sensibles a altas concentraciones de glucosa en el medio interno, liberando insulina.
Cuando la glucemia baja, baja también en el líquido intersticial y en el medio interno. Las células alfa del páncreas tienen receptores para el nivel de glucosa, los que se activan cuando hay deficiencia de ella, liberando glucagón. Las células beta del páncreas tienen receptores sensibles a altas concentraciones de glucosa en el medio interno, liberando insulina.
El efector principal del mecanismo regulador de la glucemia es el hígado, que es un gran almacén de glucosa: puede almacenar y liberar diariamente entre 180 a 200 gramos de glucosa.
Somatostatina:
La somatostatina es una hormona proteica de catorce aminoácidos producida por las células delta del páncreas, en lugares denominados islotes de Langerhans. Interviene indirectamente en la regulación de la glucemia, e inhibe la secreción de insulina y glucagón. La secreción de la somatostatina está regulada por los altos niveles de glucosa, aminoácidos, de glucagón, de ácidos grasos libres y de diversas hormonas gastrointestinales. Su déficit o su exceso provocan indirectamente trastornos en el metabolismo de los carbohidratos.
La somatostatina es una hormona proteica de catorce aminoácidos producida por las células delta del páncreas, en lugares denominados islotes de Langerhans. Interviene indirectamente en la regulación de la glucemia, e inhibe la secreción de insulina y glucagón. La secreción de la somatostatina está regulada por los altos niveles de glucosa, aminoácidos, de glucagón, de ácidos grasos libres y de diversas hormonas gastrointestinales. Su déficit o su exceso provocan indirectamente trastornos en el metabolismo de los carbohidratos.
La somatostatina es también secretada por el hipotálamo y otras zonas del sistema nervioso central (región paraventricular anterior, capa externa de la eminencia media, órgano subcomisural, glándula pineal). Esta hormona inhibe la síntesis y/o secreción de la hormona del crecimiento (GH, STH o Somatotropina) por parte de la adenohipófisis o hipófisis anterior, por lo que es una hormona de anti-crecimiento. También inhibe el eje hipotálamo-hipófisis-tiroides, bloqueando la respuesta de la hormona estimulante del tiroides (TSH o tirotropina) a la hormona liberadora de tirotropina o TRH.
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