Unidad 0: Equilibrio del Medio Interno Biología 4to medio

Homeostasis y Medio Interno Claude Bernard fue el primer científico en mencionar la existencia e importancia del medio interno en el funcionamiento de los organismos La homeostasis es la tendencia del organismo a mantener constante el medio interno, a través, de la integración dependiente de los sistemas nervioso y endocrino

Medio interno Está formado por los líquidos que rodean a las células (LEC): –Líquido intersticial –Sangre (Plasma) –Linfa Estos fluidos contienen nutrientes y oxígeno ↑ Na +

Variables fisiológicas involucradas en la homeostasis hidrosalina: Volumen de agua en el Líquido extracelular (LEC). Concentración de Na+ y K+ en el LEC El pH del LEC Su Osmolaridad

Cantidad de líquido corporal 60% de líquido 2/3 líquido intracelular 40% 1/3 líquido extracelular 20% Peso corporal 5% intravascular 15% Intersticial o tisular

Líquido ExtracelularLíquido intracelular Contiene grandes cantidades de iones cloruro, potasio y bicarbonato Contiene grandes cantidades de iones sodio, potasio, magnesio y fosfato Posee nutrientes como el oxígeno, glucosa, ácidos grasos y aminoácidos Incorpora los nutrientes del líquido extracelular Presenta dióxido de carbono para ser eliminado por los pulmones y otros productos celulares que serán excretados por el riñón Elimina al líquido extracelular el dióxido de carbono y los productos celulares del metabolismo de la célula

Presión Osmótica en los Capilares La presión de los capilares fuerza el paso del contenido del plasma por los poros hacia el espacio intersticial La presión osmótica causada por las proteínas plasmáticas tiende a producir el paso de líquido por osmosis, desde el intersticio hacia la sangre. esta presión impide la pérdida masiva de líquido desde el plasma hacia el intersticio Proteínas

Equilibrio osmótico entre el líquido extra e intracelular Crenación C itólisis : Hemólisis

3. Osmosis: Difusión de un solvente,Difusión de un solvente, (Ej. H 2 O), a través de una membrana semipermeable. Desde zonas donde el agua está en mayor proporción (menor concentración de solutos) hacia donde ella está en menor proporción (mayor concentración de solutos).

Isotónicas: No hay transferencia neta de agua. Hipotónica: Menor concentración de solutos y mayor proporción de agua. Hipertónica: Mayor concentración de solutos y menor proporción de agua Osmosis: Transferencia de agua desde una solución hipotónica a una hipertónica, a través de una membrana semipermeable. Presión osmótica : Presión que detiene el movimiento de agua hacia una solución, es decir, es la fuerza con que una solución atrae agua por osmosis. Las soluciones más concentradas atraen agua con más fuerza, decimos que tienen mayor presión osmótica.Soluciones

Difusión de solvente (agua): Osmosis. Explica en qué caso la célula está en un medio hipotónico, hipertónico e isotónico. Explica cómo se denomina el fenómeno en el caso de una célula animal. En el primer caso de la derecha la célula está en un medio isotónico debido a que no hay cambio en el volumen celular. En el caso del medio la célula está en un medio hipertónico, ya que la célula disminuye su volumen por pérdida de agua. Y en el caso de la derecha la célula está en un medio hipotónico porque el volumen celular aumenta. Cuando la célula disminuye su volumen en un medio hipertónico se denomina crenación y cuando aumenta en un medio hipotónico se conoce como citólisis.

¿Qué pasaría si ponemos una célula animal y/o vegetal en otro medio que no sea Isotónico? Glóbulo rojo Crenación: Hipertónica (perderá agua y se arrugará). Hemólisis: Hipotónica (entregará agua, se diluirá su contenido y se romperá la membrana celular).Citólisis. Célula vegetal (pared vegetal = bacterias) gran presión osmótica que hay en el interior de la célulaLa Pared celular evita que estalle en una solución Hipotónica. Aquí, entra agua atraída por la gran presión osmótica que hay en el interior de la célula. presión cada vez mayor en sentido contrario.A medida que entra agua, ella ejerce una presión cada vez mayor en sentido contrario. La célula podrá expandirse por la entrada de agua sólo hasta que la presión osmóticase iguale con la que empuja el agua hacia fueraLa célula podrá expandirse por la entrada de agua sólo hasta que la presión osmótica (fuerza que empuja el agua hacia dentro) se iguale con la que empuja el agua hacia fuera.(Presión de Turgencia) La presión que ejerce el agua desde dentro hacia la pared se llama Presión de Turgencia, responsable de la posición erecta de las plantas. Plasmólisis: Hipertónico, se pierde agua, despegándose la pared.

Difusión de soluto: Diálisis. En la primera situación dentro de la bolsita existen moléculas de azúcar que pueden atravesar la membrana y otras moléculas mayores que no lo pueden hacer. A medida que pasa el tiempo las moléculas de azúcar difunden hasta igualar la concentración, lo que se manifiesta por la igualdad de color. La difusión del azúcar se denomina diálisis.

Explica lo que sucede en el caso de una célula vegetal. Explica la diferencia de cuando una célula vegetal es colocada en un medio hipotónico y cuando es colocada una célula animal. En el caso de la izquierda la planta está turgente, lo que ocurre en un medio hipotónico (presión de turgencia). En el caso del medio la célula está en equilibrio osmótico pero no lo suficiente para generar presión contra la pared celular. En el caso de la derecha la célula está en un medio hipertónico y la planta está marchita (plasmólisis) La célula vegetal en un medio hipotónico no estalla debido a la presencia de la pared celular, que no está presente en la célula animal.

Actividad 1.Frente a las siguientes situaciones problema, señala qué sucede con el volumen del líquido extracelular, intracelular y con el comportamiento de la célula. a)Se añade una solución salina isotónica al líquido extracelular b)Se añade una solución hipertónica al líquido extracelular c)Se añade una solución hipotónica al líquido extracelular d)Se añaden dos litros de NaCl al 45% (concentración cinco veces superior a la concentración isotónica) a la sangre.

Factores que determinan los cambios de volumen en los espacios intra y extracelular Ingestión de aguaIngestión de agua Deshidratación Infusión intravenosa de diferentes soluciones Pérdida de líquido por el sudor Pérdida de líquido por los riñonesPérdida de líquido por los riñones

Pérdida de agua en milílitros (ml) A temperatura normal En clima caluroso En ejercicio intenso y prolongado Piel (pérdida insensible) 350 Respiración (pérdida insensible) Orina Sudor Heces100 TOTAL

Actividad 1.¿Las cifras indicadas en la tabla permiten afirmar que el organismo posee un sistema de control sobre la cantidad de agua que elimina e incorpora? 2.¿Las personas que habitan en climas tropicales deberán tener un sistema de control de agua más eficiente? 3.¿Por qué las cifras de la orina y del sudor son las más cambiantes? 4.¿De qué manera incorporas agua al organismo? 5.¿Qué cantidad de agua debería ingerir diariamente un individuo?¿Por qué?

Sistemas de control El cuerpo humano posee sistemas que controlan el funcionamiento del organismo, algunos a nivel celular, otros a nivel de órganos y hay sistemas que coordinan el funcionamiento armónico de todos los órganos, el sistema nervioso y endocrino Mecanismos de control: –Retroalimentación negativa o feedback negativo –Retroalimentación positiva o feedback positivo

Formación de la Orina Fases principales: Fase de filtración glomerular Fase de reabsorción tubular Fase de secreción. Concentración

Constituyen tes Plasma (g/L) Filtrado glomerular (g/L) Orina (g/L) Na + 3, K+K+ 0,2 2 – 3 Proteínas60 – 8000 Glucosa110 Urea0,3 20 Agua170 (Litros/24 hrs.)1,5 (Litros/24 hrs.)

Reabsorción renal de Na+ Excreción de K+

Termorregulación Es uno de los principales problemas que enfrenta el organismo animal. En la especie humana el mecanismo de control de la temperatura no oscila más allá de 0,6ºC Mecanismos de pérdida de calor ExternosInternos Radiación (60%) ondas electromagnéticas Conducción a los objetos (hielo – coca cola) Conducción al aire ( 3%) Corrientes de convección (12%) (secador de pelo) Evaporación (22%) Sudoración Perspiración insensible Vasodilatación Jadeo

Evaporación: Necesidad de absorc de calor corporal Evaporación insensible o perspiración: –Poros (humedad del aire ↓ 100%) –Vapor de agua (vías resp.) Evaporación superficial: –Sudor –↑ glánd: frente, palmas de manos y pies, axilar y púbica.

Sudoración: (1,5 L) Información al área preóptica, (delante del hipotálamo).(SNC) Mecanismos Internos

Perspiración insensible: Transpiración – olor característico en ropas (800ml/ dia)

Vasodilatación: ↑ Tº corporal –dilatación vasos periféricos –↑ flujo sanguíneo cerca de la piel –enfriar

Jadeo:  (s/glánd) Protuberancia anular  ↓ cant. aire entran rápido a los pulmones  Evaporación de: –Agua de vías resp. –↑ cant de saliva Pérdida de calor.

Mecanismos de ganancia de calor Externos Internos Radiación directa del sol (Infrarroja) 92% Irradiación desde la atmósfera (Amplificación de radiación solar) Vasoconstricción cutánea periférica (Hipot post : CNS → ↓ diám capilar) Piloerección (SNS → musc eretores) Termogénesis química (SNS =TSH y Adrenalina – nor adrenalina) Espasmos musculares o tiritores (Hipot nerv)

60% infrarroja 22% 3% a objetos12% al aire

Termostato de los Vertebrados

Fiebre: “Estado de elevación de la temperatura central, la cual a menudo, pero no necesariamente, hace parte de la respuesta de un organismo pluricelular, a la invasión de organismos vivos, o materia inanimada, reconocidas como patogénicas o extrañas por el huésped". A esta definición se debe agregar: dicho aumento en la temperatura central es debido a un aumento en el punto de ajuste hipotalámico en el cual las respuestas homeostáticas del individuo se encuentran intactas. Alteración de la regulación térmica

Hipertermia: Aumento en la Tº en el cual el control estrecho ejercido por el hipotálamo se encuentra abolido, es decir, que a diferencia de la fiebre es un estado en el que la homeostasis se encuentra deteriorada.

Alteración del “termostato” corporal ubicado en el hipotálamo Causas: –Enfermedades infecciosas bacterianas –Tumores cerebrales –Golpes de calor ambiental Fiebre

Enfermedades infecciosas bacterianas Toxinas = pirógenos: Lipopolisacáridos que actúan en el hipotálamo aumentando el nivel de ajuste del termostato Se activan los mecanismos de ganancia de calor

Lesiones cerebrales Cirugías cerebrales –Daño en el centro hipotalámico –Fiebre permanente

Golpes de Calor Humedad Ambiental Humedad ambiental altaAmbiente seco y con viento Relacionado con Corrientes de convección El cuerpo se enfría Tolera hasta 65º C No hay corrientes de convección La sudoración disminuye El cuerpo absorbe calor Genera estado febril Schock térmico: Tº corporal 41,1 y 42,2 ºC Límite vital 43 ºC ( puede sobrevivir 6 hr, convulsiones, muerte)

Cambios físicos que conducen a la aclimatación Aumento de la sudoración Incremento del volumen plasmático Disminución perdida de sal a través del sudor

Frío intenso Efectos del frío intenso: –Congelación: gangrena y necrosis –Vasodilatación: cuando la tº llega al punto de congelación la musculatura lisa se paraliza Se activan mecanismos tendientes a subir la temperatura a niveles normales

Clasificación de los organismos según el control de la temperatura corporal Poiquilotermos y HomeotermosEndotermos y Ectotermos “Sangre fría” “Sangre caliente” Reacciones metabólicas producen calor Costo energético alto Reacciones metabólicas producen calor La eliminan rápidamente al ambiente Depende de la temperatura del entorno Temperatura variable Temperatura constante

Tarea 1.Explicar el sistema de contracorriente utilizado por los endotermos 2. ¿En qué consiste la hibernación?