HOMEOSTASIS
Regulación osmótica, excreción, y regulación de la temperatura
Homeostasis: tendencia a la estabilización del cuerpo relacionado con los procesos fisiológicos.
Los posibles cambios del medio interno se pueden deber a:
- Todas las actividades metabólicas necesitan un suministro constante de materiales (Oxígeno, nutrientes, sales minerales, etc.). La actividad celular produce desechos que deben ser eliminados.
- El medio interno responde a los cambios del medio externo que rodea al organismo.
Los cambios debidos a cualquier causa deben ser neutralizados por medio de mecanismos fisiológicos de homeostasis.
En los metazoos más complejos la homeostasis se mantiene por las actividades coordinadas de los sistemas circulatorio, nervioso y endocrino.
Intervienen órganos que sirven de intercambio con el medio externo, los riñones, los pulmones o las branquias el tubo digestivo y la piel.
El agua y la regulación osmótica
Estructuras excretoras de los invertebrados
Muchos protozoos y algunas esponjas de agua dulce presentan orgánulos excretores especiales denominados vacuolas púlsatiles.
Los invertebrados más complejos presentan órganos excretores, estructuras tubulares formadoras de orina, que se produce primero por un filtrado o secreción de fluidos de la sangre
El producto final se denomina orina.
Nefridios
Es el tipo más corriente de órgano excretor entre los invertebrados, es una estructura tubular diseñada para mantener el equilibrio osmótico apropiado.
Una de las disposiciones más simples es el sistema de células en llama, o protonefridios de los acelomados (Platelmintos) y algunos pseudocelomados.
El protonefridio es un sistema cerrado. Los túbulos son ciegos y la orina se forma a partir de un fluido que es transportado a través de las células en llama.
Metanefridio es un nefridio abierto o "verdadero" (eucelomados como anélidos, moluscos y otros filos menores).
El túbulos está abierto por ambos extremos lo que permite que el líquido entre rápidamente por el a través de una abertura ciliada en forma de embudo, el nefrostoma.
El metanefridio esta rodeado por una red de vasos sanguíneos, que contribuyen en la formación de orina reabsorbiendo agua, sales, hidratos de carbono, aminoácidos y otras sustancia aprovechables del fluido.
El proceso básico en protonefridios y metanefridios es:
- recuperación de sustancias valiosas que retornan al cuerpo (reabsorción)
- añadido de solutos de desecho (secreción).
Esta secuencia asegura la eliminación de las sustancias de desecho sin que se pierdan otras importantes.
Órganos excretores de los artrópodos
- Glándulas antenales pares de los crustáceos, estructuras que se sitúan en la parte ventral de la cabeza. Diseño más avanzado que los nefridios.
- Túbulos de Malpigio (insectos y arañas) que actúan en colaboración con glándulas especiales de la pared del recto.
El riñón de los vertebrados
El riñón de los vertebrados actuales se desarrollaron a partir de un sistema primitivo semejante a los nefridios.
Durante el desarrollo embrionario se produce: pronefros, mosonefros y metanefros.
¿En que difiere el sistema urinario de los vertebrados de otros animales ?
- Los únicos que poseen durante su vida dos riñones funcionables.
- La nefrona, unidad microscopica del riñón, es el resultado evolutivo del riñón metanefridial.
- Los conductos que drenan los riñones embrionarios (y los ancestrales ) permanecen en estado postembrionario como conductos urinario y espermáticos en amniotas masculinos, o solo espermiductos en los mismos.
Regulación de la temperatura
Ectotermia y Endotermia
La temperatura de un animal es el resultado de un balance entre la ganancia y pérdida de calor.
Todos los animales producen calor a partir de su metabolismo celular, en muchos casos ese calor es expulsado a medida que se produce - los ectotermos - y la gran mayoría de los animales pertenecen a este grupo. La temperatura corporal esta determinada únicamente por el ambiente.
Algunos animales pueden producir y retener suficiente calor como para elevar su temperatura por encima de la del entorno pero a un nivel estable son los endotermos. Aves y mamíferos, pocos reptiles y algunos peces muy nadadores y ciertos insectos.
Coordinación química
El sistema endocrino es el segundo gran sistema de integración que controla las actividades corporales, mediante una comunicación a base de mensajeros químicos: las hormonas (G. hormon, excitar).
Las hormonas son compuestos químicos que se liberan a la sangre en pequeñas cantidades y son transportadas por el sistema circulatorio por todo el cuerpo, donde producen respuestas fisiológicas en las células diana.
La mayoría de las hormonas son secretadas por las glándulas endocrinas.
Algunas hormonas como el caso de las neurosecreciones no pueden entrar en la circulación general.
Otras como la insulina se sintetizan en pequeñas cantidades en diferentes tejidos endocrinos (células nerviosas por ejemplo), y algunas como las citocinas son producidas por las células del sistema inmunológico.
Tales hormonas pueden actuar como factores tisulares: sustancias que estimulan el crecimiento celular o algún proceso químico.
Mecanismos de acción de las hormonas
Debido a la amplia distribución de las hormonas por el cuerpo:
 | algunas de ellas como la hormona del crecimiento ejercen su acción en la mayoría de las células durante algunos estados de la diferenciación celular. |
| otras provocan respuestas muy concretas, sólo en ciertas células diana y en momentos específicos. |
Esta especificidad se consigue debido a la existencia de unas moléculas receptoras que hay sobre las células diana o en el interior de las mismas.
Una hormona sólo puede actuar sobre células que disponen de estos receptores.
Las hormonas ejercen su acción a través de dos tipos de receptores:
| receptores de membrana |
| receptores nucleares |
Receptores de membrana:
Muchas hormonas como las que derivan de AA y las hormonas peptídicas son demasiado grandes para atravesar la membrana, se unen a puntos receptores en la superficie de la membrana de las células diana.
La hormona actúa como un primer mensajero que causa la liberación en citoplasma de un segundo mensajero, se han identificado seis compuestos, el más importante es el AMP cíclico.
Se pueden producir muchas moléculas de AMP-c a partir de la adhesión de una sola molécula de hormona el mensaje se puede amplificar hasta varios miles de veces en algunos casos.
AMP-c interviene en con muchas hormonas peptídicas
| paratiroidea |
| glucagón |
| adrenocorticotropina (ACTH) |
| tirotropina (TSH) |
| hormona estimulante de los melanóforos (MSH) |
| vasopresina |
epinefrina (adrenalina) derivada de AA
Receptores nucleares:
Las hormonas esteroides (estrógenos, testosterona, aldosterona), son moléculas liposolubles, se difunden a través de las membranas de las células.
Una vez en el citoplasma, las hormonas esteroides se unen a las moléculas receptoras específicas que se encuentran en el núcleo de las células diana.
El complejo hormona-receptor activa a unos genes específicos.
La transcripción génica se incrementa y se sintetizan moléculas de ARNm a partir de determinadas secuencias de ADN.
El ARNm sale del núcleo al citoplasma y empieza la formación de determinadas enzimas que son las que producen el efecto hormonal observado.
Las hormonas tiroideas, y la hormona de la muda de los insectos (edicsona), también actúan a través de receptores nucleares.
Las hormonas influyen sobre las funciones celulares, alteran el ritmo de muchos procesos bioquímicos:
| afectan a la actividad enzimática, alterando el metabolismo celular. |
| cambian la permeabilidad de la membrana |
| regulan síntesis de proteínas |
| estimulan la liberación de hormonas por parte de otras glándulas endocrinas diferentes. |
Estos procesos dinámicos deben ser regulados por las hormonas adecuadas no simplemente activados.
Regulación: liberación controlada de hormona en la sangre.
Las hormonas de los invertebrados:
En muchos filos de metazoos, la principal fuente de hormonas son las células neurosecretoras.
Las neurosecreciones u hormonas de neurosecreción se descargan directamente al sistema circulatorio.
La neurosecreción es un fenómeno fisiológico antiguo relaciona al sistema nervioso y al endocrino.
Se han encontrado hormonas de neurosecreción en todos los grandes grupos de metazoos. Las más estudiadas son las que controlan el crecimiento y la metamorfosis de los insectos.
| hormona de la muda, edicsona producida por las glándula protorácicas |
| hormona juvenil, producida en los corpora allata |
Glándulas endocrinas y hormonas de los vertebrados.
| Hormonas de la hipófisis, el hipotálamo y la epífis. |
| Hormonas no endocrinas: neuropéptidos encefálicos |
| Hormonas del metabolismo. |