Definición de Homeostasis
Licenciado en Biología
Los organismos vivos, desde los más simples hasta los más complejos, están en constante interacción con su entorno, las cuales están cuidadosamente reguladas para mantener un equilibrio del medio interno del organismo. Dentro del organismo, las variables químicas y físicas están cuidadosamente controladas, y existen mecanismos que corrigen cualquier variación. Este mantenimiento activo de la estabilidad del medio interno se conoce como homeostasis. En otros términos, la homeostasis es el mecanismo mediante el cual los seres vivos mantienen un entorno interno estable a pesar de las fluctuaciones externas. La composición del término responde al griego, donde "homeo" remite a "similar", y "stasis" se refiere a "estabilidad" o "permanencia".
El organismo, de cualquier ser vivo, es como una máquina que necesita mantenerse a una temperatura específica, con niveles controlados de sustancias como glucosa, oxígeno y minerales para funcionar correctamente. Si alguno de estos niveles se desvía de su punto ideal, el organismo pone en marcha una serie de mecanismos para corregir esta desviación y restablecer el equilibrio.
La estabilidad del medio interno es importantísima desde el punto de vista fisiológico. Las células necesitan operar en condiciones óptimas para llevar a cabo sus funciones. Las reacciones químicas del metabolismo funcionan en un rango limitado de condiciones químicas y físicas (pH, temperatura, concentraciones de solutos).
Las enzimas, las proteínas que facilitan todas las reacciones químicas del metabolismo, necesitan valores muy precisos de temperatura y pH para garantizar su funcionalidad. Como todas las proteínas, son muy susceptibles al calor, y pueden desnaturalizarse (perder su forma y su función) a temperaturas superiores a la óptima.
Si las condiciones del medio interno cambian súbitamente, y esos cambios no son inmediatamente corregidos, el riesgo es el entorpecimiento o la detención de algún proceso fisiológico. Dependiendo de cuán vital sea este proceso dañado, esto podría significar hasta la muerte.
Mecanismos de homeostasis
La homeostasis se mantiene mediante un sistema de regulación que está contantemente controlando que las condiciones sean las adecuadas, y si se desvían, aunque sea un mínimo, se ponen en marcha mecanismos de corrección.
Componentes de los sistemas de control
El sistema de regulación utiliza la retroalimentación negativa, o positiva, e involucra tres componentes: el receptor, el centro de control, y el efector.
Los receptores son estructuras o células especializadas que detectan cambios en el entorno interno del organismo, y están vinculados al sistema nervioso central mediante el sistema nervioso periférico.
Tenemos receptores que detectan la temperatura del cuerpo, la tensión de nuestros músculos, la acidez de la sangre, la cantidad de glucosa en la sangre, entre muchos otros.
Todos estos estímulos internos son inconscientes; no podemos percibir de manera consciente lo que detectan estos receptores, pero nuestro cerebro está analizando esa información de manera permanente para corregir variaciones peligrosas.
Los receptores dedicados a los estímulos externos, en su mayoría brindan percepciones conscientes.
El centro de control es el segundo componente en este sistema de retroalimentación. El centro de control es el sistema nervioso central o el sistema endócrino.
El centro de control recibe y procesa la información, que puede ser la enviada por los receptores o proveniente de algún otro mecanismo en el centro de control.
Si con esta información se determina que el estímulo está fuera de los valores aceptables, se envían señales de control a los efectores para corregir el desequilibrio.
A veces, estás señales son estímulos químicos, detectados por las propias células del centro del control. Esto se da, por ejemplo, en las células del páncreas encargadas de liberar insulina. Cuando estás células “detectan” que hay una concentración elevada de insulina en la sangre, comienzan a liberar insulina.
En la regulación de la temperatura corporal, el termostato del cuerpo se encuentra en el hipotálamo, una región del cerebro. El hipotálamo recibe la información de los receptores de temperatura distribuidos por todo el cuerpo y, si detecta que la temperatura corporal se ha desviado del rango normal, enviará señales a los efectores (como las glándulas sudoríparas y músculos) para poner en marcha mecanismos de corrección de la temperatura corporal (por ejemplo, sudar para refrescar el cuerpo, o tiritar, para generar calor extra).
El efector es el componente final en este sistema de regulación. Los efectores son las estructuras que llevan a cabo las respuestas necesarias para corregir la desviación y restaurar el equilibrio.
Circuitos de retroalimentación
La mayoría de los procesos homeostáticos en el cuerpo humano se controlan mediante un mecanismo conocido como circuitos o bucles de retroalimentación, y hay dos tipos principales, la retroalimentación positiva y la retroalimentación negativa; aunque esta última es por lejos el mecanismo más frecuente.
En un bucle de retroalimentación negativa, cualquier cambio en el entorno interno que aleje al sistema del punto óptimo desencadena una respuesta por el efector que lo contrarresta. Esto significa que si un parámetro, como la temperatura corporal o el nivel de glucosa en la sangre, se eleva por encima del umbral, la respuesta será reducirlo. Si el parámetro cae por debajo de ese punto, la respuesta será aumentarlo.
Por ejemplo, después de comer, los niveles de glucosa en la sangre aumentan. Este aumento es detectado por las células del páncreas, que es la glándula encargada de la liberación de insulina y glucagón, las dos hormonas responsables de la homeostasis de la glucosa.
Cuando la cantidad de glucosa es más elevada, las células del páncreas liberan insulina, que es la hormona que “obliga” a las células del cuerpo a absorber la glucosa y almacenarla. Cuando las células comienzan a extraer glucosa de la sangre, los niveles de esta sustancia en la sangre disminuyen. Una vez que los niveles de glucosa vuelven a la normalidad, la liberación de insulina disminuye, deteniendo el proceso.
Aunque la retroalimentación negativa es el principal mecanismo de control en la homeostasis, también existen procesos en el cuerpo que se regulan mediante retroalimentación positiva. A diferencia de la retroalimentación negativa, la retroalimentación positiva refuerza el cambio inicial en lugar de oponerse a él.
En este caso, un estímulo desencadena una respuesta que intensifica ese mismo estimulo, lo potencia. La finalidad de la retroalimentación positiva no es mantener el equilibrio y volver a un punto óptimo, sino que la respuesta tiende a desestabilizar el sistema y exacerbar el desequilibrio.
Para entender este mecanismo, consideremos por ejemplo la secreción de leche materna, que está regulada por un bucle de retroalimentación positiva. Las glándulas mamarias producen leche en respuesta a una hormona llamada prolactina, que se libera solo cuando el niño succiona el pezón de la madre.
Mientras más tiempo la madre amamante a su hijo, más prolactina se libera en respuesta al estimulo de succión, haciendo que haya más leche disponible para el recién nacido.
Esto garantiza que la leche no se produzca a menos que haya un bebe que alimentar, y que siempre esté disponible para él.
A diferencia de un bucle de retroalimentación negativa, en la positiva se refuerza el cambio; es por eso que no funciona muy bien como mecanismo de control de parámetros que deben permanecer siempre en valores muy controlados. Pocos procesos son regulados por retroalimentación positiva.
Art. actualizado: Junio 2025; sobre el original de noviembre, 2011.
Escriba un comentario
Contribuya con su comentario para sumar valor, corregir o debatir el tema.Privacidad: a) sus datos no se compartirán con nadie; b) su email no será publicado; c) para evitar malos usos, todos los mensajes son moderados.