Los factores ambientales son aquellas características del medio externo que afectan de un modo directo a nuestro organismo. En ocasiones, la alteración de estos parámetros, como la temperatura o la humedad, puede influir de forma negativa sobre los cuerpos, perjudicando y perturbando la correcta ejecución de las funciones fisiológicas. Por ello, es fundamental que los animales puedan ejercer un poderoso control sobre estos factores, un control que les permita mantener una cierta constancia y estabilidad en su organismo.

Algunas actividades habituales, como beber o transpirar, ayudan a conseguir esta estabilidad; pero hay otra serie de mecanismos aún más complejos implicados en la regulación del cuerpo. Descubre en este artículo la importancia de los mecanismos homeostáticos, encargados de mantener estable el medio interno de los organismos.

La trascendencia de mantener constante el medio interno

Las células que forman los órganos y los tejidos de los animales se encuentran inmersas en un medio líquido, un compartimento fluido al que Claude Bernard, padre de la fisiología moderna, denominó “medio interno”. El medio interno se refiere, básicamente, al líquido extracelular (LEC), una sección que separa la sangre de las células, y que a su vez está compuesto por el líquido intersticial, el líquido plasmático y la linfa, unos fluidos cruciales en el desempeño de las funciones fisiológicas.

Bernard, a través de una serie de investigaciones desarrolladas en mamíferos, descubrió que este medio interno se mantenía, de manera sorprendente, considerablemente constante a pesar de las fluctuaciones en parámetros externos; es decir, la variación de diversos factores ambientales, como la temperatura o la presión ambiental, no suponía un desequilibrio en la composición y las propiedades del medio interno, sino que éste seguía permaneciendo estable.

El descubrimiento de la constancia del medio interno fue muy importante, ya que se pudo concluir que los animales que eran capaces de regular su medio interno eran también los que tenían más libertad para explotar una mayor variedad de hábitats potenciales. Asimismo, el hallazgo permitió a Bernard formular uno de sus tratados más famosos: “la constancia del medio interno es la condición para la vida libre”; o lo que es lo mismo, el ser vivo que es capaz de mantener la constancia del medio interno podrá considerarse como un organismo independiente del ambiente. En cualquier caso y, para que esto suceda, tiene que actuar un mecanismo conocido como homeostasis.

Los animales que mantienen estable su medio interno son capaces de explotar una mayor variedad de hábitats. Por Michael Hoyt
Los animales que mantienen estable su medio interno son capaces de explotar una mayor variedad de hábitats. Por Michael Hoyt

¿Qué es la homeostasis?

El término “homeostasis” fue acuñado por el fisiólogo estadounidense Walter Cannon, y se encuentra asociado a la noción de la estabilidad fisiológica del medio interno de Bernard. En el año 1932, Cannon definió la homeostasis como el conjunto de procesos fisiológicos que están implicados en la regulación y en el mantenimiento del estado del organismo ante cualquier perturbación. Cabe destacar que los principales factores desestabilizantes del medio interno son los parámetros ambientales y el propio metabolismo celular.

Los procesos homeostáticos suponen la presencia de una serie de sensores internos (receptores sensoriales) que pueden detectar cualquier tipo de desviación respecto a un estado fisiológico óptimo, y a su vez iniciar las acciones convenientes para corregir estas alteraciones. Este estado óptimo se puede mantener gracias al set point, es decir, un valor de referencia adecuado para cada especie: cuando una perturbación (vibraciones, radiación, etc.) es percibida por los receptores sensoriales, el organismo coteja ese valor de referencia y pone en marcha los mecanismos homeostáticos oportunos, actuando en consecuencia para poder mantener dicho valor.

La homeostasis comprende tanto mecanismos fisiológicos como etológicos: sudoración, jadeo (termorregulación fisiológica), ocultación, abrigo (respuestas etológicas al frío), etc. En definitiva, los mecanismos homeostáticos son fundamentales a lo largo de la vida de los animales, ya que pueden regular y mantener el organismo en condiciones óptimas aun cuando se dan situaciones adversas. Por ejemplo, se ha demostrado que, en algunos roedores, el nivel de azúcar en la sangre se mantiene constante aunque no tengan acceso a ningún tipo de alimento.

Los métodos de regulación homeostática

Para mantener la estabilidad del medio interno, nos encontramos con dos mecanismos homeostáticos diferentes:

Homeostasis reactiva

La homeostasis reactiva se origina como una respuesta directa a los cambios que suceden en el medio interno (una variación en el pH, por ejemplo); es decir, se produce cuando un parámetro interno del organismo sufre una variación que debe ser corregida. Podríamos mencionar como ejemplo de homeostasis reactiva el momento en el que un animal bebe como respuesta a una deshidratación provocada por un excesivo jadeo o por una abundante sudoración.

El jadeo es un mecanismo fisiológico. Por Tom Hillsa
El jadeo es un mecanismo fisiológico. Por Tom Hills

Homeostasis predictiva

Los mecanismos osciladores internos se comportan como verdaderos cronómetros, los cuales pueden preparar anticipadamente una respuesta fisiológica ante los cambios ambientales externos. Esta preparación anticipada se conoce como homeostasis predictiva, un término propuesto por Martin Moore-Ede.

La homeostasis predictiva se ocasiona como respuesta a los cambios en el medio externo. Es anticipativa, es decir, permite predecir la aparición de un estímulo ambiental, y anticipar la respuesta adecuada ante cualquier perturbación que desvíe el valor de referencia o set point. Este modelo de homeostasis también afecta al sistema circadiano que, conocedor de la perturbación, permite la desviación del valor de referencia, por lo que el organismo debe realizar una regulación a partir de este nuevo set point el cual ha sido modificado (la respuesta adaptativa actúa en referencia al nuevo set point).

Un ejemplo curioso de homeostasis predictiva es el que se suele dar en algunas especies de guacamayos: en este grupo de aves es frecuente el consumo de un mineral arcilloso denominado caolín, el cual actúa como un fármaco natural al prevenir las posibles intoxicaciones por la ingestión de semillas. Otro ejemplo sería la reducción de la alimentación por parte de los animales que se encuentran deshidratados, evitando así la pérdida de agua que supone la excreción.

El guacamayo rojo (Ara chloropterus) es capaz de anticiparse a los cambios del medio externo. Por Zachary Spears
El guacamayo rojo (Ara chloropterus) es capaz de anticiparse a los cambios del medio externo. Por Zachary Spears

Los tipos de organismos en función de sus mecanismos de regulación

Existen distintos tipos de organismos en función de los mecanismos de regulación que empleen. En general, podemos afirmar que, a medida que ascendamos en la escala evolutiva, la capacidad de mantener la estabilidad del medio interno se mostrará más y más eficaz, siendo el proceso de homeostasis cada vez más sofisticado.

Organismos conformistas

Las especies conformistas se ven influenciadas por factores externos, por lo que el organismo va adaptando sus parámetros internos a los parámetros ambientales gracias a la flexibilidad de sus enzimas. Tienen una ventaja, y es que no sufren el tremendo coste energético que supone mantener las características internas estables. Sin embargo, las posibilidades de vida libre están limitadas, ya que las células internas están sujetas a las alteraciones de las condiciones externas.

Los salmones son conformes, ya que su temperatura corporal se adapta a las aguas que habitan. Por Rocksweeper | Shutterstock.com
Los salmones son conformes, ya que su temperatura corporal se adapta a las aguas que habitan. Por Rocksweeper | Shutterstock.com

Estos organismos únicamente pueden realizar sus funciones de forma satisfactoria en un margen estrecho de parámetros, mientras que fuera de ese rango se limitan exclusivamente a sobrevivir. En general, los conformistas toleran amplias variaciones en los parámetros de su medio interno.

Organismos reguladores

Los organismos reguladores mantienen estables las condiciones de su medio interno, dentro de unos límites estrechos, frente a la variación de las condiciones del medio externo. A diferencia de los conformistas, las células de los organismos reguladores funcionan con independencia del medio externo, tolerando amplios cambios en las características de ese medio. Los mecanismos que hacen esto posible requieren de un coste energético constante. Los mamíferos, por ejemplo, son organismos reguladores.

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