Os factores ambientais são as características do ambiente externo que têm um impacto directo no nosso organismo. Às vezes, a alteração de alguns desses parâmetros (como temperatura ou umidade) pode afetar negativamente os corpos, prejudicando e perturbando a execução de funções fisiológicas. É importante que os animais possam ter controle sobre esses fatores, a fim de manter um certo grau de constância e estabilidade em seu organismo.

Algumas atividades regulares, como beber ou transpirar, ajudam a alcançar essa estabilidade, mas há uma série de mecanismos extremamente complexos envolvidos na regulação do organismo. Continue lendo para aprender sobre a importância dos mecanismos homeostáticos, que estão encarregados de manter um estado de estabilidade interna.

A importância de manter um ambiente interno constante

As células que formam os órgãos e tecidos dos animais estão imersas em um meio líquido, um compartimento fluido que Claude Bernard, pai da fisiologia moderna, chamou de ‘ambiente interno’. O ambiente interno refere-se, principalmente, ao fluido extracelular (ECF), uma secção que separa o sangue das células, que é, por sua vez, composto por fluido intersticial, líquido plasmático e linfático, fluidos que são cruciais no desempenho das funções fisiológicas.

Ao pesquisar os mamíferos, Bernard descobriu que este ambiente interno permaneceu consideravelmente estável, mesmo quando havia flutuações nos parâmetros externos; a variação de vários fatores ambientais, como temperatura ou pressão ambiental, não causou um desequilíbrio na composição e propriedades do ambiente interno, que se manteve estável.

A descoberta da constância do ambiente interno foi extremamente significativa, pois permitiu aos investigadores chegar à conclusão de que os animais capazes de regular o seu ambiente interno também foram capazes de explorar uma maior variedade de habitats potenciais. Esta revelação permitiu a Bernard formular uma das suas mais famosas afirmações: “a constância do ambiente interno é a condição para uma vida livre e independente”, significando que aqueles seres que são capazes de manter a constância do ambiente interno podem ser considerados um organismo que é independente do ambiente. Em qualquer caso, e para que isso aconteça, está envolvido um mecanismo conhecido como homeostase.

O que é homeostase?

O termo ‘homeostase’ foi cunhado pelo fisiologista americano Walter Cannon, e está ligado à noção de Bernard sobre a estabilidade fisiológica do ambiente interno. Em 1932, Cannon definiu homeostase como a série de processos fisiológicos que estão envolvidos na regulação e manutenção do estado de um organismo face a qualquer perturbação. É importante notar que os principais fatores de desestabilização do ambiente interno são parâmetros ambientais e o próprio metabolismo celular.

Os processos homeostáticos envolvem uma série de sensores internos (receptores sensoriais) que podem detectar qualquer tipo de desvio de um estado fisiológico ótimo e, ao mesmo tempo, iniciar as ações apropriadas para corrigir essas alterações. Este estado óptimo pode ser mantido

Este estado óptimo pode ser mantido por set point, ou seja, por um valor de referência apropriado para cada espécie: quando uma perturbação (vibrações, radiação…) é percebida pelos receptores sensoriais, o organismo verifica esse valor de referência e estabelece os mecanismos homeostáticos apropriados, que actuam em consequência para manter esse valor. A homeostase inclui mecanismos fisiológicos e etológicos: suor, ofegulação (termoregulação fisiológica), ocultação, pelagem (respostas etológicas ao frio), etc. Em suma, os mecanismos homeostáticos são essenciais para os animais, pois regulam e mantêm o organismo em condições óptimas, mesmo quando enfrentam adversidades. Por exemplo, está provado que, em alguns roedores, os níveis de açúcar no sangue permanecem constantes, mesmo quando não têm acesso aos alimentos.

Os métodos de regulação homeostática

Dois mecanismos homeostáticos diferentes estão encarregados de manter a estabilidade do ambiente interno.

Homeostase reativa

A homeostase reativa é uma resposta direta às mudanças que ocorrem no ambiente interno (uma variação no pH, por exemplo); ou seja, ocorre quando um parâmetro interno do organismo está sujeito a uma variação que deve ser corrigida. Um exemplo de homeostase reativa é o momento em que um animal bebe como resposta a uma desidratação causada por um ofegante excessivo ou suor pesado.

Predictive homeostasis

Os mecanismos oscilantes internos actuam como verdadeiros cronómetros, que podem preparar antecipadamente uma resposta fisiológica às mudanças ambientais externas. Esta preparação precoce é conhecida como ‘homeostase preditiva’, um termo proposto por Martin Moore-Ede.

A homeostase preditiva é uma resposta às mudanças no ambiente externo. É antecipatória, ou seja, permite prever o aparecimento de um estímulo ambiental e antecipar uma resposta adequada a qualquer distúrbio que desvie o valor de referência ou set point. Este modelo de homeostase também afeta o sistema circadiano, que, ciente da perturbação, permite o desvio do valor de referência, portanto o organismo deve regular a partir deste novo set point modificado (a resposta adaptativa age em referência ao novo set point).

Alguns tipos de araras fornecem um exemplo interessante de homeostase preditiva: este grupo de aves consome frequentemente um mineral argiloso chamado ‘caulim’, que atua como uma droga natural que evita potenciais intoxicações pela ingestão de sementes. Outro exemplo seria a redução da ingestão de alimentos por animais desidratados, a fim de evitar a perda de água por excreção.

Tipos de organismos e seus mecanismos regulatórios

Existem diferentes tipos de organismos, dependendo dos mecanismos regulatórios que eles usam. Em geral, podemos dizer que, à medida que subimos na escala evolutiva, a capacidade de manter a estabilidade do ambiente interno será cada vez mais eficaz, tornando o processo de homeostase cada vez mais sofisticado.

Organismos conformadores

As espécies conformadoras são influenciadas por factores externos, pelo que o organismo adapta gradualmente os seus parâmetros internos aos parâmetros ambientais, graças à flexibilidade das suas enzimas. Os conformadores têm uma vantagem: não têm que investir tanta energia para manter estáveis as características internas. No entanto, as possibilidades de vida livre são limitadas, pois as células internas estão sujeitas às alterações das condições externas.

Estes organismos só podem desempenhar suas funções satisfatoriamente em uma estreita margem de parâmetros, enquanto que, fora dessa faixa, eles simplesmente tentam sobreviver. Em geral, os conformadores toleram grandes variações nos parâmetros do seu ambiente interno.

Organismos reguladores

Organismos reguladores mantêm as condições do seu ambiente interno estáveis, dentro de limites estreitos, face à variação das condições do ambiente externo. Ao contrário dos conformadores, as células dos reguladores trabalham independentemente do ambiente externo, tolerando extensas mudanças em suas características. Os mecanismos que tornam isso possível consomem muita energia. Os mamíferos, por exemplo, são organismos reguladores.

Traduzido por Carlos Heras