Los factores ambientales son las características del entorno exterior que tienen un impacto directo sobre nuestro organismo. En ocasiones, la alteración de algunos de estos parámetros (como la temperatura o la humedad) puede afectar negativamente a los organismos, perjudicando y alterando la ejecución de las funciones fisiológicas. Es importante que los animales puedan tener control sobre estos factores, para mantener un cierto grado de constancia y estabilidad en su organismo.

Algunas actividades regulares, como beber o transpirar, ayudan a conseguir esta estabilidad, pero hay una serie de mecanismos extremadamente complejos que intervienen en la regulación del cuerpo. Sigue leyendo para conocer la importancia de los mecanismos homeostáticos, encargados de mantener un estado de condiciones internas estables.

La importancia de mantener un medio interno constante

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

Investigando a los mamíferos, Bernard descubrió que este medio interno se mantenía considerablemente estable, incluso cuando había fluctuaciones en los parámetros externos; la variación de diversos factores ambientales, como la temperatura o la presión ambiental, no provocaba un desequilibrio en la composición y propiedades del medio interno, que permanecía estable.

El descubrimiento de la constancia del medio interno fue extremadamente significativo, ya que permitió a los investigadores llegar a la conclusión de que los animales que eran capaces de regular su medio interno también eran capaces de explotar una mayor variedad de hábitats potenciales. Esta revelación permitió a Bernard formular una de sus afirmaciones más famosas: “la constancia del medio interno es la condición de una vida libre e independiente”, lo que significa que aquellos seres que son capaces de mantener la constancia del medio interno pueden considerarse un organismo independiente del medio. En cualquier caso, y para que esto ocurra, interviene un mecanismo conocido como homeostasis.

¿Qué es la homeostasis?

El término “homeostasis” fue acuñado por el fisiólogo estadounidense Walter Cannon, y está relacionado con la noción de Bernard de la estabilidad fisiológica del medio interno. En 1932, Cannon definió la homeostasis como la serie de procesos fisiológicos que intervienen en la regulación y el mantenimiento del estado de un organismo ante cualquier perturbación. Es importante señalar que los principales factores desestabilizadores del medio interno son los parámetros ambientales y el propio metabolismo celular.

Los procesos homeostáticos implican una serie de sensores internos (receptores sensoriales) que pueden detectar cualquier tipo de desviación de un estado fisiológico óptimo y, al mismo tiempo, iniciar las acciones adecuadas para corregir estas alteraciones. Este estado óptimo puede ser mantenido

Este estado óptimo puede ser mantenido por set point, es decir, por un valor de referencia apropiado para cada especie: cuando una perturbación (vibraciones, radiaciones…) es percibida por los receptores sensoriales, el organismo comprueba ese valor de referencia y pone en marcha los mecanismos homeostáticos adecuados, que actúan en consecuencia para mantener ese valor. La homeostasis incluye tanto mecanismos fisiológicos como etológicos: sudoración, jadeo (termorregulación fisiológica), ocultación, pelaje (respuestas etológicas al frío), etc. En definitiva, los mecanismos homeostáticos son esenciales para los animales, ya que regulan y mantienen el organismo en condiciones óptimas, incluso cuando se enfrentan a la adversidad. Por ejemplo, se ha comprobado que, en algunos roedores, los niveles de azúcar en sangre se mantienen constantes, incluso cuando no tienen acceso a la comida.

Los métodos de regulación homeostática

Dos mecanismos homeostáticos diferentes se encargan de mantener la estabilidad del medio interno.

Homeostasis reactiva

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

Homeostasis predictiva

Los mecanismos oscilantes internos actúan como verdaderos cronómetros, que pueden preparar con antelación una respuesta fisiológica a los cambios ambientales externos. Esta preparación anticipada se conoce como “homeostasis predictiva”, un término propuesto por Martin Moore-Ede.

La homeostasis predictiva es una respuesta a los cambios del entorno externo. Es anticipatoria, lo que significa que permite predecir la aparición de un estímulo ambiental, y anticipar una respuesta adecuada a cualquier perturbación que desvíe el valor de referencia o set point. Este modelo de homeostasis afecta también al sistema circadiano, que, consciente de la perturbación, permite la desviación del valor de referencia, por lo que el organismo debe regularse a partir de este nuevo punto de consigna modificado (la respuesta adaptativa actúa en referencia al nuevo punto de consigna).

Algunos tipos de guacamayos proporcionan un ejemplo interesante de homeostasis predictiva: este grupo de aves suele consumir un mineral de arcilla llamado “caolín”, que actúa como un fármaco natural que previene posibles intoxicaciones por la ingestión de semillas. Otro ejemplo sería la reducción de la ingesta de alimentos por parte de los animales que están deshidratados, para evitar la pérdida de agua por excreción.

Tipos de organismos y sus mecanismos de regulación

Hay diferentes tipos de organismos, según los mecanismos de regulación que utilizan. En general, podemos decir que, a medida que ascendemos en la escala evolutiva, la capacidad de mantener la estabilidad del medio interno será cada vez más eficaz, haciendo que el proceso de homeostasis sea cada vez más sofisticado.

Organismos conformistas

Las especies conformistas están 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. Los conformistas tienen una ventaja: no tienen que invertir tanta energía en mantener estables las características internas. Sin embargo, las posibilidades de vida libre son limitadas, ya que las células internas están sujetas a las alteraciones de las condiciones externas.

Estos organismos sólo pueden realizar sus funciones satisfactoriamente en un estrecho margen de parámetros, mientras que, fuera de ese rango, simplemente intentan sobrevivir. En general, los conformadores 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 estrechos límites, frente a la variación de las condiciones del medio externo. A diferencia de los conformadores, las células de los reguladores trabajan de forma independiente al medio externo, tolerando amplios cambios en sus características. Los mecanismos que lo hacen posible consumen mucha energía. Los mamíferos, por ejemplo, son organismos reguladores.

Traducido por Carlos Heras