El Metabolismo Celular
Los procesos relacionados con las hormonas, la digestión y la micción son parte central de los procesos de intercambio y regulación del medio interno. Ahora, regresemos a nuestra propuesta principal, hasta ahora hemos visto que la célula una vez que abandona el océano primitivo necesita alguna manera de asegurarse que el medio interno se mantenga constante y es aquí donde los sistemas de mantenimiento del medio interno se hacen críticos. Hemos estudiado al sistema respiratorio y cardiovascular que son los mayores responsables de mantener constante el medio interno y estos con la ayuda de un tejido fluido como lo es la sangre garantizan un ambiente constante y estable para las células. Ahora vamos a hablar de los sistemas de intercambio y el mecanismo de regulación a mediano plazo del organismo. Los sistemas de intercambio se ocupan del ingreso y excreción de sustancias del cuerpo, y en cuanto a la regulación recordemos que existe un sistema de regulación de respuesta rápida que es el sistema nervioso y un sistema también de regulación de menor velocidad, pero más duración que es el sistema endocrino.
Necesidades Celulares
Entender que necesita la cédula es crucial para determinar la función del tracto digestivo. Este tiene como principal norte lograr integrar los componentes del medio externo y hacerlos utilizables para el organismo. La célula para sobrevivir necesita materiales de construcción, como son los aminoácidos, lípidos y carbohidratos, pero también involucra vitaminas y cofactores metabólicos, así como minerales y oligoelementos que forman parte de proteínas especializadas. Las células necesitan mucha agua y especialmente mucha energía.
Fuentes de Energía Celular (Carbohidratos, Lípidos y Aminoácidos)
Las células básicamente tienen tres grupos químicos como fuentes de energía principales; sin embargo, no todas esas fuentes tienen la misma importancia. La principal fuente de energía de las células es la glucosa, esta es una molécula formada de carbono, oxígeno e hidrógeno, pertenece al grupo de los carbohidratos (monosacárido).
Todas las células pueden utilizar la glucosa, esta entra en las mitocondrias y es unida al oxígeno en una combustión controlada mediante una cascada bioquímica conocida como Ciclo de Krebs a partir de la cual se obtiene agua + dióxido de carbono + energía bajo la forma de ATP (adenosin-trifosfato), distribuyéndose este último dentro del citoplasma para las labores metabólicas celulares, el ATP es una molécula que actúa como donador de energía en estos procesos.
Existe una segunda fuente energía que son los lípidos, pero los lípidos para ser utilizados tienen que venir bajo la forma de ácidos grasos, aunque también existe un derivado graso llamado cuerpos cetónicos que pueden ser utilizados como fuente de energía en órganos como el cerebro y corazón.
Los ácidos grasos son una fuente de mayor energía que la glucosa, porque las grasas proporcionalmente tienen más carbono e hidrógeno y menos oxígeno (los carbohidratos tiene algo de “oxidación”), lo cual significa que por cada unidad de ácido graso se produce comparativamente más energía, desafortunadamente dado que los ácidos grasos son hidrófobos (no se disuelven en agua), el manejo, transporte y eficiencia en el uso de ácidos grasos es menor que la de la glucosa y por eso el cuerpo ha seleccionado a la glucosa como el principal sustrato metabólico. Sin embargo casi todos los tejidos están perfectamente habilitados para utilizar lípidos dentro de su metabolismo. Los ácidos grasos de cadena corta son especialmente buenos dado que atraviesan las membranas con gran facilidad.
La tercera fuente de energía posible para la célula son los aminoácidos, pero esto ocurre en condiciones inusuales, ya que si bien es cierto que parte de los aminoácidos se usan para producir energía, ellos son más importantes para la síntesis de proteínas. Los aminoácidos son por sí solos el grupo más importante para el organismo, puesto que aunque son los pilares de construcción de proteínas, también se puede producir lípidos y carbohidratos a partir de ellos, lo cual implica que una dieta a base de proteínas podría cubrir la mayor parte de los requerimientos corporales.
Existen 20 tipos diferentes de aminoácidos, habiendo un grupo 10 que no podemos producir en el organismo llamados aminoácidos esenciales. Los aminoácidos, a diferencia de los carbohidratos y lípidos, poseen un grupo amino que no es más que nitrógeno. La célula utiliza los aminoácidos principalmente cuando se le acaban las otras fuentes de energía o cuando es necesario convertirlos en glucosa (hay células que no pueden utilizar ácidos grasos como fuente de energía), entonces ante una dieta cetogénica (alta en proteína y grasa, pero baja en carbohidratos) el hígado puede utilizar los aminoácidos para producir glucosa y los tejidos del cuerpo adaptan su metabolismo para usar ácidos grasos.
Fuentes Naturales
Para poder obtener estos ácidos grasos, glucosa y aminoácidos, el organismo lo tiene que tomar del medio ambiente, las células animales son heterótrofas por esa condición a diferencia de las plantas que son autótrofas.
Pero en el medio ambiente no hay glucosa, ácidos grasos y aminoácidos de forma libre, entonces los alimentos vienen bajo formas moleculares complejas, por ejemplos los ácidos grasos vienen en las comidas bajo la forma de triacilgliceroles o lo que es lo mismo triglicéridos, que no son más que tres ácidos grasos unidos a una molécula de glicerol, los carbohidratos por su parte normalmente se ingieren bajo las formas de almidón (glucosa en cadenas – polisacárido), sacarosa (glucosa + fructosa – disacárido), lactosa (glucosa + galactosa – disacárido) los cuales tiene que ser fragmentados en sus ladrillos básicos (glucosa, fructosa y galactosa).
Estas labores de fragmentación de los compuestos se llevan a cabo por unas proteínas especializadas, llamadas enzimas y las cuales adoptan el nombre del sustrato sobre el que actúan, como por ejemplo la enzima que actúa sobre el almidón se llama amilasa y la que actúa sobre la sacarosa (azúcar de mesa) se llama sacarasa.
Por su parte los aminoácidos, se obtienen a partir de las proteínas, estas son fragmentadas por una serie de enzimas en el tracto digestivo llamadas proteasas (de forma genérica). Entonces las proteasas actúan sobre las proteínas y las convierten en péptidos (varios aminoácidos unidos) que vienen a ser fragmentos de proteínas; por cierto que la proteína conocida como albúmina y la cual es un componente importante de la sangre (y de la clara de huevo) posee todos los aminoácidos.
Aparato Digestivo
El sistema complejo especializado en la incorporación de sustancias del entorno recibe el nombre de aparato digestivo o sistema digestivo. El tracto digestivo es un tubo que va desde la boca hasta el ano, en este ducto, la comida entra, viaja y sufre una serie de transformaciones hasta ser expulsados los desechos al medio externo.
Este tubo comienza en la boca, después tenemos la faringe, qué es un punto de tránsito común con el tracto respiratorio, luego viene el esófago que es un tubo muscular especializado en el transporte, después hay una dilatación del ducto y esos forma el estómago (mezcla de los alimentos), que es un recipiente un poco más grande, posteriormente la comida pasa hacia el intestino delgado (digestión y absorción) con sus tres partes (duodeno, el yeyuno e íleo) y finalmente cae en el colon donde dura un poco más de tiempo y siendo expulsa a través de ano posteriormente.
Adicionalmente, el sistema digestivo posee un grupo de glándulas especializadas llamadas glándulas anexas.
Glándulas Anexas
Las glándulas anexas son glándulas que están unidas al tracto digestivo y que tienen como función producir ciertas secreciones necesarias para el proceso de digestión. Dentro de las glándulas anexas tenemos las glándulas salivales (boca), que producen una enzima llamada amilasa salival que tiene la propiedad de actuar sobre el almidón de los alimentos y también producen una enzima llamada lipasa salival capaz de actuar sobre las grasas.
El hígado también es una glándula anexa del tracto digestivo y es el responsable de producir la bilis. La bilis es una especie de jabón, ya que en esencia es una sustancia capaz de disolver las grasas, recordemos que las grasas no son hidrosolubles (no se disuelven en agua) y por ende necesitan un vehículo como la bilis para su metabolización.
El páncreas es la tercera de las glándulas anexas y es la fábrica de enzimas digestivas del cuerpo, él tiene multitud de enzimas capaces de digerir diferentes sustratos. Tiene amilasa para el almidón, diferentes tipos de proteasas (elastasa, carboxipeptidasa, tripsina y quimotripsina) para las proteínas y lipasas para las grasas (también tiene otras enzimas más especificas).
El páncreas es tan eficiente en su labor, que una de las enfermedades más peligrosas que existen es la pancreatitis, porque cuando las enzimas pancreáticas se activan dentro del páncreas, tratan de digerir todo lo que lo rodea, entonces el páncreas no solo se destruye (digiere) a sí mismo, sino que también digiere cualquier sitio donde caen sus enzimas. Para que las enzimas pancreáticas no actúen antes de tiempo, es necesario que las enzimas se activan dentro del intestino, entonces el páncreas libera una proto-enzima que luego son activadas en el intestino.
Fisiología Digestiva
En cuanto a la fisiología del tracto digestivo, debemos decir que existen cuatro funciones básicas, la motilidad, la secreción, la digestión y la absorción.
Motilidad
La motilidad es esa facultad que tiene el tracto digestivo de mover el bolo alimenticio por todo su trayecto. La comida comienza su viaje en la boca, con la masticación, y allí se lleva a cabo el primer proceso digestivo.
Dado que cuando se mastica los carbohidratos se mezclan con la saliva, esta tiene una enzima llamada amilasa salival, que empieza la digestión de los carbohidratos; sin embargo, la importancia de la amilasa salival es limitada, porque los carbohidratos digeridos acá son proporcionalmente muy poco en comparación con lo que hace la amilasa pancreática.
Después que se mastica, se deglute la comida. Este es un proceso voluntario porque el esófago tiene tres segmentos diferentes, un segmento proximal (cerca de la faringe) donde hay músculo voluntario (también llamado estriado o esquelético), un segmento distal donde solamente músculo liso y un segmento medio que es una mezcla de ambos.
Posteriormente de la deglución, la onda peristáltica lleva ese bolo alimenticio hacia el estómago, la primera parte es voluntaria (músculo estriado), pero la prosecución del bolo alimenticio es involuntaria (músculo liso).
El esófago traslada el alimento hacia el estómago y una vez que en el estómago hay una serie de movimientos de mezcla. El estómago produce secreciones ácidas (HCl), pepsina (una proteasa) y lipasa, las mezcla con el bolo alimenticio y va pasando porciones hacia el duodeno. Una vez el bolo alimenticio (convertido en una papilla o más bien un líquido grumoso) pasa al intestino delgado (unos 6 metros de recorrido) y se desplaza de forma sucesiva hacia duodeno, yeyuno e íleon mediante ondas peristálticas hasta que atraviesa la válvula íleo-cecal y cae en el colon.
Hasta el colon es un proceso relativamente rápido y luego en el colon (1 a 1,5 metros de longitud) sigue moviéndose, aunque de manera más lenta. Finalmente, el ahora bolo fecal llega al segmento distal del colon (colon sigmoides) y la ampolla rectal, en espera de turno para salir al exterior como las heces.
Secreción
La función de secreción viene dada tanto por el tracto digestivo, como por las glándulas anexas. En las glándulas anexas tenemos la secreción de las glándulas salivares, de la glándula pancreática y los jugos biliares del hígado, pero adicionalmente también está la secreción gástrica del estómago que como ya se nombró secreta una enzima llamada pepsina (digiere proteínas), lipasa (digiere grasas) y secreta ácido clorhídrico (HCl) que acidifica mucho el pH estomacal acelerando la descomposición de lo que cae en el estómago.
El estómago también secreta mucho moco y ese moco está pegado a la pared del estómago y evita que el ácido y la pepsina digiera al estómago. Una vez que el estómago envía el contenido hacia el duodeno, hay otra secreción muy activa de las paredes duodenales de bicarbonato y este bicarbonato neutraliza la acidez gástrica, porque si no la acidez del estómago dañaría el intestino delgado.
Durante el proceso de tránsito se produce una gran absorción de estas secreciones del tracto digestivo y aquí hay que aclarar que, durante un día, el tracto digestivo es capaz de producir unos 7 litros de líquido al día. Recuerden que siempre se ha dicho que se debe tomar 2 litros de agua al día, pero si se fijan, 2 litros de agua al día, es nada en comparación con lo que el tracto digestivo produce.
El líquido secretado es aproximadamente 1 litro por la saliva, unos 2 litros de jugo gástrico, 1 litro de bilis, 2 litros de jugo pancreático, 1 litro de jugo intestinal, es decir, el tracto digestivo está secretando continuamente y esta secreción no causa pérdida, ya que el líquido se está continuamente reabsorbiendo. De los casi 9 litros que transitan a diario se absorbe más del 95% apenas unos 0,1 mL se excretan en las heces.
Digestión
La digestión tiene que ver con la descomposición de las sustancias (Lípidos, Proteínas y Carbohidratos) en sus componentes estructurales para que puedan absorber (Ácidos Grasos, Aminoácidos y Carbohidratos simples –Monosacaridos- respectivamente). Entonces los carbohidratos, por ejemplo, comienzan su digestión en la boca con la masticación y la secreción de saliva (amilasa).
El siguiente paso de la digestión de los carbohidratos se da en el intestino delgado una vez que la amilasa pancreática actúa sobre ellos y lo va descomponiendo en glucosa. Mucha de la digestión de los carbohidratos se da por enzimas presentes en las células intestinales que degradan a los disacáridos (sacarosa, lactosa y maltosa) en carbohidratos simples.
En cuanto los lípidos, su digestión empieza en la boca con la lipasa salival, luego sigue en el estómago por la lipasa gástrica, y una vez que los jugos biliares entra en el tracto digestivo, entonces los jugos biliares emulsionan estas grasas y permite que la lipasa pancreática se fije a esa grasa para descomponerla en ácidos grasos que puedan ser absorbidos convenientemente.
En cuanto a las proteínas, el proceso es ligeramente más complejo. Hay miles de diferentes tipos de proteínas formadas por diferentes combinaciones de aminoácidos, entonces la estrategia del cuerpo es producir enzimas que actúan sobre ciertas uniones y así tenemos a la pepsina en el estómago y la tripsina, quimotripsina, elastasa y carboxipeptidasa que provienen del páncreas, que actuando en conjunto, son capaces de atacar diferentes tipos de proteínas.
Absorción
El objetivo final del tracto digestivo es la absorción, este es un mecanismo que permite incorporar al cuerpo las sustancias digeridas. Este proceso va mediando por una serie de mecanismos especiales en los enterocitos (células del intestino), estas células poseen ciertos receptores que son capaces de identificar esas sustancias en el intestino y las atrapan de forma activa para acelerar su tránsito.
Existen sustancias que pueden atravesar las membranas fácilmente (ácidos grasos) pero la mayoría (monosacáridos, aminoácidos y péptidos) necesitan transporte activo (usa energía bajo la forma de ATP).
Una vez absorbidos son enviados hacia la circulación portal (hígado) o linfática. Solo los lípidos ameritan un sistema de transporte especial y este viene dado por unas lipoproteínas fabricadas por las células intestinales, llamados quilomicrones.
Los enterocitos para aumentar su área de intercambio se organizan en vellosidades intestinales y además poseen un ribete (como un cepillo) en su extremo luminal (hacia el centro del tubo digestivo) que es donde tiene acoplados los transportadores y las enzimas.
Glándulas Salivales, Páncreas e Hígado
Las glándulas salivales se encuentran en pares en la cavidad oral, comprende las glándulas sublinguales, las submaxilares y las parótidas. En cuanto a la glándula pancreática, esta es una glándula doble, ya que produce hormonas pero también secreción exocrina. Se puede decir que se encuentra abrazando el duodeno en su primera y la segunda porción y que atraviesa la línea media del cuerpo, tiene un conducto en su parte media llamado conducto de Wirsung y es por donde circula su secreción antes de desembocar en el duodeno, en una terminación común con la vía biliar (ampolla de Vater).
El hígado es la mayor glándula del cuerpo. Es un órgano impar alojado en la parte superior derecha del cuerpo y el cual posee dos lóbulos asimétricos. Tiene una forma como de una boina asimétrica con el lado derecho más grande.
El hígado recibe toda la sangre que viene del tracto digestivo y esto es muy importante porque no solamente la comida transita por el tracto digestivo, él es la fábrica metabólica del cuerpo, pasando innumerables toxinas y medicamentos para ser biotransformados y excretados.
Existen dos vías de excreción principales del cuerpo y esas son los riñones y el hígado a través de la bilis, pero aun en los casos de excreción renal, muchas veces las sustancias son modificadas primero en el hígado.
El hígado recibe una doble circulación, tiene una circulación arterial mediada por la arteria hepática y al mismo tiempo una circulación funcional que proviene de la vena porta y que no es más que la circulación venosa del bazo y los intestinos, esta sangre de la vena porta se capilariza dentro del hígado y luego se organiza nuevamente para formar las venas suprahepáticas que van a parar a la vena cava inferior.
El hígado recibe los lípidos intestinales y los empaqueta en forma de lipoproteína de muy baja densidad (VLDL), y los envía a la circulación, estas VLDL se degradan a lipoproteínas de baja densidad (LDL) que son ricas en colesterol y lo llevan a los tejidos.
Por su parte, tanto el intestino como el hígado, producen lipoproteínas de alta densidad (HDL) las cuales extraen colesterol de los tejidos y lo llevan al hígado para la producción de bilis, esta es la principal vía de excreción de colesterol del cuerpo.
Los carbohidratos simples (monosacáridos) entre los que se encuentran la glucosa, fructosa y galactosa, son el producto final de la digestión, viajan hacia el hígado y los tejidos. En cuanto a la glucosa, esta se puede almacenar en una pequeña proporción dentro del hígado formando glucógeno, que es una molécula muy parecida al almidón (son reservas rápidas de glucosa).
La fructosa puede ser metabolizada directamente y la galactosa necesita ser transformada en glucosa antes de poder ser aprovechada.
Con respecto a las proteínas, estas se utilizan para sintetizar otras proteínas que incluyen las proteínas transportadoras y nuestra bien conocida y ponderada albúmina.
Regulación del sistema digestivo
La regulación neuronal del tracto digestivo, al igual que el resto de los órganos, tiene una parte simpática y una parte parasimpática. La inervación simpática viene dada por una extensa red de nervios simpáticos que forman un plexo característico, llamado plexo solar o plexo celíaco, localizado delante de la aorta abdominal.
Las funciones del simpático se relacionan con disminución de la secreción, enlentecimiento de los movimientos y disminución de la circulación. Por su parte, el sistema parasimpático representado por el nervio vago (el mismo del tórax) tiene como función el aumento de la secreción y de la circulación, así como de la motilidad intestinal. Solo la porción inferior del intestino tiene inervación parasimpática proveniente de las raíces sacras.
Cerebro Intestinal
Actualmente, se asume que el sistema digestivo es el sistema visceral con inervación más profusa que existe, al punto que se presume que constituye un sistema nervioso independiente (2do cerebro). Hay quien propone que el tracto digestivo piensa, y probablemente no esté tan equivocado, ya que el tracto digestivo tiene al menos tantas neuronas en sus capas como la médula espinal.
Las teorías más modernas plantean que el tracto digestivo, incluso, es capaz de regular la flora intestinal y que la flora intestinal es al mismo tiempo capaz de modular la actividad intestinal y por eso se habla de una simbiosis entérica. El sistema digestivo parece ser capaz de dar respuestas complejas, ya que posee innumerables receptores a lo largo de todas sus paredes y que le permite controlar la motilidad, las presiones, la temperatura, etc.
Sistema Urinario
Los riñones son dos órganos ubicados a cada lado de la columna lumbar, altamente vascularizados, con forma de habichuelas y los cuales son capaces de producir la orina. Cada riñón tiene un conducto de salida denominado uréter y los cuales llegan a un órgano de depósito, conocido como la vejiga. La salida de la vejiga hacia el medio externo es un conducto denominado la uretra.
Funciones del Sistema Urinario
Desde el punto de vista funcional, es el riñón el que realiza la mayor parte de las acciones relacionadas con el sistema urinario.
Las funciones del sistema urinario son:
-Eliminar sustancia de desecho y residuos que no son utilizados por el cuerpo.
-Ajustar el volumen de la sangre y la presión arterial.
-Ajustar la composición química de la sangre.
-Regular el volumen circulante de los glóbulos rojos (producción de la hormona eritropoyetina).
-Producción, almacenaje y eliminación de la orina.
Si se fijan bien las primeras cuatro funciones y parte de la última función, son atribuciones básicamente del riñón.
Los Riñones
Los riñones tienen estructuralmente dos áreas bien definidas, la corteza y la médula renal, siendo la corteza donde se localizan la mayoría de las unidades funcionales. Así como el alveolo es la unidad funcional del pulmón, en el riñón la unidad funcional es la nefrona. La nefrona es donde se producen todas las modificaciones que conducen a la orina. Desde el punto de vista estructural, cada nefrona está formada por una serie de partes.
El Glomérulo Renal
Es una estructura redondeada dónde se produce el filtrado. Posee una arteriola aferente (entrante) la cual forma un ovillo capilar recubierto por una membrana que deja pasar de forma selectiva ciertas sustancias. Una de las mayores particularidades de este glomérulo, es que los capilares se organizan y confluyen formando una nueva arteria llamada arteriola eferente (saliente).
A este proceso, donde un vaso se capilariza y sale como un vaso igual al de entrada, se le llama un sistema porta, y un sistema porta puede ser venosos (como en el hígado) u arterial (como en el glomérulo). Normalmente en un sistema vascular entra una arteria y sale una vena, lo cual produce cierto equilibrio de las presiones, pero si la presión de salida es alta, entonces el incremento de la presión hidrostática capilar favorece la salida de agua (y algunos pequeños solutos) desde la sangre y hacia el túbulo contorneado proximal (filtración gromerular).
Tubo Contorneado Proximal
Es un tubo sinuoso, emparentado funcionalmente con el intestino delgado porque está diseñado para alta absorción. La filtración típica de un riñón son aproximadamente 120 mL por minuto, si se multiplica por 60 minutos da aproximadamente 7200 mL, unos 7 litros por hora y que terminan siendo 172 litros al día. Nadie es capaz de orinar 172 litros al día, entonces la principal función del riñón no es filtrar la sangre, sino absorber el líquido que es filtrado.
El riñón produce un ultrafiltrado que tiene una composición similar al plasma pero sin proteínas, ya que la albúmina y otras proteínas grandes se quedan en la sangre, de este modo el filtrado glomerular es más parecido un suero donde a la sangre se le ha extraído la mayor parte de proteína, pero la composición de electrolito es similar. Existen muchas sustancias que el cuerpo no requiere, esas sustancias pasan y salen hacia el túbulo contorneado proximal.
Debido a que se ha producido un alto filtrado de la sangre en el glomérulo, la arteriola eferente posee una alta presión oncótica (la presión osmótica de las proteínas) y eso hace que gran cantidad de agua pase del túbulo contorneado proximal hacia estos vasos. El túbulo contorneado proximal no solo absorbe agua, también absorbe aminoácidos, glucosa, pequeños péptidos, electrolitos y bicarbonato y en general cualquier sustancia que pueda ser útil para el cuerpo.
Entre el 50% y 70% del líquido filtrado se reabsorbe a este nivel. Este túbulo absorbe el agua, pero deja las sustancias que no necesita, entonces estás sustancias se empiezan a acumular y esa es la base de la formación de la orina.
Asa de Henle
Esta porción del túbulo renal fue un misterio por muchos años, los investigadores se preguntaban ¿Para qué el túbulo desciende a la corteza renal y vuelve a subir?, la respuesta fue una analogía física, los multiplicadores por contracorriente. En realidad es un sistema sencillo que mantiene un gradiente de concentración intercambiando solutos entre los segmentos ascendente y descendente del túbulo, de forma tal que la concentración se va haciendo más alta conforme se desciende más.
Mientras más cerca de la médula se encuentra el tubo, la médula tiene una concentración más alta y esa concentración se puede utilizar en el tubo colector para concentrar la orina a su nivel máximo.
Túbulo Contorneado Distal
La función del túbulo contorneado distal es más selectiva que la del proximal, mientras que el proximal se especializa en absorción pasiva por diferencia de gradiente, el distal tiene algunas funciones de absorción, pero está especializado en la secreción de toxinas, medicamentos y especialmente hidrogeniones que son los responsables del pH de la orina (ácido) para darle su composición definitiva a la orina.
Túbulo Colector
Es la parte final, posee un epitelio impermeable al agua, a menos que sea afectado por una hormona proveniente de la hipófisis llamada vasopresina u hormona antidiurética (ADH). Los túbulos contorneados distales se juntan y varios confluyen formando estos túbulos colectores que en presencia de ADH son capaces de concentrar la orina, ya que usan el multiplicador por contracorriente creado por el asa de Henle y el cual genera una diferencia de osmolaridad entre el contenido del túbulo colector y el intersticio del seno medular.
La orina humana puede concentrarse hasta aproximadamente 1200 mOsm/L. si recordamos que la concentración de solutos de la sangre es típicamente unos 300 mOsm/L. Entonces cómo pueden ver el riñón puede concentrar la orina hasta 4 veces la concentración de la sangre como un mecanismo para ahorrar agua. El mar tiene unos 2400 mOsm/L por eso tomar agua de mar en realidad deshidrata.
Micción
El mecanismo por el cual expulsamos la orina del cuerpo es llamado micción. Esta se produce a través de la contracción voluntaria del músculo liso que rodea la vejiga, el músculo detrusor de la vejiga. Este es uno de los pocos casos donde un músculo liso que debería ser involuntaria (al ser controlada su contracción por el sistema parasimpático sacro), termina bajo control voluntario luego de entrenamiento repetido.
Somos capaces de retener la orina, hasta cierto punto y cuando tenemos deseo miccional, se produce una serie de reflejos que nos permite coordinar la contracción del músculo de la vejiga con la apertura de esfínter urinario. La capacidad vesical oscila entre 500 y 600 ml, pero puede ser un 10% a 30% superior en las mujeres.
Sistema Endocrino
El sistema endocrino es el último de los sistemas moduladores de la homeostasis que estudiaremos. Recordemos que la información llega a través de los receptores y órganos de los sentidos, van al centro integrador que es el cerebro y donde se elaboran las respuestas.
Uno de los sistemas efectores del cerebro, es el sistema endocrino o también conocido como neuroendocrino, porque si bien el cerebro es perfectamente capaz de dar una respuesta neural rápida, las modificaciones más perdurables y con efectos sistémicos, celulares y metabólicos se dan a través de las hormonas.
Las hormonas son sustancias químicas capaces de viajar por el torrente circulatorio y hacer acciones en órganos remotos. La mayor parte del sistema endocrino, está bajo control neural a través de la glándula hipófisis.
Hipófisis – Hipotálamo
La hipófisis es una glándula que queda en la base del cráneo y que está en gran parte supeditada al hipotálamo (una región cerebral de la base del cráneo). Esta glándula tiene dos componentes, un componente glandular típico y un componente neural, se les llama adenohipofisis y neurohipófisis respectivamente.
La importancia de la hipófisis es que es una glándula que es capaz de controlar muchísimos sistemas, bien sea de forma directa o por estimulación (o supresión) de otras glándulas. Entonces tenemos que actúa de forma directa sobre el crecimiento (somatotropina – la hormona de crecimiento), sobre la lactancia (prolactina y oxitocina), sobre la concentración de la orina (vasopresina u hormona antidiurética) y de forma más o menos indirecta estimulando otras glándulas endocrinas en:
-La generación de óvulos, espermatozoides y hormonas sexuales en los ovarios y los testículos (hormonas luteinizante y foliculoestimulante).
-Estimulando la producción de cortisol (adenocorticotropina) en la corteza suprarrenal
-Sobre la glándula tiroides a través de la tirotropina (TSH) para que esta glándula produzca sus hormonas triyodotironina (T3) y tetrayodotironina o tiroxina (T4). Debo acotar que las hormonas tiroideas se consideran el “reloj biológico” del organismo.
Timosina o Timodulina
Últimamente, se ha incorporado entre las glándulas endocrinas el timo, el cual produce una hormona llamada timosina o timulina (no hay acuerdo general de cuál es el nombre que debe recibir) y es interesante porque la timosina es una hormona moduladora del sistema inmune, pero que también tiene actividad moduladora sobre el cerebro y sobre la hipófisis. Así que es uno de esos casos donde una glándula que, aunque está fuera del eje este de la hipófisis, termina también involucrada con la hipófisis.
Acciones Metabólicas
El estudio detallado de las hormonas, sus acciones e interacciones en realidad escapan a la extensión de este curso. Solo tocaremos tangencialmente algunos sistemas donde las hormonas tienen una importancia crucial y es importante conocer.
Glucosa en la Sangre (Glucemia o Glicemia)
La glucosa es el principal combustible del cuerpo y probablemente uno de los mejores, por lo cual su regulación cuidadosa es muy importante. Hay tres hormonas que participan activamente, dos de ellas se producen en el páncreas endocrino, la Insulina (disminuye la glicemia) y el glucagón (sube la glicemia). Y la tercera hormona es el cortisol (sube la glicemia), el cual es producido por la corteza suprarrenal. Por cierto que la insulina baja la glicemia permitiendo que las células capten glucosa de la sangre; sin embargo, esta restricción a la captación no aplica a los eritrocitos ni a las neuronas.
Calcio en Sangre (Calcemia)
Se regula por dos hormonas. Una es la calcitonina producida por la tiroides (baja el calcio) y la otra es la parathormona producida por las glándulas paratiroides (sube el calcio) y ambas actúan sobre órganos como el intestino (absorción), huesos y riñones (reabsorción).
Hay que tener en cuenta que hay una tercera sustancia con acción hormonal en este sistema y es la vitamina D, que ejerce su acción al ser metabolizada por el organismo (proceso donde interviene la exposición al sol). Un detalle que muchos omiten es que el metabolismo del calcio en realidad se relaciona también con otros minerales como el magnesio y el fosfato en el cuerpo.
Hormonas de Estrés
El estrés no es bueno ni malo, es solo una respuesta ante un estímulo, el estrés es una reacción de emergencia. Hay una fase rápida mediada por la adrenalina y donde interviene la médula suprarrenal bajo estimulación neural directa (simpática), siendo este “el mecanismo primario de preparación para “lucha o huida” ya que produce elevación de frecuencia cardiaca, aumento de fuerza muscular. La otra hormona que interviene es el cortisol, el cual ya habíamos nombrado que subía la glicemia, pero no dijimos que también es un potente antinflamatorio natural.
Metabolismo del Sodio y Potasio
La corteza suprarrenal produce el más importante regulador del nivel de sodio y potasio del organismo, la aldosterona, es una hormona esteroidea (al igual que las hormonas sexuales y el cortisol) y que es capaz de promover la absorción de sodio y excreción de potasio principalmente en los riñones. Este sistema está cuidadosamente regulado por mecanismos de retroalimentación que escapan, en gran parte, del control del sistema nervioso central. El riñón a través del glomérulo y mediante unos quimiorreceptores detecta el nivel de sodio tubular lo que le permite activar el sistema renina-angiotensina-aldosterona, entonces la aldosterona producida incrementa la absorción de sodio y eleva la presión arterial por aumento de la volemia (volumen de sangre). Recordemos que el riñón también monopoliza la producción de eritropoyetina que es una hormona que aumenta la producción de otro componente de la sangre como son los eritrocitos.
Hormonas Sexuales
Este es un ciclo de dos pasos, por un lado, están las hormonas foliculoestimulante y luteinizante producidas por la hipófisis y por el otro lado están los estrógenos, progesterona y la testosterona. Las primeras son las estimulantes de los ovarios y testículo, y las segundas son las producidas directamente en las gónadas ante esa estimulación. Las hormonas sexuales tienen funciones claves sobre la ovulación, la espermatogénesis, la libido, el desarrollo de los caracteres sexuales primarios y secundarios, e incluso en ciertos eventos metabólicos, cardiovasculares y hasta psicológicos. Por cierto que aunque en cantidades bajas, las mujeres producen testosterona (principal hormona masculina) y los hombres producen estrógeno (principal hormona femenina).
Lactancia Materna
Está condicionada por la prolactina y la oxitocina, ambas producidas en la hipófisis; sin embargo, la preparación de la mama tiene un componente de desarrollo producido por el estrógeno y la progesterona.
Regulación Hormonal
Obedece a mecanismos de retroalimentación directos e indirectos y a diferentes niveles (cerebro, hipófisis, glándulas) y donde el hipotálamo (cerebro) desempeña un papel crucial. Existen también sistemas endocrinos locales en órganos como el tracto digestivo donde las células de los órganos producen sustancia que afectan a las células adyacentes de ese órgano o a cierta distancia (paracrinas).
Psiconeuroinmunoendocrinología
Las divisiones en órganos y sistemas se hacen para fines didácticos, en la práctica el cuerpo funciona como un todo armónico. Hemos llegado a creer que el organismo funciona separado cuando en realidad funciona en conjunto. El sistema nervioso central ha demostrado que es capaz de modular al sistema endocrino por los factores de liberación hipotalámicos. El sistema endocrino se sabe qué es capaz de modular el sistema inmune a través de las diferentes hormonas.
Con el tiempo se descubrió que las hormonas del sistema endocrino son capaces de afectar al sistema nervioso, o sea que hay afectación retrógrada o más bien una modulación retrógrada, y hoy se sabe que el sistema inmune a través de unas sustancias llamadas interleucinas (interleuquinas) producidas por los glóbulos blancos, pueden afectar tanto el sistema nervioso como el sistema endocrino.
Emociones y Metabolismo
Estas intrincadas y complejas relaciones entre todos los sistemas lleva los conceptos de integración celular un paso más allá, y es que es fácil sugerir que cada pensamiento o para ser exacto cada emoción puede tener una firma química única en el cerebro y la cual desencadena una cascada bioquímica y hormonal particular, entonces un individuo alegre en realidad tiene también sus células alegres. Los estudios han demostrado que la tristeza y otras emociones limitantes disminuyen la cantidad y la calidad de los leucocitos circulantes y ha abierto vías de tratamiento de enfermedades sobre la base de terapia psicológica.
Parte 1 – De las Células a los tejidos
Parte 2 – El agua y los sistemas de mantenimiento del medio interno
Parte 4 – Aparato locomotor y reproductivo
Presentación
https://docs.google.com/presentacion – Sistemas de Intercambio y regulación del medio interno
Bien artículo