Autopoiesis y Homeostasis: 2015

DESARROLLO

La autopoiesis o autopoyesis (en griego: αύτο, ποίησις [auto, poiesis], a si mismo; creación, producción’) es un neologismo, con el que se designa un sistema capaz de reproducirse y mantenerse por sí mismo. Fue propuesto por los biólogos chilenos Humberto Maturana y Francisco Varela en 1972 para definir la química de auto-mantenimiento de las células vivas. Una descripción breve sería decir que la autopoiesis es la condición de existencia de los seres vivos en la continua producción de sí mismos.

Para Maturana, la autopoiesis es la propiedad básica de los seres vivos, puesto que son sistemas determinados en su estructura, es decir, son sistemas tales que cuando algo externo incide sobre ellos, los efectos dependen de ellos mismos, de su estructura en ese instante, y no de lo externo. Los seres vivos son autónomos, en los que su autonomía se da en su autorreferencia y son sistemas cerrados en su dinámica de constitución como sistemas en continua producción de sí mismos.

Aunque un sistema autopoiético se mantenga en desequilibrio, es capaz de conservar una consistencia estructural absorbiendo permanentemente la energía de su medio. Al igual que la célula y los seres vivos, los sistemas autopoiéticos tienen la capacidad de conservar la unión de sus partes e interactuar con ellas. Los sistemas autopoiéticos son autónomos, lo cual los hace un sistema cerrado, que se autorregula continuamente. Otros ejemplos de autopoiesis son la conciencia, un organismo, etc. Estos se constituyen de una red de procesos que logran transformar componentes pero en los que el mismo sistema maneja su identidad con relación al entorno. La autopoiesis designa la manera en que los sistemas mantienen su identidad gracias a procesos internos en que autorreproducen sus propios componentes.

Estos sistemas están abiertos a su medio porque intercambian materia y energía pero simultáneamente se mantienen cerrados operacionalmente, pues sus operaciones son las que los distinguen del entorno. No obstante, son autónomos en sus operaciones debido a la capacidad que tiene cada sistema de reaccionar y amoldarse según los estímulos que inciden desde el medio.

Homeostasis: tendencia a la estabilización del cuerpo relacionado con los procesos fisiológicos.

Los posibles cambios del medio interno se pueden deber a:

Todas las actividades metabólicas necesitan un suministro constante de materiales (Oxígeno, nutrientes, sales minerales, etc.). La actividad celular produce desechos que deben ser eliminados.
El medio interno responde a los cambios del medio externo que rodea al organismo.

Los cambios debidos a cualquier causa deben ser neutralizados por medio de mecanismos fisiológicos de homeostasis.

En los metazoos más complejos la homeostasis se mantiene por las actividades coordinadas de los sistemas circulatorio, nervioso y endocrino.

Intervienen órganos que sirven de intercambio con el medio externo, los riñones, los pulmones o las branquias el tubo digestivo y la piel.

El agua y la regulación osmótica.

Estructuras excretoras de los invertebrados

Muchos protozoos y algunas esponjas de agua dulce presentan orgánulos excretores especiales denominados vacuolas púlsatiles.

Los invertebrados más complejos presentan órganos excretores, estructuras tubulares formadoras de orina, que se produce primero por un filtrado o secreción de fluidos de la sangre

El producto final se denomina orina.

Nefridios

Es el tipo más corriente de órgano excretor entre los invertebrados, es una estructura tubular diseñada para mantener el equilibrio osmótico apropiado.

Una de las disposiciones más simples es el sistema de células en llama, o protonefridios de los acelomados (Platelmintos) y algunos pseudocelomados.

El protonefridio es un sistema cerrado. Los túbulos son ciegos y la orina se forma a partir de un fluido que es transportado a través de las células en llama.

Metanefridio es un nefridio abierto o "verdadero" (eucelomados como anélidos, moluscos y otros filos menores).

El túbulos está abierto por ambos extremos lo que permite que el líquido entre rápidamente por el a través de una abertura ciliada en forma de embudo, el nefrostoma.

El metanefridio esta rodeado por una red de vasos sanguíneos, que contribuyen en la formación de orina reabsorbiendo agua, sales, hidratos de carbono, aminoácidos y otras sustancia aprovechables del fluido.

El proceso básico en protonefridios y metanefridios es:

recuperación de sustancias valiosas que retornan al cuerpo (reabsorción)
añadido de solutos de desecho (secreción).

Esta secuencia asegura la eliminación de las sustancias de desecho sin que se pierdan otras importantes.

Órganos excretores de los artrópodos

Glándulas antenales pares de los crustáceos, estructuras que se sitúan en la parte ventral de la cabeza. Diseño más avanzado que los nefridios.
Túbulos de Malpigio (insectos y arañas) que actúan en colaboración con glándulas especiales de la pared del recto.

El riñón de los vertebrados

El riñón de los vertebrados actuales se desarrollaron a partir de un sistema primitivo semejante a los nefridios.

Durante el desarrollo embrionario se produce: pronefros, mosonefros y metanefros.

¿En que difiere el sistema urinario de los vertebrados de otros animales ?

Los únicos que poseen durante su vida dos riñones funcionables.
La nefrona, unidad microscopica del riñón, es el resultado evolutivo del riñón metanefridial.
Los conductos que drenan los riñones embrionarios (y los ancestrales ) permanecen en estado postembrionario como conductos urinario y espermáticos en amniotas masculinos, o solo espermiductos en los mismos.

Regulación de la temperatura

Ectotermia y Endotermia

La temperatura de un animal es el resultado de un balance entre la ganancia y pérdida de calor.

Todos los animales producen calor a partir de su metabolismo celular, en muchos casos ese calor es expulsado a medida que se produce - los ectotermos - y la gran mayoría de los animales pertenecen a este grupo. La temperatura corporal esta determinada únicamente por el ambiente.

Algunos animales pueden producir y retener suficiente calor como para elevar su temperatura por encima de la del entorno pero a un nivel estable son los endotermos. Aves y mamíferos, pocos reptiles y algunos peces muy nadadores y ciertos insectos.

Coordinación química

El sistema endocrino es el segundo gran sistema de integración que controla las actividades corporales, mediante una comunicación a base de mensajeros químicos: las hormonas (G. hormon, excitar).

Las hormonas son compuestos químicos que se liberan a la sangre en pequeñas cantidades y son transportadas por el sistema circulatorio por todo el cuerpo, donde producen respuestas fisiológicas en las células diana.

La mayoría de las hormonas son secretadas por las glándulas endocrinas.

Algunas hormonas como el caso de las neurosecreciones no pueden entrar en la circulación general.

Otras como la insulina se sintetizan en pequeñas cantidades en diferentes tejidos endocrinos (células nerviosas por ejemplo), y algunas como las citocinas son producidas por las células del sistema inmunológico.

Tales hormonas pueden actuar como factores tisulares: sustancias que estimulan el crecimiento celular o algún proceso químico.

La homeostasis es el estado de equilibrio dinámico o el conjunto de mecanismos por los que todos los seres vivos tienden a alcanzar una estabilidad en las propiedades de su medio interno y por tanto de la composición bioquímica de los líquidos, células y tejidos, para mantener la vida, siendo la base de la fisiología. Veamos cómo sucede esto.

Nuestro cuerpo no es un sistema aislado del medio que lo rodea, y al mismo tiempo, sólo sobrevive bajo ciertas condiciones de temperatura, presión, humedad, etc. Pero el medio en que vivimos no siempre presenta estas condiciones. Es por esto que nuestro cuerpo debe estar preparado para dar respuesta a los distintos cambios que el medio le presenta. Este equilibrio se logra a través del proceso de homeostasis. Por ejemplo, nuestra temperatura debe ser del orden de los 37ºC; por esta razón, cuando hace mucho calor comenzamos a transpirar.

La transpiración es una forma de deshacerse de la energía, o disipar el calor que hemos absorbido desde el medio, de modo que nuestra temperatura permanezca constante. Asimismo, cuando hace mucho frío no transpiramos, sino que tendemos a apretarnos y encogernos, para así disminuir el área de contacto con el aire que nos rodea y de esta forma disipar la menor cantidad de calor posible, conservando nuestra temperatura constante.

Así como con la temperatura, nuestro cuerpo también debe equilibrar la presión externa con la interna del cuerpo. Si esto no sucediese, corremos el riesgo de morir constreñidos o reventados.

Pero esto no sucede espontáneamente; regular la presión de nuestro cuerpo demora cierto tiempo. Por ejemplo, los buzos que bajan a gran profundidad no deben subir a la superficie velozmente. En el agua, la presión aumenta con la profundidad; por esto, si alguien sube muy rápidamente su cuerpo no alcanzará a equilibrar la presión interna con la presión atmosférica, y a lo menos tendrá sangramiento de oídos o nariz, puesto que en este caso la presión interna será mayor que la externa.

Por esta diferencia de presión, también se nos tapan los oídos cuando bajamos un cerro con mucha rapidez, salvo que, esta vez, la presión externa es mayor que la interna.

SOLUCIÓN DEL PROBLEMA

el primer aspecto de la manera siguiente: el surgimiento de cualquier sistema depende de la presencia de los componentes que lo integran y de las clases de interacciones en que pueden entrar; luego, dados los componentes apropiados y la debida concatenación de sus interacciones, el sistema se hace real. La cuestión concreta relativa a la factibilidad de un sistema autopoiético molecular es, pues, la cuestión de las condiciones en que pueden concatenarse diversos procesos químicos para formar unidades topológicas que constituyen redes en el espacio autopoiético. El segundo aspecto se puede enunciar así: dadas la factibilidad de los sistemas autopoiéticos y la existencia de sistemas autopoiéticos terrestres, ¿hay condiciones naturales en los que éstos pueden generarse espontáneamente? Concretando, la cuestión sería: ¿cuáles fueron o son las condiciones naturales en que surgieron o surgen espontáneamente en la Tierra componentes cuyas propiedades hacen factibles algunos sistemas autopoiéticos? Esta pregunta no puede contestarse independientemente de la forma como se responda la cuestión de la factibilidad, especialmente en lo que se refiere a la factibilidad de una o varias clases distintas de sistemas autopoiéticos moleculares.

jueves, 14 de mayo de 2015