Funciones del organismo animal (y 2)

En nuestro post anterior hemos hablado de dos de los grandes problemas que tenemos los animales para sobrevivir: la energía y el metabolismo y la homeostasis. En este post vamos a hablar de los otros dos grandes problemas.

Organismo animal: Integración y control

Este tercer gran problema tiene dos aspectos. En primer lugar, la homeostasis exige la coordinación de las actividades de las numerosas células que constituyen el organismo, de modo que los tejidos y los órganos respondan a las necesidades fisiológicas generales, que cambian con las fluctuaciones del ambiente. Segundo, típicamente los animales son muy activos y se mueven de acá para allá cuando tratan de obtener una pareja y van en búsqueda de alimentos, mientras intentan simultáneamente evitar el ser capturados por otros animales. Una vida de movimiento activo exige recibir y procesar información del ambiente externo, seguido por contracciones coordinadas y apropiadas de los músculos esqueléticos.

Hay dos sistemas principales de control en los animales. El sistema endocrino (las glándulas secretoras de hormonas y sus productos) y el sistema nervioso. Hablando muy generalmente, el sistema endocrino es responsable de los cambios que ocurren durante un período relativamente largo -minutos a meses-, mientras que el sistema nervioso tiene que ver con respuestas más rápidas -de milisegundos a minutos-. Sin embargo, cuanto más aprendemos acerca de estos sistemas, más nos percatamos de que están íntimamente relacionados. Por ejemplo, antes se creía que la producción de la hormona sexual y otras hormonas estaba bajo el control de la hipófisis “directriz”; se sabe ahora que la hipófisis, aunque tal vez sea directriz en algunos aspectos del mundo endocrino, es en realidad una secretaria ejecutiva del hipotálamo, un centro principal del cerebro. Y hace algunas décadas se ha descubierto que el desarrollo embrionario de ciertos centros cerebrales principales está profundamente influido por hormonas reguladas por la hipófisis.

Aun anatómicamente, los sistemas endocrino y nervioso no son distintos. Una de las glándulas más importantes del cuerpo, la suprarrenal, fuente principal de adrenalina, (conocida también como epinefrina) no es, estrictamente hablando, una glándula; es decir, no es tejido epitelial modificado, sino un gran ganglio -una acumulación de cuerpos de células nerviosas- cuyas terminales nerviosas secretan la hormona.

Dentro del sistema nervioso hay diversas subdivisiones estructurales y funcionales. Una subdivisión, el sistema somático, inerva el músculo esquelético. Otra, el sistema autónomo (“involuntario”) inerva al músculo liso, el cardiaco y las glándulas. El sistema autónomo, a su vez, se subdivide en simpático y parasimpático, que están en interacción recíproca, formando un sistema finamente armonizado de controles y balances. La división simpática es más activa en ocasiones de estrés y peligro; entre sus efectores principales se encuentra la suprarrenal, y los efectos generales de la estimulación simpática generalizada son los que se asocian con una “descarga de adrenalina”. La división parasimpática desempeña su papel principal en el apoyo de actividades cotidianas como la digestión y la excreción.

Control por retroalimentación

Los sistemas de integración y control se caracterizan por actuar a través de circuitos de retroalimentación, tanto negativa como positiva. El ejemplo más simple de un sistema de retroalimentación negativa usado rutinariamente es el termostato que regula el calefactor. Cuando la temperatura se eleva por encima del nivel preestablecido, el termostato apaga la calefacción. En organismos, los sistemas raras veces están completamente activados o inactivados, y el control homeostático se modula mucho más finamente. Sin embargo, el principio es el mismo: una desviación de la condición “preestablecida” estimula una respuesta que reduce la desviación.

Los circuitos de retroalimentación implican como regla general tanto el sistema nervioso como el endocrino. Por ejemplo, una función homeostática e importante en el cuerpo es el mantenimiento de un volumen sanguíneo constante. Esto se lleva a cabo en gran medida por la regulación de la tasa a la cual el agua es extraída del torrente sanguíneo por los riñones. Una hormona conocida como hormona antidiurética (ADH), producida por el hipotálamo y liberada desde la hipófisis, acciona sobre los túbulos del riñón para disminuir la excreción de agua. La producción de ADH es controlada por receptores sensitivos ubicados en el sistema circulatorio, particularmente en el corazón, que miden la presión sanguínea. lo cual es una medida indirecta de volumen sanguíneo. Cuando la presión sanguínea se eleva, el disparo de estos receptores y inhibe la liberación de ADH y se excreta más agua, reduciendo el volumen sanguíneo. Cuando la presión sanguínea disminuye el estímulo de los receptores se reduce, aumenta la producción de ADH, se retiene agua en el riñón y la presión y el volumen de la sangre se incrementa.

Algunos sistemas de retroalimentación implican circuitos relé adicionales. La glándula tiroides, por ejemplo, reduce la hormona tiroidea, tiroxina, que entre otros efectos incrementa la tasa de metabolismo celular. La cantidad de tiroxina producida depende de otra hormona, la hormona estimulante tiroides (TSH) producida por la hipófisis. Un factor importante que regula la producción de TSH es la concentración de hormona tiroidea en el torrente sanguíneo. Así, aunque aquí hay un paso adicional, el principio es el mismo: la concentración de la hormona misma o la respuesta de la hormona por un tejido “blanco” inhibe la síntesis o la secreción de la hormona en cuestión.

Muchas funciones son controladas mediante varias vías separadas de control de retroalimentación. Un ejemplo es la regulación de la temperatura. La temperatura básica del cuerpo es controlada por un termostato localizado en el hipotálamo. Este reúne la información de diversos receptores sensitivos, la integra, comparan los resultados con el nivel que tiene preestablecido y ordena un conjunto complejo de respuestas adecuadas.

Organismo animal: Continuidad de la vida

El cuarto desafío que encara un organismo -que puede ser un problema o no-, es multiplicarse. El imperativo biológico de reproducirse siguiendo los dictados de los genes es enorme. Los animales dedican gran parte de su energía y sus recursos a enfrentar este desafío. La reproducción puede llevarse a cabo en una variedad de formas, pero en los mamíferos es siempre sexual y siempre implica la formación de gametos. Su unión para formar un cigoto o huevo fecundado y el desarrollo del cigoto hasta convertirse en un individuo adulto. Pero de todo esto ya hablaremos más adelante.

Fuente: Biología. Curtis & Barnes.