Instituto Politécnico Nacional Escuela Nacional de Ciencias Biológicas Departamento de Fisiología “Dr. Mauricio Russek” Practica 2: “Conceptos básicos en homeostasis.” Fuentes Valencia Nitzia Abigail Luna Galaviz Erick Aarón Ávila Laguna Nelly Aidée Equipo:3 Grupo: 5QV2
Resumen: Analizados los componentes de un sistema de termorregulación en ratas y humanos, fueron comprendidos los mecanismos presentados por los mismos sometidos a las perturbaciones durante el experimento, tomando la temperatura central como una variable regulada y siendo medida con un termómetro a diferentes intervalos de tiempo. Aplicando los conceptos básicos de regulación y control, así como siendo observadas las respuestas que los sujetos presentaron a una perturbación de ambiente cálido, no se encontró un cambio significativo en la temperatura basal de los mismos, sin embargo, a la perturbación de ambiente frio la temperatura presentó un cambio diferencial, siendo más baja que al inicio del experimento tanto en los roedores como en los humanos, diferenciándose entre sí ya que los roedores llegan a un nuevo estado estable mientras que los humanos regresan a su estado estable inicial, puesto que los mecanismos de los roedores son más eficientes debido a la relación menor de área-volumen en comparación con los humanos, permitiéndoles regular su temperatura con mayor facilidad. Introducción: Los objetivos principales de este experimento son identificar y analizar los componentes de un sistema de regulación tecnológico, para así comprender y aplicar los conceptos de regulación y control al analizar el fenómeno de la termorregulación usando como sujetos de prueba ratas y humanos. Ambos sujetos de prueba son organismos homeotermos, es decir que son organismos capaces de mantener constante su temperatura a partir de su propia energía metabólica, en comparación con los organismos poiquilotermos los cuales necesitan el aporte térmico del medio para regular su temperatura mediante mecanismos de comportamiento. Antes de definir que es la termorregulación, es necesario puntualizar que la temperatura es una variable regulada, por tanto, se mantiene constante, tiene límites estrechos y presenta un termoreceptor, este último se definirá más adelante. La termorregulación es el proceso que mantiene la temperatura central constante a través de
mecanismos que regulan la producción o la pérdida de calor, estos mecanismos son la termogénesis y termólisis respectivamente. Es necesario conocer los elementos de la termorregulación para lograr entender cómo es que la temperatura central es regulada. Todos los elementos de un sistema son de igual importancia para que este funcione, sin embargo, en el proceso de termorregulación la temperatura central es el elemento principal, ya que sin una variable que regular, este proceso no tendría sentido. Comencemos con las definiciones de estos elementos, el primero es el subsistema de entrada o termogénesis, en este se encuentran los mecanismos como el trabajo mecánico, actividad metabólica y la acción de hormonas como la adrenalina, todos ellos encargados de regular la producción de calor. Por otro lado, está el subsistema de salida o termólisis, aquí se encuentran mecanismos como la radiación, conducción, convección, evaporación y la alteración en el diámetro arteriolar, encargados de regular la salida de calor. Los termoreceptores son los elementos del sistema que captan, transducen y amplifican la información, hay dos tipos de termoreceptores, los centrales y los periféricos. La información amplificada llega hasta el centro integrador o hipotálamo anterior, el cuál recibe dicha información y la compara con el punto de regulación, punto establecido sobre el cual la variable debe mantenerse, y de esta forma se toma la decisión si se afecta el subsistema de entrada o el de salida mediante las asas de control las cuales son parte del sistema que actúan como variables reguladas, existen dos tipos de asas: las de retroalimentación negativa, estas van a amplificar su señal cuando la temperatura sea baja, por otro lado están las asas de anteroalimentación positiva las cuales amplifican su señal cuando la temperatura es alta. Cuando los sujetos de prueba estaban en los cuartos donde la temperatura ambiente se perturbo, es decir, el cuarto caliente (32.5 – 25 ºC) y el cuarto frio (10 – 10.5 ºC) se pudo observar claramente como los mecanismos de termorregulación se ponían en acción. Con las gráficas obtenidas se comprobó que en ambos sujetos de prueba los mecanismos de termorregulación fueron eficientes, así mismo se llegó a la conclusión que a temperaturas altas, los
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Discusiones y Resultados:
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En el siguiente experimento de termorregulación durante el ejercicio se seleccionaron 4 individuos diferentes y se tomaron sus valores basales de temperatura sublingual y después cada uno se sometió a condiciones de ejercicio como subir y bajar las escaleras y se registró su temperatura cada 5 minutos durante 70 minutos.
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En el experimento se utilizaron ratas como sujetos experimentales. Las ratas sin ninguna enfermedad aparente, su temperatura inicial era estable 38±0.05 °C, estas fueron criadas con el propósito de este experimento. Se seleccionaron 3 individuos y se tomaron sus valores basales de temperaturas sublinguales y temperatura rectal de las ratas seleccionadas. Se sometió a un sujeto y a una rata a diferentes condiciones: temperatura alta, temperatura baja, temperatura ambiente cada 5 minutos por 70 minutos.
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-Individuos
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-Ratas de laboratorio
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-Termómetro de 0-50°C
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Metodología: -Termómetros digitales
En esta grafica se puede observar que hay una diferencia significativa en el minuto 10 en la temperatura de la rata en el cuarto frio en comparación de la del cuarto caliente. Se puede observar que la temperatura con forme transcurre el tiempo va variando dependiendo como fueron respondiendo las ratas a estos cambios. En la temperatura en cuarto frío hubo un cambio drástico a partir del minuto 10, pero al llegar al minuto 70 la temperatura ya es más elevada, se podría decir un poco estable ya que alcanza una temperatura un poco mayor de los 36°C a comparación del cuarto caliente que la temperatura se mantuvo mucho más estable y casi a la par con la temperatura ambiente. Estos cambios en los diferentes ambientes son dado por el sistema de regulación de las ratas con base a su temperatura central, en el cuarto frio la rata emplea cierto mecanismos como: disminuir la actividad muscular, aumenta su presión sanguínea (termogénesis), convección, jadeo, “grooming” y salivación (termólisis), esto se daría en el cuarto caliente mientras que en el cuarto frio: ocurren mecanismos de aumento de actividad muscular, metabolismo así como una mayor producción de adrenalina y tiroxina (termogénesis), piloerección, vasoconstricción (termólisis).
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Objetivos: Evaluar la respuesta del sistema de termorregulación en una rata en diferentes condiciones ambientales. Evaluar la respuesta del sistema de termorregulación en un humano en diferentes condiciones ambientales
* Se indica una diferencia significativa p>0.05 comparado con la temperatura basal.
T e m p e ra tu ra o ra l d e l H u m a n o (°C )
mecanismos de regulación tanto en ratas como en humanos es más eficiente, ya que no hubo diferencias en sus temperaturas. En el caso de la termorregulación en temperaturas altas, es igualmente eficiente, sin embargo, una vez retirado el estímulo, la temperatura no vuelve a su estado basal.
T ie m p o (m in ) C a lo r
F río
A m b ie n te
Figura 2.Temperatura oral de los humanos tomada en intervalos de 10 min. Durante 70 min. En diversas condiciones ambientales
* Se indica una diferencia significativa p>0.05 comparado con la temperatura basal. En esta gráfica se observa que el efecto sobre diversas condiciones ambientes sobre la temperatura sublingual en humanos. Se puede poner de manifiesto que la perturbación provocada en el cuarto frio aumento en comparación con el cuarto caliente, ya que en el cuarto caliente no se modificó tan drástica la temperatura por mecanismos que se echaron a andar como la sudoración, vasodilatación en capilares de la cara
T e m p e r a tu r a o r a l d e l H u m a n o (° C )
3 8 .0
Bibliografía: Russek M. & Cabanac M.. (1990). Regulación y control en biología. México D.F.: Continental S.A. de C.V. pp. 99-105
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3 6 .5
B
Conclusiones: Los mecanismos de termorregulación de la temperatura central ayudan a que esta temperatura se mantenga dentro de un intervalo estable y funcionan de acuerdo al ambiente en donde se encuentre el individuo y/ la rata de laboratorio. Los humanos y las ratas de laboratorio poseen mecanismos de termorregulación más eficientes a ambientes calientes que a ambientes fríos. Dependiendo de la perturbación aplicada a un organismo este actuara de forma distinta para regularse.
as
al
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In d iv id u o 1
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T ie m p o ( m in ) In d iv id u o 2 In d iv id u o 3
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In d iv id u o 4
Figura 3.- Temperatura oral de los humanos tomada en intervalos de 10 min. Durante 70 min. Después de tener actividad deportiva.
En esta gráfica se puede observar que la temperatura sublingual de distintos individuos vario al ser sometidos a distintas actividades deportivas pero después de 20 minutos (individuo 3), 25 minutos (individuo 2), 30 minutos (individuo 4) se mantienen estables estos es porque sus mecanismos de termorregulación ayudan que esta temperatura sea estable dependiendo el ambiente o condiciones en el que se sometieron los individuos. Sin embargo se puede ver claramente que en el individuo 1su temperatura vario demasiado y no llego a un estado completamente estable, esto puede deberse a que sus mecanismos de termorregulación de la temperatura le pudo haber faltado más tiempo para que su cuerpo se autorregulara o no funcionaban correctamente.
