Mecanismos de regulacion fisiopatologicos

INTRODUCCION A LOS MECANISMOS DE REGULACION



El estudio de los seres vivientes es difícil, por lo cual en todo período histórico se ha intentado establecer un paralelo entre los sistemas tecnológicos creados por el hombre con algún propósito específico, con los sistemas funcionales propios de los entesbiológicos. Un ejemplo de estos intentos, es la computadora, que desde su invención (a inicio de la década de los 1940) se ha tratado de analogar con la estructura mas complicada de la Naturaleza: el cerebro humano. La comparación es sumamente ingenua, dado que hasta ahora los sistemas biológicos son órdenes de magnitud más complejos que los más grandes ordenadores. Obviamente existe semejanzaen el hecho que ambos tipos de estructuras desarrollan funciones útiles y complejas de una manera automática (es decir, por ellos mismos). Las funciones están predefinidas por el constructor en el caso de las máquinas, y aparecen misteriosas en muchos casos en los seres vivos.

Los ingenios automáticos son conocidos desde el tiempo de los griegos, que diseñaron dispensadores automáticos dealícuotas (porciones iguales de líquido), relojes de agua y máquinas de vapor rudimentarias. En la Edad Media se construyeron molinos de trigo autoalimentados que orientaban automáticamente sus aspas hacia el viento, utilizando el principio de la retroacción, que fuera posteriormente estudiado por James Clerck Maxwell en el siglo XIX, quien lo llamó "el principio del regulador".

Entre losprimeros intentos de estudiar las funciones vitales por analogía con los ingenios tecnológicos destaca la obra de Julian Offrey de LaMettrie, "El hombre máquina" y posteriormente las de René Descartes y Blaise Pascal.

El enfoque de Maxwell fue posteriormente incorporado por Norbert Wiener y Arturo Rosenbluth a la Cibernética, una nueva ciencia interdisplinaria, a principio de la década delos cuarenta. Rosenbluth era fisiológo y Wiener matemático. El primero había trabajado con Walter Cannon, creador de la idea de homeostasis, que tuvo como precursor el concepto de fijeza del medio interno, enunciado por el gran fisiólogo Claude Bernard a mediados del siglo XIX. En la Cibernética confluyen las corrientes de pensamiento matemática y fisiológica y se inicia la era de lasciencias interdisciplinarias.

La homeostasis se refiere a la mantención de las variables fisiológicas dentro de un cierto rango "normal". Muchas variables del organismo requieren de mantención dentro de márgenes muy estrechos, mientras otras han de seguir un "programa" en el cual la meta a cumplir (set-point) está variando continuamente, como ocurre con los actos motores.

SISTEMAS ABIERTOS YEQUIFINALIDAD

Los seres vivientes son sistemas abiertos que están generando y recibiendo continuamente MATERIA, ENERGIA e INFORMACION.

Las propiedades más elementales de un sistema abierto pueden estudiarse en un modelo hidráulico sencillo: un cilindro de radio constante y fondo poroso que recibe un caudal constante de agua y lo pierde por el fondo (Figura 1). Si se estudia laevolución del nivel de agua en el tiempo, el nivel es cero cuando no ha comenzado a entrar el agua y crece exponencialmente hasta alcanzar un nivel constante, cuando la entrada y la salida de líquido se igualan. En general se emplea largo tiempo en alcanzar esta condición, que se denomina REGIMEN ESTACIONARIO.

El régimen estacionario no corresponde a una condición de equilibrio(propiedad de los sistemas cerrados), aunque es corrientemente llamado erróneamente "equilibrio dinámico". Cuando el sistema ha alcanzado el régimen estacionario, el cilindro contiene un volumen constante de líquido, que se denomina COMPARTIMIENTO. El nivel final dependerá sólo del caudal de entrada. Si este es pequeño, el nivel final será bajo. Si es grande, el nivel final será alto. Al volumen del...