Regulación de la secreción

hormonal

Retroalimentación negativa y

positiva

Elaboró: Profa. María del Carmen

Frías Domínguez

Retroalimentación negativa

Regulación de la concentración sanguínea de glucosa

Regulación de la secreción hormonal mediante

Retroalimentación negativa por niveles hormonales

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Regulación de la secreción de la

Hormona del Crecimiento

Regulación de la secreción de las

Hormonas tiroideas

Regulación de la secreción de las

Hormonas glucocorticoides

Regulación de la secreción de las

Hormonas gonadotrópicas

RITMOS BIOLÓGICOS

Elaboró: Profa. María del Carmen

Frías Domínguez

Bibliografía e imágenes: Delgado J. M., en Tresguerres, J.A.F. editor, Fisiología Humana.McGraw-Hill Interamericana. México, 1999.

Ciclo menstrual de la mujer

Ejemplos de procesos que varían en su

manifestación a largo del tiempo

• La actividad motora diurna

• La respiración

• La secreción de noradrenalina por Ia

médula adrenal

• La concentración de glucosa en plasma

• Las conductancias iónicas de la

membrana plasmática

Relación entre la actividad cíclica y la

homeostasis

• Claude Bernard señalaba que los animales

están en íntima relación con su medio ambiente,

• De modo que el equilibrio o estabilidad de su

medio interno es el resultado de una

compensación continua y exacta

• Este incesante balance o reajuste de los

parámetros fisiológicos frente a las

perturbaciones del medio externo, se define con

el término de homeostasis, propuesto por W. B.

Cannon

Hechos fundamentales de la estructura

temporal de los organismos

• Los fenómenos cíclicos no son meras

respuestas pasivas a los cambios que ocurren

en el medio externo (cicIo nictameral;

variaciones estacionales), sino verdaderas

adaptaciones, incrustadas en el código

genético, a las diversos ciclos temporales que

los cambios geográficos ofrecen

• La misma naturaleza de los procesos

reguladores lleva implícita la tendencia a la

oscilación

Así, se puede considerar que

• Los ritmos biológicos son adaptaciones

hereditarias de los seres vivos al cambiante

medio externo, usando dos tipos de

mecanismos:

La presencia de osciladores internos y

La presencia de lazos de retroalimentación

Significado biológico de los ritmos

• Los ritmos biológicos son una forma de

ordenar temporalmente las tareas y de

sintonizarlas con el momento más

adecuado del entorno (alimentación,

estivacón, cortejo, cría, etc.)

Ritmo biológico

• Recurrencia de cualquier fenómeno dentro

de un sistema biológico a intervalos más o

menos regulares

• Por ello estos procesos tienen un carácter

recurrente o rítmico

Parámetros que definen un

fenómeno periódico

• PERIODO: Duración de un ciclo (intervalo

de tiempo entre dos fases idénticas). Se

mide en unidades de tiempo (segundos,

horas)

• FRECUENCIA: Es la inversa del periodo

(1/P) y corresponde al número de veces que

sucede el fenómeno en un determinado

intervalo de tiempo

• FASE: Corresponde al estado de la

variable en un momento determinado del

ciclo

• ACROFASE: Momento del cicIo en que la

variable toma su valor máximo

Parámetros que caracterizan a un ritmo biológico

Variación circadiana de la temperatura corporal en la rata

Interacción de dos ritmos de periodo distinto en el

cangrejo violinista

EI sincronizador para el cambio de coloración es el fotoperiodo,

mientras que la actividad motora se sincroniza por el ciclo de mareas

Propiedades fundamentales de los

ritmos biológicos

• Carácter hereditario, es decir, están genéticamente determinados

• Ubicuidad (presentes en casi todos los fenómenos). Se ha detectado la presencia de ritmos biológicos, de uno u otro periodo, en prácticamente todos los fenómenos que se han podido cuantificar suficientemente

• Poca variabilidad para un mismo individuo.Los ritmos dependientes de fenómenos geofísicos son muy precisos en su manifestación.

Sincronización

• Gran parte de los ritmos biológicos de frecuencia media y baja son sincronizados por determinados factores del entorno.

• Sincronizador: factor externo capaz de sintonizar o reajustar el ritmo de un individuo a la evolución de un cicIo externo

• Uno de los sincronizadores más característicos es el cicIo luz-oscuridad

¿Cómo se comprueba la acción de un

sincronizador sobre un ritmo biológico?

• Evitando la presencia de dicho sincronizador, esto es, manteniendo el entorno constante.

• Esta situación NO provoca que el ritmo desaparezca sólo se desarrolla de manera totalmente independiente, lo que se llama: libre curso

• Esto además demuestra que EL RITMO NO ESTÁ DETERMINADO POR EL SINCRONIZADOR, sino que ES DE NATURALEZA ENDÓGENA, esto es, que se origina en el propio organismo, por ejemplo el sueño

En este tipo de estudios en los que se evita la

presencia del sincronizador se observa, entre

otras cosas que:

• El ritmo se suele desfasar del ciclo del sincronizador, ya que no siempre el ritmo endógeno tiene el mismo periodo (no dura lo mismo) que el fenómeno geofísico que actúa como sincronizador

• En cualquier caso, el ritmo es reajustable al ciclo geofísico tan pronto como se restituye el fenómeno (por ejemplo, luz solar), que actúa como sincronizador

Ejemplos de sincronizadores

• Los sincronizadores son manifestaciones

de determinados fenómenos geofísicos

repetitivos, como:

• El ciclo de las mareas

• El ciclo nictameral (ciclo luz-oscuridad)

• Fases lunares

• Cambios estacionales

• CicIos anuales

Tipos de Ritmos Biológicos

• Los fenómenos biológicos de tipo repetitivo tienen duraciones (periodos) muy diversas

• Varían entre fenómenos que duran menos de un milisegundo (como el batir de las alas de un insecto), hasta fenómenos que duran 10 años, como el comportamiento de la densidad de la población del lince canadiense

Clasificación de los ritmos biológicos

• Los ritmos biológicos se pueden clasificar de

acuerdo con el fenómeno geofísico que los

sincroniza

• El término circadiano (del latín circa, alrededor

de, y diem, día), significa que el periodo del

ritmo endógeno se aproxima, pero no suele ser

igual, a las 24 horas del ciclo nictameral

• De la misma forma, se habla de ritmos

circamareales, circalunares y circaanuales si

se aproximan al cicIo de las mareas, al mes

lunar y al año sideral, respectivamente.

Clasificación de los ritmos biológicos

según su duración o periodo

• Los ritmos circadianos endógenos, medidos en numerosas especies, oscilan entre un mínimo de 20 y un máximo de 28 horas

• Se consideran ritmos ultradianosaquellos que tienen un periodo mayor de 30 minutos pero inferior a 6 horas

• Se consideran ritmos infradianosaquellos que tienen un periodo de más de 28 horas y menos de 6 días

Clasificación de los ritmos con base en

su frecuencia

• Se clasifican en: Ritmos de frecuencia baja,

media y alta

• Los ritmos de frecuencia baja tienen periodos

desde 6 días hasta varios años (circalunares,

estacionales, circaanuales).

• Los ritmos de frecuencia media tienen periodos

entre 30 minutos y 6 días (ultradianos,

circadianos e infradianos)

• Los ritmos de frecuencia alta tienen periodos

desde 0.5 milisegundos hasta 30 minutos

(respiración, ritmo cardiaco, actividad neuronal)

EJERCICIO DE COMPARACIÓN ENTRE

DURACIÓN Y FRECUENCIA DE LOS RITMOS

• ¿Cuál es la frecuencia en un día o 24 horas (¿Cuántas veces sucede en un día?) de un ritmo que dura 30 minutos ó 0.5 horas (ritmo ultradiano)?

• Respuesta:

(Frecuencia = Tiempo en el que se mide la frecuencia /Periodo o duración del ritmo)

Frecuencia = 24 / 0.5 = 48 ciclos por día

• ¿Cuál es la frecuencia en un día de un ritmo que dura24 horas (ritmo circadiano)?

• Frecuencia = 24 / 24 = 1 ciclo por día

• POR LO TANTO: mientras menos dure el ciclo mayor será su frecuencia en una unidad de tiempo y viceversa, mientras más dure el ciclo menor será su frecuencia

COMPARACIÓN DE LA FRECUENCIA DE

LOS RITMOS

ENTRE LOS RITMOS ULTRADIANOS, CIRCADIANOS

E INFRADIANOS TENEMOS QUE:

• Los ritmos ultradianos que tienen las menores

duraciones tienen mayor frecuencia que los circadianos

y los infradianos

• Los ritmos circadianos que tienen duraciones

intermedias tienen menor frecuencia que los ultradianos

pero mayor que los infradianos

• Los ritmos infradianos que tienen las mayores

duraciones de estos tres tipos de ritmos tienen menor

frecuencia que los ultradianos y los circadianos

EJERCICIO

• CHECAR EJEMPLOS Y CARACTERÍSTICAS

DE TODOS LOS TIPOS DE RITMOS:

circadianos, circamareales, circalunares,

circaanuales, ultradianos y de alta frecuencia

MECANISMOS DE GENERACIÓN DE LOS

RITMOS BIOLÓGICOS

• OSCILADORES PRIMARIOS O MARCAPASOS:

Estructuras capaces de generar por sí solos

(autogenerar) una actividad rítmica. En algunos

casos son neuronas o grupos de neuronas

específicas con propiedades de membrana

autorrítmicas

• MARCAPASOS CIRCADIANOS son reguladores de

diversos relojes internos circadianos

MARCAPASOS CIRCADIANOS

• Se han localizado marcapasos circadianos en el

ojo de Aplysia, el ganglio cerebral de Limulus y

del gusano de seda, los lóbulos ópticos de la

cucaracha, la glándula pineal de las aves y el

hipotálamo de aves y mamíferos

• En mamíferos, es el núcleo supraquiasmático

del hipotálamo, que se localiza cerca de la línea

media por encima del quiasma óptico, el que

cumple la función de marcapasos circadiano

El núcleo supraquiasmático del hipotálamo,

el marcapasos circadiano

• El núcleo supraquiasmático recibe aferencias directas de la retina. Esta vía es la que media el efecto sincronizador del fotoperiodo sobre el ritmo circadiano endógeno

• Otra vía por la que recibe información el núcleo supraquiasmático es el núcleo geniculado lateral del tálamo

• También recibe información de los núcleos del rafe del tallo encefálico con participación de la serotonina y de la glándula pineal mediante la acción de la melatonina

GENERACIÓN DE LOS RITMOS DE

BAJA FRECUENCIA

• Ejemplos de ritmos de baja frecuencia son los ciclos

estacionales y circaanuales)

• Poco se sabe acerca de como el sistema nervioso de

diversos animales detecta y sincroniza su actividad con los

cambios estacionales y con los ciclos anuales

• Sí esta demostrado, sin embargo, que la señal que se utiliza

como sincronizador es la medida del fotoperiodo, lo que

implica la participación del reIoj circadiano en el proceso

• Estos fotorreceptores se localizan, al parecer, en el

hipotálamo en aves; y en la retina de los mamíferos

• Una estructura relevante en este tipo de ritmos parece ser la

glándula pineal productora de melatonina cuya síntesis es

determinada por las horas de luz y oscuridad del día