Sistemas Abiertos y Cerrados: Homeostasis



APUNTES HOMEOSTASIS, SISTEMAS.



LOS SERES VIVOS COMO SISTEMAS ABIERTOS.
Lee los contenidos, desarrolla La preguntas y construye un informe. 
Antes de comenzar, define los tipos de Sistemas y da ejemplos de cada uno.
  
Observa el vídeo a modo de introducción .
Realiza un pequeño resumen de los conceptos que en él aparecen.
Existen casos en los que entre un sistema y su entorno se intercambia  solo energía (sistema cerrado), no hay ningún intercambio (sistema aislado). 
Ejemplo de sistema cerrado: recipiente que contiene agua, herméticamente  sellado, puesto a calentar. 
Sistema aislado: solo existe en teoría, no se conoce en el universo un sistema que sea estrictamente aislado, excepto el Universo.
Los seres vivos son sistemas abiertos, complejos y coordinados que requieren de un aporte permanente de materia y energía, que deben incorporar desde su entorno.
Cada ser vivo es un sistema complejo constituido por un conjunto de subsistemas que interactúan y funcionan por un objetivo en común, la conservación y la continuidad de la vida.
Dentro del organismo se producen transformaciones de la materia y energía incorporadas, una parte de ellas es aprovechada y otra se elimina al exterior.
Al depender del entorno con el cual interactúa, los seres vivos pueden considerarse sistemas abiertos.
Otras funciones como la digestión, el pensamiento, el descanso, la actividad celular, el transporte de sustancias a través de la membrana celular, la construcción de nuevas moléculas necesitan energía. 

No sólo de energía vive un organismo. 

El cuerpo de todo ser vivo está formado por materia, que constituyen las células. Las sustancias se necesitan para construir el organismo, para reparar los tejidos dañados y para reponer las células que se  pierden en forma constante, porque aunque no notemos cambios en un organismo de un día al otro, sus moléculas se están renovando  permanentemente. Para eso necesita “materiales de construcción”. 
Los organismos obtienen la materia y la energía del entorno. 
Al hablar de “entorno” se toma en cuenta el ambiente físico y los otros organismos que conviven e interactúan entre sí. 
Los seres vivos también intercambian información con el medio que los rodea. 
Cuando un sistema depende del entorno para mantenerse en funcionamiento 
se dice que es un sistema abierto. 
Los seres vivos son considerados sistemas abiertos. 
Homeostasis, proceso por el cual un organismo mantiene las condiciones internas constantes necesarias para la vida. 
6-homeostasis1.jpgEl concepto de homeostasis fue introducido por primera vez por el fisiólogo francés del siglo XIX Claude Bernard, quien subrayó que 'la estabilidad del medio interno es una condición de vida libre'. Para que un organismo pueda sobrevivir debe ser, en parte, independiente de su medio; esta independencia está proporcionada por la homeostasis. Este término fue acuñado por Walter Cannon en 1926 para referirse a la capacidad del cuerpo para regular la composición y volumen de la sangre, y por lo tanto, de todos los fluidos que bañan las células del organismo, el 'líquido extracelular'. 
Conjunto de procesos que previenen fluctuaciones en la fisiología de un organismo, e incluso se aplica a la regulación de variaciones en los diversos ecosistemas o del Universo como un todo. 
En los organismos vivos la homeostasis implica un consumo de energía necesario para mantener una posición en un equilibrio dinámico. Esto significa que, aunque las condiciones externas puedan estar sujetas continuamente a variaciones, los mecanismos homeostáticos aseguran que los efectos de estos cambios sobre los organismos sean mínimos. Si el equilibrio se altera y los mecanismos homeostáticos son incapaces de recuperarlo, entonces el organismo puede enfermar y con el tiempo morir. 
¿De donde proviene la energía que ocupan los seres vivos?

Homeostasis a nivel celular
Todos los organismos llevan a cabo la homeostasis a nivel celular, ya que para poder vivir es necesario que los componentes de las células se mantengan en unas concentraciones de sales y agua más o menos uniformes. La membrana celular es responsable de controlar  ya que es semipermeable,  selecciona  cuales deben entrar y cuáles deben abandonar la célula; debe existir la posibilidad de que los productos de desecho salgan de la célula para evitar que alcancen niveles tóxicos como la urea, amoníaco, urocromo, bicarbonato. También deben captarse sustancias esenciales para el metabolismo para ser utilizadas en la respiración (la glucosa).
Medio interno y HomeostasisEn los organismos unicelulares la homeostasis es más complicada, ya que el medio que los rodea puede cambiar de forma drástica en muchos sentidos. Por el contrario, los organismos multicelulares facilitan la función de cada célula asegurando que el medio extracelular se mantenga gracias a la homeostasis, por lo que cada célula no estará expuesta a grandes variaciones.
Desarrolla:
1. ¿Qué sustancias intercambian tus células con el medio, a través de su membrana plasmática?
2. Observa la imagen 1 y describe el flujo de materia y energía entre los organismos.
3. ¿De qué les sirve a las células y a los organismos la energía y la materia que obtienen del ambiente?
4. ¿Por qué se dice que el sol es la principal fuente de energía que mantiene a los organismos en el planeta?
5. ¿Qué ocurre con un ser vivo que deja de intercambiar materia y energía con el ambiente? Explica y realiza un esquema.
6. Explica la importancia de la homeostasis para los organismos, de acuerdo al esquema que aparece en un costado.

El sistema célula y el subsistema membrana.
Las células son las unidades estructurales y funcionales de los organismos y, como todo sistema abierto, intercambian materia y energía con el ambiente. La membrana plasmática es, además del límite celular, la estructura que regula el intercambio de sustancias  entre el citoplasma y el líquido intersticial que rodea las células de los organismos pluricelulares. Gracias a sus propiedades de selectividad y de direccionalidad, la membrana consigue diferenciar la composición del citoplasma de la del líquido intersticial, generando las condiciones adecuadas para el desarrollo del metabolismo.
El medio interno es el líquido extracelular (LEC) integrado por el líquido intersticial y por el líquido intravascular; es decir, el plasma contenido en los vasos sanguíneos. Es importante hacer notar que el LEC se encuentra en compartimientos cuyos límites están formados por las membranas plasmáticas, por lo que existe un intercambio continuo y regulado de sustancias entre el medio interno y el citoplasma celular.
El LEC es una solución compuesta mayoritariamente por agua y por diversos solutos, como iones y moléculas. Contiene grandes cantidades de iones de sodio, cloruro y bicarbonato, además de nutrientes para las células: oxígeno, glucosa, ácidos grasos y aminoácidos. También contiene desechos celulares, como dióxido de carbono y urea, que serán excretados.
Además de su composición, hay otras variables del medio interno que deben ser reguladas, entre ellas: temperatura, volumen, concentración de gases y pH.

La manutención de la homeostasis depende de la interacción de todas las células del cuerpo, particularmente de las funciones de intercambio y comunicación, propias de la membrana plasmática.
DESARROLLA:
- Describe las características de la membrana celular, explica como está constituida.
_ Describe como actúan los componentes de la membrana en la homeostasis.

Funciones de intercambio
Para mantener el equilibrio homeostático, es necesario que las células intercambien sustancias con el medio extracelular. Esto ocurre mediante dos tipos de transporte.
Los mecanismos que permiten a las sustancias cruzar las membranas plasmáticas de las células son esenciales para la vida y la comunicación de las células. Para ello, la célula dispone de dos procesos: 
 •   Transporte pasivo: cuando no se requiere energía para que la sustancia cruce la membrana plasmática.
 •   Transporte activo: cuando la célula utiliza ATP como fuente de energía para hacer atravesar la membrana a una sustancia en particular.
 Esquema a color que muestra diferentes tipos de transporte a través de la membrana plasmática.
Describe:
1.- En que consisten los transportes pasivos por la membrana, explica cada uno.
2.- Que caracteriza a los transportes activos, nombra y describe cada uno.
3.- ¿Qué mecanismos de transporte utilizan el agua, proteínas, iones, glucosa para ingresar o salir de la célula?
4.-Define los conceptos que aparecen en rojo.
5.- Explica como influyen los transportes por la membrana en el proceso de homeostasis.

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