La autorregulación es un proceso dentro de muchos sistemas biológicos, que resulta de un mecanismo adaptativo interno que funciona para ajustar (o mitigar) la respuesta de ese sistema a los estímulos. Si bien la mayoría de los sistemas del cuerpo muestran cierto grado de autorregulación, se observa más claramente en el riñón , el corazón y el cerebro . [1] La perfusión de estos órganos es esencial para la vida y, a través de la autorregulación, el cuerpo puede desviar la sangre (y, por tanto, el oxígeno ) hacia donde más se necesita.
Más que la mayoría de los demás órganos, el cerebro es muy sensible al aumento o disminución del flujo sanguíneo, y varios mecanismos (metabólicos, miógenos y neurogénicos) intervienen en el mantenimiento de una presión arterial cerebral adecuada. La autorregulación del flujo sanguíneo cerebral está abolida en varios estados patológicos, como lesión cerebral traumática , [2] accidente cerebrovascular , [3] tumores cerebrales o niveles de CO 2 anormalmente altos y persistentes . [4] [5]
La autorregulación homeométrica , en el contexto del sistema circulatorio , es la capacidad del corazón para aumentar la contractilidad y restaurar el volumen sistólico cuando aumenta la poscarga . [6] La autorregulación homeométrica se produce independientemente de la longitud de las fibras de los cardiomiocitos, a través de los efectos Bowditch y/o Anrep. [7]
Esto contrasta con la regulación heterométrica , regida por la ley de Frank-Starling, que resulta de una posición más favorable de los filamentos de actina y miosina en los cardiomiocitos como resultado de los cambios en la longitud de las fibras . [8]
Dado que el corazón es un órgano muy aeróbico, necesita oxígeno para la producción eficiente de ATP y fosfato de creatina a partir de ácidos grasos (y en menor medida, glucosa y muy poco lactato), la circulación coronaria se autorregula para que el corazón reciba la cantidad adecuada de oxígeno. flujo de sangre y por lo tanto un suministro suficiente de oxígeno. Si se alcanza un flujo suficiente de oxígeno y aumenta la resistencia en la circulación coronaria (quizás debido a la vasoconstricción), entonces la presión de perfusión coronaria (PPC) aumenta proporcionalmente para mantener el mismo flujo. De esta manera, se mantiene el mismo flujo a través de la circulación coronaria en un rango de presiones. Esta parte de la regulación circulatoria coronaria se conoce como autorregulación y ocurre sobre una meseta, lo que refleja el flujo sanguíneo constante con diferentes CPP y resistencia. La pendiente de un gráfico de FSC (flujo sanguíneo coronario) frente a CPP da 1/Resistencia. La autorregulación mantiene un flujo sanguíneo normal dentro del rango de presión de 70 a 110 mm Hg. El flujo sanguíneo es independiente de la pb. Sin embargo, la autorregulación del flujo sanguíneo en el corazón no está tan desarrollada como en el cerebro.
La regulación del flujo sanguíneo renal es importante para mantener una tasa de filtración glomerular (TFG) estable a pesar de los cambios en la presión arterial sistémica (dentro de aproximadamente 80-180 mmHg). En un mecanismo llamado retroalimentación tubuloglomerular , el riñón cambia su propio flujo sanguíneo en respuesta a cambios en la concentración de sodio. Los niveles de cloruro de sodio en el filtrado urinario son detectados por las células de la mácula densa al final de la rama ascendente . Cuando los niveles de sodio aumentan moderadamente, la mácula densa libera ATP [9] y reduce la liberación de prostaglandina E2 [10] a las células yuxtaglomerulares cercanas. Las células yuxtaglomerulares de la arteriola aferente se contraen y las células yuxtaglomerulares de la arteriola aferente y eferente disminuyen su secreción de renina. Estas acciones funcionan para reducir la TFG. Un mayor aumento de la concentración de sodio conduce a la liberación de óxido nítrico , una sustancia vasodilatadora, para prevenir una vasoconstricción excesiva. [10] En el caso opuesto, las células yuxtaglomerulares son estimuladas para liberar más renina, lo que estimula el sistema renina-angiotensina , produciendo angiotensina I que es convertida por la enzima convertidora de angio-tensina (ECA) en angiotensina II . La angiotensina II provoca entonces una constricción preferencial de la arteriola eferente del glomérulo y aumenta la TFG.
Éste es el llamado "sistema de estado estacionario". Un ejemplo es un sistema en el que una proteína P que es producto del gen G "regula positivamente su propia producción uniéndose a un elemento regulador del gen que la codifica" [11] y la proteína se utiliza o se pierde a un ritmo que aumenta a medida que aumenta su concentración. Este circuito de retroalimentación crea dos posibles estados "encendido" y "apagado". Si un factor externo hace que la concentración de P aumente hasta algún nivel umbral, la producción de proteína P está "activada", es decir, P mantendrá su propia concentración en un cierto nivel, hasta que algún otro estímulo la baje por debajo del nivel umbral. cuando la concentración de P será insuficiente para hacer que el gen G se exprese a una velocidad que superaría la pérdida o el uso de la proteína P. Este estado ("encendido" o "apagado") se hereda después de la división celular, ya que la concentración de proteína a Generalmente permanece igual después de la mitosis. Sin embargo, el Estado puede verse fácilmente perturbado por factores externos. [11]
De manera similar, este fenómeno no sólo se limita a los genes sino que también puede aplicarse a otras unidades genéticas, incluidas las transcripciones de ARNm. Los segmentos reguladores de ARNm llamados Riboswitch pueden autorregular su transcripción secuestrando elementos reguladores cis (particularmente la secuencia Shine-Dalgarno ) ubicados en la misma transcripción que Riboswitch. El vástago-bucle de Riboswitch tiene una región complementaria al Shine-Dalgarno pero está secuestrado por un par de bases complementarias en el bucle. Con suficiente ligando, el ligando puede unirse al bucle de vástago y alterar el enlace intermolecular, lo que da como resultado que el segmento de bucle de vástago de Shine-Dalgarno complementario se una al segmento complementario de Riboswitch, evitando que el ribosoma se una e inhibiendo la traducción. [12]
