Ambiente interno - Internal environment
El ambiente interno (o milieu intérieur en francés ) fue un concepto desarrollado por Claude Bernard , un fisiólogo francés en el siglo XIX, para describir el líquido intersticial y su capacidad fisiológica para asegurar la estabilidad protectora de los tejidos y órganos de organismos multicelulares .
Etimología
Claude Bernard usó la frase francesa milieu intérieur (entorno interno en inglés) en varias obras desde 1854 hasta su muerte en 1878. Lo más probable es que la adoptó del histólogo Charles Robin , quien había empleado la frase "milieu de l'intérieur" como sinónimo de la antigua idea hipocrática de los humores . Al principio, a Bernard solo le preocupaba el papel de la sangre, pero más tarde incluyó el de todo el cuerpo para garantizar esta estabilidad interna. Resumió su idea de la siguiente manera:
La fijeza del medio supone una perfección del organismo tal que las variaciones externas se compensan y equilibran en cada instante ... Todos los mecanismos vitales, por variados que sean, tienen siempre un objetivo, mantener la uniformidad de las condiciones de vida en el ambiente interno ... La estabilidad del ambiente interno es la condición para la vida libre e independiente.
El trabajo de Bernard sobre el entorno interno de la regulación fue apoyado por el trabajo en Alemania al mismo tiempo. Mientras Rudolf Virchow se centró en la célula, otros, como Carl von Rokitansky (1804-1878) continuaron estudiando la patología humoral, en particular el tema de la microcirculación . Von Rokitansky sugirió que la enfermedad se originó en el daño a esta microcirculación vital o sistema interno de comunicación. Hans Eppinger Jr. (1879-1946), profesor de medicina interna en Viena, desarrolló aún más el punto de vista de von Rokitansky y demostró que cada célula requiere un entorno adecuado al que llamó la sustancia fundamental para una microcirculación exitosa. Este trabajo de científicos alemanes fue continuado en el siglo XX por Alfred Pischinger (1899-1982) quien definió las conexiones entre la sustancia fundamental o matriz extracelular y los sistemas nerviosos hormonal y autónomo y vio en ellos un complejo sistema de regulación para el cuerpo como un todo y para el funcionamiento celular, que él denominó el suelo regulador ( das System der Grundregulation ).
Historia
Bernard creó su concepto para reemplazar la antigua idea de las fuerzas vitales por la de un proceso mecanicista en el que la fisiología del cuerpo se regula a través de múltiples retroalimentaciones de ajuste de equilibrio mecánico. La noción posterior de homeostasis de Walter Cannon (aunque también mecanicista) carecía de esta preocupación, e incluso fue defendida en el contexto de nociones tan antiguas como vis medicatrix naturae .
Cannon, a diferencia de Bernard, vio la autorregulación del cuerpo como un requisito para el surgimiento evolutivo y el ejercicio de la inteligencia, y además colocó la idea en un contexto político: "Lo que corresponde en una nación al ambiente interno del cuerpo". ? El análogo más cercano parece ser todo el intrincado sistema de producción y distribución de mercancías ”. Sugirió, como una analogía a la capacidad del propio cuerpo para asegurar la estabilidad interna, que la sociedad debería preservarse con una burocracia tecnocrática, "biocracia".
Se ha señalado que la idea de milieu intérieur llevó a Norbert Wiener a la noción de que la cibernética y la retroalimentación negativa crean autorregulación en el sistema nervioso y en las máquinas inertes, y que "hoy, la cibernética, una formalización de la hipótesis de constancia de Bernard, es visto como uno de los antecedentes críticos de la ciencia cognitiva contemporánea ".
Recepción anticipada
La idea de Bernard fue inicialmente ignorada en el siglo XIX. Esto sucedió a pesar de que Bernard fue muy honrado como el fundador de la fisiología moderna (de hecho, recibió el primer funeral de estado francés para un científico). Incluso la edición de 1911 de Encyclopædia Britannica no lo menciona. Sus ideas sobre el milieu intérieur solo se convirtieron en fundamentales para la comprensión de la fisiología a principios del siglo XX. Sólo con Joseph Barcroft , Lawrence J. Henderson y, en particular, con Walter Cannon y su idea de la homeostasis , recibió su reconocimiento y estatus actuales. La actual decimoquinta edición la señala como la idea más importante de Bernard.
Idea de comunicación interna
Además de proporcionar la base para comprender la fisiología interna en términos de la interdependencia de la matriz celular y extracelular o del sistema básico, el fructífero concepto de Bernard del milieu intérieur también ha llevado a una investigación significativa sobre el sistema de comunicación que permite la dinámica compleja. de la homeostasis.
Obra de Szent-Györgyi
El trabajo inicial fue realizado por Albert Szent-Györgyi, quien concluyó que la comunicación orgánica no podía explicarse únicamente por las colisiones aleatorias de moléculas y estudió los campos de energía, así como el tejido conectivo. Conocía trabajos anteriores de Moglich y Schon (1938) y Jordan (1938) sobre los mecanismos no electrolíticos de transferencia de carga en los sistemas vivos. Esto fue explorado y avanzado por Szent-Györgyi en 1941 en una Conferencia conmemorativa de Koranyi en Budapest, publicada tanto en Science como en Nature , donde propuso que las proteínas son semiconductores y capaces de transferir rápidamente electrones libres dentro de un organismo. Esta idea fue recibida con escepticismo, pero ahora se acepta generalmente que la mayoría, si no todas, las partes de la matriz extracelular tienen propiedades semiconductoras. La conferencia Koranyi desencadenó una creciente industria de electrónica molecular, utilizando semiconductores biomoleculares en circuitos nanoelectrónicos .
En 1988, Szent-Györgyi declaró que "las moléculas no tienen que tocarse entre sí para interactuar. La energía puede fluir a través ... del campo electromagnético" que "junto con el agua, forma la matriz de la vida". Esta agua está relacionada también con las superficies de las proteínas, el ADN y todas las moléculas vivas de la matriz. Se trata de un agua estructurada que proporciona estabilidad para el funcionamiento metabólico y también está relacionada con el colágeno, la principal proteína de la matriz extracelular y del ADN. El agua estructurada puede formar canales de flujo de energía para los protones (a diferencia de los electrones que fluyen a través de la estructura de la proteína para crear bioelectricidad ). Mitchell (1976) se refiere a estos flujos como "proticidad".
Trabajar en alemania
El trabajo en Alemania durante el último medio siglo también se ha centrado en el sistema de comunicación interna, en particular en lo que se refiere al sistema terrestre. Este trabajo ha llevado a su caracterización del sistema de base o interacción de la matriz extracelular con el sistema celular como un 'sistema regulador de base', viendo en él la clave de la homeostasis, un sistema de comunicación y apoyo en todo el cuerpo, vital para todas las funciones.
En 1953, un médico y científico alemán, Reinhold Voll, descubrió que los puntos utilizados en la acupuntura tenían propiedades eléctricas diferentes a las de la piel circundante, es decir, una menor resistencia. Voll descubrió además que la medición de las resistencias en los puntos proporcionaba valiosas indicaciones sobre el estado de los órganos internos. El Dr. Alfred Pischinger, el creador del concepto de "sistema de regulación del suelo", y los Dres. Helmut Schimmel y Hartmut Heine, utilizando el método de detección electrodérmica de Voll. Esta investigación adicional reveló que el gen no es tanto el controlador sino el depósito de planos sobre cómo deberían operar las células y los sistemas superiores, y que la regulación real de las actividades biológicas (ver Biología celular epigenética ) radica en un 'sistema de regulación del suelo'. . Este sistema se basa en la sustancia fundamental, un tejido conjuntivo complejo entre todas las células, a menudo también llamado matriz extracelular. Esta sustancia fundamental está formada por una sustancia fundamental "amorfa" y "estructural". El primero es "un gel transparente semifluido producido y sostenido por las células de fibroblastos de los tejidos conectivos " que consiste en complejos de azúcar-proteína altamente polimerizados .
La sustancia fundamental, según una investigación alemana, determina lo que entra y sale de la célula y mantiene la homeostasis, lo que requiere un sistema de comunicación rápido para responder a señales complejas (ver también Bruce Lipton ).
Esto es posible gracias a la diversidad de estructuras moleculares de los polímeros de azúcar de la sustancia fundamental, la capacidad de generar rápidamente nuevas sustancias de este tipo y su alta interconexión. Esto crea una redundancia que hace posible la oscilación controlada de valores por encima y por debajo de la homeostasis dinámica presente en todos los seres vivos. Se trata de una especie de "memoria a corto plazo" de respuesta rápida de la sustancia fundamental. Sin esta capacidad lábil, el sistema se movería rápidamente a un equilibrio energético, que traería inactividad y muerte .
Para su supervivencia bioquímica, todo organismo requiere la capacidad de construir, destruir y reconstruir rápidamente los componentes de la sustancia fundamental.
Entre las moléculas que componen la sustancia fundamental hay superficies mínimas de energía potencial . La carga y descarga de los materiales de la sustancia fundamental provocan "oscilaciones del biocampo" (campos de fotones). La interferencia de estos campos crea túneles de corta duración (de 10 a 9 hasta 10 a 5 segundos) a través de la sustancia terrestre. A través de estos túneles, con forma de orificio a través de una rosquilla, los productos químicos grandes pueden atravesar desde los capilares a través de la sustancia fundamental hasta las células funcionales de los órganos y viceversa. Todos los procesos metabólicos dependen de este mecanismo de transporte.
Las principales estructuras de ordenación de energía en el cuerpo son creadas por la sustancia fundamental, como el colágeno , que no solo conduce la energía, sino que la genera, debido a sus propiedades piezoeléctricas.
Como el cristal de cuarzo, el colágeno en la sustancia fundamental y los tejidos conectivos más estables ( fascia , tendones , huesos , etc.). transforma la energía mecánica (presión, torsión, estiramiento) en energía electromagnética , que luego resuena a través de la sustancia fundamental (Athenstaedt, 1974). Sin embargo, si la sustancia fundamental está químicamente desequilibrada, la energía que resuena a través del cuerpo pierde coherencia.
Esto es lo que ocurre en la respuesta de adaptación descrita por Hans Selye . Cuando la regulación del suelo está desequilibrada, aumenta la probabilidad de enfermedad crónica. La investigación de Heine indica que los traumas emocionales no resueltos liberan una sustancia neurotransmisora P que hace que el colágeno adopte una estructura hexagonal más ordenada que su estructura habitual, desequilibrando la sustancia fundamental, lo que él llama una "cicatriz emocional" que proporciona " una importante verificación científica de que las enfermedades pueden tener causas psicológicas ". (ver también Bruce Lipton )
Trabajar en los Estados Unidos
Si bien el trabajo inicial para identificar la importancia del sistema regulador terrestre se realizó en Alemania, un trabajo más reciente que examina las implicaciones de la comunicación inter e intracelular a través de la matriz extracelular se ha llevado a cabo en los EE. UU. Y en otros lugares.
Continuidad estructural entre extracelular , quiste componentes esqueléticos y nucleares fue discutido por Hay, Berezny et al. y Oschman. Históricamente, estos elementos se han denominado sustancias fundamentales y, debido a su continuidad, actúan para formar un sistema complejo y entrelazado que llega y entra en contacto con todas las partes del cuerpo. Incluso ya en 1851 se reconoció que los sistemas nervioso y sanguíneo no se conectan directamente a la célula, sino que están mediados por y a través de una matriz extracelular.
Investigaciones recientes sobre las cargas eléctricas de los diversos componentes de glicol-proteína de la matriz extracelular muestran que debido a la alta densidad de cargas negativas en los glicosaminoglicanos (proporcionados por los grupos sulfato y carboxilato de los residuos de ácido urónico), la matriz es un extenso sistema redox capaz de de absorber y donar electrones en cualquier momento. Esta función de transferencia de electrones llega al interior de las células ya que la matriz citoplasmática también está fuertemente cargada negativamente. Toda la matriz extracelular y celular funciona como un sistema de almacenamiento biofísico o acumulador de carga eléctrica.
Por consideraciones termodinámicas , energéticas y geométricas, se considera que las moléculas de la sustancia fundamental forman superficies físicas y eléctricas mínimas, de modo que, según las matemáticas de las superficies mínimas, cambios minúsculos pueden conducir a cambios significativos en áreas distantes de la sustancia fundamental. Se considera que este descubrimiento tiene implicaciones para muchos procesos fisiológicos y bioquímicos , incluido el transporte de membrana , interacciones antígeno-anticuerpo , síntesis de proteínas , reacciones de oxidación , interacciones actina-miosina, transformaciones sol a gel en polisacáridos .
Una descripción del proceso de transferencia de carga en la matriz es "transporte de electrones altamente vectorial a lo largo de las rutas de los biopolímeros ". Otros mecanismos involucran nubes de carga negativa creadas alrededor de los proteoglicanos en la matriz. También existen complejos de transferencia de carga solubles y móviles en células y tejidos (por ejemplo, Slifkin, 1971; Gutman, 1978; Mattay, 1994).
Rudolph A. Marcus del Instituto de Tecnología de California descubrió que cuando la fuerza impulsora aumenta más allá de un cierto nivel, la transferencia de electrones comenzará a disminuir en lugar de aumentar (Marcus, 1999) y recibió un Premio Nobel de Química en 1992 por esto. Contribución a la teoría de las reacciones de transferencia de electrones en sistemas químicos. La implicación del trabajo es que un proceso de transporte de electrones vectorial puede ser mayor cuanto menor sea el potencial, como en los sistemas vivos .