HOMEOSTASE: EKSEMPLER, MEKANISMER, FUNKSJONER - BIOLOGI - 2025

Den homeostase er definert som det sett av fenomener av auto som fører til opprettholdelse av "record" i kjemisk sammensetning og fysikalsk-kjemiske egenskaper av det indre miljø i en organisme.

Ordet homeostase stammer fra det greske "oμoιo", som blir lest "homos" og som betyr "lignende" eller "lignende" og fra suffikset "στασισ", som blir lest "stasis", som betyr "fast", "permanent" eller "stabil."

Erythrocyte og hemoglobin homeostase. commons.wikimedia.org

Begrepet refererer ikke til en indre balanse eller likevekt, men snarere til opprettholdelse av en konstant tilstand, siden en tilstand av balanse eller likevekt i et levende vesen betyr død. Denne konstansen opprettholdes aktivt av kroppen, til tross for endringene som kan oppstå i det ytre miljø.

Bakgrunn

Claude Bernard (1813-1878) på slutten av 1870-tallet var den første som refererte til konstansen til "milieu intérieur" (fra fransk internt middel), som representerer det som nå er kjent som ekstracellulær væske, der cellene i en organisme er nedsenket og takket være at de holdes i live.

Studien av konstansen i det indre miljøet definert av Bernard er det vi i dag kjenner som fysiologi. Ordet "fysiologi" kommer fra de greske ordene "fysis" (ϕυυsis) og "logo" (λoyo), som betyr henholdsvis "natur, måte å være, essens eller naturlig tilstand" og "hva blir sagt om noe". .

Mange år senere, rundt 1933, var den amerikanske fysiologen Walter Cannon den som myntet begrepet homeostase for å beskrive de mekanismene som hvert levende vesen har for å opprettholde konstante betingelser for sin ekstracellulære væske.

Eksempler på noen fysiologisk relevante homeostatiske funksjoner kan være opprettholdelse av blodtrykk, kroppstemperatur, blodsukkerkonsentrasjon, elektrolyttnivåer i blodplasma, etc., som opprettholdes i et begrenset område til tross for de store forskjellene mellom kropp og miljø.

Homeostase-konsept

Homeostase er evnen til ethvert flercellet levende vesen å opprettholde visse parametere eller konstante forhold i det indre miljøet, uansett hvor forskjellig miljøet som omgir det og hvor svingende miljøforholdene er.

Dette såkalte "indre miljøet" tilsvarer den ekstracellulære væsken, som er inneholdt i det mellomliggende rommet (mellom celle og celle i et vev) og til den intravaskulære væsken eller blodvæsken hos dyr.

Homeostase er et av de viktigste begrepene innen medisin og fysiologi (av dyr og planter) siden alle levende organismer trenger kroppene sine for å fungere innenfor et veldig trangt område av forhold, nemlig: pH, temperatur, konsentrasjon av ioner, mengde vann, konsentrasjon av næringsstoffer, blant andre.

Noen forfattere vurderer at "alle vitale mekanismer, uansett hvor varierte de har, er det eneste målet å bevare de konstante livsvilkårene i det indre miljøet", og det er grunnen til at homeostase definerer praktisk talt alle de indre funksjonene til et vesen. i live.

Bevaring eller vedlikehold av interne forhold er mulig takket være et kontrollsystem som fungerer i negativ eller positiv tilbakemelding (i mindre grad).

Dette systemet tillater at når viktige forandringer skjer i noen av de nevnte parametrene, blir disse endringene raskt "nøytralisert", noe som bringer kroppen tilbake til normal tilstand.

Dermed består homeostase av kroppens responssystemer for å takle miljøforhold og endringene som en organisme blir utsatt for permanent.

Homeostatiske mekanismer

Homeostase oppnås takket være den omfattende integrasjonen mellom mange av kroppens systemer i en organisme.

Cannon (1929) klassifiserer homeostatiske mekanismer avhengig av hva som er regulert, det vil si på "ammunisjon" eller "forsyninger" hentet fra det ytre miljø eller fra iboende "prosesser".

Homeostase av blodsukker (Kilde: Christinelmiller via Wikimedia Commons)

Homeostase ved regulering av "ammunisjon" eller "forsyninger"

Mekanismene for homeostase ved regulering av forsyninger er preget av:

- Lagring i form av justeringer mellom øyeblikk av overflod eller sult og behov.

- Overløp eller utslipp ut av kroppen når det er "utålelige overskudd"

Lagring kan være av to typer, den ene midlertidig og den andre gjennom segregering. Midlertidig lagring, kjent som "flom eller overflow lagring", skjer ved "flom" av interstitiell vev med materialer som er blitt inntatt i overflod.

Lagring ved "segregering", derimot, som har å gjøre med inkludering av det inntatte materialet inne i cellene eller relativt "permanente" strukturer.

Derfor innebærer homeostase av forsyningsregulering lagring av forsyninger når det er rikelig, for å øke reservene til å bli utsatt for tider med mangel, eller eliminere overskridelser, når disse er giftige.

Homeostase ved prosessregulering

Selv om det meste av den homeostatiske reguleringen avhenger av bruk av eksterne materialer eller "forsyninger", er det andre som er mye mer tydelig avhengig av endring av kontinuerlige iboende prosesser,

Hovedeksemplene på denne typen reguleringer er opprettholdelse av nøytralitet og opprettholdelse av temperatur hos homeotermiske dyr (i stand til å regulere kroppstemperaturen deres internt).

Postulater av homeostatisk regulering

Cannon foreslo i 1925 seks tentative postulater for å beskrive de fysiologiske faktorene som var ansvarlige for å opprettholde den indre "konstansen" i kroppen til et levende vesen:

1- I et åpent system som kroppen av et dyr, som er sammensatt av ustabile materialer og som er permanent utsatt for varierende forhold, er "konstans" eller homeostase direkte bevis på at det er systemer som fungerer eller er klare til å fungere for å opprettholde nevnte standhaftighet.

2- Hvis en organisme eller et kroppssystem opprettholder homeostase, er det bare fordi enhver tendens til "endring" automatisk "nøytraliseres" av en økning i effektiviteten til en eller flere faktorer som motstår endring.

3- Enhver faktor som fungerer for å opprettholde homeostase ved handling i en retning, kan ikke virke samtidig i motsatt retning.

4- Homeostatiske midler som er antagonister i en region av kroppen, kan samarbeide eller samarbeide i en annen region.

5- Reguleringssystemet som bestemmer en homeostatisk tilstand kan bestå av et stort antall faktorer som "aktiveres" samtidig eller etter hverandre (suksessivt).

6- Når en faktor er kjent som kan endre den homeostatiske tilstanden i en retning, er det rimelig å søke en automatisk kontroll for den faktoren eller for faktorer som har motsatt effekt.

Funksjoner av homeostase

Hovedfunksjonen til homeostase eller homeostatiske mekanismer er å opprettholde en indre "balanse" i kroppen til levende organismer, spesielt med tanke på parametere som temperatur (homeotermiske dyr), konsentrasjonen av ioner og vann, inntaket av næringsstoffer, etc.

Å opprettholde "konstante" indre forhold innenfor et ganske smalt område og ofte betydelig forskjellig fra forholdene i det ytre miljø eller miljø, er avgjørende for at kroppssystemer fungerer, og derfor for livet i seg selv, og det er derfor homeostase er viktig for alle flercellede levende vesener.

Psykologisk homeostase

Psykologisk homeostase er et begrep som refererer til de psykologiske eller atferdsmessige mekanismene som mennesker har for å balansere "følelsene" av behov og tilfredshet, for å opprettholde det hver enkelt gjenkjenner eller oppfatter som en "normal tilstand".

Selv om mekanismene for kontroll eller regulering av psykologisk homeostase avviker betydelig fra de som kjennetegner fysiologisk homeostase, er begge prosessene nært beslektet.

Psykologiske homeostatiske mekanismer har å gjøre, mange ganger med selvbevaring, utvikling og reproduksjon, tilpasning osv., For å nevne noen.

Eksempler på homeostase i menneskekroppen

Noen av eksemplene på homeostase er opprettholdelse av indre kroppstemperatur hos mennesker, opprettholdelse av glukosenivåer, regulering av blodtrykk eller drift av en termostat.

- Homeostase hos mennesker

1- Intern kroppstemperatur

Den indre kroppstemperaturen til mennesker er et flott eksempel på homeostase. Når en person er sunn, forblir kroppstemperaturen på 37 C. Kroppen kan kontrollere temperaturen ved å lage eller slippe varme.

2- Opprettholdelse av glukosenivåer

Glukose er en type sukker som finnes i blodomløpet, men kroppen må opprettholde tilstrekkelige nivåer av glukose for å sikre at en person forblir frisk.

Når glukosenivået blir for høyt, frigjør bukspyttkjertelen et hormon som kalles insulin. Hvis disse nivåene faller for lave, konverterer leveren glykogen i blodet til glukose igjen, og øker nivåene.

3 - Funksjoner av lymfesystemet

Når bakterier eller virus som kan gjøre deg syk inn i kroppen din, kjemper lymfesystemet tilbake for å opprettholde homeostase, og jobber for å bekjempe infeksjoner og sørge for at du holder deg sunn.

4 - Regulering av blodtrykk

Å opprettholde sunt blodtrykk er et eksempel på homeostase. Hjertet kan oppdage endringer i blodtrykket, noe som får det til å sende signaler til hjernen, som deretter sender signaler som forteller hjertet hvordan de skal svare.

Hvis blodtrykket er for høyt, må naturlig nok hjertet avta; mens det er for lavt, vil hjertet måtte rase.

5- Balanse av syrer og baser

Menneskekroppen inneholder kjemikalier kjent som syrer og baser, og en riktig balanse av disse er nødvendig for at kroppen skal fungere optimalt. Lungene og nyrene er to av organsystemene som regulerer syrer og baser i kroppen.

6- Vannstand

Mer enn halvparten av prosentandelen av kroppsvekten er vann, og å opprettholde riktig vannbalanse er et eksempel på homeostase. Celler som inneholder for mye vann, svulmer opp og kan til og med sprekke.

Celler med for lite vann kan ende med å krympe. Kroppen din opprettholder en tilstrekkelig vannbalanse slik at ingen av disse situasjonene oppstår.

7- Kalsiumkontroll

Regulering av kalsiumnivåer av menneskekroppen er et eksempel på homeostase. Når nivåene synker, frigjør parathyroidea hormoner. Hvis kalsiumnivåene blir for høye, hjelper skjoldbruskkjertelen med å fikse kalsium i beinene og senker kalsiumnivået i blodet.

8- Fysisk trening

Trening får kroppen til å opprettholde homeostase ved å sende laktat til musklene for energi.

Over tid signaliserer dette også hjernen at det er på tide å slutte å trene, slik at musklene kan få oksygenet de trenger.

9- nervesystem og respirasjon

Nervesystemet hjelper med å opprettholde homeostase i pustemønstre. Fordi pusten er ufrivillig, sikrer nervesystemet at kroppen får nødvendig oksygen når du puster.

10- urinsystem

Når giftstoffer kommer inn i blodet ditt, forstyrrer de kroppens homeostase. Menneskekroppen reagerer imidlertid ved å kvitte seg med disse giftstoffene ved bruk av urinsystemet.

En person tisser ganske enkelt giftstoffer og andre ekle ting fra blodet, og gjenoppretter homeostase til menneskekroppen.

11- Rising av huden

Når du lider av følelsen av "gåsehud" skyldes det en prosess med homeostase som tjener til å redusere mengden varme som utstråles av huden. Det var en veldig typisk prosess i huden til våre primitive forfedre, men den har blitt opprettholdt til tross for tap av hår i det meste av kroppen.

12- Risting eller skjelving

Når vi skjelver på grunn av kulden, skyldes det at hjernen sender signaler til musklene for å fortelle oss at temperaturnivået er under det som er anbefalt for helsen vår. Det vil si at muskelens skjelving er en måte å motvirke kulden på.

13- Vasodilatasjon og vasokonstriksjon

Vasodilatasjon er utvidelse av blodkapillærene for å avkjøle blodet og bekjempe overflødig varme. Vasokonstriksjon er det motsatte, ved å være innsnevring av kapillærene slik at i varme omgivelser kan blodvarmen bevares.

- Teknologiske homeostatiske mekanismer og andre

11- Termostat

Termostater som fungerer ved å slå varmeovner eller klimaanlegg på og av som respons på utgangen fra en temperatursensor.

12- Hastighetsregulator

Kjøring på bilen som justerer gassens gass som svar på hastighetsendringer.

13- Autopilot

En autopilot som betjener retningskontrollene til et luftfartøy eller et fartøy som svar på avvik fra banen eller fra en forhåndsinnstilt kompassretning.

14- Kontroller i bransjer

Prosessstyringssystemene i et kjemisk anlegg eller et oljeraffineri som opprettholder væskenivåer, trykk, temperatur, kjemisk sammensetning, etc. kontroll av varmeovner, pumper og ventiler.

15- Dampmotorregulator

Den sentrifugale regulatoren til en dampmaskin som senker gassventilen som svar på økende motorhastighet, eller åpner ventilen hvis hastigheten synker under den forhåndsbestemte hastigheten.

16- Business homeostase

Det refererer til selskapets evne til å opprettholde sin likevektstilstand, motvirke intern og ekstern turbulens ved å absorbere kontekstuell variasjon.

- Homeostase hos dyr og miljø

For varmblodige dyr som pattedyr og fugler er homeostase en kombinasjon av indre prosesser som involverer hormoner, det endokrine systemet og stoffskifte.

På den annen side, for kaldblodige dyr som slanger, som ikke har slike interne systemer, må de stole på sitt ytre miljø for å opprettholde homeostase.

17- Hormoner

I noen populasjoner av små pattedyr som mus og kaniner, når antallet øker av en eller annen grunn, skaper overbefolkning økende stress som skader skjoldbruskkjertelen (som skaper essensielle hormoner), og store deler av befolkningen dør rett og slett av hormonskader eller hormonelle.

18- Termoregulering

I miljøet, når atmosfæriske nivåer av karbondioksid øker, er planter i stand til å vokse bedre og dermed fjerne mer karbondioksid fra atmosfæren.

Dessuten finnes veps og kjerringrør i de fleste miljøer fra tropiske regnskoger, ørkener, subtropiske og tempererte klima. De er i stand til å overleve under så mange forskjellige forhold fordi de er i stand til å termoregulere seg selv og reirene sine.

19- Gjenvinning av vann i jungelen

Gjennom et system med homeostase opprettholder tropiske skoger sin evne til å resirkulere vann. For eksempel er Amazonasbassenget omgitt av nord av savannene og slettene i Venezuela og mot sør av savannene i Brasil.

Hvis fuktighet fra Atlanterhavet strømmet direkte tilbake, ville Amazones økosystem bare være en liten brøkdel av sin nåværende størrelse.

Faktisk pumper de gigantiske trærne i regnskogen i Amazonas raskt fuktighet inn i himmelen, slik at den faller tilbake på jungelen som regn, og dermed forhindrer betydelige mengder vann i å drenere bort i havet.

20- Koraller og karbondioksid

Korallpolypper bruker karbondioksid for å danne skjellene sine. Dette hjelper til med å redusere mengden karbondioksid i havet og er en måte jorden bekjemper forurensning og arbeider for å gjenopprette homeostase.

Med færre koraller, absorberer havet mindre karbondioksid, og etterlater mer i atmosfæren.

referanser

1. Velsignelse W. Den nedre hjernestamme og kroppslige homeostase (1997). New York: Oxford University Press.
2. Cannon W. Kroppens visdom (1932). New York: WW Norton.
3. Kotas M, Medzhitov R. Homeostasis, betennelse og mottakelighet for sykdommer (2015). Celle.
4. Riggs D. Kontrollteori og fysiologiske tilbakemeldingsmekanismer (1970). Baltimore: Williams & Wilkins.
5. Teplyuk N. Nær-perfekt homeostase: eksempler på universell aldringsregel som spirer ut av (2012). Journal of Cellular Biochemistry.
6. Trefil J. Encyclopedia of science and technology (2001). New York: Taylor & Francis Books.
7. Tyrrel A, Timmis J, Greensted A, Owens N. Evolvable hardware, en grunnleggende teknologi for homeostase (2007). New York.