Homeostazia este capacitatea de a menține o stare internă relativ stabilă care persistă în ciuda schimbărilor din lumea exterioară. Toate organismele vii, de la plante la pui, la oameni, trebuie să-și regleze mediul intern pentru a prelucra energia și pentru a supraviețui. Dacă tensiunile de tensiune arterială sau tensiunea corpului scade, de exemplu, sistemele tale de organe se pot lupta să își facă treaba și să eșueze.
De ce homeostazia este importantă
Fiziologul Walter Cannon a inventat termenul de „homeostază” în anii ’20, extinzându-se asupra lucrărilor anterioare ale regretatului fiziolog Claude Bernard. În anii 1870, Bernard a descris modul în care organismele complexe trebuie să mențină echilibrul în mediul lor intern sau „milieu intérieur”,"pentru a duce o" viață liberă și independentă "în lumea de dincolo. Cannon a perfecționat conceptul și a introdus homeostazia publicului popular prin cartea sa,„ Înțelepciunea corpului "(The British Medical Journal, 1932).
Salutat ca element principal al fiziologiei, definiția de bază a lui Cannon a homeostaziei rămâne în prezent în prezent. Termenul derivă din rădăcini grecești care înseamnă „similar” și „o stare de stabilitate”. Prefixul „homeo” subliniază că homeostazia nu funcționează ca un termostat sau un control de croazieră într-o mașină, fixată la o temperatură sau viteză precisă. În schimb, homeostazia deține factori fiziologici importanți într-un interval acceptabil de valori, potrivit unei recenzii apărute în revista Appetite.
Corpul uman, de exemplu, își reglează concentrațiile interne de hidrogen, calciu, potasiu și sodiu, particule încărcate pe care celulele se bazează pentru funcționarea normală. Procesele homeostatice mențin, de asemenea, nivelul de apă, oxigen, pH și zahăr din sânge, precum și temperatura corpului de bază, potrivit unei revizii din 2015 în Progresele Educației în Fiziologie.
În organismele sănătoase, procesele homeostatice se desfășoară constant și automat, în conformitate cu Scientific American. Sisteme multiple funcționează adesea în tandem pentru a menține constant un singur factor fiziologic, cum ar fi temperatura corpului. Dacă aceste măsuri cad sau nu, un organism poate ceda la boli sau chiar la moarte.
Cum se menține homeostazia
Multe sisteme homeostatice ascultă semnale de detresă din partea corpului pentru a ști când variabilele cheie nu se încadrează în domeniul lor adecvat. Sistemul nervos detectează aceste abateri și se raportează înapoi la un centru de control, adesea bazat pe creier. Centrul de control direcționează apoi mușchii, organele și glandele pentru a corecta tulburările. Bucla continuă de perturbare și ajustare este cunoscută sub numele de „feedback negativ”, conform manualului online Anatomie și Fiziologie.
De exemplu, corpul uman menține o temperatură de bază de aproximativ 98,6 grade Fahrenheit (37 grade Celsius). Când sunt supraîncălzite, termosenzorii din piele și creier sună o alarmă, inițierea unei reacții în lanț care direcționează corpul spre transpirație și curgere. Când este răcit, corpul răspunde tremurând și reducând circulația sângelui către piele. În mod similar, atunci când nivelurile de sodiu crește, organismul semnalează rinichilor să conserve apa și să expulzeze excesul de sare în urină concentrată, potrivit a două studii finanțate de NIH.
De asemenea, animalele își vor regla comportamentul ca răspuns la feedback-ul negativ. De exemplu, atunci când este supraîncălzit, este posibil să vărsăm un strat de îmbrăcăminte, să ne mutăm la umbră sau să bem un pahar rece cu apă.
Modele moderne de homeostază
Conceptul de feedback negativ datează din descrierea lui Cannon a homeostaziei din anii 1920 și a fost prima explicație a modului în care funcționează homeostazia. Dar, în ultimele decenii, mulți oameni de știință susțin că organismele sunt capabile să anticipeze potențialele perturbări la homeostază, decât să reacționeze la ele după fapt.
Acest model alternativ de homeostază, cunoscut sub numele de alostază, implică faptul că punctul de referință ideal pentru o anumită variabilă se poate schimba ca răspuns la schimbările de mediu tranzitorii, conform unui articol din 2015 în Psychology Review. Punctul se poate schimba sub influența ritmurilor circadiene, a ciclurilor menstruale sau a fluctuațiilor zilnice ale temperaturii corpului. Punctele stabilite se pot schimba, de asemenea, ca răspuns la fenomene fiziologice, cum ar fi febra, sau pentru a compensa mai multe procese homeostatice care au loc în același timp, potrivit unei revizii din 2015 în Progresele educației în fiziologie.
„Punctele stabilite nu sunt fixate, dar pot arăta plasticitatea adaptativă”, a spus Art Woods, biolog la Universitatea Montana din Missoula. "Acest model permite răspunsuri anticipative la viitoarele tulburări potențiale pentru a stabili puncte."
De exemplu, în așteptarea unei mese, organismul secretă suplimentar insulină, ghrelină și alți hormoni, potrivit unui review din 2007 apetit. Această măsură de preempțiune este de acord cu organismul pentru inundațiile de calorii care intră, și nu pentru a controla zahărul din sânge și depozitele de energie.
Abilitatea de a schimba punctele de reglare permite animalelor să se adapteze stresorilor pe termen scurt, dar acestea pot eșua în fața provocărilor pe termen lung, cum ar fi schimbările climatice.
"Activarea sistemelor de răspuns homeostatic poate fi bine pentru perioade scurte de timp", a spus Woods. Dar nu sunt concepute să dureze mult timp. "Sistemele homeostatice pot eșua catastrofal dacă sunt împinse prea departe; așa că, deși sistemele pot fi capabile să se ocupe de climă nouă pe termen scurt, este posibil să nu poată face față schimbărilor mai mari pe perioade mai lungi de timp."
Menținerea fluxurilor de informații
Sistemele homeostatice pot fi evoluate în primul rând pentru a ajuta organismele să mențină funcția optimă în diferite medii și situații. Dar, potrivit unui eseu din 2013 în revista Trends in Ecology & Evolution, unii oameni de știință spun că homeostazia oferă în primul rând un „fundal liniștit” pentru ca celulele, țesuturile și organele să comunice între ele. Teoria susține că homeostazia face mai ușor pentru organisme să extragă informații importante din mediul înconjurător și semnalele navetei între părțile corpului.
Indiferent de scopul său evolutiv, homeostazia a modelat cercetările în științele vieții de aproape un secol. Deși discutate mai ales în contextul fiziologiei animalelor, procesele homeostatice permit, de asemenea, plantelor să gestioneze depozitele de energie, să hrănească celulele și să răspundă la provocările mediului. Dincolo de biologie, științele sociale, cibernetica, informatică și inginerie folosesc homeostazia ca un cadru pentru a înțelege modul în care oamenii și mașinile mențin stabilitatea în ciuda perturbărilor.
Adiţional resources:
