Karakteristike, funkcije, primjeri i mehanizmi za održavanje homeostaze

Homeostaza - bilo koji samoregulirajući proces kojim biološki sustavi žure za održavanje unutarnje stabilnosti, prilagođavajući se optimalnim uvjetima za preživljavanje. Ako je homeostaza uspješna, onda se život nastavlja, inače će se dogoditi katastrofa ili smrt. Postiga stabilnost je zapravo dinamička ravnoteža, koja se javlja kontinuirane promjene, ali prevladavaju relativno homogeni uvjeti.

Značajke i uloga homeostaze

Svaki sustav u dinamičkoj ravnoteži želi postići stabilno stanje, ravnotežu koja se protivi vanjskim promjenama. Kada je takav sustav slomljen, ugrađeni upravljački uređaji reagiraju na odstupanja za ugradnju nove ravnoteže. Takav proces je jedna od kontrola s povratnim informacijama. Primjeri homeostatske regulacije su svi integracijski i koordinacijski procesi funkcija posredovanih električnim lancima i živčanim ili hormonskim sustavima.

Drugi primjer homeostatske regulacije u mehaničkom sustavu je djelovanje regulatora ili termostata na sobnoj temperaturi. Vrućina termostata je bimetalna traka koja odgovara na promjene temperature, dovršavajući ili ometaju električni krug. Kada se soba ohladi, kontura je završena i zagrijavana je uključena, a temperatura se diže. Na određenoj razini, lanac se prekida, peć se zaustavlja, a temperatura pada.

Međutim, biološki sustavi koji imaju veću složenost imaju regulatore koji su teško usporediti s mehaničkim uređajima.

Kao što je ranije navedeno, pojam homeostaza odnosi se na održavanje unutarnjeg okruženja tijela u uskim i strogim kontroliranim granicama. Glavne funkcije koje su važne za održavanje homeostaze su ravnoteža tekućina i elektrolita, kiselina regulacije, termoregulacije i metaboličke kontrole.

Kontrolna temperatura tijela u osoba smatra se izvrsnim primjerom homeostaze u biološkom sustavu. Normalna tjelesna temperatura je oko 37 ° C, ali različiti čimbenici mogu utjecati na ovaj pokazatelj, uključujući hormone, metabolizam i bolesti koje dovode do pretjerano visokih ili niskih temperatura. Kontrola upravljačke temperature kontrolira se mozgama koje se zove hipotalamus.

Povratne informacije o tjelesnoj temperaturi prenose se kroz protok krvi u mozak i dovodi do kompenzacijske prilagodbe u respiratornoj brzini, razinama šećera u krvi i brzini metaboličke brzine. Gubitak ljudi kod ljudi osigurava se smanjenjem aktivnosti, znojenja i izmjene topline mehanizmi koji omogućuju više krvi da kruži u blizini površine kože.

Smanjenje gubitka topline provodi se zbog izolacije, smanjenje cirkulacije na koži i kulturnih promjena, kao što je korištenje odjeće, stambenih i izvora topline trećih strana. Raspon između visoke i niske razine tjelesne temperature je homeostatski visoravan - "normalni" raspon koji podržava život. Kako se približavate bilo kojem od dvije krajnosti, korektivne radnje (kroz negativne povratne informacije) vraća sustav u normalan raspon.

Koncept homeostaze također se primjenjuje na uvjete okoliša. Po prvi put, predložio američki ekolog Robert Makartur 1955. godine, ideja da homeostaza u ekosustavima je proizvod kombinacije biološke raznolikosti i veliki broj interakcija u okoliš koji se događaju između vrsta.

Takva pretpostavka smatrala se konceptom koji bi mogao pomoći objasniti održivost ekološkog sustava, odnosno njegovo očuvanje kao određenu vrstu ekosustava tijekom vremena. Od tada se koncept promijenio i uključio neživu komponentu ekosustava. Ovaj izraz koristili su mnogi ekolozi za opisivanje uzajamnosti, koji se javlja između živih i neživih komponenti ekosustava za održavanje statusa quo.

Geassi Hipoteza - model Zemlje koji je predložio engleski znanstvenik James Lavlock, koji razmatra različite životne i nerezidentne komponente kao komponente većeg sustava ili jednog organizma, što ga pretpostavlja da kolektivni napori pojedinih organizama doprinose homeostazi na homeostazu na planetarna razina.

Homeostaza stanica

Stanice ovise o tjelesnom okruženju kako bi se održala održivost i funkcija ispravno. Homeostas podržava tijelo okruženje pod kontrolom i čuva povoljne uvjete za stanične procese. Bez pravih tijela uvjetima, određeni procesi (na primjer, osmoza) i proteini (na primjer, enzimi) neće ispravno funkcionirati.

Zašto je homeostaza važna za stanice? Žive stanice ovise o kretanju kemikalija oko njih. Kemikalije, kao što je kisik, ugljični dioksid i otopljena hrana, moraju se transportirati u stanice i od njih. To se provodi procesima difuzije i osmoze ovisno o ravnoteži vode i soli u tijelu koje su podržane od strane homeostaze.

Stanice ovise o enzima kako bi se ubrzali mnoge kemijske reakcije koje podupiru egzistencije i funkcionalnost stanica. Ovi enzimi najbolje rade na određenim temperaturama, a time i homeostas je od vitalnog značaja za stanice, jer podržava stalnu tjelesnu temperaturu.

Primjeri i mehanizmi homeostaze

Evo nekoliko glavnih primjera homeostaze u ljudskom tijelu, kao i podržavajući njihove mehanizme:

Tjelesna temperatura

Najčešći primjer homeostaze kod ljudi je regulacija tjelesne temperature. Normalna tjelesna temperatura, kao što smo napisali iznad je 37 ° C. Temperatura iznad ili ispod normalnih indikatora može uzrokovati ozbiljne komplikacije.

Mišićna insuficijencija nastaje na temperaturi od 28 ° C. Na 33 ° C postoji gubitak svijesti. Na temperaturi od 42 ° C, središnji živčani sustav počinje srušiti. Smrt se događa na 44 ° C. Tijelo kontrolira temperaturu razvojem ili otpuštanjem viška topline.

Koncentracija glukoze

Koncentracija glukoze odnosi se na količinu glukoze (šećera u krvi) prisutan u krvotoku. Tijelo koristi glukozu kao izvor energije, ali njegov višak ili nedostatak može uzrokovati ozbiljne komplikacije. Neki hormoni kontroliraju koncentraciju glukoze u krvi. Inzulin smanjuje koncentraciju glukoze, dok se kortizol, glukagon i kateholamini povećavaju.

Razine kalcija

Kosti i zubi sadrže približno 99% kalcija u tijelu, dok se preostalih 1% kruži u krvi. Previše ili nedovoljan sadržaj kalcija u krvi ima negativne posljedice. Ako je razina kalcija u krvi previše smanjena, parahitoidne žlijezde aktiviraju svoje receptore, osjetljive na kalcij i otpustite paratiroidni hormon.

PTH signalizira kosti potrebe za oslobađanjem kalcija kako bi se povećala njegova koncentracija u krvotoku. Ako se razina kalcijeva poveća, štitnjača ispušta kalcitonin i popravlja višak kalcija u kostima, čime se smanjuje količina kalcija u krvi.

Volumen tekućine

Tijelo mora održavati konstantno unutarnje okruženje, što znači da treba regulirati gubitak ili nadopunu tekućine. Hormoni pomažu prilagoditi ovu ravnotežu, uzrokujući izlučivanje ili tekućinu za držanje. Ako tijelo nema dovoljno tekućine, antidiuretski hormon signalizira bubrege o očuvanju tekućine i smanjuje prinos urina. Ako tijelo sadrži previše tekućine, potiskuje aldosteron i signalizira veću količinu urina.