HOMEOSTAS: EXEMPEL, MEKANISMER, FUNKTIONER - BIOLOGI - 2025

Den homeostas definieras som uppsättningen av fenomen av autoreglering leder till upprätthållandet av "post" i den kemiska sammansättningen och fysiokemiska egenskaper hos den inre miljön i en organism.

Ordet homeostasis härrör från det grekiska "oμoιo", som läses "homos" och som betyder "liknande" eller "liknande" och från suffixet "στασισ", som läses "stasis", vilket betyder "fast", "permanent" eller "stabil."

Erytrocyt och hemoglobinhomeostas. commons.wikimedia.org

Termen avser inte en inre balans eller jämvikt, utan snarare till upprätthållandet av ett konstant tillstånd, eftersom ett tillstånd av balans eller jämvikt i ett levande väsen betyder död. Denna konstans upprätthålls aktivt av kroppen, trots de förändringar som kan uppstå i den yttre miljön.

Bakgrund

Claude Bernard (1813-1878) i slutet av 1870-talet var den första som hänvisade till konstansen för "milieu intérieur" (från franska interna medelvärden), som representerar det som nu kallas extracellulär vätska, där cellerna i en organisme är nedsänkta och tack vare vilka de hålls vid liv.

Studien av konstansen hos den inre miljön definierad av Bernard är vad vi idag känner som fysiologi. Ordet "fysiologi" kommer från de grekiska orden "fysis" (ϕυυsis) och "logotyp" (λoyo), som betyder "natur, sätt att vara, essens eller naturligt tillstånd" respektive "vad som sägs om något", respektive .

Många år senare, omkring 1933, var den amerikanska fysiologen Walter Cannon den som myntade termen homeostas för att beskriva de mekanismer som varje levande varelse måste hålla förhållandena för dess extracellulära vätska konstant.

Exempel på några fysiologiskt relevanta homeostatiska funktioner kan vara upprätthållande av blodtryck, kroppstemperatur, blodglukoskoncentration, elektrolytnivåer i blodplasma, etc., som upprätthålls i ett begränsat intervall trots stora skillnader mellan kropp och miljö.

Homeostas koncept

Homeostas är förmågan hos alla flercelliga levande varelser att upprätthålla vissa parametrar eller konstanta förhållanden i sin inre miljö, oavsett hur olika miljön som omger den och hur fluktuerande miljöförhållandena är.

Denna så kallade "inre miljö" motsvarar den extracellulära vätskan, som finns i det interstitiella utrymmet (mellan en vävnads cell och cell) och till den intravaskulära vätskan eller blodvätskan i djur.

Homeostas är ett av de viktigaste begreppen inom medicin och fysiologi (av djur och växter) eftersom alla levande organismer behöver sina kroppar för att fungera inom ett mycket smalt intervall av förhållanden, nämligen: pH, temperatur, koncentration av joner, mängd vatten, koncentration av näringsämnen, bland andra.

Vissa författare anser att ”alla vitala mekanismer, oavsett hur varierande de har, har det enda målet att bevara de ständiga förhållandena i livet i den inre miljön”, varför homeostasen definierar praktiskt taget alla interna funktioner i ett varelse Levande.

Att bevara eller upprätthålla interna förhållanden är möjligt tack vare ett kontrollsystem som fungerar med negativ eller positiv feedback (i mindre utsträckning).

Detta system tillåter att, när viktiga förändringar inträffar i någon av de ovannämnda parametrarna, dessa förändringar snabbt "neutraliseras", vilket ger kroppen tillbaka till sitt normala tillstånd.

Således består homeostas av kroppens svarssystem för att hantera miljöförhållanden och de förändringar som en organisme utsätts för permanent.

Homeostatiska mekanismer

Homeostas uppnås tack vare den omfattande integrationen mellan många av en organisms kroppssystem.

Cannon (1929) klassificerar homeostatiska mekanismer beroende på vad som regleras, det vill säga på "ammunition" eller "leveranser" som erhålls från den yttre miljön eller från inneboende "processer".

Homeostas i blodsocker (Källa: Christinelmiller via Wikimedia Commons)

Homeostas genom reglering av "ammunition" eller "leveranser"

Mekanismerna för homeostas genom reglering av leveranser kännetecknas av:

- Förvaring när det gäller justeringar mellan överflöd eller hungersnöd och behov.

- Överflöde eller utflöde ur kroppen när det finns "oacceptabla överdrivna"

Lagring kan vara av två typer, en tillfällig och den andra genom segregering. Tillfällig lagring, känd som "översvämning eller översvämningslagring", sker genom "översvämning" av interstitiella vävnader med material som har intagits i överflöd.

Lagring genom "segregering", å andra sidan, vilket har att göra med införandet av det intagna materialet i cellerna eller relativt "permanenta" strukturer.

Därför innebär försörjningsreglering homeostas lagring av leveranser när det finns gott om, för att öka reserverna för att möta tider av brist, eller eliminera överskott, när dessa är giftiga.

Homeostas genom processreglering

Även om de flesta av den homeostatiska regleringen beror på användningen av externa material eller "förnödenheter", finns det andra som är mycket tydligare beroende på förändring av kontinuerliga inneboende processer,

De viktigaste exemplen på denna typ av reglering är upprätthållandet av neutralitet och upprätthållandet av temperaturen hos homeotermiska djur (som kan reglera deras kroppstemperatur internt).

Postulat för homeostatisk reglering

Cannon föreslog 1925 sex tentativa postulater för att beskriva de fysiologiska faktorerna som är ansvariga för upprätthållandet av den inre "konstansen" i kroppen av ett levande varelse:

1- I ett öppet system såsom ett djurskropp, som består av instabila material och som permanent utsätts för varierande förhållanden, är "konstans" eller homeostas direkt bevis på att det finns system som fungerar eller är redo att fungera för att upprätthålla nämnda beständighet.

2- Om en organisme eller ett kroppssystem upprätthåller homeostas beror det bara på att någon tendens till "förändring" automatiskt "neutraliseras" genom en ökning av effektiviteten hos en eller flera faktorer som motstår förändring.

3- Varje faktor som fungerar för att upprätthålla homeostas genom handling i en riktning kan inte agera samtidigt i motsatt riktning.

4- Homeostatiska medel som är antagonister i en region i kroppen, kan samarbeta eller arbeta tillsammans i en annan region.

5- Det reglerande systemet som bestämmer ett homeostatiskt tillstånd kan bestå av ett stort antal faktorer som "aktiveras" samtidigt eller efter varandra (i följd).

6- När en faktor är känd som kan ändra det homeostatiska tillståndet i en riktning, är det rimligt att söka efter en automatisk kontroll för den faktorn eller för faktorer som har motsatt effekt.

Funktioner för homeostasis

Huvudfunktionen med homeostas eller homeostatiska mekanismer är att upprätthålla en inre "balans" i kroppen av levande organismer, särskilt med avseende på parametrar som temperatur (homeotermiska djur), koncentrationen av joner och vatten, intaget av näringsämnen etc.

Att upprätthålla "konstanta" interna förhållanden inom ett ganska smalt område och ofta avsevärt skiljer sig från förhållandena i den yttre miljön eller miljön, är avgörande för att kroppssystem kan fungera och därför för livet i själv, vilket är anledningen till homeostas som är avgörande för alla flercelliga levande varelser.

Psykologisk homeostas

Psykologisk homeostas är en term som hänvisar till de psykologiska eller beteendemekanismer som människor måste balansera "känslorna" av behov och tillfredsställelse för att upprätthålla vad varje individ känner igen eller uppfattar som ett "normalt tillstånd".

Även om mekanismerna för kontroll eller reglering av psykologisk homeostas skiljer sig avsevärt från de som kännetecknar fysiologisk homeostas, är båda processerna nära besläktade.

Psykologiska homeostatiska mekanismer måste göra många gånger med självbevarande, utveckling och reproduktion, anpassning etc. för att nämna några.

Exempel på homeostas i människokroppen

Några av exemplen på homeostas är upprätthållandet av den inre kroppstemperaturen hos människor, upprätthållandet av glukosnivåer, regleringen av blodtrycket eller driften av en termostat.

- Homeostas hos människor

1- Intern kroppstemperatur

Människans inre kroppstemperatur är ett bra exempel på homeostas. När en person är frisk förblir deras kroppstemperatur på 37 C. Kroppen kan kontrollera temperaturen genom att skapa eller släppa värme.

2- Bibehållande av glukosnivåer

Glukos är en typ av socker som finns i blodomloppet, men kroppen måste hålla tillräckliga nivåer av glukos för att säkerställa att en person förblir frisk.

När glukosnivåerna blir för höga släpper bukspottkörteln ett hormon som kallas insulin. Om dessa nivåer faller för låga, konverterar levern glykogen i blodet till glukos igen, vilket höjer nivåerna.

3- Funktioner i lymfsystemet

När bakterier eller virus som kan göra dig sjuk kommer in i kroppen, kämpar lymfsystemet tillbaka för att hjälpa till att upprätthålla homeostas, arbetar för att bekämpa infektion och se till att du håller dig frisk.

4 - Reglering av blodtrycket

Att upprätthålla hälsosamt blodtryck är ett exempel på homeostas. Hjärtat kan upptäcka förändringar i blodtrycket, vilket gör att det skickar signaler till hjärnan, som sedan skickar signaler som säger hjärtat hur man ska reagera.

Om blodtrycket är för högt måste naturligtvis hjärtat sakta ner; medan det är för lågt måste hjärtat tävla.

5- Balans mellan syror och baser

Den mänskliga kroppen innehåller kemikalier som kallas syror och baser, och en korrekt balans av dessa är nödvändig för att kroppen ska fungera optimalt. Lungorna och njurarna är två av organsystemen som reglerar syror och baser i kroppen.

6- Vattennivå

Mer än hälften av procenten av människans kroppsvikt är vatten, och att upprätthålla rätt vattenbalans är ett exempel på homeostas. Celler som innehåller för mycket vatten sväller och kan till och med spränga.

Celler med för lite vatten kan hamna krympa. Din kropp har en tillräcklig vattenbalans så att ingen av dessa situationer inträffar.

7- Kalciumkontroll

Reglering av kalciumnivåer av människokroppen är ett exempel på homeostas. När nivåerna sjunker släpper parathyreoidea hormoner. Om kalciumnivåerna blir för höga, hjälper sköldkörteln att fixa kalcium i benen och sänker kalciumnivån i blodet.

8- Fysisk träning

Motion får kroppen att behålla homeostasen genom att skicka laktat till musklerna för energi.

Med tiden signalerar detta också hjärnan att det är dags att sluta träna, så att musklerna kan få det syre de behöver.

9- nervsystem och andning

Nervsystemet hjälper till att upprätthålla homeostas i andningsmönster. Eftersom andning är ofrivillig, garanterar nervsystemet att kroppen får nödvändigt syre vid andning.

10- urinvägar

När toxiner kommer in i ditt blod stör de kroppens homeostas. Den mänskliga kroppen svarar emellertid genom att befria sig från dessa gifter genom användning av urinvägssystemet.

En individ tappar helt enkelt gifter och andra otäcka saker från blodet, vilket återställer homeostasen till människokroppen.

11- Rising of the skin

När du lider av den här känslan av "gåsbulor" beror det på en process med homeostas som tjänar till att minska mängden värme som utstrålas av huden. Det var en mycket typisk process i huden hos våra primitiva förfäder, men den har bibehållits trots hårförlust i större delen av kroppen.

12- Skakar eller skakar

När vi skakar på grund av kylan beror det på att hjärnan skickar signaler för musklerna för att säga att temperaturnivån är under den som rekommenderas för vår hälsa. Det vill säga muskelns skakning är ett sätt att motverka förkylningen.

13- Vasodilation och vasokonstriktion

Vasodilatation är en utvidgning av blodkapillärerna för att kyla blodet och bekämpa överskjutande värme. Vasokonstriktion är motsatsen, eftersom det är en minskning av kapillärerna så att i kalla miljöer kan blodvärme bevaras.

- Teknologiska homeostatiska mekanismer och andra

11- Termostat

Termostater som fungerar genom att sätta på och stänga av värmare eller luftkonditioneringsapparater som svar på en temperatursensor.

12- Varvtalsregulator

Kryssning av fordon som justerar bilens gasreglage som svar på hastighetsförändringar.

13- Autopilot

En autopilot som driver riktningskontrollerna för ett luftfartyg eller fartyg som svar på avvikelse från banan eller från en förinställd kompassrubrik.

14- Kontroller i branscher

Processkontrollsystemen i en kemisk anläggning eller ett oljeraffinaderi som upprätthåller vätskenivåer, tryck, temperatur, kemisk sammansättning etc. styrning av värmare, pumpar och ventiler.

15- Ångmotorregulator

Den centrifugala regulatorn i en ångmotor som reducerar gasventilen som svar på ökande motorvarvtal, eller öppnar ventilen om hastigheten sjunker under den förutbestämda hastigheten.

16- Business homeostasis

Det hänvisar till ett företags förmåga att behålla sitt jämviktsläge, motverka intern och extern turbulens genom att absorbera kontextuell variation.

- Homeostas i djur och miljö

För varmblodiga djur som däggdjur och fåglar är homeostas en kombination av inre processer som involverar hormoner, det endokrina systemet och metabolism.

Å andra sidan, för kallblodiga djur som ormar, som inte har sådana inre system, måste de lita på sin yttre miljö för att upprätthålla homeostasen.

17- Hormoner

I vissa populationer av små däggdjur som möss och kaniner, när deras antal ökar av någon anledning, skapar överbelastning ökande stress som skadar sköldkörteln (vilket gör viktiga hormoner) och en stor del av befolkningen helt enkelt dör av endokrin skada eller hormonell.

18- Termoregulering

När miljön i koldioxid ökar i miljön kan växter växa bättre och därmed ta bort mer koldioxid från atmosfären.

Getingar och bågar finns också i de flesta miljöer från tropiska regnskogar, öknar, subtropiska och tempererade klimat. De kan överleva under så många olika förhållanden eftersom de kan termoregulera sig själva och sina bon.

19- Återvinning av vatten i djungeln

Genom ett system med homeostas upprätthåller tropiska skogar sin förmåga att återvinna vatten. Till exempel omges Amazonasbassängen i norr av savannor och slätter i Venezuela och i söder av savannerna i Brasilien.

Om fukt från Atlanten strömmade direkt tillbaka skulle Amazonas ekosystem bara vara en liten bråkdel av dess nuvarande storlek.

I själva verket pumpar de gigantiska träden i Amazonas regnskogen snabbt fukt i himlen, så att den faller tillbaka på djungeln som regn, vilket förhindrar att betydande mängder vatten dränerar bort i havet.

20- Koraller och koldioxid

Korallpolypper använder koldioxid för att bilda sina skal. Detta hjälper till att minska mängden koldioxid i havet och är ett sätt jorden bekämpar föroreningar och arbetar för att återställa homeostasen.

Med färre koraller absorberar havet mindre koldioxid och lämnar mer i atmosfären.

referenser

1. Blessing W. Den nedre hjärnstammen och kroppslig homeostas (1997). New York: Oxford University Press.
2. Kanon W. Kroppens visdom (1932). New York: WW Norton.
3. Kotas M, Medzhitov R. Homeostasis, inflammation och mottaglighet för sjukdomar (2015). Cell.
4. Riggs D. Kontrollteori och fysiologiska feedbackmekanismer (1970). Baltimore: Williams & Wilkins.
5. Teplyuk N. Nära till perfekt homeostas: exempel på universell åldrande regel som groddar undviker (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 grundläggande teknik för homeostase (2007). New York.