Caracteristici, funcții, exemple și mecanisme pentru menținerea homeostaziei

Homeostasis - orice proces de auto-reglare prin care sistemele biologice se grăbesc să mențină stabilitatea internă, adaptându-se la condiții optime pentru supraviețuire. Dacă homeostazia are succes, atunci viața continuă, altfel va avea loc dezastru sau moarte. Stabilitatea obținută este de fapt un echilibru dinamic, care are loc schimbări continue, dar predomină condiții relativ omogene.

Caracteristici și rol de homeostază

Orice sistem în echilibru dinamic dorește să obțină o stare de echilibru, un echilibru care se opune modificărilor externe. Atunci când un astfel de sistem este rupt, dispozitivele de control încorporate reacționează la abaterile pentru a instala un nou echilibru. Un astfel de proces este unul dintre comenzile cu feedback. .

Un alt exemplu de reglare homeostatică în sistemul mecanic este acțiunea unui controler de temperatură sau termostatului de cameră. Căldura termostatului este o bandă bimetalic care răspunde la modificările temperaturii, completarea sau perturbarea circuitului electric. . La nivelul specificat, lanțul este întrerupt, cuptorul se oprește, iar temperatura scade.

Cu toate acestea, sistemele biologice având o complexitate mai mare au autorități de reglementare care sunt greu de comparat cu dispozitivele mecanice.

După cum sa menționat mai devreme, termenul homeostază se referă la menținerea mediului interior al corpului în limite înguste și rigid controlate. Principalele funcții importante pentru menținerea homeostazelor sunt echilibrul fluidelor și electroliților, reglarea acidului, termoregularea și controlul metabolic.

Temperatura de control a corpului în oameni este considerată un exemplu excelent de homeostază în sistemul biologic. Temperatura normală a corpului este de aproximativ 37 ° C, dar diferiți factori pot afecta acest indicator, incluzând hormoni, rata metabolică și bolile care duc la temperaturi excesiv de ridicate sau scăzute. Controlul temperaturii de control este controlat de o zonă creier numită hipotalamus.

Feedback-ul de pe temperatura corpului este transferat prin fluxul sanguin la creier și duce la ajustări compensatorii ale ratei respiratorii, nivelurile de zahăr din sânge și viteza metabolică. Pierderea oamenilor la om este asigurată de o scădere a mecanismelor de activitate, de transpirație și de schimb de căldură care permit mai mult sânge să circule în apropierea suprafeței pielii.

Reducerea pierderii de căldură se efectuează datorită izolării, reducerii circulației asupra pielii și a schimbărilor culturale, cum ar fi utilizarea de îmbrăcăminte, locuințe și surse de căldură terță parte. . Pe măsură ce abordați oricare dintre cele două extreme, acțiunea corectivă (prin feedback negativ) returnează sistemul la intervalul normal.

Conceptul de homeostază este, de asemenea, aplicat condițiilor de mediu. Pentru prima dată, propus de ecologul american Robert Makartur în 1955, ideea că homeostazia în ecosisteme este un produs de combinație de biodiversitate și un număr mare de interacțiuni de mediu care apar între specii.

. De atunci, conceptul sa schimbat oarecum și a pornit componenta non-vie a ecosistemului. .

Ipoteza GEASI - modelul Pământului propus de omul de știință englez, James Lavlock, care ia în considerare diverse componente de viață și nerezidente ca și componentele unui sistem mai mare sau un singur organism, ceea ce îl asumă faptul că eforturile colective ale organismelor individuale contribuie la homeostază pe Nivelul planetar.

Celulele Homeostas

Celulele depind de mediul corporal pentru a menține viabilitatea și funcția corectă. Homeostasis sprijină mediul corporal sub control și păstrează condiții favorabile pentru procesele celulare. Fără condițiile corpului corect, anumite procese (de exemplu, osmoză) și proteine ​​(de exemplu, enzime) nu vor funcționa corect.

De ce homeostaza este importantă pentru celule? Celulele vii depind de mișcarea substanțelor chimice din jurul lor. Produse chimice, cum ar fi oxigenul, dioxidul de carbon și alimentele dizolvate, trebuie transportate în celule și de la ele. .

Celulele depind de enzimele pentru a accelera numeroase reacții chimice care susțin mijloacele de trai și funcționalitatea celulelor. .

Exemple și mecanisme de homeostază

Iată câteva exemple majore de homeostază în corpul uman, precum și sprijinirea mecanismelor lor:

Temperatura corpului

Cel mai frecvent exemplu de homeostază la om este reglementarea temperaturii corporale. Temperatura normală a corpului, așa cum am scris mai sus este de 37 ° C. Temperatura de mai sus sau sub indicatorii normali poate provoca complicații grave.

Insuficiența musculară apare la o temperatură de 28 ° C. La 33 ° C există o pierdere de conștiință. La o temperatură de 42 ° C, sistemul nervos central începe să se prăbușească. Moartea are loc la 44 ° C. Organismul controlează temperatura prin dezvoltarea sau eliberarea excesului de căldură.

Concentrația de glucoză

Concentrația de glucoză se referă la cantitatea de glucoză (zahăr din sânge) prezentă în fluxul sanguin. Corpul utilizează glucoză ca sursă de energie, dar excesul sau dezavantajul său poate provoca complicații grave. Unii hormoni controlează concentrația de glucoză din sânge. Insulina reduce concentrația de glucoză, în timp ce cortizolul, glucagonul și catecolaminele cresc.

Nivelurile de calciu

Oasele și dinții conțin aproximativ 99% calciu în organism, în timp ce restul de 1% sunt circulați în sânge. Conținutul de calciu prea mare sau insuficient din sânge are consecințe negative. Dacă nivelul de calciu din sânge este prea mult, glandele parachitoide își activează receptorii, sensibili la calciu și eliberează hormonul paratiroidian.

PTH semnalează oasele nevoii de a elibera calciul pentru a-și spori concentrarea în sânge. Dacă nivelul de calciu crește prea mult, glanda tiroidă eliberează calcitonină și rezolvă excesul de calciu în oase, reducând astfel cantitatea de calciu din sânge.

Volumul lichidului

. Hormonii ajută la ajustarea acestui echilibru, provocând excreție sau deține fluid. Dacă organismul nu are suficient lichid, hormonul antidionsursibil semnalează rinichii cu privire la conservarea lichidului și reduce randamentul de urină. Dacă corpul conține prea mult fluid, suprimă aldosteronul și semnalează o cantitate mai mare de urină.