A homeosztázis az élő szervezet fiziológiai stabilitásának folyamata
Kép: John Jackson az Unsplash-ben
A homeosztázis szó a görög homeo (ugyanaz) és a stasis (maradni) radikálisokból származik, és Walter Cannon amerikai orvos és fiziológus találta ki. A kifejezést arra használják, hogy jelezze egy szervezet egyensúlyban maradásának tulajdonságát, függetlenül a külső környezetben bekövetkező változásoktól.
A homeosztázist olyan folyamatok garantálják, amelyek megakadályozzák az organizmus fiziológiájának változásait. Ha a külső környezet körülményei állandóan változnak, a homeosztatikus mechanizmusok garantálják, hogy ezeknek a változásoknak az organizmusokra gyakorolt hatása minimális legyen.
Homeosztatikus mechanizmusok
A testhőmérsékletet, a pH-t, a testnedvek térfogatát, a vérnyomást, a pulzusszámot és az elemek koncentrációját a vérben szabályozó mechanizmusok jelentik a fő eszközt az élettani egyensúly fenntartására. Ezek a mechanizmusok általában negatív visszacsatolással működnek .
A visszacsatolás negatív vagy negatív visszajelzést az egyik legfontosabb mechanizmus a homeosztázis fenntartásában. Ez a mechanizmus ellentétes változást garantál a kezdeti változáshoz képest, vagyis egy bizonyos inger csökkentésében hat, biztosítva a test megfelelő egyensúlyát. A vér glükózmennyiségének szabályozása példa a negatív visszacsatolásra .
Ha eszünk, a vércukorszint emelkedik, serkenti az inzulintermelést. Ez a hormon biztosítja, hogy a sejtek felszívják a glükózt, és feleslegét glikogén formájában tárolják, csökkentve a vércukorszintet. Amikor a glükózszint csökken, az inzulin leáll. Másrészt, ha a cukorszint a normálérték alatt van, glükagon szekréció lép fel. Ez a hormon, az inzulintól eltérően, felszabadítja a glükózt, amely glikogén formájában tárolódik, növelve az anyag szintjét a vérben. A glükózszint emelkedésével a glükagon szekréció megszakad.
A homeosztázis felosztása
A homeosztázis három részterületre osztható: ökológiai homeosztázis, biológiai homeosztázis és emberi homeosztázis.
Ökológiai homeosztázis
Az ökológiai homeosztázis a bolygó szintű egyensúlyra utal. A Gaia hipotézis szerint, amelyet James Lovelock tudós dolgozott ki, a Föld bolygó hatalmas élő szervezet, amely képes energiát nyerni működéséhez, szabályozni éghajlatát és hőmérsékletét, kiküszöbölni a törmeléket és harcolni saját betegségei ellen, vagyis más élőlények, a bolygó önszabályozásra képes organizmus.
Ez a hipotézis azt is sugallja, hogy az élőlények képesek módosítani a környezetet, amelyben élnek, így alkalmasabbá teszik a túlélésükre. Ily módon a Föld olyan bolygó lenne, amelynek élete visszacsatolási mechanizmusok és változatos interakciók révén irányítaná maga az élet fenntartását. Ebből a szempontból az egész bolygó fenntartja a homeosztázist.
A szén-dioxid (CO2) koncentrációja a légkörben erre példa. Fotoszintetikus organizmusok jelenléte nélkül a szén-dioxid szintje nagyon magas lenne a légkörben, ami homályosítja az oxigén- és nitrogéngázok létezését. A fotoszintézist végző lények megjelenésével a szén-dioxid koncentrációja jelentősen csökkent, növelve az oxigén és a nitrogén gázok szintjét, ami megfelelő feltételeket teremtett más szervezetek megjelenéséhez és túléléséhez.
Biológiai homeosztázis
A biológiai homeosztázis megfelel a belső környezet tolerálható határokon belüli fenntartásának. Az élő szervezet belső környezete alapvetően testnedveiből áll, amelyek magukban foglalják a vérplazmát, a nyirokot és más inter- és intracelluláris folyadékokat. Az élőlények számára elengedhetetlen a stabil körülmények fenntartása ezekben a folyadékokban. Ha ingatagok, károsak lehetnek a genetikai anyagokra.
A külső környezet bizonyos eltéréseivel szembesülve egy szervezet szabályozó vagy konformista lehet. A szabályozó testületek azok, amelyek energiát fordítanak belső környezetük azonos jellemzők fenntartására. A konformista testek viszont inkább nem költenek energiát belső környezetük ellenőrzésére. Az endoterm állatok például a belső mechanizmusok révén képesek állandó hőmérsékleten tartani a testhőmérsékletüket. A méhen kívüli állatoknak viszont külső hőforrásokra van szükségük ahhoz, hogy testhőmérsékletüket állandóan megemeljék és fenntartsák. Ezért az emlősök hosszú ideig tartózkodhatnak anélkül, hogy ki lennének téve a napnak, míg a hüllőknek és a kétéltűeknek a melegedéshez a környezet melege szükséges.
Emberi homeosztázis
Az emberi homeosztázist bizonyos élettani folyamatok garantálják, amelyek az organizmusokban összehangoltan fordulnak elő. A testhőmérsékletet, a pH-t, a testnedvek térfogatát, a vérnyomást, a pulzusszámot és az elemek vérkoncentrációját szabályozó mechanizmusok a fiziológiai kontroll fő eszközei, amint azt korábban említettük. Ha ezek a tényezők nincsenek egyensúlyban, akkor befolyásolhatják a test fenntartásához elengedhetetlen kémiai reakciók előfordulását.
A hőszabályozás egy példa egy fiziológiai mechanizmusra, amelyet a test a hőmérséklet állandó szinten tartására használ. Amikor fizikai aktivitást gyakorolunk, testhőmérsékletünk hajlamos emelkedni. Ezt a változást azonban felveszi az idegrendszer, amely kiváltja az izzadság felszabadulását, amely felelős a testünk párolgásakor történő hűtéséért.
Következtetés
A belső környezet egyensúlyban tartása elengedhetetlen az élőlények testét alkotó rendszerek megfelelő működéséhez. Az enzimek például olyan anyagok, amelyek biológiai katalizátorként működnek, felgyorsítva a különféle reakciók sebességét. Funkciójuk ellátásához megfelelő környezetre van szükségük, a hőmérséklet és a pH normál tartományon belül. Ezért a kiegyensúlyozott test egészséges test.
