Какво е хомеостаза?

Хомеостазата е процес на физиологична стабилност на живия организъм

Хомеостаза

Изображение: Джон Джаксън в Unsplash

Думата хомеостаза произлиза от гръцките радикали homeo (същото) и stasis (да остане) и е измислена от американския лекар и физиолог Уолтър Кенън. Терминът се използва за обозначаване на свойството на организма да остане в равновесие, независимо от промените, които се случват във външната среда.

Хомеостазата се гарантира от набор от процеси, които предотвратяват промени във физиологията на организма. Ако условията на външната среда търпят постоянни вариации, хомеостатичните механизми са това, което гарантира, че ефектите от тези промени за организмите са минимални.

Хомеостатични механизми

Механизмите, които контролират телесната температура, рН, обема на телесните течности, кръвното налягане, сърдечната честота и концентрацията на елементи в кръвта, са основните инструменти, използвани за поддържане на физиологичния баланс. Като цяло тези механизми работят чрез отрицателна обратна връзка .

В обратна отрицателен или отрицателната обратна връзка е един от най-важните механизми за поддържане на хомеостазата. Този механизъм гарантира противоположна промяна спрямо първоначалната промяна, тоест действа за намаляване на определен стимул, осигурявайки правилния баланс за тялото. Регулирането на количеството глюкоза в кръвта е пример за отрицателна обратна връзка .

Когато се храним, нивото на кръвната глюкоза се увеличава, стимулирайки производството на инсулин. Този хормон гарантира, че клетките абсорбират глюкозата и съхраняват излишъка й под формата на гликоген, намалявайки нивата на кръвната захар. Когато нивата на глюкозата спаднат, инсулинът спира да се отделя. От друга страна, когато нивата на захар са под нормалното, се получава секреция на глюкагон. Този хормон, за разлика от инсулина, освобождава глюкозата, която се съхранява под формата на гликоген, увеличавайки нивата на веществото в кръвта. С повишаването на нивата на глюкозата секрецията на глюкагон се прекъсва.

Разделяне на хомеостазата

Хомеостазата може да бъде разделена на три под-области: екологична хомеостаза, биологична хомеостаза и човешка хомеостаза.

Екологична хомеостаза

Екологичната хомеостаза се отнася до баланса на планетарно ниво. Според хипотезата на Gaia, разработена от учения Джеймс Ловелок, планетата Земя е огромен жив организъм, способен да получава енергия за функционирането си, да регулира климата и температурата си, да елиминира остатъците си и да се бори със собствените си заболявания, тоест както други живи същества, планетата е организъм, способен да се саморегулира.

Тази хипотеза също така предполага, че живите същества са в състояние да модифицират средата, в която живеят, което я прави по-подходяща за оцеляването им. По този начин Земята ще бъде планета, чийто живот ще контролира поддържането на собствения си живот чрез механизми за обратна връзка и разнообразни взаимодействия. От тази гледна точка цялата планета поддържа хомеостаза.

Концентрацията на въглероден диоксид (CO2) в атмосферата е пример. Без наличието на фотосинтетични организми, нивата на въглероден диоксид в атмосферата биха били много високи, засенчвайки съществуването на кислород и азотни газове. С появата на същества, които извършват фотосинтеза, концентрацията на въглероден диоксид значително намалява, увеличавайки нивата на кислород и азотни газове, което позволява адекватни условия за появата и оцеляването на други организми.

Биологична хомеостаза

Биологичната хомеостаза съответства на поддържането на вътрешната среда в допустими граници. Вътрешната среда на живия организъм се състои основно от телесните му течности, които включват кръвна плазма, лимфа и други междуклетъчни течности. Поддържането на стабилни условия в тези течности е от съществено значение за живите същества. Ако са непостоянни, те могат да навредят на генетичния материал.

Изправен пред известна вариация на външната среда, един организъм може да бъде регулатор или конформист. Регулаторните органи са тези, които харчат енергия, за да поддържат вътрешната си среда със същите характеристики. От своя страна конформистките тела предпочитат да не харчат енергия, за да контролират вътрешната си среда. Ендотермичните животни например са в състояние да поддържат постоянна телесна температура от вътрешни механизми. Ектопичните животни, от друга страна, се нуждаят от външни източници на топлина, за да повишат и поддържат постоянната си телесна температура. Следователно бозайниците могат да останат дълго време, без да бъдат изложени на слънце, докато влечугите и земноводните се нуждаят от топлината на околната среда, за да се затоплят.

Хомеостаза на човека

Хомеостазата при човека се гарантира от определени физиологични процеси, които протичат в организмите координирано. Механизмите, които контролират телесната температура, рН, обема на телесните течности, кръвното налягане, сърдечната честота и концентрацията на елементи в кръвта, са основните инструменти, използвани при физиологичния контрол, както беше споменато по-рано. Ако тези фактори са в дисбаланс, те могат да повлияят на появата на химични реакции, необходими за поддържането на тялото.

Термичната регулация е пример за физиологичен механизъм, който тялото използва, за да поддържа постоянната си температура. Когато практикуваме физическа активност, телесната ни температура има тенденция да се повишава. Тази промяна обаче се улавя от нервната система, която задейства отделянето на пот, отговорна за охлаждането на тялото ни при изпаряване.

Заключение

Поддържането на равновесие на вътрешната среда е от съществено значение за правилното функциониране на системите, изграждащи тялото на всяко живо същество. Ензимите например са вещества, които действат като биологични катализатори, ускорявайки скоростта на различни реакции. За да изпълняват функцията си, те се нуждаят от подходяща среда, с температура и рН в нормални граници. Следователно балансираното тяло е здраво тяло.