HOMEOSZTÁZIS: PÉLDÁK, MECHANIZMUSOK, FUNKCIÓK - BIOLÓGIA - 2026

A homeosztázis meghatározása az önszabályozás jelenségeinek halmaza, amely a szervezet belső környezetének kémiai összetételében és fizikai-kémiai tulajdonságaiban "rekord" megőrzéséhez vezet.

A homeosztázis szó a görög "oμoιo" -ból származik, amelyet "homos" -nak hívnak, és amely "hasonló" vagy "hasonló" jelent, valamint a "στασισ" utótagból, amelyet "stasis" -nak, ami "rögzített", "állandó" -ot jelent vagy "stabil".

Vörösvértest és hemoglobin homeosztázis. commons.wikimedia.org

A kifejezés nem a belső egyensúlyra vagy az egyensúlyra utal, hanem egy állandó állapot fenntartására, mivel az élőlény egyensúlyi vagy egyensúlyi állapota halált jelent. Ezt az állandóságot a test aktívan fenntartja, annak ellenére, hogy a külső környezetben felmerülhetnek változások.

Háttér

Claude Bernard (1813-1878) volt az 1870-es évek végén az első, aki a „milieu intérieur” (franciául belső értelemben vett) állandóságára utal, amely ma az extracelluláris folyadék néven ismert, amelyben a szervezet sejtjei elmerülnek, és ennek köszönhetően életben maradnak.

A belső környezet állandóságának tanulmányozása, amelyet Bernard határozott meg, az, amit ma fiziológiának tudunk. A „fiziológia” szó a „physis” ((υυsis) és a „logo” (λoyo) görög szavakból származik, amelyek jelentése „természet, létezés módja, lényege vagy természetes állapota”, illetve „amit valamit mondnak”..

Sok évvel később, 1933 körül, az amerikai fiziológus, Walter Cannon volt az, aki a homeosztázis kifejezést fogalmazta meg, hogy leírja azokat a mechanizmusokat, amelyeknek minden élőlénynek meg kell őriznie az extracelluláris folyadék körülményeit.

Néhány élettani szempontból releváns homeosztatikus funkcióra példa lehet a vérnyomás, a testhőmérséklet, a vércukorszint, a vérplazma elektrolitszintjének fenntartása stb. korlátozott tartományban, a test és a környezet közötti nagy különbségek ellenére.

Homeosztázis fogalma

A homeosztázis minden többsejtű élőlény képessége megőrizni bizonyos paramétereit vagy állandó körülményeit belső környezetében, függetlenül attól, hogy milyen különféle a körülvevő környezetben, és milyen ingadozó a környezeti feltételek.

Ez az úgynevezett "belső környezet" az extracelluláris folyadéknak felel meg, amely az intersticiális térben található (a szövet sejtje és a szövet sejtje között), és az intravaszkuláris folyadéknak vagy az állatok vérfolyadékának.

A homeosztázis az orvostudomány és a fiziológia (állatok és növények) egyik legfontosabb fogalma, mivel minden élő organizmusnak szüksége van testére, hogy nagyon szűk körülmények között működjön, nevezetesen: pH, hőmérséklet, koncentráció ionok, vízmennyiség, tápanyagok koncentrációja, többek között.

Egyes szerzők szerint „minden létfontosságú mechanizmus, függetlenül attól, hogy változatos legyen, kizárólagos célja az állandó életkörülmények megőrzése a belső környezetben”, ezért a homeosztázis meghatározza egy lény gyakorlatilag minden belső funkcióját élő.

A belső feltételek megőrzése vagy fenntartása olyan ellenőrző rendszernek köszönhető, amely negatív vagy pozitív visszajelzésekkel (kisebb mértékben) működik.

Ez a rendszer lehetővé teszi, hogy ha az említett paraméterek bármelyikében jelentős változások történnek, ezeket a változásokat gyorsan "semlegesítik", és ezáltal a test visszatér normál állapotába.

A homeosztázis tehát a test válaszrendszereiből áll, hogy megbirkózzon a környezeti feltételekkel és azokkal a változásokkal, amelyek egy organizmusnak állandóan ki vannak téve.

Homeosztatikus mechanizmusok

A homeosztázis a szervezet sok testének rendkívüli integrációja révén érhető el.

Cannon (1929) osztályozza a homeosztatikus mechanizmusokat attól függően, hogy mi van szabályozva, vagyis a "lőszerről" vagy a "környezetből" vagy a belső folyamatokból beszerezhető "készletre".

Vércukorszint homeosztázis (Forrás: Christinelmiller a Wikimedia Commons segítségével)

Homeosztázis "lőszerek" vagy "készletek" szabályozásával

A homeosztázis mechanizmusait az ellátás szabályozásával a következők jellemzik:

- Tárolás a bőség vagy éhínség pillanatai és szükségletei közötti beállítások szempontjából.

- Túlcsordulás vagy ürítés a testből, ha "elviselhetetlen többletek" vannak

A tárolás kétféle lehet: az egyik átmeneti és a másik a szétválasztás révén. Az átmeneti tárolás, az úgynevezett "árvíz- vagy túlcsordulás-tárolás" úgy történik, hogy a közbeeső szövetek "elárasztják" olyan anyagokat, amelyeket bőségesen fogyasztanak be.

A tárolás "szegregációval", másrészt azzal kapcsolatos, hogy az elfogyasztott anyag bekerüljön a cellákba vagy viszonylag "állandó" struktúrákba.

Ezért a készletszabályozási homeosztázis azt jelenti, hogy a készletek tárolása akkor áll rendelkezésre, ha van ilyen mennyiség, a tartalékok növelése érdekében, hogy megfeleljenek a hiányviszonyoknak, vagy a többletek kiküszöbölése, ha ezek mérgezőek.

Homeosztázis folyamatszabályozással

Bár a homeosztatikus szabályozás nagy része külső anyagok vagy „kellékek” felhasználásától függ, vannak olyanok is, amelyek sokkal nyilvánvalóabban függenek a folyamatos belső folyamatok megváltozásától, Az ilyen típusú szabályozás fő példái a semlegesség fenntartása és a hőmérséklet fenntartása a homeotermikus állatokban (amelyek képesek a testhőmérsékletet belsőleg szabályozni).

A homeosztatikus szabályozás posztulátumai

Cannon 1925-ben hat kísérleti posztulációt javasolt az élő test testében a belső "állandóság" fenntartásáért felelős élettani tényezők leírására:

1- Egy nyitott rendszerben, például egy állati testben, amely instabil anyagokból áll és állandóan változó feltételeknek van kitéve, a "állandóság" vagy a homeosztázis közvetlen bizonyíték arra, hogy vannak olyan rendszerek, amelyek működnek vagy készen állnak az említett karbantartásra. állandóság.

2- Ha egy szervezet vagy egy testrendszer fenntartja a homeosztáziát, akkor az csak azért van, mert a "változásra" való hajlamot automatikusan "semlegesítik" egy vagy több, a változásnak ellenálló tényező hatékonyságának növekedése.

3- Az a tényező, amely a homeosztázis egy irányba történő fenntartásával működik, nem működhet egyidejűleg az ellenkező irányba.

4- Az olyan homeosztatikus szerek, amelyek a test egyik régiójában antagonisták, együttműködhetnek vagy működhetnek együtt egy másik régióban.

5- A homeosztatikus állapotot meghatározó szabályozási rendszer számos tényezőből állhat, amelyek egyszerre vagy egymás után (egymás után) „aktiválódnak”.

6- Ha ismert olyan tényező, amely megváltoztathatja a homeosztatikus állapotot egy irányba, akkor indokolt automatikusan ellenőrizni ezt a tényezőt vagy az ellenkező hatású tényezőket.

A homeosztázis funkciói

A homeosztázis vagy a homeosztatikus mechanizmusok fő funkciója a belső "egyensúly" fenntartása az élő szervezetek testében, különös tekintettel a paraméterekre, például a hőmérsékletre (homeotermikus állatok), az ionok és víz koncentrációjára, a felvételre tápanyagok stb.

Az "állandó" belső feltételek megtartása meglehetősen szűk tartományban és gyakran jelentősen különbözik a külső környezet vagy a környezet feltételeitől, elengedhetetlen a testrendszerek működéséhez, és ezért a önmagában, ezért a homeosztázis nélkülözhetetlen minden többsejtű élőlény számára.

Pszichológiai homeosztázis

A pszichológiai homeosztázis egy olyan kifejezés, amely azon pszichológiai vagy magatartási mechanizmusokra utal, amelyekkel az embereknek egyensúlyba kell hozniuk a szükséglet és az elégedettség „érzéseit” annak érdekében, hogy fenntartsák azt, amit mindenki felismer vagy érzékel, mint „normál állapotot”.

Bár a pszichológiai homeosztázis szabályozásának vagy szabályozásának mechanizmusai jelentősen különböznek a fiziológiai homeosztázisra jellemző mechanizmusoktól, mindkét folyamat szorosan összefügg.

A pszichológiai homeosztatikus mechanizmusoknak sokszor az önmegőrzés, fejlesztés és reprodukció, adaptáció stb.

Példák a homeosztázisra az emberi testben

A homeosztázis néhány példája a belső testhőmérséklet fenntartása az emberekben, a glükózszint fenntartása, a vérnyomás szabályozása vagy egy termosztát működtetése.

- Homeosztázis emberekben

1- Belső testhőmérséklet

Az emberek belső hőmérséklete a homeosztázis nagyszerű példája. Ha az egyén egészséges, akkor a testhőmérséklete 37 ° C-on marad. A test hőszabályozással vagy hőkibocsátással szabályozhatja a hőmérsékletet.

2- A glükózszint fenntartása

A glükóz egy olyan típusú cukor, amely megtalálható a véráramban, de a testnek megfelelő szintű glükózt kell fenntartania annak biztosítása érdekében, hogy az ember egészséges maradjon.

Ha a glükózszint túl magasra emelkedik, a hasnyálmirigy hormont szabadít fel, amelyet inzulinnak hívnak. Ha ezek a szintek túlságosan alacsonyak, a máj a vérben lévõ glikogént ismét glükózzá alakítja, emeli a szintet.

3- A nyirokrendszer funkciói

Amikor a baktériumok vagy vírusok, amelyek betegséget okozhatnak, belépnek a testébe, a nyirokrendszer visszatér, hogy segítse a homeosztázis fenntartását, a fertőzés elleni küzdelemben és az egészség megőrzésében.

4- A vérnyomás szabályozása

Az egészséges vérnyomás fenntartása a homeosztázis példája. A szív észlelheti a vérnyomás változásait, jeleket küldve az agynak, amely jeleket küld a szívnek, hogyan kell reagálni.

Ha a vérnyomás túl magas, természetesen a szívnek le kell lassulnia; míg ha túl alacsony, akkor a szívnek versenyeznie kell.

5- Savak és bázisok egyensúlya

Az emberi test savakkal és bázisként ismert vegyi anyagokat tartalmaz, és ezek megfelelő egyensúlyához szükséges a test optimális működése. A tüdő és a vesék két szervrendszer, amelyek szabályozzák a savakat és bázisokat a testben.

6- Vízszint

Az emberi testtömeg több mint fele víz, és a víz megfelelő egyensúlyának fenntartása a homeosztázis példája. A túl sok vizet tartalmazó sejtek duzzadnak, és akár eltörhetnek.

A túl kevés vizet tartalmazó sejtek zsugorodhatnak. A tested fenntartja a megfelelő víz egyensúlyt, így ezen helyzetek egyikének sem fordulhat elő.

7- Kalcium-szabályozás

A kalciumszint szabályozása az emberi testben a homeosztázis példája. Amikor a szint csökken, a mellékpajzsmirigy hormonokat szabadít fel. Ha a kalciumszint túl magasra emelkedik, a pajzsmirigy segít a csontokban a kalcium rögzítésében és csökkenti a vér kalciumszintjét.

8- Testmozgás

A testgyakorlás fenntartja a test homeosztázisát azáltal, hogy energiát ad az izmokhoz az izmok.

Idővel ez azt is jelzi az agynak, hogy ideje abbahagyni a testmozgást, így az izmok eljuthatnak a szükséges oxigént.

9- Idegrendszer és légzés

Az idegrendszer segíti a homeosztázis fenntartását a légzési mintákban. Mivel a légzés önkéntes, az idegrendszer biztosítja, hogy a test elkapja a szükséges oxigént a légzés során.

10- húgyúti rendszer

Amikor a méreganyagok belépnek a vérbe, ezek megbontják a test homeosztázisát. Az emberi test azonban úgy reagál, hogy megszabadítja ezeket a méreganyagokat a húgyúti rendszer használatával.

Az egyén csak mérgeket és egyéb csúnya dolgokat vizel a vérből, helyreállítva az emberi test homeosztázisát.

11- A bőr felkelése

Ha szenved a „liba dudorok” ilyen érzése, az a homeosztázis folyamatának köszönhető, amely csökkenti a bőr által sugárzott hőmennyiséget. Ez egy nagyon tipikus folyamat volt a primitív őseink bőrén, de a test nagy részén a hajvesztés ellenére is fenntartották.

12- Remegés vagy remegés

Amikor a hideg miatt reszketünk, azért van, mert az agy jeleket küld az izmoknak, hogy elmondják nekünk, hogy a hőmérsékleti szint alacsonyabb az egészségünkhöz ajánlottnál. Vagyis az izom remegése a hideg elleni küzdelem egyik módja.

13- érrendszeri értágítás és érmeghúzás

Az értágítás a vér kapillárisának kiszélesedése, hogy lehűtse a vért és küzdjön a felesleges hő ellen. A vasokonstrikció ellentétes, mivel a kapillárisok szűkülnek, így hideg környezetben a vérhő megőrizhető.

- Technológiai homeosztatikus mechanizmusok és mások

11- Termosztát

Termosztátok, amelyek úgy működnek, hogy a hőmérséklet-érzékelő kimenetére be- és kikapcsolják a fűtőberendezéseket vagy a légkondicionálókat.

12- Sebességszabályozó

Jármű körutazás, amely az autó fojtószelepét beállítja a sebesség változására reagálva.

13 - Autopilot

Autopilóta, amely a légi jármű vagy a hajó irányító vezérlőit működteti a pályáról vagy az előre beállított iránytű irányától való eltérésre adott válaszként.

14 - Irányítás az iparban

Vegyi üzemben vagy olajfinomítóban folyamatvezérlő rendszerek, amelyek fenntartják a folyadékszintet, nyomást, hőmérsékletet, kémiai összetételt stb. fűtőberendezések, szivattyúk és szelepek vezérlése.

15- Gőzmotor-szabályozó

A gőzgép centrifugális szabályozója, amely csökkenti a fojtószelepet a növekvő motor fordulatszáma miatt, vagy kinyitja a szelepet, ha a fordulatszám az előre meghatározott sebesség alá esik.

16 - Üzleti homeosztázis

Ez arra utal, hogy egy társaság képes fenntartani egyensúlyi állapotát, és a belső és külső turbulenciát ellensúlyozni tudja a környezeti változatosság felszívása révén.

- Homeosztázis állatokban és a környezetben

Melegvérű állatok, például emlősök és madarak esetében a homeosztázis a hormonok, az endokrin rendszer és az anyagcsere bevonásával járó belső folyamatok kombinációja.

Másrészről, olyan hidegvérű állatok esetében, mint a kígyók, amelyeknek nincs ilyen belső rendszere, a homeosztázis fenntartása érdekében külső környezetükre kell támaszkodniuk.

17 - Hormonok

A kisméretű emlősök, például az egerek és a nyulak némely populációjában, amikor ezek száma bármilyen okból növekszik, a túlzsúfoltság növekvő stresszt okoz, amely károsítja a pajzsmirigyet (ami alapvető hormonokat képez), és a lakosság nagy része egyszerűen endokrin károsodásból meghal vagy hormonális.

18 - Hőszabályozás

A környezetben, amikor a légköri szén-dioxid szintje növekszik, a növények jobban képesek növekedni, és így több szén-dioxidot távolítanak el a légkörből.

A darázs és a szarvas a legtöbb környezetben megtalálható a trópusi esőerdőkből, sivatagokban, szubtrópusi és mérsékelt éghajlaton. Nagyon sok különböző körülmények között képesek túlélni, mert képesek hőszabályozni magukat és fészkeiket.

19 - A víz újrahasznosítása a dzsungelben

A homeosztázis rendszerén keresztül a trópusi erdők fenntartják a víz újrafelhasználásának képességét. Például az Amazonas-medencét északon Venezuela szavannái és síkságai, délen pedig Brazília szavannái veszik körül.

Ha az Atlanti-óceánból származó nedvesség közvetlenül visszafolyik, az Amazonas ökoszisztéma jelenlegi méretének csak kis része lenne.

Valójában az Amazonas esőerdő hatalmas fái gyorsan pumpálják a nedvességet az égbe, úgy, hogy esőként esik vissza a dzsungelre, megakadályozva ezzel, hogy jelentős mennyiségű víz folyjon az óceánba.

20 - Korallok és széndioxid

A korallpolipok szén-dioxidot használnak héjaik kialakításához. Ez elősegíti az óceán szén-dioxid mennyiségének csökkentését, és ez az egyik módja annak, hogy a Föld harcoljon a szennyezés ellen, és működjön a homeosztázis helyreállításán.

Kevesebb korallok mellett az óceán kevesebb szén-dioxidot szív fel, így többet hagy a légkörben.

Irodalom

1. Blessing W. Az alsó agytörzs és a testi homeosztázis (1997). New York: Oxford University Press.
2. Cannon W. A test bölcsessége (1932). New York: WW Norton.
3. M. Kotas, Medzhitov R. Homeosztázis, gyulladás és betegségérzékenység (2015). Sejt.
4. Riggs D. Kontroll elmélet és élettani visszacsatolási mechanizmusok (1970). Baltimore: Williams és Wilkins.
5. Teplyuk N. A tökéletes homeosztázis: a csíravonal elkerülésének egyetemes öregedési szabályai (2012). Journal of Cellular Biochemistry.
6. Trefil J. Tudományos és technológiai enciklopédia (2001). New York: Taylor és Francis könyvek.
7. Tyrrel A, Timmis J, Greensted A, Owens N. Evolúciós hardver, a homeosztázis alapvető technológiája (2007). New York.