Хомеостаза је способност одржавања релативно стабилног унутрашњег стања које траје и поред промена у свету споља. Сви живи организми, од биљака до штенад до људи, морају да регулишу своје унутрашње окружење како би прерадили енергију и на крају преживели. Ако вам крвни притисак расте или, на пример, телесна температура пада, на пример, ваши органски системи се можда боре да раде свој посао и на крају не успеју.
Зашто је хомеостаза важна
Физиолог Валтер Цаннон сковао је термин "хомеостаза" 1920-их, проширујући се на претходни рад покојног физиолога Цлауда Бернарда. У 1870-им, Бернард је описао како сложени организми морају одржавати равнотежу у свом унутрашњем окружењу, или "миљеу интериеур","да би водио" слободан и независан живот "у свету ван њега. Цаннон је похађао концепт и увео хомеостазу популарној публици кроз своју књигу" Мудрост тела "(Бритисх Медицал Јоурнал, 1932).
Позната као основна начела физиологије, Цаннонова основна дефиниција хомеостазе и данас је у употреби. Израз потјече од грчких коријена што значи „слично“ и „стање стабилности“. Префикс „хомео“ наглашава да хомеостаза не делује као термостат или темпомат у аутомобилу, фиксирана на једној прецизној температури или брзини. Уместо тога, хомеостаза држи важне физиолошке факторе унутар прихватљивог распона вредности, показало је преглед у часопису Аппетите.
На пример, људско тело регулише своје унутрашње концентрације водоника, калцијума, калијума и натријума, наелектрисаних честица на које се ћелије ослањају за нормално функционисање. Хомеостатички процеси такође одржавају ниво воде, кисеоника, пХ и шећера у крви, као и основну телесну температуру, према прегледу из 2015 у часопису Адванцес ин Пхисиологи Едуцатион.
У здравим организмима се хомеостатички процеси одвијају стално и аутоматски, наводи Сциентифиц Америцан. Вишеструки системи често раде у тандему да би задржали јединствен физиолошки фактор, попут телесне температуре. Ако ове мере пропадну или пропадну, организам може подлећи болести или чак смрти.
Како се одржава хомеостаза
Многи хомеостатички системи слушају сигнале невоље од тела да би знали када кључне варијабле испадају из њиховог одговарајућег распона. Нервни систем открива та одступања и пријављује се контролном центру, често смештеном у мозгу. Тада контролни центар усмерава мишиће, органе и жлезде да се исправе због поремећаја. Континуирана петља поремећаја и прилагођавања позната је као "негативна повратна спрега", према он-лине уџбенику Анатомија и физиологија.
На пример, људско тело одржава температуру језгре од око 98,6 степени Фаренхајта (37 степени Целзијуса). Када се прегреју, термосензори у кожи и мозгу оглашавају аларм, покрећући ланчану реакцију која усмерава тело да се зноји и испира. Када се охлади, тело реагује дрхтањем и смањујући циркулацију крви у кожи. Слично томе, када ниво натријума порасте, тело сигнализира бубрезима да сацувају воду и избацују сувишну со у концентрованом урину, према две студије које финансира НИХ.
Животиње ће такође прилагодити своје понашање као одговор на негативне повратне информације. На пример, када се загрејемо, можемо изгубити слој одеће, премјестити се у хладу или попити чашу воде.
Савремени модели хомеостазе
Концепт негативне повратне информације потиче из Цанноновог описа хомеостазе 1920-их година и представљало је прво објашњење како хомеостаза делује. Али последњих деценија многи научници тврде да су организми у стању да предвиде потенцијалне поремећаје хомеостазе, уместо да на њих реагују само након чињенице.
Овај алтернативни модел хомеостазе, познат као алостаза, подразумева да се идеална постављена тачка за одређену променљиву може променити као одговор на пролазне промене животне средине, према чланку из 2015. из психолошког прегледа. Тачка се може померати под утицајем циркадијанских ритмова, менструалног циклуса или дневних колебања телесне температуре. Постављене тачке могу се такође променити као одговор на физиолошке појаве, попут врућице, или надокнадити више хомеостатских процеса који се одвијају у исто време, према прегледу 2015 у Напретцима у физиолошком образовању.
"Сама постављена места нису фиксна, али могу показати прилагодљиву пластичност", рекао је Арт Воодс, биолог са Универзитета Монтана у Миссоули. "Овај модел омогућава предвиђајуће реакције на предстојеће потенцијалне сметње да би се поставиле тачке."
На пример, у ишчекивању оброка, тело излучује додатни инсулин, грелин и друге хормоне, према прегледу из Аппетита из 2007. године. Ова превентивна мера припрема тело за надолазећу поплаву калорија, уместо да се бори за контролу шећера у крви и енергије.
Способност померања постављених тачака омогућава животињама да се прилагоде на краткотрајне стресоре, али оне могу пропасти услед дугорочних изазова, као што су климатске промене.
"Активирање хомеостатских система одговора може бити у реду за кратко време", рекао је Воодс. Али нису осмишљени тако да трају дуго. "Хомеостатички системи могу катастрофално да пропадну ако су одгурнути предалеко; тако да, иако систем може да поднесе краткорочне нове климе, можда неће моћи да поднесе веће промене током дужег временског периода."
Одржавање протока информација
Хомеостатички системи су се можда првенствено развили како би помогли организмима да одржавају оптималну функцију у различитим окружењима и ситуацијама. Али, према есеју из 2013. у часопису Трендс ин Ецологи & Еволутион, неки научници теоретизирају да хомеостаза првенствено пружа "тиху позадину" да ћелије, ткива и органи комуницирају једни са другима. Теорија каже да хомеостаза организамима олакшава извлачење важних информација из околине и сигнале шатла између делова тела.
Без обзира на своју еволутивну сврху, хомеостаза је готово век обликовала истраживање науке о животу. Иако се углавном расправља у контексту физиологије животиња, хомеостатски процеси такође омогућавају биљкама да управљају залихама енергије, негу ћелије и одговоре на изазове околине. Поред биологије, друштвене науке, кибернетика, рачунарска наука и инжењерство користе хомеостазу као оквир за разумевање како људи и машине одржавају стабилност упркос поремећајима.
Додатни ризвори:
