Homeostáza je proces fyziologické stability živého organismu
Obrázek: John Jackson ve hře Unsplash
Slovo homeostáza pochází z řeckých radikálů homeo (stejné) a stagnace (zůstat) a vytvořil jej americký lékař a fyziolog Walter Cannon. Termín se používá k označení vlastnosti organismu zůstat v rovnováze bez ohledu na změny, ke kterým dochází ve vnějším prostředí.
Homeostáza je zaručena souborem procesů, které zabraňují změnám ve fyziologii organismu. Pokud podmínky vnějšího prostředí trpí neustálými změnami, jsou homeostatické mechanismy zárukou toho, že účinky těchto změn na organismy jsou minimální.
Homeostatické mechanismy
Mechanismy, které řídí tělesnou teplotu, pH, objem tělesných tekutin, krevní tlak, srdeční frekvenci a koncentraci prvků v krvi, jsou hlavními nástroji používanými k udržení fyziologické rovnováhy. Obecně tyto mechanismy fungují prostřednictvím negativní zpětné vazby .
Zpětná vazba negativní nebo negativní zpětné vazby je jedním z nejdůležitějších mechanismů pro udržování homeostázy. Tento mechanismus zaručuje opačnou změnu ve srovnání s počáteční změnou, to znamená, že působí při snižování určitého podnětu a zajišťuje správnou rovnováhu těla. Regulace množství glukózy v krvi je příkladem negativní zpětné vazby .
Když jíme, zvyšuje se rychlost glukózy v krvi, což stimuluje produkci inzulínu. Tento hormon zajišťuje, že buňky absorbují glukózu a ukládají její přebytek ve formě glykogenu, což snižuje hladinu cukru v krvi. Když hladina glukózy poklesne, přestane se uvolňovat inzulín. Na druhou stranu, když jsou hladiny cukru pod normální hodnotou, dochází k sekreci glukagonu. Tento hormon, na rozdíl od inzulínu, uvolňuje glukózu, která je uložena ve formě glykogenu, čímž zvyšuje hladinu látky v krvi. Jak hladiny glukózy stoupají, je sekrece glukagonu narušena.
Rozdělení homeostázy
Homeostázu lze rozdělit do tří podoblastí: ekologická homeostáza, biologická homeostáza a lidská homeostáza.
Ekologická homeostáza
Ekologická homeostáza označuje rovnováhu na planetární úrovni. Podle hypotézy Gaia, kterou vypracoval vědec James Lovelock, je planeta Země nesmírně živý organismus, schopný získávat energii pro své fungování, regulovat své podnebí a teplotu, eliminovat své trosky a bojovat proti svým vlastním chorobám, tj. Stejně jako jinými živými bytostmi je planeta organismus schopný samoregulace.
Tato hypotéza také naznačuje, že živé bytosti jsou schopné modifikovat prostředí, ve kterém žijí, což je vhodnější pro jejich přežití. Tímto způsobem by Země byla planetou, jejíž život by řídil udržování vlastního života prostřednictvím mechanismů zpětné vazby a různých interakcí. Z tohoto pohledu udržuje homeostázu celá planeta.
Příkladem je koncentrace oxidu uhličitého (CO2) v atmosféře. Bez přítomnosti fotosyntetických organismů by hladiny oxidu uhličitého v atmosféře byly velmi vysoké, což by zneklidňovalo existenci kyslíku a dusíku. Se vznikem bytostí, které provádějí fotosyntézu, se koncentrace oxidu uhličitého podstatně snížila, což zvýšilo hladinu kyslíku a dusíkatých plynů, což umožnilo odpovídající podmínky pro vzhled a přežití jiných organismů.
Biologická homeostáza
Biologická homeostáza odpovídá udržování vnitřního prostředí v přijatelných mezích. Vnitřní prostředí živého organismu v zásadě sestává z jeho tělních tekutin, které zahrnují krevní plazmu, lymfu a další inter a intracelulární tekutiny. Udržování stabilních podmínek v těchto tekutinách je pro živé bytosti nezbytné. Pokud jsou nestálí, mohou být škodlivé pro genetický materiál.
Tváří v tvář určité odchylce ve vnějším prostředí může být organismus regulátorem nebo konformistou. Regulační orgány jsou ty, které vynakládají energii na udržení svého vnitřního prostředí se stejnými vlastnostmi. Konformní orgány zase nechtějí vydávat energii na ovládání svého vnitřního prostředí. Například endotermická zvířata jsou schopna udržovat konstantní tělesnou teplotu z vnitřních mechanismů. Ektopická zvířata na druhé straně potřebují vnější zdroje tepla, aby zvýšily a udržovaly konstantní tělesnou teplotu. Savci proto mohou zůstat dlouho, aniž by byli vystaveni slunci, zatímco plazi a obojživelníci potřebují k udržení tepla teplo prostředí.
Lidská homeostáza
Lidská homeostáza je zaručena určitými fyziologickými procesy, ke kterým dochází v organizmech koordinovaným způsobem. Mechanismy, které kontrolují tělesnou teplotu, pH, objem tělesných tekutin, krevní tlak, srdeční frekvenci a koncentraci prvků v krvi, jsou hlavními nástroji používanými při fyziologické kontrole, jak již bylo zmíněno. Pokud tyto faktory nejsou v rovnováze, mohou ovlivnit výskyt chemických reakcí nezbytných pro udržení těla.
Tepelná regulace je příkladem fyziologického mechanismu, který tělo používá k udržování konstantní teploty. Když cvičíme fyzickou aktivitu, naše tělesná teplota má tendenci stoupat. Tuto změnu však zachytí nervový systém, který spouští uvolňování potu, který je odpovědný za ochlazení našeho těla při jeho odpařování.
Závěr
Udržování rovnováhy vnitřního prostředí je zásadní pro správné fungování systémů, které tvoří tělo každé živé bytosti. Enzymy jsou například látky, které působí jako biologické katalyzátory a zrychlují rychlost různých reakcí. K výkonu své funkce potřebují adekvátní prostředí s teplotou a pH v normálním rozmezí. Vyvážené tělo je tedy zdravé tělo.
