Homeostaza

Termin Homeostaza pochodzi z języka greckiego i oznacza równość. Opisuje proces, który służy utrzymaniu równowagi w systemach dynamicznych. Środowisko wewnętrzne w organizmie człowieka jest utrzymywane poprzez homeostazę. Przykładami procesów homeostatycznych są termoregulacja lub regulacja poziomu cukru we krwi.

Co to jest homeostaza?

Wszystkie procesy regulacyjne w organizmie dążą do równowagi. Stany równowagi są podstawą wielu funkcji narządów i żywotności całego organizmu. Homeostaza w organizmie jest utrzymywana przez mechanizmy, takie jak pętle kontrolne lub nadmiarowe. Mechanizmy te dają organizmowi zdolność samoregulacji.

Celem homeostazy może być utrzymanie równowagi w obrębie pojedynczej komórki, w skupiskach komórek, narządzie lub w całym organizmie. Procesy utrzymania mogą odnosić się do struktur anatomicznych, procesów chemicznych lub fizycznych, a nawet do warunków matematycznych, takich jak liczba komórek w określonej strukturze.

Funkcja i zadanie

W wielu przypadkach homeostaza jest utrzymywana przez systemy regulacyjne z ujemnym sprzężeniem zwrotnym. Najpierw określana jest wartość docelowa. To wartość, która gwarantuje optymalne warunki bezpieczeństwa, przeżycia i dobrego samopoczucia. Czujnik, na przykład przysadka mózgowa lub podwzgórze, porównuje bieżącą wartość z wartością docelową. W przypadku stwierdzenia rozbieżności między wartością docelową a wartością rzeczywistą rozpoczyna się proces regulacji. Zwykle kończy się to tylko wtedy, gdy zniknie rozbieżność między dwiema wartościami.

Przykładem takiego systemu negatywnego sprzężenia zwrotnego jest termoregulacja. Docelowa wartość temperatury ciała wynosi zwykle od 36,5 do 37 ° C. Aktualną temperaturę ciała rejestrują tzw. Termoreceptory, które znajdują się w podwzgórzu mózgu.W przypadku odchyleń od zadanej temperatury podwzgórze może zainicjować działania, które doprowadzą temperaturę w pożądanym kierunku. Może powodować zmiany w naczyniach krwionośnych, powodując pocenie się lub drżenie. Podwzgórze może również skłaniać ludzi do ubierania się cieplej lub zimniej lub do przejścia od słońca do cienia.

Podobne procesy homeostazy zachodzą dla wielu funkcji organizmu. Kiedy poziom cukru we krwi spada, uczucie głodu następuje stosunkowo szybko; jeśli zawartość soli we krwi jest zbyt wysoka, ludzie odczuwają pragnienie.

Regulacja snu opiera się również na procesie homeostatycznym. Czas trwania i intensywność snu reguluje z jednej strony rytm dobowy, az drugiej homeostatyczne ciśnienie snu. W pewnym stopniu rytm dobowy odzwierciedla zegar wewnętrzny. Zapewnia to, że jesteśmy zmęczeni mniej więcej o tej samej porze każdego dnia. Z drugiej strony, homeostatyczne ciśnienie snu zależy od wcześniejszego przebudzenia. Im dłuższa i bardziej uciążliwa faza czuwania, tym wyższe homeostatyczne ciśnienie snu.

Jedną z najważniejszych homeostazy organizmu człowieka jest homeostaza mózgu. Aby środowisko w mózgu było zawsze w równowadze, istnieje bariera między krążeniem krwi a ośrodkowym układem nerwowym. Nazywa się to barierą krew-mózg. Bariera krew-mózg chroni mózg przed patogenami, hormonami i toksynami. Nie możesz przejść przez ten filtr. Inne substancje, takie jak składniki odżywcze, mogą przenikać przez barierę krew-mózg. W ten sposób utrzymuje się homeostaza w mózgu.

Choroby i dolegliwości

Zaburzenia homeostazy prowadzą do zaburzeń czynnościowych w poszczególnych narządach, a nawet w całym organizmie. Wiele zaburzeń homeostazy ma swoje źródło w podwzgórzu. Jeśli wystąpią tutaj zaburzenia ośrodkowe, temperatura ciała może być trwale za niska lub za wysoka. Fazy ​​gorączki często występują naprzemiennie z okresami hipotermii. Na przykład osoby dotknięte chorobą zamarzają w ciągu dnia i pocą się tak bardzo w nocy, że muszą kilkakrotnie zmieniać pościel i pościel.

Otyłość i zaburzenia odżywiania są również często spowodowane zaburzeniami homeostazy. Badacze podejrzewają, że wiele diet negatywnie wpływa na system regulacji sytości i głodu, dopóki normalna regulacja nie będzie już możliwa.

Zakłócona homeostaza snu powoduje bezsenność i trudności w zasypianiu. Szczególnie alkohol wydaje się odgrywać ważną rolę w zaburzeniach homeostazy snu. Alkohol zwiększa homeostatyczne ciśnienie snu, to znaczy zwiększa się potrzeba snu. To powoduje przesunięcie okresu snu i sen nie jest tak mocny jak zwykle. Alkohol, zaburzając ciśnienie homeostatyczne, obniża jakość snu.

Homeostaza cukru we krwi jest niezbędna do przeżycia. Hipoglikemia prowadzi do zmniejszonej wydajności mózgu, drgawek, pocenia się, aw nagłych przypadkach do wstrząsu. Z drugiej strony hipoglikemia objawia się silnym pragnieniem, głębszym oddychaniem i późniejszą utratą przytomności.

Zakłócenie homeostazy cukru we krwi może również prowadzić do zaburzeń regulacji wartości pH krwi. Zakres odniesienia wartości pH u ludzi wynosi od 7,35 do 7,45. Poza tymi wartościami homeostaza jest zaburzona. Niższa wartość pH to kwasica, a wyższa - zasadowica. Homeostaza pH jest utrzymywana przez nerki i płuca. Jeśli teraz gromadzą się określone produkty przemiany materii lub jeśli wydalanie nerek i płuc jest ograniczone, może to prowadzić do nadmiernego zakwaszenia lub podwyższenia wartości pH.

Podejrzewa się również, że przyczyną choroby Parkinsona jest zaburzenie homeostazy. Wydaje się, że zaburzenie homeostazy zjonizowanego wapnia ma negatywny wpływ na produkcję dopaminy. W chorobie Parkinsona z powodu niedoboru dopaminy występują charakterystyczne objawy, takie jak sztywność mięśni, drżenie mięśni lub niestabilność postawy.

Jeśli homeostazy mózgu nie można utrzymać z powodu uszkodzenia bariery krew-mózg, rozwijają się choroby, takie jak zapalenie opon mózgowych (zapalenie opon mózgowo-rdzeniowych) lub zapalenie mózgu (zapalenie mózgu). Alkohol, nikotyna i fale elektromagnetyczne wpływają na barierę krew-mózg i zwiększają podatność na choroby neurologiczne.