Co to jest homeostaza?
Homeostaza odnosi się do potrzeby organizmu do osiągnięcia i utrzymania pewnego stanu równowagi. Termin ten został po raz pierwszy wymyślony przez psychologa Waltera Cannona w 1926 roku. Dokładniej, homeostaza to tendencja organizmu do monitorowania i utrzymywania stanów wewnętrznych, takich jak temperatura i poziom cukru we krwi, na dość stałym i stabilnym poziomie.
Homeostaza odnosi się do zdolności organizmu do regulowania różnych procesów fizjologicznych w celu utrzymania stałych i zrównoważonych stanów wewnętrznych. Procesy te zachodzą przeważnie bez naszej świadomej świadomości.
Jak jest utrzymywany?
Twoje ciało ma określone punkty dla różnych rzeczy, w tym temperatury, wagi, snu, pragnienia i głodu. Kiedy poziom jest wyłączony, homeostaza będzie działać w twoim ciele, aby go skorygować. Na przykład pocenie się, gdy robi się za gorąco lub dreszcze, gdy robi się za zimno.
Jedna z czołowych teorii ludzkiej motywacji, znana jako teoria redukcji popędu, sugeruje, że brak równowagi homeostatycznej tworzy potrzeby. Te potrzeby przywracania równowagi skłaniają ludzi do podejmowania działań, które przywrócą organizm do idealnego stanu.
Innym sposobem myślenia o tym jest termostat w twoim domu lub system klimatyzacji w twoim samochodzie. Po ustawieniu w określonym punkcie, systemy te działają, aby utrzymać stany wewnętrzne na tych poziomach. Gdy temperatura w Twoim domu spadnie, Twój piec włączy się i ogrzeje do zadanej temperatury.
W ten sam sposób, jeśli coś nie jest w równowadze w twoim ciele, różne reakcje fizjologiczne uruchomią się, aż ponownie osiągniesz zadany punkt. Oto jak działają podstawowe składniki homeostazy:
- Bodziec: Bodziec wynikający ze zmiany otoczenia wytrąca coś z równowagi w ciele.
- Chwytnik: Receptor reaguje na zmianę informując jednostkę sterującą.
- Jednostka sterująca: Jednostka kontrolna następnie komunikuje zmianę potrzebną do przywrócenia ciała do równowagi.
- Efektor: Efektor otrzymuje te informacje i działa na potrzebnej zmianie.
Negatywna pętla sprzężenia zwrotnego będzie działać w celu zmniejszenia efektu bodźca, podczas gdy pętla dodatniego sprzężenia zwrotnego go zwiększy. W homeostazie pętle ujemnego sprzężenia zwrotnego są najbardziej powszechne, ponieważ organizm zazwyczaj próbuje zmniejszyć efekt bodźca, aby przywrócić organizm do równowagi.
Rodzaje regulacji homeostazy
Przyjrzyjmy się trzem rodzajom regulacji homeostatycznych, które zachodzą w organizmie.
Termoregulacja
Kiedy myślisz o homeostazie, najpierw może ci przychodzić na myśl temperatura. Jest to jeden z najważniejszych i najbardziej oczywistych systemów homeostatycznych. Regulacja temperatury ciała nazywana jest termoregulacją.
Wszystkie organizmy, od dużych ssaków po maleńkie bakterie, aby przetrwać, muszą utrzymywać idealną temperaturę. Niektóre czynniki, które wpływają na tę zdolność do utrzymywania stabilnej temperatury ciała, obejmują sposób regulacji tych systemów, a także ogólną wielkość organizmu.
- Endotermy: Niektóre stworzenia, znane jako endotermy lub zwierzęta "ciepłokrwiste", osiągają to poprzez wewnętrzne procesy fizjologiczne. Ptaki i ssaki (w tym ludzie) są endotermami.
- Ektotermy: Inne stworzenia to ektotermy (inaczej „zimnokrwiste”) i polegają na zewnętrznych źródłach, aby regulować temperaturę ciała. Zarówno gady, jak i płazy są organizmami ektotermicznymi.
Potoczne określenia „ciepłokrwisty” i „zimnokrwisty” w rzeczywistości nie oznaczają, że organizmy te mają różne temperatury krwi. Te terminy po prostu odnoszą się do w jaki sposób te stworzenia utrzymują wewnętrzną temperaturę ciała.
Na termoregulację wpływa również wielkość organizmu, a dokładniej stosunek powierzchni do objętości.
- Duże organizmy: Większe stworzenia mają znacznie większą objętość ciała, co powoduje, że wytwarzają więcej ciepła ciała.
- Małe organizmy: Z drugiej strony mniejsze zwierzęta wytwarzają mniej ciepła ciała, ale mają również wyższy stosunek powierzchni do objętości. Tracą więcej ciepła niż produkują, więc ich wewnętrzne systemy muszą pracować dużo ciężej, aby utrzymać stałą temperaturę ciała.
Osmoregulacja
Osmoregulacja ma na celu utrzymanie odpowiedniej ilości wody i elektrolitów wewnątrz i na zewnątrz komórek organizmu. Równowaga soli i wody w błonach odgrywa ważną rolę, podobnie jak w osmozie. W tym procesie nerki są odpowiedzialne za pozbywanie się nadmiaru płynów, odpadów lub elektrolitów. Osmoregulacja wpływa również na ciśnienie krwi.
Rozporządzenie chemiczne
Twoje ciało reguluje również inne mechanizmy chemiczne, aby utrzymać równowagę systemów. Wykorzystują one hormony jako sygnały chemiczne – na przykład w przypadku poziomu cukru we krwi. W takiej sytuacji trzustka wydzielałaby albo insulinę, gdy poziom cukru we krwi jest wysoki, albo glukagon, gdy poziom cukru we krwi jest niski, aby utrzymać homeostazę.
Wpływ homeostazy
Homeostaza obejmuje zarówno reakcje fizjologiczne, jak i behawioralne. Jeśli chodzi o zachowanie, możesz szukać ciepłych ubrań lub plamy słonecznej, jeśli poczujesz się chłodno. Kiedy zaczynasz czuć się zmarznięty, możesz również zwinąć ciało do wewnątrz i trzymać ręce blisko ciała, aby utrzymać ciepło.
Jako endotermy ludzie posiadają również szereg systemów wewnętrznych, które pomagają regulować temperaturę ciała. Jak już zapewne wiesz, temperatura ciała u ludzi wynosi 98,6 stopnia Fahrenheita. Kiedy temperatura ciała spada poniżej tego punktu, rozpoczyna się szereg reakcji fizjologicznych, które pomagają przywrócić równowagę. Naczynia krwionośne w kończynach ciała zwężają się, aby zapobiec utracie ciepła. Dreszcze pomagają również organizmowi wytwarzać więcej ciepła.
Ciało reaguje również, gdy temperatura przekracza 98,6 stopnia. Czy zauważyłeś kiedyś, jak Twoja skóra staje się zarumieniona, gdy jest Ci bardzo ciepło? To twoje ciało próbuje przywrócić równowagę temperaturową. Kiedy jest ci zbyt ciepło, twoje naczynia krwionośne rozszerzają się, aby oddawać więcej ciepła ciała. Pocenie się to kolejny powszechny sposób na zmniejszenie temperatury ciała, dlatego często w bardzo upalny dzień często kończysz się zaczerwienieniem i poceniem.