Termín homeostáza označuje udržování vnitřní stability v reakci na změny ve vnějším prostředí. Homeostáza, jak je aplikována na biologické systémy, může znamenat na úrovni jednotlivých buněk nebo na úrovni celých organismů.
Termín „homeostáza“ může také označovat jednu fyziologickou funkci nebo jejich kolektivní výsledek, např. „Acidobazická homeostáza“ vs. „homeostáza“ ve vztahu k obecnému fungování celého organismu.
Protože tento proces vyžaduje reakce na externí činitele, musí buňky a organismy vydávat energii k udržení homeostázy. V některých případech příklady na mikroskopické úrovni napodobují a promítají se na ně příklady na každodenní nebo „makro“ úrovni.
Homeostáza obecně
V jakémkoli biologickém nebo jiném systému, který potřebuje udržovat určitou rovnováhu, většina poruch které vyprovokují reakci hostitelské buňky nebo agenta proti účinkům vnějších činidlo. Například pokud sodík koncentrace vašich tělesných tekutin stoupá, vaše buňky „objednávají“ váš mozek, aby tento stav chemických záležitostí vysílal jako žízeň. Výsledkem je, že pijete vodu a koncentrace sodíku klesá.
Takto funguje většina homeostatických mechanismů: na základě negativní zpětná vazba. Tento druh zpětné vazby je určen k udržení fyzikální nebo chemické hodnoty na určité úrovni nebo v určitém rozmezí. Obvykle to zahrnuje buď „zapnutí“ funkce, nebo „vypnutí“ stejné funkce. Jak uvidíte, v lidském těle to může mít různé podoby.
Homeostáza: Příklad
Pokud váš dům obsahuje termostat, žijete v prostředí, ve kterém je teplota udržována pomocí homeostázy.
Řekněme, že teplota termostatu je nastavena na 65 ° F / 18 ° C. Pokud teplota přes noc pod těmito úrovněmi poklesne, teplo se zapne, dokud teplota nezvýší na úroveň nastavení termostatu, a poté se vypne. Jedná se o každodenní události, ale jak k nim dochází a jak souvisí s homeostázou v živých systémech?
Výše uvedený příklad ilustruje pět základních prvků homeostázy v každém systému:
- Podnět: Pokles teploty uvnitř domu.
- Receptor: Teploměr v termostatu.
- Kontrolní centrum: Termostat signalizuje zdroj tepla.
- Efektor: Pec nebo jiná forma tepelné energie.
- Mechanismy zpětné vazby: Zdroj tepla se vyzve k vypnutí, když se teplota vrátí na požadovanou úroveň.
Homeostáza buněk
Buňky jsou nejmenšími jednotkami života. V případě některých organismů, jako jsou bakterie, jedna buňka je organismus, čímž se stanoví, že buňka je jakýmkoli způsobem reprezentativní pro samotný život. Buňka má určité vlastnosti, které vědci úzce propojují se stavem zvaným „život“, včetně udržování fyzické struktury, metabolismu, reprodukce a homeostázy.
Buňka má řadu homeostatických mechanismů, ale role buněčné membrány je možná nejpříkladnější. Buňky musí zejména udržovat koncentraci klíčových látek elektrolyty jako je vápník, sodík a draslík, v daném rozmezí, a iontové kanály a pumpy v membráně to pomáhají dosáhnout.
Homeostáza v lidském těle
Vaše vlastní tělo vykazuje své vlastní prostředky k vynucení homeostázy v různých aspektech svého vnitřního prostředí.
Tepelný: Když se vaše tělo příliš zahřeje, senzory v kůži a mozku upozorní část mozku, která může provést změnu, v tomto případě iniciováním pocení nebo dilatací pórů pokožky.
Glukóza v krvi: Když glukóza příliš vysoká, pankreasem se uvolňuje inzulín, aby se vrátil zpět. Když je hladina glukózy v krvi příliš nízká, uvolní se glukagon, a to také ze slinivky břišní, aby jej přemluvil zpět.
Vylučovací systém: Když se hladina vody v těle v porovnání s určitým příliš sníží ionty, ledviny pracují na vylučování více příslušných iontů při zadržování vody. V případě potřeby mohou pracovat obráceně.