Der Begriff Homöostase bezieht sich auf die Aufrechterhaltung der inneren Stabilität als Reaktion auf Veränderungen in der äußeren Umgebung. Auf biologische Systeme angewendet, kann Homöostase auf der Ebene einzelner Zellen oder auf der Ebene ganzer Organismen bedeuten.
Der Begriff "Homöostase" kann sich auch auf eine physiologische Funktion oder deren kollektives Ergebnis beziehen, z.B. "Säure-Basen-Homöostase" vs. "Homöostase" in Bezug auf die allgemeine Funktion des gesamten Organismus.
Da der Prozess Reaktionen auf externe Agenzien erfordert, müssen Zellen und Organismen Energie aufwenden, um die Homöostase aufrechtzuerhalten. In einigen Fällen ahmen Beispiele auf der mikroskopischen Ebene Beispiele auf der alltäglichen oder "Makro"-Ebene nach und werden darauf projiziert.
Homöostase im Allgemeinen
In jedem biologischen oder anderen System, das ein gewisses Gleichgewicht aufrechterhalten muss, sind die meisten Störungen die eine Reaktion der Wirtszelle oder des Wirts auslösen, wirken den Wirkungen des externen. entgegen Agent. Zum Beispiel, wenn die
Natrium Die Konzentration Ihrer Körperflüssigkeiten steigt, Ihre Zellen "befehlen" Ihrem Gehirn, diesen chemischen Zustand als Durst zu übertragen. Dadurch trinken Sie Wasser und die Natriumkonzentration sinkt.So funktionieren die meisten homöostatischen Mechanismen: auf der Grundlage von Negative Rückmeldung. Diese Art der Rückkopplung soll einen physikalischen oder chemischen Wert auf einem bestimmten Niveau oder in einem bestimmten Bereich halten. Es beinhaltet normalerweise entweder das "Einschalten" einer Funktion oder das "Ausschalten" derselben Funktion. Wie Sie sehen werden, kann dies allein im menschlichen Körper verschiedene Formen annehmen.
Homöostase: Beispiel
Wenn Ihr Zuhause über einen Thermostat verfügt, leben Sie in einer Umgebung, in der die Temperatur durch Homöostase gehalten wird.
Angenommen, die Thermostattemperatur ist auf 18 °C eingestellt. Wenn die Temperatur über Nacht unter diese Werte sinkt, wird die Heizung eingeschaltet, bis die Temperatur auf das Niveau der Thermostateinstellung ansteigt, und dann ausgeschaltet. Dies sind alltägliche Ereignisse, aber wie passieren sie und in welcher Beziehung stehen sie zur Homöostase in lebenden Systemen?
Das obige Beispiel veranschaulicht die fünf wesentlichen Elemente der Homöostase in jedem System:
- Stimulus: Der Temperaturabfall im Haus.
- Rezeptor: Ein Thermometer im Thermostat.
- Kontrollzentrum: Der Thermostat meldet eine Wärmequelle.
- Effektor: Ein Ofen oder eine andere Form von Wärmeenergie.
- Feedback-Mechanismen: Die Wärmequelle wird angewiesen, sich auszuschalten, wenn die Temperatur wieder den gewünschten Wert erreicht hat.
Zellhomöostase
Zellen sind die kleinsten Einheiten des Lebens. Bei einigen Organismen, wie Bakterien, kann eine einzelne Zelle ist des Organismus, wodurch festgestellt wird, dass eine Zelle auf welche Weise auch immer für das Leben selbst repräsentativ ist. Zufälligerweise hat die Zelle bestimmte Eigenschaften, die Wissenschaftler eng mit dem Zustand namens "Leben" verbinden, einschließlich der Aufrechterhaltung einer physischen Struktur, des Stoffwechsels, der Fortpflanzung und der Homöostase.
Die Zelle hat eine Reihe von homöostatischen Mechanismen, aber die Rolle der Zellmembran ist vielleicht die vorbildlichste. Zellen müssen die Konzentration der Schlüsselsubstanzen in sich behalten, insbesondere Elektrolyte wie Kalzium, Natrium und Kalium innerhalb eines bestimmten Bereichs, und Ionenkanäle und Pumpen in der Membran helfen dabei, dies zu erreichen.
Homöostase im menschlichen Körper
Ihr eigener Körper zeigt seine eigenen Mittel, um die Homöostase in verschiedenen Aspekten seiner inneren Umgebung zu erzwingen.
Thermal: Wenn Ihr Körper zu warm wird, alarmieren Sensoren in der Haut und im Gehirn den Teil des Gehirns, der eine Veränderung bewirken kann, in diesem Fall durch Schweißauslösung oder Erweiterung der Hautporen.
Blutzucker: Wann Glucose zu hoch wird, wird Insulin von der Bauchspeicheldrüse ausgeschüttet, um sie wieder nach unten zu treiben. Wenn der Blutzucker zu niedrig wird, wird Glucagon freigesetzt, auch aus der Bauchspeicheldrüse, um sie wieder anzuregen.
Ausscheidungssystem: Wenn der Wasserspiegel in Ihrem Körper im Verhältnis zu bestimmten Ionen, arbeiten die Nieren daran, mehr der betreffenden Ionen auszuscheiden, während sie Wasser zurückhalten. Bei Bedarf können sie umgekehrt arbeiten.