Il termine omeostasi si riferisce al mantenimento della stabilità interna in risposta ai cambiamenti nell'ambiente esterno. Applicata ai sistemi biologici, l'omeostasi può significare a livello di singole cellule oa livello di interi organismi.
Il termine "omeostasi" può anche riferirsi a una funzione fisiologica o al loro risultato collettivo, ad esempio "omeostasi acido-base" vs. "omeostasi" in riferimento al funzionamento generale di un intero organismo.
Poiché il processo richiede risposte ad agenti esterni, le cellule e gli organismi devono spendere energia per mantenere l'omeostasi. In alcuni casi, esempi a livello microscopico imitano e vengono proiettati su esempi a livello quotidiano o "macro".
Omeostasi in generale
In qualsiasi sistema, biologico o meno, che ha bisogno di mantenere un certo equilibrio, la maggior parte dei disturbi che provocano una risposta da parte della cellula ospite o dell'agente atto a contrastare gli effetti dell'azione esterna agente. Ad esempio, se sodio la concentrazione dei vostri fluidi corporei aumenta, le vostre cellule "ordinano" al vostro cervello di trasmettere questo stato di cose chimiche come sete. Di conseguenza, bevi acqua e la concentrazione di sodio diminuisce.
Ecco come funzionano la maggior parte dei meccanismi omeostatici: sulla base di feedback negativo. Questo tipo di feedback ha lo scopo di mantenere un valore fisico o chimico a un certo livello o entro un certo intervallo. Normalmente comporta l'"attivazione" di una funzione o la "disattivazione" della stessa funzione. Come vedrai, questo può assumere una varietà di forme nel solo corpo umano.
Omeostasi: esempio
Se la tua casa include un termostato, vivi in un ambiente in cui la temperatura viene mantenuta tramite l'omeostasi.
Supponiamo che la temperatura del termostato sia impostata su 65 ° F / 18 ° C. Se la temperatura scende durante la notte al di sotto di questi livelli, il riscaldamento si accenderà fino a quando la temperatura non salirà al livello dell'impostazione del termostato, quindi si spegnerà. Questi sono eventi quotidiani, ma come accadono e come si relazionano all'omeostasi nei sistemi viventi?
L'esempio sopra illustra i cinque elementi essenziali dell'omeostasi in qualsiasi sistema:
- Stimolo: Il calo della temperatura all'interno della casa.
- Recettore: Un termometro nel termostato.
- Centro di controllo: Il termostato segnala una fonte di calore.
- Effettore: Una fornace o qualche altra forma di energia termica.
- Meccanismi di feedback: La fonte di calore viene istruita a spegnersi quando la temperatura torna al livello desiderato.
Omeostasi cellulare
Le cellule sono le unità più piccole della vita. Nel caso di alcuni organismi, come i batteri, una singola cellula è l'organismo, stabilendo così che una cellula è, con qualsiasi mezzo, rappresentativa della vita stessa. Si dà il caso che la cellula abbia determinate qualità che gli scienziati collegano strettamente allo stato chiamato "vita", compreso il mantenimento di una struttura fisica, del metabolismo, della riproduzione e dell'omeostasi.
La cellula possiede numerosi meccanismi omeostatici, ma il ruolo della membrana cellulare è forse il più esemplare. Le cellule devono mantenere al loro interno la concentrazione di sostanze chiave, soprattutto elettroliti come calcio, sodio e potassio, entro un determinato intervallo, e i canali ionici e le pompe nella membrana aiutano a raggiungere questo obiettivo.
Omeostasi nel corpo umano
Il tuo stesso corpo mostra i propri mezzi per imporre l'omeostasi su vari aspetti del suo ambiente interno.
Termico: Quando il tuo corpo diventa troppo caldo, i sensori nella pelle e nel cervello avvertono la parte del cervello che può effettuare un cambiamento, in questo caso avviando la sudorazione o dilatando i pori della pelle.
Glucosio nel sangue: quando glucosio diventa troppo alto, l'insulina viene rilasciata dal pancreas per riportarla in basso. Quando la glicemia diventa troppo bassa, il glucagone viene rilasciato, anche dal pancreas, per convincerlo a risalire.
Apparato escretore: Quando il livello dell'acqua nel tuo corpo diventa troppo basso rispetto a certi ioni, i reni lavorano per espellere più ioni in questione mentre trattengono l'acqua. Se necessario, possono funzionare in modo inverso.