התנאי הומאוסטזיס מתייחס לשמירה על יציבות פנימית בתגובה לשינויים בסביבה החיצונית. כפי שמופעל על מערכות ביולוגיות, הומאוסטזיס יכול להיות ברמה של תאים בודדים או ברמה של אורגניזמים שלמים.
המונח "הומאוסטזיס" יכול גם להתייחס לפונקציה פיזיולוגית אחת או לתוצאה הקולקטיבית שלהם, למשל, "הומאוסטזיס בסיס חומצי" לעומת. "הומאוסטזיס" בהתייחס לתפקודו הכללי של אורגניזם שלם.
מכיוון שהתהליך דורש תגובות לגורמים חיצוניים, על התאים והאורגניזמים להוציא אנרגיה כדי לשמור על הומאוסטזיס. במקרים מסוימים, דוגמאות ברמה המיקרוסקופית מדמות ומוקרנות על דוגמאות ברמה היומיומית או ה"מקרו ".
הומאוסטזיס בכלל
בכל מערכת, ביולוגית או אחרת, שצריכה לשמור על איזון מסוים, רוב ההפרעות המעוררים תגובה מהתא המארח או מהסוכן לפעול נגד השפעות החיצוני סוֹכֵן. לדוגמא, אם נתרן ריכוז נוזלי גופך עולה, התאים שלך "מורים" למוחך לשדר מצב זה של עניינים כימיים כצמא. כתוצאה מכך שותים מים וריכוז הנתרן יורד.
כך פועלים רוב המנגנונים ההומאוסטטיים: על בסיס משוב שלילי. משוב מסוג זה נועד לשמור על ערך פיזיקלי או כימי ברמה מסוימת או בטווח מסוים. זה בדרך כלל כולל "הפעלת" פונקציה או "כיבוי" אותה פונקציה. כפי שתראו, זה יכול ללבוש מגוון צורות בגוף האדם בלבד.
הומאוסטזיס: דוגמה
אם הבית שלך כולל תרמוסטט, אתה חי בסביבה בה הטמפרטורה נשמרת באמצעות הומאוסטזיס.
נניח שטמפרטורת התרמוסטט מוגדרת על 18 מעלות צלזיוס. אם הטמפרטורה יורדת בין לילה מתחת לרמות אלה, החום יופעל עד שהטמפרטורה תעלה לרמה של הגדרת התרמוסטט, ואז יכבה. אלה אירועים יומיומיים, אך כיצד הם קורים וכיצד הם קשורים להומאוסטזיס במערכות החיים?
הדוגמה לעיל ממחישה את חמשת האלמנטים המהותיים של הומאוסטזיס בכל מערכת:
- גירוי: ירידת הטמפרטורה בתוך הבית.
- קוֹלֵט: מדחום בתרמוסטט.
- מרכז שליטה: התרמוסטט מסמן מקור חום.
- מַפעִיל: תנור או צורה אחרת של אנרגיית חום.
- מנגנוני משוב: מקור החום מורה לכבות כאשר הטמפרטורה חוזרת לרמה הרצויה.
תא הומאוסטזיס
תאים הם יחידות החיים הזעירות ביותר. במקרה של כמה אורגניזמים, כמו חיידקים, תא בודד הוא את האורגניזם, ובכך קבע כי תא הוא, בכל דרך שהיא, מייצג את החיים עצמם. כאשר זה קורה, לתא יש תכונות מסוימות שמדענים מקשרים קשר הדוק עם המצב המכונה "חיים", כולל שמירה על מבנה פיזי, חילוף חומרים, רבייה והומאוסטזיס.
לתא יש מספר מנגנונים הומאוסטטיים, אך תפקיד קרום התא הוא אולי המופת ביותר. תאים חייבים לשמור על ריכוז חומרי המפתח בתוכם, במיוחד אלקטרוליטים כמו סידן, נתרן ואשלגן, בטווח נתון, ותעלות יונים ומשאבות בקרום עוזרות להשיג זאת.
הומאוסטזיס בגוף האדם
הגוף שלך מציג אמצעים משלו לאכיפת הומאוסטזיס על היבטים שונים בסביבתו הפנימית.
תֶרמִי: כאשר גופך מתחמם מדי, חיישנים בעור ובמוח מתריעים על החלק במוח שיכול לחולל שינוי, במקרה זה על ידי התחלת הזעה או הרחבת נקבוביות העור.
סוכר בדם: מתי גלוקוז מתחיל להיות גבוה מדי, האינסולין משתחרר מהלבלב כדי להבריא אותו בחזרה. כאשר הגלוקוז בדם הופך להיות נמוך מדי, הגלוקגון משתחרר, גם מהלבלב, כדי לחסל אותו מחדש.
מערכת הפרשות: כאשר רמת המים בגופך הופכת נמוכה מדי ביחס לוודאיים יונים, הכליות עובדות להפריש יותר מהיונים המדוברים תוך שמירה על מים. במידת הצורך, הם יכולים לעבוד בצורה הפוכה.