เกิดอะไรขึ้นในระดับจุลภาคระหว่างสภาวะสมดุล?

คำว่า สภาวะสมดุล หมายถึงการรักษาเสถียรภาพภายในเพื่อตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงสภาพแวดล้อมภายนอก เมื่อนำไปใช้กับระบบชีวภาพ สภาวะสมดุลอาจหมายถึงที่ระดับของเซลล์แต่ละเซลล์หรือที่ระดับของสิ่งมีชีวิตทั้งหมด

คำว่า "สภาวะสมดุล" ยังสามารถอ้างถึงหนึ่งหน้าที่ทางสรีรวิทยาหรือผลรวมของพวกมัน เช่น "สภาวะสมดุลของกรด-เบส" กับ "สภาวะสมดุล" โดยอ้างอิงถึงการทำงานทั่วไปของสิ่งมีชีวิตทั้งหมด

เนื่องจากกระบวนการนี้ต้องการการตอบสนองต่อสารภายนอก เซลล์และสิ่งมีชีวิตจึงต้องใช้พลังงานเพื่อรักษาสภาวะสมดุล ในบางกรณี ตัวอย่างในระดับจุลทรรศน์จะเลียนแบบและฉายไปยังตัวอย่างที่ระดับรายวันหรือระดับ "มาโคร"

ในระบบใด ๆ ทางชีววิทยาหรือทางอื่น ๆ ที่จำเป็นต้องรักษาสมดุลบางอย่างรบกวนมากที่สุด ที่กระตุ้นการตอบสนองจากเซลล์เจ้าบ้านหรือการกระทำของตัวแทนเพื่อตอบโต้ผลกระทบของภายนอก ตัวแทน. ตัวอย่างเช่น ถ้า โซเดียม ความเข้มข้นของของเหลวในร่างกายของคุณเพิ่มขึ้น เซลล์ของคุณ "สั่ง" สมองของคุณให้ถ่ายทอดสภาวะทางเคมีนี้เป็นความกระหาย เป็นผลให้คุณดื่มน้ำและความเข้มข้นของโซเดียมลดลง

นี่คือการทำงานของกลไก homeostatic ส่วนใหญ่: บนพื้นฐานของ

หากบ้านของคุณมีเทอร์โมสตัท คุณอาศัยอยู่ในสภาพแวดล้อมที่รักษาอุณหภูมิผ่านสภาวะสมดุล

สมมติว่าอุณหภูมิตัวควบคุมอุณหภูมิตั้งไว้ที่ 65°F/18°C หากอุณหภูมิลดลงต่ำกว่าระดับเหล่านี้ในชั่วข้ามคืน ความร้อนจะสว่างขึ้นจนกว่าอุณหภูมิจะสูงขึ้นถึงระดับของการตั้งค่าตัวควบคุมอุณหภูมิ จากนั้นจึงปิด นี่เป็นเหตุการณ์ในชีวิตประจำวัน แต่เกิดขึ้นได้อย่างไรและเกี่ยวข้องกับสภาวะสมดุลในระบบสิ่งมีชีวิตอย่างไร?

ตัวอย่างข้างต้นแสดงให้เห็นห้าองค์ประกอบที่สำคัญของสภาวะสมดุลในทุกระบบ:

• แรงกระตุ้น: อุณหภูมิภายในบ้านลดลง
• ตัวรับ: เทอร์โมมิเตอร์ในตัวเทอร์โมสตัท
• ศูนย์กลางการควบคุม: เทอร์โมสตัทส่งสัญญาณแหล่งความร้อน
• เอฟเฟคเตอร์: เตาเผาหรือพลังงานความร้อนรูปแบบอื่น
• กลไกการตอบรับ: แหล่งความร้อนจะถูกสั่งให้ปิดเมื่ออุณหภูมิกลับสู่ระดับที่ต้องการ

เซลล์เป็นหน่วยชีวิตที่เล็กที่สุด ในกรณีของสิ่งมีชีวิตบางชนิด เช่น แบคทีเรีย เซลล์เดียว คือ สิ่งมีชีวิต ดังนั้นจึงกำหนดว่าเซลล์เป็นตัวแทนของชีวิตไม่ว่าจะด้วยวิธีใดก็ตาม เมื่อมันเกิดขึ้น เซลล์มีคุณสมบัติบางอย่างที่นักวิทยาศาสตร์เชื่อมโยงอย่างใกล้ชิดกับสถานะที่เรียกว่า "ชีวิต" รวมถึงการรักษาโครงสร้างทางกายภาพ เมแทบอลิซึม การสืบพันธุ์ และสภาวะสมดุล

เซลล์มีกลไกการรักษาสภาวะสมดุลจำนวนหนึ่ง แต่บทบาทของเยื่อหุ้มเซลล์อาจเป็นแบบอย่างที่ดีที่สุด เซลล์ต้องรักษาความเข้มข้นของสารสำคัญไว้ภายในโดยเฉพาะ อิเล็กโทรไลต์ เช่น แคลเซียม โซเดียม และโพแทสเซียม ภายในช่วงที่กำหนด และช่องไอออนและปั๊มในเมมเบรนช่วยให้บรรลุเป้าหมายนี้

ร่างกายของคุณแสดงวิธีการบังคับใช้สภาวะสมดุลในด้านต่างๆ ของสภาพแวดล้อมภายใน

ความร้อน: เมื่อร่างกายของคุณอบอุ่นเกินไป เซ็นเซอร์ในผิวหนังและสมองจะแจ้งเตือนส่วนต่างๆ ของสมองที่อาจส่งผลต่อการเปลี่ยนแปลง ในกรณีนี้โดยการทำให้เหงื่อออกหรือขยายรูขุมขนของผิวหนัง

กลูโคสในเลือด: เมื่อไหร่ กลูโคส สูงเกินไป ตับอ่อนจะหลั่งอินซูลินเพื่อขับกลับลงมา เมื่อระดับน้ำตาลในเลือดต่ำเกินไป กลูคากอนก็จะหลั่งออกมาจากตับอ่อนเช่นกัน เพื่อกระตุ้นให้กลับคืนสู่สภาพเดิม

ระบบขับถ่าย: เมื่อระดับน้ำในร่างกายของคุณต่ำเกินไปเมื่อเทียบกับบางอย่าง ไอออนไตทำงานเพื่อขับไอออนที่เป็นปัญหามากขึ้นในขณะที่กักเก็บน้ำ หากจำเป็นก็สามารถทำงานได้ในทางกลับกัน