Термін гомеостаз відноситься до підтримання внутрішньої стабільності у відповідь на зміни у зовнішньому середовищі. Що стосується біологічних систем, гомеостаз може означати на рівні окремих клітин або на рівні цілих організмів.
Термін "гомеостаз" може також стосуватися однієї фізіологічної функції або їх сукупного результату, наприклад, "кислотно-лужний гомеостаз" проти "гомеостаз" стосовно загального функціонування цілого організму.
Оскільки процес вимагає реакції на зовнішні агенти, клітини та організми повинні витрачати енергію для підтримки гомеостазу. У деяких випадках приклади на мікроскопічному рівні імітують і проектуються на приклади на повсякденному або "макро" рівні.
Гомеостаз загалом
У будь-якій системі, біологічної чи іншої, яка повинна підтримувати певний баланс, більшість порушень які провокують реакцію клітини-господаря або агента, який діє для протидії ефекту зовнішнього агент. Наприклад, якщо натрію концентрація рідини в організмі зростає, клітини "замовляють" мозку передавати цей стан хімічних речовин як спрагу. В результаті ви п'єте воду, і концентрація натрію падає.
Ось як працює більшість гомеостатичних механізмів: на основі негативні відгуки. Цей тип зворотного зв'язку призначений для збереження фізичної чи хімічної величини на певному рівні або в межах певного діапазону. Зазвичай це передбачає або "ввімкнення" функції, або "вимкнення" тієї самої функції. Як ви побачите, це може приймати різні форми лише в організмі людини.
Гомеостаз: Приклад
Якщо у вашому домі є термостат, ви живете в середовищі, де температура підтримується за допомогою гомеостазу.
Скажімо, температуру термостата встановлено на 65 ° F / 18 ° C. Якщо температура за ніч опуститься нижче зазначених рівнів, нагрівання буде надходити до тих пір, поки температура не підніметься до рівня налаштування термостата, а потім вимкніть. Це щоденні події, але як вони відбуваються і як вони пов’язані з гомеостазом у живих системах?
Наведений приклад ілюструє п’ять основних елементів гомеостазу в будь-якій системі:
- Стимул: Падіння температури всередині будинку.
- Рецептор: Термометр у термостаті.
- Центр управління: Термостат сигналізує про джерело тепла.
- Ефектор: Піч або інша форма теплової енергії.
- Механізми зворотного зв’язку: Джерелу тепла наказано вимкнутись, коли температура повернеться до бажаного рівня.
Клітинний гомеостаз
Клітини - це найдрібніші одиниці життя. У випадку деяких організмів, таких як бактерії, одна клітина є організм, тим самим встановлюючи, що клітина будь-якими способами є представником самого життя. Буває так, що клітина має певні якості, які вчені тісно пов’язують із станом, що називається «життям», включаючи підтримку фізичної структури, метаболізму, розмноження та гомеостазу.
Клітина має ряд гомеостатичних механізмів, але роль клітинної мембрани є, мабуть, найбільш зразковою. Клітини повинні зберігати концентрацію ключових речовин усередині них, особливо електролітів як кальцій, натрій і калій, в межах заданого діапазону, а іонні канали та насоси в мембрані допомагають це зробити.
Гомеостаз в організмі людини
Ваше власне тіло демонструє власні засоби для забезпечення гомеостазу щодо різних аспектів свого внутрішнього середовища.
Теплова: Коли ваше тіло стає занадто теплим, датчики шкіри та мозку попереджають частину мозку, яка може вплинути на зміни, в цьому випадку ініціюючи потовиділення або розширюючи пори шкіри.
Глюкоза крові: Коли глюкоза стає занадто високим, інсулін виділяється підшлунковою залозою, щоб повернути його назад. Коли рівень глюкози в крові стає занадто низьким, глюкагон, що виділяється, також із підшлункової залози, сприяє його накопиченню.
Видільна система: Коли рівень води у вашому тілі стає занадто низьким по відношенню до певних іони, нирки працюють для виведення більшої кількості іонів, про які йде мова, зберігаючи воду. При необхідності вони можуть працювати зворотним шляхом.