Razumjeti procese homeostaze i alostaze

Homeostaza je proces fiziološke stabilnosti živog organizma, dok alostaza karakterizira mehanizme koji jamče tu ravnotežu

Homeostaza i alostaza

Slika: Robina Weermeijer u Unsplash-u

Pojam "homeostaza" koristi se za označavanje svojstva organizma da ostane u ravnoteži, bez obzira na promjene koje se događaju u vanjskom okruženju. Riječ koju je skovao liječnik i fiziolog Walter Cannon, potječe od grčkih radikala homeo (isti) i stasis (ostati), a nadahnuta je idejom fiksnog unutarnjeg okruženja koju je predložio Claude Bernard. Koncept "alostaze" osmislili su Peter Sterling i Joseph Eyer, a karakterizira mehanizme i alate koji jamče uspostavu i održavanje homeostaze.

Homeostaza je zajamčena određenim fiziološkim procesima koji se u organizmima odvijaju koordinirano. Mehanizmi koji kontroliraju tjelesnu temperaturu, pH, volumen tjelesnih tekućina, krvni tlak, brzinu otkucaja srca i koncentraciju elemenata u krvi glavni su alostatički alati koji se koriste za kontrolu fiziološke ravnoteže. Općenito, ti mehanizmi djeluju kroz negativne povratne informacije koje djeluju na smanjenje određenog podražaja, osiguravajući odgovarajuću ravnotežu za tijelo.

Kontrola temperature primjer je negativne povratne sprege. Kada se bavimo tjelesnom aktivnošću, tjelesna temperatura ima tendenciju porasta. Međutim, ovu promjenu bilježi živčani sustav koji pokreće oslobađanje znoja, odgovornog za hlađenje našeg tijela dok isparava.

Odgovor na stres: homeostaza i alostaza

Suočeno sa svakodnevnom situacijom, živo biće može izraziti nekoliko ponašanja koja se razlikuju ovisno o genetskim čimbenicima, prethodnim iskustvima, fizičkim i fiziološkim sposobnostima odgovora. Na taj se način stvara velik broj međusobnih odnosa koji traže najprikladniji odgovor na onu određenu situaciju koja je prekinula homeostazu. Reakcije mogu biti fiziološke, proizvedene od strane živčanog sustava ili bihevioralne, povezane sa zdravljem.

Svaka vrsta razvija vlastite mehanizme prilagodbe, ali svako biće može imati različite izraze unutar iste vrste. Suočen s podražajem, obrazac ponašanja dane vrste može biti jednak (na primjer, bijeg od grabežljivca), aktiviran istim fiziološkim sustavima (poput izlučivanja adrenalina), ali uvijek popraćen vlastitim osobinama pojedinca.

Pod kroničnim stresom izazvanim prisutnošću grabežljivaca, grabljivice su razvile set prilagodljivih fizioloških odgovora kako ih ne bi pojele. Povećanje brzine metabolizma i dodjela resursa za podršku hitnim funkcijama primjeri su alostatičkih alata koje su usvojile ove ptice.

Ostale ptice ne pokazuju ovakvu vrstu ponašanja pred svojim grabežljivcima, razvivši druge obrambene alate za bavljenje njima. Stoga se organizmi, prema svojim razlikama i prijašnjim iskustvima, različito nose sa podražajima koji mogu poremetiti homeostazu.

Povijesno se pojam homeostaza koristio za definiranje "stabilnosti fiziološkog sustava koji održava život". Ovaj je postupak i dalje krut i unutar malog raspona. Kad se prekorače, njihove granice uzrokuju poremećaj ravnoteže, što dovodi do nespojivosti sa životom. Koncept alostaze, koji su zamislili Peter Sterling i Joseph Eyer, može se definirati kao „organsko prilagođavanje predvidljivim i nepredvidivim događajima“.

Fiziološki odgovor uvijek se javlja kao odgovor na podražaj koji uzrokuje slom homeostaze. Dakle, djelovanje na pojedinca, bilo psihološkog ili fizičkog podrijetla, imat će kao odgovor odstupanje od homeostaze i posljedičnu alostatsku reakciju da se vrati ravnoteža.

Stres je primjer uobičajenog podražaja u svakodnevnom životu ljudi i odgovara stvarnom ili imaginarnom događaju koji prijeti homeostazi, zahtijevajući alostatski odgovor tijela. S gledišta socijalne epidemiologije, faktori stresa potječu iz društvenih procesa kao što su obrazovanje, uvjeti okoliša, radni uvjeti, plaće, podrška i pristup zdravlju. Ti čimbenici generiraju posljedice ili se pridružuju drugima koji su već ugrađeni u svakodnevni život pojedinca.

Alostatsko opterećenje

Količina metaboličke energije potrebne za određeni fiziološki mehanizam za održavanje homeostaze naziva se alostatski naboj. Dekompenzacija homeostaze zbog alostatskog preopterećenja u nekom obrambenom alatu organizma može naštetiti nekoliko oštećenja zdravlja. Drugim riječima, kada tijelo potroši više energije nego što bi trebalo da preokrene podražaj koji je prekinuo ravnotežu, dolazi do alostatskog preopterećenja, što povećava rizik od bolesti.

Očekivanja odgovora na podražaj mogu biti pozitivna, negativna ili neutralna. Kada su odgovori pozitivni i završe ciklus agresija, vraćajući se homeostazi, zdravlje pojedinca nije ugroženo. Suprotno tome, kada se alostatsko opterećenje održava dulje vrijeme ili se ne dogodi prilagodljivi odgovor koji bi završio ciklus agresija, imamo alostatsko preopterećenje i posljedično oštećenje zdravlja.

Ova se šteta može manifestirati na nekoliko načina, u pozadini gubitka tkiva (degeneracija), preosjetljivosti, funkcionalnog preopterećenja (hipertenzija) ili psihičkih poremećaja (anksioznost, depresija). Dnevni stresovi mogu biti povezani s pojavom ili pogoršanjem simptoma uzrokovanih ovom štetom.

Važnost homeostaze i alostaze

Održavanje ravnoteže unutarnjeg okoliša neophodno je za pravilno funkcioniranje sustava koji čine tijelo bilo kojeg živog bića. Enzimi su, na primjer, tvari koje djeluju kao biološki katalizatori, ubrzavajući brzinu različitih reakcija. Za obavljanje svoje funkcije trebaju odgovarajuće okruženje, s temperaturom i pH unutar normalnog raspona. Stoga je uravnoteženo tijelo zdravo tijelo.