Homeostaza je proces fiziološke stabilnosti živog organizma
Slika: John Jackson iz Unsplasha
Riječ homeostaza potječe od grčkih radikala homeo (isto) i stasis (ostati), a skovao ju je američki liječnik i fiziolog Walter Cannon. Pojam se koristi za označavanje svojstva organizma da ostane u ravnoteži, bez obzira na promjene koje se događaju u vanjskom okruženju.
Homeostaza je zajamčena nizom procesa koji sprečavaju promjene u fiziologiji organizma. Ako uvjeti vanjskog okruženja trpe stalne promjene, homeostatski mehanizmi jamče da su učinci tih promjena na organizme minimalni.
Homeostatski mehanizmi
Mehanizmi koji kontroliraju tjelesnu temperaturu, pH, volumen tjelesnih tekućina, krvni tlak, puls i koncentraciju elemenata u krvi glavni su alati koji se koriste za održavanje fiziološke ravnoteže. Općenito, ti mehanizmi djeluju kroz negativne povratne informacije .
Povratne negativan ili negativne povratne informacije je jedan od najvažnijih mehanizama za održavanje homeostaze. Ovaj mehanizam jamči suprotnu promjenu u odnosu na početnu promjenu, odnosno djeluje u smanjenju određenog podražaja, osiguravajući odgovarajuću ravnotežu za tijelo. Regulacija količine glukoze u krvi primjer je negativnih povratnih informacija .
Kad jedemo, razina glukoze u krvi raste, potičući proizvodnju inzulina. Ovaj hormon osigurava da stanice apsorbiraju glukozu i skladište njezin višak u obliku glikogena, smanjujući razinu šećera u krvi. Kad razina glukoze padne, inzulin se prestaje oslobađati. S druge strane, kada je razina šećera ispod normalne, dolazi do izlučivanja glukagona. Ovaj hormon, za razliku od inzulina, oslobađa glukozu koja je pohranjena u obliku glikogena, povećavajući razinu tvari u krvi. Kako se razina glukoze povećava, izlučivanje glukagona se prekida.
Podjela homeostaze
Homeostaza se može podijeliti u tri podpodručja: ekološka homeostaza, biološka homeostaza i ljudska homeostaza.
Ekološka homeostaza
Ekološka homeostaza odnosi se na ravnotežu na planetarnoj razini. Prema hipotezi Gaia, koju je razradio znanstvenik James Lovelock, planet Zemlja neizmjerni je živi organizam, sposoban dobivati energiju za svoje funkcioniranje, reguliranje svoje klime i temperature, uklanjanje svojih otpadaka i borbu protiv vlastitih bolesti, tj. druga živa bića, planet je organizam sposoban za samoregulaciju.
Ova hipoteza također sugerira da su živa bića sposobna modificirati okolinu u kojoj žive, čineći je prikladnijom za svoj opstanak. Na taj bi način Zemlja bila planet čiji bi život upravljao održavanjem vlastitog života putem mehanizama povratnih informacija i različitih interakcija. S ovog gledišta, čitav planet održava homeostazu.
Primjer je koncentracija ugljičnog dioksida (CO2) u atmosferi. Bez prisutnosti fotosintetskih organizama, razine ugljičnog dioksida u atmosferi bile bi vrlo visoke, zastirući postojanje plinova kisika i dušika. Pojavom bića koja vrše fotosintezu, koncentracija ugljičnog dioksida znatno se smanjila, povećavajući razinu kisika i dušikovih plinova, što je omogućilo odgovarajuće uvjete za pojavu i opstanak drugih organizama.
Biološka homeostaza
Biološka homeostaza odgovara održavanju unutarnjeg okoliša u prihvatljivim granicama. Unutarnje okruženje živog organizma u osnovi se sastoji od njegovih tjelesnih tekućina, koje uključuju krvnu plazmu, limfu i druge međustanične tekućine. Održavanje stabilnih uvjeta u tim tekućinama neophodno je za živa bića. Ako su nestalne, mogu biti štetne za genetski materijal.
Suočen s određenim varijacijama vanjskog okruženja, organizam može biti regulator ili konformist. Regulatorna tijela su ona koja troše energiju kako bi održala svoj unutarnji okoliš s istim karakteristikama. Konformistička tijela, pak, radije ne troše energiju na kontrolu svog unutarnjeg okruženja. Na primjer, endotermne životinje u stanju su održavati svoju tjelesnu temperaturu konstantnom iz unutarnjih mehanizama. S druge strane, ektopične životinje trebaju vanjske izvore topline kako bi povisile i održavale svoju stalnu tjelesnu temperaturu. Stoga sisavci mogu dugo ostati bez izlaganja suncu, dok gmazovima i vodozemcima treba toplina okoliša da bi se ugrijali.
Ljudska homeostaza
Ljudska homeostaza zajamčena je određenim fiziološkim procesima koji se u organizmima odvijaju koordinirano. Mehanizmi koji kontroliraju tjelesnu temperaturu, pH, volumen tjelesnih tekućina, krvni tlak, puls i koncentraciju elemenata u krvi glavni su alati koji se koriste u fiziološkoj kontroli, kao što je prethodno spomenuto. Ako su ovi čimbenici u ravnoteži, mogu utjecati na pojavu kemijskih reakcija bitnih za održavanje tijela.
Toplinska regulacija primjer je fiziološkog mehanizma koji tijelo koristi da održi temperaturu konstantnom. 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.
Zaključak
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.
