A kifejezés homeosztázis a görög nyelvből származik, és egyenlőséget jelent. Leír egy folyamatot, amely fenntartja az egyensúlyt a dinamikus rendszerekben. A belső környezetet homeosztázis révén fenntartja az emberi test. A homeosztatikus folyamatokra példa a hőszabályozás vagy a vércukorszint szabályozása.
Mi a homeosztázis?
A test minden szabályozási folyamata az egyensúly elérésére törekszik. Az egyensúlyi állapotok képezik a szervek sok funkciójának és az egész szervezet életképességének alapját. A test homeosztázisát olyan mechanizmusok, például kontroll hurkok vagy redundanciák tartják fenn. Ezek a mechanizmusok a test számára lehetővé teszik a szabályozást.
A homeosztázis célja az egyensúly fenntartása egyetlen sejtben, sejtcsoportokban, egy szervben vagy az egész szervezetben. A karbantartási folyamatok vonatkozhatnak anatómiai struktúrákra, kémiai vagy fizikai folyamatokra, vagy akár matematikai körülményekre, például egy adott szerkezet sejtjeinek számára.
Funkció és feladat
Sok esetben a homeosztázis fenntartása negatív visszacsatolású szabályozó rendszerek révén. Először meghatározzuk a célértéket. Ez az érték garantálja a biztonság, a túlélés és a jólét optimális feltételeit. Egy érzékelő, például az agyalapi mirigy vagy a hipotalamusz összehasonlítja az aktuális értéket a célértékkel. Ha eltérést észlelnek a célérték és a tényleges érték között, akkor egy szabályozási folyamat indul. Ez általában csak akkor fejeződik be, ha a két érték közötti eltérés megszűnt.
Egy ilyen negatív visszacsatoló rendszerre példa a termoreguláció. A testhőmérséklet célértéke általában 36,5 és 37 ° C között van. A jelenlegi testhőmérsékletet az úgynevezett hőreceptorok regisztrálják, amelyek az agy hipotalamuszában találhatók.A kívánt hőmérséklettől való eltérés esetén a hipotalamusz olyan intézkedéseket kezdeményezhet, amelyek a hőmérsékletet a kívánt irányba vezetik. Az érrendszeri változásokat izzadást vagy remegést okozhat. A hipotalamusz arra is ösztönözheti az embereket, hogy melegebbé vagy hidegebbé váljanak, vagy a napfénytől az árnyékba mozogjanak.
Hasonló homeosztázisos folyamatok léteznek a test számos funkciójára vonatkozóan. Amikor a vércukorszint csökken, az éhség érzése viszonylag gyorsan következik be; ha a vér sótartalma túl magas, az emberek szomjasnak érzik magukat.
Az alvásszabályozás homeosztatikus folyamaton is alapul. Az alvás időtartamát és intenzitását egyrészt a cirkadián ritmus, másrészt a homeosztatikus alvásnyomás szabályozza. A cirkadián ritmus bizonyos mértékig tükrözi a belső órát. Ez biztosítja, hogy minden nap kb. Azonos időben fáradtak vagyunk. A homeosztatikus alvásnyomás viszont a korábbi ébrenléttől függ. Minél hosszabb és erősebb az ébredési fázis, annál nagyobb a homeosztatikus alvásnyomás.
Az emberi test egyik legfontosabb homeosztázisa az agy homeosztázisa. Annak érdekében, hogy az agyban a környezet mindig egyensúlyban maradjon, akadályt képez a vérkeringés és a központi idegrendszer között. Ezt vér-agy gátnak nevezik. A vér-agy gát megvédi az agyat a kórokozóktól, a hormonoktól és a méreganyagoktól. Nem tudja átadni ezt a szűrőt. Más anyagok, például tápanyagok átjuthatnak a vér-agy gáton. Így tartják fenn a homeosztázis az agyban.
Betegségek és betegségek
A homeosztázis zavara az egyes szervek vagy akár az egész szervezet funkcionális zavarához vezet. Számos homeosztázisos rendellenesség a hipotalamusból származik. Ha itt központi zavarok fordulnak elő, akkor a testhőmérséklet állandóan túl alacsony vagy túl magas lehet. A láz fázisai gyakran váltakoznak a hipotermia periódusaival. Például az érintett személyek napközben fagynak és annyira izzadnak éjjel, hogy többször ki kell cserélni az ágyneműt és az ágyneműt.
Az elhízást és az étkezési rendellenességeket gyakran a károsodott homeosztázis okozza. A kutatók azt gyanítják, hogy sok étrend negatívan befolyásolja a telítettség és az éhség szabályozó rendszerét, amíg a normál szabályozás már nem lehetséges.
A zavart alvás homeosztázis álmatlanságot és elalvási nehézségeket okoz. Úgy tűnik, hogy különösen az alkohol fontos szerepet játszik az alvás homeosztázisának rendellenességeiben. Az alkohol növeli a homeosztatikus alvásnyomást, azaz az alvásigény növekszik. Ez elmozdítja az alvási időszakot, és az alvás nem olyan szoros, mint általában. Az alkohol a homeosztatikus nyomás megzavarásával csökkenti az alvás minőségét.
A vércukorszint homeosztázisának elengedhetetlen a túlélés. A hipoglikémia csökkent agyi teljesítményhez, rohamokhoz, izzadáshoz és vészhelyzet esetén sokkhoz vezet. A hipoglikémia viszont erős szomjúság, mélyebb légzés és későbbi eszméletvesztés révén mutatkozik meg.
A vércukorszint homeosztázisának zavara szintén zavarhoz vezethet a vér pH-értékének szabályozásában. Az emberek pH-értékének referencia-tartománya 7,35 és 7,45 között van. Ezen értékeken kívül a homeosztázis zavart. Az alacsonyabb pH-t acidózisnak, a magasabb pH-t alkalózisnak nevezik. A pH homeosztázisát a vesék és a tüdők tartják fenn. Ha bizonyos anyagcseretermékek felhalmozódnak, vagy ha a vese és a tüdő kiválasztási képessége korlátozott, ez túlsavasodáshoz vagy megnövekedett pH-értékhez vezethet.
A homeosztatikus rendellenesség feltételezhetően a Parkinson-kór oka. Az ionizált kalcium homeosztázisának megzavarása látszólag negatív hatással van a dopamin termelésére. Parkinson-kórban a dopaminhiány miatt olyan jellegzetes tünetek jelentkeznek, mint az izommerevség, az izmok remegése vagy a testtartás instabilitása.
Ha az agy homeosztázisát a vér-agy gát károsodása miatt nem lehet fenntartani, akkor olyan betegségek alakulnak ki, mint a meningitis (a szemölcsök gyulladása) vagy az encephalitis (agyi gyulladás). Az alkohol, a nikotin és az elektromágneses hullámok befolyásolják a vér-agy gátat, és növelik a neurológiai betegségek iránti érzékenységet.
