Homeostaasi on elävän organismin fysiologisen vakauden prosessi
Kuva: John Jackson Unsplashissa
Sana homeostaasi on peräisin kreikkalaisista radikaaleista homeo (sama) ja stasis (pysyä), ja amerikkalaisen lääkärin ja fysiologin Walter Cannon keksi sen. Termiä käytetään osoittamaan organismin ominaisuus pysyä tasapainossa riippumatta ulkoisessa ympäristössä tapahtuvista muutoksista.
Homeostaasin takaa joukko prosesseja, jotka estävät organismin fysiologian vaihtelut. Jos ulkoisen ympäristön olosuhteet vaihtelevat jatkuvasti, homeostaattiset mekanismit takaavat, että näiden muutosten vaikutukset organismeihin ovat vähäiset.
Homeostaattiset mekanismit
Mekanismit, jotka säätelevät kehon lämpötilaa, pH: ta, kehon nesteiden määrää, verenpainetta, sykettä ja veren alkuaineiden pitoisuutta, ovat tärkeimmät välineet fysiologisen tasapainon ylläpitämiseksi. Yleensä nämä mekanismit toimivat negatiivisen palautteen kautta .
Palaute negatiivinen tai negatiivinen palaute on yksi tärkeimmistä mekanismeista, ylläpitoon homeostaasin. Tämä mekanismi takaa päinvastaisen muutoksen suhteessa alkuperäiseen muutokseen, toisin sanoen se toimii tietyn ärsykkeen vähentämisessä varmistaen kehon oikean tasapainon. Verensokerin määrän säätäminen on esimerkki negatiivisesta palautteesta .
Kun syömme, verensokeritaso nousee stimuloiden insuliinin tuotantoa. Tämä hormoni varmistaa, että solut imevät glukoosia ja varastoivat sen ylimäärä glykogeenin muodossa vähentäen verensokeritasoja. Kun glukoosipitoisuus laskee, insuliinin vapautuminen lakkaa. Toisaalta, kun sokeritasot ovat alle normaalin, tapahtuu glukagonieritystä. Tämä hormoni, toisin kuin insuliini, vapauttaa glukoosia, joka varastoidaan glykogeenin muodossa, mikä lisää aineen määrää veressä. Kun glukoosipitoisuus nousee, glukagonin eritys keskeytyy.
Homeostaasin jakautuminen
Homeostaasi voidaan jakaa kolmeen osa-alueeseen: ekologinen homeostaasi, biologinen homeostaasi ja ihmisen homeostaasi.
Ekologinen homeostaasi
Ekologinen homeostaasi viittaa tasapainoon planeettatasolla. Tutkija James Lovelockin laatiman Gaia-hypoteesin mukaan planeetta Maa on valtava elävä organismi, joka kykenee hankkimaan energiaa toimintaansa varten, säätelemään ilmastoa ja lämpötilaa, poistamaan roskat ja torjumaan omia sairauksiaan eli planeetta on organismi, joka kykenee itsesääntelyyn.
Tämä hypoteesi viittaa myös siihen, että elävät olennot kykenevät muuttamaan ympäristöään, jossa he elävät, tekemään siitä sopivamman selviytymiseen. Tällä tavalla maapallo olisi planeetta, jonka elämä hallitsisi oman elämänsä ylläpitoa palautemekanismien ja monipuolisten vuorovaikutusten avulla. Tästä näkökulmasta koko planeetta ylläpitää homeostaasia.
Hiilidioksidin (CO2) pitoisuus ilmakehässä on esimerkki. Ilman fotosynteettisten organismien läsnäoloa hiilidioksiditasot ilmakehässä olisivat erittäin korkeat, mikä hämärtää happi- ja typpikaasujen olemassaoloa. Fotosynteesiä tekevien olentojen myötä hiilidioksidin pitoisuus laski huomattavasti, mikä lisäsi happi- ja typpikaasupitoisuuksia, mikä mahdollisti riittävät olosuhteet muiden organismien esiintymiselle ja selviytymiselle.
Biologinen homeostaasi
Biologinen homeostaasi vastaa sisäisen ympäristön pitämistä siedettävissä rajoissa. Elävän organismin sisäinen ympäristö koostuu periaatteessa sen kehon nesteistä, joihin kuuluvat veriplasma, imusolmukkeet ja muut solujen väliset ja solunsisäiset nesteet. Vakaa olosuhteiden ylläpito näissä nesteissä on välttämätöntä eläville olennoille. Jos ne ovat epävakaa, ne voivat olla haitallisia geneettiselle materiaalille.
Tietyn ulkoisen ympäristön vaihtelun edessä organismi voi olla säätelijä tai konformisti. Sääntelyelimet ovat niitä, jotka kuluttavat energiaa ylläpitääkseen sisäistä ympäristöään samoilla ominaisuuksilla. Konformistiset elimet puolestaan eivät halua käyttää energiaa hallitsemaan sisäistä ympäristöään. Esimerkiksi endotermiset eläimet pystyvät pitämään kehon lämpötilan vakiona sisäisistä mekanismeista. Kohdunulkoiset eläimet puolestaan tarvitsevat ulkoisia lämmönlähteitä kehon lämpötilan nostamiseksi ja pitämiseksi vakiona. Siksi nisäkkäät voivat oleskella pitkiä aikoja altistamatta auringolle, kun taas matelijat ja sammakkoeläimet tarvitsevat ympäristön lämpöä lämpimänä pitämiseen.
Ihmisen homeostaasi
Ihmisen homeostaasi on taattu tietyillä fysiologisilla prosesseilla, joita esiintyy organismeissa koordinoitusti. Mekanismit, jotka säätelevät ruumiinlämpöä, pH: ta, kehon nesteiden määrää, verenpainetta, sykettä ja veren alkuaineiden pitoisuutta, ovat tärkeimmät fysiologisessa valvonnassa käytettävät välineet, kuten aiemmin mainittiin. Jos nämä tekijät eivät ole tasapainossa, ne voivat vaikuttaa kehon ylläpitoon välttämättömien kemiallisten reaktioiden esiintymiseen.
Lämpösäätö on esimerkki fysiologisesta mekanismista, jota keho käyttää pitääkseen lämpötilan vakiona. Kun harjoitamme fyysistä aktiivisuutta, kehomme lämpötilalla on taipumus nousta. Tämän muutoksen ottaa kuitenkin hermojärjestelmä, joka laukaisee hiki, joka on vastuussa kehomme jäähdyttämisestä haihtumisen aikana.
Johtopäätös
Sisäisen ympäristön tasapainossa pitäminen on välttämätöntä kaikkien elävien olentojen kehon muodostavien järjestelmien moitteettomalle toiminnalle. Esimerkiksi entsyymit ovat aineita, jotka toimivat biologisina katalysaattoreina ja kiihdyttävät eri reaktioiden nopeutta. Tehtävänsä suorittamiseksi he tarvitsevat riittävän ympäristön, jonka lämpötila ja pH ovat normaalilla alueella. Siksi tasapainoinen keho on terve elin.
