Ομοιοσταση

Ο όρος Ομοιοσταση προέρχεται από τα ελληνικά και σημαίνει ισότητα. Περιγράφει μια διαδικασία που χρησιμεύει για τη διατήρηση της ισορροπίας στα δυναμικά συστήματα. Το εσωτερικό περιβάλλον διατηρείται στο ανθρώπινο σώμα μέσω ομοιόστασης. Παραδείγματα ομοιοστατικών διεργασιών είναι η θερμορύθμιση ή η ρύθμιση του επιπέδου σακχάρου στο αίμα.

Τι είναι η ομοιόσταση;

Όλες οι ρυθμιστικές διαδικασίες στο σώμα προσπαθούν για ισορροπία. Οι καταστάσεις ισορροπίας είναι η βάση για πολλές λειτουργίες των οργάνων και για τη βιωσιμότητα ολόκληρου του οργανισμού. Η ομοιόσταση στο σώμα διατηρείται με μηχανισμούς όπως βρόχους ελέγχου ή απολύσεις. Αυτοί οι μηχανισμοί δίνουν στο σώμα τη δυνατότητα να ρυθμίζεται.

Ο στόχος της ομοιόστασης μπορεί να είναι η διατήρηση της ισορροπίας μέσα σε ένα μόνο κύτταρο, εντός των κυτταρικών ομάδων, ενός οργάνου ή ολόκληρου του οργανισμού. Οι διαδικασίες συντήρησης μπορούν να σχετίζονται με ανατομικές δομές, χημικές ή φυσικές διεργασίες ή ακόμη και με μαθηματικές συνθήκες όπως ο αριθμός των κυττάρων σε μια συγκεκριμένη δομή.

Λειτουργία & εργασία

Σε πολλές περιπτώσεις, η ομοιόσταση διατηρείται μέσω ρυθμιστικών συστημάτων με αρνητικά σχόλια. Κατ 'αρχάς, προσδιορίζεται μια τιμή-στόχος. Αυτή είναι η τιμή που εγγυάται τις βέλτιστες συνθήκες για ασφάλεια, επιβίωση και ευεξία. Ένας αισθητήρας, για παράδειγμα η υπόφυση ή ο υποθάλαμος, συγκρίνει την τρέχουσα τιμή με την τιμή-στόχο. Εάν εντοπιστεί απόκλιση μεταξύ της τιμής στόχου και της πραγματικής τιμής, ξεκινά μια διαδικασία ρύθμισης. Αυτό συνήθως τελειώνει μόνο όταν η ασυμφωνία μεταξύ των δύο τιμών έχει εξαφανιστεί.

Ένα παράδειγμα ενός τέτοιου συστήματος αρνητικής ανατροφοδότησης είναι η θερμορύθμιση. Η τιμή-στόχος της θερμοκρασίας του σώματος είναι συνήθως μεταξύ 36,5 και 37 ° C. Η τρέχουσα θερμοκρασία σώματος καταγράφεται από τους λεγόμενους θερμοϋποδοχείς, οι οποίοι βρίσκονται στον υποθάλαμο στον εγκέφαλο.Σε περίπτωση αποκλίσεων από την επιθυμητή θερμοκρασία, ο υποθάλαμος μπορεί να ξεκινήσει μέτρα που φέρνουν τη θερμοκρασία στην επιθυμητή κατεύθυνση. Μπορεί να προκαλέσει αλλαγές στα αιμοφόρα αγγεία να προκαλέσουν εφίδρωση ή τρόμο. Ο υποθάλαμος μπορεί επίσης να ωθήσει τους ανθρώπους να ντύσουν πιο ζεστά ή πιο κρύα ή να μετακινηθούν από τον ήλιο στη σκιά.

Παρόμοιες διαδικασίες ομοιόστασης υπάρχουν για πολλές λειτουργίες του σώματος. Όταν το σάκχαρο στο αίμα πέφτει, το αίσθημα της πείνας ακολουθεί σχετικά γρήγορα. Εάν η περιεκτικότητα σε αλάτι στο αίμα είναι πολύ υψηλή, οι άνθρωποι αισθάνονται δίψα.

Η ρύθμιση του ύπνου βασίζεται επίσης σε μια ομοιοστατική διαδικασία. Η διάρκεια και η ένταση του ύπνου ρυθμίζονται αφενός από τον κιρκαδικό ρυθμό και αφετέρου από την ομοιοστατική πίεση ύπνου. Σε κάποιο βαθμό, ο κιρκαδικός ρυθμός αντανακλά το εσωτερικό ρολόι. Διασφαλίζει ότι είμαστε κουρασμένοι περίπου την ίδια ώρα κάθε μέρα. Η ομοιοστατική πίεση ύπνου, από την άλλη πλευρά, εξαρτάται από την προηγούμενη εγρήγορση. Όσο μεγαλύτερη και πιο έντονη είναι η φάση αφύπνισης, τόσο υψηλότερη είναι η ομοιοστατική πίεση ύπνου.

Μία από τις πιο σημαντικές ομοιόσταση του ανθρώπινου σώματος είναι η ομοιόσταση του εγκεφάλου. Για να διατηρείται πάντα ισορροπημένο το περιβάλλον στον εγκέφαλο, υπάρχει ένα εμπόδιο μεταξύ της κυκλοφορίας του αίματος και του κεντρικού νευρικού συστήματος. Αυτό είναι γνωστό ως φράγμα αίματος-εγκεφάλου. Το φράγμα αίματος-εγκεφάλου προστατεύει τον εγκέφαλο από παθογόνα, ορμόνες και τοξίνες. Δεν μπορείτε να περάσετε αυτό το φίλτρο. Άλλες ουσίες όπως θρεπτικά συστατικά μπορούν να διασχίσουν το φράγμα αίματος-εγκεφάλου. Έτσι διατηρείται η ομοιόσταση στον εγκέφαλο.

Ασθένειες και παθήσεις

Οι διαταραχές στην ομοιόσταση οδηγούν σε λειτουργικές διαταραχές σε μεμονωμένα όργανα ή ακόμα και σε ολόκληρο τον οργανισμό. Πολλές διαταραχές της ομοιόστασης προέρχονται από τον υποθάλαμο. Εάν εμφανιστούν κεντρικές βλάβες εδώ, η θερμοκρασία του σώματος μπορεί να είναι μόνιμα πολύ χαμηλή ή πολύ υψηλή. Οι φάσεις του πυρετού συχνά εναλλάσσονται με περιόδους υποθερμίας. Για παράδειγμα, εκείνοι που πλήττονται κατάψυξη κατά τη διάρκεια της ημέρας και ιδρώνουν τόσο πολύ τη νύχτα που πρέπει να αλλάξουν κλινοσκεπάσματα και κλινοσκεπάσματα αρκετές φορές.

Η παχυσαρκία και οι διατροφικές διαταραχές προκαλούνται επίσης συχνά από μειωμένη ομοιόσταση. Οι ερευνητές υποπτεύονται ότι πολλές δίαιτες επηρεάζουν αρνητικά το ρυθμιστικό σύστημα κορεσμού και πείνας έως ότου δεν είναι πλέον δυνατή η κανονική ρύθμιση.

Ομοιόσταση διαταραγμένου ύπνου προκαλεί αϋπνία και δυσκολία στον ύπνο. Το αλκοόλ ειδικότερα φαίνεται να παίζει σημαντικό ρόλο στις διαταραχές της ομοιόστασης του ύπνου. Το αλκοόλ αυξάνει την ομοιοστατική πίεση ύπνου, δηλαδή αυξάνεται η ανάγκη ύπνου. Αυτό αλλάζει την περίοδο ύπνου και ο ύπνος δεν είναι τόσο σταθερός όσο συνήθως. Το αλκοόλ, διαταράσσοντας την ομοιοστατική πίεση, μειώνει την ποιότητα του ύπνου.

Η ομοιόσταση του σακχάρου στο αίμα είναι απαραίτητη για την επιβίωση. Η υπογλυκαιμία οδηγεί σε μειωμένη απόδοση του εγκεφάλου, επιληπτικές κρίσεις, ιδρώτες και, σε περίπτωση έκτακτης ανάγκης, σοκ. Η υπογλυκαιμία, από την άλλη πλευρά, εμφανίζεται μέσα από έντονη δίψα, βαθύτερη αναπνοή και μετέπειτα απώλεια συνείδησης.

Μια διαταραχή στην ομοιόσταση του σακχάρου στο αίμα μπορεί επίσης να οδηγήσει σε διαταραχή στη ρύθμιση της τιμής pH του αίματος. Το εύρος αναφοράς της τιμής pH στους ανθρώπους κυμαίνεται μεταξύ 7,35 και 7,45. Εκτός από αυτές τις τιμές, η ομοιόσταση διαταράσσεται. Μια χαμηλότερη τιμή pH ονομάζεται οξέωση και μια υψηλότερη τιμή pH ονομάζεται αλκάλωση. Η ομοιόσταση του pH διατηρείται μέσω των νεφρών και των πνευμόνων. Εάν ορισμένα μεταβολικά προϊόντα συσσωρεύονται τώρα ή εάν η ικανότητα απέκκρισης των νεφρών και των πνευμόνων είναι περιορισμένη, αυτό μπορεί να οδηγήσει σε υπερβολική οξίνιση ή σε αυξημένες τιμές pH.

Υποτίθεται ότι μια διαταραχή ομοιόστασης είναι η αιτία της νόσου του Πάρκινσον. Η διακοπή της ομοιόστασης του ιονισμένου ασβεστίου φαίνεται να έχει αρνητικές επιπτώσεις στην παραγωγή ντοπαμίνης. Στη νόσο του Πάρκινσον, λόγω έλλειψης ντοπαμίνης, εμφανίζονται χαρακτηριστικά συμπτώματα όπως μυϊκή δυσκαμψία, μυϊκός τρόμος ή στάση αστάθειας.

Εάν η ομοιόσταση του εγκεφάλου δεν μπορεί να διατηρηθεί λόγω βλάβης του αιματοεγκεφαλικού φραγμού, αναπτύσσονται ασθένειες όπως μηνιγγίτιδα (φλεγμονή των μηνιγγίτιδα) ή εγκεφαλίτιδα (φλεγμονή του εγκεφάλου). Το αλκοόλ, η νικοτίνη και τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα επηρεάζουν τον αιματοεγκεφαλικό φραγμό και αυξάνουν την ευαισθησία σε νευρολογικές ασθένειες.