Homeostazia este capacitatea unui organism de a-și menține o stare internă relativ stabilă, în ciuda modificărilor din lumea exterioară. Toate organismele vii, de la plante până la oameni, trebuie să-și regleze mediul intern pentru a supraviețui. De exemplu, dacă temperatura corpului ar coborî prea mult, organele ar înceta să mai funcționeze.
De ce homeostazia este importantă?
Termenul de homeostazie a fost inventat de fiziologul Walter Cannon în anii 1920, care a continuat cercetările fiziologului Claude Bernard. În anii 1870, Bernard a descris modul în care organismele complexe trebuie să-și mențină un echilibru în mediul lor intern pentru a putea duce a o viață „liberă și independentă” față de lumea din exterior. Cannon a perfecționat conceptul și a introdus termenul de homeostazie prin cartea sa „The Wisdom of the Body”, publicată în anul 1932.
Termenul are origini grecești și înseamnă „similar” sau ”stare de stabilitate”. Prefixul „homeo” subliniază că homeostazia nu funcționează ca un termostat reglat la o anumită temperatură. În schimb, ea menține anumiți factori fiziologici importanți într-un interval acceptabil de valori.
De exemplu, corpul uman își reglează concentrația internă de hidrogen, calciu, potasiu și sodiu – ioni pe care celulele se bazează pentru a funcționa normal. Homeostazia menține, de asemenea, nivelurile de apă, oxigen, pH și glucoză sanguină, precum și temperatura corpului.
La organismele sănătoase, procesele homeostatice se desfășoară în mod constant și automat. Adesea sisteme multiple funcționează împreună pentru a menține constant un anumit factor fiziologic, cum este temperatura corpului. Dacă aceste procese eșuează, corpul se poate îmbolnăvi sau chiar muri.
Cum este menținută homeostazia?
Numeroase sisteme homeostatice ascultă semnalele de alarmă emise de organism pentru a ști când variabilele-cheie ies din limitele lor adecvate. Sistemul nervos detectează aceste dereglări și le raportează la un centru de control situat adesea în creier. Centrul de control comandă apoi mușchii, organele și glandele pentru a corecta tulburarea. Această buclă de control de tipul perturbare-ajustare este cunoscută sub denumirea de feedback negativ.
De exemplu, corpul uman își menține o temperatură internă de 37 de grade Celsius. Dacă se supraîncălzește, senzorii termici din piele și creier sună alarma, inițiind o reacție în lanț care duce la transpirație și înroșirea pielii (dilatarea vaselor de sânge de la nivelul tegumentului). În schimb, dacă se răcește, organismul răspunde prin frisoane și reducând circulația sanguină la nivelul pielii. În mod similar, atunci când nivelul de sodiu crește, organismul semnalează rinichilor să rețină apa și să elimine excesul de sare prin concentrarea urinei.
În plus, animalele își pot regla modifica și comportamentul ca răspuns la feedback-ul negativ. De exemplu, atunci când ne este prea cald, putem da jos o parte din haine, putem sta la umbră sau putem bea un pahar cu apă rece.
Modele moderne ale homeostaziei
Conceptul de feedback negativ datează din anii 1920 și a reprezentat prin explicație a funcționării homeostaziei. Însă, în ultimele decenii, oamenii de știință au emis ipoteză că organismele pot anticipa potențialele perturbări ale homeostaziei, nu doar să reacționeze la acestea.
Acest model alternativ de homeostazie, cunoscut sub denumirea de alostazie, implică faptul că punctul de referință ideal al unei variabile fiziologice se poate modifica în funcție de schimbările tranzitorii din mediul exterior. Acest punct se poate modifica sub influența ritmului circadian, a ciclului menstrual sau a fluctuațiilor zilnice ale temperaturii corpului. Valorile de referință se pot schimba, de asemenea, ca răspuns la fenomene fiziologice, cum ar fi febra, sau pentru a compensa mai multe procese homeostatice care au loc în același timp.
De exemplu, anticipând servirea mesei, corpul secretă o cantitate suplimentară de insulină, grelină sau alți hormoni. Această măsură preventivă pregătește organismul pentru fluxul de calorii.
Abilitatea de a modica valorile de referință permite animalelor să se adapteze la factori de stres pe termen scurt, însă nu și provocările pe termen lung, ca în cazul schimbărilor climatice.
Sursa: Live Science