Homeostáza

Z Academic Kids

Homeostáza neboli homoeostáza je vlastnost otevřeného systému, zejména živých organismů, regulovat své vnitřní prostředí tak, aby si udrželo stabilní stav, a to pomocí mnohonásobných dynamických úprav rovnováhy řízených vzájemně propojenými regulačními mechanismy.

Termín vytvořil v roce 1932 Walter Cannon ze dvou řeckých slov (zůstat stejný).

Obsah

Přehled

Termín se nejčastěji používá ve smyslu biologické homeostázy. homeo- podobný nebo stejný. stáze- stání nebo zastavení. mnohobuněčné organismy vyžadují ke svému životu homeostatické vnitřní prostředí; mnozí environmentalisté se domnívají, že tento princip platí i pro vnější prostředí. mnohé ekologické, biologické a sociální systémy jsou homeostatické. Brání se změnám, aby udržely rovnováhu. Pokud se systému nepodaří obnovit rovnováhu, může to nakonec vést k tomu, že systém přestane fungovat.

Složité systémy, jako je lidské tělo, musí mít homeostázu, aby si udržely stabilitu a přežily. Tyto systémy nemusí pouze vydržet, aby přežily; musí se přizpůsobovat a vyvíjet modifikacím prostředí.

Vlastnosti homeostázy

Homeostatické systémy vykazují několik vlastností:

• Jsou ultrastabilní;
• Celá jejich organizace, vnitřní, strukturální i funkční, přispívá k udržení rovnováhy
• Jsou nepředvídatelné (výsledný efekt přesného působení má často opačný účinek, než se očekávalo).

Hlavní příklady homeostázy u savců jsou následující:

• Regulace množství vody a minerálních látek v těle. To se nazývá osmoregulace. Děje se tak v ledvinách.
• Odstraňování metabolických odpadů. Tomu se říká vylučování. Probíhá ve vylučovacích orgánech, jako jsou ledviny a plíce.
• Regulace tělesné teploty. To provádí především kůže.
• Regulace hladiny glukózy v krvi. To provádějí hlavně játra a inzulín vylučovaný slinivkou břišní.

Mechanismy homeostázy: zpětná vazba

Hlavní článek: Zpětná vazba

Při změně proměnné existují dva hlavní typy zpětných vazeb, na které systém reaguje:

• Negativní zpětná vazba je reakce, při níž systém reaguje tak, že obrátí směr změny. Protože má tendenci udržovat konstantní stav, umožňuje udržovat homeostázu. Například když se zvýší koncentrace oxidu uhličitého v lidském těle, plíce dostanou signál, aby zvýšily svou činnost a vyloučily více oxidu uhličitého.
• Při pozitivní zpětné vazbě je reakcí zesílení změny veličiny. To má destabilizující účinek, takže nevede k homeostáze. Pozitivní zpětná vazba je v přirozeně se vyskytujících systémech méně častá než negativní zpětná vazba, ale má své uplatnění. Například v nervech spouští prahový elektrický potenciál generaci mnohem většího akčního potenciálu. (Viz také pákové body.)

Ekologická homeostáza

V hypotéze Gaia James Lovelock uvedl, že veškerá hmota živé hmoty na Zemi (nebo na jakékoli planetě s životem) funguje jako obrovský organismus, který aktivně upravuje svou planetu tak, aby vytvářel prostředí vyhovující jeho potřebám. Podle tohoto názoru celá planeta udržuje homeostázu. O tom, zda je takový systém přítomen i na Zemi, se stále vedou diskuse. Obecně se však uznávají některé relativně jednoduché homeostatické mechanismy. Například když se zvýší hladina oxidu uhličitého v atmosféře, rostliny jsou schopny lépe růst, a tak z atmosféry odstraňují více oxidu uhličitého. Když je slunečního světla dostatek a teplota atmosféry stoupá, fytoplanktonu v povrchových vodách oceánů se daří a produkuje více dimethylsulfidu, DMS. Molekuly DMS působí jako kondenzační jádra mraků, která vytvářejí více mraků, a tím zvyšují albedo atmosféry a snižují její teplotu.

Biologická homeostáza

Homeostáza je jednou ze základních vlastností živých organismů. Je to udržování vnitřního prostředí v únosných mezích.

Vnitřní prostředí těla živého organismu představuje u mnohobuněčných živočichů tělní tekutiny. Mezi tělní tekutiny patří krevní plazma, tkáňový mok a nitrobuněčná tekutina. Udržování stálého stavu těchto tekutin je pro živé organismy nezbytné, protože jeho nedostatek poškozuje genetický materiál.

S ohledem na jakýkoli parametr může být organismus konformní nebo regulující. Regulátory se snaží udržovat parametr na konstantní úrovni bez ohledu na to, co se děje v jeho okolí. Konformisté umožňují, aby parametr určovalo prostředí. Například endotermní živočichové udržují konstantní tělesnou teplotu, zatímco ektotermní živočichové vykazují velké rozdíly v tělesné teplotě.

To neznamená, že konformisté nemusí mít behaviorální adaptace, které jim umožňují určitou kontrolu nad daným parametrem. Například plazi si často ráno sedají na sluncem vyhřáté skály, aby si zvýšili tělesnou teplotu.

Výhodou homeostatické regulace je, že umožňuje efektivnější fungování organismu. Například ektotermní živočichové mají při nízkých teplotách tendenci zpomalovat, zatímco endotermní živočichové jsou jako vždy aktivní. Na druhou stranu regulace vyžaduje energii. Jedním z důvodů, proč jsou hadi schopni jíst jen jednou týdně, je to, že na udržování homeostázy spotřebují mnohem méně energie.

Homeostáza v lidském těle

Všechny druhy faktorů ovlivňují vhodnost tekutin v lidském těle pro udržení života; patří mezi ně vlastnosti jako teplota, slanost a kyselost a koncentrace živin, jako je glukóza, různé ionty, kyslík a odpadní látky, jako je oxid uhličitý a močovina. Protože tyto vlastnosti ovlivňují chemické reakce, které udržují těla při životě, existují zabudované fyziologické mechanismy, které je udržují na žádoucí úrovni.

Je však třeba poznamenat, že homeostáza není důvodem těchto neustálých nevědomých úprav. Homeostázu je třeba chápat jako obecnou charakteristiku mnoha normálních procesů ve vzájemné shodě, nikoli jako jejich proximální příčinu jako takovou. Navíc existuje řada biologických jevů, které tomuto modelu neodpovídají, například anabolismus.

Další obory

Termín se začal používat i v jiných oborech.

Aktuárista může hovořit o „rizikové homeostáze“, kdy (například) lidé, kteří mají protiblokovací brzdy, nemají lepší bezpečnostní výsledky než lidé bez protiblokovacích brzd, protože nevědomě kompenzují bezpečnější vozidlo prostřednictvím méně bezpečných řidičských návyků.

Sociologové a psychologové mohou hovořit o „stresové homeostáze“, tendenci populace nebo jednotlivce setrvávat na určité úrovni stresu, často vytvářející umělé stresy, pokud „přirozená“ úroveň stresu nestačí.

Příklady

• Tepelná regulace:
  • Kosterní svaly se mohou třást, aby produkovaly teplo, pokud je tělesná teplota příliš nízká.
  • Termogeneze bez třesu zahrnuje rozklad tuků za účelem produkce tepla.
  • Pocení ochlazuje tělo pomocí odpařování.
• Chemická regulace
  • Slinivka břišní produkuje inzulín a glukagon pro kontrolu koncentrace cukru v krvi.
  • Plíce přijímají kyslík a vylučují oxid uhličitý.
  • Ledviny odstraňují močovinu a upravují koncentraci vody a nejrůznějších iontů.

Většina těchto orgánů je řízena hormony vylučovanými z hypofýzy, která je zase řízena hypotalamem.

Viz také

• Aklimatizace
• Biologický rytmus
• Metabolismus
• Apoptóza
• Stárnutí
• Rovnováha
• Sebeorganizace
• Kybernetika

bg:Хомеостазада:Homøostasede:Selbstregulationes:Homeostasisfr:Homéostasieja:恒常性nl:Homeostasepl:Homeostazasv:Homeostasvi:Cân bằng ná“™i môru:Гомеостазис

.