Homeostase

Fra Academic Kids

Homeostase eller homøostase er et åbent systems, især levende organismers, egenskab til at regulere sit indre miljø for at opretholde en stabil tilstand ved hjælp af flere dynamiske ligevægtsjusteringer, der kontrolleres af indbyrdes forbundne reguleringsmekanismer.

Begrebet blev opfundet i 1932 af Walter Cannon ud fra to græske ord (at forblive det samme).

Indhold

Oversigt

Begrebet bruges oftest i betydningen biologisk homeostase. homeo- ligner eller er det samme. stasis- stå eller standse. flercellede organismer kræver et homøostatisk indre miljø, for at kunne leve; mange miljøforkæmpere mener, at dette princip også gælder for det ydre miljø. mange økologiske, biologiske og sociale systemer er homøostatiske. De modsætter sig forandringer for at opretholde ligevægt. Hvis det ikke lykkes systemet at genetablere balancen, kan det i sidste ende føre til, at systemet holder op med at fungere.

Komplekse systemer, som f.eks. en menneskekrop, skal have homeostase for at opretholde stabilitet og for at overleve. Disse systemer skal ikke kun holde ud for at overleve; de skal tilpasse sig selv og udvikle sig til ændringer i miljøet.

Egenskaber ved homeostase

Homeostatiske systemer udviser flere egenskaber:

• De er ultrastabile;
• Hele deres organisation, både den interne, strukturelle og funktionelle, bidrager til opretholdelsen af ligevægt
• De er uforudsigelige (den resulterende virkning af en præcis handling har ofte den modsatte virkning af den forventede).

Hovedeksempler på homøostase hos pattedyr er følgende:

• Reguleringen af mængden af vand og mineraler i kroppen. Dette er kendt som osmoregulering. Dette sker i nyrerne.
• Fjernelse af metabolisk affald. Dette er kendt som udskillelse. Dette sker i udskillelsesorganerne som f.eks. nyrerne og lungerne.
• Reguleringen af kropstemperaturen. Dette gøres hovedsageligt af huden.
• Reguleringen af blodglukoseniveauet. Dette gøres hovedsageligt af leveren og det insulin, der udskilles af bugspytkirtlen.

Mekanismer for homøostase: feedback

Hovedartikel: Feedback

Når der sker en ændring af en variabel, er der to hovedtyper af feedback, som systemet reagerer på:

• Negativ feedback er en reaktion, hvor systemet reagerer på en sådan måde, at ændringsretningen vendes. Da dette har en tendens til at holde tingene konstante, giver det mulighed for at opretholde homeostase. Når f.eks. koncentrationen af kuldioxid i menneskekroppen stiger, får lungerne et signal om at øge deres aktivitet og udstøde mere kuldioxid.
• Ved positiv feedback er reaktionen at forstærke ændringen i variablen. Dette har en de-stabiliserende virkning, så det resulterer ikke i homeostase. Positiv feedback er mindre almindelig i naturligt forekommende systemer end negativ feedback, men den har sine anvendelser. I nerver udløser et elektrisk tærskelpotentiale f.eks. genereringen af et meget større aktionspotentiale. (Se også løftestangspunkter.)

Økologisk homøostase

I Gaia-hypotesen fastslog James Lovelock, at hele massen af levende stof på Jorden (eller enhver planet med liv) fungerer som en enorm organisme, der aktivt ændrer sin planet for at skabe et miljø, der passer til dens behov. I dette synspunkt opretholder hele planeten homeostase. Det kan stadig diskuteres, om der findes et sådant system på Jorden. Der er dog nogle relativt enkle homøostatiske mekanismer, som er almindeligt accepteret. Når kuldioxidniveauet i atmosfæren stiger, er planterne f.eks. i stand til at vokse bedre og dermed fjerne mere kuldioxid fra atmosfæren. Når sollyset er rigeligt, og temperaturen i atmosfæren stiger, trives fytoplanktonet i havets overfladevand og producerer mere dimethylsulfid, DMS. DMS-molekylerne fungerer som skykondensationskerner, der producerer flere skyer og dermed øger atmosfærens albedo og sænker temperaturen i atmosfæren.

Biologisk homøostase

Homeostase er et af de grundlæggende kendetegn ved levende væsener. Det er opretholdelsen af det indre miljø inden for tolerable grænser.

Det indre miljø i en levende organismes krop indeholder kropsvæsker i flercellede dyr. Kropsvæskerne omfatter blodplasma, vævsvæske og intracellulær væske. Opretholdelse af en stabil tilstand i disse væsker er afgørende for levende væsener, da manglen på denne tilstand skader det genetiske materiale.

Med hensyn til en hvilken som helst parameter kan en organisme være en konform eller en regulator. Regulatorer forsøger at holde parameteren på et konstant niveau, uanset hvad der sker i dens omgivelser. Konformister tillader omgivelserne at bestemme parameteren. For eksempel opretholder endoterme dyr en konstant kropstemperatur, mens ektoterme dyr udviser stor variation i kropstemperaturen.

Det betyder ikke, at konforme dyr ikke kan have adfærdstilpasninger, der gør det muligt for dem at udøve en vis kontrol over den pågældende parameter. For eksempel sidder krybdyr ofte på solopvarmede klipper om morgenen for at hæve deres kropstemperatur.

En fordel ved homøostatisk regulering er, at den gør det muligt for organismen at fungere mere effektivt. Ektotermer har f.eks. en tendens til at blive sløve ved lave temperaturer, mens endotermer er lige så aktive som altid. På den anden side kræver regulering energi. En af grundene til, at slanger kun kan spise en gang om ugen, er, at de bruger meget mindre energi på at opretholde homøostase.

Homeostase i menneskekroppen

Alle mulige faktorer påvirker de menneskelige kropsvæskers egnethed til at opretholde livet; disse omfatter egenskaber som temperatur, saltindhold og surhedsgrad og koncentrationerne af næringsstoffer som glukose, forskellige ioner, ilt og affaldsstoffer som kuldioxid og urinstof. Da disse egenskaber påvirker de kemiske reaktioner, der holder kroppene i live, er der indbyggede fysiologiske mekanismer til at holde dem på ønskværdige niveauer.

Det skal dog bemærkes, at homeostase ikke er årsagen til disse løbende ubevidste justeringer. Homeostase skal opfattes som en generel karakteristik af mange normale processer i samspil, ikke som deres umiddelbare årsag i sig selv. Desuden er der mange biologiske fænomener, som ikke er i overensstemmelse med denne model, f.eks. anabolisme.

Andre områder

Begrebet er også kommet til at blive brugt inden for andre områder.

En aktuar kan henvise til “risikohomøostase”, hvor (f.eks.) folk, der har antiblokkebremser, ikke har en bedre sikkerhed end folk uden antiblokkebremser, fordi de ubevidst kompenserer for det mere sikre køretøj via mindre sikre kørevaner.

Sociologer og psykologer kan henvise til “stresshomøostase”, dvs. en befolknings eller et individs tendens til at forblive på et bestemt stressniveau, idet der ofte genereres kunstige belastninger, hvis det “naturlige” stressniveau ikke er tilstrækkeligt.

Eksempler

• Termisk regulering:
  • Skelettets muskler kan gyse for at producere varme, hvis kropstemperaturen er for lav.
  • Ikke-gysende termogenese indebærer nedbrydning af fedt for at producere varme.
  • Svedning afkøler kroppen ved hjælp af fordampning.
• Kemisk regulering
  • Bankskirtlen producerer insulin og glukagon for at kontrollere blodsukkerkoncentrationen.
  • Lungerne optager ilt og afgiver kuldioxid.
  • Nyrerne fjerner urinstof og justerer koncentrationen af vand og en lang række ioner.

De fleste af disse organer styres af hormoner, der udskilles fra hypofysen, som igen styres af hypothalamus.

Se også

• Akklimatisering
• Biologisk rytme
• Metabolisme
• Apoptose
• Aldring
• Balance
• Selvorganisering
• Cybernetik

bg:Хомеостазаda:Homøostasede:Selvreguleringes:Homeostasisfr:Homéostasieja:恒性nl:Homeostasepl:Homeostazasv:Homeostasvi:Cân bằng ná”™i môru:Гомеостазис