Homeosztázis

From Academic Kids

A homeosztázis vagy homoosztázis egy nyitott rendszer, különösen az élő szervezetek azon tulajdonsága, hogy belső környezetét úgy szabályozza, hogy stabil állapotot tartson fenn, több, egymással összefüggő szabályozási mechanizmusok által vezérelt dinamikus egyensúlyi beállítás révén.

A kifejezést 1932-ben Walter Cannon alkotta meg két görög szóból (ugyanolyan maradni).

Tartalom

Áttekintés

A kifejezést leggyakrabban a biológiai homeosztázis értelmében használják. homeo- hasonló vagy azonos. stasis- álló vagy megálló. a többsejtű élőlényeknek homeosztatikus belső környezetre van szükségük, hogy élni tudjanak; sok környezetvédő szerint ez az elv a külső környezetre is érvényes. számos ökológiai, biológiai és társadalmi rendszer homeosztatikus. Az egyensúly fenntartása érdekében ellenállnak a változásnak. Ha a rendszernek nem sikerül helyreállítania az egyensúlyt, az végül a rendszer működésének leállásához vezethet.

A komplex rendszereknek, mint például az emberi szervezetnek, homeosztázisra van szüksége a stabilitás fenntartásához és a túléléshez. Ezeknek a rendszereknek nemcsak a túléléshez kell kitartaniuk, hanem alkalmazkodniuk és fejlődniük kell a környezet változásaihoz.

A homeosztázis tulajdonságai

A homeosztatikus rendszerek számos tulajdonságot mutatnak:

• Szabályozhatatlanok;
• A teljes belső, szerkezeti és funkcionális szervezetük hozzájárul az egyensúly fenntartásához;
• Kiszámíthatatlanok (egy pontos művelet eredő hatása gyakran a várttal ellentétes hatást vált ki).

A homeosztázis főbb példái az emlősöknél a következők:

• A szervezetben lévő víz és ásványi anyagok mennyiségének szabályozása. Ezt nevezzük ozmoregulációnak. Ez a vesékben történik.
• A metabolikus hulladékok eltávolítása. Ezt nevezzük kiválasztásnak. Ezt a kiválasztó szervek, például a vesék és a tüdő végzik.
• A testhőmérséklet szabályozása. Ezt elsősorban a bőr végzi.
• A vércukorszint szabályozása. Ezt elsősorban a máj és a hasnyálmirigy által szekretált inzulin végzi.

A homeosztázis mechanizmusai: visszacsatolás

Főcikk: Visszacsatolás

Mikor egy változó változása bekövetkezik, két fő típusa van a visszacsatolásnak, amelyre a rendszer reagál:

• A negatív visszacsatolás olyan reakció, amelyben a rendszer úgy reagál, hogy a változás irányát megfordítja. Mivel ez hajlamos a dolgokat állandó szinten tartani, lehetővé teszi a homeosztázis fenntartását. Például, amikor az emberi szervezetben megnő a szén-dioxid koncentrációja, a tüdő jelzést kap, hogy fokozza aktivitását, és több szén-dioxidot ürítsen ki.
• A pozitív visszacsatolásban a reakció a változó változás felerősítése. Ez de-stabilizáló hatású, tehát nem eredményez homeosztázist. A pozitív visszacsatolás kevésbé gyakori a természetben előforduló rendszerekben, mint a negatív visszacsatolás, de vannak alkalmazásai. Például az idegekben egy elektromos küszöbpotenciál egy sokkal nagyobb akciós potenciál létrehozását váltja ki. (Lásd még: tőkeáttételi pontok.)

Ökológiai homeosztázis

James Lovelock a Gaia-hipotézisben azt állította, hogy a Földön (vagy bármely bolygón, ahol van élet) az élő anyag teljes tömege úgy működik, mint egy hatalmas organizmus, amely aktívan módosítja bolygóját, hogy az igényeinek megfelelő környezetet hozzon létre. E nézet szerint az egész bolygó fenntartja a homeosztázist. Az, hogy a Földön létezik-e ilyen rendszer, még mindig vita tárgyát képezi. Néhány viszonylag egyszerű homeosztatikus mechanizmus azonban általánosan elfogadott. Például amikor a légköri szén-dioxid szintje emelkedik, a növények jobban tudnak növekedni, és így több szén-dioxidot távolítanak el a légkörből. Amikor a napfény bőséges és a légköri hőmérséklet emelkedik, az óceánok felszíni vizeinek fitoplanktonja virágzik, és több dimetil-szulfidot, DMS-t termel. A DMS-molekulák felhőkondenzációs magokként működnek, amelyek több felhőt termelnek, és így növelik a légköri albedót és csökkentik a légkör hőmérsékletét.

Biológiai homeosztázis

A homeosztázis az élőlények egyik alapvető jellemzője. Ez a belső környezet tűrhető határokon belül tartását jelenti.

Az élő szervezet testének belső környezetére jellemzőek a többsejtű állatok testnedvei. A testnedvek közé tartozik a vérplazma, a szövetnedv és az intracelluláris folyadék. Ezekben a folyadékokban az egyensúlyi állapot fenntartása alapvető fontosságú az élőlények számára, mivel ennek hiánya károsítja a genetikai anyagot.

A szervezet bármely paraméter tekintetében lehet konformista vagy szabályozó. A szabályozók igyekeznek a paramétert állandó szinten tartani, függetlenül attól, hogy mi történik a környezetében. A konformerek hagyják, hogy a környezet határozza meg a paramétert. Például az endoterm állatok állandó testhőmérsékletet tartanak fenn, míg az ektoterm állatok testhőmérséklete nagymértékben ingadozik.

Ez nem jelenti azt, hogy a konformerek nem rendelkezhetnek olyan viselkedési adaptációkkal, amelyek lehetővé teszik számukra, hogy a kérdéses paraméter felett némi kontrollt gyakoroljanak. A hüllők például gyakran ülnek reggelente napmeleg sziklákra, hogy emeljék a testhőmérsékletüket.

A homeosztatikus szabályozás egyik előnye, hogy lehetővé teszi a szervezet hatékonyabb működését. Az ektotermák például alacsony hőmérsékleten hajlamosak lomhává válni, míg az endotermák ugyanolyan aktívak, mint mindig. Másrészt a szabályozás energiát igényel. A kígyók többek között azért képesek hetente csak egyszer enni, mert sokkal kevesebb energiát használnak fel a homeosztázis fenntartására.

Homeosztázis az emberi szervezetben

Az emberi testnedvek élet fenntartására való alkalmasságát mindenféle tényező befolyásolja; ezek közé tartoznak olyan tulajdonságok, mint a hőmérséklet, a sótartalom és a savasság, valamint a tápanyagok, például a glükóz, a különböző ionok, az oxigén és a hulladékok, például a szén-dioxid és a karbamid koncentrációja. Mivel ezek a tulajdonságok befolyásolják a testeket életben tartó kémiai reakciókat, beépített élettani mechanizmusok vannak arra, hogy ezeket kívánatos szinten tartsák.

Meg kell azonban jegyezni, hogy a homeosztázis nem az oka ezeknek a folyamatos tudattalan beállításoknak. A homeosztázisra úgy kell gondolni, mint sok normális folyamat együttesen történő általános jellemzésére, nem pedig önmagában azok proximalis okára. Ráadásul számos olyan biológiai jelenség van, amely nem felel meg ennek a modellnek, mint például az anabolizmus.”

Más területek

A fogalom más területeken is használatos lett.

Egy aktuárius beszélhet “kockázati homeosztázisról”, amikor (például) a blokkolásgátlóval rendelkező emberek nem rendelkeznek jobb biztonsági adatokkal, mint a blokkolásgátló nélküliek, mert a biztonságosabb járművet öntudatlanul kevésbé biztonságos vezetési szokásokkal kompenzálják.

A szociológusok és pszichológusok beszélhetnek “stressz homeosztázisról”, vagyis arról a tendenciáról, hogy egy populáció vagy egy egyén hajlamos a stressz egy bizonyos szintjén maradni, gyakran mesterséges stresszt generálva, ha a “természetes” stresszszint nem elégséges.

Példák

• Hőszabályozás:
  • A vázizmok hőtermelés céljából remeghetnek, ha a testhőmérséklet túl alacsony.
  • A nem remegő termogenezis a zsír lebontását jelenti hőtermelés céljából.
  • Az izzadás a párolgás segítségével hűti a testet.
• Kémiai szabályozás
  • A hasnyálmirigy inzulint és glükagont termel a vércukorszint szabályozására.
  • A tüdő oxigént vesz fel és szén-dioxidot bocsát ki.
  • A vesék eltávolítják a karbamidot, és beállítják a víz és sokféle ion koncentrációját.

A legtöbb ilyen szervet az agyalapi mirigyből szekretált hormonok irányítják, amelyet viszont a hipotalamusz irányít.

Lásd még

• Akklimatizáció
• Biológiai ritmus
• Anyagcsere
• Apoptózis
• Öregedés
• Egyensúly
• Önszerveződés
• Kibernetika

bg:Хомеостазаda:Homøostasede:Selfregulationes:Homeostasisfr:Homéostasieja:恒常性nl:Homeostasepl:Homeostazasv:Homeostasvi:Cân bằng ná”™i môru:Гомеостазис