Homeostase

Van Academic Kids

Homeostase of homoeostase is de eigenschap van een open systeem, vooral van levende organismen, om zijn interne milieu zo te regelen dat een stabiele toestand wordt gehandhaafd, door middel van meervoudige dynamische evenwichtsaanpassingen die worden gecontroleerd door onderling samenhangende regulatiemechanismen.

De term werd in 1932 bedacht door Walter Cannon uit twee Griekse woorden (hetzelfde blijven).

Inhoud

Overzicht

De term wordt meestal gebruikt in de betekenis van biologische homeostase. homeo- gelijk of hetzelfde. Meercellige organismen hebben een homeostatisch intern milieu nodig om te kunnen leven; veel milieudeskundigen geloven dat dit principe ook geldt voor het externe milieu.Veel ecologische, biologische en sociale systemen zijn homeostatisch. Zij verzetten zich tegen verandering om het evenwicht te bewaren. Als het systeem er niet in slaagt zijn evenwicht te herstellen, kan dit er uiteindelijk toe leiden dat het systeem niet meer functioneert.

Complexe systemen, zoals een menselijk lichaam, moeten homeostase hebben om stabiliteit te behouden en te overleven. Deze systemen moeten niet alleen standhouden om te overleven; zij moeten zich aanpassen en evolueren aan wijzigingen van de omgeving.

Eigenschappen van homeostase

Homeostatische systemen vertonen verschillende eigenschappen:

• Zij zijn ultrastabiel;
• hun gehele organisatie, intern, structureel en functioneel, draagt bij tot de handhaving van het evenwicht
• Zij zijn onvoorspelbaar (het resulterende effect van een precieze actie heeft vaak het tegengestelde effect van wat werd verwacht).

De belangrijkste voorbeelden van homeostase bij zoogdieren zijn:

• De regeling van de hoeveelheden water en mineralen in het lichaam. Dit staat bekend als osmoregulatie. Dit gebeurt in de nieren.
• Het verwijderen van metabolisch afval. Dit staat bekend als uitscheiding. Dit gebeurt door de uitscheidingsorganen, zoals de nieren en de longen.
• De regeling van de lichaamstemperatuur. Dit wordt voornamelijk gedaan door de huid.
• De regulering van het bloedglucosegehalte. Dit gebeurt voornamelijk door de lever en de insuline die door de alvleesklier wordt afgescheiden.

Mechanismen van homeostase: terugkoppeling

Main article: Feedback

Wanneer een verandering van variabele optreedt, zijn er twee hoofdtypen feedback waarop het systeem reageert:

• Negatieve feedback is een reactie waarbij het systeem zodanig reageert dat de richting van de verandering wordt omgekeerd. Aangezien dit de neiging heeft dingen constant te houden, maakt het de handhaving van homeostase mogelijk. Wanneer bijvoorbeeld de concentratie kooldioxide in het menselijk lichaam toeneemt, krijgen de longen het signaal hun activiteit te verhogen en meer kooldioxide uit te stoten.
• Bij positieve terugkoppeling is de reactie een versterking van de verandering in de variabele. Dit heeft een destabiliserend effect en leidt dus niet tot homeostase. Positieve terugkoppeling komt in natuurlijk voorkomende systemen minder vaak voor dan negatieve terugkoppeling, maar het heeft zijn toepassingen. In zenuwen bijvoorbeeld veroorzaakt een elektrische drempelpotentiaal de aanmaak van een veel grotere actiepotentiaal. (Zie ook hefboomwerking.)

Ecologische homeostase

In de Gaia-hypothese stelde James Lovelock dat de gehele massa van levende materie op Aarde (of elke planeet met leven) functioneert als een enorm organisme dat zijn planeet actief wijzigt om een omgeving te produceren die aan zijn behoeften voldoet. In deze visie handhaaft de hele planeet de homeostase. Of een dergelijk systeem op aarde aanwezig is, staat nog ter discussie. Enkele relatief eenvoudige homeostatische mechanismen worden echter algemeen aanvaard. Wanneer bijvoorbeeld het kooldioxideniveau in de atmosfeer stijgt, kunnen planten beter groeien en dus meer kooldioxide uit de atmosfeer verwijderen. Wanneer er overvloedig zonlicht is en de temperatuur in de atmosfeer stijgt, gedijt het fytoplankton in het oppervlaktewater van de oceaan goed en produceert het meer dimethylsulfide, DMS. De DMS-moleculen fungeren als wolkencondensatiekernen die meer wolken produceren en zo het atmosferische albedo verhogen en de temperatuur van de atmosfeer verlagen.

Biologische homeostase

Homeostase is een van de fundamentele kenmerken van levende wezens. Het is de handhaving van het interne milieu binnen aanvaardbare grenzen.

Het interne milieu van het lichaam van een levend organisme wordt bij meercellige dieren gekenmerkt door de lichaamsvloeistoffen. De lichaamsvloeistoffen omvatten bloedplasma, weefselvloeistof en intracellulaire vloeistof. Het handhaven van een stabiele toestand in deze vloeistoffen is essentieel voor levende wezens, omdat het ontbreken ervan het genetisch materiaal schaadt.

Met betrekking tot een parameter kan een organisme een conformistator of een regulator zijn. Regelaars proberen de parameter op een constant niveau te houden, ongeacht wat er in zijn omgeving gebeurt. Conformeerders staan toe dat de omgeving de parameter bepaalt. Bijvoorbeeld, endotherme dieren handhaven een constante lichaamstemperatuur, terwijl ectotherme dieren een grote variatie in lichaamstemperatuur vertonen.

Dit wil niet zeggen dat conformeerders geen gedragsaanpassingen kunnen hebben die hen in staat stellen enige controle over de parameter in kwestie uit te oefenen. Zo zitten reptielen ’s morgens vaak op door de zon verwarmde rotsen om hun lichaamstemperatuur te verhogen.

Een voordeel van homeostatische regulatie is dat het organisme daardoor effectiever kan functioneren. Bijvoorbeeld, ectothermen hebben de neiging traag te worden bij lage temperaturen, terwijl endothermen even actief zijn als altijd. Aan de andere kant kost regulatie energie. Een van de redenen waarom slangen slechts eenmaal per week kunnen eten is dat zij veel minder energie verbruiken voor het handhaven van de homeostase.

Homeostase in het menselijk lichaam

Allerlei factoren zijn van invloed op de geschiktheid van de lichaamsvloeistoffen om het leven in stand te houden; deze omvatten eigenschappen zoals temperatuur, zoutgehalte, en zuurgraad, en de concentraties van voedingsstoffen zoals glucose, verschillende ionen, zuurstof, en afvalstoffen, zoals kooldioxide en ureum. Aangezien deze eigenschappen van invloed zijn op de chemische reacties die het lichaam in leven houden, zijn er ingebouwde fysiologische mechanismen om ze op wenselijke niveaus te houden.

Het moet echter worden opgemerkt dat homeostase niet de reden is voor deze voortdurende onbewuste aanpassingen. Homeostase moet worden gezien als een algemene karakterisering van vele normale processen die op elkaar zijn afgestemd, niet als hun proximale oorzaak op zich. Bovendien zijn er talrijke biologische verschijnselen die niet aan dit model voldoen, zoals anabolisme.

Andere gebieden

De term is ook in andere gebieden in gebruik gekomen.

Een actuaris kan spreken van “risico-homeostase”, waarbij (bijvoorbeeld) mensen met antiblokkeerremmen geen betere veiligheidsreputatie hebben dan mensen zonder antiblokkeerremmen, omdat zij het veiliger voertuig onbewust compenseren via minder veilige rijgewoonten.

Sociologen en psychologen kunnen spreken van “stresshomeostase”, de neiging van een bevolking of een individu om op een bepaald stressniveau te blijven, waarbij vaak kunstmatige stress wordt gegenereerd als het “natuurlijke” stressniveau niet voldoende is.

Voorbeelden

• Thermische regulatie:
  • De skeletspieren kunnen rillen om warmte te produceren als de lichaamstemperatuur te laag is.
  • Niet-rillende thermogenese omvat de afbraak van vet om warmte te produceren.
  • Zweten koelt het lichaam af met behulp van verdamping.
• Chemische regulatie
  • De alvleesklier produceert insuline en glucagon om de bloedsuikerconcentratie te regelen.
  • De longen nemen zuurstof op en geven kooldioxide af.
  • De nieren verwijderen ureum, en regelen de concentraties van water en een grote verscheidenheid van ionen.

De meeste van deze organen worden gecontroleerd door hormonen die worden afgescheiden door de hypofyse, die op zijn beurt wordt aangestuurd door de hypothalamus.

Zie ook

• Acclimatisatie
• Biologisch ritme
• Metabolisme
• Apoptose
• Veroudering
• Evenwicht
• Zelforganisatie
• Cybernetica

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