Homeostaza

From Academic Kids

Homeostaza lub homoostaza jest właściwością systemu otwartego, zwłaszcza organizmów żywych, do regulowania swojego środowiska wewnętrznego tak, aby utrzymać stabilny stan, za pomocą wielu dynamicznych korekt równowagi kontrolowanych przez wzajemnie powiązane mechanizmy regulacyjne.

Termin ten został ukuty w 1932 roku przez Waltera Cannona z dwóch greckich słów (pozostać takim samym).

Spis treści

Przegląd

Termin ten jest najczęściej używany w znaczeniu biologicznej homeostazy. homeo- podobny lub taki sam. stasis- stojący lub zatrzymujący się.Organizmy wielokomórkowe wymagają homeostatycznego środowiska wewnętrznego, aby żyć; wielu ekologów uważa, że zasada ta odnosi się również do środowiska zewnętrznego.Wiele systemów ekologicznych, biologicznych i społecznych jest homeostatycznych. Przeciwstawiają się one zmianom, aby utrzymać równowagę. Jeśli system nie zdoła przywrócić równowagi, może to ostatecznie doprowadzić system do zaprzestania funkcjonowania.

Złożone systemy, takie jak ciało ludzkie, muszą mieć homeostazę, aby utrzymać stabilność i przetrwać. Systemy te nie tylko muszą wytrzymać, aby przetrwać; muszą się przystosować i ewoluować do modyfikacji środowiska.

Właściwości homeostazy

Systemy homeostatyczne wykazują kilka właściwości:

• Są ultrastabilne;
• Cała ich organizacja, wewnętrzna, strukturalna i funkcjonalna, przyczynia się do utrzymania równowagi
• Są nieprzewidywalne (efekt wynikowy precyzyjnego działania często ma skutek przeciwny do oczekiwanego).

Główne przykłady homeostazy u ssaków są następujące:

• Regulacja ilości wody i minerałów w organizmie. Jest to znane jako osmoregulacja. Dzieje się to w nerkach.
• Usuwanie odpadów metabolicznych. Jest to znane jako wydalanie. Odbywa się to przez narządy wydalnicze, takie jak nerki i płuca.
• Regulacja temperatury ciała. Odbywa się to głównie przez skórę.
• Regulacja poziomu glukozy we krwi. Odbywa się to głównie przez wątrobę i insulinę wydzielaną przez trzustkę.

Mechanizmy homeostazy: sprzężenie zwrotne

Główny artykuł: Sprzężenie zwrotne

Gdy następuje zmiana zmiennej, istnieją dwa główne rodzaje sprzężenia zwrotnego, na które reaguje układ:

• Ujemne sprzężenie zwrotne to reakcja, w której układ reaguje w taki sposób, że odwraca kierunek zmiany. Ponieważ ma to tendencję do utrzymywania rzeczy na stałym poziomie, pozwala na utrzymanie homeostazy. Na przykład, gdy stężenie dwutlenku węgla w organizmie człowieka wzrasta, płuca otrzymują sygnał, aby zwiększyć swoją aktywność i wydalić więcej dwutlenku węgla.
• W dodatnim sprzężeniu zwrotnym reakcją jest wzmocnienie zmiany w zmiennej. Ma to efekt de-stabilizujący, więc nie prowadzi do homeostazy. Dodatnie sprzężenie zwrotne jest mniej powszechne w naturalnie występujących systemach niż ujemne sprzężenie zwrotne, ale ma swoje zastosowania. Na przykład, w nerwach, progowy potencjał elektryczny wyzwala generowanie znacznie większego potencjału czynnościowego. (Zobacz również punkty dźwigni.)

Ekologiczna homeostaza

W hipotezie Gai, James Lovelock stwierdził, że cała masa żywej materii na Ziemi (lub jakiejkolwiek planecie z życiem) funkcjonuje jako ogromny organizm, który aktywnie modyfikuje swoją planetę, aby wytworzyć środowisko, które odpowiada jego potrzebom. W tym ujęciu cała planeta utrzymuje homeostazę. To, czy tego rodzaju system jest obecny na Ziemi, jest nadal przedmiotem debaty. Jednak pewne stosunkowo proste mechanizmy homeostatyczne są powszechnie akceptowane. Na przykład, gdy poziom dwutlenku węgla w atmosferze wzrasta, rośliny mogą lepiej rosnąć i w ten sposób usuwać więcej dwutlenku węgla z atmosfery. Kiedy światło słoneczne jest obfite, a temperatura atmosferyczna wzrasta, fitoplankton wód powierzchniowych oceanów rozwija się i produkuje więcej siarczku dimetylu, DMS. Cząsteczki DMS działają jako jądra kondensacji chmur, które produkują więcej chmur, a tym samym zwiększają albedo atmosferyczne i obniżają temperaturę atmosfery.

Biologiczna homeostaza

Homeostaza jest jedną z podstawowych cech istot żywych. Jest to utrzymanie środowiska wewnętrznego w tolerowanych granicach.

Wewnętrzne środowisko organizmu żywego charakteryzuje płyny ustrojowe u zwierząt wielokomórkowych. Do płynów ustrojowych zaliczamy osocze krwi, płyn tkankowy i płyn wewnątrzkomórkowy. Utrzymanie stałego stanu w tych płynach jest niezbędne dla istot żywych, ponieważ jego brak uszkadza materiał genetyczny.

W odniesieniu do dowolnego parametru organizm może być konformerem lub regulatorem. Regulatorzy starają się utrzymać parametr na stałym poziomie, niezależnie od tego, co dzieje się w jego środowisku. Konformerzy pozwalają środowisku na określenie parametru. Na przykład zwierzęta endotermiczne utrzymują stałą temperaturę ciała, podczas gdy zwierzęta ektotermiczne wykazują dużą zmienność temperatury ciała.

Nie oznacza to, że konformerzy mogą nie mieć przystosowań behawioralnych, które pozwalają im wywierać pewną kontrolę nad danym parametrem. Na przykład, gady często siedzą na rozgrzanych słońcem skałach w godzinach porannych, aby podnieść temperaturę ciała.

Zaletą regulacji homeostatycznej jest to, że pozwala organizmowi funkcjonować bardziej efektywnie. Na przykład, ektotermy mają tendencję do stania się ospałymi w niskich temperaturach, podczas gdy endotermy są tak aktywne jak zawsze. Z drugiej strony, regulacja wymaga energii. Jednym z powodów, dla których węże są w stanie jeść tylko raz w tygodniu jest to, że zużywają znacznie mniej energii na utrzymanie homeostazy.

Homeostaza w organizmie człowieka

Wszystkie rodzaje czynników wpływają na przydatność płynów ciała ludzkiego do podtrzymania życia; obejmują one właściwości, takie jak temperatura, zasolenie i kwasowość, a także stężenia składników odżywczych, takich jak glukoza, różne jony, tlen i odpady, takie jak dwutlenek węgla i mocznik. Ponieważ te właściwości wpływają na reakcje chemiczne, które utrzymują ciała przy życiu, są wbudowane mechanizmy fizjologiczne, aby utrzymać je na pożądanych poziomach.

Jednak należy zauważyć, że homeostaza nie jest powodem tych ciągłych nieświadomych korekt. Homeostaza powinna być uważana za ogólną charakterystykę wielu normalnych procesów w zgodzie, a nie ich proksymalną przyczynę per se. Ponadto, istnieje wiele zjawisk biologicznych, które nie są zgodne z tym modelem, takich jak anabolism.

Inne pola

Termin ten został użyty w innych dziedzinach, jak również.

An aktuariusz może odnosić się do „homeostazy ryzyka”, gdzie (na przykład) ludzie, którzy mają hamulce przeciwblokujące nie mają lepszy rekord bezpieczeństwa niż te bez hamulców przeciwblokujących, ponieważ nieświadomie zrekompensować bezpieczniejszego pojazdu poprzez mniej bezpieczne nawyki jazdy.

Socjologowie i psychologowie mogą odnosić się do „homeostazy stresu”, tendencji populacji lub jednostki do pozostania na pewnym poziomie stresu, często generując sztuczne stresy, jeśli „naturalny” poziom stresu nie jest wystarczający.

Przykłady

• Termoregulacja:
  • Mięśnie szkieletowe mogą drżeć w celu wytworzenia ciepła, jeśli temperatura ciała jest zbyt niska.
  • Termogeneza bezdrżeniowa obejmuje rozkład tłuszczu w celu wytworzenia ciepła.
  • Pocenie się chłodzi ciało za pomocą parowania.
• Regulacja chemiczna
  • Trzustka produkuje insulinę i glukagon, aby kontrolować stężenie cukru we krwi.
  • Płuca pobierają tlen i wydzielają dwutlenek węgla.
  • Nerki usuwają mocznik i regulują stężenie wody i wielu różnych jonów.

Większość tych narządów jest kontrolowana przez hormony wydzielane przez przysadkę mózgową, która z kolei jest kierowana przez podwzgórze.

Zobacz też

• Aklimatyzacja
• Rytm biologiczny
• Metabolizm
• Apoptoza
• Starzenie się
• Równowaga
• Samoorganizacja
• Cybernetyka

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

.