Homeostas

Från Academic Kids

Homeostas eller homöostas är egenskapen hos ett öppet system, särskilt levande organismer, att reglera sin inre miljö för att upprätthålla ett stabilt tillstånd med hjälp av flera dynamiska jämviktsjusteringar som styrs av inbördes relaterade regleringsmekanismer.

Uttrycket myntades 1932 av Walter Cannon från två grekiska ord (att förbli densamma).

Innehåll

Översikt

Uttrycket används oftast i betydelsen biologisk homeostas. homeo- likartad eller densamma. Stasis- stå eller sluta. flercelliga organismer kräver en homeostatisk inre miljö, för att kunna leva; många miljöaktivister anser att denna princip även gäller för den yttre miljön. många ekologiska, biologiska och sociala system är homeostatiska. De motsätter sig förändringar för att upprätthålla jämvikten. Om systemet inte lyckas återställa balansen kan det i slutändan leda till att systemet slutar fungera.

Komplexa system, som till exempel en människokropp, måste ha homeostas för att bibehålla stabilitet och för att överleva. Dessa system måste inte bara uthärda för att överleva; de måste anpassa sig och utvecklas till förändringar i miljön.

Egenskaper hos homeostas

Homeostatiska system uppvisar flera egenskaper:

• De är ultratstabila;
• Hela deras organisation, intern, strukturell och funktionell, bidrar till upprätthållandet av jämvikt
• De är oförutsägbara (den resulterande effekten av en exakt åtgärd har ofta motsatt effekt till vad som var förväntat).

De viktigaste exemplen på homeostas hos däggdjur är följande:

• Regleringen av mängden vatten och mineraler i kroppen. Detta är känt som osmoreglering. Detta sker i njurarna.
• Förflyttning av metaboliskt avfall. Detta kallas utsöndring. Detta sker i utsöndringsorganen såsom njurarna och lungorna.
• Regleringen av kroppstemperaturen. Detta görs främst av huden.
• Regleringen av blodsockernivån. Detta görs främst av levern och det insulin som utsöndras av bukspottkörteln.

Mekanismer för homeostas: återkoppling

Huvudsartikel: Återkoppling

När en förändring av variabeln sker finns det två huvudtyper av återkoppling som systemet reagerar på:

• Negativ återkoppling är en reaktion där systemet reagerar på ett sådant sätt att förändringens riktning vänds. Eftersom detta tenderar att hålla saker och ting konstanta möjliggör det upprätthållandet av homeostas. När t.ex. koncentrationen av koldioxid i människokroppen ökar, signaleras till lungorna att de ska öka sin aktivitet och driva ut mer koldioxid.
• I positiv återkoppling är reaktionen att förstärka förändringen i variabeln. Detta har en de-stabiliserande effekt och leder därför inte till homeostas. Positiv återkoppling är mindre vanlig i naturligt förekommande system än negativ återkoppling, men den har sina tillämpningar. I nerverna till exempel utlöser en elektrisk tröskelpotential genereringen av en mycket större aktionspotential. (Se även hävstångspunkter.)

Ekologisk homeostas

I Gaia-hypotesen hävdade James Lovelock att hela massan av levande materia på jorden (eller någon planet med liv) fungerar som en stor organism som aktivt modifierar sin planet för att producera den miljö som passar dess behov. Enligt detta synsätt upprätthåller hela planeten homeostas. Huruvida ett sådant system finns på jorden kan fortfarande diskuteras. Några relativt enkla homeostatiska mekanismer är dock allmänt accepterade. När koldioxidhalten i atmosfären ökar kan till exempel växterna växa bättre och därmed avlägsna mer koldioxid från atmosfären. När solljuset är rikligt och temperaturen i atmosfären stiger, frodas fytoplanktonet i havets ytvatten och producerar mer dimetylsulfid, DMS. DMS-molekylerna fungerar som molnkondensationskärnor som producerar fler moln och därmed ökar atmosfärens albedo och sänker temperaturen i atmosfären.

Biologisk homeostas

Homeostas är en av de levande varelsernas grundläggande egenskaper. Det är upprätthållandet av den inre miljön inom tolerabla gränser.

Den inre miljön i en levande organisms kropp har kroppsvätskor hos flercelliga djur. Kroppsvätskorna omfattar blodplasma, vävnadsvätska och intracellulär vätska. Upprätthållandet av ett stabilt tillstånd i dessa vätskor är viktigt för levande varelser eftersom bristen på detta skadar det genetiska materialet.

Med avseende på en parameter kan en organism vara en konform eller en regulator. Regulatorer försöker hålla parametern på en konstant nivå, oavsett vad som händer i dess omgivning. Konformister låter miljön bestämma parametern. Till exempel håller endoterma djur en konstant kroppstemperatur, medan ektoterma djur uppvisar stora variationer i kroppstemperaturen.

Detta betyder inte att konformister inte kan ha beteendeanpassningar som gör det möjligt för dem att utöva viss kontroll över parametern i fråga. Till exempel sitter reptiler ofta på solvärmda stenar på morgonen för att höja sin kroppstemperatur.

En fördel med homeostatisk reglering är att den gör att organismen kan fungera mer effektivt. Exempelvis tenderar ektotermer att bli tröga vid låga temperaturer, medan endotermer är lika aktiva som alltid. Å andra sidan kräver regleringen energi. En anledning till att ormar kan äta bara en gång i veckan är att de använder mycket mindre energi för att upprätthålla homeostas.

Homeostas i människokroppen

Alla typer av faktorer påverkar lämpligheten hos människokroppens vätskor för att upprätthålla livet; dessa inkluderar egenskaper som temperatur, salthalt och surhet, och koncentrationerna av näringsämnen som glukos, olika joner, syre, och avfall, som koldioxid och urea. Eftersom dessa egenskaper påverkar de kemiska reaktioner som håller kroppar vid liv finns det inbyggda fysiologiska mekanismer för att hålla dem på önskvärda nivåer.

Det bör dock noteras att homeostas inte är orsaken till dessa pågående omedvetna justeringar. Homeostas bör ses som en allmän karakterisering av många normala processer i samverkan, inte deras proximala orsak i sig själv. Dessutom finns det många biologiska fenomen som inte överensstämmer med denna modell, t.ex. anabolism.

Andra områden

Begreppet har kommit att användas även inom andra områden.

En försäkringsmatematiker kan hänvisa till ”riskhomeostas”, där (t.ex.) personer som har låsningsfria bromsar inte har någon bättre säkerhetsstatistik än de som inte har låsningsfria bromsar, eftersom de omedvetet kompenserar för det säkrare fordonet via mindre säkra körvanor.

Sociologer och psykologer kan hänvisa till ”stresshomeostas”, tendensen hos en befolkning eller en individ att hålla sig på en viss stressnivå, ofta genom att generera konstgjord stress om den ”naturliga” stressnivån inte är tillräcklig.

Exempel

• Termisk reglering:
  • Skelettmusklerna kan rysa för att producera värme om kroppstemperaturen är för låg.
  • Termogenes som inte är en rysande termogenes innebär att fett bryts ned för att producera värme.
  • Svettning kyler kroppen med hjälp av avdunstning.
• Kemisk reglering
  • Pankreas producerar insulin och glukagon för att kontrollera blodsockerkoncentrationen.
  • Lungorna tar in syre och avger koldioxid.
  • Närerna avlägsnar karbamid och justerar koncentrationen av vatten och en mängd olika joner.

De flesta av dessa organ styrs av hormoner som utsöndras från hypofysen, som i sin tur styrs av hypotalamus.

Se även

• Acklimatisering
• Biologisk rytm
• Metabolism
• Apoptos
• Åldrande
• Balans
• Självorganisering
• Cybernetik

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