Definicja pojęcia:

homeostaza

Homeostaza (gr. homoíos - podobny, równy; stásis – trwanie) – zdolność organizmu żywego do utrzymywania względnej równowagi wewnętrznej pomimo zmian zachodzących w środowisku zewnętrznym. Homeostaza utrzymywana jest dzięki mechanizmom koordynującym i regulującym procesy życiowe, działającym na zasadzie sprzężeń zwrotnych.
  1. Definicja
  2. Mechanizmy utrzymujące homeostazę
  3. Homeostaza ssaków
  4. Temperatura ciała
  5. Ciśnienie osmotyczne krwi
  6. Równowaga jonowa
  7. Ciśnienie parcjalne dwutlenku węgla i tlenu we krwi
  8. Stężenie glukozy we krwi

Definicja

Pojęcie „homeostazy”, czyli utrzymywania równowagi wewnętrznej organizmu mimo zmiennych warunków środowiska zewnętrznego, zostało wprowadzone w 1926 r. przez amerykańskiego fizjologa, neurologa i psychologa Waltera Cannona na podstawie założeń francuskiego fizjologa Claude Bernarda z 1865 r. dotyczących niezmienności środowiska wewnętrznego organizmu.

Mechanizmy utrzymujące homeostazę

Mechanizmy homeostatyczne warunkujące prawidłowe funkcjonowanie organizmu występują zarówno u prokariontów (mechanizmy regulujące stężenie jonów wewnątrz komórek bakterii) jak i eukariontów posiadających bardziej złożone mechanizmy utrzymujące homeostazę w szerszym zakresie zmienności warunków zewnętrznych.

Homeostaza regulowana jest przez:
  • mechanizmy behawioralne przejawiające się zachowaniami homeostatycznymi mającymi na celu podtrzymanie funkcji życiowych, np. pobieranie odpowiedniej ilości pokarmu, wygrzewanie się w słońcu w celu podwyższenia temperatury ciała;
  • mechanizmy fizjologiczne oparte głównie na zasadzie ujemnego sprzężenia zwrotnego (zmiana wartości danego czynnika wywołuje odpowiedź przeciwną w stosunku do tej zmiany, np. nadmierny wzrost temperatury indukuje mechanizmy prowadzące do jej obniżenia).

Wyróżnia się trzy elementy mechanizmu homeostatycznego:
  • receptory wrażliwe na zmiany środowiska wewnętrznego;
  • centrum kontrolujące, którego funkcją jest porównanie zmiany warunków wykrytej przez receptory z wartością optymalną;
  • efektory wywołujące odpowiedź na daną zmianę warunków wewnętrznych.
Jaszczurka wygrzewająca się na słońcu. Pixabay.com

Homeostaza ssaków

Do najważniejszych parametrów środowiska wewnętrznego organizmu regulowanych przez mechanizmy homeostatyczne zalicza się:

Temperatura ciała

Termoregulacja u ssaków obejmuje mechanizmy behawioralne (np. szukanie cienia, mniejsza aktywność w wysokiej temperaturze) i mechanizmy fizjologiczne, za które odpowiada ośrodek termoregulacji w podwzgórzu za pośrednictwem efektorów w rdzeniu kręgowym i przedłużonym.

Termoregulacja fizjologiczna obejmuje:
  • mechanizmy ułatwiające oddawanie ciepła z organizmu, np. zwiększone wydzielanie potu, rozkurczanie skórnych naczyń krwionośnych;
  • mechanizmy zatrzymujące ciepło w organizmie, np. zwiększone spalanie materiałów zapasowych, dreszcze, tworzenie warstwy izolacyjnej (gęsia skórka).
Dyszenie umożliwia regulację temperatury ciała psa. Fot. pixabay.com

Ciśnienie osmotyczne krwi

Zmiany ciśnienia osmotycznego krwi rejestrowane są przez osmoreceptory podwzgórza. Wzrost ciśnienia (krew zagęszczona) powoduje wzmożone uczucie pragnienia oraz wydzielanie przez podwzgórze hormonu antydiuretycznego (wazopresyny), który stymuluje zwrotną resorpcję wody w kanalikach nerkowych, co zapobiega nadmiernej utracie wody z moczem. Spadek ciśnienia (krew rozcieńczona) skutkuje wydalaniem dużych ilości rozcieńczonego moczu.

Równowaga jonowa

Stężenie jonów wapnia (Ca²⁺) regulowane jest przez parathormon wytwarzany w przytarczycach, kalcytoninę produkowaną przez komórki C tarczycy oraz kalcytriol  wytwarzany w kanalikach nerkowych. Spadek stężenia powoduje wydzielanie parathormonu, który podwyższa jego poziom przez rozkład tkanki kostnej, zwiększoną resorpcję wapnia w nerkach oraz wytwarzanie aktywnej postaci witaminy D (kalcytriolu). Wzrost stężenia powoduje wydzielanie kalcytoniny, obniżającej jego poziom poprzez hamowanie rozkładu kości przez osteoklasty oraz zwiększenie wydzielania wapnia z moczem.

Równowaga sodowo-potasowa w płynach ustrojowych oraz objętość krwi regulowana jest przez układ renina-angiotensyna-aldosteron. Obniżone stężenie sodu oraz spadek ciśnienia krwi powoduje wydzielanie reniny. Renina katalizuje przekształcenie angiotensynogenu w nieaktywną angiotensynę I, z której pod wpływem enzymu konwertującego powstaje angiotensyna II. Hormon ten powoduje wzrost ciśnienia krwi oraz zwiększone wydzielanie aldosteronu przez korę nadnerczy. Aldosteron podwyższa poziom sodu we krwi poprzez resorpcję zwrotną w kanalikach nerkowych oraz obniża poziom jonów potasu, które wydalane są z moczem.
Regulacja gospodarki wapniowej. Wikimedia.org

Ciśnienie parcjalne dwutlenku węgla i tlenu we krwi

Ciśnienie parcjalne tlenu i dwutlenku węgla we krwi tętniczej regulowane jest przez ośrodek oddechowy położony w pniu mózgu. Zmiany poziomu O₂ i CO₂ rejestrowane są przez chemoreceptory obwodowe tętnicy szyjnej i łuku aorty. Zmiana ciśnienia parcjalnego CO₂ wiąże się ze zmianą pH płynu mózgowo-rdzeniowego, która wykrywana jest przez chemoreceptory centralne w rdzeniu przedłużonym. Wzrost ciśnienia CO₂ lub spadek ciśnienia O₂ stymuluje narządy efektorowe (przeponę i mięśnie międzyżebrowe) do pogłębienia oddechów i zwiększenia ich częstości.

Stężenie glukozy we krwi

Stężenie glukozy we krwi regulowane jest przez insulinę wytwarzaną w komórkach β wysp trzustki oraz glukagon wytwarzany przez komórki α wysp trzustki. Insulina obniża poziom glukozy we krwi pobudzając komórki do zwiększonego wychwytywania glukozy z krwi, gdzie zużywana jest jako źródło energii lub magazynowana w postaci glikogenu (glikogenoliza). Glukagon podwyższa poziom glukozy we krwi stymulując glikogenolizę (rozkład glikogenu do glukozy) i glukoneogenezę (przekształcanie związków niecukrowych w glukozę) oraz mobilizując rezerwy tłuszczowe z wątroby.
Regulacja stężenia glukozy we krwi. Wikimedia.org

Legenda. Pokaż objaśnienia oznaczeń i skrótów
Szukaj
Oceń stronę
Ocena: 4.9
Wybór wg alfabetu:
a b c ć d e f g h i j k l ł m n o q p r s ś t u v w x y z ż ź
Pasaż zakupowy