Co je to biologická homeostáza?
Homeostáza se běžně používá jako slovo k popisu jakéhokoli systému, který je ve stabilním stavu, samoopravuje se a udržuje. Může být aplikován na uzavřený systém, jako je například robotický rover poháněný jadernou energií pro průzkum vesmíru. Častěji se používá na otevřené systémy, které mají vstupní a výstupní kanály pro interakci s prostředím nebo s jinými systémy. Velmi složité systémy jsou však zřídkakdy dokonalé, takže pojem popisuje ideální hypotetický stav. Mezi nejsložitější procesy patří život a biologická homeostáza byla nejpřísněji studována.
Termín byl nejprve vytvořen ve dvacátých létech jako pojetí lidského fungování. Vzhledem k tomu, že lidé přežívají v různých prostředích, za různých podmínek as různou stravou, předpokládá se, že lidské tělo má vlastní adaptivní mechanismy. Přes mnoho rozdílů ve vnějším vstupu nebo stimulu a odpovídajících reakcích těla, věří systematickému vnitřnímu stavu, který je v podstatě stejný u všech lidí. Biologická homeostáza může být aplikována na celý organismus i na jeho vzájemně závislé subsystémy.
Jedním z nejčastěji používaných příkladů pro vysvětlení biologické homeostázy je regulace vnitřní teploty. Ideální teplota pro člověka je přesně 98,6 ° Fahrenheita (37 ° C). Ať už je horečka z letního slunce nebo z nemoci, pokud teplota těla stoupne nad normální, začne se potit. Odpařování vody potem ochlazuje tělo. Pokud vnitřní teplota klesne pod tuto jemnou linii, tělo se třese, protože jedním z vedlejších produktů svalové kontrakce je teplo.
Ostatní organismy mohou regulovat jejich teplotu odlišně. Například chladnokrevní plazi mohou potřebovat absorbovat sálavé teplo ze slunce nebo teplé skály, aby zvýšili svou tělesnou teplotu na úroveň nezbytnou pro fyzickou aktivitu. Klokani vyprahlé australské pouště ochladzují svá těla lízáním tlapek. Ve všech případech je cíl stejný - udržovat kritickou vnitřní rovnováhu.
Dalším příkladem biologické homeostázy je potřeba udržovat správné pH nebo úroveň kyselosti. Například žaludek je vysoce kyselý. Na druhé straně má pH lidské krve úzký rozsah tolerance, který je o něco zásaditější než neutrální míra čisté vody. Každý je rozhodující pro zdravou funkci.
Mechanismy, kterými tělo dosahuje správné rovnováhy, jsou v zásadě typické pro homeostatické systémy. Zaprvé, nějaký druh receptoru musí zjistit aktuální stav systému a předat tuto informaci řídícímu centru nějakého typu. U lidí by to mohly být nervy přenášející elektrické signály do mozku. S nastavenou znalostí optimálního stavu systému řídicí středisko následně vyšle příkaz efektoru, jehož aktivace má za následek úpravu stavu systému. Lidský mozek by mohl vysílat signály do konkrétního orgánu, který uvolňuje hormony, které chemicky obnovují rovnováhu.
Biologická homeostáza je regulace vnitřního prostředí organismu, protože vnější síly nebo prostředí se neustále mění. Základním typickým procesem je odpovídající konstantní zpětnovazební smyčka. Ať už je zpětná vazba pozitivní nebo negativní, propojení mezi receptorem, kontrolním centrem a efektorem je cyklické. Při trvalém plus úpravách v kombinaci se zápornými úpravami je výsledkem nulový stav odpovídající zdravé funkci. Široká teorie onemocnění je definuje jako nerovnováhu nebo nesprávnou funkci této regulační smyčky zpětné vazby.