Wat is biologische homeostase?
Homeostase wordt gewoonlijk gebruikt als een woord om elk systeem te beschrijven dat zich in een stabiele toestand bevindt, zichzelf corrigeert en onderhoudt. Het kan worden toegepast op een gesloten systeem, zoals een nucleair aangedreven robotrover voor verkenning van de ruimte. Vaker wordt het toegepast op open systemen die invoer- en uitvoerkanalen hebben voor interactie met zijn omgeving of met andere systemen. Zeer complexe systemen zijn echter zelden perfect, dus de term beschrijft een ideale, hypothetische toestand. Een van de meest complexe processen is het leven, en biologische homeostase is het meest rigoureus bestudeerd.
De term werd voor het eerst bedacht in de jaren 1920 als een concept van menselijk functioneren. Gezien het feit dat mensen overleven in een breed scala van omgevingen, onder verschillende omstandigheden en met verschillende diëten, is de veronderstelling dat het menselijk lichaam inherente adaptieve mechanismen bezit. Ondanks de vele verschillen in externe input of stimulus, en de overeenkomstige verschillende reacties van het lichaam, schuwen ze een systematische interne toestand die in wezen hetzelfde is bij alle mensen. Biologische homeostase kan worden toegepast op een heel organisme, evenals op zijn onderling afhankelijke subsystemen.
Een van de meest gebruikte voorbeelden om biologische homeostase te verklaren, is interne temperatuurregeling. Voor mensen is de ideale temperatuur precies 98,6 ° Fahrenheit (37 ° Celsius). Of de koorts van de zomerzon of van ziekte komt, als de lichaamstemperatuur boven normaal stijgt, begint het te zweten. Verdamping van het water in zweet koelt het lichaam. Als de interne temperatuur onder deze fijne lijn komt, begint het lichaam te rillen omdat een van de bijproducten van spiercontractie warmte is.
Andere organismen kunnen hun temperatuur anders regelen. Koudbloedige reptielen moeten bijvoorbeeld stralingswarmte van de zon of een warm gesteente absorberen om hun lichaamstemperatuur te verhogen tot het niveau dat nodig is voor fysieke activiteit. Kangoeroes van de dorre Australische woestijn koelen hun lichaam door hun poten te likken. In alle gevallen is het doel hetzelfde - het handhaven van een kritisch intern evenwicht.
Een ander voorbeeld van biologische homeostase is de noodzaak om de juiste pH of zuurgraad te handhaven. De maag is bijvoorbeeld zeer zuur. De pH van menselijk bloed heeft daarentegen een smal tolerantiebereik dat iets alkalischer is dan de neutrale maat van zuiver water. Elk is van cruciaal belang voor een gezonde functie.
De mechanismen waarmee het lichaam het juiste evenwicht bereikt, zijn in principe typisch voor homeostatische systemen. Ten eerste moet een bepaalde ontvanger de huidige toestand van het systeem detecteren en deze informatie doorgeven aan een bepaald controlecentrum. Bij mensen kunnen dit zenuwen zijn die elektrische signalen naar de hersenen transporteren. Met vaste kennis van de optimale status van het systeem, stuurt het controlecentrum vervolgens een commando naar een effector waarvan de activering resulteert in een aanpassing aan de toestand van het systeem. Het menselijk brein stuurt mogelijk signalen naar een bepaald orgaan dat hormonen afgeeft die de balans chemisch herstellen.
Biologische homeostase is de regulatie van de interne omgeving van een organisme, omdat externe krachten of omgevingen voortdurend veranderen. Het fundamentele, typische proces is een overeenkomstig constante feedbacklus. Of de feedback nu positief of negatief is, de link tussen receptor, controlecentrum en effector is cyclisch. Met eeuwigdurende plusaanpassingen gecombineerd met negatieve aanpassingen, is het resultaat een nulstatus gelijk aan een gezonde functie. Een brede ziektetheorie definieert ze als een onbalans of storing van deze regelgevende feedbacklus.