Hva er biologisk homeostase?

Homeostase brukes ofte som et ord for å beskrive ethvert system som er i en stabil tilstand, selvkorrigerende og opprettholdende. Det kan brukes på et lukket system, for eksempel en atomdrevet robotrover for romutforskning. Oftere blir det brukt på åpne systemer som har inngangs- og utgangskanaler for å samhandle med miljøet eller med andre systemer. Svært komplekse systemer er imidlertid sjelden perfekte, så uttrykket beskriver en ideell, hypotetisk tilstand. Blant de mest komplekse prosessene er liv, og biologisk homeostase har vært den mest strenge studert.

Begrepet ble først myntet på 1920-tallet som et begrep om menneskelig fungering. Gitt at mennesker overlever i et bredt spekter av miljøer, under varierende forhold, og med forskjellige dietter, er antakelsen at menneskekroppen har iboende tilpasningsmekanismer. Til tross for de mange forskjellene i ytre tilførsel eller stimulans, og kroppens tilsvarende forskjellige reaksjoner, mener de en systematisk indre tilstand som i det vesentlige er den samme hos alle mennesker. Biologisk homeostase kan brukes på en hel organisme, så vel som på dets avhengige undersystemer.

Et av de mest brukte eksemplene for å forklare biologisk homeostase er intern temperaturregulering. For mennesker er den ideelle temperaturen nøyaktig 98,6 ° Fahrenheit (37 ° Celsius). Enten feberen kommer fra sommersolen eller fra sykdom, hvis kroppstemperaturen stiger over det normale, begynner det å svette. Fordamping av vannet i svette kjøler ned kroppen. Hvis indre temperatur faller under denne fine linjen, begynner kroppen å skjelve fordi ett av biproduktene til muskelsammentrekning er varme.

Andre organismer kan regulere temperaturen annerledes. Kaldblodige krypdyr kan for eksempel trenge å absorbere strålende varme fra solen eller en varm stein for å heve kroppstemperaturen til det nivået som er nødvendig for fysisk aktivitet. Kenguruer fra den tørre australske ørkenen kjøler kroppene sine ved å slikke labbene. I alle tilfeller er målet det samme - å opprettholde en kritisk indre likevekt.

Et annet eksempel på biologisk homeostase er behovet for å opprettholde riktig pH, eller surhetsnivå. Magen er for eksempel svært sur. PH i menneskelig blod har derimot et smalt toleranseområde som er litt mer alkalisk enn det nøytrale målet for rent vann. Hver er kritisk for sunn funksjon.

Mekanismene som kroppen oppnår riktig balanse er i prinsippet typiske for homeostatiske systemer. For det første må en reseptor av noe slag føle systemets nåværende tilstand og videresende denne informasjonen til et kontrollsenter av en eller annen type. Hos mennesker kan dette være nerver som fører elektriske signaler til hjernen. Med satt kunnskap om systemets optimale tilstand, sender kontrollsentralen deretter en kommando til en effektor hvis aktivering resulterer i en justering til systemets tilstand. Den menneskelige hjernen kan sende signaler til et bestemt organ som frigjør hormoner som kjemisk gjenoppretter balansen.

Biologisk homeostase er regulering av en organismes indre miljø, ettersom ytre krefter eller miljø hele tiden endres. Den grunnleggende, typiske prosessen er en tilsvarende konstant tilbakemeldingssløyfe. Enten tilbakemeldingene er positive eller negative, er koblingen mellom reseptor, kontrollsenter og effektor syklisk. Med evigvarende plussjusteringer kombinert med negative justeringer er resultatet en nulltilstand som tilsvarer sunn funksjon. En bred teori om sykdom definerer dem som en ubalanse eller funksjonsfeil i denne regulatoriske tilbakemeldingsløyfen.