Vad är biologisk homeostas?
Homeostas används ofta som ett ord för att beskriva alla system som är i stabilt tillstånd, självkorrigerande och upprätthållande. Det kan appliceras på ett slutet system, till exempel en kärnkraftsdriven robotrover för rymdutforskning. Oftast appliceras det på öppna system som har in- och utkanaler för att interagera med dess miljö eller med andra system. Mycket komplexa system är emellertid sällan perfekta, så termen beskriver ett idealiskt, hypotetiskt tillstånd. Bland de mest komplexa processerna är liv, och biologisk homeostas har varit den mest noggrant studerade.
Begreppet myntades först på 1920-talet som ett begrepp om mänsklig funktion. Med tanke på att människor överlever i ett brett spektrum av miljöer, under olika förhållanden och med olika dieter, är antagandet att människokroppen har inneboende anpassningsmekanismer. Trots de många skillnaderna i extern inmatning eller stimulans, och kroppens motsvarande olika reaktioner, tror de på ett systematiskt internt tillstånd som i huvudsak är detsamma hos alla människor. Biologisk homeostas kan appliceras på en hel organisme såväl som på dess inbördes beroende delsystem.
Ett av de vanligaste exemplen för att förklara biologisk homeostas är intern temperaturreglering. För människor är den perfekta temperaturen exakt 98,6 ° Fahrenheit (37 ° Celsius). Oavsett om febern kommer från sommarsolen eller från sjukdom, om kroppstemperaturen stiger över det normala, börjar det svettas. Avdunstning av vattnet i svett kyler kroppen. Om den inre temperaturen faller under denna fina linje, börjar kroppen skaka eftersom en av biprodukterna till muskelkontraktion är värme.
Andra organismer kan reglera temperaturen på olika sätt. Kallablodiga reptiler kan till exempel behöva ta upp strålningsvärme från solen eller en varm sten för att höja deras kroppstemperatur till den nivå som är nödvändig för fysisk aktivitet. Känguruer från den torra australiska öknen kyler deras kroppar genom att slicka sina tassar. I alla fall är målet detsamma - att upprätthålla en kritisk intern jämvikt.
Ett annat exempel på biologisk homeostas är behovet av att upprätthålla korrekt pH eller surhetsnivå. Magen är till exempel mycket sur. PH hos mänskligt blod har å andra sidan ett smalt toleransområde som är något mer alkaliskt än det neutrala måttet på rent vatten. Var och en är avgörande för hälsosam funktion.
De mekanismer som kroppen uppnår korrekt balans är i princip typiska för homeostatiska system. Först måste en receptor av något slag känna till systemets nuvarande tillstånd och vidarebefordra denna information till ett kontrollcenter av någon typ. Hos människor kan detta vara nerver som bär elektriska signaler till hjärnan. Med inställd kunskap om systemets optimala tillstånd skickar kontrollcentret därefter ett kommando till en effektor vars aktivering resulterar i en justering av systemets tillstånd. Den mänskliga hjärnan kan skicka signaler till ett visst organ som släpper hormoner som kemiskt återställer balansen.
Biologisk homeostas är regleringen av en organism inre miljö, eftersom yttre krafter eller miljö ständigt förändras. Den grundläggande, typiska processen är en motsvarande konstant återkopplingsslinga. Oavsett om feedbacken är positiv eller negativ är kopplingen mellan receptor, kontrollcenter och effektor cyklisk. Med eviga plusjusteringar i kombination med negativa justeringar är resultatet ett nolltillstånd motsvarande hälsosam funktion. En bred teori om sjukdom definierar dem som obalans eller funktionsfel i denna återkopplingsregler.