homeostázy

Termín homeostázy pochádza z gréčtiny a znamená rovnosť. Opisuje proces, ktorý slúži na udržanie rovnováhy v dynamických systémoch. Vnútorné prostredie je udržiavané v ľudskom tele pomocou homeostázy. Príkladmi homeostatických procesov sú termoregulácia alebo regulácia hladiny cukru v krvi.

Čo je homeostáza?

Všetky regulačné procesy v tele sa usilujú o rovnováhu. Rovnovážne stavy sú základom mnohých funkcií orgánov a životaschopnosti celého organizmu. Homeostáza v tele je udržiavaná mechanizmami, ako sú kontrolné slučky alebo prepúšťanie. Tieto mechanizmy dávajú telu schopnosť regulovať sa.

Cieľom homeostázy môže byť udržiavanie rovnováhy v jednej bunke, v bunkových zhlukoch, orgáne alebo v celom organizme. Procesy údržby sa môžu týkať anatomických štruktúr, chemických alebo fyzikálnych procesov alebo dokonca matematických podmienok, ako je počet buniek v určitej štruktúre.

Funkcia a úloha

V mnohých prípadoch je homeostáza udržiavaná prostredníctvom regulačných systémov so zápornou spätnou väzbou. Najskôr sa stanoví cieľová hodnota. Toto je hodnota, ktorá zaručuje optimálne podmienky pre bezpečnosť, prežitie a pohodu. Senzor, napríklad hypofýza alebo hypotalamus, porovnáva aktuálnu hodnotu s cieľovou hodnotou. Ak sa zistí nesúlad medzi cieľovou hodnotou a skutočnou hodnotou, začne sa regulačný proces. Zvyčajne sa to končí iba vtedy, keď rozdiel medzi týmito dvoma hodnotami zmizol.

Príkladom takého systému negatívnej spätnej väzby je termoregulácia. Cieľová hodnota telesnej teploty je obvykle medzi 36,5 a 37 ° C. Aktuálna telesná teplota je registrovaná takzvanými termoreceptormi, ktoré sa nachádzajú v hypotalame v mozgu.V prípade odchýlok od požadovanej teploty môže hypotalamus iniciovať opatrenia, ktoré uvedú teplotu do požadovaného smeru. Môže spôsobiť, že zmeny krvných ciev spôsobia potenie alebo tras. Hypotalamus tiež môže ľudí prinútiť, aby sa obliekali teplejšie alebo chladnejšie, alebo aby sa presúvali zo slnka do tieňa.

Podobné homeostázové procesy existujú pre mnohé funkcie tela. Keď hladina cukru v krvi klesá, pocit hladu nasleduje pomerne rýchlo, ak je obsah soli v krvi príliš vysoký, ľudia cítia smäd.

Regulácia spánku je tiež založená na homeostatickom procese. Trvanie a intenzita spánku sú regulované na jednej strane cirkadiánnym rytmom a na druhej strane homeostatickým tlakom spánku. Cirkadiánny rytmus do istej miery odráža vnútorné hodiny. To zaisťuje, že sme každý deň unavení približne v rovnakom čase. Homeostatický spánkový tlak je naproti tomu závislý od predchádzajúcej bdelosti. Čím je fáza prebúdzania dlhšia a náročnejšia, tým vyšší je homeostatický spánkový tlak.

Jednou z najdôležitejších homeostáz ľudského tela je homeostáza mozgu. Aby bolo prostredie v mozgu vždy udržiavané v rovnováhe, medzi krvným obehom a centrálnym nervovým systémom existuje bariéra. Toto je známe ako hematoencefalická bariéra. Krvno-mozgová bariéra chráni mozog pred patogénmi, hormónmi a toxínmi. Tento filter nemôžete odovzdať. Iné látky, ako sú živiny, môžu prechádzať cez hematoencefalickú bariéru. Týmto spôsobom je udržiavaná homeostáza v mozgu.

Choroby a choroby

Poruchy homeostázy vedú k funkčným poruchám v jednotlivých orgánoch alebo dokonca v celom organizme. Mnoho porúch homeostázy má svoj pôvod v hypotalame. Ak sa tu vyskytnú centrálne poruchy, telesná teplota môže byť trvalo príliš nízka alebo príliš vysoká. Fázy horúčky sa často striedajú s obdobím podchladenia. Napríklad postihnuté osoby počas dňa mrznú a v noci sa potia natoľko, že si musia niekoľkokrát vymeniť posteľnú bielizeň a posteľnú bielizeň.

Obezita a poruchy stravovania sú tiež často spôsobené poruchou homeostázy. Vedci majú podozrenie, že veľa diét má negatívny vplyv na regulačný systém pre pocit sýtosti a hladu, kým normálna regulácia už nie je možná.

Porucha homeostázy spánku spôsobuje nespavosť a problémy so zaspaním. Zdá sa, že najmä alkohol zohráva dôležitú úlohu pri poruchách homeostázy spánku. Alkohol zvyšuje homeostatický spánkový tlak, to znamená, že sa zvyšuje potreba spánku. Tým sa posunie doba spánku a spánok nie je taký pevný ako obvykle. Alkohol narušením homeostatického tlaku znižuje kvalitu spánku.

Homeostáza krvného cukru je nevyhnutná pre prežitie. Hypoglykémia vedie k zníženému výkonu mozgu, záchvatom, potu av prípade núdze k šoku. Na druhej strane sa hypoglykémia prejavuje silným smädom, hlbším dýchaním a neskoršou stratou vedomia.

Porucha homeostázy cukru v krvi môže tiež viesť k narušeniu regulácie hodnoty pH krvi. Referenčný rozsah hodnoty pH u ľudí je medzi 7,35 a 7,45. Mimo týchto hodnôt je homeostáza narušená. Nižšia hodnota pH sa nazýva acidóza a vyššia hodnota pH sa nazýva alkalóza. Homeostáza pH je udržiavaná obličkami a pľúcami. Ak sa niektoré metabolické produkty teraz hromadia alebo ak je vylučovacia kapacita obličiek a pľúc obmedzená, môže to viesť k nadmernému okysleniu alebo zvýšeniu hodnoty pH.

Predpokladá sa tiež, že porucha homeostázy je príčinou Parkinsonovej choroby. Zdá sa, že narušenie homeostázy ionizovaného vápnika má negatívny vplyv na produkciu dopamínu. Pri Parkinsonovej chorobe sa v dôsledku nedostatku dopamínu vyskytujú charakteristické príznaky, ako je stuhnutosť svalov, svalové trasenie alebo posturálna nestabilita.

Ak sa homeostáza mozgu nedá udržať kvôli narušeniu hematoencefalickej bariéry, vyvinú sa choroby, ako je meningitída (zápal mozgových blán) alebo encefalitída (zápal mozgu). Alkohol, nikotín a elektromagnetické vlny ovplyvňujú hematoencefalickú bariéru a zvyšujú náchylnosť na neurologické ochorenia.