Homeostasis

Termi Homeostasis tulee kreikasta ja tarkoittaa tasa-arvoa. Se kuvaa prosessia, jolla ylläpidetään tasapainoa dynaamisissa järjestelmissä. Sisäinen miljöö ylläpidetään ihmiskehossa homeostaasin kautta. Esimerkkejä homeostaattisista prosesseista ovat verensokerin lämpötilan säätely tai säätely.

Mikä on homeostaasi?

Kaikki kehon sääntelyprosessit pyrkivät tasapainoon. Tasapainotilat ovat perusta monille elinten toiminnoille ja koko organismin elinkelpoisuudelle. Kehon homeostaasia ylläpitävät mekanismit, kuten ohjauspiirit tai redundanssit. Nämä mekanismit antavat keholle kyvyn säädellä itseään.

Homeostaasin tavoitteena voi olla tasapainon ylläpitäminen yhdessä solussa, soluklusterissa, elimessä tai koko organismissa. Ylläpitoprosessit voivat liittyä anatomisiin rakenteisiin, kemiallisiin tai fysikaalisiin prosesseihin tai jopa matemaattisiin olosuhteisiin, kuten solujen määrään tietyssä rakenteessa.

Toiminto ja tehtävä

Monissa tapauksissa homeostaasia ylläpidetään sääntelyjärjestelmien kautta, joilla on negatiivinen palaute. Ensin määritetään tavoitearvo. Tämä on arvo, joka takaa optimaaliset olosuhteet turvallisuudelle, selviytymiselle ja hyvinvoinnille. Anturi, esimerkiksi aivolisäke tai hypotalamus, vertaa nykyistä arvoa tavoitearvoon. Jos kohdearvon ja todellisen arvon välillä havaitaan eroa, säätöprosessi alkaa. Tämä päättyy tyypillisesti vasta, kun ero arvojen välillä on kadonnut.

Esimerkki tällaisesta negatiivisesta palautejärjestelmästä on termoregulaatio. Kehon lämpötilan tavoitearvo on yleensä välillä 36,5 - 37 ° C. Nykyinen kehon lämpötila rekisteröidään ns. Termoreseptoreilla, jotka sijaitsevat aivojen hypotalamuksessa. Jos poikkeamia halutusta lämpötilasta, hypotalamus voi aloittaa toimenpiteet, jotka nostavat lämpötilan haluttuun suuntaan. Se voi aiheuttaa verisuonimuutoksia, jotka voivat aiheuttaa hikoilua tai vapinaa. Hypotalamus voi myös saada ihmiset pukeutumaan lämpimämpään tai kylmempään tai siirtymään auringosta varjoon.

Samanlaisia ​​homeostaasiprosesseja esiintyy lukuisissa kehon toiminnoissa. Jos verensokeri laskee, nälkä tunne seuraa suhteellisen nopeasti; jos veren suolapitoisuus on liian korkea, ihmiset ovat janoisia.

Unen säätely perustuu myös homeostaattiseen prosessiin. Unen kestoa ja voimakkuutta säätelevät toisaalta vuorokausirytmi ja toisaalta homeostaattinen unen paine. Tietyssä määrin vuorokausirytmi heijastaa sisäistä kelloa. Se varmistaa, että olemme väsyneitä samaan aikaan joka päivä. Homeostaattinen unenpaine puolestaan ​​riippuu aikaisemmasta herkkyydestä. Mitä pidempi ja vaativampi herätysvaihe on, sitä suurempi on homeostaattinen unen paine.

Yksi tärkeimmistä ihmiskehon homeostaasista on aivojen homeostaasi. Jotta aivojen miljöö pysyy aina tasapainossa, verenkierron ja keskushermoston välillä on este. Tätä kutsutaan veri-aivoesteeksi. Veri-aivoeste suojaa aivoja patogeeneiltä, ​​hormoneilta ja toksiineilta. Et voi ohittaa tätä suodatinta. Muut aineet, kuten ravinteet, voivat ylittää veri-aivoesteen. Näin homeostaasi ylläpidetään aivoissa.

Sairaudet ja vaivat

Homeostaasin häiriöt johtavat toiminnallisiin häiriöihin yksittäisissä elimissä tai jopa koko organismissa. Monet homeostaasihäiriöt ovat peräisin hypotalamuksesta. Jos täällä esiintyy keskusvaurioita, kehon lämpötila voi olla pysyvästi liian matala tai liian korkea. Kuumevaiheet vuorottelevat usein hypotermian jaksoilla. Esimerkiksi kärsineet jäätyvät päivällä ja hikoilevat niin paljon yöllä, että heidän on vaihdettava liinavaatteet ja liinavaatteet useita kertoja.

Lihavuus ja syömishäiriöt johtuvat usein myös heikentyneestä homeostaasista. Tutkijat epäilevät, että monet ruokavaliot vaikuttavat kielteisesti kylläisyyden ja nälän sääntelyjärjestelmään, kunnes normaali säätely ei ole enää mahdollista.

Häiriintynyt unen homeostaasi aiheuttaa unettomuutta ja nukahtamisvaikeuksia.Erityisesti alkoholilla näyttää olevan tärkeä rooli unen homeostaasin häiriöissä. Alkoholi lisää homeostaattista unen painetta, toisin sanoen nukkumistarve kasvaa. Tämä siirtää nukkumisjaksoa eikä uni ole yhtä tiukka kuin tavallisesti. Alkoholi heikentää unen laatua häiritsemällä homeostaattista painetta.

Verensokerin homeostaasi on välttämätöntä selviytymiselle. Hypoglykemia johtaa aivojen heikentyneeseen toimintaan, kouristuksiin, hikoiluun ja hätätilanteessa sokkiin. Toisaalta hypoglykemiaan viittaa voimakas jano, syvempi hengitys ja myöhemmin tajuttomuus.

Verensokerin homeostaasin häiriöt voivat myös johtaa häiriöihin veren pH-arvon säätelyssä. PH-arvon vertailualue ihmisillä on välillä 7,35 - 7,45. Näiden arvojen ulkopuolella homeostaasi on häiriintynyt. Alempaa pH-arvoa kutsutaan asidoosiksi ja korkeampaa pH-arvoa alkaloosiksi. PH: n homeostaasia ylläpidetään munuaisten ja keuhkojen kautta. Jos tietyt aineenvaihduntatuotteet kerääntyvät tai jos munuaisten ja keuhkojen eliminointikapasiteetti on rajoitettu, tämä voi johtaa ylimääräiseen happamoitumiseen tai lisääntyneisiin pH-arvoihin.

Homeostaasihäiriön epäillään myös olevan Parkinsonin taudin syy. Ionisoidun kalsiumin homeostaasin häiriöllä näyttää olevan negatiivisia vaikutuksia dopamiinin tuotantoon. Parkinsonin taudissa dopamiinin puute johtaa tyypillisiin oireisiin, kuten jäykät lihakset, vapina tai posturaalinen epävakaus.

Jos aivojen homeostaasia ei voida ylläpitää veri-aivoesteen heikentymisen takia, kehittyy sellaisia ​​sairauksia kuten aivokalvontulehdus (aivokalvon tulehdus) tai enkefaliitti (aivojen tulehdus). Alkoholi, nikotiini ja sähkömagneettiset aallot vaikuttavat veri-aivoesteeseen ja lisäävät herkkyyttä neurologisille sairauksille.