Homeostase is het proces van fysiologische stabiliteit van een levend organisme
Afbeelding: John Jackson in Unsplash
Het woord homeostase is afgeleid van de Griekse radicalen homeo (hetzelfde) en stasis (blijven) en werd bedacht door de Amerikaanse arts en fysioloog Walter Cannon. De term wordt gebruikt om de eigenschap van een organisme aan te duiden om in balans te blijven, ongeacht de veranderingen die plaatsvinden in de externe omgeving.
Homeostase wordt gegarandeerd door een reeks processen die variaties in de fysiologie van een organisme voorkomen. Als de omstandigheden van de externe omgeving constant variëren, zijn de homeostatische mechanismen die garanderen dat de effecten van deze veranderingen voor de organismen minimaal zijn.
Homeostatische mechanismen
De mechanismen die de lichaamstemperatuur, pH, volume lichaamsvloeistoffen, bloeddruk, hartslag en concentratie van elementen in het bloed regelen, zijn de belangrijkste instrumenten die worden gebruikt om het fysiologische evenwicht te behouden. Over het algemeen werken deze mechanismen door middel van negatieve feedback .
De feedback negatieve of negatieve feedback is een van de belangrijkste mechanismen voor het behoud van homeostase. Dit mechanisme garandeert een tegenovergestelde verandering ten opzichte van de aanvankelijke verandering, dat wil zeggen, het werkt om een bepaalde stimulus te verminderen en zorgt voor de juiste balans voor het lichaam. Regulatie van de hoeveelheid glucose in het bloed is een voorbeeld van negatieve feedback .
Als we eten, neemt de bloedglucosespiegel toe, waardoor de insulineproductie wordt gestimuleerd. Dit hormoon zorgt ervoor dat cellen glucose opnemen en het overschot ervan opslaan in de vorm van glycogeen, waardoor de bloedsuikerspiegel daalt. Wanneer de glucosespiegels dalen, wordt er geen insuline meer afgegeven. Aan de andere kant, wanneer de suikerniveaus onder normaal zijn, vindt glucagon-secretie plaats. Dit hormoon geeft, in tegenstelling tot insuline, glucose af dat wordt opgeslagen in de vorm van glycogeen, waardoor de niveaus van de stof in het bloed toenemen. Als de glucosespiegels stijgen, wordt de glucagon-secretie onderbroken.
Verdeling van homeostase
Homeostase kan worden onderverdeeld in drie deelgebieden: ecologische homeostase, biologische homeostase en menselijke homeostase.
Ecologische homeostase
Ecologische homeostase verwijst naar evenwicht op planetair niveau. Volgens de Gaia-hypothese, uitgewerkt door de wetenschapper James Lovelock, is de planeet Aarde een immens levend organisme dat in staat is om energie te verkrijgen voor zijn werking, het klimaat en de temperatuur te reguleren, zijn puin te verwijderen en zijn eigen ziekten te bestrijden, dat wil zeggen, evenals andere levende wezens is de planeet een organisme dat in staat is tot zelfregulatie.
Deze hypothese suggereert ook dat levende wezens in staat zijn om de omgeving waarin ze leven te veranderen, waardoor deze geschikter wordt om te overleven. Op deze manier zou de aarde een planeet zijn waarvan het leven het onderhoud van zijn eigen leven zou beheersen door middel van feedbackmechanismen en diverse interacties. Vanuit dit oogpunt handhaaft de hele planeet homeostase.
De concentratie kooldioxide (CO2) in de atmosfeer is een voorbeeld. Zonder de aanwezigheid van fotosynthetische organismen zouden de niveaus van kooldioxide in de atmosfeer erg hoog zijn, waardoor de aanwezigheid van zuurstof en stikstofgassen zou worden verdoezeld. Met de opkomst van wezens die fotosynthese uitvoeren, nam de concentratie van kooldioxide aanzienlijk af, waardoor de niveaus van zuurstof en stikstofgassen toenamen, waardoor er voldoende omstandigheden waren voor het verschijnen en overleven van andere organismen.
Biologische homeostase
Biologische homeostase komt overeen met het binnen aanvaardbare grenzen houden van de interne omgeving. De interne omgeving van een levend organisme bestaat in wezen uit zijn lichaamsvloeistoffen, waaronder bloedplasma, lymfe en andere inter- en intracellulaire vloeistoffen. Het handhaven van stabiele omstandigheden in deze vloeistoffen is essentieel voor levende wezens. Als ze wispelturig zijn, kunnen ze schadelijk zijn voor genetisch materiaal.
Geconfronteerd met een bepaalde variatie van de externe omgeving, kan een organisme een regulator of conformist zijn. Regelgevende instanties zijn instanties die energie verbruiken om hun interne omgeving met dezelfde kenmerken te behouden. Conformistische lichamen geven er op hun beurt de voorkeur aan geen energie te besteden aan het beheersen van hun interne omgeving. Endotherme dieren zijn bijvoorbeeld in staat om hun lichaamstemperatuur constant te houden door interne mechanismen. Buitenbaarmoederlijke dieren hebben daarentegen externe warmtebronnen nodig om hun lichaamstemperatuur constant te houden en te verhogen. Daarom kunnen zoogdieren lange tijd blijven zonder te worden blootgesteld aan de zon, terwijl reptielen en amfibieën de warmte van de omgeving nodig hebben om warm te blijven.
Menselijke homeostase
De menselijke homeostase wordt gegarandeerd door bepaalde fysiologische processen, die op gecoördineerde wijze in organismen plaatsvinden. De mechanismen die de lichaamstemperatuur, pH, volume lichaamsvloeistoffen, bloeddruk, hartslag en concentratie van elementen in het bloed regelen, zijn, zoals eerder vermeld, de belangrijkste instrumenten die worden gebruikt bij fysiologische controle. Als deze factoren uit balans zijn, kunnen ze het optreden van chemische reacties beïnvloeden die essentieel zijn voor het onderhoud van het lichaam.
Thermische regulering is een voorbeeld van een fysiologisch mechanisme dat het lichaam gebruikt om de temperatuur constant te houden. Wanneer we lichamelijke activiteit uitoefenen, heeft onze lichaamstemperatuur de neiging te stijgen. Deze verandering wordt echter opgevangen door het zenuwstelsel, dat ervoor zorgt dat zweet vrijkomt, dat verantwoordelijk is voor het afkoelen van ons lichaam terwijl het verdampt.
Gevolgtrekking
Het in balans houden van de interne omgeving is essentieel voor het goed functioneren van de systemen waaruit het lichaam van elk levend wezen bestaat. Enzymen zijn bijvoorbeeld stoffen die als biologische katalysatoren werken en de snelheid van verschillende reacties versnellen. Om hun functie te vervullen, hebben ze een geschikte omgeving nodig, met temperatuur en pH binnen een normaal bereik. Daarom is een uitgebalanceerd lichaam een gezond lichaam.
