Homöostase ist der Prozess der physiologischen Stabilität eines lebenden Organismus
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Das Wort Homöostase leitet sich von den griechischen Radikalen Homöo (dasselbe) und Stasis (bleiben) ab und wurde vom amerikanischen Arzt und Physiologen Walter Cannon geprägt. Der Begriff bezeichnet die Eigenschaft eines Organismus, unabhängig von den Veränderungen in der äußeren Umgebung im Gleichgewicht zu bleiben.
Die Homöostase wird durch eine Reihe von Prozessen garantiert, die Variationen in der Physiologie eines Organismus verhindern. Wenn die Bedingungen der äußeren Umgebung ständigen Schwankungen unterliegen, garantieren die homöostatischen Mechanismen, dass die Auswirkungen dieser Veränderungen auf die Organismen minimal sind.
Homöostatische Mechanismen
Die Mechanismen, die Körpertemperatur, pH-Wert, Volumen der Körperflüssigkeiten, Blutdruck, Herzfrequenz und Konzentration der Elemente im Blut steuern, sind die Hauptinstrumente zur Aufrechterhaltung des physiologischen Gleichgewichts. Im Allgemeinen wirken diese Mechanismen durch negatives Feedback .
Das Feedback negativ oder negatives Feedback ist eine der wichtigsten Mechanismen für die Aufrechterhaltung der Homöostase. Dieser Mechanismus garantiert eine entgegengesetzte Änderung in Bezug auf die anfängliche Änderung, dh er wirkt auf die Reduzierung eines bestimmten Reizes und stellt das richtige Gleichgewicht für den Körper sicher. Die Regulierung der Glukosemenge im Blut ist ein Beispiel für eine negative Rückkopplung .
Wenn wir essen, steigt die Blutzuckerrate und stimuliert die Insulinproduktion. Dieses Hormon sorgt dafür, dass die Zellen Glukose aufnehmen und ihren Überschuss in Form von Glykogen speichern, wodurch der Blutzuckerspiegel gesenkt wird. Wenn der Glukosespiegel sinkt, wird kein Insulin mehr freigesetzt. Wenn andererseits der Zuckergehalt unter dem Normalwert liegt, tritt eine Glucagonsekretion auf. Dieses Hormon setzt im Gegensatz zu Insulin Glukose frei, die in Form von Glykogen gespeichert wird, wodurch der Gehalt der Substanz im Blut erhöht wird. Mit steigendem Glukosespiegel wird die Glukagonsekretion gestört.
Aufteilung der Homöostase
Die Homöostase kann in drei Unterbereiche unterteilt werden: ökologische Homöostase, biologische Homöostase und menschliche Homöostase.
Ökologische Homöostase
Ökologische Homöostase bezieht sich auf das Gleichgewicht auf planetarischer Ebene. Nach der von dem Wissenschaftler James Lovelock ausgearbeiteten Gaia-Hypothese ist der Planet Erde ein immenser lebender Organismus, der in der Lage ist, Energie für sein Funktionieren zu gewinnen, sein Klima und seine Temperatur zu regulieren, seine Trümmer zu beseitigen und seine eigenen Krankheiten zu bekämpfen Bei anderen Lebewesen ist der Planet ein Organismus, der zur Selbstregulierung fähig ist.
Diese Hypothese legt auch nahe, dass Lebewesen die Umgebung, in der sie leben, verändern können, um sie für ihr Überleben besser geeignet zu machen. Auf diese Weise wäre die Erde ein Planet, dessen Leben die Aufrechterhaltung seines eigenen Lebens durch Rückkopplungsmechanismen und verschiedene Interaktionen steuern würde. Unter diesem Gesichtspunkt erhält der gesamte Planet die Homöostase aufrecht.
Die Konzentration von Kohlendioxid (CO2) in der Atmosphäre ist ein Beispiel. Ohne die Anwesenheit von photosynthetischen Organismen wäre der Kohlendioxidgehalt in der Atmosphäre sehr hoch, was die Existenz von Sauerstoff- und Stickstoffgasen verschleiert. Mit dem Aufkommen von Wesen, die Photosynthese durchführen, nahm die Kohlendioxidkonzentration erheblich ab, was den Gehalt an Sauerstoff- und Stickstoffgasen erhöhte, was angemessene Bedingungen für das Auftreten und Überleben anderer Organismen ermöglichte.
Biologische Homöostase
Die biologische Homöostase entspricht der Aufrechterhaltung der inneren Umgebung in tolerierbaren Grenzen. Die innere Umgebung eines lebenden Organismus besteht im Wesentlichen aus seinen Körperflüssigkeiten, zu denen Blutplasma, Lymphe und andere inter- und intrazelluläre Flüssigkeiten gehören. Die Aufrechterhaltung stabiler Bedingungen in diesen Flüssigkeiten ist für Lebewesen von wesentlicher Bedeutung. Wenn sie launisch sind, können sie das genetische Material schädigen.
Angesichts einer bestimmten Variation in der äußeren Umgebung kann ein Organismus ein Regulator oder Konformist sein. Regulierungsbehörden sind solche, die Energie verbrauchen, um ihre interne Umgebung mit den gleichen Eigenschaften zu erhalten. Konformistische Körper wiederum ziehen es vor, keine Energie zu verbrauchen, um ihre innere Umgebung zu kontrollieren. Endotherme Tiere können beispielsweise ihre Körpertemperatur durch interne Mechanismen konstant halten. Ektopische Tiere benötigen dagegen externe Wärmequellen, um ihre Körpertemperatur zu erhöhen und konstant zu halten. Daher können Säugetiere lange Zeit bleiben, ohne der Sonne ausgesetzt zu sein, während Reptilien und Amphibien die Wärme der Umgebung benötigen, um sich warm zu halten.
Menschliche Homöostase
Die menschliche Homöostase wird durch bestimmte physiologische Prozesse gewährleistet, die in Organismen koordiniert ablaufen. Die Mechanismen, die die Körpertemperatur, den pH-Wert, das Volumen der Körperflüssigkeiten, den Blutdruck, die Herzfrequenz und die Konzentration der Elemente im Blut steuern, sind, wie bereits erwähnt, die Hauptinstrumente bei der physiologischen Kontrolle. Wenn diese Faktoren nicht im Gleichgewicht sind, können sie das Auftreten chemischer Reaktionen beeinflussen, die für die Aufrechterhaltung des Körpers wesentlich sind.
Die Wärmeregulierung ist ein Beispiel für einen physiologischen Mechanismus, mit dem der Körper seine konstante Temperatur beibehält. Wenn wir körperliche Aktivität üben, steigt unsere Körpertemperatur tendenziell an. Diese Veränderung wird jedoch vom Nervensystem aufgenommen, das die Freisetzung von Schweiß auslöst, der für die Kühlung unseres Körpers beim Verdampfen verantwortlich ist.
Fazit
Das Gleichgewicht der inneren Umgebung ist für das reibungslose Funktionieren der Systeme, aus denen der Körper eines Lebewesens besteht, von wesentlicher Bedeutung. Enzyme sind beispielsweise Substanzen, die als biologische Katalysatoren wirken und die Geschwindigkeit verschiedener Reaktionen beschleunigen. Um ihre Funktion erfüllen zu können, benötigen sie eine angemessene Umgebung mit Temperatur und pH-Wert in einem normalen Bereich. Ein ausgeglichener Körper ist daher ein gesunder Körper.
