Хомеостаза

Хомеостазата (или хомеостазис) е свойство на една отворена система, особено на живите организми, да регулира вътрешната си среда така, че да поддържа стабилно, постоянно състояние чрез многобройни корекции на динамичното равновесие, управлявани от взаимосвързани регулаторни механизми. Терминът е въведен през 1932 г. от Уолтър Кенън от гръцкото хомоис (еднакъв, подобен, съвпадащ) и стасис (стоя, състояние).

Същност

Понятието се използва най-често в смисъла си на биологическа хомеостаза. Многоклетъчните организми изискват хомеостатична вътрешна среда, за да живеят. Някои еколози смятат, че този принцип важи и за глобалната среда.

Много екологически, биологически и обществени системи са хомеостатични. Те се съпротивяват на промените, за да поддържат равновесие. Ако системата не успее да възстанови баланса си, тя може да спре да функционира.

Сложните системи като човешкото тяло трябва да имат хомеостаза, за да поддържат стабилността си и да оцеляват. Тези системи не само трябва да издържат, за да оцелеят. Те трябва да се адаптират и еволюират към промените в околната среда.

От физико-химично гледище взаимодействието на организма със средата характеризира организма като отворена система. За поддържане на своето тяло той непрекъснато обменя вещества и енергия с околната среда.

Вътрешната среда се характеризира със забележително постоянство, което осигурява необходимите условия за живот на клетките на многоклетъчния организъм, независимо от непрекъснато постъпващите вещества в него, както и колебанията на факторите на външната среда.

Видове хомеостаза

Хомеостазата е характерна особеност на всички организми и надорганизмови биосистеми. Средата се изменя непрекъснато, а организмът запазва целостта си благодарение на вътрешната си организация.

• Силна хомеостаза означава че структурата и резервата не променят състава си. Тъй като количеството резерва и структура могат да се променят, това все още позволява определени промени в състава на цялото тяло.

• Слаба хомеостаза означава, че съотношението между количествата резерва и структура става постоянно, докато наличието на храна е постоянно, дори и когато организмът расте. Това означава, че съставът на цялото тяло остава постоянен през време на растежа.
• Структурна хомеостаза означава, че субиндивидуалните структури растат в хармония с целия индивид.

Свойства на хомеостазата

Термографско изображение: Тарантула, регулираща телесната си температура.

Хомеостазата в общия смисал на думата:

• Те са ултрастабилни: системата е способна да проверява по какъв начин трябва да бъдат коригирани променливите ѝ.
• Цялата им организация (вътрешна, структурна и функционална) допринася за поддържане на равновесие.

Хомеостазата в биологичния смисъл на думата:

• Регулирането на количествата вода и минерали в тялото. Това се нарича осморегулация и се извършва в бъбреците.
• Изхвърлянето на метаболичния боклук. Това се нарича отделяне и се извършва от отделителните органи като бъбреците и белите дробове.
• Регулирането на телесната температура. Извършва се главно от кожата.
• Регулирането на нивото на глюкоза в кръвта. То се осъществява основно от черния дроб и инсулина, отделян от задстомашната жлеза в тялото.

Механизми на хомеостазата

Когато стойността на една променлива се промени има два основни вида обратна връзка, на които системата реагира:

• Отрицателна обратна връзка е реакция, при която системата отговаря така, че да обърне посоката на промяната. Тъй като това е склонност да се държат нещата постоянни, то позволява поддържането на хомеостазата. Терморегулацията е друг пример за отрицателна обратна връзка. Когато телесната температура се повиши (или падне), рецепторите в кожата и хипоталамуса усещат промяната и активират команда от мозъка
• При положителната обратна връзка реакцията е, да се увеличи промяната. Това има дестабилизиращ ефект и не спомага за хомеостазата.

Най-общо казано, с откриването на отклонение от хомеостатичното състояние, се включват положителни обратни връзки, а след като се достигне хомеостатичното състояние, се прилагат отрицателни обратни връзки на реакции за „фина настройка“.

Така се създава състояние на метастабилност, при което хомеостатичните условия се поддържат в определени граници, но ако тези граници се нарушат, системата може да прескочи неуправляемо в изцяло нова ситуация на хомеостаза.

Саморегулацията на функциите осъществява поддържането на хомеостазата.

Колкото по-стабилна е регулиращата система(саморегулацията), толкова по-независима става системата (организмът) от промените във външната среда.

Стабилността на хомеостазата показва определена зависимост от еволюционното развитие на системите.

Колкото по-ниско е еволюционното развитие, то, толкова по-зависима е системата от промените в околната среда. При по-еволюиралите системи са налице по-сложни регулаторни механизми, в резултат на които, те са относително независими от колебанията на вътрешни и външни промени в твърде широки граници.

Вижте още

• Система
• Биология
• Видове хомеостаза
• Свойства на хомеостазата
• Механизми на хомеостазата
• Анализ

• Равновесие

Източници

• Paul R. Krugman, Maurice Obstfeld, Marc J. Melitz, International Economics. Theory and Policy
• Jay Schulkin, Rethinking Homeostasis: Allostatic Regulation in Physiology and Pathophysiology
• Wilfrid Jänig, Integrative Action of the Autonomic Nervous System: Neurobiology of Homeostasis
• Emanuel Cheraskin M.D., D.M.D., Jim Poole and III, Human Health and Homeostasis: Body Balance, Measuring and Mapping the Steady State
• Jehan Mirzaei, Mission: Homeostasis

Външни препратки

• Клип за хомеостазата
• Имунологична хомеостаза
• Калциева хомеостаза