Homeostase (van het Grieks - homois - wat gelijkaardig betekent, stasis - duur of toestand) het unieke vermogen van het systeem om de stabiliteit van de interne omgeving te handhaven, ongeacht de invloed van externe factoren. Wat is homeostase? Wat zijn de oorzaken van homeostasestoornissen?

Homeostaseis niets anders dan het vermogen van het lichaam om een ​​relatief intern evenwicht te behouden. Het handhaven van de interne stabiliteit van vitale functies vereist een constante monitoring van de waarden van de belangrijkste systeemparameters. Het menselijk lichaam heeft ongeveer duizend verschillende controle- en regelsystemen - en leven en gezondheid hangen vaak af van hun goede werking.

De belangrijkste factoren die onderhevig zijn aan verandering en nauwkeurige controle zijn:

  • concentratie van chemicaliën in lichaamsvloeistoffen (bloed of plasma)
  • osmotische druk,
  • pH van lichaamsvloeistoffen,
  • bloeddruk,
  • volume lichaamsvloeistof,
  • lichaamstemperatuur (bij warmbloedige organismen)

Een cel bouwen en homeostase behouden

Alle menselijke systemen nemen deel aan het handhaven van een goede homeostase. Echter, al op het basisniveau van de celstructuur zijn de essentiële kenmerken van het handhaven van homeostase op mondiaal niveau perfect zichtbaar.

Een van de belangrijkste organellen die nodig zijn om de juiste parameters van vloeistoffen en druk te behouden, is het celmembraan dat de cel scheidt van de externe omgeving. Het heeft de zogenaamde "Vloeibaar mozaïek", waar eiwitten drijven in een dubbele laag fosfolipide-moleculen.

Dankzij de complexe en polaire structuur maken celmembranen het selectieve transport van verschillende stoffen mogelijk, zowel door diffusie, dat wil zeggen stromen volgens de concentratiegradiënt van oplossingen, maar ook actief door eiwitten.

Op zijn beurt is het dankzij speciale receptoreiwitten op het oppervlak van membranen mogelijk om informatie van buitenaf te ontvangen. De ontvangst van het signaal veroorzaakt een reeks korte- en langetermijnreacties, met als doel:

  • activering of deactivering van enzymen,
  • stimulatie of verzwakking van het cellulaire metabolisme,
  • expressie van genen in de celkern (met de genetische informatie die nodig is voor synthese)nieuwe eiwitten die het celmetabolisme wijzigen)

Om ervoor te zorgen dat cellen en hele systemen energetisch onafhankelijk blijven, moeten de mitochondriën constant werken.

Deze kleine organellen werken als kleine energiefabriekjes in de cel. Dankzij de speciale, kamvormige interne structuur van mitochondriën, is het mogelijk om een ​​aantal processen uit te voeren die deel uitmaken van de zogenaamde intracellulaire ademhaling

In dit proces is het mogelijk om energie te winnen uit nutriënten (oa glucose). Het wordt opgeslagen in ATP, de universele energiedrager in de cel en wordt gebruikt in honderden andere reacties. Dit proces is onderhevig aan wijzigingen afhankelijk van de aanwezigheid van zuurstof.

Tijdens intensieve training beginnen onze spieren essentiële zuurstof te missen - dat is de reden waarom mitochondriën "overschakelen" naar anaërobe ademhaling, waarbij melkzuur wordt gevormd als bijproduct.

Het is dit mechanisme dat verantwoordelijk is voor de vorming van pijnlijke pijn. Ondanks tijdelijk ongunstige omstandigheden kan het lichaam toch arbeid verrichten en op prikkels reageren.

Hersenen en homeostase

Het belangrijkste centrum dat alle processen in het lichaam aanstuurt, zijn natuurlijk de hersenen - en meer specifiek de zenuwcentra van het centrale zenuwstelsel (CZS), die informatie ontvangen van de receptoren van het hele lichaam.

De ontvangen informatie wordt voornamelijk verwerkt in het deel van de hersenen dat de hypothalamus wordt genoemd. De respons op een specifieke stimulus wordt doorgegeven via het autonome zenuwstelsel (d.w.z. het systeem dat zenuwimpulsen naar inwendige organen geleidt) en via de endocriene klieren.

Chemische zenders die vrijkomen uit neuronuiteinden (die fungeren als zenders) spelen ook een belangrijke rol bij de communicatie en regulering van het interne evenwicht.

Een van de belangrijkste evolutionaire prestaties van warmbloedige organismen was onafhankelijkheid van gevaarlijke temperatuurveranderingen in de bewoonde omgeving. Het werd mogelijk dankzij de ontwikkeling van de hersenen en de vorming van een thermoregulatiecentrum in de hypothalamus.

Dit medium werkt als een gevoelige thermostaat die, indien nodig, beslist om ofwel de warmteopwekking te verhogen ofwel het warmteverlies te beperken. Het is dankzij dit mechanisme dat we koude rillingen voelen (d.w.z. samentrekkingen van spiercellen die de warmteproductie in skeletspieren stimuleren) of vernauwing van de onderhuidse bloedvaten.

Andere, voor het oog onzichtbare veranderingen die de lichaamstemperatuur regelen, die ook door het thermoregulatiecentrum worden geregeld, zijn bijvoorbeeld:

  • stimulatie van het sympathische zenuwstelsel en secretie van noradrenaline(versnelt onder andere het metabolisme van vetweefselcellen),
  • stimulatie van de afscheiding van endocriene klieren (bijv. de afgifte van adrenaline die het glucosemetabolisme versnelt),
  • stimulatie van de afscheiding van schildklierhormonen

Zoals blijkt uit het voorbeeld van het thermoregulatiecentrum, is de controle van slechts één veranderende parameter in ons lichaam (temperatuur) een zeer complex netwerk van interacties van zowel het zenuwstelsel als het endocriene systeem.

Homeostase als effect van efficiënte communicatie

In het menselijk systeem hangt het juiste verloop van bijna alle functies af van efficiënte communicatie tussen cellen en systemen - niet alleen in de directe omgeving, maar ook verder weg.

Zo'n communicatie op afstand is onder andere mogelijk door actieve chemicaliën af te scheiden in lichaamsvloeistoffen (bijv. bloed of hersenvocht). Dit heet humorale regulatie

Chemische boodschappers omvatten hormonen die kunnen worden geproduceerd door de endocriene klieren (zoals de schildklier, hypofyse of bijnieren), maar ook lokaal werken (zoals histamine of prostaglandinen, die werken bij allergische reacties) of binnen een bepaald weefsel (bijv. secretine of gastrine)

De sleutelrol die hormonen spelen bij het handhaven van de homeostase in het menselijk lichaam kan worden geïllustreerd door het voorbeeld van adrenaline - ook bekend als het angst-, vecht- of vluchthormoon.

Adrenaline wordt geproduceerd door het bijniermerg in de onmiddellijke reactie van alle gewervelde dieren op de dreiging. De belangrijkste effecten zijn:

  • snellere hartslag,
  • verhoging van de bloeddruk,
  • bronchodilatatie,
  • pupilverwijding,
  • stimulatie van het centrale zenuwstelsel,
  • verhoging van de bloedglucose (door verhoging van de afbraak van glycogeen in de lever)

Al deze reacties zijn erop gericht het lichaam in een staat van "gereedheid" te brengen, die in de loop van de evolutie het individu beschermde tegen eten of gemotiveerd werd om efficiënt te ontsnappen.

Feedback bij het handhaven van homeostase

In hogere organismen staat het functioneren van sommige systemen onder constante controle van andere. Zo'n complex regelsysteem is de basis voor het handhaven van de homeostase.

De meeste menselijke fysiologische processen worden gereguleerd dankzij de zogenaamde feedback. In tegenstelling tot unidirectionele controle (zowel nerveus als humoraal) - waarbij informatie in slechts één richting tussen twee organen wordt verzonden, is er een tweerichtingsoverdracht van informatie in het feedbacksysteem.

In de feedbackloopfeedback, de werking van het ene orgaan beïnvloedt de stimulatie van een ander, en dit stuurt op zijn beurt informatie die de activiteit van het eerste orgaan remt (negatieve feedback).

Negatieve feedbackis het meest voorkomende type parameterregeling in het menselijk lichaam. Een voorbeeld van zo'n lus kan bijvoorbeeld de afscheiding van schildklierhormonen zijn.

Schildklierhormonen (T3 en T4) - in het algemeen - verhogen het metabolisme en controleren de functie van de meeste weefsels. Hun werking is noodzakelijk voor het goed functioneren van vele systemen en functies van ons lichaam.

Het werk van de schildklier wordt op zijn beurt gereguleerd door de hypofyse en een ander hormoon - thyrotropine (TSH), dat de schildklier stimuleert om hormonen te produceren. Bij een verhoogde concentratie van T3 en T4 neemt de concentratie van TSH af, terwijl bij een tekort aan deze twee hormonen - de concentratie van TSH toeneemt. Dit soort regulering beschermt het lichaam tegen overmatige productie van stoffen en werkt als een natuurlijke rem.

Positieve feedbackkomt veel minder vaak voor en houdt in dat de productie van een specifiek product wordt versneld. Een goed voorbeeld van een dergelijk mechanisme bij zoogdieren is bv. borstvoeding.

Door de baby aan de borst van de moeder te zuigen, wordt de aanmaak van prolactine gestimuleerd, wat resulteert in een verhoogde melkproductie.

Hoe meer melk er is, des te meer wil de baby eten, wat de melkproductie verhoogt. Als u stopt met borstvoeding, nemen uw prolactinespiegels af en stopt de melksecretie.

Wat zijn de effecten van verstoorde homeostase?

De beschreven voorbeelden van fysiologische regelingen zorgen niet alleen voor het goed functioneren van organen en interne systemen. Door homeostase te handhaven, kan het lichaam zich aanpassen aan veranderingen in de omstandigheden van de omgeving.

Het was waarschijnlijk een van de belangrijkste vermogens van de menselijke soort die haar door de eeuwen heen een ongekend evolutionair succes heeft gegeven. Weifelende en schadelijke regulerende mechanismen zijn de meest voorkomende oorzaak van veel menselijke ziekten.

Verstoringen in parameters, waarvan de waarden bepaalde vastgestelde kritische drempels overschrijden, kunnen leiden tot de dood van het organisme. Hoewel ieder van ons een individuele aanleg heeft om bepaalde factoren te tolereren (die onder andere het gevolg zijn van genetische aandoeningen), zijn dergelijke interindividuele verschillen klein.

Wat kan homeostasestoornissen beïnvloeden?

Voorbeelden van dergelijke factoren zijn:

  • genetische defecten,
  • aangeboren afwijkingen in de structuur van organen,
  • milieuvervuiling,
  • niet sporten,
  • ongepast dieet,
  • chronische stress

Hoewel aanwe hebben geen invloed op genetische aandoeningen of omgevingsfactoren, maar het is de moeite waard om te zorgen voor het juiste lichaamsgewicht, fysieke fitheid en de juiste dosis ontspanning.

Laten we niet vergeten dat ons lichaam een ​​soort "verbonden bloedvatenstelsel" is, waarbij de balans van het geheel bestaat uit het goed functioneren van alle individuele systemen.

Categorie:

Genetische ziekten