Homeostaza

Homeostaza- jest to utrzymywanie stałych warunków wewnątrz organizmu, zapewnia prawidłowe funkcjonowanie organizmu, nawet przy zmiennych warunkach środowiska. Homeostaza odnosi się do organizmów wielokomórkowych, jak i jednokomórkowych. Do zachowania homeostazy niektóre współczynniki środowiska wewnątrzustrojowego muszą być utrzymane na określonym poziomie. Jednym z takich parametrów jest temperatura ciała. U zdrowego człowieka temperatura ciała wynosi bez względu na warunki zewnętrzne 36-37,2?C. Kiedy temperatura ciała jest wyższa niż 38C, to mówimy o gorączce, wówczas gdy temperatura ciała wynosi 37,2-38C to mówimy o jej podwyższeniu. Mamy do czynienia ze stanem podgorączkowym, który nie jest chorobą. Gorączka jest rodzajem obrony organizmu przed czynnikami chorobotwórczymi. Jest ważnym sygnałem mówiącym o zaburzeniach w funkcjonowaniu organizmu, a co za tym idzie zaburzenia w mechanizmach homeostazy.
Na mechanizm termoregulacji składa się kilka elementów. W podwzgórzu, które jest nadrzędnym ośrodkiem dla autonomicznego układu nerwowego znajduje się ośrodek termoregulacyjny. Podwzgórze stanowi brzuszną część międzymózgowia. Kiedy temperatura ciała nie jest prawidłowa, termoreceptory wysyłają informację do ośrodka termoregulacji w podwzgórzu. Następnie informacje te zostają przekształcone w podwzgórzu na impulsy, które mają się określoną częstotliwość. Impulsy dają sygnał mechanizmom termoregulacyjnym do działania, które mają na celu podniesienie, lub obniżenie temperatury ciała. Są trzy podstawowe mechanizmy termoregulacyjne. Pierwszy z nich w zależności od sytuacji-zwężaniu lub rozszerzaniu drobnych naczynek krwionośnych występujących w skórze. Jeżeli temperatura ciała jest zbyt wysoka naczynka te rozszerzają się, co sprawia, że więcej krwi przepływa przez skórę, pozbywając się nadmiaru ciepła. Jeżeli jednak temperatura ciała jest zbyt niska, naczynia krwionośne w skórze obkurczają się. Ważnym mechanizmem , który powoduje obniżenie temperatury ciała jest pocenie się. Podczas pocenia się organizm traci wodę, która ma dużą pojemność cieplną. Utrata wody powoduje obniżenie temperatury ciała. Sposobem na zwiększenie ciepłoty ciała jest zwiększenie tempa metabolizmu. Gdy temperatura jest wysoka siła przemian metabolicznych maleje. Siła procesów metabolicznych jest regulowana przez hormony, które wydzielane są przez tarczycę i rdzeń nadnerczy. Tyroksyna, hormon wytwarzany przez tarczycę, powoduje zwiększenie tempa procesów katabolicznych. Pod jej wpływem zwiększa się ilość produkowanego ciepła, a akcja serca ulega przyspieszeniu. Tyroksyna zwiększa też pobudzenie nerwowe. Adrenalina jest hormonem wydzielanym przez rdzeń nadnerczy. Kontroluje szybkie przekształcenie glikogenu w glukozę, powoduje przyspieszenie akcji serca, zwiększenie przepływu krwi przez naczynia wieńcowe i obkurczenie naczyń obwodowych.
Następnym sposobem na zwiększenie ciepłoty ciała są szybkie, mimowolne ruchy mięśni szkieletowych.
Poza fizjologicznymi mechanizmami termoregulacyjnymi istnieją także mechanizmy etologiczne. Przykładem takiej termoregulacji jest wygrzewanie się na słońcu, lub schładzanie w cieniu. Duże znaczenie dla utrzymania homeostazy ma stałość podstawowych parametrów krwi. Wysokość ciśnienia krwi wiąże się ze średnicą naczyń krwionośnych. Obkurczenie naczyń krwionośnych powoduje wzrost ciśnienia. Przyspieszeniu akcji serca zwykle towarzyszy obkurczenie naczyń krwionośnych, a spowolnieniu-ich rozszerzenie. Średnica drobnych naczyń krwionośnych podlega kontroli nerwowej oraz hormonalnej. W kontroli hormonalnej bierze udział ośrodek naczyniowo-ruchowy. Hormonami wpływającymi na średnicę naczyń krwionośnych są adrenalina i noradrenalina, produkowane przez rdzeń nadnerczy oraz wazopresyna, produkowana przez podwzgórze.
Ośrodek naczyniowo-ruchowy może zostać pobudzony przez ośrodki korowe, za pośrednictwem podwzgórza i śródmózgowia. Sygnał dla ośrodka naczyniowo-ruchowego może też pochodzić z ośrodka oddechowego. Sygnałem dla ośrodka naczyniowo-ruchowego jest spadek prężności tlenu w krwi tętniczej, lub spadek prężności dwutlenku węgla w krwi żylnej. Bodźcami dla tego ośrodka są też impulsy, które pochodzą z chemoreceptorów i baroreceptorów zlokalizowanych w aorcie oraz tętnicy szyjnej. Mechanizmy homeostatyczne uruchamiane są w wyniku silnych stanów emocjonalnych, dużego wysiłku fizycznego oraz utraty krwi. Przepływ krwi przez narząd kontrolowany jest na poziomie naczyń. Na skutek wzrostu ciśnienia tętniczego, ściany drobnych naczyń krwionośnych rozciągają się. W odpowiedzi na to jest skurcz, dzięki któremu przepływ krwi pozostaje na stałym poziomie.
W celu utrzymania homeostazy niezbędna jest stałość w stężeniu pewnych podstawowych składników osocza krwi. Jednym z takich składników jest glukoza. Zawartość glukozy we krwi podlega kontroli insuliny i glukagonu. Insulina jest to hormon produkowany przez trzustkę. Nasila procesy syntezy glikogenu z glukozy w wątrobie i przyspiesza rozkład glukozy w komórkach. Organem wrażliwym na niedobór glukozy jest mózg, dlatego kontrola zawartości glukozy jest bardzo ważna aby organizm mógł prawidłowo funkcjonować. Często ze spadkiem zawartości glukozy we krwi wiąże się odwodnienie organizmu, któremu towarzyszy spadek ciśnienia krwi.
Na utrzymanie homeostazy składa się także osmoregulacja. Zawartość wody, soli mineralnych oraz jonów wodorowych jest regulowana przez nerki. Poza tym w regulacji stężenia wapnia we krwi biorą udział kości, w które ten pierwiastek może być wbudowywany.
Wątroba uczestniczy w mechanizmie homeostazy nie tylko przez magazynowanie glikogenu. Jest również miejscem, w którym wiele substancji, które muszą być usunięte z organizmu ulega przetworzeniu. W wątrobie zachodzi cykl mocznikowy, są tam niszczone zużyte erytrocyty. Wątroba jest ponadto miejscem gdzie leki i inne toksyny są włączane w szereg przemian, dzięki którym stają się substancjami łatwiej rozpuszczalnymi w wodzie. Umożliwia to ich późniejsze wydalenie z organizmu przez nerki.
Utrzymanie homeostazy jest podstawowym warunkiem dla prawidłowego funkcjonowania organizmu. Poważne zaburzenia homeostazy organizmu niosą za sobą stany chorobowe. Cukrzyca wiąże się z zaburzeniami w mechanizmie regulującym stężenie cukru we krwi. Osteoporoza wiąże się z zaburzeniami w gospodarce wapniowej. Nieprawidłowości w funkcjonowaniu nerek prowadzą do przerw w usuwaniu mocznika oraz nadmiaru wody i soli mineralnych, co grozi poważnymi powikłaniami. Poważne skutki dla funkcjonowania organizmu niosą za sobą nieprawidłowości związane z pracą wątroby.