Živé bytosti jsou neustále vystavovány mnoha podnětům. Proto je nutné mít homeostatické regulační mechanismy schopné udržovat vnitřní stabilitu.
Homeostáza a vnitřní prostředí
V polovině 19. století francouzský fyziolog Claude Bernard si všiml neměnnosti vnitřního prostředí ve kterých byly uspořádány buňky organismů, tváří v tvář měnícím se vlastnostem exteriéru.
Téměř o století později, americký fyziolog W.B. Cannon zjistil, že tato rovnováha je výsledkem souboru fyziologických mechanismů schopné udržovat řadu koncentrací nebo vnitřních hodnot nezbytných pro přežití.
Canon navrhl termínhomeostázeodkazovat na „stabilní“ charakter vnitřního prostředí, na rozdíl od vnějšího kolísání. Paradoxně složitost těchto fyziologických procesů spočívá v neustálé samoregulační dynamice.
Mechanismy homeostatické regulace
Buňky živých bytostí si udržují svoji životaschopnost pouze ve specifických rozmezích teplot, pH, iontových koncentrací a živin podle druhu. Ale přesto, organismy závisí na měnícím se vnějším prostředí, aby získaly hmotu a energii nezbytnou pro vnitřní rovnováhu.
The mechanismy homeostatické regulace Mohou být zařazeny do:
- Negativní zpětná vazba: nastává, když je hodnota proměnné vyšší nebo nižší, než je požadováno pro fungování určitého procesu nebo fyziologického mechanismu. V reakci na to je aktivován regulační mechanismus, který inhibuje syntézu uvedené proměnné nebo snižuje její účinnost.
Regulace hladiny glukózy v krvi nebo udržování tělesné teploty jsou některé z biologických procesů regulovaných tímto způsobem.
- Pozitivní zpětná vazba: méně časté než předchozí mechanismus, přispívá ke zvýšení procesu nebo funkce.
Vyskytuje se v počátečních fázích akčního potenciálu, kdy malá depolarizace membrány plazmatických buněk generuje otevření sodíkových kanálů, které po vstupu do intracelulárního prostoru indukují otevření více sodíkových kanálů. Tímto způsobem je dosaženo větší buněčné depolarizace. V počátečních fázích ovulace by také došlo k pozitivní regulaci.
- Předkrmování: mechanismus, který umožňuje organismu předvídat vysoce pravděpodobné události. Může mít jak negativní, tak pozitivní povahu a vynikají hlavně v metabolických řetězcích a komunikačních a koordinačních procesech neuronů.
Zvýšení srdeční frekvence ve chvílích před bezprostřední fyzickou námahou nebo dokonce před samotným fungováním mozečku, který, předjímaje stav neuromuskulárního systému, jakmile začne pohyb, může provést potřebné nervové příkazy.
Homeostáza a alostáza
Jakmile byla odhalena homeostatická teorie, kterou Bernard a Cannon odůvodňovali stabilitu a fungování vnitřního prostředí, v roce 1988 navrhl neurovědec Sterling opačný pohled, nebo, jak se později zjistilo, komplementární k homeostatické regulaci: alostasis.
Allostasis je regulační mechanismus který na rozdíl od homeostatické rovnováhy navrhuje, aby organismy, aby se vyrovnaly s poruchami z vnějšího prostředí, změnily stálost vnitřního prostředí. Příkladem je krevní tlak, který kolísá mezi vyššími nebo nižšími hodnotami v závislosti na konkrétním vnějším stavu a pokud by byl udržován konstantní, způsobil by smrt jedince.
Tato myšlenka nakonec vedla McEwen k návrhuallostasis jako proces, který aktivně udržoval homeostázu. To znamená, že udržovalo stabilitu vnitřního prostředí prostřednictvím změn.
