Homöostaas

Mõiste Homöostaas pärineb kreeka keelest ja tähendab võrdsust. See kirjeldab protsessi, mille eesmärk on säilitada tasakaal dünaamilistes süsteemides. Sisemine miljöö säilib inimkehas homöostaasi kaudu. Homöostaatiliste protsesside näideteks on termoregulatsioon või veresuhkru taseme reguleerimine.

Mis on homöostaas?

Kõik kehas olevad regulatiivsed protsessid püüavad saavutada tasakaalu. Tasakaaluseisundid on elundite paljude funktsioonide ja kogu organismi elujõulisuse aluseks. Homöostaasi kehas säilitavad sellised mehhanismid nagu kontrollsilmused või koondamine. Need mehhanismid annavad kehale võimaluse ennast reguleerida.

Homöostaasi eesmärk võib olla tasakaalu säilitamine ühe raku sees, rakuklastrites, elundis või terves organismis. Hooldusprotsessid võivad olla seotud anatoomiliste struktuuride, keemiliste või füüsikaliste protsessidega või isegi matemaatiliste tingimustega, näiteks rakkude arvuga teatud struktuuris.

Funktsioon ja ülesanne

Paljudel juhtudel hoitakse homöostaasi negatiivse tagasisidega regulatsioonisüsteemide kaudu. Esiteks määratakse sihtväärtus. See on väärtus, mis tagab optimaalsed tingimused turvalisuse, ellujäämise ja heaolu tagamiseks. Andur, näiteks hüpofüüs või hüpotalamus, võrdleb hetkeväärtust sihtväärtusega. Kui avastatakse erinevus sihtväärtuse ja tegeliku väärtuse vahel, käivitatakse reguleerimise protsess. Tavaliselt lõpeb see alles siis, kui erinevus kahe väärtuse vahel on kadunud.

Sellise negatiivse tagasiside süsteemi näiteks on termoregulatsioon. Kehatemperatuuri sihtväärtus jääb tavaliselt vahemikku 36,5–37 ° C. Kehatemperatuuri registreerivad nn termoretseptorid, mis asuvad aju hüpotalamuses.Soovitud temperatuurist kõrvalekallete korral võib hüpotalamus algatada meetmeid, mis viivad temperatuuri soovitud suunas. See võib põhjustada muutusi veresoontes, põhjustades higistamist või värisemist. Hüpotalamus võib ka kutsuda inimesi üles riietuma soojemaks või külmemaks või liikuma päikesest varju.

Sarnased homöostaasi protsessid eksisteerivad ka keha arvukate funktsioonide jaoks. Kui veresuhkur langeb, järgneb näljatunne suhteliselt kiiresti; kui vere soolade sisaldus on liiga kõrge, tunnevad inimesed janu.

Uneregulatsioon põhineb ka homöostaatilisel protsessil. Une kestust ja intensiivsust reguleerib ühelt poolt ööpäevarütm ja teiselt poolt homöostaatiline unerõhk. Teatud määral peegeldab ööpäevane rütm sisemist kella. See tagab, et oleme iga päev väsinud umbes samal kellaajal. Homöostaatiline unerõhk seevastu sõltub eelnevast ärkvelolekust. Mida pikem ja pingutavam on ärkveloleku faas, seda suurem on homöostaatiline unerõhk.

Inimkeha üks olulisemaid homöostaase on aju homöostaas. Nii et ajus valitsev miljöö oleks alati tasakaalus, on vereringe ja kesknärvisüsteemi vahel barjäär. Seda nimetatakse hematoentsefaalbarjääriks. Vere-aju barjäär kaitseb aju patogeenide, hormoonide ja toksiinide eest. Te ei saa seda filtrit läbida. Muud ained, näiteks toitained, võivad ületada hematoentsefaalbarjääri. Nii säilib ajus homöostaas.

Haigused ja tervisehäired

Homöostaasi häired põhjustavad funktsionaalseid häireid üksikutes elundites või isegi terves organismis. Paljud homöostaasi häired on pärit hüpotalamusest. Kui siin esinevad kesknärvisüsteemi kahjustused, võib kehatemperatuur olla püsivalt liiga madal või liiga kõrge. Palaviku faasid vahelduvad sageli hüpotermia perioodidega. Näiteks külmutatud inimesed külmutavad päeva jooksul ja higistavad öösel nii palju, et peavad voodipesu ja voodipesu mitu korda vahetama.

Rasvumise ja söömishäirete põhjuseks on sageli ka halvenenud homöostaas. Teadlased kahtlustavad, et paljud dieedid mõjutavad küllastustunde ja nälja regulatiivset süsteemi negatiivselt, kuni normaalne reguleerimine pole enam võimalik.

Häiritud une homöostaas põhjustab unetust ja uinumisraskusi. Näib, et eriti oluline roll on une homöostaasi häirete puhul alkoholil. Alkohol suurendab homöostaatilist unerõhku, see tähendab, et magamisvajadus suureneb. See nihutab uneperioodi ja uni pole nii kindel kui tavaliselt. Alkohol, häirides homöostaatilist rõhku, halvendab une kvaliteeti.

Veresuhkru homöostaas on ellujäämiseks hädavajalik. Hüpoglükeemia põhjustab aju jõudluse langust, krampe, higistamist ja hädaolukorras šokki. Hüpoglükeemia seevastu näitab ennast tugeva janu, sügavama hingamise ja hilisema teadvusekaotuse kaudu.

Veresuhkru homöostaasi häirimine võib põhjustada häireid ka vere pH-väärtuse reguleerimises. Inimese pH väärtuse võrdlusvahemik on vahemikus 7,35 kuni 7,45. Väljaspool neid väärtusi on homöostaas häiritud. Madalamat pH väärtust nimetatakse atsidoosiks ja kõrgemat pH väärtust alkaloosiks. Neerude ja kopsude kaudu hoitakse pH homöostaasi. Kui nüüd kogunevad teatud ainevahetusproduktid või kui neerude ja kopsude eritumisvõime on piiratud, võib see põhjustada ülehappesust või pH väärtuse suurenemist.

Kahtlustatakse Parkinsoni tõve põhjustajana ka homöostaasi häiret. Ioniseeritud kaltsiumi homöostaasi häirimisel näib olevat negatiivne mõju dopamiini tootmisele. Parkinsoni tõve korral ilmnevad dopamiini puuduse tõttu iseloomulikud sümptomid nagu lihaste jäikus, lihaste värinad või posturaalne ebastabiilsus.

Kui aju homöostaasi ei saa vere-aju barjääri kahjustuse tõttu säilitada, arenevad sellised haigused nagu meningiit (ajukelmepõletik) või entsefaliit (ajupõletik). Alkohol, nikotiin ja elektromagnetilised lained mõjutavad hematoentsefaalbarjääri ja suurendavad vastuvõtlikkust neuroloogilistele haigustele.