Homeostáza

Termín Homeostáza pochází z Řecka a znamená rovnost. Popisuje proces, který slouží k udržení rovnováhy v dynamických systémech. Vnitřní prostředí je udržováno v lidském těle pomocí homeostázy. Příklady homeostatických procesů jsou termoregulace nebo regulace hladiny cukru v krvi.

Co je homeostáza?

Všechny regulační procesy v těle usilují o rovnováhu. Rovnovážné stavy jsou základem mnoha funkcí orgánů a životaschopnosti celého organismu. Homeostáza v těle je udržována mechanismy, jako jsou kontrolní smyčky nebo propouštění. Tyto mechanismy dávají tělu schopnost regulovat se.

Cílem homeostázy může být udržování rovnováhy v jedné buňce, uvnitř buněčných klastrů, orgánu nebo celého organismu. Procesy údržby se mohou vztahovat na anatomické struktury, chemické nebo fyzikální procesy nebo dokonce na matematické podmínky, jako je počet buněk v určité struktuře.

Funkce a úkol

V mnoha případech je homeostáza udržována prostřednictvím regulačních systémů se zápornou zpětnou vazbou. Nejprve je stanovena cílová hodnota. To je hodnota, která zaručuje optimální podmínky pro bezpečnost, přežití a pohodu. Senzor, například hypofýza nebo hypotalamus, porovnává aktuální hodnotu s cílovou hodnotou. Pokud je zjištěn nesoulad mezi cílovou hodnotou a skutečnou hodnotou, spustí se regulační proces. To obvykle končí pouze tehdy, když rozpor mezi oběma hodnotami zmizel.

Příkladem takového systému negativní zpětné vazby je termoregulace. Cílová hodnota tělesné teploty je obvykle mezi 36,5 a 37 ° C. Aktuální tělesná teplota je registrována tzv. Termoreceptory, které jsou umístěny v hypotalamu v mozku.V případě odchylek od požadované teploty může hypothalamus zahájit opatření, která přivedou teplotu do požadovaného směru. Může způsobit, že změny krevních cév způsobí pocení nebo třes. Hypotalamus může také přimět lidi, aby se oblékali tepleji nebo chladněji, nebo aby se přesunuli ze slunce do stínu.

Podobné homeostázové procesy existují pro řadu funkcí těla. Když hladina cukru v krvi klesá, pocit hladu následuje relativně rychle, pokud je obsah soli v krvi příliš vysoký, lidé cítí žízeň.

Regulace spánku je také založena na homeostatickém procesu. Trvání a intenzita spánku jsou na jedné straně regulovány cirkadiánním rytmem a na druhé straně homeostatickým tlakem spánku. Circadian rytmus do jisté míry odráží vnitřní hodiny. Zajišťuje, že jsme unaveni zhruba ve stejnou dobu každý den. Homeostatický spánkový tlak je naproti tomu závislý na předchozí bdělosti. Čím delší a náročnější fáze probuzení, tím vyšší je homeostatický spánkový tlak.

Jednou z nejdůležitějších homeostáz lidského těla je homeostáza mozku. Aby bylo prostředí v mozku vždy udržováno v rovnováze, existuje mezi krevním oběhem a centrálním nervovým systémem bariéra. Toto je známé jako hematoencefalická bariéra. Krví-mozková bariéra chrání mozek před patogeny, hormony a toxiny. Tento filtr nelze předat. Jiné látky, jako jsou živiny, mohou procházet hematoencefalickou bariérou. Takto se udržuje homeostáza v mozku.

Nemoci a nemoci

Poruchy homeostázy vedou k funkčním poruchám v jednotlivých orgánech nebo dokonce v celém organismu. Mnoho poruch homeostázy má svůj původ v hypotalamu. Pokud se zde vyskytnou centrální poruchy, může být tělesná teplota trvale příliš nízká nebo příliš vysoká. Fáze horečky se často střídají s obdobími podchlazení. Například ti, kteří během dne postihli mráz, se v noci natolik potili, že museli několikrát vyměnit ložní prádlo a ložní prádlo.

Obezita a poruchy příjmu potravy jsou také často způsobeny poruchou homeostázy. Vědci mají podezření, že mnoho diet negativně ovlivňuje regulační systém pro sytost a hlad, dokud normální regulace již není možná.

Poruchová homeostáza způsobuje nespavost a potíže se usnutím. Zdá se, že zejména alkohol hraje důležitou roli při poruchách homeostázy spánku. Alkohol zvyšuje homeostatický spánkový tlak, to znamená, že se zvyšuje potřeba spánku. Tím se posouvá doba spánku a spánek není tak pevný jako obvykle. Alkohol narušením homeostatického tlaku snižuje kvalitu spánku.

Homeostáza cukru v krvi je nezbytná pro přežití. Hypoglykémie vede ke snížení výkonu mozku, křečím, potům av případě nouze i šoku. Hypoglykémie se naproti tomu projevuje silným žízní, hlubším dýcháním a pozdější ztrátou vědomí.

Porucha homeostázy cukru v krvi může také vést k narušení regulace hodnoty pH krve. Referenční rozmezí hodnoty pH u lidí je mezi 7,35 a 7,45. Mimo tyto hodnoty je homeostáza narušena. Nižší hodnota pH se nazývá acidóza a vyšší hodnota pH se nazývá alkalóza. Homeostáza pH je udržována ledvinami a plícemi. Pokud se akumulují určité metabolické produkty nebo je-li omezena vylučovací kapacita ledvin a plic, může to vést k nadměrnému okyselení nebo ke zvýšení hodnot pH.

Porucha homeostázy je rovněž podezření, že je příčinou Parkinsonovy choroby. Zdá se, že narušení homeostázy ionizovaného vápníku má negativní účinky na produkci dopaminu. U Parkinsonovy choroby se v důsledku nedostatku dopaminu vyskytují charakteristické příznaky, jako je rigidita svalů, svalové třes nebo posturální nestabilita.

Pokud nelze homeostázi mozku udržet kvůli poškození hematoencefalické bariéry, vyvinou se onemocnění, jako je meningitida (zánět meningů) nebo encefalitida (zánět mozku). Alkohol, nikotin a elektromagnetické vlny ovlivňují hematoencefalickou bariéru a zvyšují náchylnost k neurologickým onemocněním.