Elusolendid puutuvad pidevalt kokku paljude stiimulitega. Seetõttu on vaja omada homöostaatilised reguleerimismehhanismid, mis suudavad säilitada sisemist stabiilsust.
Homöostaas ja sisekeskkond
19. sajandi keskel oli prantsuse füsioloog Claude Bernard märkas sisekeskkonna püsivust millesse olid paigutatud organismide rakud, silmitsi välisilme muutuvate omadustega.
Peaaegu sajand hiljem, Ameerika füsioloog W.B. Cannon tegi kindlaks, et see tasakaal oli füsioloogiliste mehhanismide kogumi tulemus suudab säilitada ellujäämiseks vajalikke kontsentratsioone või sisemisi väärtusi.
Canon pakkus selle termini väljahomöostaasviidata sisekeskkonna „stabiilsele” iseloomule, vastupidiselt välisele kõikumisele. Paradoksaalselt, nende füsioloogiliste protsesside keerukus seisneb pidevas isereguleeruvas dünaamikas.
Homöostaatilise reguleerimise mehhanismid
Elusolendite rakud säilitavad oma elujõulisuse ainult teatud temperatuuride, pH, ioonide kontsentratsiooni ja toitainete vahemikus vastavalt liigile. Kuid sellegipoolest, organismid sõltuvad muutuvast väliskeskkonnast, et saada sisemise tasakaalu jaoks vajalikku ainet ja energiat.
The homöostaatilise reguleerimise mehhanismid Neid saab klassifitseerida järgmistesse kategooriatesse:
- Negatiivne tagasiside: see tekib siis, kui muutuja väärtus on kõrgem või madalam kui teatud protsessi või füsioloogilise mehhanismi toimimiseks vajalik. Vastuseks aktiveeritakse reguleeriv mehhanism nimetatud muutuja sünteesi pärssimiseks või selle tugevuse vähendamiseks.
Vere glükoosisisalduse reguleerimine või kehatemperatuuri säilitamine on mõned sel viisil reguleeritud bioloogilised protsessid.
- Positiivne tagasiside: harvem kui eelmine mehhanism, aitab see kaasa protsessi või funktsiooni suurenemisele.
See tekib aktsioonipotentsiaali algstaadiumis, kui plasma rakumembraani väike depolarisatsioon tekitab naatriumikanalite avanemise, mis rakusisesesse ruumi sisenedes kutsub esile rohkemate naatriumikanalite avanemise. Sel viisil saavutatakse suurem raku depolarisatsioon. Samuti oleks positiivne regulatsioon ovulatsiooni varases staadiumis.
- Eeltoitmine: mehhanism, mis võimaldab organismil ette näha väga tõenäolisi sündmusi. See võib olla nii negatiivne kui ka positiivne ning need paistavad silma peamiselt ainevahetusahelates ning neuronite suhtlus- ja koordinatsiooniprotsessides.
Südame löögisageduse tõus hetkedel enne eelseisvat füüsilist pingutust või isegi väikeaju enda toimimist, mis, eeldades neuromuskulaarse süsteemi seisundit pärast liikumise algust, suudab täita vajalikke närvikorraldusi.
Homöostaas ja allostaas
Kui homöostaatiline teooria, millega Bernard ja Cannon põhjendasid sisekeskkonna stabiilsust ja toimimist, oli paljastatud, pakkus neuroteadlane Sterling 1988. aastal välja vastupidise seisukoha või, nagu hiljem avastati, täiendab homöostaatilist regulatsiooni: allostaasi.
Allostaas on reguleeriv mehhanism mis erinevalt homöostaatilisest tasakaalust soovitab organismidel väliskeskkonna häiretega toimetulekuks muuta sisekeskkonna püsivust. Näide on vererõhu puhul, mis kõigub kõrgemate või madalamate väärtuste vahel sõltuvalt konkreetsest välisest seisundist ja kui seda hoitakse konstantsena, põhjustab see inimese surma.
See idee viis McEweni lõpuks ettepaneku tegemaallostaas kui protsess, mis säilitas aktiivselt homöostaasi. See tähendab, et see säilitas muutuste kaudu sisekeskkonna stabiilsuse.