Živa bitja so nenehno izpostavljena množici dražljajev. Zato je treba imeti homeostatski regulacijski mehanizmi, ki lahko ohranijo notranjo stabilnost.
Homeostaza in notranje okolje
Sredi 19. stoletja je francoski fiziolog Claude Bernard je opazil konstantnost notranjega okolja v kateri so bile razporejene celice organizmov ob spreminjajočih se lastnostih zunanjosti.
Skoraj stoletje pozneje, ameriški fiziolog W.B. Cannon je ugotovil, da je to ravnovesje posledica niza fizioloških mehanizmov sposobni vzdrževati vrsto koncentracij ali notranjih vrednosti, potrebnih za preživetje.
Canon je predlagal izrazhomeostazasklicevati se na „stabilen“ značaj notranjega okolja v nasprotju z zunanjim nihanjem. Paradoksalno, kompleksnost teh fizioloških procesov je v stalni dinamiki samoregulacije.
Mehanizmi homeostatske regulacije
Celice živih bitij vzdržujejo svojo sposobnost preživetja le v določenih območjih temperatur, pH, ionskih koncentracij in hranilnih snovi glede na vrsto. A vseeno, organizmi so odvisni od spreminjajočega se zunanjega okolja, da pridobijo snov in energijo, potrebno za notranje ravnovesje.
The mehanizmi homeostatske regulacije Lahko jih razvrstimo v:
- Negativne povratne informacije: pojavi se, ko je vrednost spremenljivke višja ali nižja od tiste, ki je potrebna za delovanje določenega procesa ali fiziološkega mehanizma. V odgovor se aktivira regulacijski mehanizem, ki zavira sintezo omenjene spremenljivke ali zmanjša njeno moč.
Uravnavanje ravni glukoze v krvi ali vzdrževanje telesne temperature so nekateri tako urejeni biološki procesi.
- Pozitivne povratne informacije: manj pogosta kot prejšnji mehanizem, prispeva k povečanju procesa ali funkcije.
Pojavi se v začetnih fazah akcijskega potenciala, ko majhna depolarizacija membrane plazemske celice povzroči odpiranje natrijevih kanalov, ki ob vstopu v znotrajcelični prostor povzročijo odpiranje več natrijevih kanalov. Na ta način se doseže večja celična depolarizacija. Pozitivna ureditev bi bila tudi v zgodnjih fazah ovulacije.
- Predhranjenje: mehanizem, ki organizmu omogoča predvidevanje zelo verjetnih dogodkov. Lahko je tako negativne kot pozitivne narave in izstopajo predvsem v presnovnih verigah ter nevronskih komunikacijskih in koordinacijskih procesih.
Povečanje srčnega utripa v trenutkih pred skorajšnjim fizičnim naporom ali celo delovanjem samega možganov, ki lahko predvidi stanje živčno -mišičnega sistema, ko se gibanje začne, lahko izvede potrebna živčna naročila.
Homeostaza in alostaza
Ko je bila homeostatična teorija, s katero sta Bernard in Cannon utemeljila stabilnost in delovanje notranjega okolja, izpostavljena, je nevroznanstvenik Sterling leta 1988 predlagal nasprotno stališče ali, kot je bilo pozneje ugotovljeno, komplementarno homeostatski regulaciji: alostazo.
Alostaza je regulativni mehanizem ki za razliko od homeostatskega ravnovesja predlaga, da organizmi, da bi se spopadli z motnjami iz zunanjega okolja, spremenijo konstantnost notranjega okolja. Primer se pojavi pri krvnem tlaku, ki niha med višjimi ali nižjimi vrednostmi, odvisno od določenega zunanjega stanja, in če bi bil konstanten, bi povzročil smrt posameznika.
Ta ideja je na koncu pripeljala McEwena do predlogaalostaza kot proces, ki je aktivno vzdrževal homeostazo. To pomeni, da je s spremembami ohranil stabilnost notranjega okolja.