Ființele vii sunt expuse continuu la o multitudine de stimuli. Prin urmare, este necesar să aveți mecanisme de reglare homeostatică capabile să mențină stabilitatea internă.
Homeostaza și mediul intern
La mijlocul secolului al XIX-lea, fiziologul francez Claude Bernard a observat constanța mediului intern în care erau aranjate celulele organismelor, în fața proprietăților schimbătoare ale exteriorului.
Aproape un secol mai târziu, fiziologul american W.B. Cannon a stabilit că acest echilibru a fost rezultatul unui set de mecanisme fiziologice capabil să mențină o serie de concentrații sau valori interne necesare supraviețuirii.
Canon a propus termenulhomeostaziesă se refere la caracterul „stabil” al mediului intern, spre deosebire de fluctuația externă. Paradoxal, complexitatea acestor procese fiziologice constă într-o constantă dinamică de autoreglare.
Mecanisme de reglare homeostatică
Celulele ființelor vii își mențin viabilitatea numai în limite specifice de temperaturi, pH, concentrații ionice și nutrienți, în funcție de specie. Dar cu toate acestea, organismele depind de un mediu extern în schimbare pentru a obține materia și energia necesare pentru echilibrul intern.
The mecanisme de reglare homeostatică Acestea pot fi clasificate în:
- Feedback negativ: apare atunci când valoarea unei variabile este mai mare sau mai mică decât cea necesară funcționării unui anumit proces sau mecanism fiziologic. Ca răspuns, un mecanism de reglare este activat pentru a inhiba sinteza variabilei menționate sau pentru a reduce potența acesteia.
Reglarea nivelului de glucoză din sânge sau menținerea temperaturii corpului sunt câteva dintre procesele biologice reglementate în acest fel.
- Feedback pozitiv: mai puțin frecvent decât mecanismul anterior, contribuie la creșterea unui proces sau funcție.
Apare în etapele inițiale ale potențialului de acțiune, când o mică depolarizare a membranei celulelor plasmatice generează deschiderea canalelor de sodiu care, la intrarea în spațiul intracelular, induc deschiderea mai multor canale de sodiu. În acest fel, se realizează o depolarizare celulară mai mare. De asemenea, ar exista o reglementare pozitivă în stadiile incipiente ale ovulației.
- Prealimentarea: mecanism care permite unui organism să anticipeze evenimente foarte probabile. Poate fi atât negativă, cât și pozitivă și se remarcă în principal în lanțurile metabolice și în procesele de comunicare și coordonare neuronală.
Creșterea ritmului cardiac în momentele anterioare unui efort fizic iminent sau chiar funcționarea cerebelului în sine, care, anticipând starea sistemului neuromuscular odată ce începe mișcarea, poate executa ordinele nervoase necesare.
Homeostaza și alostazia
Odată expusă teoria homeostatică cu care Bernard și Cannon justificau stabilitatea și funcționarea mediului intern, în 1988 neurologul Sterling a propus o viziune opusă sau, după cum s-a descoperit mai târziu, complementar reglării homeostatice: alostaza.
Alostaza este un mecanism de reglare care, spre deosebire de echilibrul homeostatic, propune că organismele, pentru a face față tulburărilor din mediul extern, modifică constanța mediului intern. Un exemplu apare cu tensiunea arterială, care fluctuează între valori mai mari sau mai mici în funcție de o anumită stare externă și, dacă este menținută constantă, ar provoca moartea individului.
Această idee l-a determinat în cele din urmă pe McEwen să propunăalostaza ca proces care a menținut în mod activ homeostazia. Adică a menținut stabilitatea mediului intern prin schimbare.