HOMEOSTAZA - termin utworzony z greckich słów homoios - podobny, równy

i stosis - trwanie (popularnie można tłumaczyć jako: taki sam stan).

Jest to proces, zdolność kontrolowania i utrzymywania stanu równowagi wewnętrznej organizmu.

Homeostaza jest u człowieka niezbędnym procesem do prawidłowego funkcjonowania organizmu, czyli zdrowia. Wiele chorób u swojego podłoża ma zaburzenia mechanizmu homeostazy. Dlatego tak istotne jest utrzymywanie odpowiednich wartości zasadniczych parametrów wewnętrznych organizmu takich jak:

1. Temperatura ciała

2. PH krwi i płynów ustrojowych - pH krwi wynosi około 7,35 - 7,45 dla większości procesów przemiany materii a wyrażamy to jako równowagę kwasowo-zasadową - warunkuje prawidłowy przebieg procesów życiowych przez odpowiednie pH i swoisty stosunek kationów i anionów w płynach ustrojowych. Produkty które powstają podczas przemiany materii to głównie kwasy, więc ustrój jest zakwaszony. Wydalanie kwasów i zasad odbywa się dzięki nerkom, kwasu węglowego przez płuca przy procesie oddychania.

3. Ciśnienie osmotyczne - to specyficzny typ dyfuzji cząsteczek wody przez

półprzepuszczalną błonę komórkową rozdzielającą roztwory o różnych stężeniach, kierunek przepływu jest więc od roztworu o mniejszym stężeniu do roztworu o większym stężeniu.

4. Objętość płynów ustrojowych - występuje w komórkach i poza komórkowych

przestrzeniach, w szczególności w układzie limfatycznym, który jest układem otwartym i chroni nasz organizm przed drobnoustrojami, poza tym uczestniczy

w wymianie składników między komórkami a krwią. Dzięki układowi limfatycznemu nasz organizm ma pewną odporność i broni się przed wirusami

i innymi infekcjami.

5. Ciśnienie tętnicze krwi - to ciśnienie wywierane przez krew na ścianki tętnicze, czyli ciśnienie krwi w największych tętnicach. Ciśnienie tętnicze ulega zmianom:

• krótkookresowym (obręb cyklu serca)

• średniookresowym (pora dnia, emocje, aktywność)

• długookresowym (stan zdrowia, wiek)

Zdrowy dorosły człowiek powinien mieć ciśnienie od około 90-135 mm Hg

w chwili skurczu serca, czyli najwyższe, a w chwili rozkurczu (najniższe) od 50-90 mm Hg.

6. Ciśnienie parcjalne tlenu i dwutlenku węgla we krwi - różnica gazu po obu stronach błony pęcherzykowo-włośniczkowej. Jedynie w pęcherzykach płucnych zachodzi wymiana gazów i właśnie tam przeprowadzana jest dyfuzja, organizm jest zaopatrywany w tlen i usuwany jest z niego dwutlenek węgla, proces ten przebiega według zgodności z różnicą ciśnień parcjalnych gazu (z gradientem ciśnień). Tlen z pęcherzyków (100 mm Hg) przechodzi do krwi o mniejszym ciśnieniu (40 mm Hg) w tętnicy płucnej. Ciśnienie parcjalne dwutllenku węgla jest większe od powietrza pęcherzykowego więc dwutlenek węgla porusza się w przeciwnym kierunku niż tlen.

W procesie homeostazy kontrola wartości wymienionych parametrów odbywa się przez receptory. Wartości określonego parametru przesyłane są następnie do interpretatora gdzie następuje porównanie z wartością prawidłową lub (zakresem akceptowalnym). Jeżeli aktualne wartości parametrów są nieprawidłowe, centrum integrujące wymusza na efektorach odpowiednią do sytuacji reakcję, np. za wysoka temperatura - z podwzgórza za pośrednictwem autonomicznego układu nerwowego wysyłana jest informacja do gruczołów potowych znajdujących się w skórze. Gruczoły wydzielają pot na powierzchnię skóry który przez odparowanie schładza organizm. Podwzgórze powoduje również rozszerzenie naczyń krwionośnych. Następuje zwiększony przepływ krwi przez skórę co powoduje efekt chłodzenia.

Głównym koordynatorem całego procesu homeostazy jest niewielki obszar

międzymózgowia znany jako podwzgórze. Podwzgórze sprawuje kontrolę za pośrednictwem dwóch systemów: autonomicznego układu nerwowego i układu dokrewnego (hormonalnego) który wykorzystuje hormony jako chemiczny nośnik informacji.

Autonomiczny układ nerwowy jest częścią ośrodkowego układu nerwowego reagującą w sposób automatyczny. Do jego zadań należy stała kontrola pracy wielu organów wewnętrznych, takich jak serce, naczynia krwionośne czy jelita.

Autonomiczny układ nerwowy składa się z dwóch części: układu współczulnego (który przyśpiesza reakcje) i układu przywspółczulnego (który powoduje zwolnienie reakcji).

W celu utrzymania tej niezwykle precyzyjnej kontroli, oba układy działają na zasadzie sprzężenia zwrotnego.

Mechanizmy utrzymania homeostazy można podzielić na dwie grupy:

fizjologiczne i behawioralne.

Przykładowo dla zachowania odpowiedniej temperatury organizmu człowieka:

• gdy jest za zimno, reakcją fizjologiczną będzie np. zwiększenie skurczów mięśni

a reakcją behawioralną np. wyjście z cienia lub okrycie się

• gdy jest za gorąco, reakcja fizjologiczna np. wydzielenie potu a behawioralna np. stanięcie w cieniu czy rozebranie się.

Fizjologiczne mechanizmy utrzymania homeostazy opierają się na sprzężeniu zwrotnym ujemnym. Jest ono fundamentalnym mechanizmem samoregulującym. Jego zadaniem jest utrzymanie danej wartości jakiegoś parametru na odpowiednim poziomie (stałym lub w granicy, przyjętym za normalny).

Opisując obrazowo: wartość parametru sprzężonego ujemnie zachowuje się jak niewielka kulka na dnie półkolistego zagłębienia. Każde wytrącenie jej z równowagi powoduje powtórne staczanie się w kierunku najniższego punktu, pośrodku zagłębienia. Wartość parametru oscyluje wokół wartości zdanej. Jest to więc model równowagi trwałej.

Rysunek obrazujący ten mechanizm:

---