הומאוסטזיס

התנאי הומאוסטזיס מקורו ביוונית ומשמעותו שוויון. הוא מתאר תהליך המשמש לשמירה על איזון בתוך מערכות דינמיות. הסביבה הפנימית נשמרת בגוף האדם באמצעות הומאוסטזיס. דוגמאות לתהליכים הומאוסטטיים הם ויסות תרמי או ויסות רמת הסוכר בדם.

מהי הומאוסטזיס?

כל התהליכים הרגולטוריים בגוף שואפים לאיזון. מצבי שיווי משקל הם הבסיס לתפקודים רבים של איברים ולכדאיותו של האורגניזם כולו. הומאוסטזיס בגוף נשמר על ידי מנגנונים כמו לולאות בקרה או יתירות. מנגנונים אלה מעניקים לגוף את היכולת לווסת את עצמו.

מטרת ההומאוסטזיס יכולה להיות שמירה על שיווי משקל בתא יחיד, בתוך אשכולות תאים, איבר או האורגניזם כולו. תהליכי התחזוקה יכולים להתייחס למבנים אנטומיים, תהליכים כימיים או פיסיים או אפילו לתנאים מתמטיים כמו מספר התאים במבנה מסוים.

פונקציה ומשימה

במקרים רבים נשמרת הומאוסטזיס באמצעות מערכות רגולציה עם משוב שלילי. ראשית נקבע ערך יעד. זה הערך שמבטיח תנאים אופטימליים לבטיחות, הישרדות ורווחה. חיישן, למשל בלוטת יותרת המוח או ההיפותלמוס, משווה את הערך הנוכחי לערך היעד. אם מתגלה אי התאמה בין ערך היעד לערך בפועל, מתחיל תהליך ויסות. זה בדרך כלל מסתיים רק כאשר נעלם האי-התאמה בין שני הערכים.

דוגמה למערכת משוב שלילית כזו היא ויסות תרמי. ערך היעד של טמפרטורת הגוף הוא בדרך כלל בין 36.5 ל 37 מעלות צלזיוס. טמפרטורת הגוף הנוכחית נרשמת על ידי מה שמכונה קולטני חום, הנמצאים בהיפותלמוס במוח. במקרה של סטיות מהטמפרטורה הרצויה, ההיפותלמוס יכול לנקוט אמצעים שמביאים את הטמפרטורה לכיוון הרצוי. זה יכול לגרום לשינויים בכלי הדם לגרום להזעה או לרעד. ההיפותלמוס יכול גם לגרום לאנשים להתלבש חם או קר יותר, או לעבור מהשמש לצל.

תהליכי הומאוסטזיס דומים קיימים עבור פונקציות רבות של הגוף. אם רמת הסוכר בדם יורדת, תחושת הרעב באה במהירות יחסית: אם אחוז מלח הדם גבוה מדי, אנשים חשים צמא.

ויסות שינה מבוססת גם על תהליך הומאוסטטי. משך השינה ועוצמתו מוסדרים מצד אחד על ידי הקצב הצירקי ומצד שני על ידי לחץ השינה ההומאוסטטי. במידה מסוימת, הקצב הצירדי משקף את השעון הפנימי. זה מבטיח שאנחנו עייפים בערך באותה שעה בכל יום. לחץ השינה ההומאוסטטי, לעומת זאת, תלוי בערנות הקודמת. ככל ששלב היקיצה ארוך ומאומץ יותר, לחץ השינה ההומאוסטטי גבוה יותר.

אחד ההומאוסטזיס החשוב ביותר בגוף האדם הוא ההומאוסטזיס של המוח. כך שהסביבה במוח נשמרת תמיד באיזון, יש מחסום בין זרימת הדם למערכת העצבים המרכזית. זה מכונה מחסום דם-מוח. מחסום הדם-מוח מגן על המוח מפני פתוגנים, הורמונים ורעלים. אינך יכול לעבור את המסנן הזה. חומרים אחרים כמו חומרים מזינים יכולים לחצות את מחסום הדם-מוח. כך נשמרת ההומאוסטזיס במוח.

מחלות ומחלות

הפרעות בהומאוסטזיס גורמות להפרעות תפקודיות באיברים בודדים או אפילו באורגניזם כולו. הפרעות הומאוסטזיס רבות מקורן בהיפותלמוס. אם מתרחשות כאן ליקויים מרכזיים, טמפרטורת הגוף יכולה להיות נמוכה לצמיתות או גבוהה מדי. שלבי חום מתחלפים לעתים קרובות עם תקופות של היפותרמיה. לדוגמה, אלו שנפגעו קופאים במהלך היום ומזיעים כל כך הרבה בלילה שהם נאלצים להחליף מצעים ומצעים מספר פעמים.

גם השמנת יתר והפרעות אכילה נגרמות לרוב כתוצאה מההומאוסטזיס לקוי. חוקרים חושדים כי דיאטות רבות משפיעות לרעה על מערכת הרגולציה לגבי שובע ורעב עד לוויסות רגולציה רגילה.

הומאוסטזיס שינה מופרעת גורם לנדודי שינה ולקושי להירדם.נראה כי אלכוהול ממלא תפקיד חשוב בהפרעות בהומאוסטזיס בשינה. אלכוהול מעלה את לחץ השינה ההומאוסטטי, כלומר הצורך בשינה עולה. זה מסיט את תקופת השינה והשינה אינה יציבה כרגיל. אלכוהול, על ידי שיבוש הלחץ ההומאוסטטי, מפחית את איכות השינה.

הומאוסטזיס של סוכר בדם חיוני להישרדות. היפוגליקמיה מובילה להפחתת ביצועי המוח, התקפים, הזעות ובמקרה חירום. מצד שני, היפוגליקמיה מראה את עצמה באמצעות צמא חזק, נשימה עמוקה יותר ואחר כך אובדן הכרה.

הפרעה בהומאוסטזיס של סוכר בדם יכולה גם להוביל להפרעה בוויסות ערך ה- pH של הדם. טווח ההתייחסות של ערך ה- pH בבני אדם הוא בין 7.35 ל- 7.45. מחוץ לערכים אלה, ההומאוסטזיס מופר. ערך pH נמוך יותר נקרא אסידוזיס, וערך pH גבוה יותר נקרא אלקלוזיס. הומאוסטזיס של pH נשמר דרך הכליות והריאות. אם מוצרים מטבוליים מסוימים גדלים או אם מוגבלת יכולת ההפרשה של הכליות והריאות, זה יכול להוביל לחומצת יתר או לעליית ערכי ה- pH.

כמו כן, על פי החשד, הפרעת הומאוסטזיס היא הגורם למחלת פרקינסון. נראה כי הפרעה בהומאוסטזיס של סידן מיונן משפיעה לרעה על ייצור הדופמין. במחלת פרקינסון, מחסור בדופמין מביא לתסמינים אופייניים כמו שרירים נוקשים, רעידות שרירים או חוסר יציבות יציבה.

אם לא ניתן לשמור על ההומאוסטזיס של המוח כתוצאה מפגיעה במכשול הדם-מוח, מתפתחות מחלות כמו דלקת קרום המוח (דלקת קרום המוח) או דלקת המוח (דלקת במוח). אלכוהול, ניקוטין וגלים אלקטרומגנטיים משפיעים על מחסום הדם-מוח ומגבירים את הרגישות למחלות נוירולוגיות.