L'omeostasi

Il termine L'omeostasi viene dal greco e significa uguaglianza. Descrive un processo che serve a mantenere un equilibrio all'interno di sistemi dinamici. L'ambiente interno viene mantenuto nel corpo umano attraverso l'omeostasi. Esempi di processi omeostatici sono la termoregolazione o la regolazione del livello di zucchero nel sangue.

Cos'è l'omeostasi?

Tutti i processi regolatori nel corpo mirano all'equilibrio. Gli stati di equilibrio sono alla base di molte funzioni degli organi e della vitalità dell'intero organismo. L'omeostasi nel corpo è mantenuta da meccanismi come circuiti di controllo o ridondanze. Questi meccanismi danno all'organismo la capacità di autoregolarsi.

L'obiettivo dell'omeostasi può essere il mantenimento dell'equilibrio all'interno di una singola cellula, all'interno di ammassi cellulari, un organo o l'intero organismo. I processi di mantenimento possono riguardare strutture anatomiche, processi chimici o fisici o anche condizioni matematiche come il numero di cellule in una determinata struttura.

Funzione e compito

In molti casi, l'omeostasi viene mantenuta attraverso sistemi regolatori con feedback negativo. Innanzitutto, viene determinato un valore target. Questo è il valore che garantisce le condizioni ottimali per la sicurezza, la sopravvivenza e il benessere. Un sensore, ad esempio la ghiandola pituitaria o l'ipotalamo, confronta il valore corrente con il valore target. Se viene rilevata una discrepanza tra il valore target e il valore effettivo, viene avviato un processo di regolazione. Questo in genere termina solo quando la discrepanza tra i due valori è scomparsa.

Un esempio di un tale sistema di feedback negativo è la termoregolazione. Il valore target della temperatura corporea è solitamente compreso tra 36,5 e 37 ° C. L'attuale temperatura corporea è registrata dai cosiddetti termocettori, che si trovano nell'ipotalamo nel cervello.In caso di deviazioni dalla temperatura desiderata, l'ipotalamo può avviare misure che portano la temperatura nella direzione desiderata. Può causare cambiamenti nei vasi sanguigni che provocano sudorazione o tremori. L'ipotalamo può anche indurre le persone a vestirsi più calde o più fredde, oppure a spostarsi dal sole all'ombra.

Esistono processi di omeostasi simili per numerose funzioni del corpo. Quando la glicemia diminuisce, la sensazione di fame segue relativamente rapidamente; se il contenuto di sale nel sangue è troppo alto, le persone hanno sete.

Anche la regolazione del sonno si basa su un processo omeostatico. La durata e l'intensità del sonno sono regolate da un lato dal ritmo circadiano e dall'altro dalla pressione omeostatica del sonno. In una certa misura, il ritmo circadiano riflette l'orologio interno. Assicura che siamo stanchi all'incirca alla stessa ora ogni giorno. La pressione omeostatica del sonno, d'altra parte, dipende dalla veglia precedente. Più lunga e faticosa è la fase di veglia, maggiore è la pressione omeostatica del sonno.

Una delle più importanti omeostasi del corpo umano è l'omeostasi del cervello. Affinché l'ambiente cerebrale sia sempre mantenuto in equilibrio, esiste una barriera tra la circolazione sanguigna e il sistema nervoso centrale. Questo è noto come barriera emato-encefalica. La barriera emato-encefalica protegge il cervello da agenti patogeni, ormoni e tossine. Non puoi passare questo filtro. Altre sostanze come i nutrienti possono attraversare la barriera emato-encefalica. Questo è il modo in cui viene mantenuta l'omeostasi nel cervello.

Malattie e disturbi

I disturbi dell'omeostasi portano a disturbi funzionali nei singoli organi o persino nell'intero organismo. Molti disturbi dell'omeostasi hanno la loro origine nell'ipotalamo. Se qui si verificano menomazioni centrali, la temperatura corporea può essere permanentemente troppo bassa o troppo alta. Fasi febbrili spesso si alternano a periodi di ipotermia. Ad esempio, le persone colpite gelano durante il giorno e sudano così tanto di notte che devono cambiare più volte la biancheria da letto e da letto.

Anche l'obesità ei disturbi alimentari sono spesso causati da una ridotta omeostasi. I ricercatori sospettano che molte diete influenzino negativamente il sistema di regolazione della sazietà e della fame fino a quando non sarà più possibile una normale regolazione.

L'omeostasi del sonno disturbata causa insonnia e difficoltà ad addormentarsi. L'alcol in particolare sembra giocare un ruolo importante nei disturbi dell'omeostasi del sonno. L'alcol aumenta la pressione omeostatica del sonno, cioè aumenta il bisogno di dormire. Questo sposta il periodo di sonno e il sonno non è così fermo come al solito. L'alcol, interrompendo la pressione omeostatica, riduce la qualità del sonno.

L'omeostasi dello zucchero nel sangue è essenziale per la sopravvivenza. L'ipoglicemia porta a una riduzione delle prestazioni cerebrali, convulsioni, sudorazione e, in caso di emergenza, shock. L'ipoglicemia, d'altra parte, si manifesta attraverso una forte sete, una respirazione più profonda e una successiva perdita di coscienza.

Un disturbo dell'omeostasi dello zucchero nel sangue può anche portare a un disturbo nella regolazione del valore del pH del sangue. L'intervallo di riferimento del valore del pH nell'uomo è compreso tra 7,35 e 7,45. Al di fuori di questi valori, l'omeostasi è disturbata. Un valore di pH più basso è chiamato acidosi e un valore di pH più alto è chiamato alcalosi. L'omeostasi del pH viene mantenuta attraverso i reni e i polmoni. Se alcuni prodotti metabolici si accumulano ora o se la capacità di escrezione dei reni e dei polmoni è limitata, ciò può portare a un'acidificazione eccessiva o a un aumento dei valori di pH.

Si sospetta che anche un disturbo dell'omeostasi sia la causa del morbo di Parkinson. Un'interruzione dell'omeostasi del calcio ionizzato sembra avere effetti negativi sulla produzione di dopamina. Nella malattia di Parkinson, a causa di una carenza di dopamina, si verificano sintomi caratteristici come rigidità muscolare, tremori muscolari o instabilità posturale.

Se l'omeostasi del cervello non può essere mantenuta a causa della compromissione della barriera emato-encefalica, si sviluppano malattie come la meningite (un'infiammazione delle meningi) o l'encefalite (un'infiammazione del cervello). L'alcol, la nicotina e le onde elettromagnetiche influenzano la barriera emato-encefalica e aumentano la suscettibilità alle malattie neurologiche.