Živa bića neprestano su izložena mnoštvu podražaja. Stoga je potrebno imati mehanizmi homeostatske regulacije sposobni održavati unutarnju stabilnost.
Homeostaza i unutarnje okruženje
Sredinom 19. stoljeća francuski fiziolog Claude Bernard uočio je postojanost unutarnjeg okruženja u kojima su bile raspoređene stanice organizama, uslijed promjenjivih svojstava vanjštine.
Gotovo stoljeće kasnije, američki fiziolog W.B. Cannon je ustanovio da je ta ravnoteža rezultat niza fizioloških mehanizama sposobni održavati niz koncentracija ili unutarnjih vrijednosti neophodnih za preživljavanje.
Canon je predložio izrazhomeostazaupućivati na 'stabilan' karakter unutarnjeg okruženja, za razliku od vanjskih fluktuacija. Paradoksalno, složenost ovih fizioloških procesa leži u stalnoj samoregulatornoj dinamici.
Mehanizmi homeostatske regulacije
Stanice živih bića održavaju svoju održivost samo u određenim rasponima temperatura, pH, ionskih koncentracija i hranjivih tvari ovisno o vrsti. Ali ipak, organizmi ovise o promjenjivom vanjskom okruženju kako bi dobili tvar i energiju potrebnu za unutarnju ravnotežu.
The mehanizmi homeostatske regulacije Oni se mogu klasificirati u:
- Negativne povratne informacije: javlja se kada je vrijednost varijable veća ili niža od one potrebne za funkcioniranje određenog procesa ili fiziološkog mehanizma. Kao odgovor, aktivira se regulatorni mehanizam koji inhibira sintezu spomenute varijable ili smanjuje njezino djelovanje.
Regulacija razine glukoze u krvi ili održavanje tjelesne temperature neki su od tako reguliranih bioloških procesa.
- Pozitivna ocjena: rjeđi od prethodnog mehanizma, doprinosi povećanju procesa ili funkcije.
Javlja se u početnim fazama akcijskog potencijala, kada mala depolarizacija membrane plazma stanica generira otvaranje natrijevih kanala koji, ulaskom u unutarstanični prostor, izazivaju otvaranje više natrijevih kanala. Na taj način postiže se veća stanična depolarizacija. Također bi postojala pozitivna regulacija u ranim fazama ovulacije.
- Predhranjivanje: mehanizam koji omogućuje organizmu da predvidi vrlo vjerojatne događaje. Može biti i negativne i pozitivne prirode i uglavnom se ističu u metaboličkim lancima te u komunikacijama i koordinaciji neurona.
Povećanje brzine otkucaja srca u trenucima prije neposrednog fizičkog napora ili čak funkcioniranja samog malog mozga, koji, predviđajući stanje živčano -mišićnog sustava nakon početka kretanja, može izvršiti potrebne živčane naredbe.
Homeostaza i alostaza
Nakon što je homeostatička teorija kojom su Bernard i Cannon opravdali stabilnost i funkcioniranje unutarnjeg okruženja bila izložena, 1988. neuroznanstvenik Sterling predložio je suprotno gledište ili, kako je kasnije otkriveno, komplementarno homeostatskoj regulaciji: alostazu.
Alostaza je regulatorni mehanizam koji, za razliku od homeostatske ravnoteže, predlaže da organizmi, kako bi se nosili s poremećajima iz vanjskog okruženja, mijenjaju postojanost unutarnjeg okruženja. Primjer se javlja s krvnim tlakom, koji varira između viših ili nižih vrijednosti ovisno o specifičnom vanjskom stanju i, ako se održava konstantnim, uzrokovao bi smrt pojedinca.
Ova je ideja na kraju navela McEwena da zaprosialostaza kao proces koji je aktivno održavao homeostazu. Odnosno, održavao je stabilnost unutarnjeg okruženja kroz promjene.