Homeosztázis fenntartása
Azt a folyamatot, amelyben a szervrendszerek egy stabil belső környezet fenntartásán dolgoznak, homeosztázisnak nevezzük. A stabil belső környezet fenntartása folyamatos alkalmazkodást igényel. Íme csak három a sokféle mód közül, ahogyan az emberi szervrendszerek segítenek a szervezetnek a homeosztázis fenntartásában:
- Légzőrendszer: A vér magas szén-dioxid-koncentrációja gyorsabb légzést vált ki. A tüdő gyakrabban lélegzik ki, ami gyorsabban távolítja el a szén-dioxidot a szervezetből.
- A kiválasztó rendszer: A vér alacsony vízszintje vízvisszatartást vált ki a vesékben. A vesék koncentráltabb vizeletet termelnek, így kevesebb víz távozik a szervezetből.
- Endokrin rendszer: A vér magas cukorkoncentrációja inzulin kiválasztását váltja ki a hasnyálmirigy nevű endokrin mirigyből. Az inzulin egy olyan hormon, amely segíti a sejteket a cukor felszívódásában a vérből.
Hogyan tartja fenn a szervezet a homeosztázist? A belső környezeted szabályozása elsősorban negatív visszacsatolással történik. A negatív visszacsatolás egy ingerre adott válasz, amely egy változót egy meghatározott érték közelében tart (alábbi ábra). Lényegében “kikapcsol” vagy “bekapcsol” egy rendszert, ha az eltér egy beállított értéktől.
A szervezetednek például van egy belső termosztátja. Egy téli napon a házában egy termosztát érzékeli a szoba hőmérsékletét, és a fűtés be- vagy kikapcsolásával reagál. Az Ön teste nagyjából ugyanígy viselkedik. Amikor a testhőmérséklet emelkedik, a bőrben és az agyban lévő receptorok érzékelik a hőmérséklet-változást. A hőmérsékletváltozás kiváltja az agy parancsát. Ez a parancs többféle reakciót is kiválthat. Ha túl meleg van, a bőr izzad, és a bőrfelület közelében lévő erek kitágulnak. Ez a válasz segít csökkenteni a testhőmérsékletet.
A negatív visszacsatolás másik példája a vércukorszinthez kapcsolódik. Amikor a vér glükóz (cukor) szintje túl magas, a hasnyálmirigy inzulint választ ki, hogy serkentse a glükóz felszívódását és a glükóz glikogénné történő átalakulását, amely a májban tárolódik. Ahogy a vércukorszint csökken, kevesebb inzulin termelődik. Ha a glükózszint túl alacsony, egy másik hormon, a glükagon termelődik, amely arra készteti a májat, hogy a glikogént újra glükózzá alakítsa át.
Feedback szabályozás. Ha a testhőmérséklet emelkedését (inger) észleljük (receptor), egy jel hatására az agy fenntartja a homeosztázist (válasz). Amint a testhőmérséklet visszatér a normális szintre, a negatív visszacsatolás hatására a válaszreakció megszűnik. Ez az inger-receptor-jel-jel-válasz szekvencia az egész szervezetben a homeosztázis fenntartására szolgál.