Het handhaven van de homeostase
Het proces waarin orgaansystemen werken om een stabiel intern milieu te handhaven wordt homeostase genoemd. Het handhaven van een stabiel intern milieu vereist voortdurende aanpassingen. Dit zijn slechts drie van de vele manieren waarop de menselijke orgaansystemen het lichaam helpen de homeostase te handhaven:
- Respiratoir systeem: Een hoge concentratie kooldioxide in het bloed leidt tot een snellere ademhaling. De longen ademen vaker uit, waardoor kooldioxide sneller uit het lichaam wordt verwijderd.
- Excretorisch systeem: Een laag watergehalte in het bloed zet de nieren aan tot het vasthouden van water. De nieren produceren meer geconcentreerde urine, waardoor minder water uit het lichaam verloren gaat.
- Endocrien systeem: Een hoge concentratie suiker in het bloed zet de afscheiding van insuline in gang door een endocriene klier genaamd de alvleesklier. Insuline is een hormoon dat cellen helpt suiker uit het bloed op te nemen.
Dus hoe handhaaft uw lichaam de homeostase? De regulatie van je interne omgeving gebeurt voornamelijk door negatieve terugkoppeling. Negatieve terugkoppeling is een reactie op een stimulus die een variabele dicht bij een ingestelde waarde houdt (onderstaande figuur). In wezen wordt een systeem “uitgeschakeld” of “aangezet” wanneer het afwijkt van een ingestelde waarde.
Zo heeft uw lichaam bijvoorbeeld een interne thermostaat. Tijdens een winterdag voelt een thermostaat in uw huis de temperatuur in een kamer en reageert daarop door de verwarming aan of uit te zetten. Uw lichaam werkt op ongeveer dezelfde manier. Wanneer de lichaamstemperatuur stijgt, voelen receptoren in de huid en de hersenen de temperatuurverandering. De temperatuurverandering zet de hersenen aan tot actie. Dit commando kan verschillende reacties teweegbrengen. Als u het te warm heeft, gaat de huid zweten en verwijden de bloedvaten aan het huidoppervlak zich. Deze reactie helpt de lichaamstemperatuur te verlagen.
Een ander voorbeeld van negatieve terugkoppeling heeft te maken met het glucosegehalte in het bloed. Wanneer het glucosegehalte (suiker) in het bloed te hoog is, scheidt de alvleesklier insuline af om de opname van glucose te stimuleren en de omzetting van glucose in glycogeen, dat in de lever wordt opgeslagen. Als de bloedglucosespiegel daalt, wordt er minder insuline geproduceerd. Wanneer de glucosespiegels te laag zijn, wordt een ander hormoon, glucagon genaamd, geproduceerd, dat de lever ertoe aanzet glycogeen terug om te zetten in glucose.
Feedbackregulatie. Als een stijging van de lichaamstemperatuur (stimulus) wordt waargenomen (receptor), zal een signaal de hersenen ertoe aanzetten de homeostase te handhaven (respons). Zodra de lichaamstemperatuur weer normaal is, zal negatieve terugkoppeling ervoor zorgen dat de reactie wordt beëindigd. Deze opeenvolging van stimulus-receptor-signaal-reactie wordt in het gehele lichaam gebruikt om de homeostase te handhaven.