YouTube ensiklopedis

• 1 / 5

  Istilah "homeostasis" paling sering digunakan dalam biologi. Agar organisme multiseluler ada, perlu untuk menjaga keteguhan lingkungan internal. Banyak ahli ekologi yakin bahwa prinsip ini juga berlaku untuk lingkungan eksternal. Jika sistem tidak dapat mengembalikan keseimbangannya, pada akhirnya sistem dapat berhenti berfungsi.

  Sistem yang kompleks - misalnya, tubuh manusia - harus memiliki homeostasis untuk menjaga stabilitas dan keberadaannya. Sistem ini tidak hanya harus berjuang untuk bertahan hidup, mereka juga harus beradaptasi dengan perubahan lingkungan dan berkembang.

  sifat-sifat homeostasis

  Sistem homeostatis memiliki sifat-sifat berikut:

  • ketidakstabilan sistem: menguji cara terbaik untuk beradaptasi.
  • Berjuang untuk keseimbangan: semua organisasi internal, struktural dan fungsional sistem berkontribusi untuk menjaga keseimbangan.
  • ketidakpastian: Efek yang dihasilkan dari tindakan tertentu seringkali dapat berbeda dari apa yang diharapkan.
  • Pengaturan jumlah mikronutrien dan air dalam tubuh - osmoregulasi. Dilakukan di ginjal.
  • Penghapusan produk limbah dari proses metabolisme - isolasi. Ini dilakukan oleh organ eksokrin - ginjal, paru-paru, kelenjar keringat dan saluran pencernaan.
  • Pengaturan suhu tubuh. Menurunkan suhu melalui keringat, berbagai reaksi termoregulasi.
  • Pengaturan kadar glukosa darah. Hal ini terutama dilakukan oleh hati, insulin dan glukagon yang disekresikan oleh pankreas.
  • Pengaturan tingkat metabolisme dasar tergantung pada diet.

  Penting untuk dicatat bahwa meskipun tubuh seimbang, keadaan fisiologisnya bisa dinamis. Banyak organisme menunjukkan perubahan endogen dalam bentuk ritme sirkadian, ultradian, dan infradian. Jadi, bahkan saat dalam homeostasis, suhu tubuh, tekanan darah, detak jantung, dan sebagian besar indikator metabolisme tidak selalu pada tingkat yang konstan, tetapi berubah seiring waktu.

  Mekanisme homeostasis: umpan balik

  Ketika ada perubahan dalam variabel, ada dua jenis umpan balik utama yang ditanggapi oleh sistem:

  1. Umpan balik negatif, dinyatakan dalam reaksi di mana sistem merespons sedemikian rupa untuk mengubah arah perubahan ke arah sebaliknya. Karena umpan balik berfungsi untuk menjaga keteguhan sistem, ini memungkinkan Anda untuk mempertahankan homeostasis.
     • Misalnya, ketika konsentrasi karbon dioksida dalam tubuh manusia meningkat, paru-paru menerima sinyal untuk meningkatkan aktivitasnya dan mengeluarkan lebih banyak karbon dioksida.
     • Termoregulasi adalah contoh lain dari umpan balik negatif. Ketika suhu tubuh naik (atau turun), termoreseptor di kulit dan hipotalamus mencatat perubahan, memicu sinyal dari otak. Sinyal ini, pada gilirannya, menyebabkan respons - penurunan suhu (atau peningkatan).
  2. Umpan balik positif, yang dinyatakan sebagai peningkatan perubahan variabel. Ini memiliki efek destabilisasi, sehingga tidak menyebabkan homeostasis. Umpan balik positif kurang umum dalam sistem alami, tetapi juga memiliki kegunaannya.
     • Misalnya, pada saraf, potensial listrik ambang menyebabkan pembangkitan potensial aksi yang jauh lebih besar. Pembekuan darah dan peristiwa kelahiran adalah contoh lain dari umpan balik positif.

  Sistem yang stabil membutuhkan kombinasi dari kedua jenis umpan balik. Sementara umpan balik negatif memungkinkan Anda untuk kembali ke keadaan homeostatik, umpan balik positif digunakan untuk pindah ke keadaan homeostasis yang sama sekali baru (dan sangat mungkin kurang diinginkan), situasi yang disebut "metastabilitas". Perubahan bencana seperti itu dapat terjadi, misalnya, dengan peningkatan nutrisi di sungai dengan air jernih, yang mengarah ke keadaan homeostatis eutrofikasi tinggi (pertumbuhan berlebih alga di saluran) dan kekeruhan.

  Homeostasis ekologis

  Dalam ekosistem yang terganggu, atau komunitas biologis subklimaks - seperti, misalnya, Pulau Krakatau, setelah letusan gunung berapi yang kuat di - keadaan homeostasis ekosistem klimaks hutan sebelumnya hancur, seperti semua kehidupan di pulau ini. Krakatau telah melalui rantai perubahan ekologi selama bertahun-tahun sejak letusan, di mana spesies tumbuhan dan hewan baru saling menggantikan, yang mengarah pada keanekaragaman hayati dan, sebagai hasilnya, komunitas klimaks. Suksesi ekologi di Krakatau berlangsung dalam beberapa tahap. Sebuah rantai suksesi lengkap yang mengarah ke klimaks disebut preserie. Dalam contoh Krakatau, pulau ini mengembangkan komunitas klimaks dengan delapan ribu spesies berbeda yang tercatat dalam , seratus tahun setelah letusan menghancurkan kehidupan di atasnya. Data mengkonfirmasi bahwa posisi dipertahankan dalam homeostasis untuk beberapa waktu, sementara kemunculan spesies baru dengan sangat cepat menyebabkan hilangnya spesies lama dengan cepat.

  Kasus Krakatau dan ekosistem lain yang terganggu atau utuh menunjukkan bahwa kolonisasi awal oleh spesies pionir terjadi melalui strategi reproduksi umpan balik positif di mana spesies menyebar, menghasilkan keturunan sebanyak mungkin, tetapi dengan sedikit atau tanpa investasi dalam keberhasilan setiap individu. . Pada spesies seperti itu, ada perkembangan yang cepat dan keruntuhan yang sama cepatnya (misalnya, melalui epidemi). Saat ekosistem mendekati klimaks, spesies tersebut digantikan oleh spesies klimaks yang lebih kompleks yang beradaptasi melalui umpan balik negatif terhadap kondisi spesifik lingkungan mereka. Spesies ini secara hati-hati dikendalikan oleh potensi kapasitas ekosistem dan mengikuti strategi yang berbeda - produksi keturunan yang lebih kecil, dalam keberhasilan reproduksi yang dalam kondisi lingkungan mikro dari ceruk ekologi spesifiknya, lebih banyak energi diinvestasikan.

  Perkembangan dimulai dengan komunitas pionir dan diakhiri dengan komunitas klimaks. Komunitas klimaks ini terbentuk ketika flora dan fauna menjadi seimbang dengan lingkungan setempat.

  Ekosistem semacam itu membentuk hierarki, di mana homeostasis pada satu tingkat berkontribusi pada proses homeostatis di tingkat kompleks lainnya. Misalnya, hilangnya daun pada pohon tropis yang matang memberikan ruang bagi pertumbuhan baru dan menyuburkan tanah. Demikian pula, pohon tropis mengurangi akses cahaya ke tingkat yang lebih rendah dan membantu mencegah spesies lain menyerang. Tetapi pohon juga jatuh ke tanah dan perkembangan hutan tergantung pada perubahan pohon yang konstan, siklus nutrisi yang dilakukan oleh bakteri, serangga, jamur. Demikian pula, hutan tersebut berkontribusi pada proses ekologi, seperti pengaturan iklim mikro atau siklus hidrologi ekosistem, dan beberapa ekosistem yang berbeda dapat berinteraksi untuk mempertahankan homeostasis drainase sungai dalam wilayah biologis. Keragaman bioregion juga berperan dalam stabilitas homeostatik suatu wilayah biologis, atau bioma.

  Homeostasis biologis

  Homeostasis bertindak sebagai karakteristik mendasar dari organisme hidup dan dipahami sebagai pemeliharaan lingkungan internal dalam batas yang dapat diterima.

  Lingkungan internal tubuh termasuk cairan tubuh - plasma darah, getah bening, zat antar sel dan cairan serebrospinal. Mempertahankan stabilitas cairan ini sangat penting bagi organisme, sementara ketidakhadirannya menyebabkan kerusakan pada materi genetik.

  Berkenaan dengan parameter apa pun, organisme dibagi menjadi konformasi dan regulasi. Organisme pengatur menjaga parameter pada tingkat yang konstan, terlepas dari apa yang terjadi di lingkungan. Organisme konformasi memungkinkan lingkungan untuk menentukan parameter. Misalnya, hewan berdarah panas mempertahankan suhu tubuh yang konstan, sementara hewan berdarah dingin menunjukkan kisaran suhu yang luas.

  Kami tidak berbicara tentang fakta bahwa organisme konformasi tidak memiliki adaptasi perilaku yang memungkinkan mereka untuk mengatur parameter yang diberikan sampai batas tertentu. Reptil, misalnya, sering duduk di atas batu yang dipanaskan di pagi hari untuk menaikkan suhu tubuhnya.

  Keuntungan dari pengaturan homeostatis adalah memungkinkan tubuh berfungsi lebih efisien. Misalnya, hewan berdarah dingin cenderung menjadi lesu pada suhu dingin, sedangkan hewan berdarah panas hampir sama aktifnya seperti biasanya. Di sisi lain, regulasi membutuhkan energi. Alasan mengapa beberapa ular hanya bisa makan seminggu sekali adalah karena mereka menggunakan lebih sedikit energi untuk mempertahankan homeostasis daripada mamalia.

  Homeostasis seluler

  Pengaturan aktivitas kimia sel dicapai melalui sejumlah proses, di antaranya perubahan struktur sitoplasma itu sendiri, serta struktur dan aktivitas enzim, sangat penting. Autoregulasi tergantung pada

  Istilah "homeostasis" berasal dari kata "homeostasis", yang berarti "kekuatan stabilitas". Banyak yang jarang mendengar, jika tidak sama sekali, tentang konsep ini. Namun, homeostasis adalah bagian penting dari kehidupan kita, menyelaraskan kondisi yang saling bertentangan di antara mereka sendiri. Dan ini bukan hanya bagian dari hidup kita, homeostasis adalah fungsi penting dari tubuh kita.

  Jika kita mendefinisikan kata homeostasis, artinya mengatur sistem yang paling penting, maka ini adalah kemampuan untuk mengoordinasikan berbagai reaksi, memungkinkan Anda untuk menjaga keseimbangan. Konsep ini berlaku baik untuk organisme individu dan untuk seluruh sistem.

  Secara umum, homeostasis sering dibahas dalam biologi. Agar tubuh berfungsi dengan baik dan melakukan tindakan yang diperlukan, perlu untuk menjaga keseimbangan yang ketat di dalamnya. Ini diperlukan tidak hanya untuk kelangsungan hidup, tetapi juga agar kita dapat beradaptasi dengan baik dengan perubahan di sekitarnya dan terus berkembang.

  Dimungkinkan untuk memilih jenis homeostasis yang diperlukan untuk keberadaan penuh, atau, lebih tepatnya, jenis situasi ketika tindakan ini memanifestasikan dirinya.

  • Ketidakstabilan. Pada saat ini, kita, yaitu batin kita, mendiagnosis perubahan dan, berdasarkan ini, membuat keputusan untuk beradaptasi dengan keadaan baru.
  • Keseimbangan. Semua kekuatan internal kita ditujukan untuk menjaga keseimbangan.
  • Ketidakpastian. Seringkali kita bisa mengejutkan diri sendiri dengan melakukan beberapa tindakan yang tidak kita duga.

  Semua reaksi ini disebabkan oleh fakta bahwa setiap organisme di planet ini ingin bertahan hidup. Prinsip homeostasis hanya membantu kita memahami keadaan dan membuat keputusan penting untuk menjaga keseimbangan.

  Keputusan tak terduga

  Homeostasis telah mengambil tempat yang kuat tidak hanya dalam biologi. Istilah ini secara aktif digunakan dalam psikologi. Dalam psikologi, konsep homeostasis menyiratkan sikap kita terhadap kondisi eksternal.. Namun demikian, proses ini erat kaitannya dengan adaptasi organisme dan adaptasi mental individu.

  Segala sesuatu di dunia ini berusaha untuk keseimbangan dan harmoni, seperti halnya hubungan individu dengan lingkungan cenderung selaras. Dan ini terjadi tidak hanya pada tingkat fisik, tetapi juga pada tingkat mental. Contoh dapat diberikan: seseorang tertawa, tetapi kemudian dia menceritakan kisah yang sangat menyedihkan, tawa itu sudah tidak pantas. Tubuh dan sistem emosional dibawa ke dalam tindakan oleh homeostasis, menyerukan respon yang tepat - dan tawa Anda digantikan oleh air mata.

  Seperti yang dapat kita lihat, prinsip homeostasis didasarkan pada hubungan erat antara fisiologi dan psikologi. Namun, prinsip homeostasis yang terkait dengan pengaturan diri tidak dapat menjelaskan sumber perubahan.

  Proses homeostatis dapat disebut proses pengaturan diri. Dan seluruh proses ini terjadi pada tingkat bawah sadar. Tubuh kita memiliki kebutuhan di banyak bidang, tetapi tempat yang penting adalah kontak psikologis. Merasa perlu untuk berhubungan dengan organisme lain, seseorang menunjukkan keinginannya untuk berkembang. Keinginan bawah sadar ini pada gilirannya mencerminkan dorongan homeostatis.

  Sangat sering proses seperti itu dalam psikologi disebut naluri. Sebenarnya, ini adalah nama yang sangat benar, karena semua tindakan kita adalah naluri. Kita tidak bisa mengendalikan keinginan kita, yang didikte oleh naluri. Seringkali kelangsungan hidup kita bergantung pada keinginan-keinginan ini, atau dengan bantuannya, tubuh membutuhkan apa yang saat ini kurang.

  Bayangkan situasinya: sekelompok rusa bera sedang merumput di dekat singa yang sedang tidur. Tiba-tiba singa bangun dan mengaum, rusa bera bergegas ke segala arah. Sekarang bayangkan diri Anda di tempat rusa betina. Naluri pelestarian diri bekerja dalam dirinya - dia melarikan diri. Dia harus berlari sangat cepat untuk menyelamatkan hidupnya. Ini adalah homeostasis psikologis.

  Tapi beberapa waktu berjalan berlalu, dan rusa mulai kehabisan tenaga. Meskipun singa mungkin mengejarnya, dia akan berhenti, karena kebutuhan untuk bernafas saat ini ternyata lebih penting daripada kebutuhan untuk berlari. Ini adalah naluri organisme itu sendiri, homeostasis fisiologis. Dengan demikian, jenis homeostasis berikut dapat dibedakan:

  • memaksa.
  • Spontan.

  Fakta bahwa rusa betina bergegas lari adalah dorongan psikologis yang spontan. Dia harus bertahan hidup, dan dia berlari. Dan fakta bahwa dia berhenti untuk mengatur napas adalah suatu keharusan. Organisme memaksa hewan untuk berhenti, jika tidak, proses kehidupan dapat terganggu.

  Nilai homeostasis sangat penting bagi setiap organisme, baik secara psikologis maupun fisik. Seseorang dapat belajar untuk hidup selaras dengan dirinya dan lingkungan, tidak hanya mengikuti dorongan naluri. Dia hanya perlu melihat dan memahami dunia di sekitarnya dengan benar, serta memilah-milah pikirannya, menetapkan prioritas dalam urutan yang benar. Pengarang: Lyudmila Mukhacheva

  Homeostasis, homeostasis (homeostasis; bahasa Yunani homoios serupa, keadaan + stasis yang sama, imobilitas), adalah keteguhan dinamis relatif dari lingkungan internal (darah, getah bening, cairan jaringan) dan stabilitas fungsi fisiologis dasar (sirkulasi darah, respirasi, termoregulasi , metabolisme dan lain-lain) dari organisme manusia dan hewan. Mekanisme pengaturan yang mempertahankan keadaan fisiologis atau sifat sel, organ, dan sistem seluruh organisme pada tingkat optimal disebut homeostatik.

  Seperti yang Anda ketahui, sel hidup adalah sistem yang bergerak dan mengatur diri sendiri. Organisasi internalnya didukung oleh proses aktif yang bertujuan untuk membatasi, mencegah atau menghilangkan pergeseran yang disebabkan oleh berbagai pengaruh dari lingkungan dan lingkungan internal. Kemampuan untuk kembali ke keadaan semula setelah penyimpangan dari tingkat rata-rata tertentu, yang disebabkan oleh satu atau lain faktor "pengganggu", adalah sifat utama sel. Organisme multiseluler adalah organisasi holistik, elemen seluler yang khusus untuk melakukan berbagai fungsi. Interaksi di dalam tubuh dilakukan oleh mekanisme pengaturan, koordinasi, dan korelasi yang kompleks dengan

  partisipasi faktor saraf, humoral, metabolik dan lainnya. Banyak mekanisme individu yang mengatur hubungan intra dan interseluler, dalam beberapa kasus, memiliki efek yang saling berlawanan (antagonistik) yang menyeimbangkan satu sama lain. Ini mengarah pada pembentukan latar belakang fisiologis bergerak (keseimbangan fisiologis) dalam tubuh dan memungkinkan sistem kehidupan untuk mempertahankan keteguhan dinamis relatif, meskipun ada perubahan lingkungan dan pergeseran yang terjadi selama kehidupan organisme.

  Istilah "homeostasis" diusulkan pada tahun 1929 oleh ahli fisiologi W. Cannon, yang percaya bahwa proses fisiologis yang menjaga stabilitas dalam tubuh begitu kompleks dan beragam sehingga disarankan untuk menggabungkannya dengan nama umum homeostasis. Namun, pada tahun 1878, K. Bernard menulis bahwa semua proses kehidupan hanya memiliki satu tujuan - untuk menjaga keteguhan kondisi kehidupan di lingkungan internal kita. Pernyataan serupa ditemukan dalam karya banyak peneliti abad ke-19 dan paruh pertama abad ke-20. (E. Pfluger, S. Richet, L.A. Fredericq, I.M. Sechenov, I.P. Pavlov, K.M. Bykov, dan lainnya). Karya-karya L.S. Stern (dengan kolaborator), dikhususkan untuk peran fungsi penghalang yang mengatur komposisi dan sifat lingkungan mikro organ dan jaringan.

  Konsep homeostasis sangat tidak sesuai dengan konsep keseimbangan yang stabil (tidak berfluktuasi) dalam tubuh - prinsip keseimbangan tidak berlaku untuk

  fisiologis dan biokimia yang kompleks

  proses dalam sistem kehidupan. Juga salah untuk menentang homeostasis terhadap fluktuasi ritmis di lingkungan internal. Homeostasis dalam arti luas mencakup masalah siklus dan fase aliran reaksi, kompensasi, pengaturan dan pengaturan diri dari fungsi fisiologis, dinamika saling ketergantungan saraf, humoral dan komponen lain dari proses pengaturan. Batas-batas homeostasis bisa kaku dan plastis, bervariasi tergantung pada usia individu, jenis kelamin, sosial, profesional dan kondisi lainnya.

  Yang sangat penting bagi kehidupan organisme adalah keteguhan komposisi darah - dasar cairan tubuh (matriks cairan), menurut W. Cannon. Kestabilan reaksi aktifnya (pH), tekanan osmotik, rasio elektrolit (natrium, kalsium, klor, magnesium, fosfor), kandungan glukosa, jumlah unsur yang terbentuk, dan sebagainya sudah diketahui dengan baik. Jadi, misalnya, pH darah, sebagai suatu peraturan, tidak melebihi 7,35-7,47. Bahkan gangguan metabolisme asam-basa yang parah dengan patologi akumulasi asam dalam cairan jaringan, misalnya, pada asidosis diabetikum, memiliki efek yang sangat kecil pada reaksi aktif darah. Terlepas dari kenyataan bahwa tekanan osmotik darah dan cairan jaringan tunduk pada fluktuasi terus menerus karena pasokan konstan produk metabolisme interstitial yang aktif secara osmotik, ia tetap pada tingkat tertentu dan hanya berubah dalam beberapa kondisi patologis yang parah.

  Terlepas dari kenyataan bahwa darah mewakili lingkungan internal umum tubuh, sel-sel organ dan jaringan tidak secara langsung bersentuhan dengannya.

  Dalam organisme multiseluler, setiap organ memiliki lingkungan internalnya sendiri (lingkungan mikro) yang sesuai dengan fitur struktural dan fungsionalnya, dan keadaan normal organ tergantung pada komposisi kimia, fisikokimia, biologi, dan sifat lain dari lingkungan mikro ini. Homeostasisnya ditentukan oleh keadaan fungsional hambatan histohematik dan permeabilitasnya dalam arah darah→cairan jaringan, cairan jaringan→darah.

  Yang paling penting adalah keteguhan lingkungan internal untuk aktivitas sistem saraf pusat: bahkan sedikit perubahan kimia dan fisikokimia yang terjadi di cairan serebrospinal, glia, dan ruang periseluler dapat menyebabkan gangguan tajam dalam proses kehidupan individu. neuron atau dalam ansambelnya. Sistem homeostatis yang kompleks, termasuk berbagai mekanisme pengaturan neurohumoral, biokimia, hemodinamik dan lainnya, adalah sistem untuk memastikan tingkat tekanan darah yang optimal. Dalam hal ini, batas atas tingkat tekanan arteri ditentukan oleh fungsi baroreseptor sistem vaskular tubuh, dan batas bawah ditentukan oleh kebutuhan tubuh akan suplai darah.

  Mekanisme homeostatis yang paling sempurna dalam tubuh hewan tingkat tinggi dan manusia meliputi proses termoregulasi;

  Homeostasis adalah setiap proses pengaturan diri di mana sistem biologis berusaha untuk menjaga stabilitas internal dengan beradaptasi dengan kondisi optimal untuk bertahan hidup. Jika homeostasis berhasil, maka hidup terus berjalan; jika tidak, bencana atau kematian akan terjadi. Stabilitas yang dicapai sebenarnya merupakan keseimbangan dinamis di mana perubahan terus menerus terjadi, tetapi kondisi yang relatif homogen berlaku.

  Fitur dan peran homeostasis

  Setiap sistem dalam keseimbangan dinamis ingin mencapai keadaan stabil, keseimbangan yang menolak perubahan eksternal. Ketika sistem seperti itu terganggu, perangkat pengatur bawaan bereaksi terhadap penyimpangan untuk membangun keseimbangan baru. Proses seperti itu adalah salah satu elemen kontrol umpan balik. Contoh regulasi homeostatis adalah semua proses integrasi dan koordinasi fungsi yang dimediasi oleh sirkuit listrik dan sistem saraf atau hormonal.

  Contoh lain dari pengaturan homeostatik dalam sistem mekanis adalah pengoperasian pengontrol suhu ruangan atau termostat. Inti termostat adalah strip bimetalik yang merespons perubahan suhu dengan menyelesaikan atau memutus sirkuit listrik. Ketika ruangan mendingin, sirkuit selesai dan pemanas dihidupkan, dan suhu naik. Pada tingkat yang ditentukan, sirkuit terputus, oven berhenti dan suhu turun.

  Namun, sistem biologis, yang sangat kompleks, memiliki regulator yang sulit dibandingkan dengan perangkat mekanis.

  Seperti disebutkan sebelumnya, istilah homeostasis mengacu pada pemeliharaan lingkungan internal tubuh dalam batas-batas yang sempit dan dikontrol ketat. Fungsi utama yang penting untuk mempertahankan homeostasis adalah keseimbangan cairan dan elektrolit, regulasi asam, termoregulasi, dan kontrol metabolik.

  Kontrol suhu tubuh pada manusia dianggap sebagai contoh homeostasis yang sangat baik dalam sistem biologis. Suhu tubuh manusia normal adalah sekitar 37°C, tetapi berbagai faktor dapat mempengaruhi hal ini, termasuk hormon, tingkat metabolisme, dan penyakit yang menyebabkan suhu terlalu tinggi atau rendah. Pengaturan suhu tubuh dikendalikan oleh area otak yang disebut hipotalamus.

  Umpan balik tentang suhu tubuh dibawa melalui aliran darah ke otak dan menghasilkan penyesuaian kompensasi dalam tingkat pernapasan, kadar gula darah, dan tingkat metabolisme. Kehilangan panas pada manusia dimediasi oleh berkurangnya aktivitas, berkeringat, dan mekanisme perpindahan panas yang memungkinkan lebih banyak darah bersirkulasi di dekat permukaan kulit.

  Kehilangan panas dikurangi melalui isolasi, pengurangan sirkulasi pada kulit, dan perubahan budaya seperti penggunaan pakaian, perumahan, dan sumber panas pihak ketiga. Kisaran antara tingkat suhu tubuh yang tinggi dan rendah merupakan dataran homeostatis - kisaran "normal" yang menopang kehidupan. Saat salah satu dari dua ekstrem didekati, tindakan korektif (melalui umpan balik negatif) membawa sistem kembali ke kisaran normal.

  Konsep homeostasis juga berlaku untuk kondisi lingkungan. Pertama kali diusulkan oleh ahli ekologi Amerika Robert MacArthur pada tahun 1955, gagasan bahwa homeostasis adalah produk dari kombinasi keanekaragaman hayati dan banyak interaksi ekologis yang terjadi antar spesies.

  Asumsi semacam itu dianggap sebagai konsep yang dapat membantu menjelaskan keberlanjutan suatu sistem ekologi, yaitu kegigihannya sebagai tipe ekosistem tertentu dari waktu ke waktu. Sejak itu, konsepnya agak berubah, dan memasukkan komponen ekosistem yang tidak hidup. Istilah ini telah digunakan oleh banyak ahli ekologi untuk menggambarkan timbal balik yang terjadi antara komponen hidup dan tak hidup dari suatu ekosistem untuk mempertahankan status quo.

  Hipotesis Gaia adalah model Bumi yang diusulkan oleh ilmuwan Inggris James Lovelock, yang menganggap berbagai komponen hidup dan tidak hidup sebagai komponen dari sistem yang lebih besar atau organisme tunggal, menunjukkan bahwa upaya kolektif organisme individu berkontribusi pada homeostasis di tingkat planet.

  Homeostasis seluler

  Tergantung pada lingkungan tubuh untuk tetap hidup dan berfungsi dengan baik. Homeostasis mempertahankan lingkungan tubuh di bawah kendali dan mempertahankan kondisi yang menguntungkan untuk proses seluler. Tanpa kondisi tubuh yang tepat, proses tertentu (misalnya osmosis) dan protein (misalnya enzim) tidak akan berfungsi dengan baik.

  Mengapa homeostasis penting bagi sel? Sel hidup bergantung pada pergerakan bahan kimia di sekitarnya. Bahan kimia seperti oksigen, karbon dioksida, dan makanan terlarut perlu diangkut masuk dan keluar sel. Ini dilakukan oleh proses difusi dan osmosis, yang bergantung pada keseimbangan air dan garam dalam tubuh, yang dipertahankan oleh homeostasis.

  Sel bergantung pada enzim untuk mempercepat banyak reaksi kimia yang membuat sel tetap hidup dan berfungsi. Enzim ini bekerja paling baik pada suhu tertentu dan sekali lagi homeostasis sangat penting untuk sel karena mempertahankan suhu tubuh yang konstan.

  Contoh dan mekanisme homeostasis

  Berikut adalah beberapa contoh dasar homeostasis dalam tubuh manusia, serta mekanisme yang mendukungnya:

  Suhu tubuh

  Contoh paling umum dari homeostasis pada manusia adalah pengaturan suhu tubuh. Suhu tubuh normal, seperti yang kami tulis di atas, adalah 37 ° C. Suhu di atas atau di bawah normal dapat menyebabkan komplikasi serius.

  Kegagalan otot terjadi pada suhu 28 ° C. Pada 33 ° C, kehilangan kesadaran terjadi. Pada suhu 42 ° C, sistem saraf pusat mulai runtuh. Kematian terjadi pada suhu 44°C. Tubuh mengontrol suhu dengan memproduksi atau melepaskan panas berlebih.

  konsentrasi glukosa

  Konsentrasi glukosa mengacu pada jumlah glukosa (gula darah) yang ada dalam aliran darah. Tubuh menggunakan glukosa sebagai sumber energi, tetapi terlalu banyak atau terlalu sedikit dapat menyebabkan komplikasi serius. Beberapa hormon mengatur konsentrasi glukosa dalam darah. Insulin menurunkan konsentrasi glukosa, sedangkan kortisol, glukagon, dan katekolamin meningkatkannya.

  kadar kalsium

  Tulang dan gigi mengandung sekitar 99% kalsium dalam tubuh, sedangkan 1% sisanya beredar di dalam darah. Terlalu banyak atau terlalu sedikit kalsium dalam darah memiliki konsekuensi negatif. Jika kadar kalsium darah turun terlalu rendah, kelenjar paratiroid mengaktifkan reseptor penginderaan kalsium dan melepaskan hormon paratiroid.

  PTH memberi sinyal ke tulang bahwa ia perlu melepaskan kalsium untuk meningkatkan konsentrasinya dalam aliran darah. Jika kadar kalsium meningkat terlalu banyak, kelenjar tiroid melepaskan kalsitonin dan memperbaiki kelebihan kalsium di tulang, sehingga mengurangi jumlah kalsium dalam darah.

  volume cairan

  Tubuh harus mempertahankan lingkungan internal yang konstan, yang berarti perlu mengatur kehilangan atau pengisian cairan. Hormon membantu mengatur keseimbangan ini dengan menyebabkan ekskresi atau retensi cairan. Jika tubuh tidak mendapatkan cukup cairan, hormon antidiuretik memberi sinyal pada ginjal untuk menghemat cairan dan mengurangi keluaran urin. Jika tubuh mengandung terlalu banyak cairan, itu akan menekan aldosteron dan memberi sinyal untuk memproduksi lebih banyak urin.

  Jika Anda menemukan kesalahan, sorot sepotong teks dan klik Ctrl+Enter.

  Lingkungan internal tubuh- satu set cairan tubuh yang ada di dalamnya, sebagai aturan, di reservoir dan kondisi alam tertentu dan tidak pernah bersentuhan dengan lingkungan eksternal. Istilah ini diusulkan oleh ahli fisiologi Prancis Claude Bernard.
  Sel hanya dapat berfungsi dalam medium cair. Darah, cairan jaringan dan getah bening membentuk lingkungan internal tubuh. Dasar dari lingkungan internal tubuh adalah darah, yang mengantarkan oksigen dan nutrisi ke sel dan membuang produk metabolisme. Namun, darah tidak langsung bersentuhan dengan sel-sel tubuh. Di jaringan, sebagian plasma darah meninggalkan kapiler darah dan berubah menjadi cairan jaringan. Kelebihan cairan jaringan diserap oleh kapiler limfatik dan dalam bentuk getah bening mengalir melalui pembuluh limfatik kembali ke dalam darah. Dengan demikian, darah, cairan jaringan dan getah bening langsung beredar di dalam tubuh, memastikan pertukaran zat antara sel-sel tubuh dan lingkungan. Para ilmuwan dari banyak negara di dunia mencoba mencari tahu sifat mekanisme yang menjaga keteguhan lingkungan internal manusia dan hewan tingkat tinggi.

  Himpunan faktor dan mekanisme yang memastikan keteguhan ini disebut homeostasis. homeostasis- kemampuan sistem biologis untuk menolak perubahan dan mempertahankan kekonstanan dinamis komposisi dan sifat organisme.

  Homeostasis adalah keteguhan yang relatif dinamis dari lingkungan internal tubuh, memastikan stabilitas fungsi fisiologis dasarnya.

  Claude Bernard (1878) - perumusan konsep homeostasis.

  Walter Cannon menciptakan istilah homeostasis, hipotesisnya adalah bagian individu organisme stabil, karena lingkungan internal di sekitarnya stabil.

  organisme hidup- sistem pengaturan diri terbuka yang berkembang dalam interaksi yang erat dengan lingkungan. Perubahan lingkungan secara langsung atau tidak langsung mempengaruhi komponen, menyebabkan mereka berubah sesuai.

  Karena mekanisme pengaturan diri, perubahan ini terjadi dalam batas-batas reaksi normal dan tidak menyebabkan pelanggaran fungsi fisiologis yang serius.

  Pelanggaran mekanisme regulasi menyebabkan kerusakan kemampuan kompensasi tubuh, penurunan resistensi terhadap kondisi lingkungan yang terus berubah, pelanggaran kondisi homeostasis dan perkembangan patologi.

  Mekanisme homeostasis harus ditujukan untuk mempertahankan tingkat keadaan stasioner, mengoordinasikan proses untuk menghilangkan atau membatasi pengaruh faktor-faktor berbahaya, interaksi optimal antara organisme dan lingkungan dalam kondisi keberadaan yang berubah.

  Komponen homeostasis:

   Komponen yang menyediakan kebutuhan seluler: protein lemak karbohidrat; zat anorganik; air, oksigen, sekresi internal.

  
  
  

   Komponen yang mempengaruhi aktivitas seluler: tekanan osmotik, suhu, konsentrasi ion hidrogen.

  Jenis-jenis homeostatis:

   Homeostasis genetik . Genotipe zigot, ketika berinteraksi dengan faktor lingkungan, menentukan seluruh kompleks variabilitas organisme, kemampuan adaptifnya, yaitu homeostasis. Organisme bereaksi terhadap perubahan kondisi lingkungan secara khusus, dalam batas-batas norma reaksi yang ditentukan secara turun temurun. Keteguhan homeostasis genetik dipertahankan berdasarkan sintesis matriks, dan stabilitas materi genetik dipastikan oleh sejumlah mekanisme (lihat mutagenesis).

   homeostasis struktural. Mempertahankan kekonstanan komposisi dan integritas organisasi morfologi sel dan jaringan. Multifungsi sel meningkatkan kekompakan dan keandalan seluruh sistem, meningkatkan potensinya. Pembentukan fungsi sel terjadi karena regenerasi.

  Regenerasi:

  1. Seluler (pembagian langsung dan tidak langsung)

  2. Intraseluler (molekuler, intraorganoid, organoid)

   Homeostasis fisiko-kimiawi.

  Homeostasis gas: konsentrasi oksigen dan karbon dioksida dalam tubuh, yang disediakan oleh sistem respirasi eksternal. Faktor-faktor yang mengatur pernapasan eksternal: volume menit pernapasan udara alveolar, kecemburuan dari aktivitas pusat pernapasan; kandungan gas dalam darah dan kapiler paru; difusi gas melalui membran sel darah, aliran darah paru seragam ventilasi yang memadai.

  Keseimbangan asam-basa tubuh: pH darah = 7,32-7,45 Rasio ion hidrogen dan hidroksida tergantung pada kandungan asam, yang bertindak sebagai donor proton, dan basa amfoter, yang merupakan akseptor. Pengaturannya disediakan oleh sistem penyangga, protein jaringan, zat kolagen jaringan ikat, yang mampu menyerap asam.

  Sifat osmotik darah: Tekanan osmotik darah tergantung pada konsentrasi larutan dan suhu, tetapi tidak tergantung pada sifat zat terlarut dan pelarut. Keteguhan sifat osmotik darah dipastikan oleh keseimbangan air. Keseimbangan air tubuh dijaga oleh mekanisme asupan air dan garam. Redistribusi air dan garam antara sel dan organel intraseluler, pelepasan air dan garam ke lingkungan. Dasar untuk integrasi seluruh homeostasis fisikokimia adalah regulasi neuroendokrin.

   homeostasis fisiologis.

  Homeostasis termal: pemeliharaan kandungan panas. Kondisi penting untuk keseimbangan termal adalah pergerakan media yang mengelilingi tubuh dan bagian-bagiannya, di mana pertukaran panas terjadi, pengaturan isolasi termal dipastikan dengan masuknya darah hangat dari area dalam tubuh ke permukaannya.

  Sistem hemostasis: aktivasi sistem pembekuan darah, tingkat sel darah yang diperlukan, pemulihan sifat-sifat dinding pembuluh darah.

  Homeostasis biokimia: pemeliharaan pada tingkat proses metabolisme, khususnya anabolisme dan katabolisme, keseimbangan proses sintesis dan pembusukan dilakukan dengan mengubah aktivitas enzim, laju reaksi enzimatik, menginduksi biosintesis protein dan enzim dan mengatur laju pembusukan zat aktif biologis.

   homeostasis imunologis.

  Sistem kekebalan melindungi tubuh dari zat eksogen, agen infeksi yang membawa informasi genetik asing, serta dari sel yang diubah secara patologis. Pengakuan - penghancuran - penghapusan. Organ pusat dari sistem kekebalan adalah sumsum tulang dan timus. Organ perifer - limpa dan jaringan limfoid. Sumsum tulang menghasilkan stimulator antibodi yang mengaktifkan sistem B-limfosit yang menyediakan hubungan humoral imunitas, dan timus menghasilkan timosin, yang mengaktifkan produksi T-limfosit. Pemeliharaan homeostasis imunologi harus dipastikan dengan konsentrasi yang diperlukan dari T- dan B-limfosit.

  Homeostasis endokrin: sintesis dan sekresi hormon, transportasi hormon, metabolisme spesifik hormon di perifer dan ekskresinya, interaksi hormon dengan sel target, pengaturan dan pengaturan sendiri fungsi kelenjar endokrin.

  Semua homeostasis secara keseluruhan adalah homeostasis biologis , sistem integral dari berbagai fungsi dan indikator yang memastikan pelestarian dan pemeliharaan kehidupan normal organisme dalam kondisi lingkungan yang berubah.

  Pengaturan homeostasis biologis:

  lokal: Itu dilakukan melalui umpan balik positif dan negatif, ketika perubahan dalam satu indikator mengarah ke perubahan yang lain, ditandai dengan otonomi, properti ini melekat pada setiap komponen sistem kehidupan.

  Regulasi humor , terkait dengan masuknya faktor humoral ke lingkungan internal tubuh - mediator, hormon, zat aktif biologis, dll. sistem humoral bereaksi terhadap pengaruh eksternal secara perlahan, karena tidak memiliki hubungan dengan lingkungan, tetapi memberikan efek yang lebih stabil dan tahan lama, yang disediakan oleh kelenjar endokrin. Atas dasar regulasi humoral, reaksi adaptif terhadap perubahan lingkungan internal tubuh berkembang.

  Regulasi saraf: koordinator utama semua proses biologis, yang disebabkan oleh fitur struktural dan fungsional sistem saraf: kehadiran di semua organ dan jaringan, kontak langsung dengan lingkungan eksternal melalui reseptor, rangsangan tinggi, labilitas dan arah impuls saraf yang tepat dan tinggi kecepatan transmisi informasi. Pengaturan reaksi adaptif didasarkan pada proses refleks. Regulasi saraf memberikan perubahan aktivitas fungsional organ atau fungsi sebagai respons terhadap pengaruh eksternal dan adaptasi tubuh dengan lingkungan eksternal.

  Tingkat regulasi neuroendokrin:

  1. Membran sel

  2. Kelenjar endokrin

  3. Kelenjar hipofisis

  4. Hipotalamus

  Dimasukkannya berbagai tingkat regulasi neurohumoral ditentukan oleh intensitas pengaruh faktor, tingkat penyimpangan parameter fisiologis dan labilitas sistem adaptif.

  Pertanyaan 54.