Homeosztázis

A homeosztázis a szervezet azon képessége, hogy a külső környezetben vagy a szervezet egy részében bekövetkező drasztikus változások ellenére is képes fenntartani a viszonylagos stabilitást és működést. A homeosztázist egy sor – részben szervi vagy szöveti szinten működő, részben központilag irányított – szabályozó mechanizmus tartja fenn. A legfontosabb központi homeosztatikus kontrollmechanizmusok az idegrendszer és az endokrin rendszer.

A fizikai és mentális stressz, a sérülések és a betegségek folyamatosan kihívások elé állítanak bennünket, és ezek bármelyike megzavarhatja a homeosztázist. Amikor a szervezet elveszíti a homeosztázisát, a szervezet irányíthatatlanná válhat, diszfunkcióba, betegségbe, sőt akár halálba is zuhanhat. A homeosztázis szöveti, szervi, szervrendszeri és szervezeti szinten sok sejt együttes és összehangolt tevékenységét tükrözi. Minden egyes sejt hozzájárul a homeosztázis fenntartásához.

Homeosztázis fenntartása

A homeosztázis fenntartása érdekében a szervezet reagál egy kóros változásra (amelyet egy mérgező anyag, biológiai szervezet vagy más stressz vált ki), és bizonyos kiigazításokat végez a változás ellensúlyozására (védekező mechanizmus). A homeosztázis fenntartásáért felelős elsődleges összetevők a következők:

• Stimulus – a környezet változása, például irritáló anyag, vérveszteség vagy idegen vegyi anyag jelenléte.
• Receptor – az a hely a szervezetben, amely érzékeli vagy fogadja az ingert, érzékeli a normálistól való eltérést, és jeleket küld a központba.
• Központ – az a működési pont, ahol a jeleket fogadják, elemzik, és meghatározzák a megfelelő választ. Néha integrációs központnak is nevezik, mivel integrálja a jeleket más információkkal, hogy meghatározza, szükség van-e válaszra, és milyen jellegű legyen a válasz.
• Effektor – az a testhely, ahol a válasz létrejön, amely ellensúlyozza a kezdeti ingert, és így próbálja fenntartani a homeosztázist.
• Visszacsatolási mechanizmusok – olyan módszerek, amelyekkel a szervezet szabályozza a kiváltott válasz mértékét. A negatív visszacsatolás lecsökkenti az ingert, hogy kikapcsolja vagy csökkentse az effektorválaszt, míg a pozitív visszacsatolás hatására az effektorválasz fokozódik.

Példa: A homeosztatikus mechanizmusra példa lehet a szervezet vérszegénységet és hipoxiát (alacsony szöveti oxigénszint) okozó toxinra adott reakciója (1. ábra). A vörösvértestek termelését (erythropoiesis) elsősorban az eritropoetin nevű hormon irányítja. Amikor a szervezet hipoxiás állapotba kerül (az inger), az a hemfehérjét (a receptort) készteti, amely jelzi a vesének, hogy erythropoietint (az effektor) termeljen. Ez viszont arra serkenti a csontvelőt, hogy növelje a vörösvértesteket és a hemoglobint, emelve a vér oxigénszállító képességét, és ezáltal megemeli a szöveti oxigénszintet a vérben és más szövetekben. Ez a szöveti oxigénszint-emelkedés a további eritropoetinszintézis elnyomására szolgál (visszacsatolási mechanizmus). Ebben a példában a sejtek és a vegyi anyagok kölcsönhatásban olyan változásokat idéznek elő, amelyek vagy megzavarják a homeosztázist, vagy helyreállítják a homeosztázist. A vesét károsító toxikus anyagok megzavarhatják az eritropoetin termelődését, vagy a csontvelőt károsító toxikus anyagok megakadályozhatják a vörösvértestek termelődését. Ez megzavarja a leírt homeosztatikus mechanizmust, ami vérszegénységet eredményez.