1.6 : Negative and Positive Feedback

Gli organi e i sistemi di organi animali si adattano costantemente ai cambiamenti interni ed esterni attraverso un processo chiamato omeostasi ("stato stazionario"). Esempi di questi cambiamenti includono la regolazione del livello di glucosio o calcio nel sangue o le risposte interne alle temperature esterne. L'omeostasi richiede il mantenimento di un equilibrio dinamico interno:

• Dinamico perché si adatta costantemente ai cambiamenti che i sistemi del corpo incontrano.
• Equilibrio perché le funzioni corporee sono mantenute entro intervalli specifici. Anche un animale apparentemente inattivo mantiene questo equilibrio omeostatico.

Processo omeostatico

L'obiettivo dell'omeostasi è il mantenimento dell'equilibrio attorno a un punto o valore chiamato set point. Sebbene ci siano normali fluttuazioni dal setpoint, i sistemi del corpo di solito tentano di tornare a questo punto. Un cambiamento nell'ambiente interno o esterno è chiamato stimolo e viene rilevato da un recettore; La risposta del sistema è quella di regolare il parametro di deviazione verso il set point.

Controllo dell'omeostasi

Quando si verifica un cambiamento al di fuori dell'ambiente di un animale, è necessario effettuare una regolazione. Il recettore percepisce il cambiamento nell'ambiente, quindi invia un segnale al centro di controllo (nella maggior parte dei casi, il cervello) che a sua volta genera una risposta che viene segnalata a un effettore. L'effettore è un muscolo (che si contrae o si rilassa) o una ghiandola che secerne. Questi segnali e risposte sono controllati da cicli di feedback autonomici inconsci. I cicli di feedback negativi mantengono l'omeostasi. I cicli di feedback positivi spingono l'organismo più lontano dall'omeostasi, ma possono essere necessari per le funzioni vitali. Pertanto, l'omeostasi è controllata dal sistema nervoso ed endocrino dei mammiferi.

Valore nominale

È possibile regolare il set point di un sistema. Quando ciò accade, il ciclo di feedback funziona per mantenere la nuova impostazione. Un esempio di ciò è la pressione sanguigna: nel tempo, il punto normale o di impostazione della pressione sanguigna può aumentare a seguito di continui aumenti della pressione sanguigna. Il corpo non riconosce più l'elevazione come anormale e non viene fatto alcun tentativo di tornare al punto di regolazione inferiore. Il risultato è una pressione sanguigna più alta che può danneggiare il corpo. I farmaci possono abbassare la pressione sanguigna e ridurre il set point nel sistema a un livello più sano. Questo è noto come un processo di alterazione del set point in un ciclo di feedback.

È possibile apportare modifiche in un gruppo di sistemi di organi del corpo per mantenere un punto di riferimento in un altro sistema. Questo si chiama acclimatazione. Ciò si verifica, ad esempio, quando un animale migra a un'altitudine superiore a quella a cui era originariamente abituato. Al fine di adattarsi ai livelli di ossigeno più bassi a un'altitudine più elevata, il corpo aumenta il numero di globuli rossi circolanti nel sangue per garantire un adeguato apporto di ossigeno ai tessuti. Come altro esempio di acclimatazione, alcuni animali hanno cambiamenti stagionali nel loro mantello: un pelo più pesante in inverno garantisce un'adeguata ritenzione del calore e un pelo più chiaro in estate aiuta a mantenere la temperatura corporea dall'aumentare a livelli dannosi.

Questo testo è adattato da Openstax, Biology 2e, Sezione 33.3: Omeostasi