1.6 : Negative and Positive Feedback

Narządy i układy narządów zwierząt stale dostosowują się do zmian wewnętrznych i zewnętrznych w procesie zwanym homeostazą ("stan ustalony"). Przykładami tych zmian są regulacja poziomu glukozy lub wapnia we krwi lub wewnętrzne reakcje na temperaturę zewnętrzną. Homeostaza wymaga utrzymania wewnętrznej równowagi dynamicznej:

• Dynamiczny, ponieważ stale dostosowuje się do zmian, jakie napotykają układy organizmu.
• Równowaga, ponieważ funkcje organizmu są utrzymywane w określonych zakresach. Nawet zwierzę, które jest pozornie nieaktywne, utrzymuje tę równowagę homeostatyczną.

Proces homeostatyczny

Celem homeostazy jest utrzymanie równowagi wokół punktu lub wartości zwanej punktem zadanym. Chociaż występują normalne wahania od wartości zadanej, systemy organizmu zwykle próbują wrócić do tego punktu. Zmiana w środowisku wewnętrznym lub zewnętrznym nazywana jest bodźcem i jest wykrywana przez receptor; Reakcją systemu jest dostosowanie parametru odchylenia w kierunku wartości zadanej.

Kontrola homeostazy

Kiedy zmiana zachodzi poza środowiskiem zwierzęcia, należy dokonać korekty. Receptor wyczuwa zmianę w środowisku, a następnie wysyła sygnał do centrum kontroli (w większości przypadków mózgu), które z kolei generuje odpowiedź, która jest sygnalizowana efektorowi. Efektor to mięsień (który kurczy się lub rozluźnia) lub gruczoł, który wydziela. Te sygnały i reakcje są kontrolowane przez nieświadome autonomiczne pętle sprzężenia zwrotnego. Pętle ujemnego sprzężenia zwrotnego utrzymują homeostazę. Pętle dodatniego sprzężenia zwrotnego wypychają organizm dalej z homeostazy, ale mogą być niezbędne do funkcjonowania funkcji. W ten sposób homeostaza jest kontrolowana przez układ nerwowy i hormonalny ssaków.

Wartość zadana

Możliwe jest dostosowanie wartości zadanej systemu. W takim przypadku pętla sprzężenia zwrotnego działa, aby zachować nowe ustawienie. Przykładem tego jest ciśnienie krwi: z biegiem czasu normalna lub nastawa ciśnienia krwi może wzrosnąć w wyniku ciągłego wzrostu ciśnienia krwi. Ciało nie rozpoznaje już wysokości jako nieprawidłowej i nie jest podejmowana próba powrotu do dolnej wartości zadanej. Rezultatem jest regularne wyższe ciśnienie krwi, które może zaszkodzić organizmowi. Leki mogą obniżyć ciśnienie krwi i obniżyć nastawę w systemie do bardziej zdrowego poziomu. Jest to znane jako proces zmiany wartości zadanej w pętli sprzężenia zwrotnego.

Zmiany mogą być dokonywane w grupie układów narządów ciała w celu utrzymania zadanego punktu w innym układzie. Nazywa się to aklimatyzacją. Dzieje się tak na przykład, gdy zwierzę migruje na większą wysokość niż ta, do której było pierwotnie przyzwyczajone. Aby dostosować się do niższego poziomu tlenu na większej wysokości, organizm zwiększa liczbę czerwonych krwinek krążących we krwi, aby zapewnić odpowiednie dostarczanie tlenu do tkanek. Innym przykładem aklimatyzacji jest to, że niektóre zwierzęta mają sezonowe zmiany w sierści: cięższa sierść zimą zapewnia odpowiednie zatrzymywanie ciepła, a jaśniejsza sierść latem pomaga w utrzymaniu wzrostu temperatury ciała do szkodliwych poziomów.

Ten tekst jest adaptacją <a href="https://openstax.org/books/biology-2e/pages/33-3-homeostasis">Openstax, Biology 2e, Section 33.3: Homeostaza