R3-02 Homeostaza i sposoby jej utrzymywania

 

1. Homeostaza

to zdolność do utrzymania względnie stałych warunków środowiska wewnętrznego organizmu.

Homeostaza jest stanem równowagi dynamicznej, czyli nie ma jednej konkretnej wartości danego parametru, która jest prawidłowa, tylko zakres np. 35,5°C - 37°C.

Stan zaburzenia homeostazy to choroba.

Przykładowe parametry ulegające regulacji:

• temperatura
• ciśnienie krwi
• stężenie hormonów
• pH
• stężenie CO₂ i O₂ we krwi
• substancje odżywcze
• stężenie jonów
• poziom wody

Sprzężenie zwrotne

• dodatnie sprzężenie zwrotne – efekt końcowy nasila proces, który do niego doprowadził
• ujemne sprzężenie zwrotne – efekt końcowy hamuje proces, który do niego doprowadził

Główne elementy mechanizmu kontroli homeostazy:

• receptor
• zazwyczaj komórki
• rejestruje wartość parametru
• ośrodek kontroli
• zazwyczaj element układu nerwowego
• przetwarza informację o wartości parametru
• reguluje pracę efektorów
• efektor
• narząd lub komórka
• zmiana jego działania wywołuje zmianę wartości parametru (docelowo do normy)

2. Zwierzęta dzielimy na:

• stałocieplne (endotermiczne)
• utrzymują względnie stałą temperaturę ciała, niezależnie od wahań środowiska zewnętrznego
• głównym źródłem ciepła do ogrzania ciała są procesy metaboliczne.
• zmiennocieplne (ektotermiczne)
• ich temperatura ciała zmienia się w zależności od temperatury otoczenia
• ich procesy metaboliczne są bezpośrednio związane z temperaturą zewnętrzną
• im wyższa temperatura otoczenia, tym wyższa aktywność metaboliczna
• aby ogrzać ciało muszą pochłaniać ciepło z otoczenia

3. Termoizolacja

ograniczenie przepływu ciepła, dotyczy adaptacji biologicznych, które pomagają utrzymać stabilną temperaturę.

Do adaptacji usprawniających termoizolację zaliczymy m.in. wykształcenie piór, futra czy obecność podskórnej tkanki tłuszczowej.

4. Termoregulacja 

proces utrzymywania względnie stałej temperatury wewnętrznej przez organizmy, co jest osiągane poprzez różne mechanizmy fizjologiczne i behawioralne.

Mechanizmy termoregulacji

pocenie się, termogeneza, zmiana średnicy naczyń krwionośnych, chowanie się w cieniu, wygrzewanie się na słońcu, budowa schronień, zmiana aktywności w zależności od pory dnia.

receptory temperatury = termoreceptory

ośrodek kontroli temperatury = ośrodek termoregulacji (w podwzgórzu)

5. Termogeneza

proces wytwarzania ciepła przez organizmy żywe.

Rodzaje termogenezy

• termogeneza drżeniowa
• wytwarzanie ciepła poprzez mimowolne skurcze (drżenie) mięśni znane jako drżenie. 
• np. drżenie ciała w odpowiedzi na zimno u ludzi i innych ssaków.
• termogeneza bezdrżeniowa
• wytwarzanie ciepła bez drżenia mięśni, głównie poprzez metabolizm tkanki tłuszczowej brunatnej.
• np. noworodki i niektóre zwierzęta hibernujące mają dużo brunatnej tkanki tłuszczowej, która pomaga wytwarzać ciepło w zimnych warunkach.
• termogeneza poposiłkowa (indukowana dietą)
• wytwarzanie ciepła w odpowiedzi na spożycie pokarmu. 
• obejmuje zwiększenie wydatku energetycznego związane z trawieniem, wchłanianiem i metabolizmem składników odżywczych.
• np. wzrost temperatury ciała po spożyciu posiłku.

6. Hibernacja i estywacja

Hibernacja

stan głębokiego snu zimowego, w który zapadają niektóre zwierzęta, aby przetrwać okresy niskich temperatur i ograniczonej dostępności pożywienia.

Podczas hibernacji organizmy magazynują tłuszcz, który jest wykorzystywany jako źródło energii. W stanie hibernacji zmniejszają aktywność fizyczną, co pomaga w oszczędzaniu energii.

Estywacja

stan letniego uśpienia, który pozwala zwierzętom przetrwać okresy wysokich temperatur i suszy.

Podczas estywacji organizmy szukają schronienia w chłodniejszych i wilgotniejszych miejscach, np. zakopują się w ziemi lub skrywają się w norach, aby uniknąć skrajnych warunków.