Homeostaza

Në biologji, homeostaza është gjendja e qendrueshme e kushteve të mjedisit të brendshëm, fizik, kimik dhe social e ruajtur nga organizmat e gjallë. Ky është kushti i funksionimit optimal të organizmit dhe përfshin shumë veçori, si temperatura trupore dhe ekuilibri i lëngjeve, të cilat ruhen brenda kufijve të paracaktuar (kufijtë homeostatik). Të tjera veçori përfshijnë pH e lëngut jashtëqelizor, përqendrimi i joneve të natriumit, kaliumit dhe kalciumit si dhe niveli i sheqerit në gjak dhe të gjitha këto duhet të rregullohen pavarësisht ndryshimeve në mjedis, dietë ose në niveline e aktivitetit. Secila veçori kontrollohet nga një ose më shumë mekanizma rregullues homeostatik të cilët së bashku bëjnë të mundur vazhdimin e jetës.

Homeostaza shkaktohet nga një rezistencë natyrale e organizmave për të ndryshuar edhe kur ndodhen në kushte optimale dhe ekuilibri ruhet nga shume mekanizma rregullues; mendohet që ky të jetë motivimi kryesor për të gjithë veprimin organik. Të gjithë mekanizmat e kontrollit homeostatik kanë të paktën tre përbërës të ndërvarur për veçorinë që do të rregullohet: një receptor, një qendër kontrolli dhe një efektor. Receptori është përbërësi ndijor i cili monitoron dhe përgjigjet ndaj ndryshimeve të mjedisit, qofshin këto të brendshmë ose të jashtme. Te receptorët përfshihen termoreceptorët dhe mekanoreceptorët. Te qendrat e kontrollit përfshihen qendra e frymëmarrjes dhe sistemi renin-angiotenzin. Një efektor është objektivi në të cilin veprohet për të kthyer mbrapsht gjendjen normale. Në nivelin qelizor te efektorët përfshihen receptorët bërthamor të cilët sjellin ndryshime në shfaqjen e gjeneve përmes sipër-rregullimit ose poshtë-rregullimit dhe veprojnë në mekanizmate e feedback-ut negativ. Një shembull i këtij kontrolli janë acidet biliar në mëlçi.

Disa qendra kontrolli, si sistemi renin-angiotenzin, kontrollojnë më shumë se një veçori. Kur receptori kap një ngacmim ai vepron duke dërguar potenciale veprimi drejt një qendre kontrolli. Qendra e kontrollit vendos kufijtë e mirmbajtjes—kufijtë e sipërm dhe të poshtëm—për veçorinë e dhënë, si për shembull temperaturën. Qendra e kontrollit i përgjigjet sinjalit duke përcaktuar përgjigjen e përshtatshme dhe duke i dërguar sinjale efektorit, i cili mund të jetë një ose më shumë muskuj, një organ ose një gjendër. Kur sinjali merret dhe veprimi është ndërmarrë, feedback-u negativ i jepet receptorit për të ndaluar nevojën e sinjalizimit të mëtejshëm.

Receptori kanabinoid lloji 1 (KB1), i cili ndodhet në neuronin parasinaptik, është një receptor i cili mund të ndalojë çlirimin e neurotransmetuesëve stresues drejt neuronit passinaptik; ai aktivizohet nga endokanabinoidë (EK-të) si anandamidi (N-arakiodoniletanolamid; AEA) dhe 2-arakidonoilglicerol (2-AG) nëpërmjet një procesi të sinjalizimit mbrapsht në të cilin këto përbërje sintetizohen dhe çlirohen nga neuronet passinaptik dhe shkojnë drejt fundit të neuronit për t'u bashkuar me receptorin e KB1 për rregullimin e kalimit të neurotransmetuesëve, kështu për të siguruar homeostazën.

Acidet yndyrore të pangopura të shumfishtë janë lipide derivate të omega-3 (acidi dokosahekzaenoik, ADH dhe acidi eikosapentaenoik, AEP) ose të omega-6 (acidi arakidonik, ARA) të cilët sintetizohen nga fosfolipidet membranor dhe përdoren si pararendës për endokanabionoidët (EK-të) ndërmjetësojnë efekte domethënëse në mirërregullimin përshtatës të homeostazës së trupit.

Fjala homeostazë rrjedh nga homeo- dhe -stasis, fjalë në latinishten e re nga greqishtja: ὅμοιος homoios, "i ngjashëm" dhe στάσις stasis, "qendron në vend", duke dhënë idenë e "të qendruarit njësoj".

Koncepti i rregullimit të mjedisit të brendshëm u përshkrua nga fiziologu francez Claude Bernard në vitin 1849 dhe fjala homeostazë u shpik nga Walter Bradford Cannon në vitin 1926. Në vitin 1932 Joseph Barcroft, një fiziolog britanik, ishte i pari i cili tha se funksionimit më të mirë të trurit i nevojitej një mjedis i brendshëm i qendrueshëm. Prandaj për Barcroft-in homeostaza jo vetëm që organizohej nga truri—ajo i shërbente atij. Homeostaza është pothuajse një shprehje specifike për biologjinë e cila i referohet koncepteve të përshkruara nga Bernard-i dhe Cannon-i në lidhje me qëndrueshmërinë e mjedisit të brendshëm në të cilin jetojnë dhe mbijetojnë qelizat e trupit. Koncepti i kibernetikës aplikohet të sistemet teknologjik të kontrollit si termostatet të cilët funksionojnë si mekanizma homeostatik por shpesh përcaktohen më gjerë sesa koncepti i biologjisë për homeostazën.

Proceset metabolike te të gjithë organizmat mund të zhvillohen vetëm në mjedise specifik fizik dhe kimik. Kushtet dhe qasja e zhvillimit të proceseve kimike brenda qelizës ose në lëngun jashtëqelizor ndryshojnë me çdo organizëm. Mekanizmat më të njohur homeostatik te njerëzit dhe kafshët e tjera janë ata rregulluesit që mbajnë përbërjen e lëngut jashtëqelizur (ose "mjedisi i brendshëm") të pandryshueshme, veçanërisht në lidhje me temperaturën, pH, osmolaliteti dhe përqendrimet e natriumit, kaliumit, glukozës, dioksidit të karbonit dhe oksigjenit. Por shumë mekanizma të tjerë homeostatik, duke përfshirë shumë aspekte të fiziologjisë së njeriut, kontrollojnë subjekte të tjera të trupit. Kur nivelet e veçorive janë më të lartë ose të ulët sesa duhet, atyre iu vendosen zakonisht parashtesat hiper- dhe hipo- respektivisht si për shembull hipertermia dhe hipotermia ose hipertensioni dhe hipotensioni.