Homeostase: exemplos, mecanismos, funções

Homeostase: exemplos, mecanismos, funções

A homeostase é definida como o conjunto de fenômenos de auto-regulação que levam à manutenção de “registro” na composição química e nas propriedades físico-químicas do ambiente interno de um organismo.

A palavra homeostase deriva do grego ” oμoιo” , que é lido ” homos” e significa “similar” ou “similar” e do sufixo “στασισ” , que é lido ” estase “, que significa “fixo”, “permanente” ou “estável”.

O termo não se refere a um equilíbrio interno, mas à manutenção de uma condição constante, pois um estado de equilíbrio em um ser vivo significa morte. Essa constância é ativamente mantida pelo organismo, apesar das mudanças que possam surgir no ambiente externo.

fundo

Claude Bernard (1813-1878), no final da década de 1870, foi o primeiro a se referir à constância do “milieu intérieur” (do meio francês interno), que representa o que hoje é conhecido como fluido extracelular, no qual as células de um organismo são submersas e, graças às quais são mantidas vivas.

O estudo da constância do ambiente interno definido por Bernard é o que conhecemos hoje como fisiologia. A palavra “fisiologia” deriva das palavras gregas “physis” ( ϕυυisis ) e ” logo ” ( λoyo ), que significam “natureza, modo de ser, essência ou condição natural” e “o que é dito sobre algo”, respectivamente .

Muitos anos depois, em 1933, o fisiologista americano Walter Cannon foi quem cunhou o termo homeostase para descrever os mecanismos que todo ser vivo tem para manter constantes as condições de seu fluido extracelular.

Exemplos de algumas funções homeostáticas fisiologicamente relevantes podem ser a manutenção da pressão arterial, temperatura corporal, concentração de glicose no sangue, níveis de eletrólitos no plasma sanguíneo, etc., que são mantidos em um intervalo restrito, apesar das grandes diferenças entre o corpo e o ambiente.

Conceito de homeostase

A homeostase é a capacidade de todo ser multicelular de manter certos parâmetros ou condições constantes em seu ambiente interno, não importa quão diferente seja o ambiente circundante e quão flutuantes sejam as condições ambientais.

Este chamado “meio interno” corresponde ao fluido extracelular, contido no espaço intersticial (entre células e células de um tecido) e ao fluido intravascular ou fluido sanguíneo em animais.

A homeostase é um dos conceitos mais importantes em medicina e fisiologia (de animais e plantas), pois todos os organismos vivos precisam que seus corpos funcionem dentro de uma faixa muito estreita de condições, a saber: pH, temperatura, concentração íon, quantidade de água, concentração de nutrientes, entre outros.

Alguns autores consideram que “todos os mecanismos vitais, independentemente de quão variados, tenham o único objetivo de preservar as constantes condições de vida no ambiente interno”, de modo que a homeostase define praticamente todas as funções internas de um ser. vivo.

A preservação ou manutenção de condições internas é possível graças a um sistema de controle que funciona com feedback negativo ou positivo (em menor grau).

Esse sistema permite que, quando alterações importantes de qualquer um dos parâmetros mencionados ocorram, essas alterações sejam “neutralizadas” rapidamente, trazendo o organismo de volta à sua condição normal.

Assim, a homeostase consiste nos sistemas de resposta do organismo para lidar com as condições ambientais e as mudanças às quais um organismo está permanentemente sujeito.

Mecanismos homeostáticos

A homeostase é alcançada graças à ampla integração entre muitos dos sistemas corporais de um organismo.

Cannon (1929) classifica mecanismos homeostáticos dependendo do que é regulado, isto é, de “munição” ou “suprimentos” obtidos do ambiente externo ou de “processos” intrínsecos.

Homeostase pela regulação de “munição” ou “suprimentos”

Os mecanismos de homeostase por regulação de suprimentos são caracterizados por:

– Armazenamento em termos de ajustes entre momentos de abundância ou fome e necessidade.

– Transbordar ou descarregar para fora do corpo quando houver “excessos intoleráveis”

O armazenamento pode ser de dois tipos, um temporário e outro por segregação. O armazenamento temporário, conhecido como “inundação ou excesso de armazenamento”, ocorre “inundando” os tecidos intersticiais com materiais que foram ingeridos em abundância.

O armazenamento por “segregação”, por outro lado, tem a ver com a inclusão do material ingerido dentro das células ou de estruturas relativamente “permanentes”.

Portanto, a homeostase pela regulação de suprimentos implica o armazenamento de suprimentos quando houver abundância, a fim de aumentar as reservas para enfrentar os períodos de falta ou eliminar os excessos quando estes são tóxicos.

Homeostase por regulação de processo

Embora a maior parte da regulamentação homeostática dependa do uso de materiais ou “suprimentos” externos, há outros que dependem muito mais claramente da alteração de processos intrínsecos contínuos,

Os principais exemplos desse tipo de regulação são a manutenção da neutralidade e a manutenção da temperatura em animais homeotérmicos (capazes de regular internamente a temperatura corporal).

Postulados da regulação homeostática

Cannon, em 1925, propôs seis postulados provisórios para descrever os fatores fisiológicos responsáveis ​​por manter a “constância” interna no corpo de um ser vivo:

1 – Em um sistema aberto como o corpo de um animal, composto de materiais instáveis ​​e permanentemente sujeitos a condições variáveis, a “constância” ou homeostase é evidência direta de que existem sistemas que estão trabalhando ou prontos para trabalhar para manter o referido constância.

2- Se um organismo ou sistema corporal mantém a homeostase, é apenas porque qualquer tendência à “mudança” é automaticamente “neutralizada” por um aumento na eficácia de um ou mais fatores que resistem à mudança.

3- Qualquer fator que opere para manter a homeostase por ação em uma direção não pode agir ao mesmo tempo na direção oposta.

4- Os agentes homeostáticos que são antagonistas em uma região do corpo, podem cooperar ou trabalhar juntos em outra região.

5- O sistema regulador que determina um estado homeostático pode ser composto por um grande número de fatores que são “ativados” ao mesmo tempo ou um após o outro (sucessivamente).

6- Quando se sabe de um fator que pode alterar o estado homeostático em uma direção, é razoável procurar um controle automático para esse fator ou fatores que tenham o efeito oposto.

Funções da homeostase

A principal função da homeostase ou dos mecanismos homeostáticos é manter um “equilíbrio” interno no organismo dos organismos vivos, especialmente no que diz respeito a parâmetros como temperatura (animais homeotérmicos), concentração de íons e água, ingestão de nutrientes, etc.

Manter condições internas “constantes” dentro de uma faixa bastante estreita e freqüentemente consideravelmente diferente das condições do ambiente externo ou do ambiente é essencial para o funcionamento dos sistemas corporais e, portanto, para a vida em é por isso que a homeostase é essencial para todos os seres vivos multicelulares.

Homeostase psicológica

Homeostase psicológica é um termo que se refere aos mecanismos psicológicos ou comportamentais que os seres humanos possuem para equilibrar os ” sentimentos ” de necessidade e satisfação, a fim de manter o que cada indivíduo reconhece ou percebe como uma “condição normal”.

Embora os mecanismos de controle ou regulação da homeostase psicológica diferam consideravelmente daqueles que caracterizam a homeostase fisiológica, ambos os processos estão intimamente relacionados.

Os mecanismos homeostáticos psicológicos têm a ver, geralmente com autopreservação, desenvolvimento e reprodução, adaptação, etc., para citar alguns.

Exemplos de homeostase no corpo humano

Alguns exemplos de homeostase são a manutenção da temperatura corporal interna em humanos, a manutenção dos níveis de glicose, a regulação da pressão arterial ou a operação de um termostato.

– Homeostase em humanos

1- Temperatura interna do corpo

A temperatura corporal interna humana é um ótimo exemplo de homeostase. Quando um indivíduo está saudável, sua temperatura corporal é mantida em 37. O corpo pode controlar a temperatura produzindo ou liberando calor.

2- Manutenção dos níveis de glicose

A glicose é um tipo de açúcar encontrado na corrente sanguínea, mas o corpo deve manter níveis adequados de glicose para garantir que uma pessoa permaneça saudável.

Quando os níveis de glicose ficam muito altos, o pâncreas libera um hormônio conhecido como insulina. Se esses níveis caírem muito baixo, o fígado converte novamente o glicogênio no sangue em glicose, elevando os níveis.

3- Funções do sistema linfático

Quando bactérias ou vírus que podem deixá-lo doente entram em seu corpo, o sistema linfático revida para ajudar a manter a homeostase, trabalhando para combater infecções e garantindo que você se mantenha saudável.

4- Regulação da pressão arterial

Manter a pressão sanguínea saudável é um exemplo de homeostase. O coração pode detectar alterações na pressão sanguínea, fazendo com que envie sinais para o cérebro, que então envia sinais que informam ao coração como responder.

Se a pressão sanguínea estiver muito alta, naturalmente o coração deve desacelerar; enquanto que se estiver muito baixo, o coração terá que acelerar.

5- Balanço de ácidos e bases

O corpo de um ser humano contém substâncias químicas conhecidas como ácidos e bases, e é necessário um equilíbrio adequado para que o corpo funcione de maneira ideal. Os pulmões e os rins são dois dos sistemas orgânicos que regulam ácidos e bases do corpo.

6- Nível de água

Mais da metade da porcentagem do peso corporal de um ser humano é água, e manter o equilíbrio hídrico correto é um exemplo de homeostase. Células que contêm muita água incham e podem até explodir.

Células com pouca água podem acabar encolhendo. Seu corpo mantém um equilíbrio hídrico adequado para que nenhuma dessas situações ocorra.

7- Controle de cálcio

A regulação dos níveis de cálcio pelo corpo humano é um exemplo de homeostase. Quando os níveis caem, a paratireóide libera hormônios. Se os níveis de cálcio se tornarem muito altos, a tireóide ajuda a fixar o cálcio nos ossos e reduz os níveis de cálcio no sangue.

8- Exercício físico

O exercício faz com que o corpo mantenha a homeostase enviando lactato aos músculos para obter energia.

Com o tempo, isso também sinaliza ao cérebro que é hora de parar de se exercitar, para que os músculos possam obter o oxigênio de que precisam.

9- Sistema nervoso e respiração

O sistema nervoso ajuda a manter a homeostase nos padrões respiratórios. Como a respiração é involuntária, o sistema nervoso garante que o corpo receba o oxigênio necessário ao respirar.

10 – sistema urinário

Quando as toxinas entram no seu sangue, elas interrompem a homeostase do seu corpo. O corpo humano, no entanto, responde livrando-se dessas toxinas usando o sistema urinário.

Um indivíduo simplesmente urina toxinas e outras coisas desagradáveis ​​do sangue, restaurando a homeostase no corpo humano.

11- Formigamento na pele

Quando você experimenta a sensação de “arrepios”, isso se deve a um processo de homeostase que serve para diminuir a quantidade de calor irradiada pela pele. Foi um processo muito adequado para a pele de nossos ancestrais primitivos, mas continuou apesar da perda de cabelo na maior parte do corpo.

12- tremendo ou tremendo

Quando trememos devido ao frio, é porque o cérebro envia sinais aos músculos para indicar que o nível de temperatura está abaixo do recomendado para a nossa saúde. Ou seja, o tremor do músculo é uma maneira de combater o frio.

13- Vasodilatação e vasoconstrição

A vasodilatação é o alargamento dos capilares sanguíneos para resfriar o sangue e combater o excesso de calor. A vasoconstrição é o oposto, com estreitamento dos capilares para que, em ambientes frios, o calor no sangue possa ser conservado.

– Mecanismos homeostáticos tecnológicos e outros 

11- Termostato

Termostatos que funcionam ativando e desativando aquecedores ou aparelhos de ar condicionado em resposta à saída de um sensor de temperatura.

12- Regulador de velocidade

Um controle de cruzeiro de veículo que ajusta o acelerador de um carro em resposta a mudanças na velocidade.

13- Piloto automático

Um piloto automático que opera os controles de direção de uma aeronave ou navio em resposta ao desvio da rota ou de uma direção de bússola predefinida.

14- Controles nas indústrias

Sistemas de controle de processo em uma planta química ou uma refinaria de petróleo que mantêm níveis de fluido, pressões, temperatura, composição química, etc. controle de aquecedores, bombas e válvulas.

15- Regulador da máquina a vapor

O regulador centrífugo de um motor a vapor que abaixa a válvula do acelerador em resposta ao aumento da velocidade do motor ou abre a válvula se a velocidade cair abaixo da velocidade predeterminada.

16- Homeostase do negócio

Refere-se à capacidade de uma empresa manter seu estado de equilíbrio, combatendo a turbulência interna e externa absorvendo a variedade contextual.

– Homeostase nos animais e no ambiente

Para animais de sangue quente, como mamíferos e aves, a homeostase é uma combinação de processos internos que envolvem hormônios, sistema endócrino e metabolismo.

Por outro lado, para animais de sangue frio, como cobras, que não possuem esses sistemas internos, eles devem confiar em seu ambiente externo para manter a homeostase.

17- Hormônios

Em algumas populações pequenas de mamíferos, como ratos e coelhos, quando seus números aumentam por algum motivo, a superlotação cria um estresse crescente que danifica a glândula tireóide (que produz hormônios essenciais), e grande parte da população simplesmente morre por danos endócrinos ou hormonal.

18- Termorregulação

No ambiente, quando os níveis atmosféricos de dióxido de carbono aumentam, as plantas conseguem crescer melhor e, assim, remover mais dióxido de carbono da atmosfera.

Além disso, vespas e vespas são encontradas na maioria dos ambientes de florestas tropicais, desertos, climas subtropicais e temperados. Eles são capazes de sobreviver em tantas condições diferentes porque são capazes de termorregular a si mesmos e a seus ninhos.

19- Reciclagem de água na selva

As florestas tropicais, através de um sistema de homeostase, mantêm sua capacidade de reciclar água. Por exemplo, a bacia amazônica é cercada ao norte pelas savanas e planícies da Venezuela e ao sul pelas savanas do Brasil.

Se a umidade do Oceano Atlântico fluir diretamente para trás, o ecossistema da Amazônia seria apenas uma pequena fração do seu tamanho atual.

De fato, as árvores gigantes da floresta amazônica bombeiam rapidamente a umidade para o céu, de modo que caem novamente na floresta como chuva, impedindo assim que quantidades significativas de água sejam drenadas para o oceano.

20- Corais e dióxido de carbono

Os pólipos de coral usam dióxido de carbono para formar suas conchas. Isso ajuda a diminuir a quantidade de dióxido de carbono no oceano e é uma maneira de a Terra combater a poluição e trabalhar para recuperar a homeostase.

Com menos corais, o oceano absorve menos dióxido de carbono, deixando mais na atmosfera.

Referências

  1. Bênção W. O tronco cerebral inferior e a homeostase corporal (1997). Nova York: Oxford University Press.
  2. Canhão W. A Sabedoria do Corpo (1932). Nova York: WW Norton.
  3. Kotas M, Medzhitov R. Homeostase, inflamação e suscetibilidade a doenças (2015). Célula.
  4. Riggs D. Teoria de controle e mecanismos de feedback fisiológico (1970). Baltimore: Williams & Wilkins.
  5. Teplyuk N. Homeostase quase perfeita: exemplos de regras de envelhecimento universal que evitam a linha germinativa (2012). Jornal de Bioquímica Celular.
  6. Trefil J. Encyclopedia of science and technology (2001). Nova York: Taylor & Francis Books.
  7. Tyrrel A, Timmis J, Greensted A, Owens N. Evolvable hardware, uma tecnologia fundamental para a homeostase (2007). Nova york.

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