Τα 20 καλύτερα παραδείγματα ομοιόστασης

Μερικά από τα παραδείγματα ομοιόστασης είναι η διατήρηση της εσωτερικής θερμοκρασίας του σώματος στους ανθρώπους ή ενός θερμοστάτη, στην τεχνολογία.

Η ομοιόσταση αναφέρεται στην ικανότητα ενός οργανισμού ή περιβάλλοντος να διατηρεί σταθερότητα παρά τις αλλαγές. Είναι ένα σημαντικό χαρακτηριστικό των ζωντανών όντων δεδομένου ότι η διατήρηση ενός σταθερού εσωτερικού περιβάλλοντος απαιτεί συνεχείς προσαρμογές καθώς οι συνθήκες αλλάζουν μέσα και έξω από το κελί.

Η ομοιόσταση μπορεί να θεωρηθεί ως δυναμική ισορροπία παρά ως σταθερή και αμετάβλητη κατάσταση. Ο στόχος της ομοιόστασης είναι η διατήρηση ισορροπίας γύρω από μια τιμή που ονομάζεται σημείο αναφοράς.

Συνήθως εμφανίζονται κανονικές διακυμάνσεις από αυτό το σημείο αναφοράς, αλλά τα συστήματα σώματος συνήθως προσπαθούν να επιστρέψουν σε αυτό το σημείο. 

Μια αλλαγή στο εσωτερικό ή το εξωτερικό περιβάλλον ονομάζεται ερέθισμα και ανιχνεύεται από έναν δέκτη, η απόκριση του συστήματος είναι να προσαρμόσει την παράμετρο απόκλισης στο σημείο αναφοράς.

Για παράδειγμα, εάν το σώμα γίνει πολύ ζεστό, γίνονται ρυθμίσεις για να το ψύξετε. Εάν η γλυκόζη του αίματος αυξάνεται μετά από ένα γεύμα, γίνονται προσαρμογές για τη μείωση του επιπέδου γλυκόζης στο αίμα για να ληφθεί το θρεπτικό συστατικό στους ιστούς που το χρειάζονται ή για να το αποθηκεύσετε για μελλοντική χρήση.

Ομοιοστατική ανισορροπία μπορεί να οδηγήσει σε μια κατάσταση ασθένειας που μπορεί να προκληθεί με δύο τρόπους: ελλείψεις (τα κύτταρα δεν παίρνουν ό, τι χρειάζονται) ή τοξικότητα (τα κύτταρα γίνονται δηλητηριασμένα). Όταν διακόπτεται η ομοιόσταση, το σώμα μπορεί να διορθώσει ή να επιδεινώσει το πρόβλημα με εσωτερικές και εξωτερικές επιδράσεις.

Παραδείγματα ομοιοστασίας στο ανθρώπινο σώμα

1 - Εσωτερική θερμοκρασία σώματος

Η εσωτερική θερμοκρασία του σώματος των ανθρώπων είναι ένα μεγάλο παράδειγμα της ομοιόστασης. Όταν ένα άτομο είναι υγιές, η θερμοκρασία του σώματος παραμένει στα 37º. Το σώμα μπορεί να ελέγξει τη θερμοκρασία κάνοντας ή απελευθερώνοντας θερμότητα.

2- Συντήρηση των επιπέδων γλυκόζης

Η γλυκόζη είναι ένας τύπος ζάχαρης που βρίσκεται στην κυκλοφορία του αίματος, αλλά ο οργανισμός πρέπει να διατηρεί επαρκή επίπεδα γλυκόζης για να βεβαιωθεί ότι το άτομο παραμένει υγιές.

Όταν τα επίπεδα γλυκόζης αυξάνονται πολύ υψηλά, το πάγκρεας απελευθερώνει μια ορμόνη γνωστή ως ινσουλίνη. Εάν αυτά τα επίπεδα πέσουν πολύ χαμηλά, το ήπαρ μετατρέπει το γλυκογόνο στο αίμα σε γλυκόζη πάλι, αυξάνοντας τα επίπεδα.

3- Λειτουργίες του λεμφικού συστήματος

Όταν τα βακτήρια ή ιούς που μπορούν να εισέλθουν στο σώμα σας άρρωστο, το λεμφικό σύστημα αντεπιθέσεις για να βοηθήσει στη διατήρηση της ομοιόστασης, που εργάζονται για την καταπολέμηση της λοίμωξης και να διασφαλίσουμε ότι ακολουθείτε υγιεινή.

4- Ρύθμιση της αρτηριακής πίεσης

Η διατήρηση της υγιούς αρτηριακής πίεσης είναι ένα παράδειγμα ομοιοστασίας. Η καρδιά μπορεί να ανιχνεύσει αλλαγές στην πίεση του αίματος, οι οποίες στέλνουν σήματα στον εγκέφαλο, οι οποίες στη συνέχεια στέλνουν σήματα που λένε στην καρδιά πώς να ανταποκρίνεται.

Εάν η αρτηριακή πίεση είναι πολύ υψηλή, φυσικά η καρδιά πρέπει να επιβραδύνεται. ενώ αν είναι πολύ χαμηλή, η καρδιά θα πρέπει να επιταχυνθεί.

5- Ισορροπία οξέων και βάσεων

Ένα ανθρώπινο σώμα περιέχει χημικές ουσίες γνωστές ως οξέα και βάσεις και μια επαρκής ισορροπία αυτών είναι απαραίτητη για να λειτουργεί σωστά το σώμα. Οι πνεύμονες και τα νεφρά είναι δύο από τα συστήματα οργάνων που ρυθμίζουν τα οξέα και τις βάσεις μέσα στο σώμα.

6- Επίπεδο νερού

Περισσότερο από το ήμισυ του σωματικού βάρους του ανθρώπινου όντος είναι το νερό και η διατήρηση της σωστής ισορροπίας του νερού είναι ένα παράδειγμα ομοιόστασης. Τα κύτταρα που περιέχουν πάρα πολύ νερό, διογκώνονται και μπορεί ακόμη και να εκραγούν.

Τα κύτταρα με πολύ λίγο νερό μπορεί να καταλήξουν να συρρικνώνονται. Το σώμα σας διατηρεί μια επαρκή ισορροπία νερού, έτσι ώστε να μην συμβεί καμία από αυτές τις καταστάσεις.

7. Έλεγχος ασβεστίου

Η ρύθμιση των επιπέδων ασβεστίου από το ανθρώπινο σώμα είναι ένα παράδειγμα ομοιόστασης. Όταν μειώνονται τα επίπεδα, το παραθυρεοειδές απελευθερώνει ορμόνες. Εάν τα επίπεδα ασβεστίου είναι πολύ υψηλά, ο θυρεοειδής βοηθά στην αποκατάσταση του ασβεστίου στα οστά και μειώνει τα επίπεδα ασβεστίου στο αίμα.

8- Φυσική άσκηση

Η άσκηση κάνει το σώμα να διατηρεί την ομοιοστασία στέλνοντας γαλακτικό στους μυς για να τους δώσει ενέργεια.

Με την πάροδο του χρόνου, αυτό επίσης σηματοδοτεί στον εγκέφαλο ότι είναι καιρός να σταματήσει η άσκηση, έτσι ώστε οι μύες να μπορούν να πάρουν το οξυγόνο που χρειάζονται.

9- Νευρικό σύστημα και αναπνοή

Το νευρικό σύστημα βοηθά στη διατήρηση της ομοιόστασης σε αναπνευστικά μοτίβα. Επειδή η αναπνοή είναι ακούσια, το νευρικό σύστημα εξασφαλίζει ότι το σώμα λαμβάνει το απαραίτητο οξυγόνο με αναπνοή.

10- Ουροποιητικό σύστημα

Όταν οι τοξίνες εισέρχονται στο αίμα σας, διακόπτουν την ομοιόσταση του σώματός σας. Το ανθρώπινο σώμα, όμως, αποκρίνεται με το να απαλλαγούμε από αυτές τις τοξίνες χρησιμοποιώντας το ουροποιητικό σύστημα.

Ένα άτομο απλά ούρωνει τοξίνες και άλλα δυσάρεστα πράγματα από το αίμα, αποκαθιστώντας την ομοιόσταση στο ανθρώπινο σώμα.

Τεχνολογικοί ομοιοστατικοί μηχανισμοί και άλλοι 

11- Θερμοστάτης

Οι θερμοστάτες που λειτουργούν με την ενεργοποίηση και απενεργοποίηση των θερμαντήρων ή των κλιματιστικών σε απόκριση της εξόδου ενός αισθητήρα θερμοκρασίας.

12- Ρυθμιστής ταχύτητας

Αυτόματο σύστημα διεύθυνσης οχήματος που ρυθμίζει το γκάζι ενός αυτοκινήτου σε απόκριση αλλαγών στην ταχύτητα.

13- Αυτόματος πιλότος

Ένας αυτόματος πιλότος που χειρίζεται τα χειριστήρια διεύθυνσης ενός αεροσκάφους ή πλοίου σε απόκριση της απόκλισης της διαδρομής ή μιας προρυθμισμένης κεφαλίδας πυξίδας.

14- Έλεγχοι στις βιομηχανίες

Τα συστήματα ελέγχου της διαδικασίας σε χημικό εργοστάσιο ή διυλιστήριο πετρελαίου που διατηρούν τα επίπεδα υγρών, πιέσεων, θερμοκρασίας, χημικής σύνθεσης κλπ. ελέγχοντας θερμαντήρες, αντλίες και βαλβίδες.

15- Ρυθμιστής μηχανήματος ατμού

Ο φυγοκεντρικός ρυθμιστής ατμομηχανής που μειώνει τη βαλβίδα πεταλούδας σε απόκριση της αύξησης των στροφών του κινητήρα ή ανοίγει τη βαλβίδα εάν η ταχύτητα πέσει κάτω από την προκαθορισμένη ταχύτητα.

16- Ομοιοστασία επιχειρήσεων

Αναφέρεται στην ικανότητα μιας εταιρείας να διατηρεί την κατάσταση ισορροπίας της, αντισταθμίζοντας την εσωτερική και την εξωτερική αναταραχή απορροφώντας την συμφραζόμενη ποικιλία.

Ομοιοστασία στα ζώα και το περιβάλλον

Για τα θερμόαιμα ζώα όπως τα θηλαστικά και τα πτηνά, η ομοιόσταση είναι ένας συνδυασμός εσωτερικών διαδικασιών που περιλαμβάνουν ορμόνες, ενδοκρινικό σύστημα και μεταβολισμό.

Από την άλλη πλευρά, για τα ψυχρόαιμα ζώα, όπως τα φίδια, τα οποία δεν διαθέτουν τέτοια εσωτερικά συστήματα, πρέπει να βασίζονται στο εξωτερικό τους περιβάλλον για να διατηρούν την ομοιόσταση.

17- Ορμόνες

Σε ορισμένους πληθυσμούς μικρών θηλαστικών, όπως ποντίκια και κουνέλια, όταν αυξάνεται ο αριθμός τους, για κάποιο λόγο, ο συνωστισμός δημιουργεί μια αυξανόμενη πίεση που καταστρέφει το θυρεοειδή αδένα (η οποία παράγει ουσιαστικό ορμόνες) και ένα μεγάλο μέρος του πληθυσμού απλά πεθαίνουν από ενδοκρινείς βλάβες ή ορμονική.

18- Θερμορύθμιση

Στο περιβάλλον, όταν αυξάνονται τα επίπεδα του διοξειδίου του άνθρακα στην ατμόσφαιρα, τα φυτά μπορούν να αναπτυχθούν καλύτερα και έτσι να απομακρύνουν περισσότερο διοξείδιο του άνθρακα από την ατμόσφαιρα.

Επίσης, οι σφήκες και οι σφήκες βρίσκονται στα περισσότερα περιβάλλοντα από τροπικά δάση, ερήμους, υποτροπικά και εύκρατα κλίματα. Είναι σε θέση να επιβιώσουν σε τόσες πολλές διαφορετικές συνθήκες επειδή είναι σε θέση να θερμορυθμίσουν τους εαυτούς τους και τις φωλιές τους.

19- Ανακύκλωση νερού στη ζούγκλα

Τα τροπικά δάση μέσω ενός συστήματος ομοιόστασης διατηρούν την ικανότητά τους να ανακυκλώνουν το νερό. Για παράδειγμα, η λεκάνη του Αμαζονίου περιβάλλεται στα βόρεια από τις σαβάνες και τις πεδιάδες της Βενεζουέλας και στα νότια από τις σαβάνες της Βραζιλίας.

Εάν η υγρασία από τον Ατλαντικό Ωκεανό θα έρευε απευθείας προς τα πίσω, το οικοσύστημα του Αμαζονίου θα ήταν μόνο ένα μικρό κλάσμα του σημερινού μεγέθους του.

Στην πραγματικότητα, οι γιγάντια δέντρα του δάσους του Αμαζονίου αντλείται γρήγορα την υγρασία στον ουρανό, που πέφτει πίσω επάνω ζούγκλα όπως βροχή, εμποδίζοντας έτσι σημαντικές ποσότητες νερού να στραγγίξει μακριά στον ωκεανό.

20- Κοράλλια και διοξείδιο του άνθρακα

Οι πολύποδες των κοραλλιών χρησιμοποιούν διοξείδιο του άνθρακα για να σχηματίσουν τα κελύφη τους. Αυτό βοηθά στη μείωση της ποσότητας διοξειδίου του άνθρακα στον ωκεανό και είναι ένας τρόπος με τον οποίο η Γη καταπολεμά τη ρύπανση και εργάζεται για να ανακτήσει την ομοιόσταση.

Με λιγότερα κοράλλια, ο ωκεανός απορροφά λιγότερο διοξείδιο του άνθρακα, αφήνοντας περισσότερο στην ατμόσφαιρα.

Αναφορές

1. Ευλογία W. Το κατώτερο εγκεφαλικό επεισόδιο και η σωματική ομοιόσταση (1997). Νέα Υόρκη: Πανεπιστημιακός Τύπος της Oxford.
2. Cannon W. Η σοφία του σώματος (1932). Νέα Υόρκη: W. W. Norton.
3. Kotas M, Medzhitov R. Ομοιοστασία, φλεγμονή και ευαισθησία στην ασθένεια (2015). Cell.
4. Riggs D. Θεωρία ελέγχου και μηχανισμοί φυσιολογικής ανάδρασης (1970). Βαλτιμόρη: Ουίλιαμς & Γουίλκινς.
5. Teplyuk N. Απόλυτη ομοιοστασία: παραδείγματα παγκόσμιων κανόνων για τη γήρανση που ξεφεύγουν από τη γενετική γραμμή (2012). Journal of Cellular Biochemistry.
6. Trefil J. Εγκυκλοπαίδεια της επιστήμης και της τεχνολογίας (2001). Νέα Υόρκη: Taylor & Francis Books.
7. Tyrrel Α, Timmis J, Greensted Α, Owens Ν. Εξέλιξη υλικού, βασική τεχνολογία για ομοιοστασία (2007). Νέα Υόρκη.