De term homeostase komt uit het Grieks en betekent evenwicht. Het verwijst naar een proces dat dient om een evenwicht te behouden binnen dynamische systemen. In het menselijk lichaam handhaaft homeostase de interne omgeving. Voorbeelden van homeostatische processen zijn onder meer thermoregulatie of regulering van bloed glucose levels.
Wat is homeostase?
De term homeostase verwijst naar een proces dat dient om een evenwicht te bewaren binnen dynamische systemen. In het menselijk lichaam handhaaft homeostase de interne omgeving. Alle regulerende processen in het lichaam streven naar evenwicht. Evenwichtstoestanden zijn de basis voor vele functies van organen en voor de overlevingskansen van het hele organisme. Homeostase in het lichaam wordt in stand gehouden door mechanismen zoals regulerende circuits of redundanties. Met deze mechanismen krijgt het lichaam het vermogen om zichzelf te reguleren. Het doel van homeostase kan het handhaven van evenwicht zijn binnen een enkele cel, binnen celassemblages, een orgaan of het hele organisme. Hier kunnen de onderhoudsprocessen betrekking hebben op anatomische structuren, chemische of fysische processen, of zelfs wiskundige omstandigheden, zoals het aantal cellen in een bepaalde structuur.
Functie en taak
In veel gevallen wordt homeostase gehandhaafd door regulerende systemen met negatieve feedback. Hierbij wordt eerst een streefwaarde bepaald. Dit is de waarde die optimale omstandigheden garandeert voor veiligheid, overleving en welzijn. Een sensor, die de hypofyse of de hypothalamusvergelijkt bijvoorbeeld de huidige waarde met de doelwaarde. Als er een discrepantie tussen de streefwaarde en de werkelijke waarde wordt gedetecteerd, start een regelproces. Dit eindigt doorgaans pas als de discrepantie tussen de twee waarden is verdwenen. Een voorbeeld van een dergelijk systeem met negatieve feedback is thermoregulatie. De streefwaarde van de lichaamstemperatuur ligt meestal tussen 36.5 en 37 ° C. De huidige lichaamstemperatuur wordt geregistreerd door zogenaamde thermoreceptoren in de hypothalamus in de hersenen Bij afwijkingen van de gewenste temperatuur kan de hypothalamus kan initiëren maatregelen om de temperatuur in de gewenste richting te brengen. Het kan bijvoorbeeld zweten of rillingen veroorzaken door de bloed schepen Ook kan de hypothalamus ervoor zorgen dat een persoon zich warmer of kouder kleedt of van zon naar schaduw gaat. Vergelijkbare homeostaseprocessen bestaan voor tal van functies van het lichaam. Wanneer bloed suiker druppels, het hongergevoel volgt relatief snel; als het zoutgehalte van het bloed te hoog is, krijgt de persoon dorst. Slaapregulatie is ook gebaseerd op een homeostatisch proces. Slaapduur en slaapintensiteit worden enerzijds gereguleerd door circadiane ritmiek en anderzijds door homeostatische slaapdruk. Circadiane ritmiek weerspiegelt tot op zekere hoogte de interne klok. Het zorgt ervoor dat we elke dag op ongeveer hetzelfde tijdstip moe zijn. Homeostatische slaapdruk, aan de andere kant, hangt af van eerdere waakzaamheid. Hoe langer en zwaarder de waakfase, hoe hoger de homeostatische slaapdruk. Een van de belangrijkste homeostases van het menselijk lichaam is de homeostase van de hersenen Om ervoor te zorgen dat de omgeving in de hersenen wordt altijd binnen gehouden evenwicht, is er een barrière tussen het bloed circulatie en de centrale zenuwstelsel. Dit heet de bloed-hersenbarrière. De bloed-hersenbarrière beschermt de hersenen tegen pathogenen, hormonen of gifstoffen. Ze kunnen dit filter niet passeren. Andere stoffen, zoals voedingsstoffen, kunnen de bloed-hersenbarrière Dit handhaaft de homeostase in de hersenen.
Ziekten en kwalen
Verstoringen van homeostase leiden tot disfuncties in individuele organen of zelfs in het hele organisme. Veel homeostasestoornissen vinden hun oorsprong in de hypothalamus. Als hier een centrale stoornis optreedt, kan de lichaamstemperatuur permanent te laag of te hoog zijn. Vaak fasen van koorts wisselen af met fasen van hypothermie Patiënten bevriezen bijvoorbeeld overdag en zweten zo veel 's nachts dat ze hun nacht en beddengoed meerdere keren moeten verschonen. Obesitas en eetstoornissen zijn ook vaak gebaseerd op een verstoorde homeostase. Onderzoekers vermoeden dat veel diëten het regulatiesysteem voor verzadiging en honger negatief beïnvloeden totdat normale regulering niet langer mogelijk is. Verstoorde slaaphomeostase veroorzaakt slapeloosheid en moeite om in slaap te vallen. Alcoholin het bijzonder lijkt een belangrijke rol te spelen bij verstoringen van de slaaphomeostase. Alcohol verhoogt de homeostatische slaapdruk, wat betekent dat de behoefte om te slapen toeneemt. Als gevolg hiervan wordt de slaapperiode verschoven en is de slaap niet zo gezond als normaal. Alcohol vermindert dus de kwaliteit van de slaap door de homeostatische druk te verstoren. Homeostase van bloed glucose is belangrijk om te overleven. Hypoglykemie leidt tot verminderde hersenprestaties, toevallen, zweten en, in geval van nood, schokken. hyperglycemia, aan de andere kant, manifesteert zich door ernstige dorst, verdiept ademhaling en later bewusteloosheid. Een storing in de homeostase van bloed glucose kan ook leiden tot een regulerende verstoring van de pH-waarde van het bloed. Het referentiebereik van de pH-waarde bij mensen ligt tussen 7.35 en 7.45. Buiten deze waarden is de homeostase verstoord. Een lagere pH-waarde wordt genoemd acidose (hyperaciditeit), terwijl een hogere pH-waarde wordt aangeduid alkalose De homeostase van de pH-waarde wordt in stand gehouden door de nieren en de longen. Als er een toename is van bepaalde stofwisselingsproducten of als de uitscheidingscapaciteit van de nieren en longen beperkt is, kan dit leiden naar hyperaciditeit of verhoogde pH-waarden. Een homeostasestoornis wordt ook vermoed als oorzaak van Parkinson Dus verstoring van geïoniseerd calcium homeostase lijkt negatieve effecten te hebben op de productie van dopamine. in Parkinson, Een gebrek aan dopamine resulteert in karakteristieke symptomen zoals spierstijfheid, spiertrillingen of posturale instabiliteit. Als de homeostase van de hersenen niet kan worden gehandhaafd als gevolg van stoornissen van de bloed-hersenbarrière, kunnen ziekten zoals hersenvliesontsteking (een ontsteking van de hersenvliezen) Of encefalitis (een ontsteking van de hersenen) optreden. Alcohol, nicotine, en elektromagnetische golven tasten de bloed-hersenbarrière aan en vergroten de vatbaarheid voor neurologische aandoeningen.
