Homeostasis คือความสามารถในการรักษาสถานะภายในที่ค่อนข้างมั่นคงซึ่งยังคงมีอยู่แม้จะมีการเปลี่ยนแปลงในโลกภายนอก สิ่งมีชีวิตทั้งหมดตั้งแต่พืชไปจนถึงลูกสุนัขไปจนถึงผู้คนจะต้องควบคุมสภาพแวดล้อมภายในของพวกเขาเพื่อประมวลผลพลังงานและอยู่รอดในที่สุด หากความดันโลหิตของคุณพุ่งสูงขึ้นหรือร่างกายอุณหภูมิยกตัวอย่างเช่นระบบอวัยวะของคุณอาจดิ้นรนเพื่อทำงานและล้มเหลวในที่สุด
ทำไมสภาวะสมดุลจึงมีความสำคัญ?
นักสรีรวิทยาวอลเตอร์แคนนอนประกาศเกียรติคุณคำว่า "สภาวะสมดุล" ในปี ค.ศ. 1920 ขยายงานก่อนหน้าโดย Claude Bernard นักสรีรวิทยาตอนปลาย ในปี 1870 เบอร์นาร์ดอธิบายว่าสิ่งมีชีวิตที่ซับซ้อนจะต้องรักษาสมดุลในสภาพแวดล้อมภายในของพวกเขาหรือ "Milieu Intérieur-- เพื่อที่จะนำไปสู่ "ชีวิตอิสระและเป็นอิสระ" ในโลกที่เกินกว่า Cannon ให้เกียรติแนวคิดและแนะนำสภาวะสมดุลให้กับผู้ชมที่ได้รับความนิยมผ่านหนังสือของเขา "The Wisdom of the Body" (วารสารการแพทย์ของอังกฤษ 2475)
คำจำกัดความพื้นฐานของสภาวะสมดุลพื้นฐานของ Homeostasis ยังคงได้รับการยกย่องว่าเป็นหลักการสำคัญของสรีรวิทยา คำที่มาจากรากกรีกหมายถึง "คล้ายกัน" และ "สถานะของความมั่นคง" คำนำหน้า "homeo" เน้นว่า homeostasis ไม่ทำงานเหมือนเทอร์โมสตัทหรือการควบคุมความเร็วคงที่ในรถยนต์แก้ไขด้วยอุณหภูมิหรือความเร็วที่แม่นยำ Homeostasis มีปัจจัยทางสรีรวิทยาที่สำคัญในช่วงที่ยอมรับได้ ของค่าตามการตรวจสอบในวารสารความอยากอาหาร-
ที่เกี่ยวข้อง:อุณหภูมิร่างกายมนุษย์โดยเฉลี่ยเหมือนกันเสมอหรือไม่?
ที่ร่างกายมนุษย์ยกตัวอย่างเช่นควบคุมความเข้มข้นภายในของไฮโดรเจนแคลเซียมโพแทสเซียมและโซเดียมอนุภาคที่มีประจุซึ่งเซลล์พึ่งพาการทำงานปกติ กระบวนการ Homeostatic ยังรักษาน้ำออกซิเจนค่า pH และน้ำตาลในเลือดระดับเช่นเดียวกับอุณหภูมิร่างกายหลักตามการทบทวนในปี 2558ความก้าวหน้าในการศึกษาสรีรวิทยา-
ในสิ่งมีชีวิตที่มีสุขภาพดีกระบวนการ homeostatic จะคลี่คลายอย่างต่อเนื่องและโดยอัตโนมัติตามนักวิทยาศาสตร์อเมริกัน- หลายระบบมักจะทำงานควบคู่กันเพื่อรักษาปัจจัยทางสรีรวิทยาเพียงอย่างเดียวเช่นอุณหภูมิของร่างกาย หากมาตรการเหล่านี้สะดุดหรือล้มเหลวสิ่งมีชีวิตอาจยอมจำนนต่อโรคหรือแม้แต่ความตาย
วิธีการรักษา homeostasis อย่างไร
ระบบ homeostatic จำนวนมากฟังสัญญาณความทุกข์จากร่างกายเพื่อทราบว่าตัวแปรสำคัญหลุดออกจากช่วงที่เหมาะสม ที่ระบบประสาทตรวจจับการเบี่ยงเบนเหล่านี้และรายงานกลับไปที่ศูนย์ควบคุมซึ่งมักจะอยู่ในสมอง ศูนย์ควบคุมจะนำกล้ามเนื้ออวัยวะและต่อมไปแก้ไขการรบกวน การวนรอบและการปรับเปลี่ยนอย่างต่อเนื่องเรียกว่า "ข้อเสนอแนะเชิงลบ" ตามตำราออนไลน์กายวิภาคศาสตร์และสรีรวิทยา-
ตัวอย่างเช่นร่างกายมนุษย์รักษาอุณหภูมิหลักประมาณ 98.6 องศาฟาเรนไฮต์ (37 องศาเซลเซียส) เมื่อมีความร้อนสูงเกินไปเทอร์โมเซนเซอร์ในผิวหนังและสมองเสียงเตือนภัยเริ่มต้นปฏิกิริยาลูกโซ่ที่นำร่างกายไปสู่เหงื่อและล้างออก เมื่อแช่เย็นร่างกายจะตอบสนองด้วยการสั่นและลดลงการไหลเวียนโลหิตกับผิว ในทำนองเดียวกันเมื่อระดับโซเดียมขัดขวางร่างกายจะส่งสัญญาณไตเพื่ออนุรักษ์น้ำและขับเกลือส่วนเกินในปัสสาวะเข้มข้นการศึกษาที่ได้รับการสนับสนุนจาก NIH-
สัตว์จะปรับพฤติกรรมของพวกเขาในการตอบสนองต่อข้อเสนอแนะเชิงลบ ตัวอย่างเช่น,เมื่อร้อนเกินไปเราอาจหลั่งเสื้อผ้าชั้นหนึ่งย้ายเข้าไปในที่ร่มหรือดื่มน้ำเย็นสักแก้ว
โมเดล Homeostasis ที่ทันสมัย
แนวคิดของข้อเสนอแนะเชิงลบย้อนกลับไปที่คำอธิบายของ Cannon เกี่ยวกับสภาวะสมดุลในช่วงทศวรรษที่ 1920 และเป็นคำอธิบายแรกว่า Homeostasis ทำงานอย่างไร แต่ในช่วงไม่กี่ทศวรรษที่ผ่านมานักวิทยาศาสตร์หลายคนแย้งว่าสิ่งมีชีวิตสามารถคาดการณ์การหยุดชะงักที่อาจเกิดขึ้นกับสภาวะสมดุลแทนที่จะเป็นเพียงการตอบสนองต่อพวกเขาหลังจากความจริง
รูปแบบทางเลือกของ Homeostasis ที่รู้จักกันในชื่อ allostasis หมายความว่าจุดชุดในอุดมคติสำหรับตัวแปรเฉพาะสามารถเปลี่ยนในการตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงสิ่งแวดล้อมชั่วคราวตามบทความ 2015 ในบทความในการทบทวนจิตวิทยา- ประเด็นอาจเปลี่ยนไปภายใต้อิทธิพลของจังหวะที่เป็นวงกลมรอบประจำเดือนหรือความผันผวนของอุณหภูมิร่างกายทุกวัน จุดที่กำหนดอาจเปลี่ยนแปลงในการตอบสนองต่อปรากฏการณ์ทางสรีรวิทยาเช่นไข้หรือเพื่อชดเชยกระบวนการ homeostatic หลายครั้งที่เกิดขึ้นในเวลาเดียวกันความก้าวหน้าในการศึกษาสรีรวิทยา-
“ จุดที่กำหนดเองไม่ได้รับการแก้ไข แต่สามารถแสดงความเป็นพลาสติกที่ปรับตัวได้” Art Woods นักชีววิทยาจาก University of Montana ใน Missoula กล่าว "โมเดลนี้ช่วยให้การตอบสนองที่คาดการณ์ล่วงหน้าต่อการรบกวนที่อาจเกิดขึ้นเพื่อกำหนดคะแนน"
ตัวอย่างเช่นในความคาดหมายของมื้ออาหารร่างกายจะหลั่งอินซูลินพิเศษ, ghrelin และฮอร์โมนอื่น ๆรีวิวปี 2550 ในความอยากอาหาร- มาตรการที่ยึดเอาไว้นี้ได้เตรียมร่างกายไว้สำหรับน้ำท่วมที่เข้ามาแคลอรี่แทนที่จะต่อสู้เพื่อควบคุมน้ำตาลในเลือดและร้านค้าพลังงานในการปลุก
ความสามารถในการเปลี่ยนจุดที่กำหนดช่วยให้สัตว์สามารถปรับให้เข้ากับแรงกดดันระยะสั้นได้ แต่อาจล้มเหลวเมื่อเผชิญกับความท้าทายระยะยาวเช่นการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ-
“ การเปิดใช้งานระบบตอบสนอง homeostatic นั้นดีในช่วงเวลาสั้น ๆ ” วูดส์กล่าว แต่พวกเขาไม่ได้ออกแบบมาให้อยู่ได้นาน "ระบบ Homeostatic อาจล้มเหลวอย่างหายนะหากพวกเขาถูกผลักไปไกลเกินไปดังนั้นแม้ว่าระบบอาจสามารถจัดการกับภูมิอากาศนวนิยายระยะสั้นได้ แต่พวกเขาอาจไม่สามารถจัดการกับการเปลี่ยนแปลงที่ใหญ่กว่าได้ในระยะเวลานานขึ้น"
"สมมติฐานข้อมูล" สำหรับสภาวะสมดุล
ระบบ Homeostatic อาจมีการพัฒนาเป็นหลักเพื่อช่วยให้สิ่งมีชีวิตมีการทำงานที่ดีที่สุดในสภาพแวดล้อมและสถานการณ์ที่แตกต่างกัน แต่ตามเรียงความ 2013 ในวารสารแนวโน้มในนิเวศวิทยาและวิวัฒนาการนักวิทยาศาสตร์บางคนตั้งทฤษฎีว่าสภาวะสมดุลเป็นหลักให้ "พื้นหลังที่เงียบสงบ" สำหรับเซลล์เนื้อเยื่อและอวัยวะเพื่อสื่อสารซึ่งกันและกัน ที่ทฤษฎีโพสท่าว่าสภาวะสมดุลทำให้สิ่งมีชีวิตง่ายขึ้นในการสกัดข้อมูลที่สำคัญจากสิ่งแวดล้อมและสัญญาณกระสวยระหว่างส่วนของร่างกาย
โดยไม่คำนึงถึงวัตถุประสงค์ของวิวัฒนาการสภาวะสมดุลได้สร้างการวิจัยในวิทยาศาสตร์เพื่อชีวิตมาเกือบศตวรรษ แม้ว่าส่วนใหญ่จะถูกกล่าวถึงในบริบทของสรีรวิทยาของสัตว์ แต่กระบวนการ homeostatic ยังช่วยให้พืชสามารถจัดการร้านค้าพลังงานเซลล์บำรุงและตอบสนองต่อความท้าทายด้านสิ่งแวดล้อม นอกเหนือจากชีววิทยาสังคมศาสตร์ไซเบอร์เนติกส์วิทยาศาสตร์คอมพิวเตอร์และวิศวกรรมทั้งหมดใช้สภาวะสมดุลเป็นกรอบเพื่อทำความเข้าใจว่าผู้คนและเครื่องจักรรักษาเสถียรภาพได้อย่างไรแม้จะหยุดชะงัก
ทรัพยากรเพิ่มเติม
- ตรวจสอบกราฟิกที่เป็นประโยชน์เกี่ยวกับ Homeostasis จากKhan Academy
- เรียนรู้ว่า Homeostasis ส่งผลกระทบต่อสรีรวิทยาของมนุษย์ด้วยอย่างไรเส้นทางชน
- ดูวิดีโอนี้จากพี่น้องอะมีบาเพื่อเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับข้อเสนอแนะเชิงลบ
