Controllo omeostatico
Un organismo vivente solitamente può operare in un intervallo di valori ambientali e fisiologici limitato; tale limite è costituito da temperatura, salinità, acidità, presenza di nutrienti, gas specifici etc. Tuttavia, queste condizioni possono essere soggette a rapidi cambiamenti, cosa che richiede agli organismi viventi un repentino adattamento, volontario o involontario necessario alla sopravvivenza.
Gli organismi viventi di solito sono dotati di meccanismi che consentono loro di contrastare gli stimoli interni o esterni che potrebbero costituire un pericolo, per cercare di mantenere il delicato equilibrio della sopravvivenza. Il concetto di continuo ritorno ad uno stato di equilibrio è detto omeostasi.
Ci sono numerosi meccanismi omeostatici in funzione che si occupano di una grande varietà di stimoli e di pericoli, dai più semplici ai più complessi. Possiamo stilare una lista dei principali meccanismi di regolazione omeostatici nel corpo umano:
- Temperatura corporea
- Ph del sangue
- Respirazione e scambio di gas nel sistema respiratorio
- Quantità di liquidi corporei
- Elettroliti (osmoregolazione)
- Pressione sanguigna
- Livelli di calcio
- Nutrimento e digestione
- Regolazione ormonale
- Livelli di glucosio nel sangue
La lista potrebbe continuare a lungo. Una caratteristica principale delle funzioni omeostatiche è la loro struttura: la maggior parte delle volte possiamo distinguere un meccanismo omeostatico di base, che include i sensori, un centro di controllo, gli effettori e i circuiti di feedback.
Quando l'intensità di uno stimolo è maggiore della soglia di tolleranza, il corpo attiverà un meccanismo omeostatico per contrastare quello stimolo. Ad esempio, quando inizi a sentire molto caldo, il tuo corpo comincerà a sudare per rilasciare calore e i tuoi vasi sanguigni si dilateranno per consentire un maggiore afflusso sanguigno alla superficie della pelle e dissipare il calore corporeo. Il corpo raggiunge uno stato di stabilità, che sarà diverso da quello normale a riposo, ma abbastanza stabile da non causare danni irreversibili al corpo. Quando lo stimolo diminuisce o scompare, il sistema omeostatico viene interrotto e il corpo torna allo stato di equilibrio iniziale. Tuttavia, può accadere che l'intensità dello stimolo sia troppo forte o la sua durata sia eccessiva, impedendo così al controllo omeostatico di reagire. In questo caso il corpo solitamente entra in uno stato di shock e di rapida auto-degradazione dal momento che i sistemi collassano uno dopo l'altro.
Oltretutto, tutti questi meccanismi di regolazione omeostatici non operano indipendentemente gli uni dagli altri - alcuni di essi possono influenzare variabili fisiologiche simili (come ad esempio la pressione sanguigna); questo per dire che il corpo deve mantenere un equilibrio tra gli stessi meccanismi di regolazione. La risposta omeostatica alle basse temperatura provoca la contrazione muscolare (brividi) per produrre calore, quindi verrà consumato glucosio dai tessuti muscolari e di conseguenza un altro meccanismo omeostatico dovrà intervenire per regolare i livelli di glucosio nel sangue.