Homeostase: exemplos, mecanismos, funções - Ciência - 2023

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o homeostase É definida como o conjunto de fenômenos de autorregulação que levam à manutenção da "constância" na composição química e nas propriedades físico-químicas do meio interno de um organismo.

A palavra homeostase deriva do grego "oμoιo ", que diz "homos " e o que significa "semelhante" ou "semelhante" e o sufixo “στασισ”, que diz "estase", Que significa" fixo "," permanente "ou" estável ".

O termo não se refere a um equilíbrio ou equilíbrio interno, mas sim à manutenção de uma condição constante, pois um estado de equilíbrio ou equilíbrio em um ser vivo significa morte. Essa constância é ativamente mantida pelo corpo, apesar das mudanças que podem 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 francês significa interno), que representa o que hoje se conhece como fluido extracelular, no qual as células de um organismo são submersas e graças às quais são mantidas vivas.

O estudo da constância do meio interno definido por Bernard é o que hoje conhecemos como fisiologia. A palavra "fisiologia" vem das palavras gregas "Physis" (ϕυsis) Y "logotipo” (λoyo), que significa "natureza, modo de ser, essência ou condição natural" e "o que se diz de algo", respectivamente.

Muitos anos depois, por volta de 1933, foi o fisiologista americano Walter Cannon quem cunhou o termo homeostase para descrever aqueles mecanismos que cada ser vivo possui 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 uma faixa restrita apesar das grandes diferenças entre o corpo e o meio ambiente.

Conceito de homeostase

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

Este chamado "meio interno" corresponde ao fluido extracelular, contido no espaço intersticial (entre a célula e a célula 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), uma vez que todos os organismos vivos precisam de seus corpos para funcionar dentro de uma faixa muito estreita de condições, a saber: pH, temperatura, concentração de íons, quantidade de água, concentração de nutrientes, entre outros.

Alguns autores consideram que "todos os mecanismos vitais, por mais variados que sejam, têm como único objetivo preservar as constantes condições de vida no meio interno", razão pela qual a homeostase define praticamente todas as funções internas de um ser. vivo.

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

Este sistema permite que, quando ocorrerem alterações importantes em algum dos parâmetros acima mencionados, essas alterações sejam rapidamente "neutralizadas", devolvendo o corpo ao seu estado normal.

Assim, a homeostase consiste nos sistemas de resposta do corpo 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 os mecanismos homeostáticos em função do que é regulado, ou seja, das “munições” ou “suprimentos” obtidos do meio externo ou de “processos” intrínsecos.

Homeostase por 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.

- Excesso ou descarga do corpo quando há "excessos intoleráveis"

O armazenamento pode ser de dois tipos, um temporário e outro por segregação. O armazenamento temporário, conhecido como "armazenamento por inundação ou transbordamento", ocorre ao "inundar" os tecidos intersticiais com materiais que foram ingeridos em abundância.

Já o armazenamento por "segregação", que tem a ver com a inclusão do material ingerido dentro das células ou estruturas relativamente "permanentes".

Portanto, a homeostase da regulação da oferta implica no armazenamento de estoques quando há abundância, de modo a aumentar as reservas para enfrentar tempos de escassez, ou a eliminação de excessos, quando estes são tóxicos.

Homeostase por regulação do processo

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

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

Postulados de regulação homeostática

Cannon, em 1925, propôs seis postulados provisórios para descrever os fatores fisiológicos responsáveis pela manutenção da "constância" interna no corpo de um ser vivo:

1- Em um sistema aberto como o corpo de um animal, que é composto de materiais instáveis e que estão permanentemente sujeitos a condições variáveis, "constância" ou homeostase é uma evidência direta de que existem sistemas funcionando ou prontos para funcionar para manter os referidos constância.

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

3- Qualquer fator que atue para manter a homeostase por ação em uma direção não pode atuar simultaneamente na direção oposta.

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

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

6- Quando é conhecido um fator que pode alterar o estado homeostático em uma direção, é razoável buscar um controle automático para aquele fator ou para fatores que tenham efeito contrário.

Funções de homeostase

A principal função da homeostase ou dos mecanismos homeostáticos é manter um “equilíbrio” interno no corpo dos organismos vivos, principalmente 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 muitas vezes consideravelmente diferente das condições do ambiente externo ou do meio ambiente, é essencial para o funcionamento dos sistemas do corpo e, portanto, para a vida em em si, 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 o ser humano possui 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 difiram consideravelmente daqueles que caracterizam a homeostase fisiológica, ambos os processos estão intimamente relacionados.

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

Exemplos de homeostase no corpo humano

Alguns dos exemplos de homeostase Eles são a manutenção da temperatura interna do corpo em humanos, a manutenção dos níveis de glicose, a regulação da pressão arterial ou o funcionamento de um termostato.

- Homeostase em humanos

1- Temperatura corporal interna

A temperatura interna do corpo humano é um ótimo exemplo de homeostase. Quando um indivíduo é saudável, sua temperatura corporal permanece em 37º. O corpo pode controlar a temperatura fazendo 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 a pessoa permaneça saudável.

Quando os níveis de glicose ficam muito altos, o pâncreas libera um hormônio conhecido como insulina. Se esses níveis caírem muito, o fígado converte o glicogênio do sangue em glicose novamente, aumentando os níveis.

3- Funções do sistema linfático

Quando bactérias ou vírus que podem causar doenças entram em seu corpo, o sistema linfático reage para ajudar a manter a homeostase, trabalhando para combater infecções e garantindo que você permaneça saudável.

4- Regulação da pressão arterial

Manter a pressão arterial saudável é um exemplo de homeostase. O coração pode detectar mudanças na pressão sanguínea, fazendo com que ele envie sinais ao cérebro, que então envia sinais que dizem ao coração como responder.

Se a pressão arterial estiver muito alta, naturalmente o coração deve desacelerar; ao passo que se estiver muito baixo, o coração terá que disparar.

5- Equilíbrio de ácidos e bases

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

6- Nível da água

Mais da metade da porcentagem do peso do corpo humano é água, e manter o equilíbrio correto de água é um exemplo de homeostase. As células que contêm muita água incham e podem até explodir.

As células com pouca água podem encolher. Seu corpo mantém um equilíbrio adequado de água 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 ficam muito altos, a tireoide 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 dos 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 sangue, elas perturbam a homeostase do corpo. O corpo humano, entretanto, responde livrando-se dessas toxinas por meio do sistema urinário.

Um indivíduo simplesmente urina toxinas e outras coisas desagradáveis do sangue, restaurando a homeostase do corpo humano.

11- Elevação da pele

Quando você sofre aquela sensação de "arrepio", é devido a um processo de homeostase que serve para reduzir a quantidade de calor irradiado pela pele. Foi um processo muito típico na pele de nossos ancestrais primitivos, mas tem se mantido apesar da queda de cabelo na maior parte do corpo.

12- Tremores ou arrepios

Quando trememos de frio, é porque o cérebro envia sinais aos músculos para nos dizer que o nível de temperatura está abaixo do recomendado para nossa saúde. Ou seja, o tremor do músculo é uma forma de neutralizar 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, sendo o estreitamento dos capilares para que, em ambientes frios, o calor do sangue possa ser conservado.

- Mecanismos homeostáticos tecnológicos e outros

11- Termostato

Termostatos que funcionam ligando e desligando aquecedores ou condicionadores de ar em resposta à saída de um sensor de temperatura.

12- Regulador de velocidade

Veículo de cruzeiro que ajusta a aceleração do carro em resposta às mudanças na velocidade.

13- piloto automático

Um piloto automático que opera os controles de direção de uma aeronave ou embarcação em resposta ao desvio do curso ou de um rumo predefinido da bússola.

14- Controles em indústrias

Sistemas de controle de processo em uma fábrica de produtos químicos ou refinaria de petróleo que mantêm os níveis de fluidos, pressões, temperatura, composição química, etc. controlar aquecedores, bombas e válvulas.

15- Regulador do motor a vapor

O regulador centrífugo de uma máquina a vapor que reduz 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 de negócios

Refere-se à habilidade de uma empresa em manter seu estado de equilíbrio, neutralizando turbulências internas e externas ao absorver a variedade contextual.

- Homeostase em animais e no meio ambiente

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

Por outro lado, para animais de sangue frio como as cobras, que não possuem tais sistemas internos, eles devem contar com seu ambiente externo para manter a homeostase.

17- Hormônios

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

18- Termorregulação

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

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

19- Reciclagem de água na selva

Por meio de um sistema de homeostase, as florestas tropicais 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 fluísse diretamente de volta, o ecossistema amazônico seria apenas uma pequena fração de seu tamanho atual.

Na verdade, as árvores gigantes da floresta tropical amazônica rapidamente bombeiam umidade para o céu, de modo que ela volta para a floresta como chuva, evitando 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 forma da Terra combater a poluição e restaurar a homeostase.

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

Referências

Blessing W. The lower brainstem and bodyostasis (1997). Nova York: Oxford University Press.
Cannon W. A sabedoria do corpo (1932). Nova York: W. W. Norton.
Kotas M, Medzhitov R. Homeostasis, inflamação e suscetibilidade a doenças (2015). Célula.
Riggs D. Teoria de controle e mecanismos de feedback fisiológico (1970). Baltimore: Williams & Wilkins.
Teplyuk N. Homeostase quase perfeita: exemplos de regra universal de envelhecimento da qual a linha germinativa foge (2012). Journal of Cellular Biochemistry.
Trefil J. Enciclopédia de ciência e tecnologia (2001). Nova York: Taylor & Francis Books.
Tyrrel A, Timmis J, Greensted A, Owens N. Hardware evolucionável, uma tecnologia fundamental para a homeostase (2007). Nova york.