Homéostasie (du grec - homois - signifiant similaire, stase - durée ou état) la capacité unique du système à maintenir la stabilité de l'environnement interne indépendamment de l'influence de facteurs externes. Qu'est-ce que l'homéostasie ? Quelles sont les causes des troubles de l'homéostasie ?

L'homéostasien'est rien d'autre que la capacité du corps à maintenir un équilibre interne relatif. Le maintien de la stabilité interne des fonctions vitales nécessite une surveillance constante des valeurs des paramètres système les plus importants. Le corps humain possède environ un millier de systèmes de contrôle et de régulation différents - et la vie et la santé dépendent souvent de leur bon fonctionnement.

Les facteurs les plus importants sujets à changement et à un contrôle précis comprennent :

  • concentration de produits chimiques dans les fluides corporels (sang ou plasma)
  • pression osmotique,
  • pH des fluides corporels,
  • tension artérielle,
  • volume de liquide corporel,
  • température corporelle (chez les organismes à sang chaud).

Construire une cellule et maintenir l'homéostasie

Tous les systèmes humains participent au maintien d'une bonne homéostasie. Cependant, déjà au niveau de base de la structure cellulaire, les caractéristiques essentielles du maintien de l'homéostasie au niveau global sont parfaitement visibles.

L'un des organites les plus importants nécessaires pour maintenir les paramètres appropriés des fluides et de la pression est la membrane cellulaire qui sépare la cellule de l'environnement extérieur. Il a le soi-disant « Mosaïque liquide », où les protéines flottent dans une double couche de molécules de phospholipides.

Grâce à la structure complexe et polaire, les membranes cellulaires permettent le transport sélectif de diverses substances, qui s'effectue à la fois par diffusion - c'est-à-dire en s'écoulant conformément au gradient de concentration des solutions, mais aussi activement - à travers les protéines.

À son tour, grâce à des protéines réceptrices spéciales à la surface des membranes, il est possible de recevoir des informations de l'extérieur. La réception du signal déclenche une série de réactions à court et à long terme, dont le but est :

  • activation ou désactivation des enzymes,
  • stimulation ou affaiblissement du métabolisme cellulaire,
  • expression des gènes dans le noyau cellulaire (contenant l'information génétique nécessaire à la synthèsenouvelles protéines modifiant le métabolisme cellulaire).

Pour que des cellules et des systèmes entiers restent énergétiquement indépendants, les mitochondries doivent constamment fonctionner.

Ces minuscules organites agissent comme de petites usines énergétiques dans la cellule. Grâce à la structure interne spéciale en forme de peigne des mitochondries, il est possible de réaliser un certain nombre de processus qui composent le soi-disant respiration intracellulaire

Dans ce processus, il est possible de produire de l'énergie à partir de nutriments (dont le glucose). Il est stocké dans l'ATP, qui est le vecteur énergétique universel de la cellule et est utilisé dans des centaines d'autres réactions. Ce processus est sujet à des modifications en fonction de la présence d'oxygène.

Pendant un exercice intense, nos muscles commencent à manquer d'oxygène essentiel - c'est pourquoi les mitochondries "passent" à la respiration anaérobie, où l'acide lactique se forme comme sous-produit.

C'est ce mécanisme qui est responsable de la formation de douleurs douloureuses. Malgré des conditions temporairement défavorables, le corps peut toujours effectuer un travail et répondre aux stimuli.

Cerveau et homéostasie

Le centre principal contrôlant tous les processus du corps est, bien sûr, le cerveau - et plus précisément les centres nerveux du système nerveux central (SNC), qui reçoivent des informations des récepteurs de tout le corps.

Les informations reçues sont principalement traitées dans la partie du cerveau appelée hypothalamus. La réponse à un stimulus spécifique est transmise par le système nerveux autonome (c'est-à-dire le système qui transmet l'influx nerveux aux organes internes) et par les glandes endocrines.

Les transmetteurs chimiques libérés par les terminaisons neuronales (agissant comme des transmetteurs) jouent également un rôle important dans la communication et la régulation de l'équilibre interne.

L'une des réalisations évolutives les plus importantes des organismes à sang chaud était l'indépendance vis-à-vis des changements de température dangereux dans l'environnement habité. Cela est devenu possible grâce au développement du cerveau et à la formation d'un centre de thermorégulation situé dans l'hypothalamus.

Ce fluide agit comme un thermostat sensible qui, en cas de besoin, décide soit d'augmenter la génération de chaleur, soit de limiter les pertes de chaleur. C'est grâce à ce mécanisme que nous ressentons des frissons (c'est-à-dire des contractions des cellules musculaires qui stimulent la production de chaleur dans les muscles squelettiques) ou un rétrécissement des vaisseaux sous-cutanés.

D'autres changements, invisibles à l'œil, régulant la température corporelle, également contrôlés par le centre de thermorégulation sont, par exemple :

  • stimulation du système nerveux sympathique et sécrétion de noradrénaline(accélérant, entre autres, le métabolisme des cellules du tissu adipeux),
  • stimulation de la sécrétion des glandes endocrines (par exemple la libération d'adrénaline qui accélère le métabolisme du glucose),
  • stimulation de la sécrétion des hormones thyroïdiennes

Comme le montre l'exemple du centre de thermorégulation, le contrôle d'un seul paramètre changeant dans notre corps (la température) est un réseau très complexe d'interactions des systèmes nerveux et endocrinien.

L'homéostasie comme effet d'une communication efficace

Dans le système humain, le bon déroulement de presque toutes les fonctions dépend d'une communication efficace entre les cellules et les systèmes - non seulement dans le voisinage immédiat, mais aussi plus loin.

Une telle communication à distance est possible, entre autres en sécrétant des substances chimiques actives dans les fluides corporels (par exemple, le sang ou le liquide céphalo-rachidien). C'est appelé régulation humorale.

Les messagers chimiques comprennent les hormones qui peuvent être produites par les glandes endocrines (comme la glande thyroïde, l'hypophyse ou les glandes surrénales), mais aussi agir localement (comme l'histamine ou les prostaglandines, agissant dans les réactions allergiques) ou dans un tissu donné ( p. ex. sécrétine ou gastrine).

Le rôle clé que jouent les hormones dans le maintien de l'homéostasie dans le corps humain peut être illustré par l'exemple de l'adrénaline - également connue sous le nom d'hormone de la peur, du combat ou de la fuite.

L'adrénaline est produite par la médullosurrénale dans la réponse instantanée de tous les vertébrés à la menace. Ses effets les plus importants incluent :

  • rythme cardiaque plus rapide,
  • augmentation de la tension artérielle,
  • bronchodilatation,
  • dilatation de la pupille,
  • stimulation du système nerveux central,
  • augmentation de la glycémie (en augmentant la dégradation du glycogène dans le foie).

Toutes ces réactions visent à mettre le corps dans un état de "préparation", qui au cours de l'évolution a protégé l'individu de manger ou l'a motivé à s'échapper efficacement.

Feedback dans le maintien de l'homéostasie

Dans les organismes supérieurs, le fonctionnement de certains systèmes est sous le contrôle constant d'autres. Un système de contrôle aussi complexe est la base du maintien de l'homéostasie.

La plupart des processus physiologiques humains sont régulés grâce à la soi-disant Rétroaction. Contrairement au contrôle unidirectionnel (à la fois nerveux et humoral) - où l'information est transmise dans une seule direction entre deux organes, il y a une transmission bidirectionnelle de l'information dans le système de rétroaction.

Dans la boucle de rétroactionrétroaction, l'action d'un organe affecte la stimulation d'un autre, qui à son tour envoie des informations qui inhibent l'activité du premier (rétroaction négative).

La rétroaction négativeest le type le plus courant de régulation des paramètres dans le corps humain. Un exemple d'une telle boucle peut être, par exemple, la sécrétion d'hormones thyroïdiennes.

Les hormones thyroïdiennes (T3 et T4) - en général - augmentent le métabolisme et contrôlent la fonction de la plupart des tissus. Leur fonctionnement est nécessaire au bon fonctionnement de nombreux systèmes et fonctions de notre corps.

Le travail de la glande thyroïde est à son tour régulé par la glande pituitaire et une autre hormone - la thyrotropine (TSH), qui stimule la glande thyroïde à produire des hormones. Avec une concentration accrue de T3 et de T4, la concentration de TSH diminue, tandis qu'avec une déficience de ces deux hormones, la concentration de TSH augmente. Ce type de régulation protège l'organisme contre la production excessive de substances, agissant comme un frein naturel.

Les réactions positivesse produisent beaucoup moins fréquemment et impliquent d'accélérer la production d'un produit spécifique. Un bon exemple d'un tel mécanisme chez les mammifères est par exemple la lactation.

La tétée du sein de la mère par le bébé stimule la production de prolactine, ce qui entraîne une augmentation de la production de lait.

Plus il y a de lait, plus le bébé est disposé à manger, ce qui augmente la production de lait. Lorsque vous arrêtez d'allaiter, votre taux de prolactine diminue et la sécrétion de lait s'arrête.

Quels sont les effets d'une homéostasie perturbée ?

Les exemples décrits de régulations physiologiques assurent non seulement le bon fonctionnement des organes et des systèmes internes. Le maintien de l'homéostasie permet au corps de s'adapter aux changements des conditions de l'environnement.

C'est probablement l'une des principales capacités de l'espèce humaine qui lui a valu un succès évolutif sans précédent au cours des siècles. Des mécanismes de régulation hésitants et dommageables sont la cause la plus fréquente de nombreuses maladies humaines.

Les perturbations des paramètres, dont les valeurs dépasseront certains seuils critiques établis, peuvent entraîner la mort de l'organisme. Bien que chacun de nous ait une prédisposition individuelle à tolérer certains facteurs (qui résultent, entre autres, de conditions génétiques), ces différences interindividuelles sont faibles.

Qu'est-ce qui peut affecter les troubles de l'homéostasie ?

Exemples de tels facteurs :

  • défauts génétiques,
  • malformations congénitales de la structure des organes,
  • pollution de l'environnement,
  • pas d'exercice,
  • régime inapproprié,
  • stress chronique

Bien que surnous n'avons aucune influence sur les conditions génétiques ou les facteurs environnementaux, mais cela vaut la peine de prendre soin du poids corporel, de la forme physique et de la bonne dose de relaxation.

N'oublions pas que notre corps est une sorte de "système de vaisseaux connectés", où l'équilibre de l'ensemble consiste en le bon fonctionnement de tous les systèmes individuels.

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Maladies génétiques