هم‌ایستایی
هم‌ایستایی یا هومئوستازی در زیست‌شناسی به معنای حفظ پایداریِ محیط داخلی بدن و ثابت نگه داشتن شرایط فیزیکی و شیمیایی جاندار است. عملکرد بهینه جاندار در گرو این ویژگی است که متغیرهای زیادی از جمله دما و تعادل مایعات بدن را در محدوده‌ای از پیش تعیین شده نگه می‌دارد(محدوده هومئوستاتیک). پی‌اچِ مایعات برون‌سلولی، غلظت یون‌های سدیم، پتاسیم و کلسیم و سطح قند خون نیز بخشی از این متغیرهاست که پیوسته کنترل میشود. جاندار، علی‌رغم تغییرات محیط، نوع رژیم غذایی و مقدار فعالیت بدنی، تعادل متغیرهای بدنش را، هرکدام با یک یا چند سازوکار هومئوستاتیک به‌طوری پایدار حفظ می‌کند که تمام این فرایندهای تنظیمی باهم حیات را تدوام می‌بخشد.
در شرایط بهینه، مقاومت طبیعی در برابر تغییر منجر به هم‌ایستایی میشود که با سازوکارهای تنظیمی زیادی شرایط را به حد تعادل برمی‌گرداند: به طوری که تصور میشود هم‌ایستایی محرک اصلی همه کنش‌های اندامگانی باشد. سازوکارهای کنترلی هومئوستاتیک برای تنظیم متغیرهای ذکر شده همگی از حداقل سه جز وابسته به یکدیگر تشکیل می‌شوند: گیرنده، مرکز کنترل و اثرگذار. گیرنده حسگری است که بر تغییرات محیط، اعم از بیرونی و درونی نظارت می‌کند و به آن پاسخ می‌دهد که از دو نوع دمایی و مکانیکی تشکیل شده‌اند. مرکز تنفس و سامانه رنین-آنژیوتانسین نیز مثال‌هایی از مراکز کنترل هستند و اثرگذار نیز عاملی فعال برای خنثی کردن تغییرات به‌وجود آمده و برگشت به شرایط نرمال است. اثرگذارها در سطح سلولی شامل گیرنده هسته‌ای هستند که از طریق دو روش فراتنظیمی یا فروتنظیمی تغییراتی در بیان ژن ایجاد می‌کنند و درنتیجه یک سازوکار بازخورد منفی راه می‌اندازند. مثال این فرایند تنظیم نمک صفراوی در کبد است.
برخی از مراکز مانند سامانه رنین-آنژیوتانسین تعادل چندین متغیر را کنترل می‌کنند. گیرنده‌ها پس از دریافت اثر متحرک با ایجاد پتانسیل عمل و فرستادن آن به سمت مرکز کنترل، واکنش می‌دهند. مرکز کنترل که حدود بالا و پایین مورد قبول برای یک متغیر خاص، مانند دما، را تعیین می‌کند، بازخورد مناسب را تعیین می‌کند و سیگنال‌هایی به اثرگذار می‌فرستد که می‌تواند فعالیت یک یا چند عضله، اندام یا غده را تحت تاثیر قرار بدهد. با اعمال این تغییرات و بازگشت به شرایط عادی، سازوکار بازخورد منفی ایجاد میشود و گیرنده بیش‌از این نیازی به ایجاد پتانسیل عمل ایجاد ندارد.
پیشینه
در سال ۱۸۴۹، کلود برنارد، فیزیولوژیست فرانسوی، مفهوم تعدیل در محیط داخلی بدن را توصیف کرد و در سال ۱۹۲۶ والتر بردفورد کانن واژه هومئوستازی را برای این مفهوم ابداع کرد. در ۱۹۳۲، جوزف بارکرافت، فیزیولوژیست بریتانیایی، اولین کسی بود که گفت که عملکرد بالاتر مغز مستلزم پایدارترین محیط داخلی است. بنابراین، برای بارکرافت، هومئوستازی نه تنها توسط مغز سازماندهی میشود، بلکه درحقیقت در خدمت مغز است. واژه هومئوستازی یا هم‌ایستایی تقریبا به‌طور منحصری وابسته به حیطه زیست‌شناسی است و اشاره به مفاهیمی دارد که برنارد و کانن پیرامون ثبات محیط داخلی بدن شرح داده‌اند. البته در حیطه تکنولوژی، اصطلاحی به نام سایبرنتیک وجود دارد که به سامانه‌های کنترلی مانند ترموستات گفته میشود و عملکردی مانند سازوکار هم‌ایستایی دارند، اما این سامانه‌ها ساختاری معمولی‌تر و کم‌جزئیات‌تر از مشابه زیست‌شناسی آنها هستند.
جستارهای وابسته
- آپوپتوز
- خودتنظیمی جریان خون مغز
- کرونوبیولوژی
- فرضیه گایا
- اصل لوشاتلیه
- قانون لنز
- اسمز
- زیست‌شناسی سامانه‌ها – مدل‌سازی محاسباتی و ریاضیاتی سامانه‌های زیستی پیچیده
منابع
- ↑ Gordon., Betts, J. Anatomy and physiology. DeSaix, Peter., Johnson, Eddie., Johnson, Jody E., Korol, Oksana., Kruse, Dean H., Poe, Brandon. Houston, Texas. p. 9. ISBN 9781947172043. OCLC 1001472383.
- ↑ Martin, Elizabeth (2008). A dictionary of biology (6th ed.). Oxford: Oxford University Press. pp. 315–316. ISBN 978-0-19-920462-5.
- ↑ Biology Online (27 October 2019). "Homeostasis". Biology Online. Archived from the original on 12 August 2020. Retrieved 27 October 2019.
- ↑ Kalaany, NY; Mangelsdorf, DJ (2006). "LXRS and FXR: the yin and yang of cholesterol and fat metabolism". Annual Review of Physiology. 68: 159–91. doi:10.1146/annurev.physiol.68.033104.152158. PMID 16460270.
- ↑ Marieb EN, Hoehn KN (2009). Essentials of Human Anatomy & Physiology (9th ed.). San Francisco: Pearson/Benjamin Cummings. ISBN 978-0321513427.
- ↑ Cannon, W.B. (1932). The Wisdom of the Body. New York: W. W. Norton. pp. 177–201.
- ↑ Cannon, W. B. (1926). "Physiological regulation of normal states: some tentative postulates concerning biological homeostatics". In A. Pettit (ed.). A Charles Riches amis, ses collègues, ses élèves (به فرانسوی). Paris: Les Éditions Médicales. p. 91.
- ↑ Smith, Gerard P. (2008). "Unacknowledged contributions of Pavlov and Barcroft to Cannon's theory of homeostasis". Appetite (به انگلیسی). 51 (3): 428–432. doi:10.1016/j.appet.2008.07.003. PMID 18675307. S2CID 43088475.
- ↑ Riggs, D.S. (1970). Control theory and physiological feedback mechanisms. Baltimore: Williams & Wilkins.
- ↑ Hall, John (2011). Guyton and Hall textbook of medical physiology (12th ed.). Philadelphia, Pa.: Saunders/bich er. pp. 4–9. ISBN 9781416045748.
- ↑ Milsum, J.H. (1966). Biological control systems analysis. New York: McGraw-Hill.