Factorii de mediu sunt caracteristici ale mediului extern care au un impact direct asupra organismului nostru. Uneori, alterarea unora dintre acești parametri (cum ar fi temperatura sau umiditatea) poate afecta negativ organismele, deteriorând și perturbând executarea funcțiilor fiziologice. Este important ca animalele să poată avea control asupra acestor factori, pentru a menține un anumit grad de constanță și stabilitate în organism.

Câteva activități regulate, cum ar fi băutul sau transpirația, ajută la obținerea acestei stabilități, dar există o serie de mecanisme extrem de complexe implicate în reglarea organismului. Continuați să citiți pentru a afla despre importanța mecanismelor homeostatice, care se ocupă de menținerea unei stări de stabilitate a condițiilor interne.

Importanța menținerii unui mediu intern constant

Celulele care formează organele și țesuturile animalelor sunt scufundate într-un mediu lichid, un compartiment fluid pe care Claude Bernard, părintele fiziologiei moderne, l-a numit “mediu intern”. Mediul intern se referă, în principal, la lichidul extracelular (ECF), o secțiune care separă sângele de celule, care este, la rândul său, compus din lichidul interstițial, lichidul plasmatic și limfa, lichide care sunt cruciale în îndeplinirea funcțiilor fiziologice.

Prin cercetarea mamiferelor, Bernard a descoperit că acest mediu intern a rămas considerabil de constant, chiar și atunci când au existat fluctuații ale parametrilor externi; variația mai multor factori de mediu, cum ar fi temperatura sau presiunea ambientală, nu a provocat un dezechilibru în compoziția și proprietățile mediului intern, care a rămas stabil.

Descoperirea constanței mediului intern a fost extrem de semnificativă, deoarece a permis cercetătorilor să ajungă la concluzia că animalele care au fost capabile să-și regleze mediul intern au fost, de asemenea, capabile să exploateze o varietate mai mare de habitate potențiale. Această revelație i-a permis lui Bernard să formuleze una dintre cele mai faimoase afirmații ale sale: “constanța mediului intern este condiția pentru o viață liberă și independentă”, ceea ce înseamnă că acele ființe care sunt capabile să mențină constanța mediului intern pot fi considerate un organism independent de mediu. În orice caz, și pentru ca acest lucru să se întâmple, este implicat un mecanism cunoscut sub numele de homeostazie.

Ce este homeostazia?

Termenul “homeostazie” a fost inventat de fiziologul american Walter Cannon și este legat de noțiunea lui Bernard de stabilitate fiziologică a mediului intern. În 1932, Cannon a definit homeostazia ca fiind seria de procese fiziologice care sunt implicate în reglarea și menținerea stării unui organism în fața oricărei perturbări. Este important de reținut că principalii factori destabilizatori ai mediului intern sunt parametrii de mediu și însuși metabolismul celular.

Procesele homeostatice implică o serie de senzori interni (receptori senzoriali) care pot detecta orice fel de abatere de la o stare fiziologică optimă și, în același timp, să inițieze acțiunile adecvate pentru a corecta aceste alterări. Această stare optimă poate fi menținută

Această stare optimă poate fi menținută prin set point, adică printr-o valoare de referință adecvată pentru fiecare specie: atunci când o perturbare (vibrații, radiații…) este percepută de către receptorii senzoriali, organismul verifică această valoare de referință și setează mecanismele homeostatice adecvate, care acționează în consecință pentru a menține acea valoare. Homeostazia include atât mecanisme fiziologice, cât și etologice: transpirație, gâfâială (termoreglare fiziologică), ocultație, blană (răspunsuri etologice la frig) etc. Pe scurt, mecanismele homeostatice sunt esențiale pentru animale, deoarece acestea reglează și mențin organismul în condiții optime, chiar și atunci când se confruntă cu adversități. De exemplu, s-a dovedit că, la unele rozătoare, nivelul zahărului din sânge rămâne constant, chiar și atunci când acestea nu au acces la hrană.

Metodele de reglare homeostatică

Două mecanisme homeostatice diferite se ocupă de menținerea stabilității mediului intern.

Homeostazia reactivă

Homeostazia reactivă este un răspuns direct la modificările care au loc în mediul intern (o variație a pH-ului, de exemplu); adică apare atunci când un parametru intern al organismului este supus unei variații care trebuie corectată. Un exemplu de homeostazie reactivă este momentul în care un animal bea ca răspuns la o deshidratare cauzată de o gâfâială excesivă sau de o transpirație abundentă.

Homeostazia predictivă

Mecanismele interne oscilante acționează ca adevărate cronometre, care pot pregăti în avans un răspuns fiziologic la schimbările mediului extern. Această pregătire anticipată este cunoscută sub numele de “homeostazie predictivă”, termen propus de Martin Moore-Ede.

Homeostazia predictivă este un răspuns la schimbările din mediul extern. Ea este anticipativă, ceea ce înseamnă că permite să prevadă apariția unui stimul de mediu și să anticipeze un răspuns adecvat la orice perturbare care va devia valoarea de referință sau punctul de referință. Acest model de homeostazie afectează, de asemenea, sistemul circadian, care, conștient de perturbare, permite devierea valorii de referință, astfel încât organismul trebuie să se regleze pornind de la această nouă valoare de referință modificată (răspunsul adaptativ acționează în raport cu noua valoare de referință).

Câteva tipuri de maimuțe oferă un exemplu interesant de homeostazie predictivă: acest grup de păsări consumă adesea un mineral de argilă numit “caolin”, care acționează ca un medicament natural care previne eventualele intoxicații prin ingestia de semințe. Un alt exemplu ar fi reducerea consumului de hrană de către animalele care sunt deshidratate, pentru a evita pierderea apei prin excreție.

Tipurile de organisme și mecanismele lor de reglare

Există diferite tipuri de organisme, în funcție de mecanismele de reglare pe care le folosesc. În general, putem spune că, pe măsură ce urcăm pe scara evoluției, capacitatea de a menține stabilitatea mediului intern va fi din ce în ce mai eficientă, ceea ce face ca procesul de homeostazie să fie din ce în ce mai sofisticat.

Organismele conforme

Speciile conforme sunt influențate de factorii externi, astfel încât organismul își adaptează treptat parametrii interni la parametrii de mediu, grație flexibilității enzimelor sale. Organismele conformiste au un avantaj: nu trebuie să investească atât de multă energie pentru a menține stabile caracteristicile interne. Cu toate acestea, posibilitățile de viață liberă sunt limitate, deoarece celulele interne sunt supuse modificărilor condițiilor externe.

Aceste organisme își pot îndeplini funcțiile în mod satisfăcător doar într-o marjă îngustă de parametri, în timp ce, în afara acestei marje, ele încearcă pur și simplu să supraviețuiască. În general, conformerii tolerează variații mari ale parametrilor mediului lor intern.

Organismele regulatoare

Organismele regulatoare mențin condițiile mediului lor intern stabile, în limite înguste, în fața variației condițiilor mediului extern. Spre deosebire de organisme conforme, celulele regulatoare funcționează independent de mediul extern, tolerând modificări extinse ale caracteristicilor acestuia. Mecanismele care fac posibil acest lucru consumă multă energie. Mamiferele, de exemplu, sunt organisme reglatoare.

Traducerea de Carlos Heras

.