ما هو الاستتباب؟

الاستتباب هو عملية الاستقرار الفسيولوجي للكائن الحي

التوازن

الصورة: جون جاكسون في Unsplash

كلمة الاستتباب مشتق من الراديكاليين اليونانيين هومو (نفس) و ركود (للبقاء) وصاغه الطبيب وعالم وظائف الأعضاء الأمريكي والتر كانون. يستخدم المصطلح للإشارة إلى خاصية الكائن الحي للبقاء في حالة توازن ، بغض النظر عن التغييرات التي تحدث في البيئة الخارجية.

يتم ضمان التوازن من خلال مجموعة من العمليات التي تمنع الاختلافات في فسيولوجيا الكائن الحي. إذا كانت ظروف البيئة الخارجية تتغير باستمرار ، فإن آليات الاستتباب هي التي تضمن أن تكون تأثيرات هذه التغييرات على الكائنات الحية في حدها الأدنى.

آليات الاستتباب

الآليات التي تتحكم في درجة حرارة الجسم ودرجة الحموضة وحجم سوائل الجسم وضغط الدم ومعدل ضربات القلب وتركيز العناصر في الدم هي الأدوات الرئيسية المستخدمة للحفاظ على التوازن الفسيولوجي. بشكل عام ، تعمل هذه الآليات من خلال أ استجابة نفي.

ا استجابة ردود الفعل السلبية أو السلبية هي واحدة من أهم آليات الحفاظ على التوازن. تضمن هذه الآلية تغييرًا معاكسًا فيما يتعلق بالتغيير الأولي ، أي أنها تعمل على تقليل حافز معين ، مما يضمن التوازن المناسب للجسم. يعد تنظيم كمية الجلوكوز في الدم مثالاً على ذلك استجابة نفي.

عندما نأكل ، يرتفع مستوى الجلوكوز في الدم ، مما يحفز إنتاج الأنسولين. يضمن هذا الهرمون أن تمتص الخلايا الجلوكوز وتخزن الفائض منه على شكل جليكوجين ، مما يخفض مستويات السكر في الدم. عندما يحدث انخفاض في مستويات الجلوكوز ، يتوقف إفراز الأنسولين. من ناحية أخرى ، عندما تكون مستويات السكر أقل من المعدل الطبيعي ، يتم إفراز الجلوكاجون. هذا الهرمون ، على عكس الأنسولين ، يطلق الجلوكوز الذي يتم تخزينه على شكل جليكوجين ، مما يزيد من مستويات المادة في الدم. مع ارتفاع مستويات الجلوكوز ، يتوقف إفراز الجلوكاجون.

قسم التوازن

يمكن تقسيم التوازن إلى ثلاث مناطق فرعية: التوازن البيئي ، والتوازن البيولوجي ، والتوازن البشري.

التوازن البيئي

يشير التوازن البيئي إلى التوازن على مستوى الكواكب. وفقًا لفرضية Gaia ، التي وضعها العالم جيمس لوفلوك ، فإن كوكب الأرض هو كائن حي هائل ، قادر على الحصول على الطاقة لعمله ، وتنظيم مناخه ودرجة حرارته ، والقضاء على حطامه ، ومحاربة أمراضه ، أي ، إلى جانب غيره. الكائنات الحية ، الكوكب كائن حي قادر على التنظيم الذاتي.

تشير هذه الفرضية أيضًا إلى أن الكائنات الحية قادرة على تعديل البيئة التي تعيش فيها ، مما يجعلها أكثر ملاءمة لبقائها على قيد الحياة. وبالتالي ، ستكون الأرض كوكبًا تتحكم حياته في الحفاظ على الحياة نفسها من خلال آليات التغذية الراجعة والتفاعلات المختلفة. من وجهة النظر هذه ، يحافظ الكوكب بأكمله على التوازن.

ومن الأمثلة على ذلك تركيز ثاني أكسيد الكربون (CO2) في الغلاف الجوي. بدون وجود كائنات حية ضوئية ، ستكون مستويات ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي مرتفعة للغاية ، مما يحجب وجود الأكسجين وغازات النيتروجين. مع ظهور الكائنات التي تقوم بعملية التمثيل الضوئي ، انخفض تركيز ثاني أكسيد الكربون بشكل كبير ، مما أدى إلى زيادة مستويات الأكسجين وغازات النيتروجين ، مما سمح بظروف مناسبة لظهور الكائنات الحية الأخرى وبقائها على قيد الحياة.

التوازن البيولوجي

التوازن البيولوجي يتوافق مع الحفاظ على البيئة الداخلية ضمن حدود مقبولة. تتكون البيئة الداخلية للكائن الحي أساسًا من سوائل الجسم ، والتي تشمل بلازما الدم والليمفاوية والسوائل الأخرى بين الخلايا وداخلها. يعد الحفاظ على ظروف مستقرة في هذه السوائل أمرًا ضروريًا للكائنات الحية. إذا كانت غير مستقرة ، يمكن أن تكون ضارة بالمادة الجينية.

في مواجهة تنوع معين في البيئة الخارجية ، يمكن أن يكون الكائن الحي منظمًا أو متوافقًا. الهيئات التنظيمية هي تلك التي تستهلك الطاقة للحفاظ على بيئتها الداخلية بنفس الخصائص. الكائنات الملتزمة ، بدورها ، تفضل عدم إنفاق الطاقة للتحكم في بيئتها الداخلية. الحيوانات الماصة للحرارة ، على سبيل المثال ، قادرة على الحفاظ على درجة حرارة أجسامها ثابتة من خلال الآليات الداخلية. من ناحية أخرى ، تحتاج الحيوانات المجهدة للحرارة إلى مصادر حرارة خارجية لرفع درجة حرارة أجسامها والحفاظ عليها ثابتة. لذلك ، يمكن أن تقضي الثدييات فترات طويلة دون التعرض لأشعة الشمس ، بينما تحتاج الزواحف والبرمائيات إلى حرارة البيئة للتدفئة.

التوازن البشري

يتم ضمان التوازن البشري من خلال بعض العمليات الفسيولوجية ، والتي تحدث في الكائنات الحية بطريقة منسقة. الآليات التي تتحكم في درجة حرارة الجسم ، ودرجة الحموضة ، وحجم سوائل الجسم ، وضغط الدم ، ومعدل ضربات القلب ، وتركيز العناصر في الدم هي الأدوات الرئيسية المستخدمة في التحكم الفسيولوجي ، كما ذكرنا أعلاه. إذا كانت هذه العوامل غير متوازنة ، فيمكن أن تؤثر على حدوث التفاعلات الكيميائية الضرورية للحفاظ على الجسم.

التنظيم الحراري هو مثال على آلية فسيولوجية يستخدمها الجسم للحفاظ على ثبات درجة حرارته. عندما نمارس النشاط البدني ، تميل درجة حرارة أجسامنا إلى الارتفاع. ومع ذلك ، يلتقط الجهاز العصبي هذا التغيير ، مما يؤدي إلى إطلاق العرق المسؤول عن تبريد الجسم أثناء تبخره.

استنتاج

يعد الحفاظ على توازن البيئة الداخلية أمرًا ضروريًا للتشغيل السليم للأنظمة التي يتكون منها جسم أي كائن حي. الإنزيمات ، على سبيل المثال ، هي مواد تعمل كمحفزات بيولوجية ، مما يسرع من سرعة التفاعلات المختلفة. لأداء وظيفتهم ، يحتاجون إلى بيئة مناسبة ، مع درجة حرارة ودرجة الحموضة ضمن النطاق الطبيعي. لذلك ، فإن الجسم المتوازن هو الجسم السليم.