HOMEOSTASIS DEFINERET

Et af de karakteristiske træk ved varmblodede dyr som mennesker er evnen til at opretholde en kropstemperatur, der er forskellig fra omgivelsernes temperatur. Menneskets gennemsnitlige kropstemperatur er 37°C (98,6°F), og kroppen bruger en rimelig mængde energi på at sikre, at denne temperatur forbliver relativt konstant; vi kalder dette setpunktet for kropstemperaturen. Der findes forskellige setpunkter for forskellige systemer i hele kroppen. F.eks. er setpunktet for glukose (blodsukker) 85 mg/dl, og setpunktet for natrium er 142 mmol/L. Kroppen bruger en række organer og organsystemer til at hjælpe med at sikre, at visse variabler forbliver så tæt på deres setpunktværdi som muligt, eller i det mindste inden for et normalt interval. F.eks. har menneskekroppen uden hjælp fra tøj en bemærkelsesværdig evne til at holde kropstemperaturen mellem 98°F og 100°F, selv når den befinder sig i miljøforhold, der varierer fra 68°F til 130°F. Hvordan holder kroppen sig varm ved 68°F og kølig ved 130°F?

For at holde sig varm kan kroppen øge stofskiftet, den kan omdirigere blodgennemstrømningen væk fra overfladen, eller den kan få musklerne til at ryste. Alle disse mekanismer genererer varme. Vi kunne naturligvis også bruge vores højere kognitive evner og tage noget tøj på. For at holde sig afkølet frigiver kroppen vanddråber på hudens overflade og danner sved, som virker for at sprede varmen, når vandet fordamper. Det mest interessante er måske, at sved, rystelser og afledning af blodgennemstrømningen sker automatisk; med andre ord kontrollerer vi dem ikke bevidst, de synes bare at ske. Denne automatiske egenskab ved menneskekroppen til at regulere variabler blev observeret og defineret af Claude Bernard i 1854. I 1926 gav Walter Cannon så denne proces navnet homeostase. Homeostase er som mange andre videnskabelige ord af græsk oprindelse, hvor homeo betyder “lignende eller det samme”, og stasis betyder “at stå stille eller forblive det samme”. Homeostase er således pr. definition kroppens evne til at opretholde relativt stabile indre forhold (det indre miljø), selv om om omverdenen (det ydre miljø) ændrer sig. Det indre miljø defineres som den væske, der omgiver cellerne.

Som det vil blive forklaret, gennemgår menneskekroppen et væld af meget komplekse interaktioner for at opretholde homeostase ved at sikre, at systemerne fungerer til at holde forskellige variabler inden for deres normale intervaller. Disse interaktioner er afgørende for kroppens overlevelse. En manglende evne til at opretholde homøostase kan føre til døden eller til sygdomme som f.eks. diabetes, dehydrering, hypertermi og endda allergiske reaktioner.

HOMEOSTATISKE KONTROLSYSTEMER

For at forklare, hvordan homøostase fungerer, skal vi gennemgå de ændringer, der sker for at opretholde kropstemperaturen. Hvordan ved kroppen, hvornår den skal ryste eller svede? Det første skridt til at genkende en temperaturændring er evnen til at registrere en temperaturændring. I kroppen tilskrives denne funktion til en receptor, som er en type sensor, der overvåger omgivelserne og registrerer ændringer i variabler. Når forhold forårsager en ændring i en variabel, kalder vi dem stimuli. Når en receptor registrerer en ændring, meddeler den derefter denne ændring til et kontrolcenter. Kontrolcentrene er placeret i hele kroppen, ofte i hjernen, og de er ansvarlige for at bestemme setpunktet og den rette fremgangsmåde til at korrigere afvigelser fra setpunktet. Kontrolcentrene dikterer en fremgangsmåde ved at kommunikere med effektorer. En effektor leverer midlerne til at korrigere afvigelsen. Hvad angår temperaturregulering, er kontrolcentret placeret i hypothalamus, et lille område i hjernen, og effektorerne omfatter skeletmuskulaturen (rysten), svedkirtlerne (svedtendens) og blodkarrene. Det er også interessant, at menneskekroppen kan ændre et setpunkt for en bestemt variabel. Denne ændring er generelt midlertidig og gavnlig. F.eks. kan setpunktet for kropstemperaturen ændres til en højere værdi som reaktion på infektioner, hvilket kaldes feber. Denne temperaturstigning hjælper immunsystemet med at eliminere patogenet.

En væsentlig komponent i homøostase er kommunikation. Kommunikation i kroppen foregår primært gennem to systemer: nervesystemet og det endokrine system. Uanset hvilket system der anvendes, betegnes det som en afferent vej, hvis kommunikationen strømmer mod kontrolcentret fra receptoren. Hvis informationen strømmer fra kontrolcentret til effektoren, kaldes det en efferent vej. Tilsammen udgør receptoren, den afferente vej, kontrolcentret, den efferente vej og effektoren et homøostatisk kontrolsystem. I det væsentlige er alle kroppens organer og væv en del af de homøostatiske kontrolsystemer og udfører funktioner, der bidrager til at opretholde kroppens indre miljø.

Billedet er ændret fra offentligt tilgængelige billeder af hjerne og hud. Andre elementer i frihånd af JS på BYU-I 2013.

1. Receptorer i huden og hjernen kan registrere temperaturen.

2. Oplysninger om temperaturen sendes gennem afferente neuroner til kontrolcentret. Kontrolcentret er i denne historie hypothalamus (grøn prik i hjernebilledet).

3. Hypothalamus vurderer, hvor temperaturen er i forhold til setpunktet (98,6). Hypothalamus sender derefter et signal gennem efferente neuroner til huden og muskelvævet.

4. Huden og muskelvævet er effektorer. Hvis kontrolcentret konstaterer, at kroppens temperatur er over setpunktet, udvides blodkarrene i huden, så der kommer mere blod tættere på kroppens overflade. Svedkirtlerne i huden producerer mere vandig sved, som vil blive udskilt på hudens overflade og give mulighed for varmeafgivelse, når vandet fordamper. Hvis kontrolcentret konstaterer, at kroppens temperatur er under det indstillede punkt, snævres blodkarrene i huden ind for at holde det varme blod mod kroppens kerne. Desuden ophører svedkirtlerne med at producere sved. Musklerne er en anden effektor, når det er koldt. Musklerne begynder at ryste, hvilket producerer varme i kroppen.

**Du kan bruge knapperne nedenfor til at gå til næste eller forrige læsning i dette modul**