HOMEOSTASIS EXPLAINED

12月 15, 2021

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HOMEOSTASIS DEFINED

人間のような温血動物の特徴の1つは、環境温度と異なる体温を維持する能力である。人間の平均体温は37°C（98.6°F）で、この体温を比較的一定に保つために、身体はかなりのエネルギーを消費しています。体温の設定温度は、体内のさまざまなシステムで異なっています。例えば、グルコース（血糖値）の設定値は85mg/dl、ナトリウムの設定値は142mmol/Lである。身体は様々な臓器や器官系を利用して、特定の変数をできるだけ設定値に近づけるか、少なくとも正常な範囲に保つようにしています。例えば、衣服の助けを借りずに、人体は68°Fから130°Fの環境条件に置かれても、体温という変数を98°Fから100°Fの間に維持する驚くべき能力を持っている。

体を温めるには、代謝を高めたり、血流を表面から遠ざけたり、筋肉を震わせたりする方法があります。これらのメカニズムはすべて熱を発生させます。もちろん、私たちはより高い認知能力を使い、服を着ることもできます。涼しさを保つために、身体は皮膚の表面に水滴を放出して汗を作り、その水分が蒸発するときに熱を放出する働きをする。最も興味深いのは、発汗、震え、血流の転換が自動的に起こることです。つまり、私たちは意識的にコントロールすることなく、ただ起こるべくして起こっているのです。人体が変数を自動的に調節するこの性質は、1854年にクロード・ベルナールによって観察され、定義されました。そして1926年、ウォルター・キャノンはこのプロセスをホメオスタシス（恒常性）と名付けた。ホメオスタシスは、多くの科学用語と同様、ギリシャ語を起源とし、ホメオは「似ている、同じ」、スタシスは「止まっている、同じままである」という意味である。つまり、ホメオスタシスとは、外界（外部環境）が変化しても、体内の状態（内部環境）を比較的安定に保つことができる能力のことです。これから説明するように、人間の身体は非常に複雑な相互作用を数多く行い、さまざまな変数を正常な範囲に保つようにシステムを機能させることで、恒常性を維持しているのです。このような相互作用は、生体の生存に不可欠なものである。ホメオスタシスを維持できないと、糖尿病、脱水、高体温、さらにはアレルギー反応など、死亡や病気につながる可能性があります。

恒常性制御システム

恒常性がどのように機能するかを説明するために、体温を維持するために起こる変化をもう一度見てみましょう。体が震えたり汗をかいたりするタイミングは、どのようにして知るのだろうか。まず、体温の変化を認識する能力が必要です。体内でこの機能を担っているのは、環境を監視し、変数の変化を検出するセンサーの一種である受容体です。ある条件が変数に変化をもたらすことを、私たちは刺激と呼んでいます。受容体は変化を感知すると、その変化を制御中枢に伝えます。コントロールセンターは全身にあり、多くは脳の中にあります。コントロールセンターは、セットポイントとセットポイントからの逸脱を修正するための適切な行動方針を決定する役割を担っています。コントロールセンターは、エフェクターと通信することで行動方針を決定します。エフェクターは、逸脱を修正するための手段を提供します。体温調節の場合、コントロールセンターは脳の視床下部という小さな領域にあり、エフェクターには骨格筋（震え）、汗腺（発汗）、血管が含まれることになる。また、人体が特定の変数に対するセットポイントを変化させることができるのも興味深い。この変化は、一般に一時的で有益なものです。例えば、体温のセットポイントは、感染症に反応して高い値に変化することがあり、これを発熱と呼びます。この体温の上昇は、免疫系が病原体を排除するのを助ける。

ホメオスタシスに不可欠な要素は、コミュニケーションである。体内のコミュニケーションは、主に神経系と内分泌系の2つのシステムを通じて行われる。どちらのシステムを使うにせよ、コミュニケーションが受容体から制御中枢に向かって流れる場合、それは求心性経路と呼ばれる。コントロールセンターからエフェクターに情報が流れる場合、それは求心性経路と呼ばれます。受容体、求心性経路、コントロールセンター、求心性経路、およびエフェクターを総称して、恒常性制御系が構成されます。 2026>

Homeostasis Control

1. 皮膚と脳の受容体は温度を感知することができる。

2. 温度に関する情報は求心性ニューロンを介して制御中枢に伝わる。視床下部は、体温が設定温度（98.6℃）に対してどのような位置にあるかを評価する。視床下部は次に、皮膚と筋肉組織に遠心性ニューロンを介して信号を送ります。コントロールセンターが体温が設定値を超えていると判断すると、皮膚の血管が拡張し、より多くの血液が体の表面に近づくようになる。皮膚の汗腺は水分の多い汗を出し、皮膚の表面に分泌され、水分が蒸発することで熱を放出することができるようになります。コントロールセンターが体温が設定温度より低いと判断すると、皮膚の血管を収縮させて、温かい血液を体の中心部に向けておくようにする。また、汗腺からの汗の分泌も停止します。筋肉もまた、寒さを感じるときのエフェクターです。

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