HOMEOSTASE DEFINIDA

Uma das características que definem os animais de sangue quente como os humanos é a capacidade de manter uma temperatura corporal central diferente da temperatura ambiental. A temperatura média do corpo humano é de 37°C (98.6°F), e o corpo exerce uma quantidade razoável de energia assegurando que esta temperatura se mantenha relativamente constante; chamamos a isto o ponto de regulação da temperatura corporal. Diferentes pontos de ajuste para diferentes sistemas são encontrados em todo o corpo. Por exemplo, o set point para glicose (açúcar no sangue) é 85 mg/dl e o set point para sódio é 142 mmol/L. O corpo utiliza uma variedade de órgãos e sistemas de órgãos para ajudar a garantir que certas variáveis permaneçam o mais próximo possível do seu valor de set point, ou pelo menos dentro de uma faixa normal. Por exemplo, sem o auxílio de vestuário, o corpo humano tem uma capacidade notável para manter a variável de temperatura corporal entre 98°F e 100°F mesmo quando colocado em condições ambientais que variam de 68°F a 130°F. Como o corpo se mantém quente a 68°F e frio a 130°F?

Para se manter quente, o corpo pode aumentar o metabolismo, pode desviar o fluxo sanguíneo da superfície, ou pode causar arrepios nos músculos. Todos estes mecanismos geram calor. É claro que também podemos usar as nossas capacidades cognitivas superiores e vestir algumas roupas. Para permanecer frio, o corpo liberta gotículas de água na superfície da pele, formando suor, que actuam para dissipar o calor à medida que a água evapora. Talvez o mais interessante, é que o suor, o tremor e o desvio do fluxo sanguíneo acontecem automaticamente; em outras palavras, nós não os controlamos conscientemente, eles apenas parecem acontecer. Essa propriedade automática do corpo humano de regular variáveis foi observada e definida por Claude Bernard em 1854. Então, em 1926 Walter Cannon nomeou este processo de homeostase. Homeostase, como muitas palavras científicas, é de origem grega onde homeo significa “semelhante ou igual” e stasis significa “ficar parado ou permanecer o mesmo”. Homeostase então, por definição, é a capacidade do corpo de manter condições internas relativamente estáveis (ambiente interno) mesmo que o mundo externo (ambiente externo) esteja mudando. O ambiente interno é definido como o fluido que envolve as células.

Como será explicado, o corpo humano sofre uma grande quantidade de interações altamente complexas para manter a homeostase, assegurando que os sistemas funcionem para manter diferentes variáveis dentro de suas faixas normais. Estas interações são essenciais para a sobrevivência do corpo. A incapacidade de manter a homeostase pode levar à morte ou doenças como: diabetes, desidratação, hipertermia, e até mesmo reações alérgicas.

SISTEMAS DE CONTROLE HOMEOSTÁTICO

A fim de explicar como a homeostase funciona, vamos revisitar as mudanças que ocorrem para manter a temperatura corporal. Como é que o corpo sabe quando tremer ou suar? O primeiro passo para reconhecer uma mudança de temperatura é a capacidade de detectar uma mudança de temperatura. No corpo, essa função é atribuída a um receptor, que é um tipo de sensor que monitora o ambiente e detecta mudanças nas variáveis. Quando as condições causam uma mudança em uma variável, chamamos-lhes estímulos. Uma vez que um receptor detecta uma mudança, ele então comunica essa mudança a um centro de controle. Os centros de controle estão localizados em todo o corpo, muitas vezes no cérebro, e são responsáveis por determinar o set point e o curso de ação apropriado para corrigir os desvios do set point. Os centros de controle ditam um curso de ação através da comunicação com os efetores. Um efetor fornece os meios para corrigir o desvio. Em termos de regulação de temperatura, o centro de controle está localizado no hipotálamo, uma pequena região no cérebro, e os efectores incluiriam músculo esquelético (tremor), glândulas sudoríparas (sudorese) e vasos sanguíneos. É também interessante que o corpo humano pode mudar um ponto definido para uma determinada variável. Esta mudança é geralmente temporária e benéfica. Por exemplo, o set point para a temperatura corporal pode mudar para um valor mais alto em resposta a infecções, chamada febre. Este aumento na temperatura ajuda o sistema imunológico a eliminar o patógeno.

Um componente essencial da homeostase é a comunicação. A comunicação no corpo ocorre principalmente através de dois sistemas: o sistema nervoso e o sistema endócrino. Independentemente do sistema utilizado, se a comunicação flui em direção ao centro de controle a partir do receptor, ela é chamada de via aferente. Se a informação flui do centro de controle para o efetor, ela é chamada de caminho aferente. Coletivamente, o receptor, o caminho aferente, o centro de controle, o caminho eferente e o efector compreendem um sistema de controle homeostático. Essencialmente todos os órgãos e tecidos do corpo fazem parte de sistemas de controle homeostático e desempenham funções que ajudam a manter o ambiente interno do corpo.

Imagem modificada a partir de imagens do domínio público do cérebro e da pele. Outros elementos à mão livre pelo JS no BYU-I 2013.

1. Receptores na pele e no cérebro podem sentir a temperatura.

2. Informações sobre a temperatura viajam através de neurônios aferentes para o centro de controle. O centro de controle nesta história é o hipotálamo (ponto verde na imagem do cérebro).

3. O hipotálamo avalia onde a temperatura está em relação ao ponto de ajuste (98,6). O hipotálamo então envia um sinal através dos neurônios eferentes para a pele e os tecidos musculares.

4. A pele e os tecidos musculares são efetores. Se o centro de controle determinar que a temperatura do corpo está acima do ponto definido, então os vasos sanguíneos na pele se dilatam, permitindo que mais sangue se aproxime da superfície do corpo. As glândulas sudoríparas na pele produzem mais suor aquoso que será secretado na superfície da pele e permitem a liberação de calor à medida que a água é evaporada. Se o centro de controle determinar que a temperatura do corpo está abaixo do ponto definido, então os vasos sanguíneos da pele se contraem para manter o sangue quente em direção ao núcleo do corpo. Além disso, as glândulas sudoríparas deixam de produzir suor. Os músculos são outro fator de efeito quando está frio. Os músculos começam a tremer, o que produz calor no corpo.

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