Хомеостаза, човешка физиология
В организма на висшите животни са развити адаптации, които противодействат на много влияния на външната среда, осигурявайки относително постоянни условия за съществуване на клетките. Това е от съществено значение за живота на целия организъм. Ние илюстрираме това с примери. Клетките на тялото на топлокръвни животни, т.е. животни с постоянна телесна температура, функционират нормално само в тесни температурни граници (при хората в рамките на 36-38 °). Изместването на температурата над тези граници води до нарушаване на клетъчната активност. В същото време тялото на топлокръвните животни може нормално да съществува с много по-големи колебания в температурата на външната среда. Например полярната мечка може да живее при температури от -70°C до +20-30°C. Това се дължи на факта, че в целия организъм се регулира топлообменът му с околната среда, т.е. генерирането на топлина (интензивността на химичните процеси, протичащи с отделянето на топлина) и преносът на топлина. Така че, при ниска околна температура, генерирането на топлина се увеличава и преносът на топлина намалява. Следователно, при колебания на външната температура (в определени граници), постоянството на телесната температура се поддържа.
Концентрацията на отделните електролити в кръвта и тъканната течност, от една страна, и в протоплазмата на клетките, от друга, е различна. Кръвта и тъканната течност съдържат повече натриеви йони, а протоплазмата на клетките съдържа повече калиеви йони. Разликата в концентрацията на йони вътре в клетката и извън нея се постига чрез специален механизъм, който задържа калиевите йони вътре в клетката и не позволява натриевите йони да се натрупват в клетката. Този механизъм, чиято природа все още не е ясна, се нарича натриево-калиева помпа и е свързана с процеса на клетъчния метаболизъм.
Клетките на тялото са много чувствителни към промени в концентрацията.водородни йони. Промяната в концентрацията на тези йони в една или друга посока рязко нарушава жизнената дейност на клетките. Вътрешната среда на организма се характеризира с постоянна концентрация на водородни йони, която зависи от наличието на т. нар. буферни системи в кръвта и тъканната течност (с. 48) и от дейността на отделителните органи. С увеличаване на съдържанието на киселини или основи в кръвта, те бързо се отделят от тялото и по този начин се поддържа постоянството на концентрацията на водородни йони във вътрешната среда.
Клетките, особено нервните клетки, са много чувствителни към промените в кръвната захар, важен хранителен елемент. Следователно постоянството на съдържанието на захар в кръвта е от голямо значение за жизнения процес. Това се постига чрез факта, че при повишаване нивото на кръвната захар в черния дроб и мускулите от него се синтезира отложен в клетките полизахарид гликоген, а при понижаване на нивото на кръвната захар гликогенът се разгражда в черния дроб и мускулите и гроздовата захар се освобождава в кръвта.
Отбелязвайки постоянството на състава, физикохимичните и биологичните свойства на вътрешната среда, трябва да се подчертае, че тя не е абсолютна, а относителна и динамична. Това постоянство се постига чрез непрекъсната работа на редица органи и тъкани, в резултат на което се изравняват промените в състава и физикохимичните свойства на вътрешната среда, настъпили под влияние на промените във външната среда и в резултат на жизнената дейност на организма.
Ролята на различните органи и техните системи за поддържане на хомеостазата е различна. По този начин храносмилателната система осигурява притока на хранителни вещества в кръвта във формата, в която те могат да бъдат използвани от клетките на тялото. Кръвоносната система осъществява непрекъснатото движение на кръвта и транспортирането на различнивещества в тялото, в резултат на което хранителните вещества, кислородът и различни химични съединения, образувани в самия организъм, навлизат в клетките, а разпадните продукти, включително въглеродният диоксид, отделен от клетките, се прехвърлят към органите, които ги отстраняват от тялото. Дихателните органи доставят кислород на кръвта и премахват въглеродния диоксид от тялото. Черният дроб и редица други органи извършват значителен брой химични трансформации - синтез и разграждане на много химични съединения, които са важни за живота на клетките. Отделителните органи - бъбреци, бели дробове, потни жлези, кожа - отстраняват крайните продукти от разпадането на органични вещества от тялото и поддържат постоянно съдържание на вода и електролити в кръвта и, следователно, в тъканната течност и в клетките на тялото.
Нервната система играе важна роля в поддържането на хомеостазата. Чувствително реагирайки на различни промени във външната или вътрешната среда, той регулира дейността на органите и системите по такъв начин, че промените и смущенията, които възникват или могат да възникнат в организма, се предотвратяват и изравняват.
Благодарение на развитието на адаптации, които осигуряват относително постоянство на вътрешната среда на тялото, неговите клетки са по-малко податливи на променящите се влияния на външната среда. Според кл. Бернар, „постоянството на вътрешната среда е условие за свободен и независим живот“.
Хомеостазата има определени граници. При престой на организма, особено за дълго време, в условия, които се различават значително от тези, към които е адаптиран, хомеостазата се нарушава и могат да настъпят промени, несъвместими с нормалния живот. Така че, при значителна промяна на външната температура в посока на нейното повишаване и намаляване, телесната температура може да се повиши или понижи иможе да настъпи прегряване или охлаждане на тялото, водещо до смърт. По същия начин, при значително ограничаване на приема на вода и соли в тялото или пълно лишаване от тези вещества, след известно време се нарушава относителното постоянство на състава и физико-химичните свойства на вътрешната среда и животът спира.
Високо ниво на хомеостаза възниква само на определени етапи от видовото и индивидуалното развитие. Низшите животни нямат достатъчно развити приспособления за смекчаване или премахване на влиянието на промените във външната среда. Така например относителната постоянство на телесната температура (хомеотермия) се поддържа само при топлокръвни животни. При така наречените хладнокръвни животни телесната температура е близка до температурата на външната среда и представлява променлива величина (пойкилотермия). Новородено животно няма такова постоянство на телесната температура, състава и свойствата на вътрешната среда, както при възрастен организъм.
Дори малки нарушения на хомеостазата водят до патология, поради което определянето на относително постоянни физиологични параметри, като телесна температура, кръвно налягане, състав, физикохимични и биологични свойства на кръвта и др., Има голяма диагностична стойност.