สภาวะสมดุลคืออะไร?

สภาวะสมดุลเป็นกระบวนการของความมั่นคงทางสรีรวิทยาของสิ่งมีชีวิต

สภาวะสมดุล

ภาพ: John Jackson ใน Unsplash

คำว่าสภาวะสมดุลมาจากรากศัพท์กรีก โฮมีโอ (เหมือนกัน) และ ชะงักงัน (อยู่ต่อ) และได้รับการประกาศเกียรติคุณจากแพทย์และนักสรีรวิทยาชาวอเมริกัน วอลเตอร์ แคนนอน คำนี้ใช้เพื่อบ่งบอกถึงคุณสมบัติของสิ่งมีชีวิตที่จะคงความสมดุลโดยไม่คำนึงถึงการเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นในสภาพแวดล้อมภายนอก

สภาวะสมดุลทำให้มั่นใจได้โดยชุดของกระบวนการที่ป้องกันการแปรผันในสรีรวิทยาของสิ่งมีชีวิต หากสภาวะของสภาพแวดล้อมภายนอกเปลี่ยนแปลงตลอดเวลา กลไกของสภาวะสมดุลคือสิ่งที่รับประกันว่าผลกระทบของการเปลี่ยนแปลงเหล่านี้ต่อสิ่งมีชีวิตจะน้อยที่สุด

กลไก homeostatic

กลไกที่ควบคุมอุณหภูมิของร่างกาย ค่า pH ปริมาณของเหลวในร่างกาย ความดันโลหิต อัตราการเต้นของหัวใจ และความเข้มข้นของธาตุในเลือดเป็นเครื่องมือหลักที่ใช้ในการรักษาสมดุลทางสรีรวิทยา โดยทั่วไป กลไกเหล่านี้ทำงานผ่าน a ข้อเสนอแนะ เชิงลบ.

อู๋ ข้อเสนอแนะ ข้อเสนอแนะเชิงลบหรือเชิงลบเป็นหนึ่งในกลไกที่สำคัญที่สุดสำหรับการรักษาสภาวะสมดุล กลไกนี้รับประกันการเปลี่ยนแปลงที่ตรงกันข้ามกับการเปลี่ยนแปลงครั้งแรก กล่าวคือ มันทำหน้าที่ลดแรงกระตุ้นที่กำหนด ทำให้เกิดความสมดุลที่เหมาะสมสำหรับร่างกาย การควบคุมปริมาณกลูโคสในเลือดเป็นตัวอย่างของ ข้อเสนอแนะ เชิงลบ.

เมื่อเรารับประทานอาหาร ระดับน้ำตาลในเลือดจะเพิ่มขึ้น กระตุ้นการผลิตอินซูลิน ฮอร์โมนนี้ช่วยให้เซลล์ดูดซับกลูโคสและเก็บส่วนเกินไว้ในรูปของไกลโคเจน ช่วยลดระดับน้ำตาลในเลือด เมื่อระดับกลูโคสลดลง อินซูลินจะหยุดปล่อย ในทางกลับกัน เมื่อระดับน้ำตาลต่ำกว่าปกติ กลูคากอนจะถูกหลั่งออกมา ฮอร์โมนนี้ไม่เหมือนกับอินซูลิน ที่ปล่อยกลูโคสที่เก็บในรูปของไกลโคเจน ทำให้ระดับของสารในเลือดเพิ่มขึ้น เมื่อระดับกลูโคสสูงขึ้น การหลั่งกลูคากอนจะหยุดลง

การแบ่งสภาวะสมดุล

สภาวะสมดุลสามารถแบ่งออกเป็นสามพื้นที่ย่อย: สภาวะสมดุลทางนิเวศวิทยา สภาวะสมดุลทางชีวภาพ และสภาวะสมดุลของมนุษย์

สภาวะสมดุลทางนิเวศวิทยา

สภาวะสมดุลทางนิเวศวิทยาหมายถึงความสมดุลในระดับดาวเคราะห์ ตามสมมติฐานของไกอา ที่อธิบายโดยนักวิทยาศาสตร์เจมส์ เลิฟล็อค ดาวเคราะห์โลกเป็นสิ่งมีชีวิตขนาดมหึมา สามารถรับพลังงานเพื่อการทำงาน ควบคุมสภาพอากาศและอุณหภูมิ กำจัดเศษซากและต่อสู้กับโรคภัยไข้เจ็บของตัวเอง สิ่งมีชีวิต โลกเป็นสิ่งมีชีวิตที่สามารถควบคุมตนเองได้

สมมติฐานนี้ยังชี้ให้เห็นว่าสิ่งมีชีวิตสามารถปรับเปลี่ยนสภาพแวดล้อมที่พวกมันอาศัยอยู่ได้ ทำให้มีความเหมาะสมสำหรับการอยู่รอดของพวกมันมากขึ้น ดังนั้น โลกจะเป็นดาวเคราะห์ที่ชีวิตจะควบคุมการดำรงชีวิตด้วยกลไกป้อนกลับและปฏิสัมพันธ์ต่างๆ จากมุมมองนี้ โลกทั้งใบยังคงรักษาสภาวะสมดุล

ตัวอย่างความเข้มข้นของคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) ในบรรยากาศ หากไม่มีสิ่งมีชีวิตสังเคราะห์แสง ระดับของคาร์บอนไดออกไซด์ในชั้นบรรยากาศจะสูงมาก ซึ่งปิดบังการมีอยู่ของออกซิเจนและก๊าซไนโตรเจน ด้วยการปรากฏตัวของสิ่งมีชีวิตที่ทำการสังเคราะห์ด้วยแสง ความเข้มข้นของคาร์บอนไดออกไซด์ลดลงอย่างมาก ทำให้ระดับของออกซิเจนและก๊าซไนโตรเจนเพิ่มขึ้น ซึ่งทำให้สภาพที่เพียงพอสำหรับการปรากฏตัวและการอยู่รอดของสิ่งมีชีวิตอื่นๆ

สภาวะสมดุลทางชีวภาพ

สภาวะสมดุลทางชีวภาพสอดคล้องกับการบำรุงรักษาสภาพแวดล้อมภายในภายในขอบเขตที่ยอมรับได้ สภาพแวดล้อมภายในของสิ่งมีชีวิตโดยพื้นฐานแล้วประกอบด้วยของเหลวในร่างกายซึ่งรวมถึงพลาสมาเลือด น้ำเหลืองและของเหลวอื่น ๆ ในเซลล์และภายในเซลล์ การรักษาสภาพให้คงที่ในของเหลวเหล่านี้เป็นสิ่งจำเป็นสำหรับสิ่งมีชีวิต หากไม่เสถียรอาจเป็นอันตรายต่อสารพันธุกรรมได้

เมื่อต้องเผชิญกับการเปลี่ยนแปลงบางอย่างของสภาพแวดล้อมภายนอก สิ่งมีชีวิตสามารถเป็นตัวควบคุมหรือผู้สอดคล้อง หน่วยงานกำกับดูแลคือหน่วยงานที่ใช้พลังงานเพื่อรักษาสภาพแวดล้อมภายในโดยมีลักษณะเหมือนกัน ในทางกลับกันสิ่งมีชีวิตที่สอดคล้องไม่ต้องการใช้พลังงานเพื่อควบคุมสภาพแวดล้อมภายในของพวกเขา ยกตัวอย่างเช่น สัตว์ดูดความร้อนสามารถรักษาอุณหภูมิของร่างกายให้คงที่ผ่านกลไกภายใน ในทางกลับกัน สัตว์คายความร้อนต้องการแหล่งความร้อนภายนอกเพื่อเพิ่มและรักษาอุณหภูมิร่างกายให้คงที่ ดังนั้น สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมสามารถอยู่ได้นานโดยไม่โดนแสงแดด ในขณะที่สัตว์เลื้อยคลานและสัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำต้องการความร้อนจากสิ่งแวดล้อมเพื่อให้ร่างกายอบอุ่น

สภาวะสมดุลของมนุษย์

สภาวะสมดุลของมนุษย์ได้รับการรับรองโดยกระบวนการทางสรีรวิทยาบางอย่างซึ่งเกิดขึ้นในสิ่งมีชีวิตในลักษณะที่ประสานกัน กลไกการควบคุมอุณหภูมิของร่างกาย ค่า pH ปริมาณของเหลวในร่างกาย ความดันโลหิต อัตราการเต้นของหัวใจ และความเข้มข้นของธาตุในเลือดเป็นเครื่องมือหลักที่ใช้ในการควบคุมทางสรีรวิทยาดังที่ได้กล่าวมาแล้ว หากปัจจัยเหล่านี้ไม่สมดุล อาจส่งผลต่อการเกิดปฏิกิริยาเคมีที่จำเป็นต่อการบำรุงร่างกาย

การควบคุมความร้อนเป็นตัวอย่างของกลไกทางสรีรวิทยาที่ร่างกายใช้เพื่อรักษาอุณหภูมิให้คงที่ เมื่อเราออกกำลังกาย อุณหภูมิร่างกายของเรามักจะสูงขึ้น อย่างไรก็ตาม การเปลี่ยนแปลงนี้ถูกจับโดยระบบประสาท ซึ่งกระตุ้นการปล่อยเหงื่อ ซึ่งมีหน้าที่ทำให้ร่างกายของเราเย็นลงเมื่อระเหยออกไป

บทสรุป

การรักษาสภาพแวดล้อมภายในให้สมดุลเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการทำงานที่เหมาะสมของระบบที่ประกอบเป็นร่างกายของสิ่งมีชีวิต ตัวอย่างเช่น เอนไซม์ เป็นสารที่ทำหน้าที่เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาทางชีวภาพ เร่งความเร็วของปฏิกิริยาต่างๆ ในการปฏิบัติหน้าที่ พวกเขาต้องการสภาพแวดล้อมที่เหมาะสม โดยมีอุณหภูมิและ pH อยู่ในช่วงปกติ ดังนั้นร่างกายที่สมดุลจึงเป็นร่างกายที่แข็งแรง