Homeostaza – co to jest homeostaza organizmu człowieka?

Przeczytaj w: 5 minut/-y

W tym artykule odpowiadam na pytania dotyczące kluczowego procesu  każdego żywego organizmu jakim jest ciągły proces dynamicznego utrzymywania równowagi organizmu – homeostaza. Znajdziesz tu między innymi odpowiedzi na takie pytania:

  • Czym jest homeostaza?
  • Dlaczego jest kluczowa dla prawidłowego działania organizmu?
  • W jakich innych obszarach mówi się o homeostazie?
  • Co homeostaza ma wspólnego z mechaniką kwantową i sztuczną inteligencją?
  • Czym grozi długotrwały brak równowagi fizjologicznej lub emocjonalnej?
  • Jaki związek z tym procesem ma układ endokannabinoidowy i czy olejek cbd ma tu jakąś rolę do odegrania?
  • Oraz na koniec, dla wytrwałych kawałek ciężkiego orzecha do zgryzienia: różnica między homeostazą a homeodynamiką

Co to jest homeostaza?

Słowo homeostaza wywodzi się od greckich słów homoíos – równy, jednakowy i stásis – stały, trwały.

Homeostaza jest to zespół skoordynowanych procesów optymalizacyjnych organizmów żywych o charakterze ciągłym mających na celu utrzymywanie możliwie stałych parametrów fizjologicznych wewnątrz organizmu w dynamicznie zmieniającym się środowisku zewnętrznym przy założeniu, że celem nadrzędnym jest utrzymanie życia i prokreacja.

Każdy organizm jest systemem. Systemem jest też układ endokannabinoidowy, oddechowy czy krwionośny. Jest nim pojedyncza komórka naszego ciała.

Jeśli zastanawiasz się czym jest homeostaza to rozważ także tych kilka faktów:

Każdy system w stanie dynamicznego equilibrium dąży do równowagi opierając się wpływowi sił zewnętrznych. W chwili kiedy równowaga zostanie naruszona uruchamiają się wbudowane w ten system mechanizmy. Ich zadaniem jest ustanowienie balansu w nowych, zmienionych warunkach. To jest homeostaza.

Współcześnie uważa się, że utrzymywanie homeostazy jest jedną z podstawowych funkcji inteligencji.

Termin „Homeostaza” wykuł w roku 1926, a spopularyzował w opublikowanej w 1932 roku książce The Wisdom of the Body amerykański fizjolog, psycholog i neurolog prof. Walter Cannon. Ten sam człowiek jest autorem terminu “Fligh or fight response”. W swojej pracy naukowej prof. Cannon korzystał z założeń żyjącego w XIX wieku francuskiego badacza medycznego Claude Bernarda.

Inne dziedziny w których występuje homeostaza

Pojęcie homeostazy znajdziesz także w filozofii, psychologii, naukach społecznych, ekologii, naukach o ziemi i klimacie oraz … cybernetyce, mechanice klasycznej, mechanice kwantowej i wśród podstawowych zadań omawianych w teorii przed nadchodzącą epoką sztucznej inteligencji:

  • W kontekście psychologicznym oznacza m.in. zdolność do zachowania równowagi psychologicznej człowieka w obliczu stresu, konfliktów ale także silnych bodźców pozytywnych,
  • W naukach społecznych kojarzona jest z fenomenem kolektywnego dążenia organizmów żywych do utrzymania możliwie optymalnych warunków środowiskowych do życia,
  • W naukach o ziemi i klimacie homeostaza wiąże się z uznawaniem ziemi za żywy organizm dążący do samoregulacji w celu utrzymania możliwości rozwijania się życia (hipoteza Gai),
  • Hipoteza Homeostazy Kwantowej autorstwa Antoine’a Suareza rozwinięta przez Sergeya Sekatskiego jest jednocześnie filozoficzna, teologiczna i co najmniej ciekawa z punktu widzenia przyszłych badań naukowych opartych o dane i dowody,
  • Modele głębokiego uczenia (tzw. deep learning) mają za zadanie dostarczanie gigantycznych ilości danych służących m.in. do “wyposażenia” algorytmów sztucznej inteligencji w “wiedzę”. Na ich podstawie AI będzie mogła – o ile już tak nie jest – precyzyjnie modelować stany homeostatyczne na w zasadzie dowolnym poziomie od homeostazy komórkowej w ciałach organizmów żywych, przez homeostazę systemów funkcjonalnych tych organizmów, aż po … Granica i jakość symulacji/modelowania stanów homeostatycznych dowolnego poziomu wydaje się być zależna wyłącznie od ilości i jakości danych wsadowych oraz zdolności obliczeniowych, którymi SI będzie dysponować.

No to teraz pytanie: co się stanie w momencie kiedy wyposażona w algorytm ewolucyjny sztuczna inteligencja zostanie podłączona do zasobów obliczeniowych komputerów kwantowych?

Przykład homeostazy w organizmie człowieka

Rozważając szczegółową odpowiedź na postawione we wstępie pytanie “co to jest homeostaza?” warto przyjżeć się przykładowemu procesowi homeostatycznemu i istotnym elementom tego procesu.

Kontrola parametrów odbywa się przez receptory, a informacja o wartości danego parametru jest przekazywana w odpowiednie miejsce ośrodkowego układu nerwowego (interpretatora) w sposób ciągły. Interpretator dokonuje porównania między wartością wykrytą a wartością optymalną (punkt nastawczy będący najczęściej przedziałem wartości od/do).

Jeśli wartość odbiega od przedziału – parametr jest zbyt wysoki lub za niski – centrum integrujące wysyła sygnał i wymusza odpowiedź na efektorach adekwatnie do sytuacji. Uruchomiony zostaje proces przywracania balansu, który może przejawiać się jako reakcja fizjologiczna lub behawioralna.

Mechanizmy fizjologiczne działają w oparciu o zasadę sprzężenia zwrotnego. Z kolei behawioralne wiążą się z określony zachowaniem/działaniem np. wejście do cienia, napicie się wody.

Homeostaza - Mechanizm działania - Sprzężenie zwrotne - Przykład

Inne obszary funkcjonalne podlegające homeostazie

Do najczęściej wspominanych procesów homeostatycznych należy regulacja:

  • Temperatury ciała u organizmów stałocieplnych
  • Optymalnego poziomu pH krwi i płynów ustrojowych
  • Ciśnienia tętniczego krwi
  • Nasycenia krwi tlenem (saturacja)
  • Nasycenia krwi dwutlenkiem węgla
  • Ilości wody w organizmie
  • Apetytu
  • Metabolizmu
  • Nastroju emocjonalnego i psychiki
  • Zewnątrzkomórkowego stężenia sodu
  • Odpowiedzi immunologicznej
  • Reakcji na ból
  • Gospodarki energetycznej organizmu
  • Gospodarki hormonalnej

Lista nie jest pełna. Wspominam tylko kilkanaście kluczowych obszarów funkcjonalnych podlegających homeostazie. Wszystkie te procesy zachodzą w organizmie w tym samym czasie, miejscu i warunkach. Z punktu widzenia organizmu jako całości homeostaza jest sumą procesów dążenia do homeostazy w poszczególnych obszarach funkcjonalnych, fizjologicznych czy psychicznych.

Zaburzenia homeostazy i ich konsekwencje dla zdrowia

Zaburzenie dynamicznej równowagi vel homeostazy może mieć podłoże genetyczne. Zaburzenia w homeostazie mogą też wynikać z nieprawidłowego rozwoju lub budowy, któregoś z organów. Co zaburza homeostazę?

Zaburzenia homeostazy mogą wywołać także czynniki:

  • chorobotwórcze (bakterie, wirusy, pasożyty),
  • środowiskowe (np. skażenie powietrza)
  • niezdrowy tryb życia (zła dieta, mała ilość ruchu fizycznego)
  • nadmierny stres o dowolnym podłożu
  • psychiczne (nadmierna presja, negatywne emocje, świadomość innej choroby)

Konsekwencje długotrwałego zaburzenia równowagi homeostatycznej mogą być m.in. trwałe:

  • zaburzenia pracy i uszkodzenia narządów wewnętrznych
  • inne choroby
  • zaburzenia i choroby psychiczne
  • utrata zdolności poznawczych, a także umiejętności manualnych
  • przyspieszony proces starzenia się i skrócona oczekiwana długość życia

Wiedząc to zupełnie inaczej spojrzysz na powiedzenie „W zdrowym ciele, zdrowy duch”.

Homeostaza a układ endokannabinoidowy i kannabinoidy

Układ endokannabinoidowy to specyficzny system pełniący rolę kontrolno-sygnałową. Pełni kluczową rolę w procesach homeostatycznych. Do pracy wykorzystuje sieć receptorów CB1 i CB2 oraz produkowane przez organizm endokannabinoidy.

Można pokusić sie o stwierdzenie, że homeostaza a układ endokannabinoidowy są ze sobą nierozerwalnie połączone.

Długotrwałe wystawienie na czynniki zaburzające homeostazę może prowadzać do wyczerpania dostępnych zasobów endokannabinoidów. Organizm produkuje ich zbyt mało, a z czasem jeszcze mniej (np. anandamid jest produkowany podczas wysiłku fizycznego – brak wysiłku -> niedobór lub brak anandamidu). W efekcie praca układu jest utrudniona a w skrajnych przypadkach niemożliwa.

W teorii medycyny występuje stan nazywany trwałym deficytem endokannabinoidów.

Osoby borykające się z takim problemem mogą po konsultacji z lekarzem zdecydować o suplementacji kannabinoidów z konopi, których dobrym źródłem jest np. olej cbd.

Zawarty w takim preparacie kannabidiol ma dowiedzione m.in. działanie hamujące rozpad anandamidu zwiększając jego stężenie i dostępne zasoby. Nie tylko w tym zakresie kannabinoidy mogą okazać się rozwiązaniem.

Warto rozważyć stosowanie takich preparatów czysto suplementacyjnie w mikrodawkach.

Kannabinoidy mogą wspierać procesy homeostatyczne pomagając systemowi utrzymać prawidłowe działanie. To jedna z ich najlepiej rozpoznanych właściwości.

Natura daje nam pod różną postacią wszystko co jest potrzebne do utrzymania prawidłowego działania organizmu. Korzystajmy z tego aczkolwiek rozsądnie.

Homeostaza a homeodynamika

No dobrze, a co to w takim razie jest homeodynamika, o której wspomina np. autor wpisu o homeostazie na Wikipedii.

Homeodynamika jest rozwinięciem teorii homeostazy. Taki swoisty level up, który dla większości znaczył będzie niewiele, a niektórzy potraktują go jak pseudonaukowe „Woo”.

Definicja homeodynamiki postuluje, słowami prof. Marty E. Rogers, spojrzenie na życie i naturę człowieka jako na dynamiczny i holistyczny proces. Zmiany postępują w sposób nieodwracalny, niepowtarzalny i rytmiczny w swojej naturze. Ich doświadczanie rozbudowuje złożoność postrzeganych wzorców w polach energetycznych ludzi i środowiska, w którym żyją, przybierając postać niewidzialnych fal rezonujących i odzwierciedlających nieustanną relację pomiędzy nimi w dowolnym punkcie czasoprzestrzeni.

Nie wymyśliłem tego. Tłumaczę definicję ze źródła: https://medical-dictionary.thefreedictionary.com/homeodynamics

W uproszczeniu: natura ludzka jest dynamiczna, ulega ciągłym zmianom i stanowi integralną całość, którą rządzą trzy zasady:

  1. zasada rezonansu,
  2. zasada integralności,
  3. zasada ciągłej, innowacyjnej, nieprzewidywalnej i stale zwiększającej się różnorodności pól energii ludzi i ich otoczenia.

Wikipedia nadal wskazuje, że teoria ta jest podważana przez naukowców z wielu dziedzin. Być może to się zmieni, a zapoczątkowana i zapewne pełna błędów i naukowych nieścisłości teoria prof. Rogers doczeka się jednak rozwinięcia, dopracowania i naukowych dowodów.

Może na to wskazywać np. to badanie: https://www.researchgate.net/publication/Why_Homeodynamics_Not_Homeostasis

Wygląda na to, że procesy homeodynamiczne w całej swojej chaotycznej, trudnej do uchwycenia chociażby słowem, naturze są w istocie dynamiczną samoorganizacją ekstremalnie złożonych struktur w homeodynamicznych warunkach, które zwykliśmy nazywać życiem (albo naturą).

Mam cichą nadzieję, że udało mi się omówić temat wyczerpująco i że w treści artykułu udało się znaleźć prostą i precyzyjną odpowiedź na pytanie “co to jest homeostaza?”. Spodobał ci się artykuł o homeostazie? Udostępnij go. Na pewno znasz przynajmniej kilka osób dla których wartościowa wiedza o tym czym jest homeostaza będzie nie tylko ciekawa, ale użyteczna.

Wideo dla nielubiących czytać (po angielsku):

Źródła:

  1. https://www.polityka.pl/tygodnikpolityka/nauka/1926316,1,hipoteza-gai-wedlug-lovelocka.read
  2. https://www.scientificamerican.com/article/what-is-homeostasis/
  3. https://www.britannica.com/science/homeostasis
  4. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/29337208/
  5. https://europepmc.org/articles/pmc1879618/pdf/canmedaj01507-0012.pdf
  6. https://royalsocietypublishing.org/doi/10.1098/rstb.2018.0373
  7. https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fphys.2020.00200/full
  8. https://davidfmarks.com/2020/05/14/homeostasis-in-philosophy/
  9. https://www.pdcnet.org/jis/content/jis_2015_0027_0001_0082_0098
  10. https://www.researchgate.net/publication/Homeostasis_as_self-organized_quantum_criticality
  11. https://www.sciencenews.org/article/will-to-survive-might-take-artificial-intelligence-next-level
  12. https://medium.com/intuitionmachine/homeostasis-and-a-definition-of-intelligence
  13. https://medical-dictionary.thefreedictionary.com/homeodynamics
  14. https://pressbooks.uiowa.edu/rogeriannursingscience/chapter-5-introduction-to-the-principles/
  15. https://ane.pl/pdf/5414.pdf
  16. https://wou.edu/
1

Używamy plików cookies, aby stale podnosić jakość usług, oferty handlowej oraz wzbogacać kontent. Więcej na ten temat oraz o tym jak przetwarzamy Twoje dane osobowe dowiesz się z naszej POLITYCE PRYWATNOŚCI.

The cookie settings on this website are set to "allow cookies" to give you the best browsing experience possible. If you continue to use this website without changing your cookie settings or you click "Accept" below then you are consenting to this.

Close