HOMEOSTASIS: CONTOH, MEKANISME, FUNGSI - BIOLOGI - 2025

The homeostasis didefinisikan sebagai himpunan fenomena autoregulasi mengarah ke pemeliharaan "record" dalam komposisi kimia dan sifat fisikokimia lingkungan internal suatu organisme.

Kata homeostasis berasal dari bahasa Yunani "oμoιo", yang dibaca "homos" yang artinya "serupa" atau "serupa" dan dari sufiks "στασισ", yang dibaca "stasis", yang artinya "tetap", "permanen" atau "stabil".

Homeostasis eritrosit dan hemoglobin. commons.wikimedia.org

Istilah ini tidak mengacu pada keseimbangan internal atau ekuilibrium, tetapi lebih pada pemeliharaan kondisi konstan, karena keadaan keseimbangan atau ekuilibrium dalam makhluk hidup berarti kematian. Keteguhan ini secara aktif dipertahankan oleh tubuh, meskipun ada perubahan yang mungkin timbul di lingkungan luar.

Latar Belakang

Claude Bernard (1813-1878) pada akhir tahun 1870-an adalah orang pertama yang merujuk pada keteguhan "milieu intérieur" (dari mean internal Prancis), yang mewakili apa yang sekarang dikenal sebagai cairan ekstraseluler, di mana sel-sel organisme terendam dan karenanya mereka tetap hidup.

Studi tentang keteguhan lingkungan internal yang didefinisikan oleh Bernard adalah apa yang kita kenal sekarang sebagai fisiologi. Kata "fisiologi" berasal dari kata Yunani "physis" (ϕυυsis) dan "logo" (λoyo), yang berarti "alam, cara hidup, esensi atau kondisi alam" dan "apa yang dikatakan tentang sesuatu". .

Bertahun-tahun kemudian, sekitar 1933, ahli fisiologi Amerika, Walter Cannon, adalah orang yang menciptakan istilah homeostasis untuk menggambarkan mekanisme yang dimiliki setiap makhluk hidup untuk menjaga kondisi cairan ekstraselulernya tetap konstan.

Contoh beberapa fungsi homeostatis yang relevan secara fisiologis dapat berupa pemeliharaan tekanan darah, suhu tubuh, konsentrasi glukosa darah, kadar elektrolit dalam plasma darah, dll., Yang dipertahankan dalam jarak terbatas meskipun terdapat perbedaan besar antara tubuh dan lingkungan.

Konsep homeostasis

Homeostasis adalah kemampuan setiap makhluk hidup multisel untuk mempertahankan parameter tertentu atau kondisi konstan dalam lingkungan internalnya, tidak peduli betapa berbedanya lingkungan yang mengelilinginya dan seberapa fluktuatif kondisi lingkungannya.

Apa yang disebut "lingkungan internal" ini berhubungan dengan cairan ekstraseluler, yang terdapat dalam ruang interstisial (antara sel dan sel jaringan) dan dengan cairan intravaskular atau cairan darah pada hewan.

Homeostasis adalah salah satu konsep terpenting dalam kedokteran dan fisiologi (hewan dan tumbuhan) karena semua organisme hidup membutuhkan tubuhnya untuk berfungsi dalam kisaran kondisi yang sangat sempit, yaitu: pH, suhu, konsentrasi ion, jumlah air, konsentrasi nutrisi, antara lain.

Beberapa penulis menganggap bahwa "semua mekanisme vital, tidak peduli betapa bervariasinya, memiliki tujuan tunggal untuk melestarikan kondisi kehidupan yang konstan di lingkungan internal", itulah sebabnya homeostasis mendefinisikan secara praktis semua fungsi internal suatu makhluk. hidup.

Pemeliharaan atau pemeliharaan kondisi internal dimungkinkan berkat sistem kontrol yang bekerja dengan umpan balik negatif atau positif (pada tingkat yang lebih rendah).

Sistem ini memungkinkan bahwa, ketika perubahan penting terjadi pada salah satu parameter yang disebutkan di atas, perubahan ini dengan cepat "dinetralkan", membawa tubuh kembali ke kondisi normalnya.

Jadi, homeostasis terdiri dari sistem respons tubuh untuk mengatasi kondisi lingkungan dan perubahan yang dialami organisme secara permanen.

Mekanisme homeostatis

Homeostasis dicapai berkat integrasi ekstensif antara banyak sistem tubuh suatu organisme.

Cannon (1929) mengklasifikasikan mekanisme homeostatis tergantung pada apa yang diatur, yaitu, pada "amunisi" atau "persediaan" yang diperoleh dari lingkungan eksternal atau dari "proses" intrinsik.

Homeostasis glukosa darah (Sumber: Christinelmiller via Wikimedia Commons)

Homeostasis dengan regulasi "amunisi" atau "persediaan"

Mekanisme homeostasis dengan pengaturan persediaan ditandai oleh:

- Penyimpanan dalam hal penyesuaian antara momen kelimpahan atau kelaparan dan kebutuhan.

- Meluap atau keluar dari tubuh bila ada "ekses yang tak tertahankan"

Penyimpanan dapat terdiri dari dua jenis, satu sementara dan yang lainnya melalui pemisahan. Penyimpanan sementara, yang dikenal sebagai "penyimpanan banjir atau luapan", terjadi dengan "membanjiri" jaringan interstisial dengan bahan yang telah tertelan secara berlimpah.

Penyimpanan dengan "pemisahan", di sisi lain, yang berkaitan dengan masuknya bahan yang tertelan di dalam sel atau struktur yang relatif "permanen".

Oleh karena itu, homeostasis regulasi pasokan menyiratkan penyimpanan persediaan ketika ada kelimpahan, untuk meningkatkan cadangan untuk menghadapi saat-saat kekurangan, atau menghilangkan kelebihan, ketika ini beracun.

Homeostasis dengan regulasi proses

Meskipun sebagian besar regulasi homeostatis bergantung pada penggunaan bahan eksternal atau "persediaan", ada yang lain yang jauh lebih bergantung pada perubahan proses intrinsik berkelanjutan,

Contoh utama dari jenis pengaturan ini adalah pemeliharaan netralitas dan pemeliharaan suhu pada hewan homeotermik (mampu mengatur suhu tubuh mereka secara internal).

Postulat regulasi homeostatis

Cannon, pada tahun 1925, mengajukan enam postulat tentatif untuk menjelaskan faktor fisiologis yang bertanggung jawab atas pemeliharaan "keteguhan" internal dalam tubuh makhluk hidup:

1- Dalam sistem terbuka seperti tubuh hewan, yang terdiri dari bahan yang tidak stabil dan yang secara permanen mengalami kondisi variabel, "keteguhan" atau homeostasis adalah bukti langsung bahwa ada sistem yang berfungsi atau siap berfungsi untuk memelihara kata keteguhan.

2- Jika suatu organisme atau sistem tubuh mempertahankan homeostasis, itu hanya karena kecenderungan ke arah "perubahan" secara otomatis "dinetralkan" oleh peningkatan efektivitas satu atau lebih faktor yang menolak perubahan.

3- Faktor apa pun yang bekerja untuk mempertahankan homeostasis dengan tindakan dalam satu arah tidak dapat bertindak secara bersamaan dalam arah yang berlawanan.

4- Agen homeostatis yang merupakan antagonis di satu wilayah tubuh, dapat bekerja sama atau bekerja sama di wilayah lain.

5- Sistem regulasi yang menentukan keadaan homeostatis dapat terdiri dari sejumlah besar faktor yang "diaktifkan" pada saat yang sama atau satu per satu (berturut-turut).

6- Ketika suatu faktor diketahui dapat mengubah keadaan homeostatis dalam satu arah, masuk akal untuk mencari kontrol otomatis untuk faktor tersebut atau untuk faktor yang memiliki efek berlawanan.

Fungsi homeostasis

Fungsi utama dari homeostasis atau mekanisme homeostatis adalah untuk menjaga “keseimbangan” internal dalam tubuh organisme hidup, terutama yang berkaitan dengan parameter seperti suhu (hewan homeotermik), konsentrasi ion dan air, asupan nutrisi, dll.

Mempertahankan kondisi internal yang "konstan" dalam kisaran yang cukup sempit dan seringkali sangat berbeda dari kondisi lingkungan atau lingkungan eksternal, sangat penting untuk berfungsinya sistem tubuh dan, oleh karena itu, untuk kehidupan di itu sendiri, itulah sebabnya homeostasis sangat penting untuk semua makhluk hidup multiseluler.

Homeostasis psikologis

Homeostasis psikologis adalah istilah yang mengacu pada mekanisme psikologis atau perilaku yang dimiliki manusia untuk menyeimbangkan "perasaan" kebutuhan dan kepuasan, untuk mempertahankan apa yang masing-masing individu kenali atau anggap sebagai "kondisi normal".

Meskipun mekanisme kontrol atau pengaturan homeostasis psikologis sangat berbeda dari yang menjadi ciri homeostasis fisiologis, kedua proses tersebut terkait erat.

Mekanisme homeostatis psikologis harus dilakukan, berkali-kali dengan pelestarian diri, perkembangan dan reproduksi, adaptasi, dll., Untuk beberapa nama.

Contoh homeostasis di tubuh manusia

Beberapa contoh homeostasis adalah pemeliharaan suhu tubuh internal pada manusia, pemeliharaan kadar glukosa, pengaturan tekanan darah, atau pengoperasian termostat.

- Homeostasis pada manusia

1- Suhu tubuh internal

Suhu tubuh internal manusia adalah contoh homeostasis yang bagus. Ketika seseorang sehat, suhu tubuhnya tetap 37º. Suhu tubuh dapat diatur dengan membuat atau melepaskan panas.

2- Pemeliharaan kadar glukosa

Glukosa adalah sejenis gula yang ditemukan di aliran darah, tetapi tubuh harus menjaga kadar glukosa yang cukup untuk memastikan seseorang tetap sehat.

Ketika kadar glukosa menjadi terlalu tinggi, pankreas melepaskan hormon yang disebut insulin. Jika level ini turun terlalu rendah, hati mengubah glikogen dalam darah menjadi glukosa lagi, meningkatkan level tersebut.

3- Fungsi sistem limfatik

Ketika bakteri atau virus yang dapat membuat Anda sakit masuk ke dalam tubuh Anda, sistem limfatik melawan balik untuk membantu mempertahankan homeostasis, bekerja untuk melawan infeksi dan memastikan Anda tetap sehat.

4- Pengaturan tekanan darah

Menjaga tekanan darah yang sehat adalah contoh homeostasis. Jantung dapat mendeteksi perubahan tekanan darah, menyebabkannya mengirim sinyal ke otak, yang kemudian mengirimkan sinyal yang memberi tahu jantung cara merespons.

Jika tekanan darah terlalu tinggi, secara alami jantung harus melambat; sedangkan jika terlalu rendah, jantung harus berpacu.

5- Keseimbangan asam dan basa

Tubuh manusia mengandung bahan kimia yang dikenal sebagai asam dan basa, dan keseimbangan yang tepat diperlukan agar tubuh dapat berfungsi secara optimal. Paru-paru dan ginjal adalah dua sistem organ yang mengatur asam dan basa di dalam tubuh.

6- Ketinggian air

Lebih dari setengah persentase berat badan manusia adalah air, dan menjaga keseimbangan air yang benar adalah contoh homeostasis. Sel yang mengandung terlalu banyak air akan membengkak dan bahkan bisa pecah.

Sel dengan terlalu sedikit air bisa menyusut. Tubuh Anda menjaga keseimbangan air yang memadai sehingga tidak satu pun dari situasi ini terjadi.

7- Kontrol kalsium

Pengaturan kadar kalsium oleh tubuh manusia adalah contoh homeostasis. Ketika kadarnya turun, paratiroid melepaskan hormon. Jika kadar kalsium menjadi terlalu tinggi, tiroid membantu memperbaiki kalsium di tulang dan menurunkan kadar kalsium darah.

8- Latihan fisik

Olahraga menyebabkan tubuh mempertahankan homeostasis dengan mengirimkan laktat ke otot untuk energi.

Seiring waktu, ini juga memberi sinyal pada otak bahwa sudah waktunya untuk berhenti berolahraga, sehingga otot bisa mendapatkan oksigen yang dibutuhkan.

9- Sistem saraf dan pernapasan

Sistem saraf membantu mempertahankan homeostasis dalam pola pernapasan. Karena pernapasan tidak disengaja, sistem saraf memastikan bahwa tubuh menerima oksigen yang diperlukan saat bernapas.

10- sistem kemih

Ketika racun masuk ke dalam darah Anda, mereka mengganggu homeostasis tubuh Anda. Tubuh manusia, bagaimanapun, merespon dengan membersihkan dirinya dari racun-racun ini melalui penggunaan sistem kemih.

Seseorang hanya membuang racun dan hal-hal buruk lainnya dari darah, memulihkan homeostasis ke tubuh manusia.

11- Meningkatnya kulit

Saat Anda menderita perasaan "merinding" itu karena proses homeostasis yang berfungsi untuk mengurangi jumlah panas yang dipancarkan oleh kulit. Itu adalah proses yang sangat khas pada kulit nenek moyang primitif kita, tetapi tetap dipertahankan meskipun rambut rontok di sebagian besar tubuh.

12- Gemetar atau menggigil

Saat kita menggigil karena kedinginan itu karena otak mengirimkan sinyal ke otot untuk memberi tahu kita bahwa suhu di bawah yang direkomendasikan untuk kesehatan kita. Artinya, otot yang bergetar merupakan salah satu cara untuk menangkal hawa dingin.

13- Vasodilatasi dan vasokonstriksi

Vasodilatasi adalah pelebaran kapiler darah untuk mendinginkan darah dan melawan panas berlebih. Vasokonstriksi adalah kebalikannya, menjadi penyempitan kapiler sehingga, dalam lingkungan dingin, panas darah dapat dipertahankan.

- Mekanisme homeostatis teknologi dan lain-lain

11- Termostat

Termostat yang bekerja dengan menyalakan dan mematikan pemanas atau AC sebagai respons terhadap keluaran sensor suhu.

12- Pengatur kecepatan

Daya jelajah kendaraan yang menyesuaikan throttle mobil sebagai respons terhadap perubahan kecepatan.

13- Autopilot

Autopilot yang mengoperasikan kontrol arah pesawat atau kapal sebagai respons terhadap penyimpangan dari jalur atau dari arah kompas yang telah ditetapkan sebelumnya.

14- Kontrol dalam industri

Sistem kontrol proses di pabrik kimia atau kilang minyak yang menjaga tingkat fluida, tekanan, suhu, komposisi kimia, dll. mengendalikan pemanas, pompa dan katup.

15- Regulator mesin uap

Pengatur sentrifugal mesin uap yang mengurangi katup throttle sebagai respons terhadap peningkatan kecepatan engine, atau membuka katup jika kecepatan turun di bawah kecepatan yang telah ditentukan.

16- Homeostasis bisnis

Ini mengacu pada kemampuan perusahaan untuk mempertahankan keadaan ekuilibriumnya, menangkal turbulensi internal dan eksternal dengan menyerap variasi kontekstual.

- Homeostasis pada hewan dan lingkungan

Untuk hewan berdarah panas seperti mamalia dan burung, homeostasis adalah kombinasi dari proses internal yang melibatkan hormon, sistem endokrin, dan metabolisme.

Di sisi lain, untuk hewan berdarah dingin seperti ular, yang tidak memiliki sistem internal seperti itu, mereka harus bergantung pada lingkungan eksternal untuk mempertahankan homeostasis.

17- Hormon

Pada beberapa populasi mamalia kecil seperti tikus dan kelinci, ketika jumlahnya meningkat karena alasan apa pun, kepadatan yang berlebihan menciptakan peningkatan stres yang merusak kelenjar tiroid (yang membuat hormon penting) dan sebagian besar populasi mati karena kerusakan endokrin atau hormonal.

18- Termoregulasi

Di lingkungan, ketika tingkat karbon dioksida di atmosfer meningkat, tanaman dapat tumbuh lebih baik dan dengan demikian menghilangkan lebih banyak karbon dioksida dari atmosfer.

Selain itu, tawon dan lebah ditemukan di sebagian besar lingkungan dari hutan hujan tropis, gurun, iklim subtropis dan sedang. Mereka mampu bertahan dalam banyak kondisi berbeda karena mereka mampu mengatur suhu diri dan sarang mereka.

19- Daur ulang air di hutan

Melalui sistem homeostasis, hutan tropis mempertahankan kemampuannya dalam mendaur ulang air. Misalnya, lembah Amazon dikelilingi di utara oleh sabana dan dataran Venezuela dan di selatan oleh sabana Brasil.

Jika kelembapan dari Samudra Atlantik mengalir langsung kembali, ekosistem Amazon hanya akan menjadi sebagian kecil dari ukurannya saat ini.

Faktanya, pohon-pohon raksasa di hutan hujan Amazon dengan cepat memompa kelembaban ke langit, sehingga jatuh kembali ke hutan sebagai hujan, sehingga mencegah sejumlah besar air mengalir ke laut.

20- Karang dan karbon dioksida

Polip karang menggunakan karbon dioksida untuk membentuk cangkangnya. Ini membantu mengurangi jumlah karbondioksida di laut dan merupakan salah satu cara Bumi melawan polusi dan bekerja untuk memulihkan homeostasis.

Dengan lebih sedikit karang, laut menyerap lebih sedikit karbon dioksida, meninggalkan lebih banyak karbondioksida di atmosfer.

Referensi

1. Blessing W. Batang otak bagian bawah dan homeostasis tubuh (1997). New York: Oxford University Press.
2. Cannon W. Kebijaksanaan tubuh (1932). New York: WW Norton.
3. Kotas M, Medzhitov R. Homeostasis, inflamasi dan kerentanan penyakit (2015). Sel.
4. Riggs D. Teori kontrol dan mekanisme umpan balik fisiologis (1970). Baltimore: Williams & Wilkins.
5. Teplyuk N. Homeostasis hampir sempurna: contoh aturan penuaan universal yang dihindari germline (2012). Jurnal Biokimia Seluler.
6. Trefil J. Encyclopedia of Science and Technology (2001). New York: Buku Taylor & Francis.
7. Tyrrel A, Timmis J, Greensted A, Owens N. Perangkat keras yang dapat dikembangkan, teknologi dasar untuk homeostasis (2007). New York.