Τι είναι η ομοιόσταση; | Λαϊκή Επιστήμη

Εάν βγείτε από ένα δροσερό κτίριο σε μια ζεστή και ηλιόλουστη μέρα, πιθανότατα θα παρατηρήσετε ότι το δέρμα σας αρχίζει να κοκκινίζει. Οι χάντρες του ιδρώτα σχηματίζονται καθώς η θερμότητα κατακάθεται στο σώμα σας. Αυτές οι αντιδράσεις, όσο άβολες κι αν είναι, έχουν σχεδιαστεί για να σας βοηθήσουν να επιβιώσετε. Και οι δύο αποκρίσεις αποτελούν μέρος του αυτόματου τρόπου του σώματος να επαναφέρει την εσωτερική του θερμοκρασία στους τυπικούς 98,6 βαθμούς Φαρενάιτ.

Αυτή η διαδικασία είναι ένας από τους πολλούς αυτορυθμιζόμενους μηχανισμούς στο σώμα, όλοι λειτουργούν για να διατηρήσουν ένα σταθερό εσωτερικό περιβάλλον σε οποιαδήποτε κατάσταση—όχι μόνο τη θερμοκρασία αλλά και την αρτηριακή πίεση και το pH. Το σώμα σας κάνει αυτές τις φυσιολογικές προσαρμογές χωρίς να χρειάζεται να σκεφτείτε. Αυτή η υπερδύναμη ονομάζεται

ομοιοσταση.

Το διακύβευμα είναι μεγάλο. «Όσο περισσότερο το σώμα σας απομακρύνεται από το status quo… τόσο πιο επικίνδυνο μπορεί να είναι», λέει

Etain Tansey

ένα

αναγνώστης

στο Queen’s University Belfast που διευθύνει το Κέντρο Εκπαίδευσης Βιοϊατρικών Επιστημών. «Αν δεν υπήρχε η ομοιόσταση, αν οι μηχανισμοί που κανονικά υπάρχουν εκεί είναι υπερπληρωμένοι, αυτό μπορεί να οδηγήσει σε ασθένειες και σε ασθένειες».

[Related on PopSci+: Stress can literally kill you. Here’s how.]

Όλη αυτή η προσαρμογή συμβαίνει μέσω ενός συστήματος σηματοδότησης μέσα στο σώμα σας. Τρία πράγματα – υποδοχείς, ένα κέντρο ενοποίησης και τελεστές – διατηρούν την ομοιόσταση. Σε όλο το σώμα, οι υποδοχείς, οι οποίοι μπορεί να είναι μια ειδική κατηγορία πρωτεΐνης ή εξειδικευμένα νευρικά κύτταρα, για παράδειγμα, παρακολουθούν καταστάσεις όπως η θερμοκρασία ή η αρτηριακή πίεση. Όταν ένας υποδοχέας ανιχνεύσει μια αλλαγή, στέλνει ένα σήμα στο

κέντρο ολοκλήρωσης

, μερικές φορές ονομάζεται κέντρο ελέγχου. Στους ανθρώπους, αυτή είναι συνήθως μια περιοχή του εγκεφάλου που ονομάζεται υποθάλαμος, η οποία ρυθμίζει τη θερμοκρασία, τον καρδιακό ρυθμό, την πείνα, την ισορροπία του νερού, τους κιρκάδιους ρυθμούς και άλλες βασικές συνθήκες. «Το κέντρο ενοποίησης είναι το μέρος όπου η αλλαγή συγκρίνεται με το σημείο ρύθμισης», εξηγεί ο Tansey.

Το τελικό βήμα είναι η απόκριση, η οποία συχνά χρησιμοποιεί το ενδοκρινικό σύστημα ή το νευρικό σύστημα. Τα σήματα που αποστέλλονται μέσω αυτών των συστημάτων φτάνουν σε τελεστές, τα οποία είναι οποιαδήποτε μέρη του σώματος που προκαλούν τις απαραίτητες φυσιολογικές αποκρίσεις. Για τη ρύθμιση της θερμοκρασίας, για παράδειγμα, οι τελεστές περιλαμβάνουν τα αιμοφόρα αγγεία και τους ιδρωτοποιούς αδένες στο δέρμα. Ή για να αυξηθεί η αρτηριακή πίεση, τα νεφρά θα διατηρήσουν περισσότερο νερό. Για να αυξηθεί το οξυγόνο, το διάφραγμα και οι αναπνευστικοί μύες θα πάρουν περισσότερες ή βαθύτερες αναπνοές. Άλλοι τελεστές αλλάζουν συμπεριφορά. Όταν αισθάνεστε διψασμένοι ή λαχταράτε αλμυρά τρόφιμα, αυτό μπορεί να είναι μια ομοιοστατική απάντηση.

Μόλις η εν λόγω συνάρτηση επιστρέψει στο κανονικό της εύρος, οι υποδοχείς θα στείλουν ένα νέο μήνυμα, που ονομάζεται αρνητική ανάδραση, στο κέντρο ολοκλήρωσης. Αυτό λέει στα άλλα μέρη του σώματος να σταματήσουν να υπεραντισταθμίζουν, απενεργοποιώντας τη διαδικασία.

Όταν σβήνει, όλοι αυτοί οι θερμοϋποδοχείς στέλνουν σήματα στον υποθάλαμο. Οι ερευνητές πιστεύουν ότι αυτή η περιοχή του εγκεφάλου καθορίζει πόσο μακριά είναι η θερμότητα του σώματος από τους 98,6 βαθμούς, ανιχνεύοντας πώς τα νευρικά κύτταρα που ανταποκρίνονται στις αλλαγές θερμοκρασίας σε όλο το σώμα πυροδοτούνται διαφορετικά, λέει ο Tansey. Στη συνέχεια, ο υποθάλαμος στέλνει σήματα, ειδοποιώντας τα αιμοφόρα αγγεία στο δέρμα. Εκεί, οι λείοι μύες που περιβάλλουν τα αγγεία χαλαρώνουν, γεγονός που προκαλεί αυξημένη ροή αίματος στην επιφάνεια του δέρματος, μεταφέροντας τη θερμότητα μακριά από τον πυρήνα του σώματος. Αυτή η διαδικασία, που ονομάζεται αγγειοδιαστολή, κάνει επίσης το δέρμα να φαίνεται πιο ροζ και πιο κοκκινισμένο. Εκατομμύρια ιδρωτοποιοί αδένες ενεργοποιούνται επίσης και αυτά τα σταγονίδια τελειώνουν τη δουλειά μεταφέροντας θερμότητα από την επιφάνεια του δέρματος στον αέρα μέσω της εξάτμισης.

Τα πράγματα αρχίζουν να πάνε στραβά καθώς το κεντρικό νευρικό σύστημα σταματά να λειτουργεί σωστά. Τα άτομα με θερμοπληξία «εμφανίζουν σημάδια ανώμαλης συμπεριφοράς, γίνονται πραγματικά επιθετικοί, ξεχνούν τι συμβαίνει, επειδή ο εγκέφαλός τους δεν λειτουργεί όπως θα έπρεπε», λέει ο Έμερσον. Άλλα όργανα θα αρχίσουν να κλείνουν στην προσπάθεια του σώματος να ανακτήσει τον έλεγχο.

[Related: How fear affects your body]

Αυτό το είδος αστοχίας πλήρους συστήματος δεν είναι μοναδικό στην υπερθέρμανση. «Όταν το σώμα δεν βρίσκεται σε ομοιόσταση, θα συνεχίσει να προσπαθεί να παλεύει για να είναι σε αυτό, και αυτό προκαλεί πολύ άγχος», λέει ο Emerson. Ένα στρεσαρισμένο σώμα θα θέσει σε κίνδυνο άλλες λειτουργίες σε μια προσπάθεια να επιτύχει ομοιόσταση.

Ορισμένα είδη υπερθέρμανσης, ωστόσο, δεν προκαλούν αυτήν την απόκριση. Όταν κάποιος έχει πυρετό ως ανοσοαπόκριση σε μια λοίμωξη ή ασθένεια, για παράδειγμα, το σώμα καθορίζει ένα νέο σημείο ρύθμισης, επαναφέροντας τον θερμοστάτη ώστε να είναι πιο ζεστός. Αυτό συμβαίνει επειδή μια φρυγανιά φλεγμονώδης απόκριση είναι ένα χρήσιμο μέρος της μάχης ενάντια σε ένα παθογόνο, εξηγεί ο Emerson. «Η θερμότητα σκοτώνει τα παθογόνα», λέει, και η αύξηση της ροής του αίματος φέρνει περισσότερα λευκά αιμοσφαίρια για να καταπολεμήσουν τη μόλυνση.

Τέτοιες μελέτες ανοίγουν την πιθανότητα να είμαστε σε θέση να προσαρμόσουμε λίγο τα σημεία ρύθμισης, αλλά η επιβολή μιας παράκαμψης μπορεί να είναι επικίνδυνη.