Immagine gentilmente concessa da Photodisc/Getty Images.
L’omeostasi è il processo biologico che preserva la stabilità interna in mezzo ai cambiamenti esterni. Nei sistemi viventi, può applicarsi a singole cellule o interi organismi e può riferirsi a specifici equilibri fisiologici, come il controllo acido-base, o all'equilibrio generale del corpo nel suo complesso.
In qualsiasi sistema che richieda uno stato stazionario, i disturbi innescano risposte che contrastano il cambiamento. Ad esempio, un livello elevato di sodio nei fluidi corporei invia un segnale al cervello che innesca la sete. L'acqua potabile ripristina la concentrazione di sodio al suo range normale. Questo modello classico è guidato dal feedback negativo:una risposta che si oppone allo stimolo iniziale per riportare una variabile verso un setpoint target.
Considera un termostato domestico impostato a 18 °C (65 °F). Se la temperatura scende sotto questa soglia, il termostato attiva il sistema di riscaldamento. Una volta raggiunta la temperatura desiderata, il sistema si spegne. Questo esempio quotidiano illustra i cinque componenti essenziali di qualsiasi sistema omeostatico:
A livello microscopico, le cellule, le unità fondamentali della vita, utilizzano una serie di meccanismi per mantenere le condizioni interne. Le cellule batteriche, ad esempio, sono organismi interi, ma per sopravvivere fanno ancora affidamento sui controlli omeostatici. La membrana plasmatica è centrale in questo processo:canali ionici e pompe regolano le concentrazioni di elettroliti critici come calcio, sodio e potassio, garantendo che le funzioni cellulari procedano correttamente.
La fisiologia umana è un capolavoro di precisione omeostatica, con più sistemi che lavorano in concerto per preservare l'equilibrio:
