Pengertian Homeostasis dan Mekanisme Homeostasis

Tags

Pengertian HomeostasisSel-sel hidup dapat berfungsi hanya dalam kisaran sempit seperti kondisi suhu, pH konsentrasi ion , dan ketersediaan nutrisi, namun organisme hidup harus bertahan hidup di lingkungan di mana kondisi ini dan lainnya bervariasi dari jam ke jam, hari ke hari, dan musim ke musim. Karenanya, organisme memerlukan mekanisme untuk menjaga stabilitas internal meskipun ada perubahan lingkungan. Fisiologis Amerika Walter Cannon (1871–1945) menamai kemampuan ini homeostasis (homeo berarti "sama" dan stasis berarti "berdiri atau tetap"). Homeostasis telah menjadi salah satu konsep terpenting fisiologi, ekologi fisiologis, dan kedokteran. Sebagian besar fungsi tubuh ditujukan untuk mempertahankan homeostasis, dan ketidakmampuan untuk mempertahankannya menyebabkan penyakit dan seringkali kematian.

Tubuh manusia, misalnya, mempertahankan pH darah dalam kisaran yang sangat sempit antara 7,35 hingga 7,45. PH di bawah kisaran ini disebut asidosis dan pH di atas kisaran ini adalah alkalosis. Kedua kondisi tersebut dapat mengancam jiwa. Seseorang dapat hidup hanya beberapa jam dengan pH darah di bawah 7,0 atau di atas 7,7, dan pH di bawah 6,8 atau di atas 8,0 dengan cepat berakibat fatal. Namun metabolisme tubuh terus-menerus menghasilkan berbagai produk limbah asam yang menantang kemampuannya untuk mempertahankan pH dalam kisaran yang aman.
Suhu tubuh juga membutuhkan kontrol homeostatis yang cermat. Pada musim semi atau musim gugur di iklim sedang, suhu Fahrenheit luar ruangan dapat berkisar dari tiga puluhan atau empat puluhan di malam hari hingga delapan puluhan di sore hari (kisaran mungkin 4 hingga 27 derajat Celcius). Terlepas dari fluktuasi lingkungan ini, suhu tubuh inti kami biasanya 37,2 hingga 37,6 derajat Celcius (99,0 hingga 99,7 derajat Fahrenheit) dan berfluktuasi hanya sekitar 1 derajat selama 24 jam. Memang, jika suhu tubuh inti berjalan di bawah 33 derajat Celcius (91 derajat Fahrenheit) seseorang kemungkinan akan mati karena hipotermia , dan jika suhu di atas 42 derajat Celcius (108 derajat Fahrenheit), kematian akibatkemungkinan hipertermia .
Kondisi internal tidak sepenuhnya stabil tetapi berfluktuasi dalam kisaran sempit di sekitar rata-rata yang disebut titik setel. Titik setel untuk suhu inti tubuh, misalnya, adalah sekitar 37,4 derajat Celcius, tetapi suhu berfluktuasi dalam sekitar (0,5 derajat Celcius. Jadi, lebih akurat untuk mengatakan bahwa tubuh mempertahankan keseimbangan dinamis internal daripada mengatakan mempertahankan stabilitas absolut. .

Umpan Balik dan Stabilitas Negatif
Cara biasa mempertahankan homeostasis adalah mekanisme umum yang disebut umpan balik negatif Tubuh merasakan perubahan internal dan mengaktifkan mekanisme yang membalikkan, atau meniadakan, perubahan itu.
Contoh umpan balik negatif adalah pengaturan suhu tubuh. Jika suhu darah naik terlalu tinggi, ini dirasakan oleh neuron khusus di hipotalamus otak. Mereka memberi sinyal pusat saraf lain, yang pada gilirannya mengirim sinyal ke pembuluh darah kulit. Saat pembuluh darah melebar, lebih banyak darah mengalir dekat ke permukaan tubuh dan panas berlebih memancar dari tubuh. Jika ini tidak cukup untuk mendinginkan tubuh kembali ke titik setelnya, otak mengaktifkan keringat. Penguapan keringat dari kulit memiliki efek pendinginan yang kuat, seperti yang kita rasakan ketika kita berkeringat dan berdiri di depan kipas.
Jika suhu darah turun terlalu rendah, di sisi lain, ini juga dirasakan oleh hipotalamus dan sinyal dikirim ke arteri kulit (yang memasok kulit) untuk menyempitkan mereka. Darah hangat kemudian disimpan lebih dalam di dalam tubuh dan lebih sedikit panas yang hilang dari permukaan. Jika ini tidak memadai, maka otak mengaktifkan menggigil. Setiap getaran otot yang menggigil melepaskan energi panas dan membantu menghangatkan tubuh kembali ke titik setel 37 derajat Celcius.
Dalam kedua kasus, neuron khusus merasakan suhu tubuh abnormal dan mengaktifkan loop umpan balik negatif korektif yang mengembalikan suhu normal. Akibatnya, suhu tubuh jarang mencapai lebih dari 0,5 derajat Celcius di atas atau di bawah titik setelnya. Putaran umpan balik negatif lainnya mengatur konsentrasi gula darah, keseimbangan air, pH, dan variabel lainnya yang tak terhitung jumlahnya. Banyak loop semacam itu diatur oleh sistem saraf, dan lainnya oleh hormon sistem endokrin.
Umpan Balik Positif dan Perubahan Cepat
Rekan lawan umpan balik negatif adalah lingkaran umpan balik positif, suatu proses di mana tubuh merasakan perubahan dan mengaktifkan mekanisme yang mempercepat atau meningkatkan perubahan itu. Ini juga dapat membantu homeostasis, tetapi dalam banyak kasus ini menghasilkan efek sebaliknya dan dapat mengancam jiwa.
Contoh efek menguntungkannya terlihat pada pembekuan darah. Bagian dari jalur biokimia kompleks pembekuan adalah produksi enzim yang membentuk matriks bekuan darah, tetapi juga mempercepat produksi trombin yang lebih banyak lagi. Yaitu, ia memiliki efek self- catalytic , self-accelerating, sehingga begitu proses pembekuan dimulai, ia berjalan lebih cepat dan lebih cepat sampai, idealnya, perdarahan berhenti. Dengan demikian, loop umpan balik positif ini adalah bagian dari loop umpan balik negatif yang lebih besar, yang diaktifkan oleh perdarahan dan akhirnya bekerja untuk menghentikan perdarahan.
Contoh lain dari umpan balik positif yang menguntungkan terlihat saat melahirkan, di mana peregangan rahim memicu sekresi dari hormon , oksitosin, yang merangsang kontraksi rahim dan mempercepat persalinan. Namun yang lain terlihat pada pencernaan protein , di mana kehadiran protein yang dicerna sebagian di dalam lambung memicu sekresi asam klorida dan pepsin, enzim yang mencerna protein. Jadi, begitu pencernaan dimulai, itu menjadi proses percepatan diri.
Namun, sering kali umpan balik positif menghasilkan kebalikan dari homeostasis: kehilangan stabilitas internal yang cepat dengan konsekuensi yang berpotensi fatal. Misalnya, jika kematian area kecil jaringan jantung memicu serangan jantung (infark miokard), jantung memompa jumlah darah yang tidak memadai. Dengan demikian, otot jantung itu sendiri kekurangan aliran darah, dan masih banyak lagi yang mulai mati. Ini dapat menyebabkan memburuknya fungsi jantung dengan cepat sampai seseorang meninggal. Banyak penyakit melibatkan umpan balik positif yang berbahaya.
Homeostasis, sementara dijelaskan di sini dengan contoh-contoh dari fisiologi manusia, adalah sifat dasar kehidupan dan kebutuhan untuk kelangsungan hidup semua makhluk hidup - bukan hanya manusia tetapi semua hewan lain serta bakteri, tanaman, jamur, dan protista. Ini memungkinkan semua organisme hidup untuk mempertahankan stabilitas internal meskipun lingkungan yang terus berubah dan menantang.


EmoticonEmoticon