HOMÉOSTASIE: EXEMPLES, MÉCANISMES, FONCTIONS - LA BIOLOGIE - 2025

L' homéostasie est définie comme l'ensemble des phénomènes d'autorégulation conduisant au maintien d'un «enregistrement» de la composition chimique et des propriétés physico-chimiques de l'environnement interne d'un organisme.

Le mot homéostasie dérive du grec «oμoιo», qui se lit «homos» et qui signifie «similaire» ou «similaire» et du suffixe «στασισ», qui se lit «stase», qui signifie «fixe», «permanent» ou «stable».

Homéostasie des érythrocytes et de l'hémoglobine. commons.wikimedia.org

Le terme ne se réfère pas à un équilibre interne ou à un équilibre, mais plutôt au maintien d'une condition constante, puisqu'un état d'équilibre ou d'équilibre chez un être vivant signifie la mort. Cette constance est activement maintenue par le corps, malgré les changements qui peuvent survenir dans l'environnement extérieur.

Antécédents

Claude Bernard (1813-1878) à la fin des années 1870 a été le premier à évoquer la constance du «milieu intérieur», qui représente ce que l'on appelle aujourd'hui fluide extracellulaire, dans lequel les cellules d'un organisme sont submergées et grâce à quoi elles sont maintenues en vie.

L'étude de la constance de l'environnement interne définie par Bernard est ce que nous appelons aujourd'hui la physiologie. Le mot «physiologie» vient des mots grecs «physis» (ϕυυsis) et «logo» (λoyo), qui signifient respectivement «nature, manière d'être, essence ou condition naturelle» et «ce qui est dit de quelque chose»..

Plusieurs années plus tard, vers 1933, c'est le physiologiste américain Walter Cannon qui a inventé le terme homéostasie pour décrire les mécanismes que chaque être vivant doit maintenir constants dans les conditions de son fluide extracellulaire.

Des exemples de certaines fonctions homéostatiques physiologiquement pertinentes peuvent être le maintien de la pression artérielle, de la température corporelle, de la concentration de glucose sanguin, des niveaux d'électrolytes dans le plasma sanguin, etc., qui sont maintenus. dans une gamme restreinte malgré les grandes différences entre le corps et l'environnement.

Concept d'homéostasie

L'homéostasie est la capacité de chaque être vivant multicellulaire à maintenir certains paramètres ou conditions constantes dans son environnement interne, peu importe la différence de l'environnement qui l'entoure et la fluctuation des conditions environnementales.

Ce soi-disant «environnement interne» correspond au fluide extracellulaire, contenu dans l'espace interstitiel (entre cellule et cellule d'un tissu) et au fluide intravasculaire ou sanguin chez l'animal.

L'homéostasie est l'un des concepts les plus importants de la médecine et de la physiologie (des animaux et des plantes) puisque tous les organismes vivants ont besoin de leur corps pour fonctionner dans une gamme très étroite de conditions, à savoir: pH, température, concentration d'ions, quantité d'eau, concentration de nutriments, entre autres.

Certains auteurs considèrent que «tous les mécanismes vitaux, aussi variés soient-ils, ont pour seul objectif de préserver les conditions constantes de vie dans l'environnement interne», c'est pourquoi l'homéostasie définit pratiquement toutes les fonctions internes d'un être vivant.

La préservation ou le maintien des conditions internes est possible grâce à un système de contrôle qui fonctionne par rétroaction négative ou positive (dans une moindre mesure).

Ce système permet que, lorsque des changements importants se produisent dans l'un quelconque des paramètres mentionnés ci-dessus, ces changements soient rapidement "neutralisés", ramenant le corps à son état normal.

Ainsi, l'homéostasie se compose des systèmes de réponse du corps pour faire face aux conditions environnementales et aux changements auxquels un organisme est soumis en permanence.

Mécanismes homéostatiques

L'homéostasie est obtenue grâce à l'intégration étendue entre de nombreux systèmes corporels d'un organisme.

Cannon (1929) classe les mécanismes homéostatiques en fonction de ce qui est régulé, c'est-à-dire des «munitions» ou des «fournitures» obtenues à partir de l'environnement extérieur ou de «processus» intrinsèques.

Homéostasie de la glycémie (Source: Christinelmiller via Wikimedia Commons)

Homéostasie par réglementation des «munitions» ou des «fournitures»

Les mécanismes d'homéostasie par régulation des approvisionnements sont caractérisés par:

- Stockage en termes d'ajustements entre les moments d'abondance ou de famine et le besoin.

- Débordement ou écoulement hors du corps lorsqu'il y a des "excès intolérables"

Le stockage peut être de deux types, l'un temporaire et l'autre par ségrégation. Le stockage temporaire, connu sous le nom de «stockage par inondation ou débordement», se produit par «inondation» des tissus interstitiels avec des matériaux qui ont été ingérés en abondance.

Le stockage par «ségrégation», par contre, qui a à voir avec l'inclusion du matériel ingéré à l'intérieur des cellules ou des structures relativement «permanentes».

L'homéostasie de la régulation de l'offre implique donc le stockage des approvisionnements en abondance, afin d'augmenter les réserves pour faire face aux périodes de pénurie, ou l'élimination des excès, lorsqu'ils sont toxiques.

Homéostasie par régulation de processus

Si l'essentiel de la régulation homéostatique dépend de l'utilisation de matériaux externes ou «fournitures», il en existe d'autres qui dépendent beaucoup plus évidemment de l'altération des processus intrinsèques continus, Les principaux exemples de ce type de régulation sont le maintien de la neutralité et le maintien de la température chez les animaux homéothermiques (capables de réguler leur température corporelle en interne).

Postulats de régulation homéostatique

Cannon, en 1925, proposa six postulats provisoires pour décrire les facteurs physiologiques responsables du maintien de la «constance» interne dans le corps d'un être vivant:

1- Dans un système ouvert tel que le corps d'un animal, qui est composé de matériaux instables et qui sont soumis en permanence à des conditions variables, la «constance» ou l'homéostasie est la preuve directe qu'il existe des systèmes fonctionnant ou prêts à fonctionner pour maintenir ledit constance.

2- Si un organisme ou un système corporel maintient l'homéostasie, c'est uniquement parce que toute tendance au «changement» est automatiquement «neutralisée» par une augmentation de l'efficacité d'un ou plusieurs facteurs qui résistent au changement.

3- Tout facteur qui opère pour maintenir l'homéostasie par une action dans un sens ne peut pas agir simultanément dans le sens opposé.

4- Les agents homéostatiques qui sont des antagonistes dans une région du corps, peuvent coopérer ou travailler ensemble dans une autre région.

5- Le système de régulation qui détermine un état homéostatique peut être constitué d'un grand nombre de facteurs qui sont «activés» en même temps ou les uns après les autres (successivement).

6- Lorsqu'un facteur est connu qui peut changer l'état homéostatique dans un sens, il est raisonnable de rechercher un contrôle automatique pour ce facteur ou pour des facteurs qui ont l'effet inverse.

Fonctions de l'homéostasie

La fonction principale de l'homéostasie ou des mécanismes homéostatiques est de maintenir un «équilibre» interne dans le corps des organismes vivants, notamment en ce qui concerne des paramètres tels que la température (animaux homéothermiques), la concentration d'ions et d'eau, l'apport de nutriments, etc.

Le maintien de conditions internes «constantes» dans une fourchette assez étroite et souvent considérablement différentes des conditions de l'environnement externe ou de l'environnement, est essentiel pour le fonctionnement des systèmes corporels et, par conséquent, pour la vie en lui-même, c'est pourquoi l'homéostasie est essentielle pour tous les êtres vivants multicellulaires.

Homéostasie psychologique

L'homéostasie psychologique est un terme qui fait référence aux mécanismes psychologiques ou comportementaux dont les êtres humains disposent pour équilibrer les «sentiments» de besoin et de satisfaction, afin de maintenir ce que chaque individu reconnaît ou perçoit comme une «condition normale».

Bien que les mécanismes de contrôle ou de régulation de l'homéostasie psychologique diffèrent considérablement de ceux qui caractérisent l'homéostasie physiologique, les deux processus sont étroitement liés.

Les mécanismes homéostatiques psychologiques sont souvent liés à l'auto-préservation, au développement et à la reproduction, à l'adaptation, etc., pour n'en citer que quelques-uns.

Exemples d'homéostasie dans le corps humain

Certains des exemples d'homéostasie sont le maintien de la température corporelle interne chez l'homme, le maintien des niveaux de glucose, la régulation de la pression artérielle ou le fonctionnement d'un thermostat.

- Homéostasie chez l'homme

1- Température corporelle interne

La température corporelle interne des humains est un excellent exemple d'homéostasie. Lorsqu'un individu est en bonne santé, sa température corporelle reste à 37 °. Le corps peut contrôler la température en produisant ou en libérant de la chaleur.

2- Maintien des taux de glucose

Le glucose est un type de sucre présent dans la circulation sanguine, mais le corps doit maintenir des niveaux adéquats de glucose pour s'assurer qu'une personne reste en bonne santé.

Lorsque les niveaux de glucose deviennent trop élevés, le pancréas libère une hormone appelée insuline. Si ces niveaux tombent trop bas, le foie convertit à nouveau le glycogène dans le sang en glucose, augmentant les niveaux.

3- Fonctions du système lymphatique

Lorsque des bactéries ou des virus qui peuvent vous rendre malade pénètrent dans votre corps, le système lymphatique se bat pour aider à maintenir l'homéostasie, en luttant contre les infections et en veillant à ce que vous restiez en bonne santé.

4- Régulation de la pression artérielle

Le maintien d'une tension artérielle saine est un exemple d'homéostasie. Le cœur peut détecter les changements de tension artérielle, ce qui l'amène à envoyer des signaux au cerveau, qui envoie ensuite des signaux indiquant au cœur comment réagir.

Si la pression artérielle est trop élevée, le cœur doit naturellement ralentir; alors que s'il est trop bas, le cœur devra s'emballer.

5- Équilibre des acides et des bases

Le corps humain contient des produits chimiques appelés acides et bases, et un bon équilibre de ceux-ci est nécessaire pour que le corps fonctionne de manière optimale. Les poumons et les reins sont deux des systèmes organiques qui régulent les acides et les bases dans le corps.

6- Niveau d'eau

Plus de la moitié du pourcentage du poids corporel humain est constitué d'eau, et le maintien d'un équilibre correct de l'eau est un exemple d'homéostasie. Les cellules contenant trop d'eau gonflent et peuvent même éclater.

Les cellules avec trop peu d'eau peuvent finir par rétrécir. Votre corps maintient un équilibre hydrique adéquat afin qu'aucune de ces situations ne se produise.

7- Contrôle du calcium

La régulation des niveaux de calcium par le corps humain est un exemple d'homéostasie. Lorsque les niveaux chutent, la parathyroïde libère des hormones. Si le taux de calcium devient trop élevé, la thyroïde aide à fixer le calcium dans les os et abaisse le taux de calcium sanguin.

8- Exercice physique

L'exercice permet au corps de maintenir l'homéostasie en envoyant du lactate aux muscles pour obtenir de l'énergie.

Au fil du temps, cela indique également au cerveau qu'il est temps d'arrêter de faire de l'exercice pour que les muscles puissent obtenir l'oxygène dont ils ont besoin.

9- Système nerveux et respiration

Le système nerveux aide à maintenir l'homéostasie des schémas respiratoires. Parce que la respiration est involontaire, le système nerveux veille à ce que le corps reçoive l'oxygène nécessaire lors de la respiration.

10- système urinaire

Lorsque les toxines pénètrent dans votre sang, elles perturbent l'homéostasie de votre corps. Cependant, le corps humain réagit en se débarrassant de ces toxines grâce à l'utilisation du système urinaire.

Un individu urine simplement les toxines et autres choses désagréables du sang, rétablissant l'homéostasie du corps humain.

11- Montée de la peau

Lorsque vous ressentez cette sensation de «chair de poule», cela est dû à un processus d'homéostasie qui sert à réduire la quantité de chaleur rayonnée par la peau. C'était un processus très typique dans la peau de nos ancêtres primitifs, mais il a été maintenu malgré la perte de cheveux dans la majeure partie du corps.

12- Secousses ou frissons

Lorsque nous tremblons à cause du froid, c'est parce que le cerveau envoie des signaux aux muscles pour nous dire que le niveau de température est inférieur au niveau recommandé pour notre santé. Autrement dit, le tremblement du muscle est un moyen de contrer le froid.

13- Vasodilatation et vasoconstriction

La vasodilatation est l'élargissement des capillaires sanguins pour refroidir le sang et combattre l'excès de chaleur. La vasoconstriction est le contraire, étant le rétrécissement des capillaires afin que, dans les environnements froids, la chaleur du sang puisse être conservée.

- Mécanismes homéostatiques technologiques et autres

11- Thermostat

Thermostats qui fonctionnent en allumant et en désactivant les appareils de chauffage ou les climatiseurs en réponse à la sortie d'un capteur de température.

12- régulateur de vitesse

Véhicule de croisière qui ajuste l'accélérateur d'une voiture en réponse aux changements de vitesse.

13- Pilote automatique

Pilote automatique qui actionne les commandes directionnelles d'un aéronef ou d'un navire en réponse à un écart par rapport au cap ou à un cap compas prédéfini.

14- Contrôles dans les industries

Les systèmes de contrôle de processus dans une usine chimique ou une raffinerie de pétrole qui maintiennent les niveaux de fluide, les pressions, la température, la composition chimique, etc. contrôle des radiateurs, des pompes et des vannes.

15- Régulateur de moteur à vapeur

Le régulateur centrifuge d'une machine à vapeur qui abaisse le papillon des gaz en réponse à l'augmentation de la vitesse du moteur, ou ouvre la vanne si la vitesse descend en dessous de la vitesse prédéterminée.

16- Homéostasie des affaires

Il fait référence à la capacité d'une entreprise à maintenir son état d'équilibre, à contrer les turbulences internes et externes en absorbant la variété contextuelle.

- Homéostasie chez les animaux et l'environnement

Pour les animaux à sang chaud comme les mammifères et les oiseaux, l'homéostasie est une combinaison de processus internes impliquant les hormones, le système endocrinien et le métabolisme.

En revanche, pour les animaux à sang froid comme les serpents, qui ne possèdent pas de tels systèmes internes, ils doivent s'appuyer sur leur environnement externe pour maintenir l'homéostasie.

17- Hormones

Dans certaines populations de petits mammifères tels que les souris et les lapins, lorsque leur nombre augmente pour quelque raison que ce soit, la surpopulation crée un stress croissant qui endommage la glande thyroïde (qui fabrique des hormones essentielles) et une grande partie de la population meurt simplement des dommages endocriniens ou hormonale.

18- Thermorégulation

Dans l'environnement, lorsque les niveaux atmosphériques de dioxyde de carbone augmentent, les plantes peuvent mieux pousser et ainsi éliminer plus de dioxyde de carbone de l'atmosphère.

En outre, les guêpes et les frelons se trouvent dans la plupart des environnements des forêts tropicales humides, des déserts, des climats subtropicaux et tempérés. Ils sont capables de survivre dans tant de conditions différentes parce qu'ils sont capables de se thermoréguler eux-mêmes et leurs nids.

19- Recyclage de l'eau dans la jungle

Grâce à un système d'homéostasie, les forêts tropicales conservent leur capacité à recycler l'eau. Par exemple, le bassin amazonien est entouré au nord par les savanes et les plaines du Venezuela et au sud par les savanes du Brésil.

Si l'humidité de l'océan Atlantique refluait directement, l'écosystème amazonien ne représenterait qu'une petite fraction de sa taille actuelle.

En fait, les arbres géants de la forêt amazonienne pompent rapidement l'humidité dans le ciel, de sorte qu'elle retombe sur la jungle sous forme de pluie, empêchant ainsi d'importantes quantités d'eau de s'écouler dans l'océan.

20- Coraux et dioxyde de carbone

Les polypes de corail utilisent du dioxyde de carbone pour former leurs coquilles. Cela aide à réduire la quantité de dioxyde de carbone dans l'océan et constitue un moyen pour la Terre de lutter contre la pollution et de restaurer l'homéostasie.

Avec moins de coraux, l'océan absorbe moins de dioxyde de carbone, laissant plus dans l'atmosphère.

Références

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