Homeostáza

**Homeostáza** (*homeo* – rovnaký, *stasis* – nehybnosť) je stav, pri ktorom vnútorné prostredie živého organizmu zostáva v určitých limitoch, ktoré umožňujú jeho normálne fungovanie. Tieto limity neustále narušujú zmeny vonkajšieho prostredia. Prvýkrát tento termín použil v roku 1930 americký fyziológ Walter Bradford Cannon (1871 – 1945), keď si uvedomil, že svalstvo sa musí nejak zbavovať po námahe nadbytočného tepla a kyseliny mliečnej. Definoval ho ako „súbor fyziologických mechanizmov, ktorých úlohou je obnovenie normálneho stavu vnútorného prostredia po jeho narušení“.

## Telová tekutina
Dôležitou súčasťou homeostázy je regulácia objemu a zloženia *telových tekutín* – vodných roztokov, ktoré tvoria vnútorné i vonkajšie prostredie buniek. Správna funkcia buniek je totiž životne závislá od presnej regulácie zloženia tekutiny, ktorá ich obklopuje. Tekutinu v bunkách nazývame *vnútrobunková* (odb. *intracelulárna*; *intra* – v,), tekutinu, ktorá bunky obklopuje *[[extracelulárna tekutina|mimobunková]]* (odb. *extracelulárna*; *extra* – vonku). Extracelulárna tekutina, ktorá vyplňuje úzke priestory medzi bunkami tkanív, sa nazýva *[[intersticiálna tekutina|tkanivový mok]]* (odb. *intersticiálna*; *inter* – medzi)). Extracelulárna tekutina v krvných cievach sa nazýva *intravaskulárna (vnútrocievna) tekutina* alebo *[[krvná plazma]]*.

V intra- i extracelulárnej tekutine je rozpustených množstvo chemických prvkov a zlúčenín – napr. kyslík, glukóza, ióny sodíka (Na+) a chlóru (Cl-) a mnoho ďalších, všetky potrebné k udržaniu života. Nachádzajú sa v nej samozrejme i odpadové produkty metabolizmu.

Krvné cievy s najmenším priemerom v ľudskom tele sa nazvývajú *vlásočnice* (odb. *kapiláry*). Ich steny sú také tenké, že voda a množstvo látok v plazme môže prechádzať do intersticiálnej tekutiny a opačným smerom – hovoríme o tzv. *kapilárnej výmene*. Za normálnych okolností je objem tejto výmeny rovnaký. Jej účelom je dopravovať kyslík, živiny a ďalšie látky k bunkám a odvádzať odpadové látky a oxid uhličitý od buniek preč. Malé množstvo intersticiálnej tekutiny je odvádzané lymfatickými cievami, ktoré vo väčšine tkanív krvné cievy sprevádzajú. Vytvára sa tak ďalší typ extracelulárnej tekutiny, ktorú voláme *[[miazga]]* (odb. *lymfa*).

Keďže intersticiálna tekutina obklopuje všetky bunky tela, často sa stotožňuje s pojmom *vnútorné prostredie*. Ak je toto porušené, výsledkom môže byť *[[choroba]]*. Ak tento stav trvá dlhšie, následkom môže byť *[[smrť]]* jednotlivých buniek, alebo i celého organizmu.

## Homeostáza a stres
Homeostáza v živom organizme je neustále narušovaná stresom. *Stres* je akýkoľvek podnet či stimul, ktorý vedie k nerovnováhe vo vnútornom prostredí. Stresové podnety môžu pochádzať z vonkajšieho prostredia – chlad, teplo, nedostatok kyslíka a podobne – alebo môžu vychádzať zo samotného organizmu – napríklad vo forme nízkej hladiny glukózy (hypoglykémia) alebo zmeny pH vo vnútornom prostredí. Tretím zdrojom stresových podnetov sú podnety psychologické a sociálne – požiadavky spoločnosti, zmeny v sociálnych väzbách a podobne.

Väčšina stresov je slabých a bežných a organizmus je schopný homeostázu rýchlo obnoviť. Ťažké stresy, ako extrémny chlad, infekcia, úmrtie partnera a podobne, môžu však byť nad sily homeostatických mechanizmov. Našťastie si tieto s veľkou väčšinou stresov dokážu poradiť.

## Regulácia homeostázy
Systémy udržujúce rovnováhu vnútorného prostredia sa označujú ako *homeostatické regulačné mechanizmy*. Súbor vzájomne funkčne prepojených buniek a tkanív, ktoré spolupracujú na udržaní nejakej hodnoty (napr. hladiny glukózy v krvi, pH, telesná teplota a pod.) na určitej stabilizovanej úrovni sa označuje ako *homeostatický regulačný systém*.

### Regulácia homeostázy nervovým a hormonálnym systémom
Rovnováhu oba systémy ovplyvňujú spoločne, ale i samostatne. Nervový systém zaznamenáva odchýlky vnútorného prostredia od normálneho stavu a posiela o tom informáciu cestou nervových impulzov do príslušných orgánov, ktoré reagujú jeho vyrovnaním. Hormonálny systém reguluje vnútorné prostredie vylučovaním regulačných látok – hormónov – do krvného obehu. Ich účinky sú často globálne a reakcia je pomalšia ako pri regulácií nervovým systémom.

### Systémy spätnej väzby
thumb| Schéma spätnoväzbovej regulácie.Takéto systémy sú typickým príkladom spôsobu regulácie vnútorného prostredia organizmu. Ide o cyklus dejov, pri ktorom je stav sledovanej hodnoty (napríklad teplota) neustále monitorovaný a informácie o zmenách sú zasielané do kontrolného centra. 

Systém spätnej väzby má tri základné súčasti:
* *kontrolné centrum* – určuje ideálnu hodnotu, na ktorej sa má má daný stav udržovať. Takýchto hodnôt je v organizme veľké množstvo – ako príklad poslúži hladina glukózy, elektrolytov, frekvencia srdca, krvný tlak a mnoho ďalších. O skutočných hodnotách dostáva informácie z receptora a reaguje cez efektor.
* *receptor* – monitoruje zmeny ideálnej hodnoty, a zasiela príslušné *vstupné informácie* do kontrolného centra.
* *efektor* – dostáva *výstupné informácie* z kontrolného centra a jeho „produktom“ je *„odpoveď“*. Ak odpoveď zmenšuje účinok alebo úroveň stimulu, hovoríme o *negatívnej spätnej väzbe*. Ak naopak účinok alebo úroveň stimulu zvyšuje, je to *pozitívna spätná väzba*.

Väčšina regulačných systémov v ľudskom tele je negatívneho typu. Negatívny typ spätnej väzby sa používa všade tam, kde je potrebné časté monitorovanie a úpravy – príkladom je regulácia teploty tela alebo hladiny glukózy. Pozitívny typ je naopak dôležitý pre regulácie, ktoré nie sú potrebné často a nevyžadujú jemné „nastavenie“. Keďže kontrolovaný stav zosiluje, obvykle je „vypínaný“ nejakým iným mechanizmom mimo samotný regulačný systém. Ak sa však tento externý regulátor poškodí, môže to mať vážne následky – napríklad neregulované delenie buniek.

### Účinnosť regulácie
Regulačné systémy majú rôznu účinnosť a ich schopnosť kompenzovať odchýlky od normálu je vždy zaťažená určitou chybou.
Účinnosť možno hodnotiť podľa nasledovných parametrov:
* najvyššia dosiahnutá odchýlka od požadovanej "ideálnej" hodnoty (závisí predovšetkým na rýchlosti nástupu regulačných mechanizmov)
* čas do normalizácie regulovanej veličiny (pri rýchlej normalizácii dôjde často k "prekmitu" napr. z príliš vysokej na príliš nízku hodnotu – vtedy regulácia funguje ako postupný tlmič výkyvov)
* kombinácia oboch parametrov (tzv. plocha pod regulačnou krivkou)
Žiadna regulácia nie je ideálna, najväčší vplyv má hlavne časový faktor – čas od detekcie odchýlky do spustenia príslušných regulačných mechanizmov (krátky pri nervovej regulácii, dlhý pri hormonálnej regulácii).

## Zdroje
* 

Kategória:Fyziológia