Homeostasis

Homeostasis dirujuk sebagai pengekalan atau mekanisma kawal atur persekitaran dinamik dalaman (badan organisma) yang malar.
Homeostasis merupakan salah satu konsep yang paling penting dalam biologi.
Bidang fisiologi boleh mengklasifkasikan mekanisma homeostasis kawalatur dalaman organisma.
Gerak balas homeostasis berlaku pada setiap organisma.

Terdapat 2 jenis pemalar atau keadaan mantap dalam homeostasis iaitu
 Sistem tertutup - Keseimbangan statik
Dimana keadaan dalam yang tidak berubah seperti botol tertutup.
 Sistem terbuka - Keseimbangan dinamik
Dimana keadaan dalam yang malar walaupun sistem ini terus berubah contohnya seperti sebuah kolam di dasar air terjun.

Organisma mempunyai 2 persekitaran iaitu:
 Persekitaran luar iaitu persekitaran yang mengelilingi organisma secara keseluruhan. Organisma akan hidup secara berkongsi dengan organisma-organisma(biosis) dan objek-objek yang bukan hidupan(abiosis). 
 Persekitaran dalam iaitu persekitaran dinamik dalam badan manusia yang terdiri daripada bendalir yang mengelilingi komuniti sel-sel yang membentuk badan.

Biosis ialah komponen hidupan iaitu meliputi semua organisma hidupan.Contoh komponen biosis ialah:
Manusia
Tumbuhan
Haiwan

Abiosis ialah komponen bukan hidupan seperti:
Suhu
Nilai pH
Keamatan cahaya
Kelembapan
Topografi
Iklim

Perubahan persekitaran 
Perubahan kecil dalam persekitaran dinamik dalam badan boleh
 menyebabkan sel-sel mati.Contoh-contoh yang akan menyebabkan sel-sel mati walaupun dalam julat kecil ialah seperti:
Dehidrasi - Kurang air
Zat makanan yang kurang
Sisa toksik dikumpul dalam badan
Suhu berubah dengan mendadak

Faktor yang perlu dikawal 
Setiap faktor-faktor mempunyai julat-julat tertentu yang boleh mempengaruhi persekitaran dinamik.
Contoh beberapa faktor dalam bendalir yang perlu dikawal atur julatnya:
pH - 7.3pH - 7.4pH, berbeza dengan salur alimentari julat pH adalah berbeza-beza pada tempat tertentu.
Suhu - 37oC - 39oC
Glukosa - 4.4 - 5.5 mmol/dm3
Urea - 3.3 - 6.6 mmol/dm3

Kepentingan Homeostasis 
Akibat daripada perubahan kecil julat ini, hal ini akan menimbulkan masalah kepada organisma yang sentiasa berada dalam persekitaran luar yang tidak tentu dan cara hidup yang kurang sihat. Maka , untuk mengadaptasi kepada perubahan ini, organ-organ tertentu dalam badan organisma berfungsi untuk mengimbangi, mengawal, menstabilkan, menyesuaikan, dan mengekalkan persekitaran dalam supaya berada dalam keadaan yang stabil untuk sel-sel terus hidup dan berfungsi secara optimum.

Antara kepentingannya ialah:
Memboleh organisma mengadaptasi kepada persekitaran luar yang mempunyai julat dan habitat yang lebih luas.
Menyediakan keadaan dalaman (persekitaran dinamik dalam badan organisma) yang stabil supaya sel-sel dapat menjalankan hidup dengan cekap.
Membolehkan kadar metabolisma dikawal dengan cekap pada bila-bila masa.
Membolehkan enzim-enzim menjalan fungsinya dengan optimum.

Mekanisme Homeostasis 
Mekanisme ini dikawal oleh otak terutama hipotalamus. Hipotalamus terangsang akan merangsang koordinasi badan.Proses ini akan berterusan sehingga persekitaran dinamik dalam badan akan berada pada julat yang normal.

2 koordinasi badan yang terlibat ialah:
Kordinasi Kimia - Seperti Hormon
Kordinasi Saraf - Seperti Impuls saraf

Antara proses-proses yang terlibat ialah:
 Suap balik positif - Contoh demam, badan akan bertambah panas untuk membunuh bakteria dan virus.
 Suap balik negatif - Contoh keadaan panas, badan akan dikawalatur untuk mengurangkan haba daripada badan.

Contoh homeostasis yang ringkas ialah 
 Apabila cuaca panas, sistem kulit akan bertindak balas dengan mengeluarkan peluh melalui kelenjar peluh pada epidermis kulit untuk mencegah suhu darah daripada meningkat. Salur darah pula akan mengembang untuk mengeluarkan haba ke persekitaran dan hal ini kadang kala menyebabkan kulit berwarna merah.
 Apabila aras glukosa dalam darah telah habis atau berkurangan daripada julat tertentu, glukagon akan dirangsang oleh pankreas untuk menukarkan glikogen kepada glukosa supaya dapat digunakan sebagai tenaga untuk tindakan otot.

Antara organ-organ yang terlibat dalam kawalatur homeostasis ialah:
 Hati
 Ginjal
 Kulit

Proses Pengosmokawalaturan dalam Badan Manusia 
Ginjal adalah organ yang terlibat dalam proses pengosmokawalaturan. Dalam penghasilan air kencing, jumlah air yang diserap semula di liku Henle menimbulkan dua kemungkinan iaitu:
 Apabila lebih garam dalam badan dan kurang air
 Apabila kurang garam dalam badan dan lebih air

Apabila aras garam lebih dari julat normal, darah menjadi pekat, atau dalam kata lainnya, kurang air dalam badan. Hal ini membawa kepada peningkatan tekanan osmosis darah dan osmoreseptor pada hipotalamus akan terangsang. Seterusnya kelenjar pituitari akan dirangsang lebih aktif untuk merembeskan hormon ADH (antidiuresis) untuk meningkatkan ketelapan tubul ginjal terhadap air manakala kelenjar [[adrenal](hormon aldosteron) akan kurang dirangsang. Maka lebih banyak air diserap dan kurang ion natrium dan ion kalsium diserap semula masuk dalam badan sehingga tekanan osmosis darah akan turun. Proses ini akan berulang sehingga tekanan osmosis darah turun pada julat normal.

Apabila aras garam rendah dari julat normal dalam badan dan banyak air dalam badan, tekanan osmosis darah akan menurun. Osmoreseptor pada hipotalamus akan terangsang dan menghantar impuls kepada kelenjar pituitari. Kelenjar ini menjadi kurang dirangsang untuk merembeskan hormon ADH (antidiuresis) untuk mengurangkan ketelapan tubul ginjal terhadap air manakala kelenjar adrenal(hormon aldosteron) akan dirangsang dengan lebih aktif sehingga kurang air diserap dan kurang natrium dan kalsium diserap semula masuk dalam badan. Tekanan osmosis darah akan naik dan proses ini akan berulang sehingga tekanan osmosis darah meningkat pada julat normal.

Fungsi hormon antidiuresis ialah:
Merangsang penyerapan semula air pada tubul ginjal - Menambah ketelapan tubul ginjal terhadap air.

Fungsi hormon aldosteron ialah:
Mengekalkan keseimbangan ion natrium dan ion kalsium dalam darah - Penyerapan ion kalsium dan ion natrium pada tubul ginjal.
Memelihara keseimbangan air dan garam dalam darah

Air yang tidak diserap masuk semula dalam badan akan keluar sebagai air kencing.

Air kencing 
Proses pembentukan air kencing terdiri daripada 3 proses iaitu:
 Proses Ultraturasan
 Proses Penyerapan Semula
 Proses Pembuangan Air Kencing

Diantara bahan beracun yang disalur keluar ialah:
Urea
Asid urik
Ammonia
Dadah - Contoh steroid

Diantara kandungan air kencing ialah:
Air
Urea
Asid Urik
Ammonia
Natrium
Klorida
Fosfat

Kawalan Suhu Badan Manusia 
Terdapat 2 kaedah pengawal suhu badan iaitu:
 kaedah fizikal 
 Kaedah metabolik 

Semua kaedah untuk mengawal suhu badan adalah dengan bantuan koordinasi badan.

Pengawalan suhu dengan kaedah fizikal 
Kaedah ini dikenali sebagai kaedah fizikal kerana kawalaturan lebih kepada penggunaan otot-otot badan dan secara fizikal.
Diantara kemungkinan yang akan berlaku ialah:
 Suhu badan tinggi melebihi julat yang normal
 Suhu badan rendah melebihi julat yang normal

Apabila suhu badan tinggi, termoreseptor akan mengesan suhu pada kulit lalu menghantar impuls kepada otak iaitu hipotalamus yang berfungsi sebagai termostat mengesan suhu darah yang melaluinya. Mekanisme pembetulan akan diarah atau dirangsang oleh hipotalamus dengan menggunakan koordinasi badan.
 Mekanisme pembetulan apabila suhu badan tinggi ialah: 
Pemvasodilatan - Salur darah mengembang untuk berdekatan dengan kulit (iaitu persekitaran luar) yang membolehkan haba dibebaskan keluar.
Bulu kulit dicondongkan - Mengurangkan udara daripada terperangkap pada kulit supaya haba mudah dibebaskan kerana udara adalah penebat haba yang baik.Bulu kulit dikawal oleh otot erektor.
Lebih darah pada kulit (Kulit kelihatan merah) - Memudahkan haba daripada darah terbebas keluar melalui proses sinaran.
Berpeluh - Air peluh yang dirembes oleh kelenjar peluh mempunyai haba pendam tentu yang tinggi dapat menyerap haba yang tinggi dan terbebas ke persekitran apabila air peluh mengewap.

Haiwan seperti anjing dan kucing tidak mempunyai kelenjar peluh kecuali di tapak kaki mereka. Oleh itu, anjing akan menjelirkan lidahnya manakala kucing akan menjilat bulunya supaya suhu badan mereka berkurangan.

Apabila suhu badan rendah, perkara yang sama berlaku, di mana termoreseptor menghantar impuls kepada hipotalamus. Perbezaannya adalah bagaimana hipotalamus bertindak untuk meningkatkan suhu badan ke julat yang normal.
 Mekanisme pembetulan apabila suhu badan rendah ialah: 
Pemvasocerutan - Salur darah mengecut untuk menjauhi kulit. Dengan ini haba kurang dibebaskan ke persekitaran.
Bulu kulit ditegakkan - Udara akan terperangkap dicelah-celah bulu roma dan bertindak sebagai 'selimut' supaya haba sukar dibebaskan kerana udara adalah penebat haba yang baik.
Kurang darah pada kulit (Kulit kurang kelihatan kemerahanan atau pucat) - Kurang mengalami proses sinaran untuk mengurangkan haba daripada terbebas keluar ke persekitaran.
Kurang berpeluh - Apabila kurang air peluh dirembeskan oleh kelenjar peluh maka haba kurang dibebaskan melalui pengewapan air peluh.

Pengawalan suhu dengan kaedah metabolik 
Kaedah ini dikenali sebagai kaedah metabolik kerana kawalaturan lebih kepada penggunaan kimia badan daripada secara fizikal walaupun terdapat kawalaturan yang melibatkan otot-otot. 
Kawalan ini melibat peranan:
Otot rangka
Kelenjar adrenal
Kelenjar tiroid

Dalam keadaan sejuk, hipotalamus akan mengawal otot rangka untuk mengecut dan mengendur secara aktif. Hal ini akan menyebabkan seseorang mengigil dan meningkatkan suhu badan. Dalam masa yang sama, kelenjar adrenal akan merembeskan hormon adrenalina dan noradrenalina manakala kelenjar tiroid akan merembeskan hormon tiroksina, semua hormon ini bertujuan untuk meningkatkan suhu badan dengan cara meningkatkan metabolisme badan.

Dalam keadaan panas, aktiviti otot rangka akan berkurangan, begitu juga dengan perembesan hormon-hormon tertentu oleh kelenjar adrenal dan kelenjar tiroid akan berkurangan.

Hormon adrenalina dan noradrenalina bertindak dengan:
 Meningkatkan kadar denyutan jantung dan kadar pernafasan.
 Meningkatkan tekanan darah
 Meningkatkan metabolisme badan
 Meningkatkan aras gula darah dengan merangsang penukaran glikogen kepada glukosa.

Rujukan 
Kursus Sains Fajar Bakti (Penerbit Fajar Bakti) (008974-T) - 1999 - Biologi STPM Jilid 1 oleh Peter Chen terjemahan oleh Liew Shee Leong dan Lim Peng Lai - ISDN 967-65-0658-3
SASBADI (139288-X) - 2004 - Master Studi Sasbadi SPM Biologi Tingkatan 4 dan 5 oleh Mah Chee Wai, Dr.Tina Lim Swee Kim, dan Nazar Shaarani - ISDN 983-59-2090-7
'K' Publishing (144639) - 2004 - KBSM Biologi Tingkatan 5 oleh Zolkofli bin Awang, Nurul Uyun binti Abdullah, Norma binti Ismail, Fathiah binti Mansoor, dan Mohd. Nazri bin Md. Saad - ISDN 983-852-379-8

Biologi