Omeostasi

Omeostasi

Il fisiologo francese Claude Bernard introdusse il concetto che la vita si svolge in quanto l’organismo di tutti gli esseri viventi ha la possibilità di adattare la funzione dei suoi organi e sistemi a eventi perturbanti di varia natura, in modo da riuscire a mantenere costante, nell’ambito di confini rigidamente ristretti, la composizione del proprio ambiente interno.

Definizione di omeostasi

L’omeostasi è definita come l’insieme di meccanismi messi in atto da ogni essere vivente per mantenere costante la sua composizione qualitativamente e quantitativamente (es. equilibrio acido-base, termoregolazione). L’alterazione dell’omeostasi conduce a uno stato patologico, anche se l’organismo è capace di adattarsi a fattori moderati di stress che alterano l’omeostasi. Sebbene i meccanismi di regolazione omeostatica lavorino per opporsi ai cambiamenti dell’ambiente interno, ogni sistema di regolazione ha i suoi limiti. Ad esempio, la temperatura corporea può essere mantenuta a valori normali solo se la temperatura ambientale non raggiunge livelli estremi e se non si verificano stress eccessivi per il sistema di termoregolazione.

Generalmente è possibile affermare che il fallimento dei sistemi deputati al controllo dell’omeostasi provoca, come conseguenza, la comparsa di segni e di sintomi di malattia, poiché tale insuccesso influenza negativamente il funzionamento di sistemi di organi.

Sistemi di regolazione

La maggior parte dei meccanismi di regolazione omeostatica si comporta allo stesso modo: se una variabile aumenta, il sistema risponde facendola diminuire; al contrario, se si riduce, il sistema risponde facendola aumentare. Questo tipo di sistema è chiamato a feedback negativo. Quindi, ogni sistema mette in atto questi sistemi di regolazione fino a raggiungere il set point. Ogni differenza tra il valore reale e il set point (valore di riferimento) costituisce un segnale d’errore. La funzione di tali meccanismi è quella, in ultima analisi, di ridurre il più possibile i segnali d’errore.

Bisogna tenere presente, però, che il valore di set point, una volta raggiunto, non può essere mantenuto del tutto costante. Le variabili regolate fluttuano continuamente, ma le loro variazioni sono ridotte al minimo dai meccanismi a feedback negativo. Per esempio, la normale concentrazione di glucosio nel plasma è di circa 100 mg/dL di sangue. Dopo un pasto, il glucosio plasmatico aumenta e questo evento attiva meccanismi che riportano la sua concentrazione a circa 100 mg/dL.

Per poter funzionare in maniera corretta, un meccanismo regolatore omeostatico deve essere in grado di rilevare le oscillazioni della variabile regolata. Questa capacità viene assicurata dall’azione di sensori, ovvero cellule, spesso neuroni, che sono sensibili ai cambiamenti della variabile in questione. Tipicamente, i sensori inviano input a un centro d’integrazione che confronta il valore della variabile regolata al valore del set point e organizza output diretti alla cellula, tessuti o organi coinvolti nella generazione della risposta finale. Queste cellule, tessuti o organi sono chiamati effettori.

Prendendo sempre l’esempio del glucosio, quando questo aumenta, le cellule beta agiscono come centro d’integrazione e rilasciano nel sangue l’insulina che promuove il trasporto di glucosio dal sangue all’interno delle cellule.

Feedback positivo

Oltre ai sistemi a feedback negativo, esistono anche quelli a feedback positivo. In questo tipo di sistema, la risposta va nella stessa direzione del cambiamento della variabile che l’ha prodotta. Nelle femmine, per esempio, l’ipofisi secerne l’ormone LH che stimola le ovaie a secernere estrogeni. Un aumento della concentrazione plasmatica degli estrogeni può indurre un aumento della secrezione di LH, determinando un aumento di estrogeni.

In condizioni fisiologiche non si verifica mai una crescita all’infinito o una perdita di controllo. Infatti, vi sono sempre fattori che agiscono per arrestare il feedback positivo, sia rimuovendo lo stimolo originale, sia limitando la capacità di quel sistema a rispondere a quello stimolo. Nel caso del LH, per esempio, dopo aver raggiunto il suo picco, inizia a decrescere poiché l’ovulazione causata dal picco stesso, a sua volta, inibisce temporaneamente la capacità delle ovaie di produrre estrogeni.

Omeostasi a livello di organo

Il volume di un organo è mantenuto costante da meccanismi che regolano il numero di cellule in quell’organo (meccanismi di proliferazione e/o di perdita cellulare) e il volume dell’organo (variazione di volume a causa di variazione del contenuto di acqua delle singole cellule o dell’organo o per variazioni metaboliche delle singole cellule).

Adattamento

Adattamento è la capacità che hanno le cellule di modulare alcune loro funzioni in occasione di eventi perturbanti di vario tipo e persistenti nel tempo, in modo da raggiungere una condizione di equilibrio diversa da quella originaria, ma sufficiente a consentire il mantenimento dello stato di salute. In caso di perturbamento lieve della condizione omeostatica, questa viene ristabilita in breve tempo a un livello diverso da quello precedente la modificazione di un determinato fattore ambientale.

Le cellule si possono adattare entro limiti fisiologici. Possono rispondere alla lesione producendo proteine cellulari da stress, che proteggono il danno e facilitano il recupero.

• L’aumento di funzione è soddisfatto con l’ipertrofia e l’iperplasia.
• Riduzioni di funzione sono soddisfatte con l’atrofia.