Omeostasi

La maggior parte delle cellule del nostro corpo ha una scarsa tolleranza ai cambiamenti dell'ambiente circostante. In questo senso le cellule sono simili ai primi organismi che vivevano nei mari tropicali, ambienti stabili ove salinità, contenuto di ossigeno e pH variano poco e dove la luce e la temperatura variano ciclicamente in modo regolare. A man mano che gli organismi si sono evoluti e si sono spostati dai mari agli estuari hanno incontrato ambienti esterni più variabili. Le piogge diluiscono le acque salate degli estuari e gli organismi che lì vivono devono gestire l'ingresso di acqua nei loro liquidi corporei. Gli organismi terresti cedono costantemente acqua interna all'aria secca che li circonda. Gli esseri viventi che sopravvivono in questi habitat affrontano la variabilità esterna mantenendo il loro ambiente interno relativamente stabile, una capacità detta omeostasi (da homeo, simile + stasis, condizione). In poche parole, ripetendo, le variazioni ambientali che interferiscono all'esterno di un animale avrebbero un forte impatto distruttivo per tutte le funzioni interne, delle cellule, dei tessuti e degli organi, se non fosse per i sistemi di controllo che hanno la funzione di mantenere condizioni relativamente stabili nei tessuti dell'organismo. Questa tendenza degli organismi a mantenere una relativa stabilità interna viene detta, appunto, omeostasi. L'ambiente acquoso interno degli animali pluricellulari è chiamato liquido extracellulare (LEC) che circonda le cellule e il liquido intracellulare (LIC) all'interno delle cellule. Dato che il liquido extracellulare rappresenta una regione cuscinetto tra il mondo esterno e la maggior parte delle cellule del corpo, si sono evoluti sofisticati meccanismi biologici per mantenere la sua composizione relativamente stabile. Ad esempio quando si beve molta acqua, la diluizione del liquido extracellulare innesca un meccanismo che induce i reni a rimuovere l'acqua in eccesso e che protegge le cellule dalla diluizione. In generale, bisogna ricordare, che il corpo sorveglia il suo stato interno e intraprende le azioni necessarie a correggere alterazioni che mettono in pericolo la normale funzione. Walter Cannon, propose una lista di parametri che sono soggetti a controllo omeostatico: i fattori ambientali che influenzano le cellule (osmolarità, temperatura e pH), materiali per le necessità cellulari (nutrienti, acqua, sodio, calcio, ossigeno) e secrezioni interne, come ormoni e altre sostanze chimiche che le cellule usano per comunicare l'una con le altre. L'incapacità di mantenere l'omeostasi di questi parametri disgrega la normale funzionalità e può condurre a uno stato di malattia o condizione patologica. A questo punto se la compensazione ha successo, l'omeostasi viene ripristinata; se fallisce, ne possono derivare malattie e disordini. In generale, le risposte che un animale adotta per far fronte ai cambiamenti intervenuti nel proprio ambiente si inseriscono in due ampie categorie: conformità o regolazione. In alcune specie, queste sfide ambientali inducono nell'organismo cambiamenti interni che riproducono le condizioni esterne. Questi animali, detti conformi, non sono in grado di mantenere la costanza di condizioni interne come la salinità dei fluidi corporei o l'ossigenazione dei tessuti. Per esempio gli echinodermi, come la stella marina, sono osmoconformi, in quando i liquidi corporei interni di questi animali si equilibrano con il loro ambiente, esibendo un aumento di salinità dei liquidi corporei quando vengono posti in acque molto saline e una diminuzione quando vengono posti in acque poco saline. Analogamente, il consumo di ossigeno di ossiconformi come i vermi anellidi aumenta o cala in risposta ad una maggiore o minore disponibilità di ossigeno. I regolatori, invece, come dice il nome utilizzano vari meccanismi tra cui quelli biochimici e fisiologici per regolare il loro ambiente interno in risposta ad un ampio spettro di variazioni ambientali esterne, cioè per mantenere l'omeostasi. Per tanto un osmoregolatore mantiene le concentrazioni ioniche dei liquidi corporei al di sopra dei livelli ambientali quando viene posto in acque diluite e al di sotto dei livelli ambientali quando si trova in acque più saline. Mentre, gli ossiregolatori, come i gamberi, la maggior parte dei molluschi e quasi tutti i vertebrati, sono in grado di mantenere il proprio consumo di ossigeno a livelli pressoché stazionari quando cala la disponibilità di questo gas nell'ambiente.