I meccanismi di regolazione omeostatica

Gli esseri viventi dispongono di vari meccanismi di regolazione omeostatica. Si tratta di strumenti utili per affrontare un mondo in continuo cambiamento.

Scritto e verificato la biologa Paloma de los Milagros.

Ultimo aggiornamento: 27 dicembre, 2022

I meccanismi di regolazione omeostatica permettono agli esseri viventi ad adattarsi agli stimoli esterni.

Mantenere la stabilità interna dell’organismo è essenziale per qualsiasi essere vivente. Proprio per questo i meccanismi di regolazione omeostatica assumono tanta importanza per al vita.

L’equilibrio di un organismo vivente dipende molto dalla sua capacità di adattarsi all’ambiente. Per farlo, dispone di uno strumento indispensabile: i meccanismi di regolazione omeostatica. In questo articolo approfondiremo la storia e la funzione dell’omeostasi.

Omeostasi e mezzo interno

Verso la metà del XIX secolo, il fisiologo francese Claude Bernard si rese conto di una caratteristica del mezzo interno: la costanza. Qui, le cellule si dispongono in maniera equilibrata. Esattamente l’opposto di quanto avviene nel cambiante ambiante esterno.

Dopo quasi un secolo, il fisiologo americano W.B. Cannon stabilì che tale equilibrio era il risultato un insieme di meccanismi fisiologici. Si tratta dei processi che consentono di mantenere i valori costanti necessari alla sopravvivenza.

Cannon propose il termino omeostasi per riferirsi al carattere “stabile” del mezzo interno. Come accennato anteriormente, l’esatto contrario della fluttuazione esterna. I processi fisiologici sono molto complessi e basati su una constante dinamica autoregolatrice.

I meccanismi di regolazione omeostatica

Le cellule degli esseri viventi possono muoversi solo in presenza di alcuni parametri. Questi sono la temperatura, il pH, le concentrazioni di ioni e i nutrienti specifici. Tuttavia, gli organismi dipendono anche dall’ambiente esterno, in costante cambiamento. Però solo dall’ambiente possono di ottenere l’energia necessaria per l’equilibrio interno.

È possibile classificare i meccanismi di regolazione omeostatica nel seguente modo:

• Retroalimentazione negatica: si produce quando il valore di una variabile è diverso da quello richiesto. Tale variabile può essere inferiore o superiore. In ogni caso, non adatta al funzionamento di un processo fisiologico specifico. Per reazione, si attiva un meccanismo regolatore. Questo è in grado di inibire la sintesi della variabile o di diminuire la sua potenza.

La regolazione dei livelli di glucosio nel sangue, il mantenimento della temperatura corporale… Sono solo alcuni dei processi biologici regolatori degli esseri viventi.

• Retroalimentazione positiva: meno frequente rispetto al meccanismo anteriore. In questo caso, contribuisce all’incremento di un processo o di una funzione.

Avviene durante la fase iniziale del potenziale di azione, nella depolarizzazione della membrana plasmatica. Ciò è causato dalla formazione di canali di sodio che, penetrando nella cellula, si moltiplicano. In questo modo, si verifica una maggiore depolarizzazione cellulare. Inoltre, la regolazione positiva avviene anche nella prima fase dell’ovulazione.

• Anteroalimentazione: meccanismo che consente a un organismo di prevedere eventi altamente probabili. Può essere di tipo positivo o negativo. Avviene nelle catene metaboliche e nei processi di coordinazione neuronale.

Ad esempio, prima di uno sforzo fisico può verificarsi un aumento della frequenza cardiaca. Anche il cervelletto modifica il suo funzionamento. L’organismo anticipa lo stato del sistema muscolare che si mette in movimento. Così, potrà eseguire gli ordini nervosi necessari.

Omeostasi e allostasi

Torniamo alla storia dei meccanismi di regolazione omeostatica. Al principio, Bernard e Cannon giustificarono la stabilità del mezzo interno. Più tardi, nel 1988, il neuroscientifico Sterling propose una visione opposta. In realtà si tratta più che altro di una visione complementare: la allostasi.

A differenza dell’equilibrio omeostatico, l’allostasi prevede la capacità dell’organismo di adattarsi all’esterno attraverso le variazioni. Vale a dire che, per compensare le alterazioni esterne, altera la costanza del mezzo interno. Un chiaro esempio è la pressione arteriosa. Infatti, le sue fluttuazioni sono basate su uno stato esterno specifico. Se si mantenesse costante provocherebbe la morte dell’individuo.

Questa fu la idea che portò McEwen a proporre la funzione dell’allostasi per mantenere l’equilibrio dell’omeostasi. Vale a dire che mantiene la stabilità del mezzo interno attraverso il cambiamento.