Kullakin elinjärjestelmällä on erityisiä tehtäviä elimistössä, ja kutakin elinjärjestelmää opiskellaan yleensä itsenäisesti. Elinjärjestelmät toimivat kuitenkin myös yhdessä auttaakseen elimistöä ylläpitämään homeostaasia.

Esimerkiksi sydän- ja verenkiertoelimistö, virtsa- ja lymfaattinen järjestelmä auttavat elimistöä hallitsemaan vesitasapainoa. Sydän- ja verenkiertoelimistö ja lymfaattinen järjestelmä kuljettavat nesteitä koko elimistössä ja auttavat aistimaan sekä liuenneiden aineiden että veden määrää ja säätelemään painetta. Jos vesitaso nousee liian korkeaksi, virtsajärjestelmä tuottaa laimeampaa virtsaa (virtsaa, jonka vesipitoisuus on suurempi) ylimääräisen veden poistamiseksi. Jos vesitaso laskee liian alas, tuotetaan väkevämpää virtsaa, jotta vettä säästyy. Ruoansulatusjärjestelmällä on myös merkitystä vaihtelevan veden imeytymisen kanssa. Vettä voidaan menettää integumentti- ja hengityselimistön kautta, mutta tämä menetys ei suoranaisesti osallistu kehon nesteiden ylläpitoon, vaan se liittyy yleensä muihin homeostaattisiin mekanismeihin.

Samoin sydän- ja verenkiertoelimistö, integumentti- ja hengityselimistö sekä lihaksisto työskentelevät yhdessä auttaakseen elimistöä pitämään sisäisen lämpötilan vakaana. Jos kehon lämpötila nousee, ihon verisuonet laajenevat, jolloin enemmän verta pääsee virtaamaan lähellä ihon pintaa. Näin lämpö pääsee haihtumaan ihon läpi ympäröivään ilmaan. Iho voi myös tuottaa hikeä, jos keho kuumenee liikaa; kun hiki haihtuu, se auttaa jäähdyttämään kehoa. Nopea hengitys voi myös auttaa kehoa poistamaan ylimääräistä lämpöä. Yhdessä nämä reaktiot kehon kohonneeseen lämpötilaan selittävät, miksi hikoilet, huohotat ja punoitat kasvosi, kun harrastat kovaa liikuntaa. (Raskas hengitys liikunnan aikana on myös yksi keino, jolla keho saa lisää happea lihaksiisi ja pääsee eroon lihasten tuottamasta ylimääräisestä hiilidioksidista.)

Kääntäen, jos kehosi on liian kylmä, ihon verisuonet supistuvat ja verenkierto raajoihin (käsivarsiin ja jalkoihin) hidastuu. Lihakset supistuvat ja rentoutuvat nopeasti, mikä tuottaa lämpöä pitääkseen sinut lämpimänä. Ihon karvoitus nousee, jolloin ihon lähelle jää enemmän ilmaa, joka on hyvä eriste. Nämä reaktiot ruumiinlämmön alenemiseen selittävät, miksi vilustuessasi vapiset, saat ”hanhenpuuskia” ja sinulla on kylmät, kalpeat raajat.

Kuten olet oppinut, veren glukoosin homeostaasiaa säätelee kaksi haimasta peräisin olevaa hormonia. Tämä glukoosi tarjoaa polttoaineen kaikkien kehon solujen ATP-tuotantoon. Hormonijärjestelmä ei kuitenkaan ole ainoa siihen osallistuva järjestelmä.

Monet kehon solut reagoivat insuliiniin ja glukagoniin, mutta ruoansulatuskanavan maksalla on tärkeä rooli polttoaineen saatavuuden varmistamisessa aterioiden välillä. Insuliinin vaikutuksesta maksassa tapahtuva anabolinen glykogeneesiprosessi (-genesis tarkoittaa ”alkuperää” tai ”syntyä”) muuntaa maksasoluihin tulevan ylimääräisen glukoosin polymerisoitumaan glykogeeniksi varastointia varten. Glukagonin vaikutuksesta käänteinen katabolinen reaktio, glykogenolyysi (-lyysi tarkoittaa ”hajottaa”), muuttaa glykogeenin takaisin glukoosiksi vapautettavaksi verenkiertoon. Maksasolut voivat myös suorittaa glukoneogeneesiä (-neo tarkoittaa ”uutta”), joka luo glukoosia muista kuin hiilihydraattilähteistä, pääasiassa tietyistä aminohapoista.

Hermostolla on myös rooli veren glukoosipitoisuuden ylläpitämisessä. Kun vatsa on tyhjä ja veren glukoosipitoisuus on alhainen, ruoansulatusjärjestelmän reseptorit ja aivot reagoivat siihen saamalla sinut tuntemaan nälkää – vatsasi saattaa ”murista”, ja saatat tuntea kipua tai epämukavuutta keskivartalossasi. Nämä tuntemukset saavat sinut syömään, jolloin saat uusia ravintoaineita, jotka nostavat veren glukoosipitoisuutta. Haiman eksokriininen osa on myös osa ruoansulatusjärjestelmää. Se tuottaa entsyymejä, jotka auttavat sulattamaan syömäsi ravintoaineet, jotta ne voivat imeytyä ohutsuolesta vereen. Verenkiertojärjestelmä on tärkeä veren glukoosin ja haimahormonien kuljettamisessa kaikkiin kehon soluihin.

Veren kalsiumtasot

Kuten olet oppinut, oikeat kalsiumtasot ovat tärkeitä useiden järjestelmien normaalin toiminnan kannalta. Kalsiumioneja käytetään veren hyytymiseen, lihasten supistumiseen, entsyymien aktivoitumiseen ja solujen viestintään. Hormonaaliseen järjestelmään kuuluva lisäkilpirauhanen on veren kalsiumtasojen tärkein reseptori ja ohjauskeskus. Kun lisäkilpirauhaset havaitsevat veren alhaisen kalsiumpitoisuuden, ne kommunikoivat useiden elinjärjestelmien kanssa ja muuttavat niiden toimintaa palauttaakseen veren kalsiumpitoisuuden takaisin normaaliksi. Vastaavasti tämä hormoni saa virtsajärjestelmän munuaiset resorboimaan kalsiumia ja palauttamaan sen takaisin vereen sen sijaan, että ne erittäisivät kalsiumia virtsaan. Munuaisten muuttuneen aktiivista D-vitamiinia muodostavan toiminnan kautta ruoansulatuselimistön ohutsuoli lisää kalsiumin imeytymistä.

Kun veren kalsiumpitoisuus on koholla, myös lisäkilpirauhanen aistii sen. Mutta tällöin se sen sijaan, että se lisäisi lisäkilpirauhashormonin eritystä, se vähentää hormonin eritystä. Tämä vähentää luun takaisinimeytymistä, nostaa kalsiumpitoisuutta virtsassa ja vähentää kalsiumin imeytymistä suolistossa.

Verensokeritasot

Haiman ja maksan hormonitoiminnot koordinoivat ponnistelujaan veren glukoosipitoisuuden ylläpitämiseksi normaalina. Kun haimasolut havaitsevat alhaisen verensokeritason, haima syntetisoi ja erittää glukagonihormonia. Glukagoni saa maksan muuttamaan polymerisoituneen sokerin glykogeenin glukoosiksi glykogenolyysi-nimisen prosessin avulla. Tämän jälkeen glukoosi kulkee veressä, jotta kaikki elimistön solut voivat käyttää sitä.

Jos haimasolut havaitsevat veren korkean glukoosipitoisuuden, haima syntetisoi ja erittää insuliinihormonia. Insuliini aiheuttaa glukoosin polymerisaation glykogeeniksi, joka sitten varastoituu maksaan glykogeneesiksi kutsutun prosessin kautta.

Hermostolla ja ruoansulatuskanavalla on myös merkitystä veren glukoosipitoisuuden ylläpitämisessä. Kun vatsa on tyhjä ja veren glukoosipitoisuus on alhainen, ruoansulatusjärjestelmä ja aivot reagoivat siihen saamalla sinut tuntemaan itsesi nälkäiseksi – vatsasi saattaa ”murista”, ja saatat tuntea kipua tai epämukavuutta keskivartalossasi. Nämä tuntemukset saavat sinut syömään, mikä nostaa veren glukoosipitoisuutta.

Solujen määrä

Kaikki elinjärjestelmät tarvitsevat solujen jakautumisen ja apoptoosin tasapainon kehityksen, kasvun ja korjaantumisen aikana kudosten rakenteen ja toiminnan ylläpitämiseksi. Hormoni- ja immuunijärjestelmä ovat tärkeitä solupopulaatioiden säätelijöitä. Endokriininen järjestelmä tuottaa steroideja ja kasvuhormoneja, jotka lähettävät selviytymissignaaleja tietyille kudoksille niin, että apoptoosi estyy. Lisäksi endokriininen järjestelmä tuottaa joitakin hormoneja, jotka toimivat apoptoosin indusoimiseksi tietyissä fysiologisissa olosuhteissa.

Immuunijärjestelmän solut seulovat verestä soluja, jotka jakautuvat sopimattomaan aikaan. Immuunisolut tuottavat vasta-aineita, jotka merkitsevät nämä hallitsemattomat solut tuhottaviksi. Näiden prosessien häiriö voi johtaa kasvainten muodostumiseen.

Self-Check Questions

Tee alla oleva tietokilpailu tarkistaaksesi ymmärryksesi homeostaasista: