Każdy system narządów wykonuje specyficzne funkcje dla ciała, i każdy system narządów jest zazwyczaj badany niezależnie. Jednak układy narządów również współpracują ze sobą, aby pomóc organizmowi utrzymać homeostazę.

Na przykład układy krążenia, moczowy i limfatyczny pomagają organizmowi kontrolować równowagę wodną. Układy sercowo-naczyniowy i limfatyczny transportują płyny w całym organizmie i pomagają wyczuć zarówno poziom solutu, jak i wody oraz regulują ciśnienie. Jeśli poziom wody jest zbyt wysoki, układ moczowy produkuje bardziej rozcieńczony mocz (mocz o wyższej zawartości wody), aby pomóc wyeliminować nadmiar wody. Jeśli poziom wody jest zbyt niski, wytwarzany jest bardziej skoncentrowany mocz, co pozwala zachować wodę. Układ trawienny również odgrywa rolę w zmiennym wchłanianiu wody. Woda może być utracone przez integumentary i układu oddechowego, ale że utrata nie jest bezpośrednio zaangażowany w utrzymanie płynów ustrojowych i jest zwykle związane z innymi mechanizmami homeostatycznych.

Podobnie, układy sercowo-naczyniowego, integumentary, oddechowego i mięśni współpracują ze sobą, aby pomóc organizmowi utrzymać stabilną temperaturę wewnętrzną. Jeśli temperatura ciała wzrasta, naczynia krwionośne w skórze rozszerzają się, umożliwiając przepływ większej ilości krwi w pobliżu powierzchni skóry. Pozwala to na odprowadzanie ciepła przez skórę do otaczającego ją powietrza. Skóra może również wydzielać pot, jeśli ciało staje się zbyt gorące; kiedy pot wyparowuje, pomaga schłodzić ciało. Szybkie oddychanie również może pomóc ciału pozbyć się nadmiaru ciepła. Razem, te reakcje na zwiększoną temperaturę ciała wyjaśniają, dlaczego pocisz się, dyszysz i stajesz się czerwony na twarzy, gdy ciężko ćwiczysz. (Ciężkie oddychanie podczas ćwiczeń jest również jednym ze sposobów, w jaki organizm dostaje więcej tlenu do mięśni i pozbywa się dodatkowego dwutlenku węgla produkowanego przez mięśnie.)

I odwrotnie, jeśli twoje ciało jest zbyt zimne, naczynia krwionośne w skórze kurczą się, a przepływ krwi do kończyn (rąk i nóg) spowalnia. Mięśnie kurczą się i rozluźniają szybko, co wytwarza ciepło, aby utrzymać ciepło. Włosy na skórze podnoszą się, zatrzymując więcej powietrza, które jest dobrym izolatorem, w pobliżu skóry. Te reakcje na obniżoną temperaturę ciała wyjaśniają, dlaczego drżysz, dostajesz „gęsiej skórki” i masz zimne, blade kończyny, kiedy jest ci zimno.

Jak się dowiedziałeś, homeostaza glukozy we krwi jest regulowana przez dwa hormony z trzustki. Glukoza ta dostarcza paliwa do produkcji ATP przez wszystkie komórki ciała. Ale układ hormonalny nie jest jedynym zaangażowanym systemem.

Wiele komórek ciała odpowiada na insulinę i glukagon, ale wątroba układu pokarmowego odgrywa ważną rolę w zapewnieniu dostępności paliwa między posiłkami. Pod wpływem insuliny, anaboliczny proces glikogenezy (-geneza oznacza „pochodzenie” lub „narodziny”) w wątrobie przekształca nadmiar glukozy dostającej się do komórek wątroby w celu polimeryzacji w glikogen do przechowywania. Pod wpływem glukagonu, odwrotna reakcja kataboliczna glikogenolizy (-lysis oznacza „rozpad”) przekształca glikogen z powrotem w glukozę w celu uwolnienia do krwiobiegu. Komórki wątroby mogą również przeprowadzać glukoneogenezę (-neo oznacza „nowy”), która tworzy glukozę ze źródeł niewęglowodanowych, głównie z określonych aminokwasów.

Układ nerwowy również odgrywa rolę w utrzymaniu poziomu glukozy we krwi. Kiedy żołądek jest pusty, a poziom glukozy we krwi niski, receptory układu pokarmowego i mózg reagują, sprawiając, że czujesz się głodny – twój żołądek może „burczeć”, a ty możesz odczuwać ból lub dyskomfort w śródpiersiu. Te doznania skłaniają do jedzenia, które dostarcza nowych składników odżywczych, podnoszących poziom glukozy we krwi. Egzokrynna część trzustki jest również częścią układu trawiennego. Wytwarza ona enzymy, które pomagają w trawieniu spożywanych składników odżywczych, dzięki czemu mogą one zostać wchłonięte przez jelito cienkie do krwi. Układ krwionośny jest ważny w transporcie glukozy i hormonów trzustkowych we krwi do wszystkich komórek ciała.

Poziom wapnia we krwi

Jak już się dowiedziałeś, prawidłowy poziom wapnia jest ważny dla normalnego funkcjonowania kilku układów. Jony wapnia są wykorzystywane do krzepnięcia krwi, kurczenia się mięśni, aktywacji enzymów i komunikacji komórkowej. Gruczoł przytarczyczny w układzie hormonalnym jest głównym receptorem i centrum kontroli poziomu wapnia we krwi. Kiedy przytarczyce wykryją niski poziom wapnia we krwi, komunikują się z kilkoma układami narządów i zmieniają ich funkcje, aby przywrócić prawidłowy poziom wapnia we krwi. Układ kostny, moczowy i pokarmowy działają jako efektory, aby osiągnąć ten cel poprzez ujemne sprzężenie zwrotne.

Uwolnienie hormonu przytarczyc z układu hormonalnego wyzwala osteoklasty układu kostnego do rozpadu (resorpcji) kości i uwalniania wapnia do krwi. Podobnie hormon ten powoduje, że nerki układu moczowego ponownie wchłaniają wapń i zwracają go do krwi, zamiast wydalać wapń z moczem. Poprzez zmienioną funkcję nerek do tworzenia aktywnej witaminy D, jelito cienkie układu pokarmowego zwiększa wchłanianie wapnia.

Gdy poziom wapnia we krwi jest podwyższony, gruczoł przytarczyc wyczuwa, że również. Ale w tym przypadku, zamiast zwiększać wydzielanie hormonu przytarczyc, zmniejsza wydzielanie hormonu. To zmniejsza wchłanianie zwrotne kości, zwiększa poziom wapnia w moczu i zmniejsza wchłanianie wapnia w jelitach.

Poziom glukozy we krwi

Funkcje endokrynologiczne trzustki i wątroby koordynują wysiłki mające na celu utrzymanie normalnego poziomu glukozy we krwi. Kiedy komórki trzustki wykrywają niski poziom glukozy we krwi, trzustka syntetyzuje i wydziela hormon glukagon. Glukagon powoduje, że wątroba przekształca spolimeryzowany cukier – glikogen – w glukozę w procesie zwanym glikogenolizą. Glukoza następnie podróżuje przez krew, aby umożliwić wszystkim komórkom ciała wykorzystanie go.

Jeśli komórki trzustki wykrywają wysoki poziom glukozy we krwi, trzustka syntetyzuje i uwalnia hormon insulinę. Insulina powoduje polimeryzację glukozy w glikogen, który jest następnie przechowywany w wątrobie w procesie znanym jako glikogeneza.

Układy nerwowy i pokarmowy również odgrywają rolę w utrzymaniu poziomu glukozy we krwi. Kiedy żołądek jest pusty, a poziom glukozy we krwi niski, układ pokarmowy i mózg reagują, sprawiając, że czujesz się głodny – twój żołądek może „burczeć”, a ty możesz odczuwać ból lub dyskomfort w śródpiersiu. Te odczucia skłaniają cię do jedzenia, co podnosi poziom glukozy we krwi.

Liczba komórek

Wszystkie układy narządów wymagają równowagi między podziałem komórek a apoptozą podczas rozwoju, wzrostu i naprawy w celu utrzymania struktury i funkcji tkanek. Układy endokrynny i odpornościowy są ważnymi regulatorami populacji komórek. Układ endokrynny dostarcza steroidy i hormony wzrostu, które wysyłają sygnały przeżycia do określonych tkanek, aby zapobiec apoptozie. Dodatkowo, układ hormonalny dostarcza niektóre hormony, które działają w celu wywołania apoptozy w niektórych warunkach fizjologicznych.

Komórki układu odpornościowego przesiewają krew w poszukiwaniu komórek, które dzielą się w nieodpowiednich czasach. Komórki układu odpornościowego wytwarzają przeciwciała, aby oznaczyć te komórki, które wymknęły się spod kontroli, do zniszczenia. Załamanie się tych procesów może prowadzić do powstawania nowotworów.

Pytania sprawdzające

Posłuchaj poniższego quizu, aby sprawdzić swoje zrozumienie Homeostazy:

.