Homeostase is een constant proces waarbij een organisme veel kleine aanpassingen op cellulair niveau uitvoert om de juiste interne balans van brandstof, vloeistof en in homeothermen, temperatuur te behouden. Het dynamische evenwicht van homeostase drijft alle fysiologische basisprocessen aan. Het maakt het ook mogelijk energie te produceren en op te slaan voor gebruik in toekomstige actieve toestanden.

Constante activiteit

Veel velden gebruiken de term 'homeostase', wat voor verwarring kan zorgen als je het hebt over biologie. Het wordt vaak verkeerd gedefinieerd als evenwicht, maar fysiologische homeostase is eigenlijk iets heel anders: het handhaven van constantheid binnen een dynamisch systeem. Dit betekent dat cellen in fysiologische homeostase in plaats van rust voortdurend energie gebruiken.

Continu, niet gestopt

Cellen vertrouwen op deze energie om een ​​hoge staat van orde in hun interne omgeving te handhaven, ongeacht van externe omstandigheden. Homeostase op microscopisch niveau verwijst naar de toestand van deze cellen zelf; "steady state" verwijst naar de constante, correcte werking van de specifieke mechanismen waardoor ze de homeostase handhaven. De kritische mechanismen voor homeostase zijn transport en regulatie van brandstof en vloeistof.

Opgeladen membraan

Het celmembraan scheidt de interne, stabiele cellulaire omgeving van de chaotische buitenwereld. De integriteit ervan, evenals het vermogen om brandstof en vloeistof naar binnen en naar buiten te verplaatsen, hangt af van een differentiële lading aan elke kant van het membraan. De ladingen worden onderhouden door de natrium /kaliumpomp. Deze pomp is eigenlijk een groep enzymen, ook natrium-kalium ATPase of Na, K-ATPase genoemd. Tijdens homeostase breken deze enzymen de bindingen van ATP, de primaire cellulaire brandstof, en gebruiken ze een deel van die energie om natrium in te ruilen voor kaliumionen door het celmembraan.

Transportlijnen

Handel in natrium voor kaliumionen creëert een elektrische en een chemische gradiënt tussen het cytoplasma van de cel en de extracellulaire omgeving. De elektrische gradiënt maakt communicatie tussen cellen mogelijk. Door de chemische gradiënt kan de cel actief brandstof, zoals glucosemoleculen, en vloeistof over het membraan ervan transporteren. Op microscopisch niveau gebruiken cellen voortdurend dit actieve transportsysteem tijdens de homeostase om voldoende brandstof te verzamelen om hun toestand te behouden en energie op te slaan voor toekomstig gebruik. Ze gebruiken dit systeem ook om afval uit te scheiden en om hun vloeistofgehalte te regelen door watermoleculen naar binnen of naar buiten te verplaatsen waar nodig.