Homéostasie

Définition

Une homéostasie est la propriété d'un système chez un animal ou au niveau de la biosphère dans lequel une variable est activement régulée pour rester presque constante, une stase; elle est la capacité d'un système ou organisme vivant à ajuster son environnement interne pour maintenir un état de constance dynamique.

L'homéostasie du Calcium :

Une homéostasie du calcium Ca²⁺ a lieu dans les reins. La concentration plasmatique de calcium ionisé est régulée dans des limites étroites (1,3–1,5 mmol/L). Ceci est réalisé à la fois par les cellules parafolliculaires de la glande thyroïde et par les glandes parathyroïdiennes, détectant en permanence (c'est-à-dire mesurant) la concentration en ions calcium dans le sang qui les traverse.

Explications

L'homéostasie est la capacité d'autorégulation d'un système biologique lorsque varient les conditions du milieu; il y a donc stabilité du milieu intérieur. Elle consiste donc en un maintien de la constance des paramètres physiologiques en dépit des variations extérieures; elle existe à tous niveaux.

L'organisation de la vie est basée sur une hiérarchie de niveaux de complexité, avec des systèmes plus petits, des niches, qui sont organisés de manière à être plus grands, plus complexes et potentiellement plus variés. Ce sont des systèmes auto-organisés avec différents degrés de contrôle cybernétique sur leur état.

Traditionnellement, le terme homéostasie a été appliqué en biologie et chronobiologie mais, étant donné que non seulement le biologique est capable de se conformer à cette définition, d'autres sciences et techniques ont également adopté ce terme dans un système homéostatique. Dans de nombreux processus biologiques, l'homéostasie maintient la concentration chimique en ions et en molécules et permet à la cellule de survivre.

En biologie, l'homéostasie est une propriété des organismes qui consiste en leur capacité à maintenir un état interne stable, la stase, compensant les changements dans son environnement par l'échange réglementé de matière et d'énergie avec l'extérieur (métabolisme). C'est une forme d'équilibre dynamique rendue possible par un réseau de systèmes de rétroaction qui constituent les mécanismes d'autorégulation des êtres vivants. Des exemples d'homéostasie sont la régulation de la température (thermorégulation) et l'équilibre entre l'acidité et l'alcalinité (pH, osmorégulation).

⭐ Dans le cadre du système vasculaire, voir l'article détaillé sur l'homéostasie vasculaire.

Généralement, ce terme est utilisé en biochimie pour indiquer l'équilibre d'une composition chimique optimale entre différents liquides et séparés par des membranes, telles que des membranes cellulaires. Un exemple classique est la séparation du plasma sanguin, du liquide interstitiel et du liquide intracellulaire.

✅ En physique, l'homéostasie vous permet d'ajuster d'autres paramètres tels que la température ou l'énergie.

✅ En psychologie, le maximum de maîtrise de soi se trouve dans les niveaux que nous appelons des cellules et des organismes; En effet, une cellule suffit pour avoir un organisme autonome (organisme unicellulaire). Dans une moindre mesure, nous observons la maîtrise de soi, par des mécanismes cybernétiques de rétroaction négative, au niveau de l'organisation des écosystèmes. Certains auteurs ont estimé que la même possibilité est démontrée par l'écosystème global, c'est-à-dire par la biosphère. La biosphère montre, bien que n'étant pas avec le degré de contrôle d'un organisme, des capacités d'homéostasie (régulation de sa composition et de structure) et homéorhésie (régulation du rythme de ses processus internes et échange). C'est l'hypothèse de Gaïa.

✅ Ce phénomène d'équilibre est atteint dans un osmoseur d'aquarium avec la production d'eau osmosée par le jeu de la pression osmotique.

Homéostasie biologique

L'homéostasie désigne la variabilité auto-contrôlée de fonctions dans une plage de valeurs prédéterminée; les conditions homéostatiques représentent les éléments de continuité, tandis que les réactions homéostatiques indiquent les moyens de maintenir cette condition de continuité.

C'est donc l'une des caractéristiques particulières des organismes vivants. Tous les systèmes organiques d'un organisme y participent, condition fondamentale à la survie.

Le système homéostatique repose sur quatre composants principaux, qui prennent ensemble le nom de mécanisme de rétroaction, à savoir rétroaction, réaction, réponse :

• le récepteur, dont la tâche est de percevoir les conditions externes et internes;
• le centre de contrôle, qui décide du comportement à adopter, après avoir comparé l'état détecté par le récepteur à l'état optimal;
• l'effecteur, qui exécute ce qui est commandé par le centre de contrôle;
• le stimulus, le changement qui stimule le récepteur pour activer les mécanismes de régulation interne.

La rétroaction peut être négative lorsque l'organisme présente des processus lui permettant de maintenir la continuité vis-à-vis des effets d'un stimulus interne ou externe considéré comme déstabilisant (par exemple : un abaissement de la température externe provoquera une réaction tendant à augmenter la température elle-même ou une augmentation de la glycémie entraînera la sécrétion d'insuline). D'autre part, la rétroaction est positive lorsque le corps réagit en renforçant les effets du stimulus exogène ou endogène qu'il contient.

✅ En synécologie, il indique également la tendance à l'équilibre des populations animales et végétales, résultant de mécanismes dépendant de la densité qui agissent sur le taux de natalité, la survie et la mort (stabilité).

L'utilisation du terme homéostasie en biologie a été introduite par le physiologiste américain Walter B. Cannon, développant une intuition antérieure du physiologiste français Claude Bernard.

Homéostasie en sémiotique

Dans la théorie de la sémiosphère de Juri Lotman, l'homéostasie indique les conditions de stabilité de la sémiosphère ou de parties de celle-ci.

L'homéostasie est définie comme "la tentative de préserver son propre niveau structurel - c'est-à-dire le niveau d'informations possédées - et de s'opposer à l'entropie". L'homéostasie est donc cette phase, dans la succession cyclique des états du système, dans laquelle il y a une tendance à la conservation de l'information et au maintien de la stabilité des structures, caractérisée par une symétrie. Cette phase est fonctionnellement opposée à celle caractérisée par la production de nouvelles informations, dans lesquelles l'homéostasie contraste avec le dynamisme.

Maintien de l'homéostasie dans les systèmes écologiques

L'homéostasie d'un système écologique est maintenue par des rétroactions négatives. Comme les changements dans l'environnement poussent une propriété du système de son équilibre, les rétroactions négatives contrecarrent le changement d'environnement. Les changements dans l'environnement peuvent avoir des effets importants ou presque aucun effet sur les propriétés du système, selon le fonctionnement des mécanismes homéostatiques.

Sans une rétroaction négative pour contrer la force exercée par la perturbation, la propriété du système ne présenterait plus de stabilité dans le temps mais refléterait directement les fluctuations et les changements de direction dans l'environnement. Parce que les rétroactions négatives agissent pour contrer les changements par rapport à l'état d'équilibre, elles constituent une force stabilisatrice sur les propriétés du système et un mécanisme clé pour l'homéostasie.

Le maintien de l'homéostasie est assez simple dans les systèmes bien intégrés tels que les organismes, mais est plus problématique pour les systèmes faiblement coordonnés tels que les écosystèmes.

En raison de la nature décentralisée des systèmes écologiques tels que les populations, les communautés et les écosystèmes, les rétroactions négatives fonctionnent de manière plus diffuse qu'en physiologie. Comme mentionné précédemment, il n'y a pas d'unité centrale de traitement pour mettre en oeuvre ou coordonner une rétroaction négative. Au lieu de cela, des rétroactions négatives émergent souvent des interactions entre les espèces et les individus, et entre les espèces et les individus et leur environnement (concept de biochore). En biologie, les rétroactions négatives qui stabilisent les propriétés du système sont souvent appelées mécanismes homéostatiques.

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