ภาวะธำรงดุล

จากวิกิพีเดีย สารานุกรมเสรี

ภาวะธำรงดุล (อังกฤษ: Homeostasis) หรือ การรักษาดุลยภาพของสิ่งมีชีวิต คือคุณสมบัติของระบบเปิดโดยเฉพาะในสิ่งมีชีวิต ที่ทำการควบคุมสภาพภายในตนเองเพื่อรักษาสถานะเสถียรภาพสภาพอย่างคงที่ โดยการปรับสมดุลพลวัตหลายอย่างซึ่งมีกลไกการควบคุมที่มีความสัมพันธ์กันมากมาย

วอลเตอร์ แคนนอน (Walter Cannon) นักสรีรวิทยาชาวอเมริกันเป็นผู้บัญญัติศัพท์คำนี้ขึ้นในปี พ.ศ. 2475 เป็นศัพท์ที่มาจากภาษากรีก โดย homo แปลว่าความเหมือนหรือคล้ายคลึงกัน และ stasis ที่แปลว่าความเสถียร

ความหมายทั่วไป[แก้]

คำจำกัดความนี้มักถูกนำไปใช้ในเชิงชีววิทยา เมื่อสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์จำเป็นต้องมีสภาพร่างกายที่อยู่ในภาวะธำรงดุล เพื่อที่จะดำรงชีวิตต่อไปได้ ยังเป็นที่เห็นพ้องกันในนักสิ่งแวดล้อมจำนวนมากว่าหลักการนี้สามารถนำไปใช้กับสิ่งแวดล้อมอื่นๆ ได้ด้วย เนื่องจากมีระบบจำนวนมาก รวมถึงระบบเชิงนิเวศ เชิงชีวะ และเชิงสังคมที่จำเป็นต้องอยู่ในภาวะธำรงดุล ระบบเหล่านี้จะป้องกันไม่ให้เกิดความเปลี่ยนแปลงใดๆ เพื่อรักษาสมดุล เนื่องจากเมื่อระบบนั้นๆ ไม่สามารถรักษาสมดุลไว้ได้ มันจะส่งผลให้ระบบนั้นหยุดทำงานในที่สุด (ซึ่งในสิ่งมีชีวิต นั่นก็คือ หยุดมีชีวิต หรือตายนั่นเอง)

ระบบซับซ้อน อย่างเช่นร่ายกายมนุษย์ จะต้องอยู่ในภาวะธำรงดุลเพื่อที่จะรักษาเสถียรภาพและดำรงชีวิตอยู่ต่อไปได้ ระบบเหล่านี้ไม่จำเป็นต้องทนต่อสิ่งแวดล้อมภายนอกเพื่อที่จะดำรงชีวิตอยู่ แต่ระบบจะต้องปรับตัวเองและพัฒนาสภาพตนเองให้เข้ากับสิ่งแวดล้อมนั้นๆ

คุณสมบัติของภาวะธำรงดุล[แก้]

ระบบที่อยู่ในภาวะธำรงดุลจะแสดงคุณสมบัติหลายอย่างดังนี้:

  • ระบบจะมีเสถียรภาพยิ่งยวด (ultrastable) โดยระบบจะมีความสามารถในการทดสอบความผิดเพี้ยนที่ควรจะต้องถูกปรับแต่ง
  • ระบบรวมทั้งหมด (ระบบภายใน, ระบบโครงสร้าง และระบบที่ทำหน้าที่) จะทำหน้าที่ดูแลรักษาสภาวะสมดุล
  • ไม่สามารถคาดเดาได้ โดยผลลัพธ์ที่คาดจากการกระทำใดๆ มักจะตรงกันข้ามกับสิ่งที่เกิดขึ้นจริง

ตัวอย่างหลักของภาวะธำรงดุลในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมมีดังนี้:

  • การควบคุมจำนวนน้ำและเกลือแร่ในร่างกาย นี้รู้จักกันว่าเป็นการควบคุมระบบออสโมซิส (osmoregulation) ซึ่งเกิดขึ้นในไต
  • การกำจัดของเสียที่เกิดจากกระบวนการสร้างและสลาย หรือการขับถ่ายนั่นเอง ซึ่งเกิดขึ้นภายในอวัยวะขับถ่ายเช่นไตและปอด
  • การควบคุมอุณหภูมิของร่างกาย ซึ่งเป็นหน้าที่หลักของผิวหนัง
  • การควบคุมระดับน้ำตาลในเลือด ซึ่งเป็นหน้าที่หลักของตับและสารอินสุลินที่ถูกหลั่งออกมาโดยตับอ่อน

สังเกตว่าในขณะที่สิ่งมีชีวิตนั้นแสดงให้เห็นถึงภาวะสมดุลในตัว แต่สถานะทางสรีรวิทยาของสิ่งมีชีวิตไม่มีความจำเป็นต้องมีความเสถียร สิ่งที่มีชีวิตหลายชนิดแสดงให้เห็นความเปลี่ยนแปลงภายในร่างกายในรูปแบบของการเต้นของหัวใจ ในช่วงเวลาที่ร่างกายทำงานมา 20 ถึง 28 ชั่วโมง อุลตราเดียนช่วงเวลาน้อยกว่า 20 ชั่วโมง และอินฟราเดียนในช่วงเวลามากกว่า 28 ชั่วโมง ด้วยเหตุนี้แม้ว่าร่างกายจะอยู่ในภาวะธำรงดุล แต่อุณหภูมิของร่างกาย ความดันโลหิต อัตราการเต้นของหัวใจ และตัวชี้วัดของกระบวนการสร้างและสลายจะไม่อยู่ในระดับคงที่ไปตลอดแต่จะผกผันและคาดเดาไม่ได้อยู่ตลอดเวลา