ホメオスタシスとは？

ホメオスタシスとは、外界の変化にもかかわらず、比較的安定した内部状態を維持する能力のことです。 植物から子犬、人間まで、すべての生物は、エネルギーを処理し、最終的に生存するために、内部環境を調整しなければなりません。

ホメオスタシスが重要な理由

生理学者のウォルター・キャノンは、生理学者の故クロード・ベルナールの研究を基に、1920年代に「ホメオスタシス」という言葉を作りました。 ベルナールは1870年代に、複雑な生物が外の世界で「自由で自立した生活」を送るためには、内部環境（milieu intérieur）のバランスを保たなければならないと述べました。 キャノンはこの概念に磨きをかけ、著書「The Wisdom of the Body」(The British Medical Journal, 1932)でホメオスタシスを一般の人々に紹介しました。

生理学の中核をなすものとして評価されたキャノンのホメオスタシスの基本的な定義は、現在も使われています。 語源はギリシャ語で「似ている」「安定した状態」を意味します。 ホメオ」という接頭語は、ホメオスタシスがサーモスタットや自動車のクルーズコントロールのように、温度や速度を一定に保つものではないことを強調しています。

例えば、人間の体は、細胞が正常に機能するために必要な電荷を帯びた粒子である、水素、カルシウム、カリウム、ナトリウムの体内濃度を調節しています。

サイエンティフィック・アメリカン誌によると、健康な生体では、恒常性維持プロセスが常に自動的に展開されているそうです。 体温のような一つの生理的要素を安定させるためには、複数のシステムが連携して働くことが多いのです。

恒常性の維持方法

恒常性維持システムの多くは、重要な変数が適切な範囲から外れたときに、体からの苦痛の信号を聞き取ります。 神経系はこれらの逸脱を検出し、多くの場合、脳にあるコントロールセンターに報告します。 コントロールセンターは、筋肉、臓器、腺などに障害を修正するよう指示します。

例えば、人間の体温は華氏98.6度（摂氏37度）に保たれています。 暑くなると、皮膚や脳にある温度センサーがアラームを鳴らし、連鎖的に発汗や排泄を促します。 寒くなると、体は震えて、皮膚への血液循環を低下させて反応します。 同様に、ナトリウム濃度が急上昇すると、体は腎臓に水分を節約するように信号を送り、余分な塩分を濃縮した尿として排出することが、NIHが資金提供した2つの研究で明らかになっています。

動物は、負のフィードバックに反応して行動を調整することもあります。

Modern models of homeostasis

負のフィードバックの概念は、1920年代にキャノンがホメオスタシスについて説明したことにさかのぼります。

このホメオスタシスの代替モデルはアロスタシスと呼ばれ、ある変数の理想的なセットポイントが一時的な環境変化に応じて変化することを意味します。 セットポイントは、概日リズム、月経周期、体温の日々の変動などの影響を受けてシフトすることがある。

「セットポイント自体は固定されておらず、適応的な可塑性を示すことがあります」と、モンタナ大学（ミズーラ）の生物学者であるArt Woods氏は述べています。 “

例えば、Appetite誌の2007年のレビューによると、食事の前になると、体はインスリンやグレリンなどのホルモンを余分に分泌します。

セットポイントを移動させる能力は、動物が短期的なストレス要因に適応することを可能にしますが、気候変動のような長期的な課題に直面すると、失敗する可能性があります。

「恒常性維持システムを作動させることは、短時間であれば問題ありませんが、長く続けることはできません。 “

情報の流れを維持する

恒常性維持システムは、主に生物がさまざまな環境や状況で最適な機能を維持するために進化してきたのかもしれません。 しかし、ジャーナル「Trends in Ecology」に掲載された2013年の論文によると、科学者の中には、ホメオスタシスは主に、細胞、組織、器官が互いにコミュニケーションをとるための「静かな背景」を提供しているという説があります。

進化上の目的にかかわらず、ホメオスタシスは1世紀近くにわたって生命科学の研究を支えてきました。

進化上の目的にかかわらず、ホメオスタシスは約1世紀にわたって生命科学の研究を支えてきました。 生物学だけでなく、社会科学、サイバネティクス、コンピュータサイエンス、エンジニアリングの分野でも、人や機械が混乱の中でも安定性を保つ仕組みを理解するためのフレームワークとしてホメオスタシスが用いられています

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