O que é a Homeostasia?

Homeostasis é a capacidade de manter um estado interno relativamente estável que persiste apesar das mudanças no mundo exterior. Todos os organismos vivos, das plantas aos cachorros e às pessoas, devem regular o seu ambiente interno para processar energia e, em última análise, sobreviver. Se a sua pressão sanguínea disparar ou a temperatura corporal cair, por exemplo, os seus sistemas de órgãos podem ter dificuldade em fazer o seu trabalho e eventualmente falhar.

Porque é importante a homeostase

O fisiologista Walter Cannon cunhou o termo “homeostase” na década de 1920, expandindo o trabalho anterior do falecido fisiologista Claude Bernard. Na década de 1870, Bernard descreveu como os organismos complexos devem manter o equilíbrio no seu ambiente interno, ou “milieu intérieur”, a fim de levar uma “vida livre e independente” no mundo além. Cannon aperfeiçoou o conceito, e introduziu a homeostase ao público popular através do seu livro, “The Wisdom of the Body” (The British Medical Journal, 1932).

Aclamado como um princípio fundamental da fisiologia, a definição básica de homeostase do Cannon continua a ser utilizada hoje em dia. O termo deriva das raízes gregas que significam “semelhante” e “um estado de estabilidade”. O prefixo “homeo” sublinha que a homeostase não funciona como um termóstato ou controlo de cruzeiro num carro, fixado a uma temperatura ou velocidade precisas. Em vez disso, a homeostase mantém importantes factores fisiológicos dentro de uma gama aceitável de valores, de acordo com uma revisão na revista Appetite.

O corpo humano, por exemplo, regula as suas concentrações internas de hidrogénio, cálcio, potássio e sódio, partículas carregadas de que as células dependem para o seu funcionamento normal. Os processos homeostáticos também mantêm os níveis de água, oxigénio, pH e açúcar no sangue, bem como a temperatura corporal central, de acordo com uma revisão de 2015 em Advances in Physiology Education.

Em organismos saudáveis, os processos homeostáticos desdobram-se constante e automaticamente, de acordo com Scientific American. Os sistemas múltiplos trabalham frequentemente em conjunto para manter estável um único factor fisiológico, como a temperatura corporal. Se estas medidas falharem ou falharem, um organismo pode sucumbir à doença, ou mesmo à morte.

Como a homeostase é mantida

Muitos sistemas homeostáticos escutam sinais de angústia do corpo para saber quando as variáveis-chave caem fora do seu intervalo apropriado. O sistema nervoso detecta estes desvios e reporta a um centro de controlo, muitas vezes baseado no cérebro. O centro de controlo dirige então os músculos, órgãos e glândulas para corrigir os distúrbios. O loop contínuo de perturbação e ajustamento é conhecido como “feedback negativo”, de acordo com o livro online Anatomia e Fisiologia.

Por exemplo, o corpo humano mantém uma temperatura central de cerca de 98,6 graus Fahrenheit (37 graus Celsius). Quando sobreaquecido, os termosensores na pele e no cérebro soam um alarme, iniciando uma reacção em cadeia que direcciona o corpo para o suor e a descarga. Quando arrefecido, o corpo responde tremendo, e reduzindo a circulação sanguínea para a pele. Da mesma forma, quando os níveis de sódio sobem, o corpo sinaliza aos rins para conservarem água e expelirem o excesso de sal na urina concentrada, de acordo com dois estudos financiados pelo NIH.

Animais também ajustarão o seu comportamento em resposta ao feedback negativo. Por exemplo, quando sobreaquecidos, podemos derramar uma camada de roupa, mudar para a sombra, ou beber um copo de água fria.

Modelos modernos de homeostase

O conceito de feedback negativo remonta à descrição de homeostase do Cannon nos anos 20, e foi a primeira explicação de como a homeostase funciona. Mas nas últimas décadas, muitos cientistas argumentam que os organismos são capazes de antecipar potenciais perturbações da homeostase, em vez de apenas reagirem a elas após o facto.

Este modelo alternativo de homeostase, conhecido como allostasis, implica que o ponto de ajuste ideal para uma determinada variável pode mudar em resposta a mudanças ambientais transitórias, de acordo com um artigo de 2015 na Revisão Psicológica. O ponto pode deslocar-se sob a influência de ritmos circadianos, ciclos menstruais ou flutuações diárias da temperatura corporal. Os pontos definidos podem também mudar em resposta a fenómenos fisiológicos, como a febre, ou para compensar processos homeostáticos múltiplos que ocorrem ao mesmo tempo, de acordo com uma revisão de 2015 em Advances in Physiology Education.

“Os pontos definidos em si não são fixos mas podem mostrar plasticidade adaptativa”, disse Art Woods, biólogo da Universidade de Montana, no Missoula. “Este modelo permite respostas antecipatórias a potenciais distúrbios que se avizinham para fixar pontos”.

Por exemplo, na antecipação de uma refeição, o corpo segrega insulina extra, ghrelin e outras hormonas, de acordo com uma revisão de 2007 em Appetite. Esta medida preventiva prepara o corpo para a chegada de calorias, em vez de lutar para controlar o açúcar no sangue e as reservas de energia na sua esteira.

A capacidade de mudar os pontos de regulação permite aos animais adaptarem-se a factores de stress de curto prazo, mas podem falhar face a desafios de longo prazo, tais como as alterações climáticas.

“Activar os sistemas de resposta homeostática pode ser bom por curtos períodos de tempo”, disse Woods. Mas eles não foram concebidos para durar muito tempo. “Os sistemas homeostáticos podem falhar catastroficamente se forem levados demasiado longe; assim, embora os sistemas possam ser capazes de lidar com climas novos a curto prazo, podem não ser capazes de lidar com alterações maiores durante períodos de tempo mais longos”

Manter o fluxo de informação

Sistemas homeostáticos podem ter evoluído principalmente para ajudar os organismos a manter uma função óptima em diferentes ambientes e situações. Mas, de acordo com um ensaio de 2013 na revista Trends in Ecology & Evolution, alguns cientistas teorizam que a homeostase fornece principalmente um “fundo tranquilo” para as células, tecidos e órgãos comunicarem uns com os outros. A teoria postula que a homeostase facilita aos organismos a extracção de informação importante do ambiente e sinais de vaivém entre as partes do corpo.

Independentemente do seu propósito evolutivo, a homeostase moldou a investigação nas ciências da vida durante quase um século. Embora discutidos sobretudo no contexto da fisiologia animal, os processos homeostáticos também permitem às plantas gerir as reservas de energia, alimentar as células e responder aos desafios ambientais. Para além da biologia, as ciências sociais, a cibernética, a informática e a engenharia utilizam a homeostase como enquadramento para compreender como as pessoas e as máquinas mantêm a estabilidade apesar das perturbações.