Les êtres vivants sont continuellement exposés à une multitude de stimuli. Par conséquent, il est nécessaire d'avoir mécanismes de régulation homéostatique capables de maintenir la stabilité interne.
Homéostasie et environnement interne
Au milieu du XIXe siècle, le physiologiste français Claude Bernard a remarqué la constance de l'environnement interne dans lequel les cellules des organismes étaient disposées, face aux propriétés changeantes de l'extérieur.
Près d'un siècle plus tard, le physiologiste américain W.B. Cannon a établi que cet équilibre était le résultat d'un ensemble de mécanismes physiologiques capable de maintenir une série de concentrations ou de valeurs internes nécessaires à la survie.
Canon a proposé le termehoméostasiese référer au caractère « stable » de l'environnement interne, par opposition à la fluctuation externe. Paradoxalement, la complexité de ces processus physiologiques réside dans une dynamique d'autorégulation constante.
Mécanismes de régulation homéostatique
Les cellules des êtres vivants ne conservent leur viabilité que dans des plages spécifiques de températures, de pH, de concentrations ioniques et de nutriments selon les espèces. Cependant, les organismes dépendent d'un environnement extérieur changeant pour obtenir la matière et l'énergie nécessaires à l'équilibre interne.
Les mécanismes de régulation homéostatique Ils peuvent être classés en :
- Retours négatifs: il se produit lorsque la valeur d'une variable est supérieure ou inférieure à celle requise pour le fonctionnement d'un certain processus ou mécanisme physiologique. En réponse, un mécanisme de régulation est activé pour inhiber la synthèse de ladite variable ou réduire sa puissance.
La régulation de la glycémie ou le maintien de la température corporelle font partie des processus biologiques régulés de cette manière.
- Commentaire positif: moins fréquent que le mécanisme précédent, il contribue à l'augmentation d'un processus ou d'une fonction.
Il se produit dans les premiers stades du potentiel d'action, lorsqu'une petite dépolarisation de la membrane plasmocytaire génère l'ouverture de canaux sodiques qui, en pénétrant dans l'espace intracellulaire, induisent l'ouverture d'un plus grand nombre de canaux sodiques. De cette façon, une plus grande dépolarisation cellulaire est obtenue. Il y aurait également une régulation positive dans les premiers stades de l'ovulation.
- Préalimentation: mécanisme qui permet à un organisme d'anticiper des événements hautement probables. Il peut être de nature à la fois négative et positive et se distinguent principalement dans les chaînes métaboliques et les processus de communication et de coordination neuronales.
L'augmentation de la fréquence cardiaque dans les instants précédant un effort physique imminent ou encore le fonctionnement du cervelet lui-même, qui, anticipant l'état du système neuromusculaire une fois le mouvement commencé, peut exécuter les ordres nerveux nécessaires.
Homéostasie et allostasie
Une fois exposée la théorie homéostatique avec laquelle Bernard et Cannon justifiaient la stabilité et le fonctionnement de l'environnement interne, le neuroscientifique Sterling proposa en 1988 un point de vue opposé ou, comme on le découvrit plus tard, complémentaire à la régulation homéostatique : l'allostase.
L'allostase est un mécanisme de régulation qui, contrairement à l'équilibre homéostatique, propose que les organismes, pour faire face aux perturbations de l'environnement externe, modifient la constance de l'environnement interne. Un exemple se produit avec la pression artérielle, qui fluctue entre des valeurs supérieures ou inférieures en fonction d'un état externe spécifique et, si elle est maintenue constante, entraînerait la mort de l'individu.
Cette idée a finalement conduit McEwen à proposerallostase comme le processus qui maintient activement l'homéostasie. C'est-à-dire qu'il a maintenu la stabilité de l'environnement interne par le changement.