Fiintele unicelulare, care au aparut in oceanul primitiv, gaseau in acesta substantele nutriti necesare mentinerii structurii si functiilor lor si oxigen dizolvat pentru intretinerea proceselor oxidati eliberatoare de energie, el re-prezentind totodata cloaca in care isi varsau produsii de excretie. Volumul oceanului cambrian, practic infinit fata de cel al vietuitoarelor, nu suferea nici o modificare de compozitie. Cu aparitia organismelor pluricelulare superior organizate, lichidul extracelular al acestora, reprezentind o parte a oceanului cambrian, s-a redus impresionant. Astfel, la om, fata de lichidul intracelular, cu un volum total de 3035 l, cel extracelular (lichid interstitial si singe) reprezinta numai 1015 l.
In aceste conditii celulele preiau substantele nutriti organice, sarurile si oxigenul si isi varsa produsii de excretie intr-un volum foarte limitat de lichid. Evolutia a selectat, de-a lungul sutelor de milioane de ani, asemenea mecanisme, care asigura eficient primenirea continua a lichidului extracelular interstitial (1012 l), prin circulatia neintrerupta a lichidului extracelular circulant (5 l singe, continind 3 l apa); intre suprafetele de absorbtie (plamini, tub digestiv) si cele de excretie (plamini, rinichi, tegument, unele glande digesti), prin care se elimina C02, acizii nevolatili, produsii azotati de meolism, saruri. Intreg volumul sanguin circula o data pe minut, in conditii de repaus, si de 57 ori, in solicitari maxime (efort fizic), asigurind aceasta primenire, prin care se mentine constanta mediului intern.
In serviciul mentinerii constantei mediului intern, al homeo-staziei, se gasesc numeroase sisteme functionale ale organismului.
HOMEOSTAZIA
Privitor la homeostazie este cunoscut unanim aportul lui Walter Bradford Cannon, care a introdus in fiziologie aceasta notiune, in anul 1929. Conceptul a fost prelucrat, dindu-i-se o acceptiune, ce parea deplin conturata pentru autor in anul 1939 (The Wisdom of the Body).
Homeostazia reprezinta capacitatea organismelor superioare de a se mentine, cu caracteristicile lor morfologice si functionale, intr-un mediu de viata variabil. In acest proces, Cannon acorda o importanta mediului intern, matricei
lichide a organismului, pe care o considera ca reprezentind o forta de integrare, si sistemului simpato-adrenal, ca sistem principal reactiv la schimbarile cu caracter perturbant.
In conceptul de homeostazie, notiunea de mediu intern "milieu interieur", cu caracteristici constante, care asigura conditiile de viata elementelor anatomice ale corpului, apartine lui CI. Bernard. In opera sa capitala Introducere la studiul medicinii experimentale (1865), CI. Bernard scria: "In orice fiinta vie mediul intern, care este un adevarat produs al organismului, mentine raporturile necesare de schimb si echilibru cu mediul cosmic extern; dar, pe masura ce organismul devine mai desavirsit, mediul organic se specializeaza si, in-tr-un fel, se izoleaza din ce in ce mai mult de mediul inconjurator". Dupa CI. Bernard, experimentarea in fiziologie e de neconceput fara a tine seama de mediul intern. "Ar fi, ca si cind am masura conditiile aerului, pentru a face apoi experiente pe pestii din apa" (apa ar corespunde mediului intern, iar pestii elementelor tisulare aflate in acest mediu).
Reglarea homeostaziei a fost prelucrata matematic, la scurt timp dupa moartea lui Cannon, de catre Wiener si R o-senblueth, care au descoperit circuitele cu "feed back" negativ.
Cibernetica, noua stiinta a teoriei comenzii si comunicatiei in masini si organismele vii, intemeiata de Wiener, tocmai pe aceste principii, a extins si conceptul de homeostazie, care o generase. Procesele fiziologice de stimulare, receptie senzoriala, transmitere a impulsului, memorie, reactii efectorii vor fi expuse de acum inainte in termenii cibernetici de: intrare, codificare, semnal, mesaj, decodificare, recodificare, depozitare a informatiei, iesire etc. Notiunile de sistem, subsistem de modelare matematica si tehnica a sistemelor biologice, pentru a le studia proprietatile emergente, vor patrunde in medicina si biologie. Organismul superior, cu sisteme de autocontrol sau de reglare, care ii asigura independenta fata de mediu, este privit ca un homeostat. in acest sens, nu arareori termenul homeostazie este utilizat pentru a designa totalitatea mecanismelor care regleaza functiile cardinale getati si de relatie, mentinind organismul in stare de echilibru functional. La fel sint mecanisme homeostatice de mentinere a integritatii biochimice si functionale a tesuturilor si mediului intern si a starii de bilant energetic echilibrat, cu participarea mecanismelor integrati, care controleaza atit echilibrul de postura si de miscare, cit si precizia si accelerarea miscarilor, precum si orientarea in spatiu, care asigura apararea organismului si procurarea hranei.
Acest continut extins al homeostaziei, deriva tocmai din implicatiile si importanta ei in intreaga fiziologie. Extinderea duce insa la pierderea valorii stiintifice a conceptului. Din necesitatea unei corectii, H. Laborit (1963), ale carui preocupari de valorificare a generalizarilor fiziologiei in patologia umana sint binecunoscute, distinge o homeostazie generalizata, care asigura supravietuirea organismului in totalitate intr-un mediu agresiv, prin conservarea posibilitatilor de fuga sau de lupta, rezervind termenul de homeostazie restrinsa pentru autoreglarea mediului intern.
Dimpotriva, alti fiziologi, ca H. P a 11 o n, coautor al cunoscutului manual de fiziologie si biofizica, defineste doctrina lui Cannon, homeostazia, drept conceptul constantei, sub forma unei stari de echilibru, a mediului intern sau a matricei
lichide a organismului.
Fata de aceste acceptiuni extreme ale notiunii de homeostazie se impun citeva precizari. De la inceput ne exprimam rezerva fata de continutul extins al notiunii de homeostazie la totalitatea reactiilor organismului, considerat ca homeostat, notiune ce ar acoperi astfel continutul insusi al fiziologiei, ne-fiind astfel de nici o utilitate. La fel doua notiuni de homeostazie: restrinsa si generalizata, cum propune Laborit, ar da
nastere la confuzii.
Din analiza istorica a continutului sau, homeostazia, asa cum a conceput-o si Cannon, pe baza lucrarilor lui CI. Bernard, designeaza constanta intre anumite limite a compozitiei mediului intern, matricea de lichid a tuturor celulelor organismelor superioare. In acest sens se poate vorbi despre o homeostazie termica, a glucozei, a oxigenului, a C02, a pH-ului, a osmolaritatii, a anumitor ioni (Ca++, Na+, K+, Mgl+) etc.
Mentinerea homeostaziei, prin corectarea disturbantelor sale, care apar sub actiunea mediului inconjurator, sau ca urmare a declansarii anumitor activitati individuale, care modifica mediul intern, cum ar fi exercitiul fizic, dezechilibrul nutritiv, traumatisme, infectii, se realizeaza prin sisteme homeostatice.
Internind prin mecanisme cu retroactiune negativa, aceste sisteme minimalizeaza diferentele intre raspunsul actual si cel optim al organismelor. Unul din exemplele foarte cunoscute de functionare a unui sistem homeostatic este resilirea presiunii arteriale, crescuta sub actiunea unui agent perturbant, prin stimularea baroreceptorilor, care
prin mesaje transmise de-a lungul nervului Hering, reprezentind cibernetic o bucla cu retroactiune negativa
resileste valoarea presiunii, prin cresterea tonusului centrilor cardio-inhibitori si deprimarea celor cardio-acceleratori. Alt exemplu e circuitul cu feed back negativ fata de excesul de
hormoni hipofizari, studiat de St. M. Mi leu.
Mecanismele homeostatice pot fi de natura fizico-chimica (sistemele tampon), de natura enzimatica (eliberarea si distrugerea in echilibru de polipeptide plasmatice, echilibru coagu-lare-fibrinoliza); pot reprezenta, cum se stie, reglari endocrine (reglarea Na+ si K+ din lichidul extracelular prin aldosteron, sau a Ca++ prin parathormon-calcitonina), neuro-endocrine (glicemie) si nervoase, integrate in hipotalamus, formatia reti-culata si alte structuri limbice si neocorticale.
Dupa Ashby (1960), aceste sisteme homeostatice cu feed back pot fi activ sile sau activ insile, dupa cum sint programate genetic. Insilitatea unora este originea biorit-murilor. Acordul este unanim in a aprecia rolul deosebit de important al numeroaselor sisteme cu feed back negativ, perfectionate in cursul evolutiei, in mentinerea homeostaziei organismului uman.
Mecanismele de integrare a functiilor, reprezentind mai mult decit interoconectarea acestor sisteme in diferitele structuri corticale, mai noi filogenetic, contribuie nu numai la mentinerea homeostaziei prin perfectionarea echilibrului functional al structurilor subjacente, dar pot interni chiar prenind efectul unor agenti nocivi asupra organismului. in aceasta categorie se inscrie reactia simpato-adrenala de alarma sau de emergenta, studiata deCannon ca model de raspuns homeostatic la frig, efort, traumatisme etc. Ea este de fapt o reactie cu feed back pozitiv, in cursul careia se produc modificari ale constantei mediului intern si care, ca toate mecanismele cu feed back pozitiv, daca nu este limitata, ca amplitudine si durata in timp, duce la exitus.
Sistemul nervos getativ periferic, ai carui centri se gasesc in coarnele laterale ale madui, precum si
reflexele getati simpatice si parasimpatice au fost expuse in alta parte ( p. 79). Aici vom studia reglarea supraspinala a functiilor getati viscerale. Nucleii getativi cerebrali exercita o actiune integrati va asupra reflexelor getati medulare. Acestea insile sint integrate si la nil spinal in acte getati complexe. Din acest motiv si pentru a simplifica expunerea la atit cit este necesar pentru intelegerea reglarii functiilor viscerale, vom analiza trei nile de integrare:
I. Spino-rombo-mezencefalic.
II. Hipotalamic.
III. Sistem limbic.
