Student World

Homeostáze znamená stabilitu vnitřního prostředí určitého systému. Pokud teplota kolem nás stoupne o pět stupňů, teplota našeho organismu zůstane obvykle konstantní. Jakých mechanismů používají systémy k tomu, aby si své konstantní prostředí uchovaly?

Homeostáze znamená vlastně opak kladné zpětné vazby. Jestliže do systému lehce šťouchnete, může se buď zcela rozsypat nebo tvářit, jako by se nic nestalo. Příslušná rovnováha se dle toho označuje jako labilní nebo stabilní.
Známým příkladem je silové působení mezi elementárními částicemi. Elektron v těžišti mezi jinými elektrony se nachází v rovnováze stabilní – po vychýlení prostředního elektronu libovolným směrem se zvětší odpudivá síla mezi stejně nabitými částicemi (elektromagnetická interakce klesá podobně jako ta gravitační se čtvercem vzdálenosti) a prostřední elektron se spořádaně navrátí zpět do těžiště.
Pokud však vložíme elektron mezi dva protony, nastane opak. Při vychýlení vzroste naopak přitažlivá síla mezi nyní opačně nabitými částicemi a elektron bude přitažen k bližšímu protonu.

Z hlediska živého organismu se však samozřejmě podobných metod nepoužívá. Protože však těla představují homeostaty, mechanismy fungují podobně jako v prvním příkladě. Živé systémy ve stavu labilní rovnováhy logicky dlouho nepřežijí.
Podívejme se na systém, který se v živém organismu používá k udržení konstantní kyselosti/zásaditosti krve. Krev je totiž čímsi na způsob tlumivého roztoku, tzv. pufru. Ten bývá složen ze směsi slabé kyseliny a její soli se silnou zásadou (nebo naopak, tj. směs soli silné kyseliny a slabé zásady a této slabé zásady). Pufrem často používaným v chemické laboratoři je třeba směs kyseliny octové a octanu sodného.
Vlastností pufru je přitom odolnost vůči působení silných kyselin i zásad. Platí, že ať do pufru přidáte zásadu nebo kyselinu, jeho pH se až po určitou mez nebude prakticky měnit.
V krvi představuje hlavní tlumivou kapacitu samozřejmě CO2, ale i řada rozpuštěných organických iontů. Díky tomu si krev udržuje jen velmi málo kolísající pH. Na rozdíl od prakticky všech potravin, prostředí žaludku či střev přitom platí, že pH krve je mírně zásadité.
V této souvislosti zbývá dodat, že vlastnosti pufru má i řada pitných tekutin, například ionty nacpané minerální vody, ale ještě spíše mléko a pivo. Pivo má přitom pH okolo 4, tedy výrazně kyselé, mléko pak okolo 6 (slabě kyselé). Nejsou tedy pravdivé často tradované výroky o tom, že pivo či mléko jsou zásadité, což můžete snadno ověřit lakmusovým papírkem.
Protože se však tyto nápoje chovají jako tlumivé roztoky, mohou ve skutečnosti ve své funkci zásady připomínat – upravují totiž okolí na "svoje" pH. Pokud je organismus silně překyselený, může i tento posun vlastně fungovat podobně jako bychom pili (slabý :-)) hydroxid.

autor Pavel Houser