4-1. Fizjologia, higiena i medycyna pracy oraz ich udział w kształtowaniu warunków pracy

Homeostaza to przede wszystkim utrzymanie składu, objętości, ciśnienia osmotycznego, pH i temperatury wewnątrz ustroju człowieka na stałym poziomie warunkującym prawidłowe funkcjonowanie organizmu (4-1. slajd 5).

4-1. slajd 5 

Homeostaza jest więc - definiując najogólniej - stanem równowagi wewnętrznej organizmu. Organizm wyposażony jest w wewnętrzny system automatycznej kontroli wielu procesów życiowych, którego działanie umożliwia utrzymanie między innymi odpowiedniej temperatury ciała, objętości płynów ustrojowych, ciśnienia parcjalnego tlenu i stężenia hormonów czy glukozy we krwi.

• przykład właściwy poziom glukozy we krwi, podstawowego składnika energetycznego, regulowany jest wydzielaniem przez trzustkę insuliny i glukagonu. Glukagon powoduje zwiększenie, a insulina obniżenie poziomu cukru we krwi  (4-1. slajd 6).

4-1. slajd 6 

Głównym koordynatorem całego procesu homeostazy jest niewielki obszar międzymózgowia, zwany podwzgórzem. Podwzgórze sprawuje kontrolę za pośrednictwem dwóch systemów: autonomicznego układu nerwowego i układu wydalania wewnętrznego (hormonalnego), który wykorzystuje hormony jako chemiczne nośniki informacji.

Autonomiczny układ nerwowy jest częścią układu nerwowego, reagującą w sposób automatyczny. Reakcje autonomicznego układu nerwowego są bardzo szybkie, a do jego zadań należy stała kontrola pracy wielu organów wewnętrznych, takich jak serce, naczynia krwionośne czy jelita.

Autonomiczny układ nerwowy składa się z dwóch części: układu współczulnego i układu przywspółczulnego, które w niektórych narządach działają antagonistycznie, np. układ współczulny zwiększa częstość skurczów serca, a układ przywspółczulny ją zmniejsza. W celu utrzymania tej niezwykle precyzyjnej kontroli, obydwa układy działają na zasadzie sprzężenia zwrotnego. Na przykład, jeżeli organizm nagle znajdzie się pod wpływem stresu, do podwzgórza docierają impulsy nerwowe z innych części ciała i mózgu. Z kolei podwzgórze, za pośrednictwem dróg nerwowych współczulnego układu nerwowego, wysyła impulsy powodujące szybszą pracę serca i rozszerzenie naczyń krwionośnych. To zwiększa napływ krwi do mięśni kończyn górnych i dolnych oraz przygotowuje organizm do wysiłku fizycznego.

Sprawowana przez podwzgórze kontrola hormonalna przebiega wolniej, ale efekty działalności układu dokrewnego zwykle trwają dłużej. Na przykład wiadomo, że odpowiednia ilość wody w organizmie ma zasadnicze znaczenie dla zachowania życia. Woda jest produktem wielu reakcji chemicznych, a jednocześnie w wyniku pocenia, wydalania moczu i oddychania organizm ciągle traci wodę. Brak kontroli nad tym procesem mógłby doprowadzić do nagromadzenia zbyt dużej ilości wody w niektórych partiach organizmu, przy jednoczesnym niedostatecznym zaopatrzeniu w wodę pozostałych organów, co z kolei powodowałoby magazynowanie substancji chemicznych w stężeniu zagrażającym zdrowiu.

Podwzgórze kontroluje pobór, przepływ i wydalanie wody, a specjalne receptory podwzgórza wyczuwają zagęszczenie się i rozrzedzenie krwi. Gdy zawartość wody we krwi spada, podwzgórze wysyła informacje do znajdującej się tuż pod nim przysadki mózgowej. Ten niewielki gruczoł o rozmiarach groszku czuwa nad przebiegiem wielu reakcji hormonalnych. Przysadka uwalnia hormon zwany wazopresyną lub ADH (hormon antydiuretyczny), który wraz z krwią dostaje się do nerek. Tu wpływa na mechanizm filtracji krwi w taki sposób, że zmniejsza ilość wody, która przedostaje się do moczu. Następuje zatrzymanie wody we krwi. Jednocześnie uruchamia się ośrodek pragnienia w podwzgórzu, powodując większe spożycie płynów i zwiększenie poziomu wody w organizmie.

Homeostaza obejmuje także mechanizmy związane z kontrolą ciepłoty ciała. Przy wzroście temperatury ciała podwzgórze, za pośrednictwem autonomicznego układu nerwowego, wysyła informacje do gruczołów potowych znajdujących się w skórze. Powoduje to wydzielanie potu i jego parowanie, a w efekcie ochładzanie organizmu. Podwzgórze za pośrednictwem autonomicznego układu nerwowego steruje także procesem rozszerzania i kurczenia naczyń krwionośnych, co ma pośrednio wpływ na przepływ krwi przez skórę, jej temperaturę i wymianę ciepła z otoczeniem.

Innym przykładem procesu związanego z homeostazą jest regulacja poziomu wapnia we krwi i innych płynach ustrojowych. Wapń jest pierwiastkiem niezbędnym do prawidłowego przebiegu procesów krzepnięcia krwi, pracy serca, mięśni (ma to związek z wykonywaną pracą) oraz nerwów. W proces regulacji poziomu wapnia we krwi zaangażowane są następujące hormony: parathormon wytwarzany przez przytarczyce i kalcytonina wytwarzana przez gruczoł tarczowy. Działanie tych hormonów jest przeciwstawne. Parathormon uwalnia z kości wapń do krwi i reguluje funkcje nerek w zakresie wydalania tego pierwiastka z moczem, natomiast kalcytonina działa odwrotnie. Schemat procesów związanych z homeostazą zachodzących w ustroju człowieka przedstawia slajd (4-1. slajd 7)

4-1. slajd 7