Homéostasie

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L'homéostasie est la capacité à conserver l'équilibre de fonctionnement en dépit des contraintes extérieures. Pour Claude Bernard : « l’homéostasie est l’équilibre dynamique qui nous maintient en vie ».

La notion est apparue en biologie, relativement à l'équilibre chimique des organismes vivants, mais s'est révélée utile à la définition de toutes formes d'organismes en sociologie en politique et plus généralement dans les sciences des systèmes.

Sommaire

1 Définition
2 Usages
3 Exemples
4 Avantage sélectif
5 Variations individuelles et exercice physique
6 Liens externes

[modifier] Définition

L'homéostasie d'un organisme cellulaire est sa capacité autorégulée à conserver un fonctionnement satisfaisant et un équilibre entre le compartiment intracellulaire (le milieu intérieur) et le compartiment extracellulaire (le milieu extérieur) séparés par la membrane cellulaire, malgré une contrainte extérieure. Elle nécessite une source d'énergie extérieure.

« L'homéostasie se définit comme la capacité de l'organisme de maintenir un état de stabilité relative des différentes composantes de son milieu interne et ce, malgré les variations constantes de l'environnement externe. »

[modifier] Usages

[modifier] Exemples

Pour les animaux homéothermes (appelés aujourd'hui préférentiellement endothermes), un des paramètres principaux est la régulation de la composition du sang et de ses paramètres dynamiques (mécanique des fluides), pour éviter les déficits ou les excès, notamment :

en ions
- sodium Na⁺ : natrémie (hyponatrémie, hypernatrémie)
- calcium Ca²⁺ : calcémie (hypocalcémie, hypercalcémie)
- potassium K⁺ : kaliémie (hypokaliémie, hyperkaliémie) ;
en sucre : glycémie (hypoglycémie, hyperglycémie) ;
l'acidité, le pH, et notamment la quantité de gaz carbonique ou capnie (hypocapnie, hypercapnie) ;
l'osmolarité ;
la circulation sanguine
la température (hypothermie, hyperthermie) homéothermie.

Cette régulation se fait entre autres par

le rythme cardiaque et le rythme ventilatoire, qui régulent la diffusion du dioxygène, des ions, des nutriments... à travers le corps ;
l'ouverture ou la fermeture des vaisseaux sanguins (vasodilatation, vasoconstriction), qui fait varier la pression artérielle et influe sur les pertes de chaleur ;
la miction, l'élimination par les urines des excès (en eau, en ions) ;
la sudation, élimination par la sueur des excès et abaissement de la température par évaporation ;
la contraction musculaire, qui produit de la chaleur (seule 15 à 25 % de l'énergie produite sert au mouvement, les 75 à 85 % restants sont dégagés sous forme de chaleur) ;
la faim et la soif, qui poussent à boire et à manger et donc permet des apports pour combler les déficits.

[modifier] Avantage sélectif

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Au cours de l'évolution, chaque progrès dans le contrôle d'un paramètre se traduit par un avantage comparatif (période d'activité plus longue au cours d'un même laps de temps, favorable à une procréation plus rapide et finalement à une population plus importante). Ainsi, malgré son coût alimentaire plus élevé, l'homéothermie des mammifères, permettant l'activité par temps froid (et donc la nuit ou dans des zones climatiques froides) fut sans doute l'élément déterminant de leur remplacement des dinosaures poïkilothermes, dotés d'une homéothermie plus rudimentaire (dépendante du soleil).

L'homéostasie permet également la simplification de la partie du code génétique prenant en charge la reproduction, qui devrait être bien plus complexe pour rester opérationnel dans des conditions variées. Par exemple le génome de la grenouille a une taille plus grande que le génome humain, compte tenu de la bien plus grande diversité de conditions physiques et chimiques que doit affronter le développement d'un têtard que celui d'un embryon humain qui va effectuer toute sa croissance à température égale et dans un milieu tamponné.

[modifier] Variations individuelles et exercice physique

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L'homéostasie comme la plupart des phénomènes naturels, en particulier de nature biologique, n'est pas distribuée de manière uniforme au sein de la population. Par exemple, certains individus ont une tension artérielle instable, des pulsations cardiaques très variables dans le temps, des rythmes circadiens dont les extrema sont plus prononcés, une glycémie plus instable, une humeur plus changeante (ce qui peut aller jusqu'à la psychose maniaco-dépressive), une masse corporelle qui s'établit en dessus ou en dessous de ce qui est souhaitable, etc.

La distribution de l'efficacité de ces régulations homéostatiques obéit selon toute vraisemblance à une loi de Gauss. On ira ainsi d'une très grande efficacité à une efficacité très médiocre, voire incompatible avec la vie.

Ces variations ont une composante génétique mais aussi une composante modulable par le mode de vie, les conditions sociales, la pratique de sport, une nourriture équilibrée, des méthodes de relaxation comme par exemple le Yoga. En effet les exercices respiratoires, musculaires et la relaxation des stresses tendent à diminuer les variations excessives des différents paramètres psycho-physiologiques évoqués ci-dessus. Il existe par ailleurs un certain nombre de médicaments susceptibles de réguler certains des paramètres considérés.