Za egzystencję i prawidłowe funkcjonowanie organizmów żywych odpowiada zjawisko homeostazy. Jest to proces o fundamentalnym znaczeniu, którego podstawą jest ciągłe dążenie do zachowania optymalnych warunków wewnątrz organizmu, aby na poziomie fizjologicznym działać efektywnie. Kluczową rolą homeostazy jest monitorowanie i regulacja różnorodnych procesów chemicznych i fizycznych, które gwarantują odpowiednie warunki dla prawidłowego działania całego systemu organizmu.
W dyskusji naukowej i potocznej, homeostaza często utożsamiana jest z równowagą wewnętrzną organizmu. Z punktu widzenia ewolucji, jej głównym zadaniem jest minimalizacja procesów potrzebnych do przetrwania przy jednoczesnym maksymalizowaniu korzyści. Przykładem może być tu człowiek, który ma stabilny zakres temperatury ciała, wahający się o około jeden stopień. Inaczej wygląda to w przypadku zwierząt zmiennocieplnych – ich tempo metabolizmu jest uzależnione od warunków środowiska, a do zdobycia ciepła muszą polegać na otoczeniu.
Warto jednak podkreślić, że homeostaza to nie tylko regulacja temperatury ciała. Mechanizm ten obejmuje takie elementy jak ciśnienie krwi, pH narządów wewnętrznych oraz stężenie glukozy w płynie krwi. Organizm musi nieustannie kontrolować i dostosowywać wartości tych parametrów, a każde zaburzenie homeostazy może prowadzić do poważnych konsekwencji zdrowotnych.
W ramach homeostazy można wyróżnić wiele rodzajów, ale dwa z nich zasługują na szczególną uwagę ze względu na swoją rolę i procesy, które kontrolują. Pierwszym jest homeostaza kwasowo-zasadowa, czyli utrzymywanie odpowiedniego poziomu kwasowości. Gdy równowaga pH krwi (która wynosi od 7,35 do 7,45) jest zakłócona, organizm ma trudności z eliminacją dwutlenku węgla i metabolitów. Równowagę pH zapewniają cząstki buforujące oraz procesy rozpadu i wydalania jonów.
Drugim istotnym elementem jest homeostaza glukozy, którą można określić jako dążenie do utrzymania stałego stężenia glukozy we krwi. Glukoza jest kluczowym źródłem energii dla komórek w organizmach oddychających tlenem. Równowaga między poziomem glukozy we krwi jest regulowana przez działanie insuliny i glukagonu. Kiedy poziom glukozy we krwi spada, glukagon stymuluje proces przekształcania glikogenu w glukozę, natomiast podwyższony poziom glukozy prowadzi do działania insuliny, która przekształca nadmiar glukozy w glikogen.