L’omeostasi è la tendenza naturale al mantenimento di un relativo stato di equilibrio interno delle proprietà chimico-fisiche di un qualsiasi organismo vivente. I meccanismi omeostatici nella fisiologia umana sono necessari per il mantenimento della vita perché permettono di mantenere alcuni parametri dell’organismo entro limiti accettabili anche al variare delle condizioni esterne, attraverso precisi meccanismi autoregolatori. Per permettere il mantenimento di tali parametri nei limiti di sopravvivenza, il corpo usa due sistemi:

• feedback positivo;
• feedback negativo.

Mentre il feedback positivo consente di accelerare o intensificare un processo in seguito agli stimoli ricevuti (all’aumentare dello stimolo iniziale, il prodotto finale tende ad aumentare, come in un “circolo vizioso”), invece il feedback negativo consente di produrre un cambiamento opposto allo stimolo iniziale, facendo sì che il prodotto finale di un processo inibisca il processo stesso, ciò significa che all’aumentare dello stimolo iniziale, il prodotto finale tende a diminuire. Il feedback negativo è più diffuso rispetto a quello positivo.

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Esempio di feedback negativo

Per capire il funzionamento di un feedback negativo, prendiamo come esempio l’eritropoietina o EPO, un ormone glicoproteico prodotto negli esseri umani principalmente dai reni, che ha come funzione principale la regolazione della produzione dei globuli rossi da parte del midollo osseo (chiamata “eritropoiesi”). L’eritropoietina è importante per mantenere l’omeostasi del sangue, basti pensare che nei pazienti con insufficienza renale cronica la produzione di eritropoietina si riduce andando a determinare la frequente anemia di questi soggetti.

1. nel corpo si verifica ipossia (riduzione della tensione di O2);
2. le cellule endoteliali dei capillari peritubulari della midollare del rene, rilevano la riduzione della tensione di O2;
3. esse inducono i fibroblasti peritubulari a produrre e rilasciare l’ormone EPO nel circolo sistemico;
4. l’ormone EPO che va ad agire a livello del midollo osseo emopoietico stimolando le cellule progenitrici eritroidi CFU-E, riducendone l’apoptosi e aumentandone la frequenza mitotica, ossia un più veloce differenziamento a proeritroblasto;
5. il risultato finale della stimolazione dell’EPO sul midollo osseo è un aumento della disponibilità di eritrociti e di emoglobina;
6. il numero maggiore di eritrociti possono veicolare più ossigeno aumentando la tensione di O2 circolante e risolvendo l’ipossia iniziale.

Nel momento in cui la tensione di O2 torna normale, il meccanismo di feedback negativo determina una riduzione nel rilascio renale di eritropoieina.

Un altro esempio di feedback negativo è la secrezione di insulina (che viene rilasciata fintanto che la glicemia è elevata, ad esempio dopo un pasto, per poi non essere più secreta quando la concentrazione di glucosio nel sangue torna normale), o ancora la secrezione di glucagone (ormone che viene rilasciato fintanto che la glicemia è inferiore al normale per poi non essere più secreto quando la concentrazione di glucosio torna normale).

Un ulteriore esempio di feedback negativo è il mantenimento di una temperatura corporea costante. Ad esempio:

1. quando il corpo si surriscalda, tipicamente durante l’attività fisica intensa, inizia la sudorazione;
2. più aumenta la temperatura corporea e più aumenta la sudorazione;
3. più aumenta la sudorazione e maggiormente la temperatura corporea si abbassa;
4. più la temperatura corporea si abbassa e più diminuisce la sudorazione.

Quando la temperatura del corpo torna a livelli normali, il circolo vizioso si interrompe e la sudorazione cessa: se ciò non avvenisse, un corpo surriscaldato rischierebbe la disidratazione.

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