L’homéostasie est couramment utilisée comme un mot pour décrire tout système qui est dans un état stable, auto-correcteur et durable. Il peut être appliqué à un système fermé, tel qu’un rover robotique à propulsion nucléaire pour l’exploration spatiale. Le plus souvent, elle s’applique à des systèmes ouverts qui disposent de canaux d’entrée et de sortie pour interagir avec son environnement ou avec d’autres systèmes. Les systèmes très complexes, cependant, sont rarement parfaits, de sorte que le terme décrit un état idéal et hypothétique. Parmi les processus les plus complexes figure la vie, et l’homéostasie biologique a été la plus rigoureusement étudiée.
Le terme a été inventé pour la première fois dans les années 1920 en tant que concept de fonctionnement humain. Étant donné que les gens survivent dans un large éventail d’environnements, dans des conditions variables et avec des régimes alimentaires variés, l’hypothèse est que le corps humain possède des mécanismes d’adaptation inhérents. Malgré les nombreuses différences dans les entrées ou stimuli externes et les différentes réactions correspondantes du corps, ils démentent un état interne systématique qui est essentiellement le même chez tous les humains. L’homéostasie biologique peut s’appliquer à un organisme entier, ainsi qu’à ses sous-systèmes interdépendants.
L’un des exemples les plus couramment utilisés pour expliquer l’homéostasie biologique est la régulation de la température interne. Pour les humains, la température idéale est précisément de 98.6° Fahrenheit (37° Celsius). Que la fièvre provienne du soleil d’été ou d’une maladie, si la température du corps dépasse la normale, il commence à transpirer. L’évaporation de l’eau contenue dans la sueur refroidit le corps. Si la température interne tombe en dessous de cette ligne fine, le corps commence à frissonner car l’un des sous-produits de la contraction musculaire est la chaleur.
D’autres organismes peuvent réguler leur température différemment. Les reptiles à sang froid, par exemple, peuvent avoir besoin d’absorber la chaleur rayonnante du soleil ou d’une roche chaude pour élever leur température corporelle au niveau nécessaire à l’activité physique. Les kangourous du désert australien aride se refroidissent en se léchant les pattes. Dans tous les cas, l’objectif est le même : maintenir un équilibre interne critique.
Un autre exemple d’homéostasie biologique est la nécessité de maintenir un pH ou un niveau d’acidité approprié. L’estomac, par exemple, est très acide. Le pH du sang humain, en revanche, a une plage de tolérance étroite qui est légèrement plus alcaline que la mesure neutre de l’eau pure. Chacun est essentiel pour un fonctionnement sain.
Les mécanismes par lesquels le corps atteint un équilibre correct sont, en principe, typiques des systèmes homéostatiques. Tout d’abord, un récepteur quelconque doit détecter l’état actuel du système et relayer cette information à un centre de contrôle quelconque. Chez l’homme, il pourrait s’agir de nerfs transmettant des signaux électriques au cerveau. Connaissant l’état optimal du système, le centre de contrôle envoie ensuite une commande à un effecteur dont l’activation entraîne un ajustement de l’état du système. Le cerveau humain pourrait envoyer des signaux à un organe particulier qui libère des hormones qui rétablissent chimiquement l’équilibre.
L’homéostasie biologique est la régulation de l’environnement interne d’un organisme, car les forces externes ou l’environnement changent constamment. Le processus fondamental et typique est une boucle de rétroaction constante correspondante. Que la rétroaction soit positive ou négative, le lien entre récepteur, centre de contrôle et effecteur est cyclique. Avec des ajustements perpétuels positifs combinés à des ajustements négatifs, le résultat est un état zéro équivalent à une fonction saine. Une large théorie de la maladie les définit comme un déséquilibre ou un dysfonctionnement de cette boucle de rétroaction régulatrice.