規制メカニズム：それらが何であるか、そしてそれらがどのように体を機能させるか

動物と植物の両方の生物は、環境から栄養素とガスを取得し、私たちの環境に廃棄物を継続的に排出するオープンシステムです。 私たちにとっては糞便であり、他の微生物や無脊椎動物にとっては多肉植物であり、その一部となるのは それらの組織（有機物）、したがって、の栄養連鎖内の炭素循環の継続を可能にします 生態系。

オープンシステムであることは生き残るために必要です：エネルギーは生成も破壊もされません、それはただです （エネルギー保存の法則に従って）変換するため、環境から取得する必要があります 継続的に。 ただし、これにはいくつかの欠点もあります。常に中央で熱を放散するため、 私たちのすべての生物学的タスクのための私たちの環境と私たちは私たちの中で起こっていることの直接の結果として病気になり死ぬ可能性があります 環境。

環境である変化する混沌に秩序を置くために、 私たちの体は一連の生物学的および/または生理学的調節メカニズムを提示します 安定した内部状態を維持し、環境で発生する可能性のある変化を補正します。 それらがどのようになっているのか見てみましょう。

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規制メカニズムとは何ですか？

生物学では、メカニズムは 因果的に相互作用する部分を備えたシステムで、内部、外部、またはその両方の環境に1つ以上の影響を与えるプロセスを引き起こします. 1つのメカニズムは、暑い瞬間に人間の汗につながるプロセス（生理学）である可能性があります。 しかし、自然淘汰や遺伝的浮動もメカニズムと見なされますが、この場合は自然です 進化論。

規制メカニズムの世界では、黒でも白でもありません。 生物学的実体は非常に複雑な存在（多成分）であり、そのシステムは継続的な相互作用とフィードバックにあります. その多様性を超えて、3つの大きなレベルは生物の根底にあるメカニズムで区別することができます：

• 遺伝的メカニズム：階層の最下位。 遺伝子の機能とその発現は不可欠ですが、それらはあらゆるシステムの基本的な基質に対応しています。
• 細胞機能のメカニズム：次のメカニズムは、細胞、したがって体の臓器や組織に関係するメカニズムです。
• 神経および内分泌のメカニズム：それらは進化のスケールで最も進んだ調節メカニズムです。

定義上、細胞は将来の機会に自己複製するためのゲノムを持たなければならないため、すべての生物には遺伝的メカニズムがあります（細菌のように染色体が1つしかない場合でも）。 一方、基本単位であるため、すべての生体は少なくとも1つの細胞調節メカニズムを提示する必要があります 生命の細胞は細胞ですが、それは生物全体を構成します（バクテリアや古細菌の場合のように）。

あなたが想像できるように 生理学的調節メカニズムの頂点（腺とニューロン、これらは 内分泌系と神経系はそれぞれ）最も進化的な動物に制限されています 繁雑、私たちは脊椎動物であるため、他の生物にも独自の神経および内分泌の鱗があります。

この時点で、規制回路は正と負の2つのフィードバックシステム（フィードバック）を提示できることに注意してください。 以下の行で、それらが何で構成されているかを簡単に説明します。

1. 負帰還

今回、 調整メカニズムは、パラメータXを非常に特定のスペクトルで制御し、常に値X0に近づけようとします。、これは特定の環境での最大の最適値です。 Xパラメータの値は、情報チャネル（サーモレセプタやその他のチャネルなど）を介して環境または内部環境から収集されます 神経群）そして情報はメカニズムの中心に運ばれ、それは最良の方法で環境に基づいて応答を生成します 可能。

2. 正のフィードバック

この場合、状況は変わります。 正のフィードバック調節メカニズムの目的は 特定の条件に達すると、値X0から逸脱したパラメーターXの有効性の最大点に到達します。.

非常に複雑な概念で移動しますが、負のフィードバックと正のフィードバックの違いは非常に理解しやすいです。最初のケースでは、 システムは信号と反対の方向に応答します。つまり、システムの出力を「安定化」させて、良好な状態を維持する傾向があります。 絶え間ない。 一方、正のフィードバックでは、システムの効果または出力が入力で累積的な効果を引き起こします。 後者の場合、それは定義上、不安定な平衡点を示すシステムです。

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規制メカニズムの例

私たちは非常にエーテル的な概念の間を移動したので、生理学的観点から規制メカニズムが何であるかを少し例示することは有用でしょう。 たとえば、人間の発汗がどのように発生するかを理解したいとします。 頑張れ。

まず第一に、注意する必要があります 発汗は、交感神経系によって調節される調節メカニズムであり、人間の多くの不随意機能に関与しています。. 私たちの 視床下部 それは、内部温度と大脳皮質の活動の変化を記録することに特化した前部と視索前野のニューロンを含んでいます。 したがって、（内部または外部にかかわらず）過剰な熱があるという情報が到着すると、 視床下部は、コリン作動性繊維を介して皮膚全体のエクリン腺に信号を送り、 汗を排出します。

汗はエクリン腺と皮膚をつなぐ毛穴から出てきます。 流体は蒸発するために熱を必要とするため（結局のところ、熱はエネルギーです）、流体は「キャッチ」します この過剰な体表面温度は、私たちの一般的なシステムを クールダウン。 汗の蒸発により、体温の27％が放散されるため、物理的および/または環境的変動が発生した場合にこのメカニズムがアクティブになることは驚くべきことではありません。.

この場合、負帰還調整メカニズムの前の理論レベルにあります。 生物の関心は、体温（パラメーターX）を理想にできるだけ近い適切な範囲（36〜37度）に維持することです。 このシステムでは、機能複合体は外部刺激に逆に反応します。

哲学的になったら 自然淘汰や遺伝的浮動を規制メカニズムとして考えることもできます 進化の観点から。 自然淘汰は、集団であるオープンシステムに圧力をかけ、長期的に最も有益な遺伝子を選択し、適応性が最も低い遺伝子を無視します。

たとえば、より長いくちばしで（de novo突然変異によって）生まれた鳥種の動物 他のものよりも大きいので、樹皮の間で昆虫を狩るより大きな施設を持つことができます 木。 この生き物は他の生き物よりも有利であるため、より多くの餌を与えることができ、より成長し、したがって、他の男性と繁殖するために競争することになると、より強くなります。 「大きなくちばし」の形質が遺伝性である場合、その動物の子孫は他の動物よりも生存能力が高いと予想されます。

したがって、世代を超えて、「ビッグピーク」形質は個体群で増加します。なぜなら、それを提示する形質は、単に長生きし、繁殖する機会が増えるからです。 この場合、自然淘汰は明確な進化的調節メカニズムとして機能します。これは、集団内の遺伝子の割合が環境の賦課によって異なるためです。

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履歴書

ご覧のとおり、生物学の世界における規制メカニズムは、体温調節やエネルギー消費をはるかに超えています。 遺伝子の発現から種の進化まで、すべてが正または負のフィードバックに要約され、最大の有効点に到達しようとします。、ある時点または別の時点で。 結局のところ、目標は、常に環境の制約を考慮しながら、あらゆる方法で最大の内部バランスを達成することです。

書誌参照：

• ベクテル、W。 (2011). メカニズムと生物学的説明。 科学哲学、78（4）、533-557。
• Brocklehurst、B。、およびMcLauchlan、K。 に。 (1996). 生物系に対する環境電磁界の影響のフリーラジカルメカニズム。 放射線生物学の国際ジャーナル、69（1）、3-24。
• エンドラー、J。 に。 (2020). 野生の自然淘汰（MPB-21）、第21巻。 プリンストン大学出版局。
• Gadgil、M。、およびBossert、W。 H。 (1970). 自然淘汰の人生の歴史的影響。 アメリカンナチュラリスト、104（935）、1-24。
• ゴッドフリースミス、P。 (2009). ダーウィンの人口と自然淘汰。 オックスフォード大学出版局。
• ヘイスティングス、J。 W。、＆Sweeney、B。 M。 (1957). 体内時計の温度非依存性のメカニズムについて アメリカ合衆国科学アカデミー紀要、43（9）、804。
• レドネフ、V。 V。 (1991). 生体系に対する弱い磁場の影響の考えられるメカニズム。 生体電磁気学、12（2）、71-75。
• リージュニア、E。 G。 (1970). 自然淘汰と可変性。 アメリカンナチュラリスト、104（937）、301-305。
• パーソン、B。 N。 J。 (2003). 生体系における接着のメカニズムについて。 化学物理学ジャーナル、118（16）、7614-7621。
• Stolman、L。 P。 (2008). 多汗症：医学的および外科的治療。 形成術、8。