Kunci utama dalam mempertahankan homestasis lingkungan intra sel

Sistem tubuh mempertahankan homeostasis, suatu keadaan lingkungan internal yang stabil dinamik Sel-sel tubuh dapat hidup dan berfungsi hanya jika cairan ekstrasel memungkinkan kelangsungan hidup mereka; karena itu komposisi kimiawi dan keadaan fisik lingkungan ini harus dipertahankan dalam batas-batas yang ketat. Karena sel-sel menyerap nutrien dan O2 dari lingkungan internal maka bahan-bahan esensial ini harus terus-menerus dipasok. Demikian juga, zat-zat sisa harus terus-menerus dikeluarkan dari lingkungan internal agar tidak mencapai kadar toksik. Aspek-aspek lain lingkungan internal yang penting untuk mempertahankan kehidupan, misalnya suhu, juga harus di jaga relatif konstan. Pemeliharaan lingkungan internal yang relatif stabil disebut homeostasis (homeo artinya “yang sama”; stasis artinya “berdiri atau diam”). Fungsi-fungsi yang dilakukan oleh masing-masing sistem tubuh memberi kontribusi bagi homeostasis sehingga  lingkungan di dalam tubuh dapat dipertahankan untuk kelangsungan hidup dan fungsi semua sel. Sel-sel, sebaliknya, membentuk sistem tubuh. Ini adalah tema sentral fisiologi dan buku ini: Homeostasis adalah esensial bagi kelangsungan hidup setiap sel, dan setiap sel, melalui aktivitas khususnya masing-masing, ikut berperan sebagai bagian dari suatu sistem tubuh mempertahankan lingkungan internal yang dipakai bersama oleh semua sel. Kenyataan bahwa lingkungan internal harus dijaga relatif stabil tidak berarti bahwa komposisi, suhu, dan  karakteristik lainnya sama sekali tidak berubah. Baik faktor eksternal maupun internal secara terus-menerus”mengancam” untuk mengganggu homeostasis. Jika suatu faktor mulai menggerakkan lingkungan internal menjauhi kondisi optimal maka sistem-sistem tubuh akan memulai reaksi tandingan yang sesuai untuk memperkecil perubahan tersebut. Sebagai contoh, pajanan ke suhu lingkungan yang dingin (suatu faktor eksternal) cenderung menurunkan suhu internal tubuh. Sebagai tanggapannya, pusat kontrol suhu di otak memulai tindakan-tindakan kompensasi, misalnya menggigil, untuk meningkatkan suhu tubuh ke normal. Sebaliknya, produksi panas tambahan oleh otot-otot yang akrif selama olah raga (faktor internal) cenderung meningkatkan suhu internal tubuh. Sebagai respons, pusat kontrol suhu memicu proses berkeringat dan tindakan kompensasi lain untuk menurunkan
suhu tubuh ke normal. Karena itu, homeostasis bukan suatu keadaan kaku terap tetapi stabil dinamik di mana perubahan-perubahan yang terjadi diminimalkan oleh respons-respons fisiologis kompensatorik. Kata dinamik mengacu kepada kenyataan bahwa setiap faktor yang diatur secara homeostasis ditandai oleh perubahan yang terus-menerus, sedangkan stabil (mantap, steady state) mengisyaratkan bahwa perubahan-perubahan ini tidak menyimpang jauh dari tingkat konstan, atau tetap. Situasi ini sebanding dengan penyesuaian-penyesuaian kecil yang anda lakukan pada kemudi selagi berkendaraan di jalan raya yang lurus. Fluktuasi-fluktuasi kecil di sekitar tingkat optimal untuk setiap faktor dalam lingkungan internal secara normal dijaga, oleh mekanisme-mekanisme yang diatur ketat, dalam batas-batas sempit yang memungkinkan kehidupan. Sebagian mekanisme kompensasi adalah respons segera sesaat terhadap situasi yang menggeser suatu faktor dalam lingkungan internal menjauhi tingkat yang diinginkan, sementara sebagian lainnya adalah adaptasi jangka panjang yang berlangsung sebagai respons terhadap pajanan berulang atau berkepanjangan ke situasi-situasi yang mengganggu homeostasis. Adaptasi jangka panjang menyebabkan tubuh lebih efisien dalam menanggapi tantangan yang berulang atau terus-menerus. Reaksi tubuh terhadap olah raga mencakup respons kompensasi jangka pendek dan adaptasi jangka panjang berbagai sistem tubuh.