INTRODUCCIÓN
La homeostasis es el conjunto de procesos dinámicos mediante los cuales los organismos vivos mantienen la estabilidad de su medio interno frente a cambios externos e internos. Este concepto, fundamental en fisiología, describe la capacidad del cuerpo para regular variables como la temperatura, el pH, el equilibrio energético, la presión arterial o la actividad neuronal dentro de rangos compatibles con la vida (Cannon, 1932; Sterling, 2012).
Lejos de ser un estado estático, la homeostasis representa un equilibrio dinámico en constante ajuste, sostenido por sistemas de retroalimentación que detectan desviaciones y activan respuestas compensatorias. Estos mecanismos permiten que el organismo funcione de forma coordinada incluso en condiciones cambiantes, desde el ejercicio físico hasta el estrés o la enfermedad (Guyton & Hall, 2021).
En este contexto, el sistema endocannabinoide (SEC) ha sido identificado como un modulador clave de la homeostasis biológica. A través de receptores como CB1 y CB2, ligandos endógenos como la anandamida y el 2-AG, y enzimas que regulan su síntesis y degradación, el SEC actúa como un sistema de ajuste fino que contribuye a mantener el equilibrio funcional en múltiples sistemas fisiológicos (Di Marzo et al., 1998; Lu & Mackie, 2016).
HISTORIA DEL CONCEPTO
El concepto de homeostasis tiene sus raíces en el siglo XIX con el fisiólogo francés Claude Bernard, quien introdujo la idea del “milieu intérieur” (medio interno), destacando la importancia de mantener condiciones internas estables para la supervivencia celular. Bernard estableció que la constancia del medio interno es una condición esencial para la vida independiente del entorno (Bernard, 1865).
Posteriormente, en el siglo XX, Walter Cannon desarrolló y formalizó el término “homeostasis”, describiéndolo como el conjunto de procesos fisiológicos que mantienen la estabilidad interna del organismo. Cannon también introdujo el concepto de respuestas coordinadas del sistema nervioso y endocrino para compensar perturbaciones (Cannon, 1932).
En las últimas décadas, el concepto ha evolucionado hacia modelos más complejos como la alostasis, que describe la capacidad del organismo para anticiparse a los cambios y adaptarse a través de ajustes dinámicos más amplios. Este enfoque reconoce que el equilibrio fisiológico no siempre implica estabilidad constante, sino adaptabilidad funcional (Sterling & Eyer, 1988; McEwen, 2000).
PRINCIPIOS GENERALES DE LA HOMEOSTASIS
La homeostasis se basa en sistemas de control que operan mediante mecanismos de retroalimentación, principalmente negativa. En estos sistemas, un cambio en una variable fisiológica es detectado por sensores, que activan respuestas para revertir la desviación y restaurar el equilibrio (Guyton & Hall, 2021).
Un ejemplo clásico es la regulación de la temperatura corporal: cuando aumenta la temperatura, se activan mecanismos como la sudoración y la vasodilatación; cuando disminuye, se inducen respuestas como la vasoconstricción y el temblor. Este tipo de regulación permite mantener la temperatura dentro de rangos estrechos compatibles con la función enzimática (Romanovsky, 2014).
Además, la homeostasis implica la integración de múltiples sistemas fisiológicos. El sistema nervioso, el sistema endocrino y el sistema inmunitario trabajan de forma coordinada para mantener el equilibrio interno. Esta integración es esencial para responder de manera eficiente a estímulos complejos (Kotas & Medzhitov, 2015).
HOMEOSTASIS Y SISTEMA ENDOCANNABINOIDE
El sistema endocannabinoide desempeña un papel relevante en la regulación homeostática al actuar como un sistema de señalización modulador que interviene en múltiples procesos fisiológicos. A diferencia de otros sistemas más específicos, el SEC no se limita a una función concreta, sino que participa en la regulación transversal de diferentes sistemas (Di Marzo, 2008).
Los endocannabinoides, como la anandamida y el 2-AG, se sintetizan “a demanda” en respuesta a cambios en la actividad celular. Estos ligandos actúan principalmente sobre los receptores CB1 y CB2, modulando la liberación de neurotransmisores, la actividad inmunitaria y otros procesos celulares (Lu & Mackie, 2016).
Un aspecto clave del SEC es su papel en la señalización retrógrada sináptica, donde los endocannabinoides liberados desde la neurona postsináptica actúan sobre receptores presinápticos para regular la liberación de neurotransmisores. Este mecanismo permite un control fino de la excitabilidad neuronal y contribuye al equilibrio del sistema nervioso (Castillo et al., 2012).
REGULACIÓN EN DIFERENTES SISTEMAS FISIOLÓGICOS
La homeostasis se manifiesta en múltiples sistemas del organismo, cada uno con mecanismos específicos pero interconectados.
En el sistema nervioso, la regulación de la excitabilidad neuronal y la neurotransmisión es esencial para el funcionamiento cognitivo y motor. El SEC contribuye a este equilibrio modulando la liberación de neurotransmisores excitadores e inhibidores (Katona & Freund, 2012).
En el sistema inmunitario, la homeostasis implica un equilibrio entre activación y resolución de la respuesta inflamatoria. Los receptores CB2, presentes en células inmunes, participan en la modulación de estas respuestas (Turcotte et al., 2016).
En el metabolismo energético, la homeostasis regula procesos como el apetito, el almacenamiento de energía y el gasto energético. El receptor CB1, expresado en el sistema nervioso central y tejidos periféricos, está implicado en la regulación de estos procesos (Pagotto et al., 2006).
DISRUPCIÓN DE LA HOMEOSTASIS
La alteración de la homeostasis puede dar lugar a estados patológicos. Factores como el estrés crónico, la inflamación persistente o alteraciones metabólicas pueden desestabilizar los mecanismos de regulación interna (McEwen, 2000).
En este contexto, se ha propuesto el concepto de deficiencia clínica endocannabinoide, que sugiere que una disfunción del SEC podría estar asociada a ciertos trastornos. Sin embargo, este modelo sigue siendo objeto de investigación y debate científico (Russo, 2008).
La pérdida de equilibrio homeostático no implica necesariamente una única causa, sino una interacción compleja de factores genéticos, ambientales y fisiológicos. Por ello, el estudio de estos mecanismos requiere un enfoque integrador (Kotas & Medzhitov, 2015).
CONTEXTO Y CONSIDERACIONES
La homeostasis representa uno de los principios fundamentales de la biología y la medicina. Su comprensión permite interpretar cómo el organismo responde a estímulos y mantiene su funcionamiento dentro de límites compatibles con la vida.
El sistema endocannabinoide, como modulador transversal, añade una capa adicional de complejidad a estos procesos, actuando como un sistema de ajuste fino en múltiples niveles. Sin embargo, su papel debe entenderse dentro de un marco científico riguroso, evitando simplificaciones o interpretaciones excesivas.
En el contexto de la investigación actual, la homeostasis no se concibe como un estado fijo, sino como un proceso dinámico de adaptación continua, donde múltiples sistemas interactúan para mantener el equilibrio funcional del organismo.
MECANISMOS MOLECULARES DE LA HOMEOSTASIS
A nivel molecular, la homeostasis se sustenta en redes complejas de señalización celular que permiten detectar cambios en el entorno y generar respuestas adaptativas específicas. Estas redes incluyen receptores de membrana, cascadas de segundos mensajeros, factores de transcripción y sistemas enzimáticos que coordinan la actividad celular en tiempo real (Alberts et al., 2015).
Uno de los principios fundamentales es la transducción de señales, mediante la cual estímulos físicos o químicos se convierten en respuestas celulares. Receptores como los GPCR (receptores acoplados a proteína G), canales iónicos o receptores tirosina quinasa desempeñan un papel clave en este proceso, activando rutas intracelulares que modulan la expresión génica, el metabolismo o la actividad sináptica (Pierce et al., 2002).
En el caso del sistema endocannabinoide, los receptores CB1 y CB2 pertenecen a la familia de los GPCR y se acoplan principalmente a proteínas Gi/o. Su activación conduce a la inhibición de la adenilato ciclasa, la disminución de niveles de AMP cíclico (cAMP) y la modulación de canales iónicos, lo que afecta directamente la excitabilidad celular y la liberación de neurotransmisores (Howlett et al., 2002).
Además, estos receptores pueden activar vías de señalización adicionales como MAPK/ERK, PI3K/Akt y mTOR, implicadas en procesos de supervivencia celular, plasticidad sináptica y regulación metabólica. Esta diversidad de rutas permite que el SEC actúe como un sistema modulador versátil dentro del mantenimiento del equilibrio fisiológico (Bosier et al., 2010).
Otro elemento clave en la homeostasis molecular es la regulación de la expresión génica. Factores de transcripción como NF-κB, CREB o PPAR pueden ser modulados por señales intracelulares, permitiendo ajustes a medio y largo plazo en la función celular. En este sentido, el SEC también interactúa con estos sistemas, influyendo en procesos inflamatorios, metabólicos y neuronales (O’Sullivan, 2016).
RETROALIMENTACIÓN Y CONTROL HOMEOSTÁTICO
Los sistemas homeostáticos se basan principalmente en bucles de retroalimentación negativa, donde una desviación de un valor fisiológico activa mecanismos que contrarrestan el cambio. Este tipo de control permite mantener variables dentro de rangos estrechos y estables (Guyton & Hall, 2021).
Un ejemplo clásico es el eje hipotálamo-hipófiso-adrenal (HPA), que regula la respuesta al estrés. La liberación de cortisol ejerce un efecto inhibidor sobre el propio eje, evitando una activación excesiva. Este sistema muestra cómo la retroalimentación negativa limita la duración y la intensidad de la respuesta fisiológica (Smith & Vale, 2006).
El sistema endocannabinoide participa en estos procesos modulando la actividad de circuitos neuronales implicados en la respuesta al estrés. La activación de receptores CB1 en regiones como el hipotálamo o la amígdala puede influir en la regulación del eje HPA, contribuyendo al restablecimiento del equilibrio tras un estímulo estresante (Hill & Tasker, 2012).
Además de la retroalimentación negativa, existen mecanismos de retroalimentación positiva, aunque son menos frecuentes. Estos sistemas amplifican una respuesta hasta que se alcanza un punto crítico, como ocurre durante la coagulación sanguínea o el parto. Sin embargo, requieren mecanismos de control adicionales para evitar desregulación (Ferrell, 2016).
La combinación de diferentes tipos de retroalimentación permite al organismo responder de forma flexible a estímulos complejos, ajustando tanto la intensidad como la duración de las respuestas fisiológicas.
HOMEOSTASIS NEURONAL Y PLASTICIDAD
En el sistema nervioso, la homeostasis no solo implica estabilidad, sino también adaptabilidad. La plasticidad sinápticapermite que las neuronas ajusten su actividad en función de la experiencia, manteniendo un equilibrio entre excitación e inhibición (Turrigiano, 2012).
Uno de los mecanismos clave es la plasticidad homeostática, mediante la cual las neuronas regulan su excitabilidad global para evitar estados de hiperactividad o depresión excesiva. Este proceso implica cambios en la expresión de receptores, la liberación de neurotransmisores y la sensibilidad sináptica (Davis, 2006).
El sistema endocannabinoide desempeña un papel central en esta regulación a través de la señalización retrógrada. Los endocannabinoides liberados por la neurona postsináptica actúan sobre receptores CB1 presinápticos, reduciendo la liberación de neurotransmisores como glutamato o GABA. Este mecanismo contribuye al equilibrio sináptico y a la estabilidad de las redes neuronales (Castillo et al., 2012).
Además, el SEC participa en fenómenos como la depresión sináptica a largo plazo (LTD) y la potenciación sináptica (LTP), procesos fundamentales para el aprendizaje y la memoria. Estas funciones reflejan cómo la homeostasis neuronal no implica rigidez, sino una regulación dinámica de la actividad cerebral (Heifets & Castillo, 2009).
HOMEOSTASIS INMUNITARIA
El sistema inmunitario requiere un equilibrio preciso entre activación y regulación. Una respuesta insuficiente puede permitir infecciones, mientras que una respuesta excesiva puede causar daño tisular o inflamación crónica (Medzhitov, 2008).
La homeostasis inmunitaria se mantiene mediante la interacción de múltiples tipos celulares, citocinas y rutas de señalización. Mecanismos como la apoptosis, la regulación de linfocitos T y la producción de mediadores antiinflamatorios son esenciales para este equilibrio (Kotas & Medzhitov, 2015).
El receptor CB2, expresado principalmente en células inmunitarias, participa en la modulación de estas respuestas. Su activación puede influir en la migración celular, la liberación de citocinas y la resolución de procesos inflamatorios, aunque estos efectos dependen del contexto fisiológico (Turcotte et al., 2016).
Además, los endocannabinoides pueden actuar como mediadores locales en tejidos inflamados, contribuyendo a la regulación de la respuesta inmune. Este papel sugiere que el SEC forma parte de los mecanismos que limitan la respuesta inflamatoria y favorecen la resolución (Klein, 2005).
HOMEOSTASIS METABÓLICA
La regulación del equilibrio energético es otro componente esencial de la homeostasis. El organismo debe ajustar la ingesta, el almacenamiento y el gasto energético en función de las necesidades fisiológicas (Morton et al., 2014).
El receptor CB1 desempeña un papel relevante en este proceso, especialmente en el sistema nervioso central, donde participa en la regulación del apetito y la motivación alimentaria. También se expresa en tejidos periféricos como el hígado, el tejido adiposo y el músculo, donde influye en el metabolismo lipídico y glucídico (Pagotto et al., 2006).
La activación del sistema endocannabinoide se ha asociado a estados de balance energético positivo, mientras que su inhibición puede afectar estos procesos. Sin embargo, la relación entre SEC y metabolismo es compleja y depende de múltiples factores fisiológicos (Silvestri & Di Marzo, 2013).
La homeostasis metabólica también implica la interacción con hormonas como la insulina, la leptina y la grelina, que coordinan señales de saciedad y hambre. El SEC interactúa con estos sistemas, integrando señales centrales y periféricas (DiPatrizio, 2016).
HOMEOSTASIS Y ESTRÉS: ALOSTASIS
El concepto de alostasis amplía la idea clásica de homeostasis al incluir la capacidad del organismo para adaptarse a cambios mediante ajustes dinámicos. En lugar de mantener un punto fijo, el sistema regula diferentes estados en función del contexto (McEwen, 2000).
La exposición prolongada a factores estresantes puede generar una carga alostática, que representa el desgaste acumulado de los sistemas fisiológicos. Este fenómeno se asocia con alteraciones en múltiples sistemas, incluyendo el nervioso, endocrino e inmunitario (McEwen & Wingfield, 2003).
El sistema endocannabinoide participa en la regulación de la respuesta al estrés, modulando la actividad del eje HPA y la liberación de neurotransmisores en regiones cerebrales implicadas en la emoción y la cognición (Hill et al., 2010).
Este papel sugiere que el SEC contribuye no solo al mantenimiento de la homeostasis, sino también a la adaptación del organismo a condiciones cambiantes, integrando señales internas y externas.
INTERACCIÓN ENTRE SISTEMAS FISIOLÓGICOS
La homeostasis no puede entenderse como un conjunto de procesos aislados, sino como una red integrada de sistemas que interactúan de forma constante. El sistema nervioso, el sistema endocrino y el sistema inmunitario forman un eje funcional interdependiente que coordina la respuesta del organismo ante estímulos internos y externos (Kotas & Medzhitov, 2015).
El sistema nervioso actúa como un sistema de detección rápida, capaz de procesar información sensorial y generar respuestas inmediatas. Por su parte, el sistema endocrino regula procesos a medio y largo plazo mediante la liberación de hormonas en el torrente sanguíneo. El sistema inmunitario, además de su función defensiva, participa en la regulación del entorno tisular y en la comunicación con otros sistemas (Chrousos, 2009).
El sistema endocannabinoide se sitúa como un modulador transversal dentro de esta red. Su capacidad para actuar tanto a nivel central como periférico le permite influir en múltiples procesos simultáneamente, desde la neurotransmisión hasta la respuesta inmunitaria o el metabolismo energético (Di Marzo, 2008).
Un ejemplo de esta integración es la interacción entre el eje HPA, el sistema nervioso central y el sistema inmunitario durante la respuesta al estrés. En este contexto, el SEC puede modular la intensidad y duración de la respuesta, contribuyendo a la restauración del equilibrio fisiológico (Hill & Tasker, 2012).
MODELOS TEÓRICOS MODERNOS
El concepto clásico de homeostasis ha evolucionado hacia modelos más complejos que intentan explicar la adaptabilidad del organismo en entornos cambiantes. Entre estos modelos destaca la alostasis, que describe la capacidad de mantener la estabilidad a través del cambio (Sterling & Eyer, 1988).
A diferencia de la homeostasis tradicional, que se centra en mantener variables dentro de rangos constantes, la alostasis reconoce que el organismo puede modificar estos rangos en función de las demandas del entorno. Este enfoque es especialmente relevante en contextos de estrés o adaptación prolongada (McEwen, 2000).
El concepto de carga alostática se refiere al coste fisiológico acumulado de estas adaptaciones. Cuando los sistemas reguladores se activan de forma crónica, pueden producirse alteraciones en la función normal, lo que contribuye al desarrollo de estados patológicos (McEwen & Wingfield, 2003).
En este marco, el sistema endocannabinoide se ha propuesto como un sistema clave en la regulación alostática, debido a su capacidad para modular múltiples sistemas fisiológicos de forma simultánea. Sin embargo, su papel debe interpretarse dentro de un contexto científico riguroso, evitando simplificaciones excesivas (Hill et al., 2010).
IMPLICACIONES EN INVESTIGACIÓN CIENTÍFICA
El estudio de la homeostasis tiene implicaciones fundamentales en múltiples áreas de la investigación biomédica. Comprender cómo los sistemas fisiológicos mantienen el equilibrio permite identificar mecanismos subyacentes a diferentes procesos biológicos y su alteración en distintos contextos (Kitano, 2002).
En las últimas décadas, el enfoque ha evolucionado hacia modelos de biología de sistemas, que analizan la interacción entre redes moleculares, celulares y fisiológicas. Este enfoque reconoce que los procesos biológicos no pueden entenderse de forma aislada, sino como sistemas complejos interconectados (Kitano, 2002).
El sistema endocannabinoide ha ganado relevancia dentro de este marco debido a su papel modulador en múltiples niveles. Su estudio ha permitido ampliar la comprensión de procesos como la señalización neuronal, la regulación inmunitaria y el metabolismo energético (Lu & Mackie, 2016).
Sin embargo, es importante señalar que gran parte de la evidencia disponible proviene de modelos experimentales, y que la extrapolación a contextos clínicos requiere cautela. La investigación en este campo continúa en desarrollo, y muchas de sus implicaciones aún están siendo exploradas (Pertwee, 2008).
LECTURA FINAL
La homeostasis constituye uno de los principios fundamentales que sustentan la vida. Lejos de representar un estado estático, se trata de un proceso dinámico y altamente regulado que permite al organismo adaptarse de forma continua a su entorno.
La integración de múltiples sistemas fisiológicos, junto con la participación de redes moleculares complejas, refleja el nivel de sofisticación de estos mecanismos. En este contexto, el sistema endocannabinoide emerge como un modulador relevante, capaz de influir en diferentes niveles de regulación biológica.
No obstante, su papel debe entenderse dentro de un marco científico riguroso, evitando interpretaciones simplificadas o reduccionistas. La homeostasis no depende de un único sistema, sino de la interacción coordinada de múltiples procesos que actúan de forma conjunta.
En el ámbito de la investigación actual, el estudio de la homeostasis continúa evolucionando, incorporando nuevos enfoques y herramientas que permiten comprender mejor la complejidad de los sistemas biológicos.
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