Homeostaza to zdolność organizmu człowieka do przystosowania się do zmieniających się warunków środowiska zewnętrznego i wewnętrznego. Stabilna praca procesów homeostazy gwarantuje człowiekowi komfortowy stan zdrowia w każdej sytuacji, przy zachowaniu stałości parametrów życiowych organizmu.

Homeostaza z biologicznego i ekologicznego punktu widzenia

W homeostazie stosuje się do wszelkich organizmów wielokomórkowych. Jednocześnie ekolodzy często zwracają uwagę na równowagę środowiska zewnętrznego. Uważa się, że jest to homeostaza ekosystemu, który również podlega zmianom i jest nieustannie odbudowywany do dalszego istnienia.

Jeśli równowaga w jakimkolwiek systemie zostanie zakłócona i nie jest w stanie jej przywrócić, to prowadzi to do całkowitego ustania funkcjonowania.

Człowiek nie jest wyjątkiem, mechanizmy homeostatyczne odgrywają ważną rolę w życiu codziennym, a dopuszczalny stopień zmian głównych wskaźników ludzkiego ciała jest bardzo mały. Przy nietypowych wahaniach środowiska zewnętrznego lub wewnętrznego nieprawidłowe działanie homeostazy może prowadzić do śmiertelnych konsekwencji.

Co to jest homeostaza i jej rodzaje

Na co dzień człowiek jest narażony na różne czynniki środowiskowe, jednak aby podstawowe procesy biologiczne w organizmie mogły dalej stabilnie działać, jego warunki nie mogą ulec zmianie. To właśnie w utrzymaniu tej stabilności leży główna rola homeostazy.

Zwyczajowo wyróżnia się trzy główne typy:

1. Genetyczny.
2. Fizjologiczny.
3. Strukturalny (regeneracyjny lub komórkowy).

Do pełnoprawnego istnienia osoba potrzebuje pracy wszystkich trzech rodzajów homeostazy w kompleksie, jeśli jeden z nich zawiedzie, prowadzi to do nieprzyjemnych konsekwencji dla zdrowia. Dobrze skoordynowana praca procesów pozwoli zignorować lub znieść najczęstsze zmiany przy minimalnych niedogodnościach i poczuć się pewnie.

Ten rodzaj homeostazy to zdolność do utrzymania jednego genotypu w obrębie jednej populacji. Na poziomie molekularno-komórkowym utrzymywany jest jeden system genetyczny, który przenosi pewien zestaw informacji dziedzicznych.

Mechanizm umożliwia krzyżowanie się osobników, przy zachowaniu równowagi i jednolitości warunkowo zamkniętej grupy ludzi (populacji).

Homeostaza fizjologiczna

Ten rodzaj homeostazy odpowiada za utrzymanie głównych parametrów życiowych w optymalnym stanie:

• temperatura ciała.
• Ciśnienie krwi.
• Stabilność trawienia.

Za jego prawidłowe funkcjonowanie odpowiada układ odpornościowy, hormonalny i nerwowy. W przypadku nieoczekiwanej awarii w działaniu któregoś z układów od razu wpływa to na samopoczucie całego organizmu, prowadzi do osłabienia funkcji ochronnych i rozwoju chorób.

Homeostaza komórkowa (strukturalna)

Gatunek ten nazywany jest również „regeneracją”, co chyba najlepiej oddaje cechy użytkowe.

Główne siły takiej homeostazy mają na celu przywrócenie i uzdrowienie uszkodzonych komórek narządów wewnętrznych ludzkiego ciała. To właśnie te mechanizmy, gdy działają prawidłowo, pozwalają organizmowi wyzdrowieć po chorobie lub urazie.

Główne mechanizmy homeostazy rozwijają się i ewoluują wraz z człowiekiem, lepiej dostosowując się do zmian w środowisku zewnętrznym.

Funkcje homeostazy

Aby właściwie zrozumieć funkcje i właściwości homeostazy, najlepiej rozważyć jej działanie na konkretnych przykładach.

Na przykład podczas uprawiania sportu oddech i puls człowieka przyspieszają, co wskazuje na chęć organizmu do zachowania równowagi wewnętrznej w zmienionych warunkach środowiskowych.

Przeprowadzając się do kraju o klimacie znacznie odbiegającym od zwykłego, przez jakiś czas możesz czuć się źle. W zależności od ogólnego stanu zdrowia człowieka, mechanizmy homeostazy pozwalają na przystosowanie się do nowych warunków życia. Dla niektórych aklimatyzacja nie jest odczuwalna i równowaga wewnętrzna szybko się dostosowuje, ktoś musi trochę poczekać, zanim organizm dostosuje swoje działanie.

W warunkach podwyższonej temperatury człowiekowi robi się gorąco i zaczyna się pocić. Zjawisko to uważane jest za bezpośredni dowód funkcjonowania mechanizmów samoregulacji.

Pod wieloma względami praca głównych funkcji homeostatycznych zależy od dziedziczności, materiału genetycznego przekazywanego ze starszego pokolenia rodziny.

Na podstawie podanych przykładów wyraźnie można prześledzić główne funkcje:

• Energia.
• Adaptacyjny.
• Rozrodczy.

Należy zwrócić uwagę, że w starszym wieku, podobnie jak w okresie niemowlęcym, stabilna praca homeostazy wymaga szczególnej uwagi, ze względu na powolną reakcję głównych układów regulacyjnych w tych okresach życia.

właściwości homeostazy

Znając podstawowe funkcje samoregulacji, warto również zrozumieć, jakie ona ma właściwości. Homeostaza to złożona współzależność procesów i reakcji. Do właściwości homeostazy należą:

• Niestabilność.
• Dążenie do równowagi.
• Nieprzewidywalność.

Mechanizmy podlegają ciągłym zmianom, testując warunki, aby wybrać najlepszą opcję dostosowania się do nich. Jest to właściwość niestabilności.

Równowaga jest głównym celem i właściwością każdego organizmu, do którego nieustannie dąży, zarówno strukturalnie, jak i funkcjonalnie.

W niektórych przypadkach reakcja organizmu na zmiany w środowisku zewnętrznym lub wewnętrznym może stać się nieoczekiwana, prowadząc do restrukturyzacji układów życiowych. Nieprzewidywalność homeostazy może powodować pewien dyskomfort, co nie wskazuje na dalszy niekorzystny wpływ na stan organizmu.

Jak usprawnić funkcjonowanie mechanizmów układu homeostatycznego

Z punktu widzenia medycyny każda choroba świadczy o zaburzeniu homeostazy. Zagrożenia zewnętrzne i wewnętrzne nieustannie wpływają na organizm i tylko spójność w pracy głównych układów pomoże sobie z nimi poradzić.

Osłabienie układu odpornościowego nie dzieje się bez przyczyny. Współczesna medycyna dysponuje szeroką gamą narzędzi, które mogą pomóc człowiekowi zachować zdrowie, niezależnie od przyczyny niepowodzenia.

Zmieniające się warunki pogodowe, stresujące sytuacje, kontuzje – wszystko to może prowadzić do rozwoju chorób o różnym nasileniu.

Aby funkcje homeostazy funkcjonowały prawidłowo i jak najszybciej, konieczna jest obserwacja ogólnego stanu zdrowia. Aby to zrobić, możesz skonsultować się z lekarzem na badanie, aby określić swoje słabości i wybrać zestaw terapii, aby je wyeliminować. Regularna diagnostyka pozwoli lepiej kontrolować podstawowe procesy życiowe.

W takim przypadku ważne jest, aby niezależnie przestrzegać prostych zaleceń:

• Unikaj stresujących sytuacji, aby chronić układ nerwowy przed ciągłym nadmiernym wysiłkiem.
• Uważaj na swoją dietę, nie przeciążaj się ciężkostrawnymi pokarmami, unikaj bezmyślnego głodzenia się, co pozwoli układowi trawiennemu łatwiej poradzić sobie z jego pracą.
• Wybierz odpowiednie kompleksy witaminowe, aby zmniejszyć wpływ sezonowych zmian pogody.

Czujne podejście do własnego zdrowia pomoże procesom homeostatycznym odpowiednio wcześnie i prawidłowo reagować na wszelkie zmiany.

homeostaza(z gr. homoios podobne, takie same i status- bezruch) to zdolność systemów żywych do przeciwstawiania się zmianom i utrzymywania stałości składu i właściwości systemów biologicznych.

Termin „homeostaza” został zaproponowany przez W. Kennona w 1929 r. dla scharakteryzowania stanów i procesów zapewniających stabilność organizmu. Ideę istnienia fizycznych mechanizmów mających na celu utrzymanie stałości środowiska wewnętrznego wyraził już w drugiej połowie XIX wieku C. Bernard, który stabilność warunków fizycznych i chemicznych w środowisku wewnętrznym uważał za podstawa wolności i niezależności organizmów żywych w ciągle zmieniającym się środowisku zewnętrznym. Zjawisko homeostazy obserwuje się na różnych poziomach organizacji systemów biologicznych.

Manifestacja homeostazy na różnych poziomach organizacji systemów biologicznych.

Procesy zdrowienia zachodzą w sposób ciągły i na różnych poziomach strukturalnych i funkcjonalnych organizacji jednostki – genetyka molekularna, subkomórkowa, komórkowa, tkankowa, narządowa, organizmowa.

O genetyce molekularnej zachodzi replikacja DNA (jego naprawa molekularna, synteza enzymów i białek pełniących inne (niekatalityczne) funkcje w komórce, cząsteczki ATP np. w mitochondriach itp. Wiele z tych procesów mieści się w koncepcji metabolizm komórki.

Na poziomie subkomórkowym następuje odbudowa różnych struktur wewnątrzkomórkowych (głównie organelli cytoplazmatycznych) przez nowotwór (błony, plazmolemma), składanie z podjednostek (mikrotubule), podział (mitochondria).

Komórkowy poziom regeneracji obejmuje przywrócenie struktury i, w niektórych przypadkach, funkcji komórki. Przykłady regeneracji na poziomie komórkowym obejmują powrót do zdrowia po uszkodzeniu procesu komórki nerwowej. U ssaków proces ten zachodzi z szybkością 1 mm dziennie. Przywrócenie funkcji komórki określonego typu można przeprowadzić poprzez proces hipertrofii komórkowej, to znaczy zwiększenie objętości cytoplazmy, aw konsekwencji liczby organelli (regeneracja wewnątrzkomórkowa współczesnych autorów lub regeneracja komórkowa przerost histologii klasycznej).

Na kolejnym poziomie - tkanka lub populacji komórek (poziom układów tkanki komórkowej - patrz 3.2) następuje uzupełnienie utraconych komórek o określonym kierunku różnicowania. Takie uzupełnianie jest determinowane przez zmiany w materiale komórkowym w obrębie populacji komórek (układów tkanki komórkowej), skutkujące przywróceniem funkcji tkanek i narządów. Tak więc u ludzi żywotność komórek nabłonka jelitowego wynosi 4–5 dni, płytek krwi - 5–7 dni, erytrocytów - 120–125 dni. Przy wskazanym tempie śmierci czerwonych krwinek w ludzkim ciele, na przykład, około 1 miliona erytrocytów jest niszczonych na sekundę, ale ta sama liczba jest ponownie tworzona w czerwonym szpiku kostnym. Możliwość odbudowy komórek zużytych w ciągu życia lub utraconych w wyniku urazu, zatrucia lub procesu patologicznego zapewnia fakt, że w tkankach nawet dojrzałego organizmu zachowały się komórki kambium zdolne do mitozy podział z późniejszym cytodyferencjacją. Komórki te są obecnie nazywane regionalnymi lub rezydentnymi komórkami macierzystymi (patrz 3.1.2 i 3.2). Ponieważ są zaangażowane, są w stanie dać początek jednemu lub większej liczbie określonych typów komórek. Jednocześnie o ich różnicowaniu w określony typ komórek decydują sygnały płynące z zewnątrz: lokalne, z najbliższego otoczenia (charakter oddziaływań międzykomórkowych) i odległe (hormony), powodujące selektywną ekspresję określonych genów. Tak więc w nabłonku jelita cienkiego komórki kambium znajdują się w strefach przydennych krypt. Pod pewnymi wpływami są w stanie dać początek komórkom „brzeżnego” nabłonka ssącego i niektórym jednokomórkowym gruczołom narządu.

Regeneracja wł poziom organów ma główne zadanie przywrócenia funkcji narządu z odtworzeniem lub bez jego typowej struktury (makroskopowej, mikroskopowej). W procesie regeneracji na wymienionym poziomie zachodzą nie tylko przemiany w populacjach komórek (układach tkanek komórkowych), ale także procesy morfogenetyczne. Obejmuje to te same mechanizmy, co przy tworzeniu narządów w embriogenezie (okres rozwoju ostatecznego fenotypu). To, co zostało słusznie powiedziane, pozwala uznać rewitalizację za szczególny wariant procesu rozwoju.

Homeostaza strukturalna, mechanizmy jej utrzymania.

Rodzaje homeostazy:

 Homeostaza genetyczna . Genotyp zygoty w interakcji z czynnikami środowiskowymi determinuje cały kompleks zmienności organizmu, jego zdolność adaptacyjną, czyli homeostazę. Organizm reaguje na zmiany warunków środowiskowych specyficznie, w granicach dziedzicznie określonej normy reakcji. Utrzymanie homeostazy genetycznej opiera się na syntezach macierzowych, a stabilność materiału genetycznego zapewnia szereg mechanizmów (patrz mutageneza).

 homeostaza strukturalna. Utrzymanie stałości składu i integralności morfologicznej organizacji komórek i tkanek. Wielofunkcyjność ogniw zwiększa zwartość i niezawodność całego systemu, zwiększając jego potencjał. Tworzenie funkcji komórkowych następuje w wyniku regeneracji.

Regeneracja:

1. Komórkowy (podział bezpośredni i pośredni)

2. Wewnątrzkomórkowe (molekularne, wewnątrzorganoidalne, organoidalne)

Homeostaza(starogrecki ὁμοιοστάσις od ὅμοιος – ten sam, podobny i στάσις – stojący, bezruch) – samoregulacja, zdolność układu otwartego do zachowania stałości swojego stanu wewnętrznego poprzez skoordynowane reakcje mające na celu utrzymanie równowagi dynamicznej. Chęć systemu do reprodukcji, przywrócenia utraconej równowagi, pokonania oporu środowiska zewnętrznego. Homeostaza populacji to zdolność populacji do utrzymania określonej liczby osobników przez długi czas.

Informacje ogólne

właściwości homeostazy

• niestabilność
• Dążenie do równowagi
• nieprzewidywalność

• Regulacja poziomu podstawowej przemiany materii w zależności od diety.

Główny artykuł: Informacja zwrotna

Homeostaza ekologiczna

Homeostaza biologiczna

Homeostaza komórkowa

Regulacja aktywności chemicznej komórki odbywa się poprzez szereg procesów, wśród których szczególne znaczenie ma zmiana struktury samej cytoplazmy oraz struktury i aktywności enzymów. Autoregulacja zależy od temperatury, stopnia kwasowości, stężenia substratu, obecności określonych makro- i mikroelementów. Komórkowe mechanizmy homeostazy mają na celu przywrócenie naturalnie martwych komórek tkanek lub narządów w przypadku naruszenia ich integralności.

Regeneracja-proces aktualizacji elementów strukturalnych ciała i przywracania ich liczby po uszkodzeniu, mający na celu zapewnienie niezbędnej czynności funkcjonalnej

W zależności od odpowiedzi regeneracyjnej tkanki i narządy ssaków można podzielić na 3 grupy:

1) tkanki i narządy charakteryzujące się odnową komórkową (kości, luźna tkanka łączna, układ krwiotwórczy, śródbłonek, mezotelium, błony śluzowe przewodu pokarmowego, dróg oddechowych i układu moczowo-płciowego)

2) tkanki i narządy charakteryzujące się regeneracją komórkową i wewnątrzkomórkową (wątroba, nerki, płuca, mięśnie gładkie i szkieletowe, autonomiczny układ nerwowy, trzustka, układ hormonalny)

3) tkanki, które charakteryzują się głównie lub wyłącznie regeneracją wewnątrzkomórkową (miokardium i komórki zwojowe ośrodkowego układu nerwowego)

W procesie ewolucji ukształtowały się 2 rodzaje regeneracji: fizjologiczna i naprawcza.

Inne obszary

Aktuariusz może mówić o homeostaza ryzyka, w których np. osoby posiadające w samochodzie układ zapobiegający blokowaniu się kół podczas hamowania nie znajdują się w bezpieczniejszej sytuacji w porównaniu z tymi, które go nie mają, ponieważ osoby te nieświadomie rekompensują bezpieczniejszy samochód ryzykowną jazdą. Dzieje się tak, ponieważ niektóre mechanizmy podtrzymujące – takie jak strach – przestają działać.

homeostaza stresu

Przykłady

• termoregulacja
  • Drżenie mięśni szkieletowych może rozpocząć się, jeśli temperatura ciała jest zbyt niska.
• Regulacja chemiczna

Źródła

1. O.-Ya.L.Bekish. Biologia medyczna. - Mińsk: Urajay, 2000. - 520 s. - ISBN 985-04-0336-5.

Temat nr 13. Homeostaza, mechanizmy jej regulacji.

Ciało jako otwarty system samoregulujący.

Żywy organizm to otwarty system, który ma połączenie ze środowiskiem poprzez układ nerwowy, pokarmowy, oddechowy, wydalniczy itp.

W procesie metabolizmu z pożywieniem, wodą, podczas wymiany gazowej do organizmu dostają się różne związki chemiczne, które ulegają przemianom w organizmie, wchodzą w strukturę organizmu, ale nie pozostają na stałe. Zasymilowane substancje rozkładają się, uwalniają energię, produkty rozpadu są usuwane do środowiska zewnętrznego. Zniszczona cząsteczka jest zastępowana nową i tak dalej.

Ciało jest otwartym, dynamicznym systemem. W stale zmieniającym się środowisku organizm przez pewien czas utrzymuje stabilny stan.

Pojęcie homeostazy. Ogólne wzorce homeostazy systemów żywych.

homeostaza - właściwość żywego organizmu do utrzymywania względnej stałości dynamicznej środowiska wewnętrznego. Homeostaza wyraża się we względnej stałości składu chemicznego, ciśnieniu osmotycznym, stabilności podstawowych funkcji fizjologicznych. Homeostaza jest specyficzna i determinowana przez genotyp.

Zachowanie integralności indywidualnych właściwości organizmu jest jednym z najbardziej ogólnych praw biologicznych. Prawo to jest zapewnione w pionowym szeregu pokoleń przez mechanizmy reprodukcji, a przez całe życie jednostki - przez mechanizmy homeostazy.

Zjawisko homeostazy jest ewolucyjnie rozwiniętą, dziedzicznie ustaloną właściwością adaptacyjną organizmu do normalnych warunków środowiskowych. Jednak warunki te mogą być krótkoterminowe lub długoterminowe poza normalnym zakresem. W takich przypadkach zjawiska adaptacji charakteryzują się nie tylko przywróceniem zwykłych właściwości środowiska wewnętrznego, ale także krótkotrwałymi zmianami funkcji (np. częstotliwość ruchów oddechowych podczas wzmożonej pracy mięśniowej). Reakcje homeostatyczne mogą być skierowane na:

utrzymywanie znanych poziomów w stanie ustalonym;

eliminacja lub ograniczenie czynników szkodliwych;

rozwój lub zachowanie optymalnych form interakcji między organizmem a środowiskiem w zmienionych warunkach jego bytowania. Wszystkie te procesy determinują adaptację.

Dlatego pojęcie homeostazy oznacza nie tylko pewną stałość różnych stałych fizjologicznych organizmu, ale obejmuje również procesy adaptacji i koordynacji procesów fizjologicznych, które zapewniają jedność organizmu nie tylko w normie, ale także w zmieniających się warunkach jego istnienia.

Główne składniki homeostazy zostały zdefiniowane przez C. Bernarda i można je podzielić na trzy grupy:

A. Substancje zaspokajające potrzeby komórkowe:

Substancje niezbędne do tworzenia energii, wzrostu i regeneracji - glukoza, białka, tłuszcze.

NaCl, Ca i inne substancje nieorganiczne.

Tlen.

wydzielina wewnętrzna.

B. Czynniki środowiskowe wpływające na aktywność komórkową:

ciśnienie osmotyczne.

Temperatura.

Stężenie jonów wodorowych (pH).

B. Mechanizmy zapewniające jedność strukturalną i funkcjonalną:

Dziedziczność.

Regeneracja.

reaktywność immunobiologiczna.

Zasada regulacji biologicznej zapewnia stan wewnętrzny organizmu (jego zawartość), a także związek między etapami ontogenezy i filogenezy. Ta zasada stała się powszechna. Podczas jej studiowania powstała cybernetyka - nauka o celowej i optymalnej kontroli złożonych procesów w dzikiej przyrodzie, w społeczeństwie ludzkim, przemyśle (Berg I.A., 1962).

Żywy organizm jest złożonym, kontrolowanym systemem, w którym oddziałuje na siebie wiele zmiennych środowiska zewnętrznego i wewnętrznego. Wspólną cechą wszystkich systemów jest obecność wejście zmienne, w które w zależności od właściwości i praw zachowania systemu są przekształcane weekend zmienne (ryc. 10).

Ryż. 10 - Ogólny schemat homeostazy systemów żywych

Zmienne wyjściowe zależą od zmiennych wejściowych i praw zachowania systemu.

Wpływ sygnału wyjściowego na część sterującą układu nazywa się informacja zwrotna , co ma ogromne znaczenie w samoregulacji (reakcji homeostatycznej). Wyróżnić negatywny Ipozytywny informacja zwrotna.

negatywny sprzężenie zwrotne zmniejsza wpływ sygnału wejściowego na wartość wyjściową zgodnie z zasadą: „im więcej (na wyjściu), tym mniej (na wejściu)”. Pomaga przywrócić homeostazę ustroju.

Na pozytywny sprzężenia zwrotnego, wartość sygnału wejściowego wzrasta zgodnie z zasadą: „im więcej (na wyjściu), tym więcej (na wejściu)”. Potęguje powstałe odchylenie od stanu początkowego, co prowadzi do naruszenia homeostazy.

Jednak wszystkie rodzaje samoregulacji działają na tej samej zasadzie: samoodchylenie od stanu początkowego, co jest bodźcem do włączenia mechanizmów korekcyjnych. Tak więc normalne pH krwi wynosi 7,32 - 7,45. Zmiana pH o 0,1 prowadzi do naruszenia czynności serca. Zasada ta została opisana przez Anokhin P.K. w 1935 roku i nazwano zasadą sprzężenia zwrotnego, która służy realizacji reakcji adaptacyjnych.

Ogólna zasada odpowiedzi homeostatycznej(Anokhin: „Teoria systemów funkcjonalnych”):

odchylenie od poziomu początkowego → sygnał → aktywacja mechanizmów regulacyjnych na zasadzie sprzężenia zwrotnego → korekta zmian (normalizacja).

Tak więc podczas pracy fizycznej stężenie CO 2 we krwi wzrasta → pH przesuwa się na stronę kwasową → sygnał dociera do ośrodka oddechowego rdzenia przedłużonego → nerwy odśrodkowe przewodzą impuls do mięśni międzyżebrowych i pogłębia się oddech → spadek CO 2 we krwi, pH zostaje przywrócone.

Mechanizmy regulacji homeostazy na poziomie molekularno-genetycznym, komórkowym, organizmowym, populacyjno-gatunkowym i biosferycznym.

Regulacyjne mechanizmy homeostatyczne działają na poziomie genowym, komórkowym i systemowym (organizmów, populacji-gatunków i biosfery).

Mechanizmy genów homeostaza. Wszystkie zjawiska homeostazy organizmu są uwarunkowane genetycznie. Już na poziomie produktów genów pierwotnych istnieje bezpośrednie powiązanie – „jeden gen strukturalny – jeden łańcuch polipeptydowy”. Ponadto istnieje kolinearna zgodność między sekwencją nukleotydową DNA a sekwencją aminokwasową łańcucha polipeptydowego. Dziedziczny program indywidualnego rozwoju organizmu przewiduje tworzenie cech gatunkowych nie w stałych, ale w zmieniających się warunkach środowiskowych, w granicach dziedzicznie określonej normy reakcji. Podwójna helisa DNA jest niezbędna w procesach jej replikacji i naprawy. Oba są bezpośrednio związane z zapewnieniem stabilności funkcjonowania materiału genetycznego.

Z genetycznego punktu widzenia można wyróżnić elementarne i ogólnoustrojowe przejawy homeostazy. Przykładami elementarnych przejawów homeostazy są: genowa kontrola trzynastu czynników krzepnięcia krwi, genowa kontrola zgodności tkankowej tkanek i narządów umożliwiająca przeszczep.

Przeszczepiony obszar nazywa się przeszczep. Organizm, z którego pobierana jest tkanka do przeszczepu to dawca , i komu przeszczepiają - odbiorca . Powodzenie przeszczepu zależy od reakcji immunologicznych organizmu. Istnieją autotransplantacja, transplantacja syngeniczna, allotransplantacja i ksenotransplantacja.

autotransplantacja – przeszczep tkanek w tym samym organizmie. W tym przypadku białka (antygeny) przeszczepu nie różnią się od białek biorcy. Nie ma reakcji immunologicznej.

Przeszczep syngeniczny przeprowadzono u bliźniąt jednojajowych o tym samym genotypie.

allotransplantacja – przeszczep tkanek od jednego osobnika do drugiego, należącego do tego samego gatunku. Dawca i biorca różnią się antygenami, dlatego u zwierząt wyższych obserwuje się długotrwałe wszczepianie tkanek i narządów.

Ksenotransplantacja Dawca i biorca należą do różnych typów organizmów. Ten rodzaj przeszczepu udaje się u niektórych bezkręgowców, ale takie przeszczepy nie zakorzeniają się u zwierząt wyższych.

W transplantologii zjawisko to ma ogromne znaczenie tolerancja immunologiczna (kompatybilność tkankowa). Tłumienie odporności w przypadku przeszczepu tkanki (immunosupresja) uzyskuje się poprzez: zahamowanie czynności układu odpornościowego, naświetlanie, podawanie surowicy przeciwlimfotycznej, hormonów kory nadnerczy, preparatów chemicznych - antydepresantów (imuranu). Głównym zadaniem jest stłumienie nie tylko odporności, ale także odporności na przeszczepy.

odporność na przeszczepy zdeterminowana przez genetyczną konstytucję dawcy i biorcy. Geny odpowiedzialne za syntezę antygenów wywołujących reakcję na przeszczepioną tkankę nazywane są genami niezgodności tkankowej.

U ludzi głównym genetycznym systemem zgodności tkankowej jest układ HLA (Human Leukocyte Antigen). Antygeny są wystarczająco dobrze reprezentowane na powierzchni leukocytów i są oznaczane za pomocą surowic odpornościowych. Plan struktury systemu u ludzi i zwierząt jest taki sam. Przyjęto ujednoliconą terminologię do opisu genetycznych loci i alleli systemu HLA. Antygeny są oznaczone: HLA-A1; HLA-A2 itp. Nowe antygeny, które nie zostały ostatecznie zidentyfikowane, oznacza się - W (praca). Antygeny układu HLA dzielą się na 2 grupy: SD i LD (ryc. 11).

Antygeny z grupy SD są oznaczane metodami serologicznymi i są określane przez geny 3 subloci układu HLA: HLA-A; HLA-B; HLA-C.

Ryż. 11 - Główny system genetyczny zgodności tkankowej człowieka HLA

LD - antygeny są kontrolowane przez podlocus HLA-D szóstego chromosomu i są określane metodą mieszanych kultur leukocytów.

Każdy z genów kontrolujących HLA - ludzkie antygeny, ma dużą liczbę alleli. Tak więc podlocus HLA-A kontroluje 19 antygenów; HLA-B-20; HLA-C - 5 „roboczych” antygenów; HLA-D - 6. Tak więc u ludzi znaleziono już około 50 antygenów.

Polimorfizm antygenowy układu HLA jest wynikiem pochodzenia jednego od drugiego i ścisłego pokrewieństwa genetycznego między nimi. Do przeszczepu konieczna jest tożsamość dawcy i biorcy według antygenów układu HLA. Przeszczep nerki identycznej w 4 antygenach układu zapewnia przeżycie o 70%; 3 - 60%; 2 - 45%; 1 - 25%.

Istnieją specjalne ośrodki, które prowadzą selekcję dawcy i biorcy do przeszczepu, na przykład w Holandii - „Eurotransplant”. Typowanie według antygenów systemu HLA odbywa się również w Republice Białorusi.

Mechanizmy komórkowe homeostazy mają na celu przywrócenie komórek tkanek, narządów w przypadku naruszenia ich integralności. Nazywa się całość procesów mających na celu przywrócenie zniszczalnych struktur biologicznych regeneracja. Taki proces jest charakterystyczny dla wszystkich poziomów: odnowy białek, składników organelli komórkowych, całych organelli i samych komórek. Przywrócenie funkcji narządów po urazie lub pęknięciu nerwu, gojenie się ran jest ważne dla medycyny z punktu widzenia opanowania tych procesów.

Tkanki, w zależności od ich zdolności regeneracyjnych, dzielą się na 3 grupy:

Scharakteryzowane tkanki i narządy komórkowy regeneracji (kości, luźna tkanka łączna, układ krwiotwórczy, śródbłonek, mezotelium, błony śluzowe przewodu pokarmowego, dróg oddechowych i układu moczowo-płciowego.

Scharakteryzowane tkanki i narządy komórkowe i wewnątrzkomórkowe regeneracji (wątroby, nerek, płuc, mięśni gładkich i szkieletowych, autonomicznego układu nerwowego, wydzielania wewnętrznego, trzustki).

Tkaniny, które są dominujące wewnątrzkomórkowy regeneracji (miokardium) lub wyłącznie regeneracji wewnątrzkomórkowej (komórki zwojowe ośrodkowego układu nerwowego). Obejmuje procesy odbudowy makrocząsteczek i organelli komórkowych poprzez łączenie struktur elementarnych lub ich podział (mitochondria).

W procesie ewolucji powstały 2 rodzaje regeneracji fizjologiczne i naprawcze .

Regeneracja fizjologiczna - Jest to naturalny proces odbudowy elementów organizmu przez całe życie. Na przykład odbudowa erytrocytów i leukocytów, zmiana nabłonka skóry, włosów, wymiana zębów mlecznych na stałe. Na procesy te mają wpływ czynniki zewnętrzne i wewnętrzne.

Regeneracja naprawcza to odbudowa narządów i tkanek utraconych w wyniku uszkodzenia lub urazu. Do procesu dochodzi po urazach mechanicznych, oparzeniach, urazach chemicznych lub popromiennych, a także w wyniku chorób i operacji chirurgicznych.

Regeneracja naprawcza dzieli się na typowy (homomorfoza) i nietypowy (heteromorfoza). W pierwszym przypadku regeneruje usunięty lub zniszczony narząd, w drugim w miejsce usuniętego narządu rozwija się inny narząd.

Nietypowa regeneracja częściej u bezkręgowców.

Hormony stymulują regenerację przysadka mózgowa I Tarczyca . Istnieje kilka sposobów regeneracji:

epimorfoza lub całkowita regeneracja - odtworzenie powierzchni rany, uzupełnienie części do całości (np. wyrost ogona u jaszczurki, kończyn u traszki).

Morfolaksja - przebudowa pozostałej części narządu na całość, tylko mniejszą. Ta metoda charakteryzuje się restrukturyzacją nowego z pozostałości starego (na przykład przywrócenie kończyny karalucha).

Endomorfoza - powrót do zdrowia dzięki wewnątrzkomórkowej restrukturyzacji tkanki i narządu. Ze względu na wzrost liczby komórek i ich wielkości masa narządu zbliża się do początkowej.

U kręgowców regeneracja reparacyjna zachodzi w następującej formie:

Całkowita regeneracja - odtworzenie pierwotnej tkanki po jej uszkodzeniu.

Przerost regeneracyjny charakterystyczne dla narządów wewnętrznych. W takim przypadku powierzchnia rany goi się z blizną, usunięty obszar nie odrasta, a kształt narządu nie zostaje przywrócony. Masa pozostałej części narządu wzrasta w wyniku wzrostu liczby komórek i ich wielkości i zbliża się do wartości pierwotnej. Tak więc u ssaków regeneruje się wątroba, płuca, nerki, nadnercza, trzustka, ślina, tarczyca.

Wewnątrzkomórkowy przerost kompensacyjny ultrastruktury komórkowe. W tym przypadku blizna powstaje w miejscu uszkodzenia, a przywrócenie pierwotnej masy następuje w wyniku zwiększenia objętości komórek, a nie ich liczby, w oparciu o wzrost (hiperplazję) struktur wewnątrzkomórkowych (tkanka nerwowa ).

Mechanizmy systemowe są zapewniane przez interakcję systemów regulacyjnych: nerwowy, hormonalny i immunologiczny .

Regulacja nerwowa przeprowadzane i koordynowane przez ośrodkowy układ nerwowy. Impulsy nerwowe, wnikając do komórek i tkanek, powodują nie tylko pobudzenie, ale także regulują procesy chemiczne, wymianę substancji biologicznie czynnych. Obecnie znanych jest ponad 50 neurohormonów. Tak więc w podwzgórzu wytwarzane są wazopresyna, oksytocyna, liberiny i statyny, które regulują funkcję przysadki mózgowej. Przykładami ogólnoustrojowych przejawów homeostazy jest utrzymanie stałej temperatury, ciśnienia krwi.

Z punktu widzenia homeostazy i adaptacji układ nerwowy jest głównym organizatorem wszystkich procesów zachodzących w organizmie. W sercu adaptacji, równoważenia organizmów z warunkami środowiskowymi, według N.P. Pavlov, są procesami odruchowymi. Pomiędzy różnymi poziomami regulacji homeostatycznej istnieje prywatne podporządkowanie hierarchiczne w systemie regulacji procesów wewnętrznych organizmu (ryc. 12).

kora półkulista i części mózgu

samoregulacja sprzężenia zwrotnego

obwodowe procesy neuroregulacyjne, odruchy miejscowe

Komórkowe i tkankowe poziomy homeostazy

Ryż. 12. - Hierarchiczne podporządkowanie w systemie regulacji procesów wewnętrznych organizmu.

Najbardziej podstawowym poziomem są systemy homeostatyczne na poziomie komórkowym i tkankowym. Powyżej nich znajdują się obwodowe nerwowe procesy regulacyjne, takie jak lokalne odruchy. Dalej w tej hierarchii znajdują się systemy samoregulacji pewnych funkcji fizjologicznych z różnymi kanałami „sprzężenia zwrotnego”. Szczyt tej piramidy jest zajęty przez korę mózgową i mózg.

W złożonym organizmie wielokomórkowym zarówno bezpośrednie, jak i sprzężone zwrotne połączenia są realizowane nie tylko przez mechanizmy nerwowe, ale także hormonalne (endokrynne). Każdy z gruczołów tworzących układ hormonalny wpływa na inne narządy tego układu i z kolei podlega wpływowi tego ostatniego.

Mechanizmy endokrynologiczne homeostaza wg B.M. Zavadsky'ego, jest to mechanizm interakcji plus lub minus, tj. równoważenie czynności czynnościowej gruczołu ze stężeniem hormonu. Przy wysokim stężeniu hormonu (powyżej normy) aktywność gruczołu jest osłabiona i odwrotnie. Efekt ten jest realizowany przez działanie hormonu na gruczoł, który go wytwarza. W wielu gruczołach regulacja jest ustalana przez podwzgórze i przedni płat przysadki mózgowej, zwłaszcza podczas reakcji na stres.

Gruczoły dokrewne można podzielić na dwie grupy ze względu na ich stosunek do przedniego płata przysadki mózgowej. Ten ostatni jest uważany za centralny, a inne gruczoły dokrewne są uważane za obwodowe. Podział ten opiera się na fakcie, że przedni płat przysadki mózgowej wytwarza tzw. hormony tropowe, które aktywują niektóre obwodowe gruczoły dokrewne. Z kolei hormony obwodowych gruczołów dokrewnych działają na przedni płat przysadki, hamując wydzielanie hormonów tropowych.

Reakcje zapewniające homeostazę nie mogą ograniczać się do jednego gruczołu dokrewnego, ale obejmują wszystkie gruczoły w takim czy innym stopniu. Powstała reakcja nabiera przepływu łańcuchowego i rozprzestrzenia się na inne efektory. Fizjologiczne znaczenie hormonów polega na regulacji innych funkcji organizmu, dlatego charakter łańcuchowy powinien być jak najbardziej wyrażony.

Ciągłe naruszanie środowiska organizmu przyczynia się do zachowania jego homeostazy podczas długiego życia. Jeśli stworzysz takie warunki życia, w których nic nie powoduje znaczących zmian w środowisku wewnętrznym, to organizm w zetknięciu ze środowiskiem będzie zupełnie nieuzbrojony i wkrótce umrze.

Połączenie nerwowych i endokrynnych mechanizmów regulacji w podwzgórzu pozwala na złożone reakcje homeostatyczne związane z regulacją funkcji trzewnych organizmu. Układ nerwowy i hormonalny są jednoczącym mechanizmem homeostazy.

Przykładem ogólnej reakcji mechanizmów nerwowych i humoralnych jest stan stresu, który rozwija się w niesprzyjających warunkach bytowych i istnieje zagrożenie zaburzenia homeostazy. Pod wpływem stresu następuje zmiana stanu większości układów: mięśniowego, oddechowego, sercowo-naczyniowego, trawiennego, narządów zmysłów, ciśnienia krwi, składu krwi. Wszystkie te zmiany są przejawem indywidualnych reakcji homeostatycznych mających na celu zwiększenie odporności organizmu na niekorzystne czynniki. Szybka mobilizacja sił organizmu działa jako reakcja obronna na stan stresu.

W przypadku „stresu somatycznego” zadanie zwiększenia ogólnej odporności organizmu rozwiązuje się zgodnie ze schematem przedstawionym na rycinie 13.

Ryż. 13 - Schemat zwiększania ogólnej odporności organizmu, gdy

Homeostaza – co to jest? Pojęcie homeostazy

Homeostaza to samoregulujący się proces, w którym wszystkie systemy biologiczne dążą do utrzymania stabilności w okresie adaptacji do pewnych warunków optymalnych do przeżycia. Każdy układ będący w równowadze dynamicznej dąży do osiągnięcia stanu stabilnego, odpornego na czynniki zewnętrzne i bodźce.

Pojęcie homeostazy

Wszystkie układy ciała muszą ze sobą współpracować, aby utrzymać właściwą homeostazę w organizmie. Homeostaza to regulacja temperatury ciała, zawartości wody i poziomu dwutlenku węgla. Na przykład cukrzyca to stan, w którym organizm nie może regulować poziomu glukozy we krwi.

Homeostaza to termin używany zarówno do opisania istnienia organizmów w ekosystemie, jak i do opisania pomyślnego funkcjonowania komórek w organizmie. Organizmy i populacje mogą utrzymać homeostazę przy jednoczesnym utrzymaniu stabilnego wskaźnika urodzeń i zgonów.

Informacja zwrotna

Sprzężenie zwrotne to proces, który występuje, gdy systemy organizmu muszą zostać spowolnione lub całkowicie zatrzymane. Kiedy człowiek je, pokarm dostaje się do żołądka i rozpoczyna się trawienie. Pomiędzy posiłkami żołądek nie powinien pracować. Układ trawienny współpracuje z szeregiem hormonów i impulsów nerwowych, aby zatrzymać i rozpocząć produkcję kwasu w żołądku.

Inny przykład ujemnego sprzężenia zwrotnego można zaobserwować w przypadku wzrostu temperatury ciała. Regulacja homeostazy objawia się poceniem, obronną reakcją organizmu na przegrzanie. W ten sposób zatrzymany zostaje wzrost temperatury i zneutralizowany problem przegrzania. W przypadku wychłodzenia organizm przewiduje również szereg działań podejmowanych w celu rozgrzewki.

Utrzymanie wewnętrznej równowagi

Homeostazę można zdefiniować jako właściwość organizmu lub układu, która pomaga mu utrzymać określone parametry w normalnym zakresie wartości. To klucz do życia, a zła równowaga w utrzymaniu homeostazy może prowadzić do takich chorób jak nadciśnienie czy cukrzyca.

Homeostaza jest kluczowym elementem w zrozumieniu, jak działa ludzkie ciało. Taka formalna definicja charakteryzuje system, który reguluje swoje środowisko wewnętrzne i dąży do utrzymania stabilności i regularności wszystkich procesów zachodzących w organizmie.

Regulacja homeostatyczna: temperatura ciała

Kontrola temperatury ciała u ludzi jest dobrym przykładem homeostazy w systemie biologicznym. Kiedy człowiek jest zdrowy, jego temperatura ciała oscyluje wokół +37°C, ale na tę wartość mogą wpływać różne czynniki, w tym hormony, tempo przemiany materii i różne choroby powodujące gorączkę.

W ciele regulacja temperatury jest kontrolowana w części mózgu zwanej podwzgórzem. Poprzez krwiobieg do mózgu odbierane są sygnały temperatury, a także analiza wyników danych dotyczących częstotliwości oddychania, poziomu cukru we krwi i metabolizmu. Utrata ciepła w organizmie człowieka również przyczynia się do zmniejszenia aktywności.

Bilans wodno-solny

Bez względu na to, ile wody człowiek pije, ciało nie puchnie jak balon, a ludzkie ciało nie kurczy się jak rodzynki, jeśli pije się bardzo mało. Prawdopodobnie ktoś kiedyś o tym pomyślał przynajmniej raz. W ten czy inny sposób organizm wie, ile płynów musi zmagazynować, aby utrzymać pożądany poziom.

Stężenie soli i glukozy (cukru) w organizmie utrzymuje się na stałym poziomie (przy braku czynników negatywnych), ilość krwi w organizmie wynosi około 5 litrów.

Regulacja cukru we krwi

Glukoza to rodzaj cukru występującego we krwi. Organizm ludzki musi utrzymywać prawidłowy poziom glukozy, aby człowiek pozostał zdrowy. Kiedy poziom glukozy jest zbyt wysoki, trzustka uwalnia hormon insulinę.

Jeśli poziom glukozy we krwi spadnie zbyt nisko, wątroba przetwarza glikogen we krwi, podnosząc w ten sposób poziom cukru. Kiedy chorobotwórcze bakterie lub wirusy dostaną się do organizmu, zaczyna on walczyć z infekcją, zanim czynniki chorobotwórcze zdążą doprowadzić do jakichkolwiek problemów zdrowotnych.

Ciśnienie pod kontrolą

Utrzymanie zdrowego ciśnienia krwi jest również przykładem homeostazy. Serce może wyczuwać zmiany ciśnienia krwi i wysyłać sygnały do ​​​​mózgu w celu przetworzenia. Następnie mózg wysyła sygnał z powrotem do serca z instrukcjami, jak prawidłowo zareagować. Jeśli ciśnienie krwi jest zbyt wysokie, należy je obniżyć.

Jak osiąga się homeostazę?

W jaki sposób organizm ludzki reguluje wszystkie układy i narządy oraz kompensuje zachodzące zmiany w środowisku? Wynika to z obecności wielu naturalnych czujników, które kontrolują temperaturę, skład soli we krwi, ciśnienie krwi i wiele innych parametrów. Te detektory wysyłają sygnały do ​​mózgu, do głównego centrum sterowania, w przypadku, gdy niektóre wartości odbiegają od normy. Następnie uruchamiane są środki kompensacyjne w celu przywrócenia normalnego stanu.

Utrzymanie homeostazy jest niezwykle ważne dla organizmu. Organizm ludzki zawiera pewną ilość substancji chemicznych zwanych kwasami i zasadami, a ich właściwa równowaga jest niezbędna do optymalnego funkcjonowania wszystkich narządów i układów organizmu. Poziom wapnia we krwi musi być utrzymywany na odpowiednim poziomie. Ponieważ oddychanie jest mimowolne, układ nerwowy dostarcza organizmowi bardzo potrzebnego tlenu. Kiedy toksyny dostają się do krwioobiegu, zakłócają homeostazę organizmu. Organizm ludzki reaguje na to zaburzenie za pomocą układu moczowego.

Należy podkreślić, że homeostaza organizmu działa automatycznie, jeśli system funkcjonuje normalnie. Na przykład reakcja na ciepło – skóra robi się czerwona, ponieważ jej małe naczynka krwionośne automatycznie się rozszerzają. Drżenie jest reakcją na zimno. Zatem homeostaza nie jest zbiorem narządów, ale syntezą i równowagą funkcji organizmu. Razem pozwala to na utrzymanie całego organizmu w stabilnym stanie.

9.4. Pojęcie homeostazy. Ogólne wzorce homeostazy systemów żywych

Pomimo tego, że żywy organizm jest systemem otwartym, wymieniającym materię i energię ze środowiskiem i współistniejącym z nim w jedności, zachowuje się w czasie i przestrzeni jako odrębna jednostka biologiczna, zachowuje swoją strukturę (morfologię), reakcje behawioralne, specyficzne warunki fizykochemiczne w komórkach, płyn tkankowy. Zdolność żywych systemów do przeciwstawiania się zmianom i utrzymywania dynamicznej stałości składu i właściwości nazywana jest homeostazą. Termin „homeostaza” został zaproponowany przez W. Cannona w 1929 roku. Jednak ideę istnienia mechanizmów fizjologicznych zapewniających utrzymanie stałości środowiska wewnętrznego organizmów wyraził w drugiej połowie XIX wieku C. Bernard.

Homeostaza poprawiła się w toku ewolucji. Organizmy wielokomórkowe mają środowisko wewnętrzne, w którym znajdują się komórki różnych narządów i tkanek. Następnie powstały wyspecjalizowane układy narządów (krążenie, odżywianie, oddychanie, wydalanie itp.), które biorą udział w zapewnieniu homeostazy na wszystkich poziomach organizacji (molekularnej, subkomórkowej, komórkowej, tkankowej, narządowej i organizmu). U ssaków ukształtowały się najdoskonalsze mechanizmy homeostazy, co przyczyniło się do znacznego poszerzenia możliwości ich adaptacji do środowiska. Mechanizmy i typy homeostazy ewoluowały w procesie długookresowej ewolucji, ustalając się genetycznie. Pojawienie się w organizmie obcej informacji genetycznej, którą często wprowadzają bakterie, wirusy, komórki innych organizmów, a także własne zmutowane komórki, może znacząco zaburzyć homeostazę organizmu. W ramach ochrony przed obcą informacją genetyczną, której wniknięcie do organizmu i jej późniejsze wdrożenie prowadziłoby do zatrucia toksynami (obcymi białkami), powstał taki rodzaj homeostazy, jak: genetyczna homeostaza, która zapewnia genetyczną stałość środowiska wewnętrznego organizmu. Opiera się na mechanizmy immunologiczne, w tym nieswoista i specyficzna ochrona integralności i indywidualności organizmu. Niespecyficzne mechanizmy leżą u podstaw odporności wrodzonej, konstytucyjnej, gatunkowej, a także indywidualnej odporności nieswoistej. Należą do nich funkcje barierowe skóry i błon śluzowych, działanie bakteriobójcze wydzieliny potu i gruczołów łojowych, właściwości bakteriobójcze treści żołądka i jelit, wydzielanie lizozymu przez gruczoły ślinowe i łzowe. Jeśli drobnoustroje przedostaną się do środowiska wewnętrznego, są eliminowane podczas reakcji zapalnej, której towarzyszy wzmożona fagocytoza, a także działanie wirusostatyczne interferonu (białka o masie cząsteczkowej 25 000 - 110 000).

Specyficzne mechanizmy immunologiczne stanowią podstawę odporności nabytej, realizowanej przez układ odpornościowy, który rozpoznaje, przetwarza i eliminuje obce antygeny. Odporność humoralna jest realizowana poprzez tworzenie przeciwciał krążących we krwi. Podstawą odporności komórkowej jest powstawanie limfocytów T, pojawienie się długowiecznych limfocytów T i B „pamięci immunologicznej”, występowanie alergii (nadwrażliwości na określony antygen). U ludzi reakcje ochronne pojawiają się dopiero w 2. tygodniu życia, największą aktywność osiągają w wieku 10 lat, nieco słabną od 10 do 20 lat, pozostają mniej więcej na tym samym poziomie od 20 do 40 lat, po czym stopniowo zanikają .

Immunologiczne mechanizmy obronne stanowią poważną przeszkodę w transplantacji narządów, powodując resorpcję przeszczepu. Największym powodzeniem cieszą się obecnie wyniki autotransplantacji (przeszczepu tkanek w obrębie organizmu) oraz allotransplantacji między bliźniakami jednojajowymi. Znacznie mniej skuteczne są w transplantacji międzygatunkowej (heterotransplantacja lub ksenotransplantacja).

Innym rodzajem homeostazy jest homeostaza biochemiczna pomaga w utrzymaniu stałości składu chemicznego ciekłego środowiska pozakomórkowego (wewnętrznego) organizmu (krew, limfa, płyn tkankowy), jak również stałości składu chemicznego cytoplazmy i plazmolemmy komórek. Homeostaza fizjologiczna zapewnia stałość procesów życiowych organizmu. Dzięki niemu powstały i są doskonalone izoosmia (stałość zawartości substancji osmotycznie czynnych), izotermia (utrzymanie temperatury ciała ptaków i ssaków w określonych granicach) itp. Homeostaza strukturalna zapewnia stałość struktury (organizacji morfologicznej) na wszystkich poziomach (molekularny, subkomórkowy, komórkowy itp.) organizacji życia.

Homeostaza populacji zapewnia stałość liczby osobników w populacji. Homeostaza biocenotyczna przyczynia się do stałości składu gatunkowego i liczebności osobników w biocenozach.

Ze względu na to, że organizm funkcjonuje i oddziałuje ze środowiskiem jako jeden system, procesy leżące u podstaw różnych typów reakcji homeostatycznych są ze sobą ściśle powiązane. Oddzielne mechanizmy homeostatyczne są łączone i realizowane w holistycznej reakcji adaptacyjnej organizmu jako całości. Takie powiązanie jest realizowane dzięki aktywności (funkcji) regulacyjnych układów integrujących (nerwowego, hormonalnego, odpornościowego). Najszybciej zmiany stanu regulowanego obiektu zapewnia układ nerwowy, co wiąże się z szybkością procesów powstawania i przewodzenia impulsu nerwowego (od 0,2 do 180 m/s). Funkcja regulacyjna układu hormonalnego jest realizowana wolniej, ponieważ jest ograniczona szybkością uwalniania hormonów przez gruczoły i ich transportem w krwioobiegu. Jednak działanie gromadzących się w nim hormonów na regulowany obiekt (narząd) jest znacznie dłuższy niż przy regulacji nerwowej.

Ciało jest samoregulującym się żywym systemem. Ze względu na obecność mechanizmów homeostatycznych organizm jest złożonym systemem samoregulującym. Cybernetyka bada zasady istnienia i rozwoju takich systemów, cybernetyka biologiczna natomiast systemów żywych.

Samoregulacja systemów biologicznych opiera się na zasadzie bezpośredniej i sprzężenia zwrotnego.

Informacja o odchyleniu wartości regulowanej od poziomu nastawionego jest przekazywana do regulatora kanałami sprzężenia zwrotnego i zmienia jego aktywność w taki sposób, że wartość regulowana powraca do poziomu początkowego (optymalnego) (Rys. 122). Opinia może być negatywna(gdy kontrolowana wartość odchyliła się w kierunku dodatnim (na przykład synteza substancji nadmiernie wzrosła)) i umieścić-

Ryż. 122. Schemat bezpośredniego i sprzężenia zwrotnego w żywym organizmie:

P - regulator (ośrodek nerwowy, gruczoł dokrewny); RO - obiekt regulowany (komórka, tkanka, narząd); 1 – optymalna aktywność funkcjonalna RO; 2 - zmniejszona aktywność funkcjonalna RO z dodatnim sprzężeniem zwrotnym; 3 - zwiększona aktywność funkcjonalna RO z ujemnym sprzężeniem zwrotnym

ciało(gdy kontrolowana wartość odchyliła się w kierunku ujemnym (substancja jest syntetyzowana w niewystarczającej ilości)). Mechanizm ten, jak również bardziej złożone kombinacje kilku mechanizmów, zachodzą na różnych poziomach organizacji systemów biologicznych. Jako przykład ich funkcjonowania na poziomie molekularnym można wskazać hamowanie kluczowego enzymu z nadmiernym tworzeniem produktu końcowego lub hamowanie syntezy enzymów. Na poziomie komórkowym mechanizmy bezpośredniego i sprzężenia zwrotnego zapewniają regulację hormonalną i optymalną gęstość (liczbę) populacji komórek. Przejawem bezpośredniego i sprzężenia zwrotnego na poziomie organizmu jest regulacja poziomu glukozy we krwi. W żywym organizmie mechanizmy automatycznej regulacji i kontroli (badane przez biocybernetykę) są szczególnie złożone. Stopień ich złożoności przyczynia się do wzrostu poziomu „niezawodności” i stabilności systemów żywych w stosunku do zmian środowiska.

Mechanizmy homeostazy powielają się na różnych poziomach. To w naturze realizuje zasadę wielopętlowej regulacji układów. Główne obwody są reprezentowane przez mechanizmy homeostatyczne komórkowe i tkankowe. Charakteryzują się wysokim stopniem automatyzmu. Główną rolę w kontroli mechanizmów homeostazy komórkowej i tkankowej odgrywają czynniki genetyczne, lokalne oddziaływania odruchowe, chemiczne i kontaktowe interakcje między komórkami.

Mechanizmy homeostazy ulegają znaczącym zmianom w ciągu całej ontogenezy człowieka. Dopiero 2 tygodnie po porodzie

Ryż. 123. Opcje utraty i powrotu do zdrowia w ciele

w grę wchodzą biologiczne reakcje obronne (powstają komórki, które zapewniają odporność komórkową i humoralną), a ich skuteczność wzrasta do 10 roku życia. W tym okresie doskonalone są mechanizmy ochrony przed obcą informacją genetyczną, zwiększa się również dojrzałość układu regulacji nerwowej i hormonalnej. Mechanizmy homeostazy osiągają największą niezawodność w wieku dorosłym, pod koniec okresu rozwoju i wzrostu organizmu (19-24 lata). Starzeniu się organizmu towarzyszy spadek skuteczności mechanizmów homeostazy genetycznej, strukturalnej, fizjologicznej, osłabienie wpływów regulacyjnych układu nerwowego i hormonalnego.

5. Homeostaza.

Organizm można zdefiniować jako układ fizykochemiczny, który istnieje w środowisku w stanie stacjonarnym. To właśnie zdolność żywych systemów do utrzymywania stanu stacjonarnego w ciągle zmieniającym się środowisku decyduje o ich przetrwaniu. Aby zapewnić stan równowagi, wszystkie organizmy – od najprostszych morfologicznie do najbardziej złożonych – rozwinęły różnorodne adaptacje anatomiczne, fizjologiczne i behawioralne, które służą temu samemu celowi – utrzymaniu stałości środowiska wewnętrznego.

Po raz pierwszy pogląd, że stałość środowiska wewnętrznego zapewnia optymalne warunki do życia i rozmnażania się organizmów, wyraził w 1857 roku francuski fizjolog Claude Bernard. Przez całą swoją działalność naukową Claude'a Bernarda uderzała zdolność organizmów do regulowania i utrzymywania w dość wąskich granicach takich parametrów fizjologicznych, jak temperatura ciała czy zawartość w nim wody. Podsumował tę ideę samoregulacji jako podstawy stabilności fizjologicznej w formie klasycznego stwierdzenia: „Stałość środowiska wewnętrznego jest warunkiem swobodnego życia”.

Claude Bernard podkreślił różnicę między środowiskiem zewnętrznym, w którym żyją organizmy, a środowiskiem wewnętrznym, w którym znajdują się ich poszczególne komórki, i zrozumiał, jak ważne jest, aby środowisko wewnętrzne pozostało niezmienione. Na przykład ssaki są w stanie utrzymać temperaturę ciała pomimo wahań temperatury otoczenia. Jeśli zrobi się zbyt zimno, zwierzę może przenieść się w cieplejsze lub bardziej osłonięte miejsce, a jeśli nie jest to możliwe, w grę wchodzą mechanizmy samoregulujące, które podnoszą temperaturę ciała i zapobiegają utracie ciepła. Adaptacyjne znaczenie tego polega na tym, że organizm jako całość funkcjonuje wydajniej, ponieważ komórki, z których się składa, znajdują się w optymalnych warunkach. Systemy samoregulacji działają nie tylko na poziomie organizmu, ale także na poziomie komórek. Organizm to suma jego komórek składowych, a optymalne funkcjonowanie organizmu jako całości zależy od optymalnego funkcjonowania jego części składowych. Każdy samoorganizujący się system zachowuje stałość swojego składu - jakościowego i ilościowego. Zjawisko to nazywane jest homeostazą i jest wspólne dla większości systemów biologicznych i społecznych. Termin homeostaza został wprowadzony w 1932 roku przez amerykańskiego fizjologa Waltera Cannona.

homeostaza(z gr. homoios – podobny, ten sam; zastój, bezruch) – względna stałość dynamiczna środowiska wewnętrznego (krew, limfa, płyn tkankowy) oraz stabilność podstawowych funkcji fizjologicznych (krążenie krwi, oddychanie, termoregulacja, metabolizm itp.) .) ludzi i zwierząt. Mechanizmy regulacyjne, które utrzymują stan fizjologiczny lub właściwości komórek, narządów i układów całego organizmu na optymalnym poziomie, nazywane są homeostatycznymi. Historycznie i genetycznie koncepcja homeostazy ma biologiczne i biomedyczne przesłanki. Tam jest skorelowany jako proces końcowy, okres życia z odrębnym wyizolowanym organizmem lub jednostka ludzka jako zjawisko czysto biologiczne. Skończoność istnienia i konieczność wypełnienia swojego przeznaczenia - reprodukcji własnego rodzaju - pozwalają określić strategię przetrwania pojedynczego organizmu poprzez pojęcie "przechowania". „Zachowanie stabilności strukturalnej i funkcjonalnej” jest istotą każdej homeostazy, kontrolowanej przez homeostat lub samoregulującej się.

Jak wiadomo, żywa komórka jest mobilnym, samoregulującym się systemem. Jej organizację wewnętrzną wspierają aktywne procesy mające na celu ograniczanie, zapobieganie lub eliminowanie przesunięć spowodowanych różnymi wpływami otoczenia i środowiska wewnętrznego. Zdolność do powrotu do pierwotnego stanu po odchyleniu od pewnego średniego poziomu, spowodowanego przez jeden lub inny „niepokojący” czynnik, jest główną właściwością komórki. Organizm wielokomórkowy to holistyczna organizacja, której elementy komórkowe są wyspecjalizowane w wykonywaniu różnych funkcji. Interakcja w organizmie odbywa się za pomocą złożonych mechanizmów regulacyjnych, koordynujących i korelujących z udziałem czynników nerwowych, humoralnych, metabolicznych i innych. Wiele indywidualnych mechanizmów, które regulują relacje wewnątrz- i międzykomórkowe, w niektórych przypadkach ma wzajemnie przeciwne skutki, które wzajemnie się równoważą. Prowadzi to do powstania w organizmie ruchomego podłoża fizjologicznego (równowagi fizjologicznej) i pozwala organizmowi żywemu zachować względną stałość dynamiczną, pomimo zmian środowiska i przesunięć zachodzących w trakcie życia organizmu.

Jak pokazują badania, sposoby regulacji istniejące w organizmach żywych mają wiele cech wspólnych z urządzeniami regulacyjnymi w układach nieożywionych, takich jak maszyny. W obu przypadkach stabilność osiąga się poprzez określoną formę zarządzania.

Samo pojęcie homeostazy nie odpowiada pojęciu stabilnej (niezmiennej) równowagi w organizmie – zasady równowagi nie stosuje się do złożonych procesów fizjologicznych i biochemicznych zachodzących w organizmach żywych. Błędem jest również przeciwstawianie homeostazy rytmicznym fluktuacjom środowiska wewnętrznego. Homeostaza w szerokim znaczeniu obejmuje zagadnienia cyklicznego i fazowego przebiegu reakcji, kompensacji, regulacji i samoregulacji funkcji fizjologicznych, dynamiki współzależności nerwowych, humoralnych i innych składowych procesu regulacyjnego. Granice homeostazy mogą być sztywne i plastyczne, różnią się w zależności od indywidualnego wieku, płci, uwarunkowań społecznych, zawodowych i innych.

Szczególne znaczenie dla życia organizmu ma stałość składu krwi - płynnej podstawy organizmu (fluidmatrix), według W. Cannona. Stabilność jego aktywnego odczynu (pH), ciśnienie osmotyczne, stosunek elektrolitów (sód, wapń, chlor, magnez, fosfor), zawartość glukozy, liczba utworzonych pierwiastków itp. jest dobrze znana poza 7,35-7,47. Nawet ciężkie zaburzenia metabolizmu kwasowo-zasadowego z patologicznym nagromadzeniem kwasów w płynie tkankowym, na przykład w kwasicy cukrzycowej, mają bardzo mały wpływ na aktywną reakcję krwi. Pomimo faktu, że ciśnienie osmotyczne krwi i płynu tkankowego podlega ciągłym wahaniom z powodu stałego dostarczania osmotycznie aktywnych produktów metabolizmu śródmiąższowego, pozostaje ono na pewnym poziomie i zmienia się tylko w niektórych ciężkich stanach patologicznych. Utrzymanie stałego ciśnienia osmotycznego ma ogromne znaczenie dla metabolizmu wody i utrzymania równowagi jonowej w organizmie. Największą stałością jest stężenie jonów sodu w środowisku wewnętrznym. Zawartość innych elektrolitów również waha się w wąskich granicach. Obecność dużej liczby osmoreceptorów w tkankach i narządach, w tym w ośrodkowych układach nerwowych (podwzgórze, hipokamp) oraz skoordynowany system regulatorów gospodarki wodnej i składu jonowego, pozwala organizmowi szybko eliminować zmiany ciśnienia osmotycznego krwi, które występują, na przykład, gdy woda jest wprowadzana do organizmu.

Pomimo tego, że krew reprezentuje ogólne środowisko wewnętrzne organizmu, komórki narządów i tkanek nie stykają się z nią bezpośrednio. W organizmach wielokomórkowych każdy narząd ma swoje własne środowisko wewnętrzne (mikrośrodowisko) odpowiadające jego cechom strukturalnym i funkcjonalnym, a prawidłowy stan narządów zależy od składu chemicznego, właściwości fizykochemicznych, biologicznych i innych tego mikrośrodowiska. O jej homeostazie decyduje stan czynnościowy barier histohematycznych i ich przepuszczalność w kierunkach krew - płyn tkankowy; płyn tkankowy - krew.

Szczególne znaczenie ma stałość środowiska wewnętrznego dla aktywności ośrodkowego układu nerwowego: nawet niewielkie przesunięcia chemiczne i fizykochemiczne zachodzące w płynie mózgowo-rdzeniowym, gleju i przestrzeniach okołokomórkowych mogą spowodować gwałtowne zakłócenie przebiegu procesów życiowych u poszczególnych osób. neuronów lub w ich zespołach. Złożony system homeostatyczny, obejmujący różne mechanizmy neurohumoralne, biochemiczne, hemodynamiczne i inne, jest systemem zapewniającym optymalny poziom ciśnienia krwi. Jednocześnie górna granica poziomu ciśnienia tętniczego jest określona przez funkcjonalność baroreceptorów układu naczyniowego organizmu, a dolna granica jest określona przez potrzeby ukrwienia organizmu.

Do najdoskonalszych mechanizmów homeostatycznych w organizmie zwierząt wyższych i człowieka należą procesy termoregulacji; u zwierząt homootermicznych wahania temperatury w wewnętrznych częściach ciała podczas najbardziej gwałtownych zmian temperatury otoczenia nie przekraczają dziesiątych części stopnia.

Organizująca rola aparatu nerwowego (zasada nerwizmu) leży u podstaw dobrze znanych wyobrażeń o istocie zasad homeostazy. Jednak ani zasada dominująca, ani teoria funkcji barierowych, ani ogólny zespół adaptacyjny, ani teoria systemów funkcjonalnych, ani podwzgórzowa regulacja homeostazy i wiele innych teorii nie może całkowicie rozwiązać problemu homeostazy.

W niektórych przypadkach pojęcie homeostazy nie jest właściwie używane do wyjaśnienia pojedynczych stanów fizjologicznych, procesów, a nawet zjawisk społecznych. Tak pojawiają się w literaturze terminy „immunologiczny”, „elektrolitowy”, „ogólnoustrojowy”, „molekularny”, „fizykochemiczny”, „homeostaza genetyczna” itp. Podejmowano próby sprowadzenia problemu homeostazy do zasady samoregulacji. Przykładem rozwiązania problemu homeostazy z punktu widzenia cybernetyki jest próba Ashby'ego (W.R. Ashby, 1948) zaprojektowania samoregulującego się urządzenia symulującego zdolność organizmów żywych do utrzymywania poziomu pewnych wielkości w fizjologicznie dopuszczalnych granicach.

W praktyce badacze i klinicyści stają przed pytaniami o ocenę zdolności adaptacyjnych (adaptacyjnych) lub kompensacyjnych organizmu, ich regulację, wzmocnienie i mobilizację, przewidywanie reakcji organizmu na zakłócające wpływy. Niektóre stany niestabilności wegetatywnej, spowodowane niedoborem, nadmiarem lub niedoborem mechanizmów regulacyjnych, zaliczane są do „chorób homeostazy”. Z pewną konwencjonalnością mogą one obejmować zaburzenia funkcjonalne w normalnym funkcjonowaniu organizmu związane z jego starzeniem, wymuszoną restrukturyzacją rytmów biologicznych, niektórymi zjawiskami dystonii wegetatywnej, reaktywnością hiper- i hipokompensacyjną podczas stresowych i ekstremalnych wpływów itp.

Do oceny stanu mechanizmów homeostatycznych w eksperymencie fizjologicznym iw praktyce klinicznej stosuje się różne dozowane testy czynnościowe (zimno, termicznie, adrenalina, insulina, mezaton itp.) z określeniem stosunku substancji biologicznie czynnych (hormony, mediatory , metabolity) we krwi i moczu itp. .d.

Biofizyczne mechanizmy homeostazy.

Z punktu widzenia biofizyki chemicznej homeostaza to stan, w którym wszystkie procesy odpowiedzialne za przemiany energetyczne w organizmie znajdują się w dynamicznej równowadze. Ten stan jest najbardziej stabilny i odpowiada optimum fizjologicznemu. Zgodnie z koncepcjami termodynamiki organizm i komórka mogą istnieć i przystosowywać się do takich warunków środowiskowych, w których w układzie biologicznym ustala się stacjonarny przebieg procesów fizykochemicznych, tj. homeostaza. Główną rolę w ustalaniu homeostazy odgrywają przede wszystkim układy błon komórkowych, które odpowiadają za procesy bioenergetyczne oraz regulują szybkość wnikania i uwalniania substancji przez komórki.

Z tych pozycji głównymi przyczynami zaburzeń są reakcje nieenzymatyczne, nietypowe dla normalnej aktywności życiowej, zachodzące w błonach; w większości przypadków są to reakcje łańcuchowe utleniania z udziałem wolnych rodników, które zachodzą w fosfolipidach komórkowych. Reakcje te prowadzą do uszkodzenia elementów strukturalnych komórek i zakłócenia funkcji regulatorowych. Czynnikami powodującymi zaburzenia homeostazy są również czynniki powodujące powstawanie rodników – promieniowanie jonizujące, toksyny zakaźne, niektóre pokarmy, nikotyna, a także brak witamin itp.

Jednym z głównych czynników stabilizujących stan homeostatyczny i funkcje błon są bioantyoksydanty, które hamują rozwój oksydacyjnych reakcji rodnikowych.

Cechy wieku homeostazy u dzieci.

Stałość środowiska wewnętrznego organizmu i względna stabilność parametrów fizykochemicznych w dzieciństwie zapewnia wyraźna przewaga anabolicznych procesów metabolicznych nad katabolicznymi. Jest to niezbędny warunek wzrostu i odróżnia organizm dziecka od organizmu dorosłego, w którym intensywność procesów metabolicznych jest w stanie dynamicznej równowagi. Pod tym względem neuroendokrynna regulacja homeostazy organizmu dziecka jest bardziej intensywna niż u dorosłych. Każdy okres wiekowy charakteryzuje się specyficznymi cechami mechanizmów homeostazy i ich regulacji. Dlatego u dzieci znacznie częściej niż u dorosłych dochodzi do poważnych naruszeń homeostazy, często zagrażających życiu. Zaburzenia te są najczęściej związane z niedojrzałością funkcji homeostatycznych nerek, z zaburzeniami funkcji przewodu pokarmowego czy czynności oddechowej płuc.

Wzrostowi dziecka, wyrażającemu się wzrostem masy jego komórek, towarzyszą wyraźne zmiany w rozmieszczeniu płynów w organizmie. Bezwzględny wzrost objętości płynu zewnątrzkomórkowego nie nadąża za tempem ogólnego przyrostu masy ciała, więc względna objętość środowiska wewnętrznego, wyrażona jako procent masy ciała, zmniejsza się wraz z wiekiem. Zależność ta jest szczególnie wyraźna w pierwszym roku po urodzeniu. U starszych dzieci zmniejsza się tempo zmian względnej objętości płynu pozakomórkowego. System regulacji stałości objętości cieczy (regulacja objętości) zapewnia kompensację odchyleń bilansu wodnego w dość wąskich granicach. Wysoki stopień uwodnienia tkanek u noworodków i małych dzieci determinuje istotnie większe zapotrzebowanie na wodę niż u dorosłych (na jednostkę masy ciała). Utrata wody lub jej ograniczenie szybko prowadzi do rozwoju odwodnienia za sprawą sektora zewnątrzkomórkowego, czyli środowiska wewnętrznego. Jednocześnie nerki – główne organy wykonawcze w systemie regulacji objętości – nie zapewniają oszczędności wody. Czynnikiem ograniczającym regulację jest niedojrzałość układu rurkowego nerek. Najważniejszą cechą neuroendokrynnej kontroli homeostazy u noworodków i małych dzieci jest stosunkowo wysokie wydzielanie i wydalanie nerkowe aldosteronu, co ma bezpośredni wpływ na stan nawodnienia tkanek i funkcję kanalików nerkowych.

Ograniczona jest również regulacja ciśnienia osmotycznego osocza krwi i płynu pozakomórkowego u dzieci. Osmolarność środowiska wewnętrznego waha się w szerszym zakresie ( 50 mosm/l) , niż dorośli

( 6 mosm/l) . Wynika to z większej powierzchni ciała przypadającej na 1 kg. masy ciała, a co za tym idzie, z większą utratą wody podczas oddychania, a także z niedojrzałością nerkowych mechanizmów zagęszczania moczu u dzieci. Zaburzenia homeostazy, objawiające się hiperosmozą, występują szczególnie często u dzieci w okresie noworodkowym iw pierwszych miesiącach życia; w starszym wieku zaczyna dominować hipoosmoza, związana głównie z chorobami przewodu pokarmowego lub nerek. Mniej zbadana jest jonowa regulacja homeostazy, która jest ściśle związana z czynnością nerek i charakterem odżywiania.

Wcześniej uważano, że głównym czynnikiem determinującym wartość ciśnienia osmotycznego płynu zewnątrzkomórkowego jest stężenie sodu, jednak nowsze badania wykazały, że nie ma ścisłej korelacji między zawartością sodu w osoczu krwi a wartością całkowite ciśnienie osmotyczne w patologii. Wyjątkiem jest nadciśnienie osoczowe. Dlatego terapia homeostatyczna poprzez podawanie roztworów soli glukozy wymaga monitorowania nie tylko zawartości sodu w surowicy lub osoczu, ale także zmian osmolarności całkowitej płynu pozakomórkowego. Duże znaczenie w utrzymaniu całkowitego ciśnienia osmotycznego w środowisku wewnętrznym ma stężenie cukru i mocznika. Zawartość tych osmotycznie czynnych substancji i ich wpływ na gospodarkę wodno-solną może gwałtownie wzrosnąć w wielu stanach patologicznych. Dlatego w przypadku jakichkolwiek naruszeń homeostazy konieczne jest określenie stężenia cukru i mocznika. W związku z powyższym u dzieci w młodym wieku, z naruszeniem reżimu wodno-solnego i białkowego, może rozwinąć się stan utajonej hiper- lub hipoosmozy, hiperazotemia.

Ważnym wskaźnikiem charakteryzującym homeostazę u dzieci jest stężenie jonów wodorowych we krwi i płynie pozakomórkowym. W okresie prenatalnym i wczesnym postnatalnym regulacja gospodarki kwasowo-zasadowej jest ściśle związana ze stopniem nasycenia krwi tlenem, co tłumaczy się względną przewagą glikolizy beztlenowej w procesach bioenergetycznych. Co więcej, nawet umiarkowanemu niedotlenieniu płodu towarzyszy gromadzenie się kwasu mlekowego w jego tkankach. Ponadto niedojrzałość funkcji kwasogenetycznej nerek stwarza warunki do rozwoju kwasicy „fizjologicznej” (przesunięcie równowagi kwasowo-zasadowej w organizmie w kierunku względnego wzrostu liczby anionów kwasowych). W związku ze specyfiką homeostazy u noworodków często dochodzi do zaburzeń, które stoją na granicy fizjologicznej i patologicznej.

Restrukturyzacja układu neuroendokrynnego w okresie dojrzewania (pokwitania) wiąże się również ze zmianami homeostazy. Jednak funkcje narządów wykonawczych (nerki, płuca) osiągają w tym wieku maksymalny stopień dojrzałości, więc ciężkie zespoły lub choroby homeostazy są rzadkie, ale częściej mówimy o wyrównanych zmianach metabolizmu, które można wykryć tylko za pomocą biochemiczne badanie krwi. W klinice, aby scharakteryzować homeostazę u dzieci, należy zbadać następujące wskaźniki: hematokryt, całkowite ciśnienie osmotyczne, sód, potas, cukier, wodorowęglany i mocznik we krwi, a także pH krwi, p0 2 i pCO 2.

Cechy homeostazy w wieku podeszłym i starczym.

Ten sam poziom wartości homeostatycznych w różnych okresach wiekowych jest utrzymywany dzięki różnym przesunięciom w systemach ich regulacji. Na przykład stałość ciśnienia tętniczego w młodym wieku jest utrzymywana dzięki większej pojemności minutowej serca i niskiemu całkowitemu obwodowemu oporowi naczyniowemu, a u osób starszych i starczych dzięki wyższemu całkowitemu oporowi obwodowemu i zmniejszeniu pojemności minutowej serca. Podczas starzenia się organizmu zachowana jest stałość najważniejszych funkcji fizjologicznych w warunkach zmniejszającej się niezawodności i zmniejszającego się możliwego zakresu fizjologicznych zmian homeostazy. Zachowanie względnej homeostazy przy znacznych zmianach strukturalnych, metabolicznych i funkcjonalnych osiąga się dzięki temu, że w tym samym czasie następuje nie tylko wymieranie, zaburzenie i degradacja, ale także rozwój specyficznych mechanizmów adaptacyjnych. Dzięki temu utrzymywany jest stały poziom cukru we krwi, pH krwi, ciśnienie osmotyczne, potencjał błony komórkowej itp.

Zmiany w mechanizmach regulacji neurohumoralnej, wzrost wrażliwości tkanek na działanie hormonów i mediatorów na tle osłabienia wpływów nerwowych, są istotne dla utrzymania homeostazy w procesie starzenia.

Wraz ze starzeniem się organizmu znacząco zmieniają się praca serca, wentylacja płuc, wymiana gazowa, funkcje nerek, wydzielanie gruczołów trawiennych, funkcja gruczołów dokrewnych, metabolizm itp. Zmiany te można scharakteryzować jako homeorezę - regularna trajektoria (dynamika) zmian intensywności metabolizmu i funkcji fizjologicznych z wiekiem w czasie. Wartość przebiegu zmian związanych z wiekiem jest bardzo ważna dla scharakteryzowania procesu starzenia się człowieka, określając jego wiek biologiczny.

W wieku podeszłym i starczym ogólny potencjał mechanizmów adaptacyjnych maleje. Dlatego w starszym wieku, przy zwiększonych obciążeniach, stresie i innych sytuacjach, wzrasta prawdopodobieństwo zakłócenia mechanizmów adaptacyjnych i zaburzeń homeostazy. Takie obniżenie niezawodności mechanizmów homeostazy jest jedną z najważniejszych przesłanek rozwoju zaburzeń patologicznych w starszym wieku.

Zatem homeostaza jest koncepcją integralną, funkcjonalnie i morfologicznie jednoczącą układ krążenia, układ oddechowy, układ nerkowy, gospodarka wodno-elektrolitowa, równowaga kwasowo-zasadowa.

Główny cel układu sercowo-naczyniowego – zaopatrzenie i dystrybucję krwi we wszystkich pulach mikrokrążenia. Ilość krwi wyrzucanej przez serce w ciągu 1 minuty to objętość minutowa. Jednak funkcją układu sercowo-naczyniowego jest nie tylko utrzymywanie określonej objętości minutowej i jej dystrybucji w basenach, ale zmiana objętości minutowej zgodnie z dynamiką potrzeb tkanek w różnych sytuacjach.

Głównym zadaniem krwi jest transport tlenu. Wielu pacjentów chirurgicznych doświadcza gwałtownego spadku objętości minutowej, co upośledza dostarczanie tlenu do tkanek i może prowadzić do śmierci komórek, narządów, a nawet całego ciała. Dlatego ocena funkcji układu sercowo-naczyniowego powinna uwzględniać nie tylko objętość minutową, ale również zaopatrzenie tkanek w tlen i jego zapotrzebowanie.

Główny cel układy oddechowe - zapewnienie odpowiedniej wymiany gazowej między organizmem a otoczeniem przy stale zmieniającym się tempie procesów metabolicznych. Normalną funkcją układu oddechowego jest utrzymywanie stałego poziomu tlenu i dwutlenku węgla we krwi tętniczej przy prawidłowym oporze naczyniowym w krążeniu płucnym i zwykłym wydatkowaniu energii na pracę oddechową.

Układ ten jest ściśle powiązany z innymi układami, a przede wszystkim z układem sercowo-naczyniowym. Funkcje układu oddechowego obejmują wentylację, krążenie płucne, dyfuzję gazów przez błonę pęcherzykowo-włośniczkową, transport gazów przez krew i oddychanie tkankowe.

Funkcje układ nerkowy : Nerki są głównym narządem mającym na celu utrzymanie stałości warunków fizykochemicznych w organizmie. Główną ich funkcją jest wydalanie. Obejmuje: regulację gospodarki wodno-elektrolitowej, utrzymanie równowagi kwasowo-zasadowej oraz usuwanie z organizmu produktów przemiany materii białek i tłuszczów.

Funkcje metabolizm wody i elektrolitów : woda w organizmie pełni rolę transportową, wypełniając przestrzenie komórkowe, śródmiąższowe (pośrednie) i naczyniowe, jest rozpuszczalnikiem soli, koloidów i krystaloidów oraz bierze udział w reakcjach biochemicznych. Wszystkie płyny biochemiczne są elektrolitami, ponieważ sole i koloidy rozpuszczone w wodzie są w stanie zdysocjowanym. Nie sposób wymienić wszystkich funkcji elektrolitów, ale najważniejsze z nich to: utrzymywanie ciśnienia osmotycznego, utrzymywanie reakcji środowiska wewnętrznego, udział w reakcjach biochemicznych.

Główny cel Równowaga kwasowej zasady Polega na utrzymaniu stałości pH płynnych ośrodków organizmu jako podstawy prawidłowych reakcji biochemicznych, a co za tym idzie życia. Metabolizm zachodzi przy nieodzownym udziale układów enzymatycznych, których aktywność ściśle zależy od reakcji chemicznej elektrolitu. Równowaga kwasowo-zasadowa, obok gospodarki wodno-elektrolitowej, odgrywa decydującą rolę w uporządkowaniu reakcji biochemicznych. W regulacji gospodarki kwasowo-zasadowej biorą udział układy buforowe oraz wiele układów fizjologicznych organizmu.

homeostaza

Homeostaza, homeoreza, homeomorfoza - charakterystyka stanu organizmu. Systemowa istota organizmu przejawia się przede wszystkim w jego zdolności do samoregulacji w ciągle zmieniających się warunkach środowiskowych. Ponieważ wszystkie narządy i tkanki organizmu składają się z komórek, z których każda jest stosunkowo niezależnym organizmem, stan środowiska wewnętrznego organizmu człowieka ma ogromne znaczenie dla jego prawidłowego funkcjonowania. Dla organizmu człowieka – istoty lądowej – środowiskiem jest atmosfera i biosfera, natomiast oddziałuje on w pewnym stopniu z litosferą, hydrosferą i noosferą. Jednocześnie większość komórek ludzkiego ciała jest zanurzona w płynnym ośrodku, który jest reprezentowany przez krew, limfę i płyn międzykomórkowy. Tylko tkanki powłokowe oddziałują bezpośrednio ze środowiskiem człowieka, wszystkie inne komórki są odizolowane od świata zewnętrznego, co pozwala organizmowi w dużym stopniu ujednolicić warunki ich istnienia. W szczególności zdolność do utrzymania stałej temperatury ciała około 37°C zapewnia stabilność procesów metabolicznych, ponieważ wszystkie reakcje biochemiczne, które składają się na istotę metabolizmu, są bardzo zależne od temperatury. Równie ważne jest utrzymanie stałego napięcia tlenu, dwutlenku węgla, stężenia różnych jonów itp. w płynnych ośrodkach organizmu. W normalnych warunkach bytowania, w tym podczas adaptacji i aktywności, występują niewielkie odchylenia tych parametrów, które jednak są szybko eliminowane, a środowisko wewnętrzne organizmu powraca do stabilnej normy. Wielki francuski fizjolog XIX wieku. Claude Bernard powiedział: „Stałość środowiska wewnętrznego jest warunkiem wstępnym wolnego życia”. Fizjologiczne mechanizmy zapewniające utrzymanie stałości środowiska wewnętrznego nazywane są homeostazą, a samo zjawisko, które odzwierciedla zdolność organizmu do samoregulacji środowiska wewnętrznego, nazywamy homeostazą. Termin ten wprowadził w 1932 roku W. Cannon, jeden z tych fizjologów XX wieku, który wraz z NA Bernsteinem, P.K. Anokhinem i N. Wienerem stał u początków nauki o sterowaniu – cybernetyki. Termin „homeostaza” jest używany nie tylko w badaniach fizjologicznych, ale także cybernetycznych, ponieważ to właśnie utrzymanie stałości dowolnej cechy złożonego systemu jest głównym celem każdej kontroli.

Inny wybitny badacz, K. Waddington, zwrócił uwagę na fakt, że organizm jest w stanie zachować nie tylko stabilność swojego stanu wewnętrznego, ale także względną stałość charakterystyk dynamicznych, czyli przebiegu procesów w czasie. Zjawisko to, analogicznie do homeostazy, nazwano homeoreza. Ma to szczególne znaczenie dla rosnącego i rozwijającego się organizmu i polega na tym, że organizm jest w stanie utrzymać (oczywiście w pewnych granicach) „kanał rozwoju” w toku swoich dynamicznych przemian. W szczególności, jeśli dziecko z powodu choroby lub gwałtownego pogorszenia warunków życia spowodowanego przyczynami społecznymi (wojna, trzęsienie ziemi itp.) znacznie pozostaje w tyle za normalnie rozwijającymi się rówieśnikami, nie oznacza to, że takie opóźnienie jest zgubne i nieodwracalny. Jeśli okres niekorzystnych zdarzeń dobiegnie końca, a dziecko otrzyma odpowiednie warunki do rozwoju, to zarówno pod względem wzrostu, jak i poziomu rozwoju funkcjonalnego szybko dogania swoich rówieśników iw przyszłości nie różni się znacząco od nich. To tłumaczy fakt, że dzieci, które w młodym wieku przebyły poważną chorobę, często wyrastają na zdrowych i proporcjonalnie zbudowanych dorosłych. Homeoreza odgrywa ważną rolę zarówno w zarządzaniu rozwojem ontogenetycznym, jak iw procesach adaptacyjnych. Tymczasem fizjologiczne mechanizmy homeorezy są wciąż niedostatecznie zbadane.

Trzecią formą samoregulacji stałości ciała jest homeomorfoza - umiejętność zachowania niezmienności formy. Ta cecha jest bardziej charakterystyczna dla dorosłego organizmu, ponieważ wzrost i rozwój są nie do pogodzenia z niezmiennością formy. Niemniej jednak, jeśli weźmiemy pod uwagę krótkie okresy czasu, zwłaszcza w okresach zahamowania wzrostu, to u dzieci można wykryć zdolność do homeomorfozy. Mówimy o tym, że w ciele następuje ciągła zmiana pokoleń jego komórek składowych. Komórki nie żyją długo (jedynym wyjątkiem są komórki nerwowe): normalna długość życia komórek organizmu to tygodnie lub miesiące. Niemniej jednak każda nowa generacja komórek prawie dokładnie powtarza kształt, rozmiar, układ i odpowiednio właściwości funkcjonalne poprzedniej generacji. Specjalne mechanizmy fizjologiczne zapobiegają znacznym zmianom masy ciała w warunkach głodu lub przejadania się. W szczególności podczas głodu strawność składników odżywczych gwałtownie wzrasta, a wręcz przeciwnie, podczas przejadania się większość białek, tłuszczów i węglowodanów dostarczanych z pożywieniem jest „spalana” bez żadnej korzyści dla organizmu. Udowodniono (N.A. Smirnova), że u osoby dorosłej gwałtowne i znaczne zmiany masy ciała (głównie spowodowane ilością tłuszczu) w dowolnym kierunku są pewnymi oznakami załamania adaptacji, przeciążenia i wskazują na funkcjonalną dysfunkcję organizmu . Ciało dziecka staje się szczególnie wrażliwe na wpływy zewnętrzne w okresach najszybszego wzrostu. Naruszenie homeomorfozy jest tym samym niekorzystnym znakiem, co naruszenie homeostazy i homeorezy.

Pojęcie stałych biologicznych. Ciało jest kompleksem ogromnej liczby różnorodnych substancji. W procesie życiowej aktywności komórek organizmu stężenie tych substancji może się znacznie zmieniać, co oznacza zmianę środowiska wewnętrznego. Byłoby nie do pomyślenia, gdyby systemy kontrolne organizmu były zmuszone do monitorowania stężenia wszystkich tych substancji, tj. mieć wiele sensorów (receptorów), na bieżąco analizować stan obecny, podejmować decyzje zarządcze i monitorować ich skuteczność. Ani zasoby informacyjne, ani energetyczne organizmu nie byłyby wystarczające dla takiego reżimu kontroli wszystkich parametrów. Organizm ogranicza się zatem do monitorowania stosunkowo niewielkiej liczby najważniejszych wskaźników, które muszą być utrzymywane na względnie stałym poziomie dla dobrostanu zdecydowanej większości komórek organizmu. Te najbardziej sztywno homeostatyczne parametry zamieniają się więc w "stałe biologiczne", a ich niezmienność zapewniają niekiedy dość znaczne fluktuacje innych parametrów nie należących do kategorii homeostatycznych. Tak więc poziom hormonów zaangażowanych w regulację homeostazy może zmieniać się dziesięciokrotnie we krwi, w zależności od stanu środowiska wewnętrznego i wpływu czynników zewnętrznych. Jednocześnie parametry homeostatyczne zmieniają się tylko o 10-20%.

Najważniejsze stałe biologiczne. Wśród najważniejszych stałych biologicznych, za utrzymanie których na względnie niezmienionym poziomie odpowiedzialne są różne układy fizjologiczne organizmu, wymienić należy: temperaturę ciała, poziom glukozy we krwi, zawartość jonów H+ w płynach ustrojowych, napięcie parcjalne tlenu i dwutlenku węgla w tkankach.

Choroba jako objaw lub skutek zaburzeń homeostazy. Prawie wszystkie choroby człowieka są związane z naruszeniem homeostazy. Na przykład w wielu chorobach zakaźnych, a także w przypadku procesów zapalnych, homeostaza temperatury w organizmie jest gwałtownie zaburzona: pojawia się gorączka (gorączka), czasami zagrażająca życiu. Przyczyna takiego naruszenia homeostazy może leżeć zarówno w cechach reakcji neuroendokrynnej, jak iw naruszeniach aktywności tkanek obwodowych. W tym przypadku manifestacja choroby - gorączka - jest konsekwencją naruszenia homeostazy.

Zwykle stanom gorączkowym towarzyszy kwasica - naruszenie równowagi kwasowo-zasadowej i przesunięcie reakcji płynów ustrojowych na stronę kwasową. Kwasica jest również charakterystyczna dla wszystkich chorób związanych z pogorszeniem stanu układu sercowo-naczyniowego i oddechowego (choroby serca i naczyń krwionośnych, zmiany zapalne i alergiczne układu oskrzelowo-płucnego itp.). Często kwasica towarzyszy pierwszym godzinom życia noworodka, zwłaszcza jeśli normalne oddychanie nie zaczęło się natychmiast po urodzeniu. Aby wyeliminować ten stan, noworodka umieszcza się w specjalnej komorze z dużą zawartością tlenu. Kwasica metaboliczna przy dużym wysiłku mięśniowym może wystąpić u osób w każdym wieku i objawia się dusznością i wzmożoną potliwością oraz bolesnymi odczuciami w mięśniach. Po zakończeniu pracy stan kwasicy może utrzymywać się od kilku minut do 2-3 dni, w zależności od stopnia zmęczenia, sprawności i sprawności mechanizmów homeostatycznych.

Bardzo niebezpieczne choroby, które prowadzą do naruszenia homeostazy wodno-solnej, takie jak cholera, w której z organizmu usuwana jest ogromna ilość wody, a tkanki tracą swoje właściwości użytkowe. Wiele chorób nerek prowadzi również do naruszenia homeostazy wodno-solnej. W wyniku niektórych z tych chorób może rozwinąć się zasadowica - nadmierny wzrost stężenia substancji zasadowych we krwi i wzrost pH (przejście na stronę zasadową).

W niektórych przypadkach niewielkie, ale długotrwałe zaburzenia homeostazy mogą powodować rozwój niektórych chorób. Istnieją więc dowody na to, że nadmierne spożywanie cukru i innych źródeł węglowodanów, które zaburzają homeostazę glukozy, prowadzi do uszkodzenia trzustki, w wyniku czego u osoby rozwija się cukrzyca. Niebezpieczne jest również nadmierne spożywanie soli stołowych i innych soli mineralnych, ostrych przypraw itp., które zwiększają obciążenie układu wydalniczego. Nerki mogą nie radzić sobie z nadmiarem substancji, które trzeba usunąć z organizmu, co skutkuje naruszeniem homeostazy wodno-solnej. Jednym z jego objawów jest obrzęk - nagromadzenie płynu w tkankach miękkich ciała. Przyczyna obrzęku zwykle leży albo w niewydolności układu sercowo-naczyniowego, albo w naruszeniu nerek, aw rezultacie w metabolizmie minerałów.

Homeostaza to:

homeostaza

Homeostaza(starogrecki ὁμοιοστάσις od ὁμοιος – ten sam, podobny i στάσις – stojący, bezruch) – samoregulacja, zdolność układu otwartego do utrzymywania stałości swojego stanu wewnętrznego poprzez skoordynowane reakcje mające na celu utrzymanie dynamicznej równowagi. Chęć systemu do reprodukcji, przywrócenia utraconej równowagi, pokonania oporu środowiska zewnętrznego.

Homeostaza populacji to zdolność populacji do utrzymania określonej liczby osobników przez długi czas.

Amerykański fizjolog Walter B. Cannon w 1932 roku w swojej książce „Mądrość ciała” („Mądrość ciała”) zaproponował ten termin jako nazwę dla „skoordynowanych procesów fizjologicznych, które utrzymują większość stabilnych stanów organizmu”. Później termin ten został rozszerzony na zdolność do dynamicznego utrzymywania stałości swojego stanu wewnętrznego dowolnego systemu otwartego. Jednak pojęcie stałości środowiska wewnętrznego sformułował już w 1878 r. francuski naukowiec Claude Bernard.

Informacje ogólne

Termin „homeostaza” jest najczęściej używany w biologii. Aby mogły istnieć organizmy wielokomórkowe, konieczne jest zachowanie stałości środowiska wewnętrznego. Wielu ekologów jest przekonanych, że zasada ta dotyczy również środowiska zewnętrznego. Jeśli system nie jest w stanie przywrócić równowagi, może w końcu przestać działać.

Złożone systemy – na przykład organizm ludzki – muszą mieć homeostazę, aby zachować stabilność i istnieć. Systemy te muszą nie tylko dążyć do przetrwania, ale także dostosowywać się do zmian środowiskowych i ewoluować.

właściwości homeostazy

Systemy homeostatyczne mają następujące właściwości:

• niestabilność system: sprawdza, w jaki sposób może najlepiej się dostosować.
• Dążenie do równowagi: cała wewnętrzna, strukturalna i funkcjonalna organizacja systemów przyczynia się do utrzymania równowagi.
• nieprzewidywalność: Wynikowy efekt określonego działania może często różnić się od oczekiwanego.

Przykłady homeostazy u ssaków:

• Regulacja ilości mikroelementów i wody w organizmie – osmoregulacja. Przeprowadzane w nerkach.
• Usuwanie produktów przemiany materii - izolacja. Przeprowadzają ją narządy zewnątrzwydzielnicze - nerki, płuca, gruczoły potowe i przewód pokarmowy.
• Regulacja temperatury ciała. Obniżenie temperatury poprzez pocenie się, różnorodne reakcje termoregulacyjne.
• Regulacja poziomu glukozy we krwi. Przeprowadzana jest głównie przez wątrobę, insulinę i glukagon wydzielane przez trzustkę.

Należy zauważyć, że chociaż ciało jest w równowadze, jego stan fizjologiczny może być dynamiczny. Wiele organizmów wykazuje endogenne zmiany w postaci rytmów okołodobowych, ultradobowych i infradycznych. Tak więc, nawet w stanie homeostazy, temperatura ciała, ciśnienie krwi, tętno i większość wskaźników metabolicznych nie zawsze są na stałym poziomie, ale zmieniają się w czasie.

Mechanizmy homeostazy: sprzężenie zwrotne

Główny artykuł: Informacja zwrotna

Gdy następuje zmiana zmiennych, istnieją dwa główne rodzaje informacji zwrotnych, na które system reaguje:

1. Negatywne sprzężenie zwrotne, wyrażone jako reakcja, w której system reaguje w taki sposób, aby odwrócić kierunek zmian. Ponieważ sprzężenie zwrotne służy utrzymaniu stałości systemu, pozwala na utrzymanie homeostazy.
   • Na przykład, gdy wzrasta stężenie dwutlenku węgla w ludzkim ciele, płuca otrzymują sygnał, aby zwiększyły swoją aktywność i wydychały więcej dwutlenku węgla.
   • Termoregulacja to kolejny przykład negatywnego sprzężenia zwrotnego. Kiedy temperatura ciała wzrasta (lub spada), termoreceptory w skórze i podwzgórzu rejestrują zmianę, wyzwalając sygnał z mózgu. Ten sygnał z kolei powoduje reakcję - spadek (lub wzrost) temperatury.
2. Pozytywne sprzężenie zwrotne, które wyraża się jako wzrost zmiany zmiennej. Działa destabilizująco, więc nie prowadzi do homeostazy. Pozytywne sprzężenie zwrotne jest mniej powszechne w systemach naturalnych, ale ma również swoje zastosowania.
   • Na przykład w nerwach progowy potencjał elektryczny powoduje generowanie znacznie większego potencjału czynnościowego. Krzepnięcie krwi i zdarzenia porodowe to inne przykłady pozytywnych opinii.

Stabilne systemy wymagają kombinacji obu rodzajów sprzężenia zwrotnego. Podczas gdy ujemne sprzężenie zwrotne umożliwia powrót do stanu homeostazy, dodatnie sprzężenie zwrotne służy do przejścia do zupełnie nowego (i prawdopodobnie mniej pożądanego) stanu homeostazy, sytuacji zwanej „metastabilnością”. Do takich katastrofalnych zmian może dojść np. przy wzroście składników pokarmowych w rzekach o czystej wodzie, co prowadzi do homeostatycznego stanu wysokiej eutrofizacji (przerost glonów w korycie) i zmętnienia.

Homeostaza ekologiczna

Ekologiczną homeostazę obserwuje się w zbiorowiskach klimaksowych o najwyższej możliwej różnorodności biologicznej w sprzyjających warunkach środowiskowych.

W zaburzonych ekosystemach, czyli subklimakowych zbiorowiskach biologicznych – jak na przykład wyspa Krakatau, po silnej erupcji wulkanu w 1883 r. – stan homeostazy poprzedniego leśnego ekosystemu kulminacyjnego został zniszczony, podobnie jak całe życie na tej wyspie. Krakatau przeszedł przez łańcuch zmian ekologicznych w latach od erupcji, w których nowe gatunki roślin i zwierząt zastępowały się nawzajem, co doprowadziło do różnorodności biologicznej, aw rezultacie do kulminacyjnej społeczności. Sukcesja ekologiczna w Krakatau odbywała się w kilku etapach. Pełny łańcuch sukcesji prowadzący do punktu kulminacyjnego nazywa się preserie. W przykładzie Krakatau wyspa ta rozwinęła społeczność kulminacyjną z 8000 różnych gatunków zarejestrowanych w 1983 r., Sto lat po tym, jak erupcja zniszczyła na niej życie. Dane potwierdzają, że pozycja w homeostazie jest utrzymywana przez jakiś czas, a pojawienie się nowych gatunków bardzo szybko prowadzi do szybkiego zaniku starych.

Przypadek Krakatau i innych zaburzonych lub nienaruszonych ekosystemów pokazuje, że początkowa kolonizacja przez gatunki pionierskie odbywa się poprzez strategie rozmnażania z pozytywnym sprzężeniem zwrotnym, w których gatunki rozpraszają się, produkując jak najwięcej potomstwa, ale przy niewielkiej lub żadnej inwestycji w sukces każdego osobnika. . U takich gatunków następuje szybki rozwój i równie szybki upadek (na przykład w wyniku epidemii). Gdy ekosystem zbliża się do punktu kulminacyjnego, takie gatunki są zastępowane bardziej złożonymi gatunkami szczytowymi, które dostosowują się poprzez ujemne sprzężenie zwrotne do specyficznych warunków ich środowiska. Gatunki te są dokładnie kontrolowane przez potencjalną pojemność ekosystemu i kierują się inną strategią - produkcją mniejszego potomstwa, w którego sukces reprodukcyjny, w warunkach mikrośrodowiska jego specyficznej niszy ekologicznej, inwestuje się więcej energii.

Rozwój zaczyna się od społeczności pionierów, a kończy na społeczności kulminacyjnej. Ta kulminacyjna społeczność powstaje, gdy flora i fauna dochodzą do równowagi z lokalnym środowiskiem.

Takie ekosystemy tworzą heterarchie, w których homeostaza na jednym poziomie przyczynia się do procesów homeostatycznych na innym złożonym poziomie. Na przykład utrata liści na dojrzałym drzewie tropikalnym stwarza miejsce dla nowego wzrostu i wzbogaca glebę. Podobnie drzewo tropikalne ogranicza dostęp światła do niższych poziomów i pomaga zapobiegać inwazji innych gatunków. Ale drzewa też padają na ziemię, a rozwój lasu zależy od ciągłej zmiany drzew, cyklu składników pokarmowych przeprowadzanego przez bakterie, owady, grzyby. Podobnie, takie lasy przyczyniają się do procesów ekologicznych, takich jak regulacja mikroklimatów lub cykli hydrologicznych ekosystemów, a kilka różnych ekosystemów może oddziaływać na siebie w celu utrzymania homeostazy drenażu rzecznego w regionie biologicznym. Zmienność bioregionów odgrywa również rolę w homeostatycznej stabilności regionu biologicznego lub biomu.

Homeostaza biologiczna

Dalsze informacje: Równowaga kwasowo-zasadowa

Homeostaza działa jako podstawowa cecha organizmów żywych i jest rozumiana jako utrzymywanie środowiska wewnętrznego w dopuszczalnych granicach.

Środowisko wewnętrzne organizmu obejmuje płyny ustrojowe - osocze krwi, limfę, substancję międzykomórkową i płyn mózgowo-rdzeniowy. Zachowanie stabilności tych płynów jest niezbędne dla organizmów, a ich brak prowadzi do uszkodzenia materiału genetycznego.

Ze względu na dowolny parametr organizmy dzielą się na konformacyjne i regulacyjne. Organizmy regulacyjne utrzymują parametr na stałym poziomie, niezależnie od tego, co dzieje się w środowisku. Organizmy konformacyjne pozwalają środowisku określić parametr. Na przykład zwierzęta stałocieplne utrzymują stałą temperaturę ciała, podczas gdy zwierzęta zimnokrwiste wykazują szeroki zakres temperatur.

Nie mówimy o tym, że organizmy konformacyjne nie mają adaptacji behawioralnych, które pozwalają im w pewnym stopniu regulować dany parametr. Na przykład gady często siadają rano na rozgrzanych skałach, aby podnieść temperaturę ciała.

Zaletą regulacji homeostatycznej jest to, że pozwala organizmowi na wydajniejsze funkcjonowanie. Na przykład zwierzęta zmiennocieplne stają się ospałe w niskich temperaturach, podczas gdy zwierzęta stałocieplne są prawie tak samo aktywne jak zawsze. Z drugiej strony regulacja wymaga energii. Powodem, dla którego niektóre węże mogą jeść tylko raz w tygodniu, jest to, że zużywają znacznie mniej energii do utrzymania homeostazy niż ssaki.

Homeostaza komórkowa

Regulacja aktywności chemicznej komórki odbywa się poprzez szereg procesów, wśród których szczególne znaczenie ma zmiana struktury samej cytoplazmy oraz struktury i aktywności enzymów. Autoregulacja zależy od temperatury, stopnia kwasowości, stężenia substratu, obecności określonych makro- i mikroelementów.

Homeostaza w organizmie człowieka

Dalsze informacje: Równowaga kwasowo-zasadowa Zobacz też: Układy buforowe krwi

Różne czynniki wpływają na zdolność płynów ustrojowych do podtrzymywania życia. Należą do nich parametry, takie jak temperatura, zasolenie, kwasowość oraz stężenie składników odżywczych - glukozy, różnych jonów, tlenu oraz produktów przemiany materii - dwutlenku węgla i moczu. Ponieważ parametry te wpływają na reakcje chemiczne, które utrzymują organizm przy życiu, istnieją wbudowane mechanizmy fizjologiczne, które utrzymują je na wymaganym poziomie.

Homeostazy nie można uważać za przyczynę procesów tych nieświadomych adaptacji. Należy to traktować jako ogólną cechę wielu normalnych procesów działających razem, a nie jako ich pierwotną przyczynę. Ponadto istnieje wiele zjawisk biologicznych, które nie pasują do tego modelu - na przykład anabolizm.

Inne obszary

Pojęcie „homeostazy” jest stosowane także w innych dziedzinach.

Aktuariusz może mówić o homeostaza ryzyka, w którym na przykład ludzie, którzy mają nieprzywierające hamulce w swoich samochodach, nie są w bezpieczniejszej sytuacji niż ci, którzy ich nie mają, ponieważ ci ludzie nieświadomie rekompensują bezpieczniejszy samochód ryzykowną jazdą. Dzieje się tak, ponieważ niektóre mechanizmy podtrzymujące – takie jak strach – przestają działać.

Socjolodzy i psychologowie mogą mówić o homeostaza stresu- chęć populacji lub jednostki do pozostania na określonym poziomie stresu, często sztucznie wywołując stres, jeśli „naturalny” poziom stresu nie wystarcza.

Przykłady

• termoregulacja
  • Drżenie mięśni szkieletowych może rozpocząć się, jeśli temperatura ciała jest zbyt niska.
  • Inny rodzaj termogenezy obejmuje rozkład tłuszczów w celu uwolnienia ciepła.
  • Pocenie się chłodzi ciało poprzez parowanie.
• Regulacja chemiczna
  • Trzustka wydziela insulinę i glukagon, aby kontrolować poziom glukozy we krwi.
  • Płuca pobierają tlen i uwalniają dwutlenek węgla.
  • Nerki wydalają mocz i regulują poziom wody oraz ilość jonów w organizmie.

Wiele z tych narządów jest kontrolowanych przez hormony z układu podwzgórzowo-przysadkowego.

Zobacz też

Kategorie:

• homeostaza
• systemy otwarte
• Procesy fizjologiczne

Fundacja Wikimedia. 2010.

W organizmach zwierząt wyższych wykształciły się adaptacje, które przeciwdziałają wielu wpływom środowiska zewnętrznego, zapewniając względnie stałe warunki istnienia komórek. Jest to niezbędne do życia całego organizmu. Zilustrujemy to przykładami. Komórki ciała zwierząt stałocieplnych, czyli zwierząt o stałej temperaturze ciała, funkcjonują normalnie tylko w wąskich granicach temperatur (u ludzi w granicach 36-38 °). Przesunięcie temperatury poza te granice prowadzi do zakłócenia aktywności komórek. Jednocześnie ciało zwierząt stałocieplnych może normalnie istnieć przy znacznie szerszych wahaniach temperatury środowiska zewnętrznego. Na przykład niedźwiedź polarny może żyć w temperaturach -70° i +20-30°. Wynika to z faktu, że w całym organizmie regulowana jest jego wymiana ciepła z otoczeniem, tj. wytwarzanie ciepła (intensywność procesów chemicznych zachodzących z wydzielaniem ciepła) i przenoszenie ciepła. Tak więc przy niskiej temperaturze otoczenia wytwarzanie ciepła wzrasta, a wymiana ciepła maleje. Dlatego przy wahaniach temperatury zewnętrznej (w pewnych granicach) utrzymywana jest stała temperatura ciała.

Funkcje komórek ciała są normalne tylko przy względnej stałości ciśnienia osmotycznego, ze względu na stałą zawartość elektrolitów i wody w komórkach. Zmiany ciśnienia osmotycznego - jego spadek lub wzrost - prowadzą do ostrych naruszeń funkcji i struktury komórek. Organizm jako całość może istnieć przez pewien czas zarówno przy nadmiernym pobraniu, jak i przy niedoborze wody oraz przy dużych i małych ilościach soli w pożywieniu. Wynika to z obecności w ciele adaptacji, które przyczyniają się do utrzymania
stałość ilości wody i elektrolitów w organizmie. W przypadku nadmiernego spożycia wody znaczne jej ilości są szybko wydalane z organizmu przez narządy wydalnicze (nerki, gruczoły potowe, skórę), a przy braku wody zatrzymywane w organizmie. W ten sam sposób narządy wydalnicze regulują zawartość elektrolitów w organizmie: szybko usuwają ich nadmiar lub zatrzymują w płynach ustrojowych przy niedostatecznej podaży soli.

Stężenie poszczególnych elektrolitów we krwi i płynie tkankowym z jednej strony oraz w protoplazmie komórek z drugiej jest różne. Krew i płyn tkankowy zawierają więcej jonów sodu, a protoplazma komórek zawiera więcej jonów potasu. Różnicę w stężeniu jonów wewnątrz i na zewnątrz komórki uzyskuje się dzięki specjalnemu mechanizmowi, który zatrzymuje jony potasu wewnątrz komórki i nie pozwala na gromadzenie się jonów sodu w komórce. Mechanizm ten, którego natura nie jest jeszcze jasna, nazywany jest pompą sodowo-potasową i jest związany z procesem metabolizmu komórkowego.

Komórki ciała są bardzo wrażliwe na zmiany stężenia jonów wodorowych. Zmiana stężenia tych jonów w jednym lub drugim kierunku gwałtownie zakłóca żywotną aktywność komórek. Środowisko wewnętrzne organizmu charakteryzuje się stałym stężeniem jonów wodorowych, które zależy od obecności tzw. układów buforowych we krwi i płynie tkankowym (s. 48) oraz od czynności narządów wydalniczych. Wraz ze wzrostem zawartości kwasów lub zasad we krwi są one szybko wydalane z organizmu iw ten sposób zostaje zachowana stała koncentracja jonów wodorowych w środowisku wewnętrznym.

Komórki, zwłaszcza komórki nerwowe, są bardzo wrażliwe na zmiany poziomu cukru we krwi, ważnego składnika odżywczego. Dlatego stałość zawartości cukru we krwi ma ogromne znaczenie dla procesu życiowego. Osiąga się to przez to, że wraz ze wzrostem poziomu cukru we krwi w wątrobie i mięśniach syntetyzowany jest z niego polisacharyd, glikogen, który jest zdeponowany w komórkach, a przy spadku poziomu cukru we krwi, glikogen jest rozkładany w wątrobie i mięśniach, a cukier winogronowy jest uwalniany do krwi.

Stałość składu chemicznego i właściwości fizykochemicznych środowiska wewnętrznego jest ważną cechą wyższych organizmów zwierzęcych. Na określenie tej stałości W. Cannon zaproponował termin, który stał się powszechny - homeostaza. Wyrazem homeostazy jest obecność szeregu stałych biologicznych, czyli stabilnych wskaźników ilościowych charakteryzujących prawidłowy stan organizmu. Takimi stałymi wartościami są: temperatura ciała, ciśnienie osmotyczne krwi i płynu tkankowego, zawartość jonów sodu, potasu, wapnia, chloru i fosforu, a także białka i cukru, stężenie jonów wodorowych i szereg innych.

Zwracając uwagę na stałość składu, właściwości fizykochemicznych i biologicznych środowiska wewnętrznego należy podkreślić, że nie jest ona bezwzględna, lecz względna i dynamiczna. Stałość tę uzyskuje się dzięki ciągłej pracy wielu narządów i tkanek, w wyniku której zachodzą zmiany składu i właściwości fizykochemicznych środowiska wewnętrznego, które zachodzą pod wpływem zmian środowiska zewnętrznego oraz w wyniku czynności życiowe organizmu są wyrównane.

Rola różnych narządów i ich układów w utrzymaniu homeostazy jest różna. W ten sposób układ pokarmowy zapewnia dopływ składników odżywczych do krwi w takiej postaci, w jakiej mogą być wykorzystane przez komórki organizmu. Układ krążenia wykonuje ciągły ruch krwi i transport różnych substancji w organizmie, w wyniku czego składniki odżywcze, tlen i różne związki chemiczne powstające w samym organizmie dostają się do komórek, a produkty rozpadu, w tym dwutlenek węgla, uwalniane przez komórki są przenoszone do narządów, które usuwają je z organizmu. Narządy oddechowe dostarczają tlen do krwi i usuwają dwutlenek węgla z organizmu. Wątroba i szereg innych narządów przeprowadza znaczną liczbę przemian chemicznych - syntezę i rozkład wielu ważnych w życiu komórek związków chemicznych. Narządy wydalnicze - nerki, płuca, gruczoły potowe, skóra - usuwają z organizmu końcowe produkty rozpadu substancji organicznych oraz utrzymują stałą zawartość wody i elektrolitów we krwi, a co za tym idzie w płynie tkankowym i w komórki ciała.

Układ nerwowy odgrywa ważną rolę w utrzymaniu homeostazy. Wrażliwie reagując na różne zmiany w środowisku zewnętrznym lub wewnętrznym, reguluje pracę narządów i układów w taki sposób, aby zapobiegać i niwelować występujące lub mogące wystąpić w organizmie przesunięcia i zaburzenia.

Dzięki rozwojowi adaptacji zapewniających względną stałość środowiska wewnętrznego organizmu, jego komórki są mniej podatne na zmienne wpływy środowiska zewnętrznego. Według kl. Bernarda „stałość środowiska wewnętrznego jest warunkiem wolnego i niezależnego życia”.

Homeostaza ma pewne granice. Kiedy organizm przebywa, zwłaszcza przez długi czas, w warunkach znacznie odbiegających od tych, do których jest przystosowany, homeostaza zostaje zaburzona i mogą wystąpić przesunięcia niezgodne z normalnym trybem życia. Tak więc przy znacznej zmianie temperatury zewnętrznej w kierunku zarówno jej wzrostu, jak i spadku, temperatura ciała może wzrosnąć lub spaść i może dojść do przegrzania lub wychłodzenia organizmu, co prowadzi do śmierci. Podobnie przy znacznym ograniczeniu dopływu wody i soli do organizmu lub całkowitym pozbawieniu tych substancji względna stałość składu i właściwości fizyko-chemicznych środowiska wewnętrznego zostaje po pewnym czasie zaburzona i życie ustaje.

Wysoki poziom homeostazy występuje tylko na pewnych etapach rozwoju gatunku i osobnika. Zwierzęta niższe nie mają wystarczająco rozwiniętych przystosowań do łagodzenia lub eliminowania wpływów zmian w środowisku zewnętrznym. Na przykład względna stałość temperatury ciała (homeotermia) jest utrzymywana tylko u zwierząt stałocieplnych. U tzw. zwierząt zmiennocieplnych temperatura ciała jest zbliżona do temperatury środowiska zewnętrznego i ma wartość zmienną (poikilotermia). Nowonarodzone zwierzę nie ma takiej stałości temperatury ciała, składu i właściwości środowiska wewnętrznego, jak u dorosłego organizmu.

Nawet niewielkie naruszenia homeostazy prowadzą do patologii, dlatego też określenie względnie stałych parametrów fizjologicznych, takich jak temperatura ciała, ciśnienie krwi, skład, właściwości fizykochemiczne i biologiczne krwi itp., ma dużą wartość diagnostyczną.

W swojej książce The Wisdom of the Body zaproponował ten termin jako nazwę „skoordynowanych procesów fizjologicznych, które utrzymują najbardziej stabilne stany organizmu”. W przyszłości pojęcie to zostało rozszerzone na zdolność do dynamicznego utrzymywania stałości swojego stanu wewnętrznego dowolnego systemu otwartego. Jednak pojęcie stałości środowiska wewnętrznego sformułował już w 1878 r. francuski naukowiec Claude Bernard.

Informacje ogólne

Termin „homeostaza” jest najczęściej używany w biologii. Aby mogły istnieć organizmy wielokomórkowe, konieczne jest zachowanie stałości środowiska wewnętrznego. Wielu ekologów jest przekonanych, że zasada ta dotyczy również środowiska zewnętrznego. Jeśli system nie jest w stanie przywrócić równowagi, może w końcu przestać działać.

Złożone systemy – na przykład organizm ludzki – muszą mieć homeostazę, aby zachować stabilność i istnieć. Systemy te muszą nie tylko dążyć do przetrwania, ale także dostosowywać się do zmian środowiskowych i ewoluować.

właściwości homeostazy

Systemy homeostatyczne mają następujące właściwości:

• niestabilność system: sprawdza, w jaki sposób może najlepiej się dostosować.
• Dążenie do równowagi: cała wewnętrzna, strukturalna i funkcjonalna organizacja systemów przyczynia się do utrzymania równowagi.
• nieprzewidywalność: Wynikowy efekt określonego działania może często różnić się od oczekiwanego.

• Regulacja ilości mikroelementów i wody w organizmie – osmoregulacja. Przeprowadzane w nerkach.
• Usuwanie produktów przemiany materii - izolacja. Przeprowadzają ją narządy zewnątrzwydzielnicze - nerki, płuca, gruczoły potowe i przewód pokarmowy.
• Regulacja temperatury ciała. Obniżenie temperatury poprzez pocenie się, różnorodne reakcje termoregulacyjne.
• Regulacja poziomu glukozy we krwi. Prowadzony głównie przez wątrobę, insulina i glukagon wydzielane przez trzustkę.

Należy zauważyć, że chociaż ciało jest w równowadze, jego stan fizjologiczny może być dynamiczny. Wiele organizmów wykazuje endogenne zmiany w postaci rytmów okołodobowych, ultradobowych i infradycznych. Tak więc, nawet w stanie homeostazy, temperatura ciała, ciśnienie krwi, tętno i większość wskaźników metabolicznych nie zawsze są na stałym poziomie, ale zmieniają się w czasie.

Mechanizmy homeostazy: sprzężenie zwrotne

Gdy następuje zmiana zmiennych, istnieją dwa główne rodzaje informacji zwrotnych, na które system reaguje:

1. Negatywne sprzężenie zwrotne, wyrażone jako reakcja, w której system reaguje w taki sposób, aby odwrócić kierunek zmian. Ponieważ sprzężenie zwrotne służy utrzymaniu stałości systemu, pozwala na utrzymanie homeostazy.
   • Na przykład, gdy wzrasta stężenie dwutlenku węgla w ludzkim ciele, płuca otrzymują sygnał, aby zwiększyły swoją aktywność i wydychały więcej dwutlenku węgla.
   • Termoregulacja to kolejny przykład negatywnego sprzężenia zwrotnego. Kiedy temperatura ciała wzrasta (lub spada), termoreceptory w skórze i podwzgórzu rejestrują zmianę, wyzwalając sygnał z mózgu. Ten sygnał z kolei powoduje reakcję - spadek (lub wzrost) temperatury.
2. Pozytywne sprzężenie zwrotne, które wyraża się jako wzmocnienie zmiany zmiennej. Działa destabilizująco, więc nie prowadzi do homeostazy. Pozytywne sprzężenie zwrotne jest mniej powszechne w systemach naturalnych, ale ma również swoje zastosowania.
   • Na przykład w nerwach progowy potencjał elektryczny powoduje generowanie znacznie większego potencjału czynnościowego. Krzepnięcie krwi i zdarzenia porodowe to inne przykłady pozytywnych opinii.

Stabilne systemy wymagają kombinacji obu rodzajów sprzężenia zwrotnego. Podczas gdy ujemne sprzężenie zwrotne umożliwia powrót do stanu homeostazy, dodatnie sprzężenie zwrotne służy do przejścia do zupełnie nowego (i prawdopodobnie mniej pożądanego) stanu homeostazy, sytuacji zwanej „metastabilnością”. Do takich katastrofalnych zmian może dojść np. przy wzroście składników pokarmowych w rzekach o czystej wodzie, co prowadzi do homeostatycznego stanu wysokiej eutrofizacji (przerost glonów w korycie) i zmętnienia.

Homeostaza ekologiczna

W zaburzonych ekosystemach, czyli subklimakowych zbiorowiskach biologicznych - jak na przykład wyspa Krakatau, po silnej erupcji wulkanu - stan homeostazy poprzedniego leśnego ekosystemu kulminacyjnego został zniszczony, podobnie jak całe życie na tej wyspie. Krakatau przeszedł przez łańcuch zmian ekologicznych w latach od erupcji, w których nowe gatunki roślin i zwierząt zastępowały się nawzajem, co doprowadziło do różnorodności biologicznej, aw rezultacie do kulminacyjnej społeczności. Sukcesja ekologiczna w Krakatau odbywała się w kilku etapach. Pełny łańcuch sukcesji prowadzący do punktu kulminacyjnego nazywa się preserie. Na przykładzie Krakatau wyspa ta rozwinęła społeczność kulminacyjną z ośmioma tysiącami różnych gatunków zarejestrowanych w , sto lat po tym, jak erupcja zniszczyła na niej życie. Dane potwierdzają, że pozycja w homeostazie jest utrzymywana przez jakiś czas, a pojawienie się nowych gatunków bardzo szybko prowadzi do szybkiego zaniku starych.

Przypadek Krakatau i innych zaburzonych lub nienaruszonych ekosystemów pokazuje, że początkowa kolonizacja przez gatunki pionierskie odbywa się poprzez strategie rozmnażania z pozytywnym sprzężeniem zwrotnym, w których gatunki rozpraszają się, produkując jak najwięcej potomstwa, ale przy niewielkiej lub żadnej inwestycji w sukces każdego osobnika. . U takich gatunków następuje szybki rozwój i równie szybki upadek (na przykład w wyniku epidemii). Gdy ekosystem zbliża się do punktu kulminacyjnego, takie gatunki są zastępowane bardziej złożonymi gatunkami szczytowymi, które dostosowują się poprzez ujemne sprzężenie zwrotne do specyficznych warunków ich środowiska. Gatunki te są dokładnie kontrolowane przez potencjalną pojemność ekosystemu i kierują się inną strategią - produkcją mniejszego potomstwa, w którego sukces reprodukcyjny, w warunkach mikrośrodowiska jego specyficznej niszy ekologicznej, inwestuje się więcej energii.

Rozwój zaczyna się od społeczności pionierów, a kończy na społeczności kulminacyjnej. Ta kulminacyjna społeczność powstaje, gdy flora i fauna dochodzą do równowagi z lokalnym środowiskiem.

Takie ekosystemy tworzą heterarchie, w których homeostaza na jednym poziomie przyczynia się do procesów homeostatycznych na innym złożonym poziomie. Na przykład utrata liści na dojrzałym drzewie tropikalnym stwarza miejsce dla nowego wzrostu i wzbogaca glebę. Podobnie drzewo tropikalne ogranicza dostęp światła do niższych poziomów i pomaga zapobiegać inwazji innych gatunków. Ale drzewa też padają na ziemię, a rozwój lasu zależy od nieustannej zmiany drzew, cyklu składników pokarmowych realizowanych przez bakterie, owady, grzyby. Podobnie, takie lasy przyczyniają się do procesów ekologicznych, takich jak regulacja mikroklimatów lub cykli hydrologicznych ekosystemów, a kilka różnych ekosystemów może oddziaływać na siebie w celu utrzymania homeostazy drenażu rzecznego w regionie biologicznym. Zmienność bioregionów odgrywa również rolę w homeostatycznej stabilności regionu biologicznego lub biomu.

Homeostaza biologiczna

Homeostaza działa jako podstawowa cecha organizmów żywych i jest rozumiana jako utrzymywanie środowiska wewnętrznego w dopuszczalnych granicach.

Środowisko wewnętrzne organizmu obejmuje płyny ustrojowe - osocze krwi, limfę, substancję międzykomórkową i płyn mózgowo-rdzeniowy. Zachowanie stabilności tych płynów jest niezbędne dla organizmów, a ich brak prowadzi do uszkodzenia materiału genetycznego.

Homeostaza w organizmie człowieka

Różne czynniki wpływają na zdolność płynów ustrojowych do podtrzymywania życia. Wśród nich są parametry takie jak temperatura, zasolenie, kwasowość oraz stężenie substancji odżywczych - glukozy, różnych jonów, tlenu oraz produktów przemiany materii - dwutlenku węgla i moczu. Ponieważ parametry te wpływają na reakcje chemiczne, które utrzymują organizm przy życiu, istnieją wbudowane mechanizmy fizjologiczne, które utrzymują je na wymaganym poziomie.

Homeostazy nie można uważać za przyczynę procesów tych nieświadomych adaptacji. Należy to traktować jako ogólną cechę wielu normalnych procesów działających razem, a nie jako ich pierwotną przyczynę. Ponadto istnieje wiele zjawisk biologicznych, które nie pasują do tego modelu - na przykład anabolizm.

Inne obszary

Pojęcie „homeostazy” jest stosowane także w innych dziedzinach.

Aktuariusz może mówić o homeostaza ryzyka, w którym na przykład ludzie, którzy mają nieprzywierające hamulce w swoich samochodach, nie są w bezpieczniejszej sytuacji niż ci, którzy ich nie mają, ponieważ ci ludzie nieświadomie rekompensują bezpieczniejszy samochód ryzykowną jazdą. Dzieje się tak, ponieważ niektóre mechanizmy podtrzymujące – takie jak strach – przestają działać.

Socjolodzy i psychologowie mogą mówić o homeostaza stresu- chęć populacji lub jednostki do pozostania na określonym poziomie stresu, często sztucznie wywołując stres, jeśli „naturalny” poziom stresu nie wystarcza.

Przykłady

• termoregulacja
  • Drżenie mięśni szkieletowych może rozpocząć się, jeśli temperatura ciała jest zbyt niska.
  • Inny rodzaj termogenezy obejmuje rozkład tłuszczów w celu uwolnienia ciepła.
  • Pocenie się chłodzi ciało poprzez parowanie.
• Regulacja chemiczna
  • Trzustka wydziela insulinę i glukagon, aby kontrolować poziom glukozy we krwi.
  • Płuca pobierają tlen i uwalniają dwutlenek węgla.
  • Nerki wydalają mocz i regulują poziom wody oraz ilość jonów w organizmie.

Wiele z tych narządów jest kontrolowanych przez hormony z układu podwzgórzowo-przysadkowego.

Zobacz też

Fundacja Wikimedia. 2010 .

Synonimy:

Zobacz, czym jest „Homeostaza” w innych słownikach:

Homeostaza... Słownik ortograficzny

homeostaza- Ogólna zasada samoregulacji organizmów żywych. Perls mocno podkreśla znaczenie tej koncepcji w swoich pracach The Gestalt Approach i Eye Witness to Therapy. Krótki objaśniający słownik psychologiczny i psychiatryczny. wyd. igiszewa. 2008... Wielka encyklopedia psychologiczna

Homeostaza (z greckiego podobny, identyczny i stan), właściwość organizmu do utrzymania jego parametrów fizjologicznych. funkcje w def. Zakres, w oparciu o stabilność wewnętrzną. środowisko ciała w odniesieniu do zakłócających wpływów ... Encyklopedia filozoficzna

- (z greckiego homoios to samo, podobne i greckie zastój bezruch, stanie), homeostaza, zdolność organizmu lub układu organizmów do utrzymania stabilnej (dynamicznej) równowagi w zmieniających się warunkach środowiskowych. Homeostaza w populacji Słownik ekologiczny

Homeostaza (od homeo... i grec. zastój bezruchu, stan), zdolność biol. systemów, aby opierały się zmianom i pozostały dynamiczne. odnosi się do stałości składu i właściwości. Termin „G”. zaproponowany przez W. Kennona w 1929 r. do scharakteryzowania stanów ... Biologiczny słownik encyklopedyczny