Kaj zagotavlja homeostazo. Mehanizmi homeostaze. Koncept homeostaze

Povratne informacije.

Ko pride do spremembe spremenljivk, obstajata dve glavni vrsti povratnih informacij, na katere se sistem odzove:

Negativne povratne informacije, izraženo kot reakcija, pri kateri se sistem odzove na tak način, da obrne smer spremembe. Ker povratna informacija služi ohranjanju konstantnosti sistema, omogoča vzdrževanje homeostaze.

Na primer, ko koncentracija ogljikov dioksid poveča v človeškem telesu, pride v pljuča signal, da povečajo svojo aktivnost in izdihnejo več ogljikovega dioksida.

termoregulacija -- še en primer negativnih povratnih informacij. Ko telesna temperatura naraste (ali pade) termoreceptorji V kožo in hipotalamus zabeležite spremembo tako, da sprožite signal iz možganov. Ta signal pa povzroči odziv - znižanje (ali povečanje) temperature.

Pozitivne povratne informacije , ki se izraža v povečanju spremembe spremenljivke. Ima destabilizacijski učinek in zato ne vodi do homeostaze. Pozitivna povratna informacija je manj pogosta v naravnih sistemih, vendar ima tudi svojo uporabo.

Na primer v živcih prag električnega potenciala povzroči ustvarjanje veliko več akcijski potencial. strjevanje krvi in dogodki med rojstvo lahko navedemo kot druge primere pozitivnih povratnih informacij.

Stabilni sistemi zahtevajo kombinacije obeh vrst povratnih informacij. Medtem ko negativna povratna informacija omogoča vrnitev v homeostatsko stanje, se pozitivna povratna informacija uporablja za prehod v povsem novo (in morda manj zaželeno) stanje homeostaze – situacijo, imenovano "metastabilnost". Do takšnih katastrofalnih sprememb lahko pride na primer s povečanjem hranila v rekah s čisto vodo, kar vodi v homeostatsko stanje visoke evtrofikacija(razraščanje gred alge) in motnost.

Biofizikalni mehanizmi homeostaze.

Z vidika kemijske biofizike je homeostaza stanje, v katerem so vsi procesi, odgovorni za energetske transformacije v telesu, v dinamičnem ravnovesju. To stanje je najbolj stabilno in ustreza fiziološkemu optimumu. V skladu s pojmi termodinamike lahko organizem in celica obstajata in se prilagajata okoljskim razmeram, pod katerimi se v biološkem sistemu lahko vzpostavi stacionarni potek fizikalnih in kemičnih procesov, tj. homeostazo. Glavno vlogo pri vzpostavljanju homeostaze imajo celični membranski sistemi, ki so odgovorni za bioenergetske procese in uravnavajo hitrost vnosa in sproščanja snovi iz celic.

S tega vidika so glavni vzroki motnje neencimske reakcije, ki se pojavljajo v membranah, nenavadne za normalno življenje; v večini primerov gre za oksidacijske verižne reakcije, ki vključujejo proste radikale, ki se pojavljajo v celičnih fosfolipidih. Te reakcije vodijo do poškodb strukturnih elementov celic in motenj regulativne funkcije. Dejavniki, ki povzročajo motnje v homeostazi, so tudi dejavniki, ki povzročajo nastanek radikalov (ionizirajoče sevanje, infekcijski toksini, nekatera živila, nikotin, pomanjkanje vitaminov itd.).

Dejavniki, ki stabilizirajo homeostatsko stanje in funkcije membran, vključujejo bioantioksidante, ki zavirajo razvoj oksidativnih radikalskih reakcij.

Ekološka homeostaza.

Ekološko homeostazo opazimo v klimaksnih združbah z največjo možno biotsko raznovrstnostjo v ugodnih okoljskih razmerah.

V motenih ekosistemih ali subklimaksnih bioloških skupnostih - kot je otok Krakatoa po velikem vulkanskem izbruhu leta 1883 - je bilo stanje homeostaze prejšnjega gozdnega klimaksnega ekosistema uničeno, tako kot vse življenje na tem otoku.

Krakatoa je v letih po izbruhu šel skozi verigo ekoloških sprememb, v katerih so si sledile nove vrste rastlin in živali, kar je vodilo do biotske raznovrstnosti in posledične vrhunske skupnosti. Ekološka sukcesija na Krakatoi je potekala v več fazah. Celotna veriga nasledstev, ki vodi do vrhunca, se imenuje preserija. Na primeru Krakatoe je otok razvil vrhunsko skupnost z osem tisoč različnimi vrstami, zabeleženimi leta 1983, sto let po tem, ko je izbruh izbrisal življenje na njem. Podatki potrjujejo, da je stanje nekaj časa v homeostazi, pri čemer nastanek novih vrst zelo hitro povzroči hitro izginotje starih.

Primer Krakatoe in drugih motenih ali nedotaknjenih ekosistemov kaže, da do začetne kolonizacije s pionirskimi vrstami pride s pozitivnimi povratnimi reproduktivnimi strategijami, pri katerih se vrste razpršijo in proizvedejo čim več potomcev, vendar z malo vlaganja v uspeh vsakega posameznika. Pri takih vrstah je hiter razvoj in enako hiter propad (na primer zaradi epidemije). Ko se ekosistem približuje vrhuncu, takšne vrste zamenjajo bolj zapletene vrste vrhunca, ki se z negativnimi povratnimi informacijami prilagajajo specifičnim razmeram svojega okolja. Te vrste so skrbno nadzorovane s potencialno nosilno zmogljivostjo ekosistema in sledijo drugačni strategiji - proizvajajo manj potomcev, katerih reproduktivni uspeh vložijo več energije v mikrookolje svoje specifične ekološke niše.

Razvoj se začne s pionirsko skupnostjo in konča s skupnostjo vrhunca. Ta vrhunska skupnost se oblikuje, ko se flora in favna uravnovesita z lokalnim okoljem.

Takšni ekosistemi tvorijo heterarhije, v katerih homeostaza na eni ravni prispeva k homeostatskim procesom na drugi kompleksni ravni.

Na primer, izguba listov z zrelega tropskega drevesa zagotavlja prostor za novo rast in obogati zemljo. Ravno tako tropsko drevo zmanjša dostop svetlobe na nižje ravni in pomaga preprečevati invazijo drugih vrst. Toda drevesa tudi padajo na tla in razvoj gozda je odvisen od nenehnega menjavanja dreves in kroženja hranilnih snovi, ki ga izvajajo bakterije, žuželke in glive.

Podobno taki gozdovi prispevajo k ekološkim procesom, kot je regulacija mikroklime ali hidroloških ciklov ekosistemov, več različnih ekosistemov pa lahko medsebojno deluje, da ohranijo homeostazo rečnega odtoka znotraj biološke regije. Bioregionalna variabilnost ima tudi vlogo pri homeostatski stabilnosti biološke regije ali bioma.

Biološka homeostaza.

Homeostaza je temeljna značilnost živih organizmov in se razume kot vzdrževanje notranjega okolja v sprejemljivih mejah.

Notranje okolje telesa zajema telesne tekočine – krvno plazmo, limfo, medcelično snov in likvor. Ohranjanje stabilnosti teh tekočin je ključnega pomena za organizme, njihova odsotnost pa vodi do poškodb genetskega materiala.

Glede na kateri koli parameter so organizmi razdeljeni na konformacijske in regulativne. Regulatorni organizmi ohranjajo parameter na konstantni ravni, ne glede na dogajanje v okolju. Konformacijski organizmi omogočajo okolju, da določi parameter. Na primer, toplokrvne živali ohranjajo stalno telesno temperaturo, medtem ko imajo hladnokrvne živali širok razpon temperatur.

To ne pomeni, da konformacijski organizmi nimajo vedenjskih prilagoditev, ki bi jim omogočile do neke mere uravnavanje danega parametra. Plazilci na primer zjutraj pogosto sedijo na razgretih kamnih, da si dvignejo telesno temperaturo.

Prednost homeostatske regulacije je, da omogoča telesu učinkovitejše delovanje. Na primer, hladnokrvne živali postanejo letargične pri nizkih temperaturah, medtem ko so toplokrvne živali skoraj tako aktivne kot kdaj koli prej. Po drugi strani pa regulacija zahteva energijo. Razlog, zakaj lahko nekatere kače jedo samo enkrat na teden, je v tem, da porabijo veliko manj energije za vzdrževanje homeostaze kot sesalci.

Celična homeostaza.

Uravnavanje kemijske aktivnosti celice dosežemo s številnimi procesi, med katerimi so zlasti pomembne spremembe v strukturi same citoplazme ter zgradbi in aktivnosti encimov. Avtoregulacija je odvisna od temperature, stopnje kislosti, koncentracije substrata in prisotnosti nekaterih makro- in mikroelementov.

Homeostaza v človeškem telesu.

Različni dejavniki vplivajo na sposobnost telesnih tekočin, da podpirajo življenje. Sem sodijo parametri, kot so temperatura, slanost, kislost in koncentracija hranilnih snovi – glukoze, raznih ionov, kisika ter odpadkov – ogljikovega dioksida in urina. Ker ti parametri vplivajo na kemične reakcije, ki ohranjajo telo pri življenju, obstajajo vgrajeni fiziološki mehanizmi, ki jih vzdržujejo na zahtevani ravni.

Homeostaze ni mogoče šteti za vzrok teh nezavednih procesov prilagajanja. Dojemati ga je treba kot splošno značilnost številnih normalnih procesov, ki delujejo skupaj, in ne kot njihov glavni vzrok. Poleg tega obstaja veliko bioloških pojavov, ki ne ustrezajo temu modelu - anabolizem, na primer.

2. Učni cilji:

Spoznati bistvo homeostaze, fiziološke mehanizme vzdrževanja homeostaze, osnove uravnavanja homeostaze.

Preučite glavne vrste homeostaze. Spoznajte značilnosti homeostaze, povezane s starostjo

3. Vprašanja za samopripravo za obvladovanje te teme:

1) Opredelitev homeostaze

2) Vrste homeostaze.

3) Genetska homeostaza

4) Strukturna homeostaza

5) Homeostaza notranjega okolja telesa

6) Imunološka homeostaza

7) Mehanizmi regulacije homeostaze: nevrohumoralni in endokrini.

8) Hormonska regulacija homeostaze.

9) Organi, ki sodelujejo pri uravnavanju homeostaze

10) Splošno načelo homeostatskih reakcij

11) Specifičnost homeostaze.

12) Starostne značilnosti homeostaze

13) Patološki procesi, ki jih spremlja motnja homeostaze.

14) Korekcija homeostaze telesa je glavna naloga zdravnika.

__________________________________________________________________

4. Vrsta lekcije: obšolski

5. Trajanje pouka- 3 ure.

6. Oprema. Elektronska predstavitev "Predavanja o biologiji", tabele, lutke

Homeostaza(gr. homoios - enak, stasis - stanje) - sposobnost organizma, da kljub spremenljivosti parametrov zunanjega okolja in delovanju notranjih motečih dejavnikov ohrani stalnost notranjega okolja in glavne značilnosti svoje inherentne organizacije. dejavniki.

Homeostaza vsakega posameznika je specifična in določena z njegovim genotipom.

Telo je odprt dinamičen sistem. Pretok snovi in ​​energije, ki ga opazujemo v telesu, določa samoobnavljanje in samoreprodukcijo na vseh ravneh od molekularne do organizmske in populacijske.

V procesu presnove z izmenjavo hrane, vode in plinov v telo iz okolja vstopajo različne kemične spojine, ki po transformacijah postanejo podobne kemični sestavi telesa in vstopajo v njegove morfološke strukture. Po določenem času se absorbirane snovi uničijo, pri čemer se sprosti energija, uničena molekula pa se nadomesti z novo, ne da bi pri tem bila porušena celovitost strukturnih komponent telesa.

Organizmi so v nenehno spreminjajočem se okolju, kljub temu pa se glavni fiziološki kazalniki še naprej izvajajo znotraj določenih parametrov in telo ohranja stabilno zdravstveno stanje dolgo časa, zahvaljujoč procesom samoregulacije.

Tako koncept homeostaze ni povezan s stabilnostjo procesov. Kot odgovor na delovanje notranjih in zunanjih dejavnikov se pojavijo nekatere spremembe fizioloških kazalcev, vključitev regulativnih sistemov pa zagotavlja vzdrževanje relativne konstantnosti notranjega okolja. Regulacijski homeostatski mehanizmi delujejo na celični, organski, organizmski in nadorganizmski ravni.

V evolucijskem smislu je homeostaza dedno določena prilagoditev telesa na normalne okoljske razmere.

Razlikujejo se naslednje glavne vrste homeostaze:

1) genetski

2) strukturno

3) homeostaza tekočega dela notranjega okolja (kri, limfa, intersticijska tekočina)

4) imunološki.

Genetska homeostaza- ohranjanje genetske stabilnosti zaradi trdnosti fizikalnih in kemičnih vezi DNK in njene zmožnosti okrevanja po poškodbi (DNA repair). Samorazmnoževanje je temeljna lastnost živih bitij, temelji pa na procesu reduplikacije DNK. Sam mehanizem tega procesa, pri katerem se nova veriga DNK striktno komplementarno zgradi okoli vsake od sestavnih molekul obeh starih verig, je optimalen za natančen prenos informacij. Natančnost tega postopka je visoka, vendar lahko še vedno pride do napak med reduplikacijo. Motnje v strukturi molekul DNK se lahko pojavijo tudi v njenih primarnih verigah brez povezave z reduplikacijo pod vplivom mutagenih dejavnikov. V večini primerov se celični genom obnovi, poškodba se popravi, zahvaljujoč reparaciji. Ko so popravljalni mehanizmi poškodovani, je genetska homeostaza motena tako na celični kot na ravni organizma.

Pomemben mehanizem za vzdrževanje genetske homeostaze je diploidno stanje somatskih celic pri evkariontih. Diploidne celice odlikuje večja stabilnost delovanja, saj prisotnost dveh genetskih programov v njih poveča zanesljivost genotipa. Stabilizacijo kompleksnega sistema genotipov zagotavljajo pojavi polimerizacije in druge vrste interakcij genov. Regulacijski geni, ki nadzirajo aktivnost operonov, imajo pomembno vlogo v procesu homeostaze.

Strukturna homeostaza- to je konstantnost morfološke organizacije na vseh ravneh bioloških sistemov. Priporočljivo je izpostaviti homeostazo celice, tkiva, organa in telesnih sistemov. Homeostaza spodnjih struktur zagotavlja morfološko stalnost višjih struktur in je osnova njihove življenjske aktivnosti.

Za celico kot kompleksen biološki sistem je značilna samoregulacija. Vzpostavitev homeostaze v celičnem okolju zagotavljajo membranski sistemi, ki so povezani z bioenergetskimi procesi in regulacijo transporta snovi v celico in iz nje. V celici nenehno potekajo procesi spreminjanja in obnove organelov, same celice pa se uničujejo in obnavljajo. Obnova znotrajceličnih struktur, celic, tkiv, organov med življenjem telesa se pojavi zaradi fiziološke regeneracije. Obnova struktur po poškodbi - reparativna regeneracija.

Homeostaza tekočega dela notranjega okolja- stalnost sestave krvi, limfe, tkivne tekočine, osmotskega tlaka, skupne koncentracije elektrolitov in koncentracije posameznih ionov, vsebnosti hranilnih snovi v krvi itd. Ti kazalniki se tudi ob znatnih spremembah okoljskih razmer ohranjajo na določeni ravni zahvaljujoč kompleksnim mehanizmom.

Na primer, eden najpomembnejših fizikalno-kemijskih parametrov notranjega okolja telesa je kislinsko-bazično ravnovesje. Razmerje vodikovih in hidroksilnih ionov v notranjem okolju je odvisno od vsebnosti kislin - donorjev protonov in puferskih baz - akceptorjev protonov v telesnih tekočinah (kri, limfa, tkivna tekočina). Običajno se aktivna reakcija medija ocenjuje z ionom H+. Vrednost pH (koncentracija vodikovih ionov v krvi) je eden od stabilnih fizioloških kazalcev in se pri človeku giblje v ozkem območju – od 7,32 do 7,45. Od razmerja vodikovih in hidroksilnih ionov je v veliki meri odvisno delovanje številnih encimov, prepustnost membran, procesi sinteze beljakovin itd.

Telo ima različne mehanizme, ki skrbijo za vzdrževanje kislinsko-bazičnega ravnovesja. Prvič, to so pufrski sistemi krvi in ​​tkiv (karbonatni, fosfatni pufri, tkivni proteini). Hemoglobin ima tudi puferske lastnosti, veže ogljikov dioksid in preprečuje njegovo kopičenje v krvi. Vzdrževanje normalne koncentracije vodikovih ionov je omogočeno tudi z delovanjem ledvic, saj se znatna količina presnovkov, ki imajo kislo reakcijo, izloči z urinom. Če našteti mehanizmi ne zadoščajo, se poveča koncentracija ogljikovega dioksida v krvi in ​​pride do rahlega premika pH v kislo stran. V tem primeru se vzburi dihalni center, poveča se pljučna ventilacija, kar vodi do zmanjšanja vsebnosti ogljikovega dioksida in normalizacije koncentracije vodikovih ionov.

Občutljivost tkiv na spremembe v notranjem okolju je različna. Tako premik pH 0,1 v eno ali drugo smer od norme povzroči znatne motnje v delovanju srca, odstopanje 0,3 pa je smrtno nevarno. Živčni sistem je še posebej občutljiv na zmanjšano raven kisika. Za sesalce so nevarna nihanja v koncentraciji kalcijevih ionov, ki presegajo 30 % itd.

Imunološka homeostaza- ohranjanje konstantnosti notranjega okolja telesa z ohranjanjem antigenske individualnosti posameznika. Imunost razumemo kot način zaščite telesa pred živimi telesi in snovmi, ki nosijo znake gensko tuje informacije (Petrov, 1968).

Tuje genetske informacije prenašajo bakterije, virusi, praživali, helminti, beljakovine, celice, vključno s spremenjenimi celicami samega telesa. Vsi ti dejavniki so antigeni. Antigeni so snovi, ki lahko ob vnosu v telo sprožijo tvorbo protiteles ali drugo obliko imunskega odziva. Antigeni so zelo raznoliki, največkrat so to proteini, lahko pa tudi velike molekule lipopolisaharidov in nukleinskih kislin. Anorganske spojine (soli, kisline), enostavne organske spojine (ogljikovi hidrati, aminokisline) ne morejo biti antigeni, ker nimajo posebnosti. Avstralski znanstvenik F. Burnet (1961) je oblikoval stališče, da je glavni pomen imunskega sistema prepoznavanje »svojega« in »tujega«, tj. pri ohranjanju konstantnosti notranjega okolja – homeostaze.

Imunski sistem ima centralno (rdeči kostni mozeg, timus) in periferno (vranica, bezgavke) vez. Zaščitno reakcijo izvajajo limfociti, ki nastanejo v teh organih. Limfociti tipa B se ob srečanju s tujimi antigeni diferencirajo v plazmatke, ki sproščajo v kri specifične beljakovine – imunoglobuline (protitelesa). Ta protitelesa v kombinaciji z antigenom jih nevtralizirajo. Ta reakcija se imenuje humoralna imunost.

Limfociti tipa T zagotavljajo celično imunost z uničenjem tujih celic, kot je zavrnitev presadka, in mutiranih celic lastnega telesa. Po izračunih F. Berneta (1971) se pri vsaki genetski spremembi delečih se človeških celic v enem dnevu nabere približno 10 - 6 spontanih mutacij, tj. Na celični in molekularni ravni nenehno potekajo procesi, ki motijo ​​homeostazo. Limfociti T prepoznajo in uničijo mutirane celice lastnega telesa ter tako zagotovijo funkcijo imunskega nadzora.

Imunski sistem nadzoruje genetsko stalnost telesa. Ta sistem, sestavljen iz anatomsko ločenih organov, predstavlja funkcionalno enoto. Lastnost imunske obrambe je dosegla največji razvoj pri pticah in sesalcih.

Regulacija homeostaze izvajajo naslednji organi in sistemi (slika 91):

1) centralni živčni sistem;

2) nevroendokrini sistem, ki vključuje hipotalamus, hipofizo in periferne endokrine žleze;

3) difuzni endokrini sistem (DES), ki ga predstavljajo endokrine celice, ki se nahajajo v skoraj vseh tkivih in organih (srce, pljuča, prebavila, ledvice, jetra, koža itd.). Večina celic DES (75 %) je koncentrirana v epiteliju prebavnega sistema.

Zdaj je znano, da je v centralnih živčnih strukturah in endokrinih celicah gastrointestinalnega trakta hkrati prisotnih več hormonov. Tako se hormona enkefalini in endorfini nahajata v živčnih celicah in endokrinih celicah trebušne slinavke in želodca. Hocistokinin so odkrili v možganih in dvanajstniku. Takšna dejstva so privedla do hipoteze, da v telesu obstaja en sam sistem kemičnih informacijskih celic. Posebnost živčne regulacije je hitrost nastopa odziva, njen učinek pa se kaže neposredno na mestu, kjer signal prispe skozi ustrezni živec; reakcija je kratkotrajna.

V endokrinem sistemu so regulatorni vplivi povezani z delovanjem hormonov, ki se prenašajo s krvjo po telesu; učinek je dolgotrajen in nelokalen.

Integracija živčnih in endokrinih regulativnih mehanizmov se pojavi v hipotalamusu. Splošni nevroendokrini sistem omogoča izvajanje kompleksnih homeostatskih reakcij, povezanih z uravnavanjem visceralnih funkcij telesa.

Hipotalamus ima tudi žlezne funkcije, saj proizvaja nevrohormone. Nevrohormoni, ki s krvjo vstopajo v sprednji reženj hipofize, uravnavajo sproščanje hipofiznih tropnih hormonov. Tropni hormoni neposredno uravnavajo delovanje endokrinih žlez. Na primer, ščitnico stimulirajoči hormon iz hipofize stimulira ščitnico in tako poveča raven ščitničnega hormona v krvi. Ko se koncentracija hormona poveča nad normo za določen organizem, se zavira delovanje hipofize, ki stimulira ščitnico, in oslabi delovanje ščitnice. Tako je za vzdrževanje homeostaze potrebno uravnotežiti funkcionalno aktivnost žleze s koncentracijo hormona v cirkulacijski krvi.

Ta primer prikazuje splošno načelo homeostatskih reakcij: odstopanje od začetne ravni --- signal --- aktivacija regulacijskih mehanizmov na podlagi principa povratne zveze --- popravek spremembe (normalizacija).

Nekatere endokrine žleze niso neposredno odvisne od hipofize. To so otočki trebušne slinavke, ki proizvajajo inzulin in glukagon, medula nadledvične žleze, epifiza, timus in obščitnice.

Timus zavzema posebno mesto v endokrinem sistemu. Proizvaja hormonom podobne snovi, ki spodbujajo nastanek T-limfocitov, vzpostavlja se povezava med imunskimi in endokrinimi mehanizmi.

Sposobnost vzdrževanja homeostaze je ena najpomembnejših lastnosti živega sistema, ki je v stanju dinamičnega ravnovesja z okoljskimi razmerami. Sposobnost vzdrževanja homeostaze se med različnimi vrstami razlikuje; visoka je pri višjih živalih in ljudeh, ki imajo zapletene živčne, endokrine in imunske regulacijske mehanizme.

V ontogenezi so za vsako starostno obdobje značilne značilnosti mehanizmov metabolizma, energije in homeostaze. V otrokovem telesu prevladujejo procesi asimilacije nad disimilacijo, ki določa rast in povečanje telesne mase, mehanizmi homeostaze še niso dovolj zreli, kar vpliva na potek tako fizioloških kot patoloških procesov.

S starostjo se presnovni procesi in regulacijski mehanizmi izboljšajo. V odrasli dobi kompenzacijo zagotavljajo procesi asimilacije in disimilacije, sistem normalizacije homeostaze. S staranjem se zmanjša intenzivnost presnovnih procesov, oslabi zanesljivost regulacijskih mehanizmov, oslabi delovanje številnih organov, hkrati pa se razvijejo novi specifični mehanizmi, ki podpirajo ohranjanje relativne homeostaze. To se izraža zlasti v povečani občutljivosti tkiv na delovanje hormonov skupaj z oslabitvijo živčnih učinkov. V tem obdobju so prilagoditvene lastnosti oslabljene, zato lahko povečana delovna obremenitev in stresne razmere zlahka motijo ​​homeostatske mehanizme in pogosto postanejo vzrok za patološka stanja.

Poznavanje teh vzorcev je potrebno za bodočega zdravnika, saj je bolezen posledica kršitve mehanizmov in načinov ponovne vzpostavitve homeostaze pri ljudeh.

Telo kot odprt samoregulacijski sistem.

Živ organizem je odprt sistem, ki je povezan z okoljem preko živčnega, prebavnega, dihalnega, izločevalnega sistema itd.

V procesu presnove z izmenjavo hrane, vode in plinov v telo vstopajo različne kemične spojine, ki se v telesu spreminjajo, vstopajo v strukturo telesa, vendar ne ostanejo trajno. Asimilirane snovi se razgradijo, sprostijo energijo, produkti razgradnje pa se odstranijo v zunanje okolje. Uničeno molekulo nadomesti nova itd.

Telo je odprt, dinamičen sistem. V nenehno spreminjajočem se okolju telo nekaj časa ohranja stabilno stanje.

Koncept homeostaze. Splošni vzorci homeostaze v živih sistemih.

Homeostaza – lastnost živega organizma, da ohranja relativno dinamično konstantnost svojega notranjega okolja. Homeostaza se izraža v relativni konstantnosti kemične sestave, osmotskega tlaka in stabilnosti osnovnih fizioloških funkcij. Homeostaza je specifična in določena z genotipom.

Ohranjanje celovitosti posameznih lastnosti organizma je ena najsplošnejših bioloških zakonitosti. Ta zakonitost je v vertikalnem nizu generacij zagotovljena z mehanizmi razmnoževanja, skozi celotno življenje posameznika pa z mehanizmi homeostaze.

Pojav homeostaze je evolucijsko razvita, dedno določena prilagoditvena lastnost telesa normalnim okoljskim razmeram. Vendar pa so lahko ti pogoji izven običajnega območja za kratek ali daljši čas. V takšnih primerih je za adaptacijske pojave značilna ne le ponovna vzpostavitev običajnih lastnosti notranjega okolja, temveč tudi kratkotrajne spremembe delovanja (na primer povečanje ritma srčne aktivnosti in povečanje pogostosti dihalni gibi s povečanim mišičnim delom). Reakcije homeostaze so lahko usmerjene v:

vzdrževanje znanih ravni stabilnega stanja;

odprava ali omejitev škodljivih dejavnikov;

razvoj ali ohranjanje optimalnih oblik interakcije med organizmom in okoljem v spremenjenih pogojih njegovega obstoja. Vsi ti procesi določajo prilagajanje.

Zato koncept homeostaze ne pomeni le določene konstantnosti različnih fizioloških konstant telesa, temveč vključuje tudi procese prilagajanja in usklajevanja fizioloških procesov, ki zagotavljajo enotnost telesa ne le normalno, ampak tudi v spreminjajočih se pogojih njegovega obstoja. .

Glavne komponente homeostaze je identificiral C. Bernard in jih lahko razdelimo v tri skupine:

A. Snovi, ki zagotavljajo celične potrebe:

Snovi, potrebne za proizvodnjo energije, rast in okrevanje - glukoza, beljakovine, maščobe.

NaCl, Ca in druge anorganske snovi.

kisik.

Notranje izločanje.

B. Okoljski dejavniki, ki vplivajo na celično aktivnost:

Osmotski tlak.

Temperatura.

Koncentracija vodikovih ionov (pH).

B. Mehanizmi, ki zagotavljajo strukturno in funkcionalno enotnost:

Dednost.

Regeneracija.

Imunobiološka reaktivnost.

Načelo biološke regulacije zagotavlja notranje stanje organizma (njegovo vsebino), pa tudi razmerje med stopnjami ontogeneze in filogeneze. To načelo se je izkazalo za zelo razširjeno. Med njenim študijem je nastala kibernetika - veda o namenskem in optimalnem nadzoru kompleksnih procesov v živi naravi, v človeški družbi in industriji (Berg I.A., 1962).

Živi organizem je kompleksen nadzorovan sistem, kjer medsebojno delujejo številne spremenljivke zunanjega in notranjega okolja. Skupna vsem sistemom je prisotnost vnos spremenljivk, ki se glede na lastnosti in zakonitosti obnašanja sistema transformirajo v vikend spremenljivke (slika 10).

riž. 10 - Splošna shema homeostaze živih sistemov

Izhodne spremenljivke so odvisne od vnosa in zakonitosti obnašanja sistema.

Imenuje se vpliv izhodnega signala na krmilni del sistema povratne informacije , ki ima velik pomen pri samoregulaciji (homeostatska reakcija). Razlikovati negativno inpozitivno povratne informacije.

Negativno povratna zveza zmanjša vpliv vhodnega signala na izhodno vrednost po principu: “več (na izhodu), manj (na vhodu).” Pomaga obnoviti homeostazo sistema.

pri pozitivno povratne informacije, velikost vhodnega signala narašča po načelu: "več (na izhodu), več (na vhodu)." Krepi nastalo odstopanje od začetnega stanja, kar vodi do motenj homeostaze.

Vendar pa vse vrste samoregulacije delujejo po istem principu: samoodstopanje od začetnega stanja, ki služi kot spodbuda za vklop korekcijskih mehanizmov. Tako je normalni pH krvi 7,32 – 7,45. Premik pH za 0,1 vodi do srčne disfunkcije. To načelo je opisal Anokhin P.K. leta 1935 in ga poimenovali princip povratne zveze, ki služi za izvajanje adaptivnih reakcij.

Splošno načelo homeostatskega odziva(Anohin: “Teorija funkcionalnih sistemov”):

odstopanje od začetne ravni → signal → aktivacija regulacijskih mehanizmov po principu povratne zveze → korekcija spremembe (normalizacija).

Torej se pri fizičnem delu poveča koncentracija CO 2 v krvi → pH premakne v kislo stran → signal pride v dihalni center medule oblongate → centrifugalni živci vodijo impulz do medrebrnih mišic in dihanje se poglobi → CO 2 v kri se zmanjša, pH se obnovi.

Mehanizmi uravnavanja homeostaze na molekularno genetski, celični, organizmski, populacijsko-vrstni in biosferni ravni.

Regulacijski homeostatski mehanizmi delujejo na genski, celični in sistemski (organizmski, populacijsko-vrstni in biosferni) ravni.

Genski mehanizmi homeostazo. Vsi pojavi homeostaze v telesu so genetsko pogojeni. Že na ravni primarnih genskih produktov obstaja neposredna povezava - "en strukturni gen - ena polipeptidna veriga." Poleg tega obstaja kolinearna korespondenca med nukleotidnim zaporedjem DNK in aminokislinskim zaporedjem polipeptidne verige. Dedni program za individualni razvoj organizma zagotavlja nastanek vrstno specifičnih lastnosti ne v stalnih, ampak v spreminjajočih se okoljskih razmerah v mejah dedno določene reakcijske norme. Dvojna spiralnost DNK je bistvena v procesih njene replikacije in popravljanja. Oboje je neposredno povezano z zagotavljanjem stabilnosti delovanja genskega materiala.

Z genetskega vidika je mogoče razlikovati med osnovnimi in sistemskimi manifestacijami homeostaze. Primeri elementarnih manifestacij homeostaze vključujejo: gensko kontrolo trinajstih faktorjev strjevanja krvi, gensko kontrolo histokompatibilnosti tkiv in organov, kar omogoča presaditev.

Presajeno območje se imenuje presaditev. Organizem, iz katerega se vzame tkivo za presaditev, je darovalec , in koga presajajo - prejemnik . Uspeh presaditve je odvisen od imunoloških reakcij telesa. Poznamo avtotransplantacijo, singensko transplantacijo, alotransplantacijo in ksenotransplantacijo.

Avtotransplantacija – presaditev tkiva iz istega organizma. V tem primeru se beljakovine (antigeni) presadka ne razlikujejo od prejemnikovih. Imunološke reakcije ni.

Singenska presaditev izvajajo pri enojajčnih dvojčkih z enakim genotipom.

Alotransplantacija – presaditev tkiv z enega posameznika na drugega, ki pripada isti vrsti. Darovalec in prejemnik se razlikujeta po antigenih, zato pri višjih živalih pride do dolgotrajnega presaditve tkiv in organov.

Ksenotransplantacija – darovalec in prejemnik pripadata različnima vrstama organizmov. Ta vrsta presaditve je uspešna pri nekaterih nevretenčarjih, pri višjih živalih pa se takšne presaditve ne ukoreninijo.

Med presaditvijo je pojav zelo pomemben imunološka toleranca (histokompatibilnost). Zaviranje imunskega sistema pri presaditvi tkiva (imunosupresija) dosežemo z: zaviranjem delovanja imunskega sistema, obsevanjem, dajanjem antilimfatičnega seruma, hormonov nadledvične žleze, kemikalij – antidepresivov (imuran). Glavna naloga je zatreti ne le imunost, ampak imunost pri presaditvi.

Imuniteta pri presaditvi določa genetska konstitucija darovalca in prejemnika. Gene, odgovorne za sintezo antigenov, ki povzročijo reakcijo na presajeno tkivo, imenujemo geni tkivne nekompatibilnosti.

Pri ljudeh je glavni sistem genetske histokompatibilnosti sistem HLA (Human Leukocyte Antigen). Antigeni so precej v celoti zastopani na površini levkocitov in jih zaznamo z antiserumi. Zgradba sistema pri ljudeh in živalih je enaka. Za opis genetskih lokusov in alelov sistema HLA je bila sprejeta skupna terminologija. Antigeni so označeni: HLA-A 1; HLA-A 2 itd. Novi antigeni, ki niso bili dokončno identificirani, so označeni z W (Work). Antigeni sistema HLA so razdeljeni v 2 skupini: SD in LD (slika 11).

Antigeni skupine SD so določeni s serološkimi metodami in jih določajo geni 3 podblokov sistema HLA: HLA-A; HLA-B; HLA-C.

riž. 11 - HLA je glavni genetski sistem človeške histokompatibilnosti

LD - antigene nadzira sublokus HLA-D šestega kromosoma in jih določamo z metodo mešanih kultur levkocitov.

Vsak od genov, ki nadzorujejo človeške antigene HLA, ima veliko število alelov. Tako podblokus HLA-A nadzoruje 19 antigenov; HLA-B – 20; HLA-C - 5 "delovnih" antigenov; HLA-D – 6. Tako so pri ljudeh odkrili že okoli 50 antigenov.

Antigenski polimorfizem sistema HLA je posledica izvora enih iz drugih in tesne genetske povezanosti med njimi. Identiteta darovalca in prejemnika po antigenih HLA je potrebna za presaditev. Presaditev ledvice, ki je enaka v 4 antigenih sistema, zagotavlja 70-odstotno stopnjo preživetja; 3 – 60 %; 2 – 45 %; 1 – 25 % vsak.

Obstajajo posebni centri, ki izvajajo izbiro darovalca in prejemnika za presaditev, na primer na Nizozemskem - "Eurotransplant". Tipizacija na podlagi antigenov sistema HLA se izvaja tudi v Republiki Belorusiji.

Celični mehanizmi Homeostaza je namenjena obnovi tkivnih celic in organov v primeru kršitve njihove celovitosti. Niz procesov, katerih cilj je obnoviti uničene biološke strukture, se imenuje regeneracijo. Ta proces je značilen za vse nivoje: obnavljanje beljakovin, sestavin celičnih organelov, celotnih organelov in celic samih. Za medicino je z vidika obvladovanja teh procesov pomembna obnovitev funkcij organov po poškodbi ali pretrganju živca in celjenje ran.

Tkiva glede na sposobnost regeneracije delimo v 3 skupine:

Tkiva in organi, za katere je značilno celični regeneracijo (kosti, ohlapno vezivno tkivo, hematopoetski sistem, endotelij, mezotelij, sluznice črevesja, dihal in genitourinarnega sistema.

Tkiva in organi, za katere je značilno celične in znotrajcelične regeneracijo (jetra, ledvice, pljuča, gladke in skeletne mišice, avtonomno živčevje, endokrini sistem, trebušna slinavka).

Tkanine, ki so značilne pretežno znotrajcelično regeneracija (miokard) ali izključno intracelularna regeneracija (ganglijske celice centralnega živčnega sistema). Zajema procese obnove makromolekul in celičnih organelov s sestavljanjem elementarnih struktur ali z njihovo delitvijo (mitohondrije).

V procesu evolucije sta se oblikovali 2 vrsti regeneracije fiziološke in reparativne .

Fiziološka regeneracija - To je naraven proces obnove telesnih elementov skozi vse življenje. Na primer obnova eritrocitov in levkocitov, zamenjava kožnega epitelija, las, zamenjava mlečnih zob s stalnimi. Na te procese vplivajo zunanji in notranji dejavniki.

Reparativna regeneracija – je obnova organov in tkiv, izgubljenih zaradi okvare ali poškodbe. Proces se pojavi po mehanskih poškodbah, opeklinah, kemičnih ali sevalnih poškodbah, pa tudi kot posledica bolezni in kirurških posegov.

Reparativno regeneracijo delimo na tipično (homomorfoza) in netipično (heteromorfoza). V prvem primeru se organ, ki je bil odstranjen ali uničen, regenerira, v drugem pa se na mestu odstranjenega organa razvije drug.

Atipična regeneracija pogostejši pri nevretenčarjih.

Hormoni spodbujajo regeneracijo hipofiza in Ščitnica . Obstaja več načinov regeneracije:

Epimorfoza ali popolna regeneracija - obnova površine rane, dokončanje dela v celoto (npr. ponovna rast repa pri kuščarju, okončin pri mladiku).

Morfolaksija – rekonstrukcija preostalega dela organa v celoto, le manjše velikosti. Za to metodo je značilna rekonstrukcija novega iz ostankov starega (na primer obnova okončine pri ščurku).

Endomorfoza – obnova zaradi znotrajceličnega prestrukturiranja tkiva in organa. Zaradi povečanja števila celic in njihove velikosti se masa organa približa prvotni.

Pri vretenčarjih poteka reparativna regeneracija v naslednji obliki:

Popolna regeneracija – obnova prvotnega tkiva po poškodbi.

Regenerativna hipertrofija , značilnost notranjih organov. V tem primeru se površina rane zaceli z brazgotino, odstranjeno območje ne zraste nazaj in oblika organa se ne obnovi. Masa preostalega dela organa se poveča zaradi povečanja števila celic in njihove velikosti ter se približa prvotni vrednosti. Tako se pri sesalcih obnavljajo jetra, pljuča, ledvice, nadledvične žleze, trebušna slinavka, žleze slinavke in ščitnica.

Intracelularna kompenzatorna hiperplazija celične ultrastrukture. V tem primeru na mestu poškodbe nastane brazgotina, obnovitev prvotne mase pa nastane zaradi povečanja volumna celic in ne njihovega števila zaradi proliferacije (hiperplazije) znotrajceličnih struktur (živčnega tkiva).

Sistemske mehanizme zagotavlja interakcija regulativnih sistemov: živčnega, endokrinega in imunskega .

Živčna regulacija izvaja in usklajuje centralni živčni sistem. Živčni impulzi, ki vstopajo v celice in tkiva, ne povzročajo le vznemirjenja, temveč tudi uravnavajo kemične procese in izmenjavo biološko aktivnih snovi. Trenutno je znanih več kot 50 nevrohormonov. Tako hipotalamus proizvaja vazopresin, oksitocin, liberine in statine, ki uravnavajo delovanje hipofize. Primeri sistemskih manifestacij homeostaze so vzdrževanje stalne temperature in krvnega tlaka.

Z vidika homeostaze in prilagajanja je živčni sistem glavni organizator vseh telesnih procesov. Osnova prilagajanja je ravnovesje organizmov z okoljskimi razmerami, pravi N.P. Pavlov, refleksni procesi ležijo. Med različnimi stopnjami homeostatske regulacije obstaja zasebna hierarhična podrejenost v sistemu regulacije notranjih procesov telesa (slika 12).

možgansko skorjo in dele možganov

samoregulacija po načelu povratne informacije

periferni nevroregulacijski procesi, lokalni refleksi

Celična in tkivna raven homeostaze

riž. 12. - Hierarhična podrejenost v sistemu regulacije notranjih procesov telesa.

Najbolj primarno raven sestavljajo homeostatski sistemi na celični in tkivni ravni. Nad njimi so periferni živčni regulatorni procesi, kot so lokalni refleksi. Nadalje v tej hierarhiji so sistemi samoregulacije določenih fizioloških funkcij z različnimi »povratnimi« kanali. Vrh te piramide zavzemajo možganska skorja in možgani.

V zapletenem večceličnem organizmu se neposredne in povratne povezave izvajajo ne samo z živčnimi, ampak tudi s hormonskimi (endokrinimi) mehanizmi. Vsaka od žlez, vključenih v endokrini sistem, vpliva na druge organe tega sistema in posledično nanje vpliva slednji.

Endokrini mehanizmi homeostaza po B.M. Zavadsky, je to mehanizem plus-minus interakcije, tj. uravnavanje funkcionalne aktivnosti žleze s koncentracijo hormona. Z visoko koncentracijo hormona (nad normalno) je aktivnost žleze oslabljena in obratno. Ta učinek se izvaja z delovanjem hormona na žlezo, ki ga proizvaja. V številnih žlezah se regulacija vzpostavi preko hipotalamusa in sprednje hipofize, zlasti med stresno reakcijo.

Endokrine žleze lahko razdelimo v dve skupini glede na njihov odnos do sprednjega režnja hipofize. Slednja velja za centralno, druge endokrine žleze pa za periferne. Ta delitev temelji na dejstvu, da sprednji reženj hipofize proizvaja tako imenovane tropske hormone, ki aktivirajo nekatere periferne endokrine žleze. Po drugi strani pa hormoni perifernih endokrinih žlez delujejo na sprednji reženj hipofize in zavirajo izločanje tropnih hormonov.

Reakcije, ki zagotavljajo homeostazo, ne morejo biti omejene na katero koli endokrino žlezo, ampak tako ali drugače vključujejo vse žleze. Nastala reakcija poteka verižno in se širi na druge efektorje. Fiziološki pomen hormonov je v regulaciji drugih telesnih funkcij, zato mora biti verižna narava čim bolj izražena.

Nenehne motnje v okolju telesa prispevajo k ohranjanju njegove homeostaze skozi dolgo življenje. Če ustvarite življenjske razmere, v katerih nič ne povzroči bistvenih sprememb v notranjem okolju, potem bo organizem ob srečanju z okoljem popolnoma neoborožen in bo kmalu umrl.

Kombinacija živčnih in endokrinih regulatornih mehanizmov v hipotalamusu omogoča kompleksne homeostatske reakcije, povezane z regulacijo visceralne funkcije telesa. Živčni in endokrini sistem sta povezovalni mehanizem homeostaze.

Primer splošnega odziva živčnih in humoralnih mehanizmov je stresno stanje, ki se razvije v neugodnih življenjskih razmerah in obstaja nevarnost motenj homeostaze. Pod stresom opazimo spremembo stanja večine sistemov: mišičnega, dihalnega, kardiovaskularnega, prebavnega, čutnih organov, krvnega tlaka, sestave krvi. Vse te spremembe so manifestacija posameznih homeostatskih reakcij, katerih cilj je povečati odpornost telesa na neugodne dejavnike. Hitra mobilizacija telesnih sil deluje kot zaščitna reakcija na stres.

S "somatskim stresom" se problem povečanja splošne odpornosti telesa reši po shemi, prikazani na sliki 13.

riž. 13 - Shema za povečanje splošne odpornosti telesa med

Homeostaza je vsak samoregulacijski proces, s katerim si biološki sistemi prizadevajo ohraniti notranjo stabilnost s prilagajanjem optimalnim pogojem za preživetje. Če je homeostaza uspešna, potem se življenje nadaljuje; sicer bo prišlo do nesreče ali smrti. Dosežena stabilnost je pravzaprav dinamično ravnovesje, v katerem se dogajajo stalne spremembe, vendar prevladujejo razmeroma homogene razmere.

Značilnosti in vloga homeostaze

Vsak sistem v dinamičnem ravnovesju želi doseči stabilno stanje, ravnotežje, ki se upira zunanjim spremembam. Ob motnjah v takem sistemu se vgrajene regulacijske naprave odzovejo na odstopanja in vzpostavijo novo ravnovesje. Ta proces je eden od povratnih kontrol. Primeri homeostatske regulacije so vsi procesi integracije in koordinacije funkcij, ki jih posredujejo električni tokokrogi in živčni ali hormonski sistemi.

Drug primer homeostatske regulacije v mehanskem sistemu je delovanje sobnega temperaturnega regulatorja ali termostata. Srce termostata je bimetalni trak, ki se odziva na spremembe temperature tako, da sklene ali prekine električni tokokrog. Ko se prostor ohladi, se tokokrog zaključi in ogrevanje se vključi, temperatura pa se dvigne. Na določeni stopnji se tokokrog prekine, peč se ustavi in ​​temperatura pade.

Biološki sistemi, ki so bolj kompleksni, pa imajo regulatorje, ki jih je težko primerjati z mehanskimi napravami.

Kot smo že omenili, se izraz homeostaza nanaša na vzdrževanje notranjega okolja telesa v ozkih in strogo nadzorovanih mejah. Glavne funkcije, pomembne za vzdrževanje homeostaze, so ravnovesje tekočin in elektrolitov, regulacija kisline, termoregulacija in presnovni nadzor.

Nadzor telesne temperature pri ljudeh velja za odličen primer homeostaze v biološkem sistemu. Normalna človeška telesna temperatura je okoli 37°C, vendar na to lahko vplivajo različni dejavniki, vključno s hormoni, metabolizmom in boleznimi, ki povzročajo previsoke ali prenizke temperature. Regulacijo telesne temperature nadzira področje možganov, imenovano hipotalamus.

Povratne informacije o telesni temperaturi se po krvnem obtoku prenesejo v možgane in vodijo do kompenzacijskih prilagoditev hitrosti dihanja, ravni sladkorja v krvi in ​​stopnje metabolizma. Izguba toplote pri ljudeh je posledica zmanjšane aktivnosti, znojenja in mehanizmov izmenjave toplote, ki omogočajo kroženje več krvi blizu površine kože.

Izguba toplote se zmanjša z izolacijo, zmanjšano prekrvavitvijo kože in kulturnimi spremembami, kot so uporaba oblačil, stanovanja in zunanji viri toplote. Razpon med visokimi in nizkimi ravnmi telesne temperature tvori homeostatski plato – »normalno« območje, ki podpira življenje. Ko se približa kateri koli skrajnosti, korektivni ukrep (preko negativne povratne informacije) vrne sistem v normalno območje.

Koncept homeostaze velja tudi za okoljske razmere. Ameriški ekolog Robert MacArthur leta 1955 je prvi predlagal idejo, da je homeostaza produkt kombinacije biotske raznovrstnosti in velikega števila ekoloških interakcij med vrstami.

Ta predpostavka je veljala za koncept, ki bi lahko pomagal razložiti obstojnost ekološkega sistema, to je njegovo obstojnost kot posebne vrste ekosistema skozi čas. Od takrat se je koncept nekoliko spremenil in vključuje neživo komponento ekosistema. Izraz so uporabljali številni ekologi za opis vzajemnosti, ki se pojavi med živimi in neživimi komponentami ekosistema, da se ohrani status quo.

Hipoteza Gaia je model Zemlje, ki ga je predlagal angleški znanstvenik James Lovelock, ki na različne žive in nežive sestavine gleda kot na sestavne dele večjega sistema ali posameznega organizma, kar nakazuje, da skupna prizadevanja posameznih organizmov prispevajo k homeostazi na planetarni ravni.

Celična homeostaza

Odvisni od okolja telesa, da ohranite vitalnost in pravilno delujete. Homeostaza ohranja okolje v telesu pod nadzorom in vzdržuje ugodne pogoje za celične procese. Brez pravih pogojev v telesu nekateri procesi (kot je osmoza) in beljakovine (kot so encimi) ne bodo pravilno delovali.

Zakaj je homeostaza pomembna za celice?Žive celice so odvisne od gibanja kemikalij okoli njih. Kemikalije, kot so kisik, ogljikov dioksid in raztopljena hrana, je treba prenašati v celice in iz njih. To dosežemo s procesoma difuzije in osmoze, ki sta odvisna od ravnovesja vode in soli v telesu, ki ga vzdržuje homeostaza.

Celice so odvisne od encimov, ki pospešijo številne kemične reakcije, ki ohranjajo celice žive in funkcionalne. Ti encimi najbolje delujejo pri določenih temperaturah, zato je homeostaza ključnega pomena za celice, saj ohranja stalno telesno temperaturo.

Primeri in mehanizmi homeostaze

Tukaj je nekaj osnovnih primerov homeostaze v človeškem telesu in mehanizmov, ki jo podpirajo:

Telesna temperatura

Najpogostejši primer homeostaze pri ljudeh je regulacija telesne temperature. Normalna telesna temperatura je, kot smo zapisali zgoraj, 37° C. Temperature nad ali pod normalno vrednostjo lahko povzročijo resne zaplete.

Mišična odpoved nastopi pri temperaturi 28° C. Pri 33° C pride do izgube zavesti. Pri 42°C začne centralni živčni sistem propadati. Smrt nastopi pri temperaturi 44° C. Telo nadzira temperaturo s proizvajanjem ali sproščanjem odvečne toplote.

Koncentracija glukoze

Koncentracija glukoze se nanaša na količino glukoze (krvnega sladkorja), ki je prisotna v krvnem obtoku. Telo uporablja glukozo kot vir energije, vendar lahko preveč ali premalo povzroči resne zaplete. Nekateri hormoni uravnavajo koncentracijo glukoze v krvi. Insulin zmanjša koncentracijo glukoze, kortizol, glukagon in kateholamini pa povečajo.

Ravni kalcija

Kosti in zobje vsebujejo približno 99 % kalcija v telesu, medtem ko preostali 1 % kroži v krvi. Preveč ali premalo kalcija v krvi ima negativne posledice. Če se raven kalcija v krvi preveč zniža, obščitnične žleze aktivirajo svoje receptorje za zaznavanje kalcija in sproščajo obščitnični hormon.

PTH signalizira kostem, naj sproščajo kalcij, da se poveča njegova koncentracija v krvnem obtoku. Če se raven kalcija preveč poveča, ščitnica sprošča kalcitonin in fiksira presežek kalcija v kosteh, s čimer se zmanjša količina kalcija v krvi.

Prostornina tekočine

Telo mora vzdrževati stalno notranje okolje, kar pomeni, da mora uravnavati izgubo oziroma nadomeščanje tekočine. Hormoni pomagajo uravnavati to ravnovesje tako, da povzročijo izločanje ali zadrževanje tekočine. Če telo nima dovolj tekočine, antidiuretični hormon signalizira ledvicam, naj varčujejo s tekočino, in zmanjša izločanje urina. Če telo vsebuje preveč tekočine, zavira aldosteron in signalizira proizvodnjo več urina.

Homeostaza[grško homoios - podoben, statis - stoječ] - gibljivo ravnotežno stanje katerega koli sistema, ki se vzdržuje z njegovim nasprotovanjem zunanjim in notranjim dejavnikom, ki motijo ​​to ravnovesje. Koncept "G." prvotno razvit v fiziologiji z namenom razložiti stalnost notranjega okolja telesa (kri, limfa) in stabilnost njegovih osnovnih fizioloških funkcij, ki se doseže s pomočjo mehanizmov samoregulacije. To idejo je razvil ameriški fiziolog W. Cannon v doktrini »modrosti telesa« kot odprtega sistema, ki nenehno ohranja svojo stabilnost. Ko prejme signale o spremembah, ki ogrožajo sistem, telo vklopi naprave, ki nadaljujejo z delovanjem, dokler se ne vrne v ravnotežno stanje, na prejšnje vrednosti parametrov. Načelo G. je prešlo iz fiziologije v kibernetiko in druge vede, vklj. psihologije, pri čemer dobiva splošnejši pomen načelo sistematičnega pristopa in samoregulacije na podlagi povratnih informacij. Ideja, da si vsak sistem prizadeva ohraniti svojo stabilnost, se je prenesla na interakcijo organizma z okoljem.

Takšen prenos je značilen zlasti za neobiheviorizem, ki verjame, da se nova motorična reakcija utrdi zaradi osvoboditve telesa od potrebe, ki jo je kršila - za koncept J. Piageta, ki priznava, da se duševni razvoj pojavi v procesu uravnovešanja organizma z okoljem - za teorijo "polj" K. Lewina, po kateri motivacija nastane v neravnovesnem "sistemu stresa" - za gestalt psihologijo, ki ugotavlja, da če je ravnovesje med komponente duševnega sistema motene, si jih prizadeva obnoviti. Načelo G., medtem ko pojasnjuje pojav samoregulacije, ne more razkriti izvora sprememb v psihi in njeni dejavnosti.

L.A. Karpenko

Definicije, pomeni besed v drugih slovarjih:

Psihofiziologija. Slovar Bezrukih M.M. in Faber D.A.

Homeostaza (homeostaza; grško homoios - podoben, podoben + grško stasis - stanje, nepremičnost; sinonim homeostatska regulacija) je niz usklajenih reakcij, ki zagotavljajo vzdrževanje ali ponovno vzpostavitev konstantnosti notranjega okolja telesa (W. Cannon, 1929). ...

Veliki slovar ezoteričnih izrazov - uredil doktor medicinskih znanosti Stepanov A.M.

(iz grščine homeios - podoben in statis - stoječ), pojav ohranjanja dinamične konstantnosti sestave in lastnosti notranjega okolja ter stabilnosti osnovnih fizioloških funkcij telesa.

Filozofski slovar

[biolog] - relativna konstantnost notranjega stanja organizma (sistema). Informacijski sistem je zasnovan tako, da stremi k ohranjanju svoje homeostaze, kar se izvaja tako z negativnimi povratnimi informacijami (notranjimi in zunanjimi) kot topološko (ne more biti...

Filozofski slovar

(grško homois - podoben, enak in stasis - nepremično, stanje) - lastnost bioloških sistemov, da ohranjajo relativno dinamično stabilnost parametrov sestave in funkcij. Osnova te sposobnosti je sposobnost bioloških sistemov, da prenesejo motnje iz...

Najnovejši filozofski slovar

HOMEOSTAZA, homeostasis (grško homois - podoben, enak in stasis - nepremično, stanje) - lastnost bioloških sistemov, da ohranjajo relativno dinamično stabilnost parametrov sestave in funkcij. Osnova te sposobnosti je sposobnost bioloških sistemov, da vzdržijo ...

Psihološki slovar

(iz grščine homoios - podobno in stasis - nepremičnost) - proces, s katerim se doseže relativna konstantnost notranjega okolja telesa (stalnost telesne temperature, krvnega tlaka, koncentracije sladkorja v krvi). Kot ločen mehanizem lahko...

Psihološka enciklopedija