Stjerne nyheder
Kroppens indre miljø. Homeostase, dens typer. Mekanismer til regulering af homeostase og kroppens vitale funktioner. Niveauer af neuroendokrin regulering. Begrebet homeostase. Manifestation af homeostase på forskellige niveauer af organisering af biologiske systemer. Strukturel g
Homøostase(fra græsk homoios- lignende, identiske og status- immobilitet) er levende systemers evne til at modstå ændringer og opretholde konstanten af sammensætning og egenskaber biologiske systemer.
Udtrykket "homeostase" blev foreslået af W. Cannon i 1929 for at karakterisere de tilstande og processer, der sikrer kroppens stabilitet. Ideen om eksistensen af fysiske mekanismer rettet mod at opretholde det indre miljøs konstanthed blev udtrykt tilbage i anden halvdel af det 19. århundrede af C. Bernard, der betragtede stabiliteten af fysiske og kemiske forhold i det indre miljø som grundlag for frihed og uafhængighed af levende organismer i en konstant forandring ydre miljø. Fænomenet homeostase observeres i forskellige niveauer organisering af biologiske systemer.
Manifestation af homeostase på forskellige niveauer af organisering af biologiske systemer.
Restorative processer udføres konstant og på forskellige strukturelle og funktionelle niveauer af individets organisation - molekylær genetisk, subcellulær, cellulær, væv, organ, organisme.
Om molekylærgenetik niveau DNA-replikation forekommer (dets molekylære reparation, syntese af enzymer og proteiner, der udfører andre (ikke-katalytiske) funktioner i cellen, ATP-molekyler, for eksempel i mitokondrier osv. Mange af disse processer er inkluderet i konceptet stofskifte celler.
På lør cellulært niveau restaurering af forskellige intracellulære strukturer sker (hovedsageligt taler vi om cytoplasmatiske organeller) gennem neoplasma (membraner, plasmalemma), samling af underenheder (mikrotubuli), division (mitokondrier).
Cellulært niveau af regenerering indebærer genoprettelse af cellens struktur og i nogle tilfælde funktioner. Eksempler på regenerering på celleniveau omfatter genoprettelse af en nervecelleproces efter skade. Hos pattedyr dette processen er i gang med en hastighed på 1 mm pr. dag. Restaurering af funktionerne i en celle af en bestemt type kan udføres gennem processen med cellulær hypertrofi, det vil sige en stigning i volumenet af cytoplasmaet og følgelig antallet af organeller (intracellulær regenerering af moderne forfattere eller regenerativ cellulær hypertrofi af klassisk histologi).
På næste niveau - væv eller cellepopulation (niveau af cellulære vævssystemer - se 3.2) sker genopfyldning af tabte celler i en bestemt differentieringsretning. En sådan genopfyldning er forårsaget af ændringer i cellulært materiale i cellepopulationer (cellulære vævssystemer), hvilket resulterer i genoprettelse af vævs- og organfunktioner. Hos mennesker er levetiden for tarmepitelceller 4-5 dage, blodplader - 5-7 dage, erytrocytter - 120-125 dage. Ved de angivne dødsrater for røde blodlegemer i menneskekroppen ødelægges for eksempel omkring 1 million røde blodlegemer hvert sekund, men den samme mængde dannes i den røde knoglemarv en gang til. Muligheden for at genoprette celler, der er slidt i løbet af livet eller tabt som følge af skade, forgiftning eller en patologisk proces, sikres ved, at der i vævene i selv en moden organisme bevares kambiale celler, der er i stand til mitotisk deling med efterfølgende cytodifferentiering. Disse celler kaldes nu regionale eller residente stamceller (se 3.1.2 og 3.2). Da de er forpligtede, er de i stand til at give anledning til en eller flere specifikke celletyper. Desuden er deres differentiering til en specifik celletype bestemt af signaler, der kommer udefra: lokalt, fra det umiddelbare miljø (naturen af intercellulære interaktioner) og fjernt (hormoner), hvilket forårsager selektiv ekspression af specifikke gener. I tyndtarmens epitel er cambialceller således placeret i krypternes bundzoner. Under visse påvirkninger er de i stand til at danne celler i det "marginale" absorberende epitel og nogle encellede kirtler i organet.
Regenerering på organ niveau har som hovedopgave at genoprette et organs funktion med eller uden at gengive dets typiske struktur (makroskopisk, mikroskopisk). I regenereringsprocessen på dette niveau forekommer ikke kun transformationer i cellepopulationer (cellulære vævssystemer), men også morfogenetiske processer. I dette tilfælde aktiveres de samme mekanismer som under dannelsen af organer i embryogenese (perioden for udvikling af den definitive fænotype). Det, der med rette er blevet sagt, gør det muligt at betragte regenerering som privat mulighed udviklingsproces.
Strukturel homeostase, mekanismer for dens vedligeholdelse.
Typer af homeostase:
Genetisk homeostase . Genotypen af zygoten, når den interagerer med miljøfaktorer, bestemmer hele komplekset af variabilitet af organismen, dens tilpasningsevne, det vil sige homeostase. Kroppen reagerer specifikt på ændringer i miljøforhold inden for grænserne af en arvelig bestemt reaktionsnorm. Konstans genetisk homeostase opretholdes på basis af skabelonsynteser, og arvematerialets stabilitet sikres af en række mekanismer (se mutagenese).
Strukturel homeostase. Opretholdelse af konstansen af sammensætningen og integriteten af den morfologiske organisation af celler og væv. Cellernes multifunktionalitet øger kompaktheden og pålideligheden af hele systemet, hvilket øger dets potentielle muligheder. Dannelsen af cellefunktioner sker gennem regenerering.
Regenerering:
1. Cellulær (direkte og indirekte opdeling)
2. Intracellulær (molekylær, intraorganoid, organoid)
Homeostase er en proces, der foregår uafhængigt i kroppen og har til formål at stabilisere tilstanden af menneskelige systemer, når indre forhold ændrer sig (ændringer i temperatur, tryk) eller ydre forhold (ændringer i klima, tidszone). Dette navn blev foreslået af den amerikanske fysiolog Cannon. Efterfølgende begyndte homeostase at blive kaldt ethvert systems (inklusive miljøets) evne til at opretholde sin indre konstanthed.
Koncept og karakteristika for homeostase
Wikipedia karakteriserer dette udtryk som ønsket om at overleve, tilpasse sig og udvikle sig. For at homeostase skal være korrekt, er det nødvendigt med et koordineret arbejde af alle organer og systemer. I dette tilfælde vil alle personens parametre være normale. Hvis en eller anden parameter i kroppen ikke er reguleret, indikerer dette forstyrrelser i homeostase.
De vigtigste egenskaber ved homeostase er som følger:
- analyse af mulighederne for at tilpasse systemet til nye forhold;
- ønske om at bevare balancen;
- manglende evne til på forhånd at forudsige resultaterne af indikatorregulering.
Feedback
Feedback er den egentlige mekanisme for homeostase. Sådan reagerer kroppen på eventuelle ændringer. Kroppen fungerer kontinuerligt gennem et menneskes liv. De enkelte systemer skal dog have tid til at hvile og komme sig. I denne periode, arbejdet i de enkelte organer bremser eller stopper helt. Denne proces kaldes feedback. Et eksempel på dette er en pause i mavens funktion, når der ikke kommer mad ind i den. Denne pause i fordøjelsen sikrer, at syreproduktionen stopper på grund af hormoner og nerveimpulser.
Der er to typer af denne mekanisme, som vil blive beskrevet nedenfor.
Negativ feedback
Denne type mekanisme er baseret på det faktum, at kroppen reagerer på ændringer og forsøger at lede dem ind den modsatte side. Det vil sige, at den igen stræber efter stabilitet. For eksempel, hvis kuldioxid ophobes i kroppen, begynder lungerne at arbejde mere aktivt, vejrtrækningen bliver hyppigere, på grund af hvilken overskydende kuldioxid fjernes. Og det er også takket være negativ feedback, at termoregulering udføres, på grund af hvilken kroppen undgår overophedning eller hypotermi.
Positiv feedback
Denne mekanisme er præcis det modsatte af den forrige. I tilfælde af dens handling forstærkes ændringen i variablen kun af mekanismen, som fjerner kroppen fra en tilstand af ligevægt. Dette er en ret sjælden og mindre ønskværdig proces. Et eksempel på dette ville være tilstedeværelsen af elektrisk potentiale i nerver, som i stedet for at reducere effekten fører til dens stigning.
Men takket være denne mekanisme sker udvikling og overgang til nye tilstande, hvilket betyder, at det også er nødvendigt for livet.
Hvilke parametre regulerer homeostase?
På trods af det faktum, at kroppen konstant forsøger at opretholde værdierne af parametre, der er vigtige for livet, er de ikke altid stabile. Kropstemperaturen vil stadig variere inden for et lille interval, ligesom hjertefrekvens eller blodtryk. Homøostasens opgave er at opretholde denne række af værdier, samt at hjælpe kroppen med at fungere.
Eksempler på homeostase er fjernelse af affald fra den menneskelige krop gennem nyrerne, svedkirtlerne, mave-tarmkanalen og afhængigheden af metabolisme af kosten. Lidt mere om justerbare parametre vil blive diskuteret yderligere.
Kropstemperatur
Det mest slående og enkle eksempel på homeostase er opretholdelse af normal kropstemperatur. Overophedning af kroppen kan undgås ved at svede. Normal temperatur varierer fra 36 til 37 grader Celsius. En stigning i disse værdier kan udløses af inflammatoriske processer, lidelser hormonelle niveauer og stofskifte eller andre sygdomme.
En del af hjernen kaldet hypothalamus er ansvarlig for at kontrollere kropstemperaturen. Der modtages fejlsignaler temperatur regime, hvilket også kan komme til udtryk i hurtig vejrtrækning, en stigning i mængden af sukker og en usund acceleration af stofskiftet. Alt dette fører til sløvhed, et fald i organernes aktivitet, hvorefter systemerne begynder at træffe foranstaltninger til at regulere temperaturindikatorer. Et simpelt eksempel Kroppens termoregulatoriske reaktion er sveden.
Det er værd at bemærke, at denne proces også fungerer, når kropstemperaturen falder for meget. På denne måde kan kroppen varme sig selv ved at nedbryde fedtstoffer, som frigiver varme.
Vand-salt balance
Vand er nødvendigt for kroppen, og det ved alle godt. Der er endda en norm for daglig væskeindtagelse på 2 liter. Faktisk har hver krop brug for sin egen mængde vand, og for nogle kan den overstige gennemsnitsværdien, mens den for andre måske ikke når den. Men uanset hvor meget vand en person drikker, vil kroppen ikke akkumulere al den overskydende væske. Vandet forbliver i påkrævet niveau
, mens alt overskud vil blive elimineret fra kroppen på grund af osmoregulering udført af nyrerne.
Blod homeostase
På samme måde reguleres mængden af sukker, nemlig glukose, som er vigtigt element blod. En person kan ikke være helt sund, hvis sukkerniveauet er langt fra normalt. Denne indikator reguleres af funktionen af bugspytkirtlen og leveren. Når glukoseniveauet overstiger normen, virker bugspytkirtlen, som producerer insulin og glukagon. Hvis mængden af sukker bliver for lav, bearbejdes glykogen fra blodet til det ved hjælp af leveren.
Normalt tryk
Homeostase er også ansvarlig for normalt blodtryk i kroppen. Hvis den forstyrres, vil der komme signaler om dette fra hjertet til hjernen. Hjernen reagerer på problemet og hjælper ved hjælp af impulser hjertet med at reducere højt tryk.
Definitionen af homeostase karakteriserer ikke kun korrekt arbejde systemer af én organisme, men kan også gælde for hele populationer. Afhængigt af dette er der forskellige typer homeostase, beskrevet nedenfor.
Økologisk homeostase
Denne type er til stede i sikret nødvendige forhold samfundslivet. Det opstår gennem virkningen af en positiv feedback-mekanisme, når organismer, der begynder at bebo et økosystem, hurtigt formerer sig og derved øger deres antal. Men en sådan hurtig afvikling kan føre til endnu hurtigere ødelæggelse af den nye art i tilfælde af en epidemi eller en ændring af forholdene til mindre gunstige. Derfor skal organismer tilpasse sig og stabilisere, hvilket opstår på grund af negativ feedback. Dermed falder antallet af indbyggere, men de bliver mere tilpasningsdygtige.
Biologisk homeostase
Denne type er bare typisk for individuelle individer, hvis krop stræber efter at vedligeholde indre balance, især ved at regulere sammensætningen og mængden af blod, intercellulært stof og andre væsker, der er nødvendige for kroppens normale funktion. Samtidig kræver homeostase ikke altid at holde parametre konstante; nogle gange opnås det gennem tilpasning og tilpasning af kroppen til ændrede forhold. På grund af denne forskel er organismer opdelt i to typer:
- konformationelle - det er dem, der stræber efter at bevare værdier (for eksempel varmblodede dyr, hvis kropstemperatur skal være mere eller mindre konstant);
- regulatoriske, som tilpasser sig (koldblodede, har forskellige temperaturer afhængigt af forhold).
I dette tilfælde er homeostasen af hver organisme rettet mod at kompensere for omkostningerne. Hvis varmblodede dyr ikke ændrer deres livsstil, når den omgivende temperatur falder, så bliver koldblodede dyr sløve og passive for ikke at spilde energi.
Udover, biologisk homeostase omfatter følgende undertyper:
- cellulær homeostase er rettet mod at ændre strukturen af cytoplasmaet og enzymaktiviteten samt regenereringen af væv og organer;
- homeostase i kroppen sikres ved at regulere temperatur, koncentration af livsnødvendige stoffer og fjerne affald.
Andre typer
Ud over brug i biologi og medicin, har dette udtryk fundet anvendelse på andre områder.
Vedligeholdelse af homeostase
Homeostase opretholdes takket være tilstedeværelsen i kroppen af såkaldte sensorer, der sender impulser til hjernen indeholdende information om kropstryk og temperatur, vand-saltbalance, blodsammensætning og andre parametre, der er vigtige for et normalt liv. Så snart nogle værdier begynder at afvige fra normen, sendes et signal om dette til hjernen, og kroppen begynder at regulere sine indikatorer.
Denne komplekse justeringsmekanisme utrolig vigtig for livet. En persons normale tilstand opretholdes af korrekt forhold kemikalier og grundstoffer i kroppen. Syrer og baser er nødvendige for stabil drift fordøjelsessystemet og andre organer.
Calcium er et meget vigtigt strukturelt materiale, uden påkrævet mængde som en person ikke vil have sunde knogler og tænder. Ilt er afgørende for vejrtrækningen.
Toksiner, der kommer ind i kroppen, kan forstyrre kroppens glatte funktion. Men for at forhindre skade på sundheden elimineres de takket være urinsystemets arbejde.
Homeostase virker uden nogen indsats fra personens side. Hvis kroppen er sund, vil kroppen selv regulere alle processer. Hvis folk er varme, udvider blodkarrene sig, hvilket resulterer i rødme af huden. Hvis det er koldt, ryster du. Takket være sådanne reaktioner fra kroppen på stimuli opretholdes menneskers sundhed på det ønskede niveau.
Homeostase, homeostase (homeostase; græsk homoios lignende, den samme + stasetilstand, immobilitet), - den relative dynamiske konstanthed af det indre miljø (blod, lymfe, vævsvæske) og hovedens stabilitet fysiologiske funktioner(blodcirkulation, respiration, termoregulering, metabolisme og så videre) af menneske- og dyrekroppen. Reguleringsmekanismer, der understøtter fysiologisk tilstand eller egenskaberne af celler, organer og systemer i hele organismen på et optimalt niveau kaldes homeostatiske.
Som det er kendt, er en levende celle et mobilt, selvregulerende system. Hende intern organisation understøttet af aktive processer rettet mod at begrænse, forhindre eller eliminere forårsagede forskydninger forskellige påvirkninger fra det omgivende og indre miljø. Evnen til at vende tilbage til den oprindelige tilstand efter en afvigelse fra et vist gennemsnitsniveau forårsaget af en eller anden "forstyrrende" faktor er cellens hovedegenskab. En flercellet organisme er en integreret organisation, hvis cellulære elementer er specialiserede til at udføre forskellige funktioner. Interaktion i kroppen udføres af komplekse regulerende, koordinerende og korrelerende mekanismer med
deltagelse af nervøse, humorale, metaboliske og andre faktorer. Mange individuelle mekanismer, der regulerer intra- og intercellulære forhold, har i nogle tilfælde gensidigt modsatte (antagonistiske) virkninger, der balancerer hinanden. Dette fører til etableringen af en mobil fysiologisk baggrund (fysiologisk balance) i kroppen og gør det muligt for det levende system at opretholde relativ dynamisk konstanthed på trods af ændringer i miljø og ændringer, der opstår i løbet af kroppens liv.
Udtrykket "homeostase" blev foreslået i 1929 af fysiolog W. Cannon, som mente, at de fysiologiske processer, der opretholder stabiliteten i kroppen, er så komplekse og mangfoldige, at det er tilrådeligt at kombinere dem under det generelle navn homeostase. Men tilbage i 1878 skrev C. Bernard, at alle livsprocesser kun har ét mål - at opretholde konstante levevilkår i vores indre miljø. Lignende udsagn findes i mange forskeres værker i det 19. og første halvdel af det 20. århundrede. (E. Pfluger, S. Richet, Frederic (L.A. Fredericq), I.M. Sechenov, I.P. Pavlov, K.M. Bykov og andre). Stor betydning værker af L.S. spillede en rolle i at studere problemet med homeostase. Stern (med kolleger), viet til rollen som barrierefunktioner, der regulerer sammensætningen og egenskaberne af mikromiljøet af organer og væv.
Selve ideen om homeostase svarer ikke til begrebet stabil (ikke-fluktuerende) ligevægt i kroppen - ligevægtsprincippet gælder ikke for
kompleks fysiologisk og biokemisk
processer, der foregår i levende systemer. Det er også forkert at sammenligne homeostase med rytmiske udsving i det indre miljø. Homeostase i bred forstand dækker spørgsmål om det cykliske og faseforløb af reaktioner, kompensation, regulering og selvregulering af fysiologiske funktioner, dynamikken i den indbyrdes afhængighed af nervøse, humorale og andre komponenter i reguleringsprocessen. Grænserne for homeostase kan være stive og fleksible og ændre sig afhængigt af individuel alder, køn, sociale, professionelle og andre forhold.
Af særlig betydning for kroppens liv er konstansen af blodets sammensætning - kroppens flydende matrix, som W. Cannon udtrykker det. Stabiliteten af dens aktive reaktion (pH), osmotiske tryk, forholdet mellem elektrolytter (natrium, calcium, chlor, magnesium, phosphor), glucoseindhold, antal dannede grundstoffer og så videre er velkendt. For eksempel går blodets pH som regel ikke ud over 7,35-7,47. Selv alvorlige forstyrrelser i syre-base-metabolismen med en patologi af ophobning af syrer i vævsvæske, f.eks. ved diabetisk acidose, har meget ringe effekt på aktiv reaktion blod. På trods af det faktum, at det osmotiske tryk af blod og vævsvæske er genstand for kontinuerlige udsving på grund af den konstante forsyning af osmotisk aktive produkter af interstitiel metabolisme, forbliver det på et vist niveau og ændrer sig kun under visse alvorlige patologiske tilstande.
På trods af det faktum, at blod repræsenterer det generelle indre miljø i kroppen, kommer cellerne i organer og væv ikke direkte i kontakt med det.
I flercellede organismer har hvert organ sit eget indre miljø (mikromiljø), svarende til dets strukturelle og funktionelle funktioner, og den normale tilstand af organer afhænger af kemisk sammensætning, fysisk-kemiske, biologiske og andre egenskaber ved dette mikromiljø. Dens homeostase er bestemt af den funktionelle tilstand af histohematiske barrierer og deres permeabilitet i retningerne blod→vævsvæske, vævsvæske→blod.
Især vigtig har en konstanthed i det indre miljø for centralens aktiviteter nervesystem: selv mindre kemiske og fysisk-kemiske ændringer, der forekommer i cerebrospinalvæsken, glia og pericellulære rum, kan forårsage en skarp forstyrrelse i livsforløbet i individuelle neuroner eller i deres ensembler. Et komplekst homøostatisk system, herunder forskellige neurohumorale, biokemiske, hæmodynamiske og andre regulatoriske mekanismer, er systemet til at sikre det optimale niveau blodtryk. I dette tilfælde bestemmes den øvre grænse for blodtryksniveauet funktionalitet baroreceptorer af kroppens karsystem, og den nedre grænse er kroppens blodforsyningsbehov.
De mest avancerede homøostatiske mekanismer i kroppen af højere dyr og mennesker omfatter termoreguleringsprocesser;
Homeostase er enhver selvregulerende proces, hvorved biologiske systemer stræber efter at opretholde indre stabilitet ved at tilpasse sig optimale betingelser for overlevelse. Hvis homeostase lykkes, så fortsætter livet; ellers vil der opstå katastrofe eller død. Den opnåede stabilitet er faktisk en dynamisk ligevægt, hvor der sker kontinuerlige ændringer, men der hersker relativt homogene forhold.
Funktioner og rolle af homeostase
Ethvert system i dynamisk ligevægt ønsker at opnå en stabil tilstand, en balance, der modstår eksterne ændringer. Når et sådant system forstyrres, reagerer indbyggede reguleringsanordninger på afvigelserne for at etablere en ny balance. Denne proces er en af feedbackkontrollerne. Eksempler på homøostatisk regulering er alle processer med integration og koordinering af funktioner medieret af elektriske kredsløb og nerve- eller hormonsystemer.
Et andet eksempel på homøostatisk regulering i mekanisk system er handlingen af rumtemperaturregulatoren eller termostaten. Termostatens hjerte er en bimetallisk strimmel, der reagerer på ændringer i temperatur ved at fuldføre eller bryde et elektrisk kredsløb. Når rummet afkøles, slutter kredsløbet, og opvarmningen tændes, og temperaturen stiger. På et givet niveau afbrydes kredsløbet, ovnen stopper, og temperaturen falder.
Biologiske systemer, som har større kompleksitet, har dog regulatorer, der er svære at sammenligne med mekaniske enheder.
Som nævnt tidligere refererer udtrykket homeostase til vedligeholdelsen af kroppens indre miljø inden for snævre og stramt kontrollerede grænser. De vigtigste funktioner, der er vigtige for at opretholde homeostase, er væske- og elektrolytbalance, syreregulering, termoregulering og metabolisk kontrol.
Kontrol af kropstemperatur hos mennesker betragtes som et glimrende eksempel på homeostase i et biologisk system. Normal menneskelig kropstemperatur er omkring 37°C, men forskellige faktorer kan påvirke denne, herunder hormoner, stofskifte og sygdomme, der forårsager for høje eller lave temperaturer. Reguleringen af kropstemperaturen styres af et område af hjernen kaldet Hypothalamus.
Feedback om kropstemperatur føres gennem blodbanen til hjernen og fører til kompenserende justeringer i åndedrætsfrekvens, blodsukkerniveauer og stofskifte. Varmetab hos mennesker er forårsaget af nedsat aktivitet, svedtendens og varmeudvekslingsmekanismer, der tillader mere blod at cirkulere nær overfladen af huden.
Varmetabet reduceres gennem isolering, nedsat hudcirkulation og kulturelle ændringer såsom brug af tøj, boliger og eksterne varmekilder. Området mellem høje og lave niveauer af kropstemperatur udgør det homøostatiske plateau - det "normale" område, der understøtter livet. Når begge yderpunkter nærmes, returnerer korrigerende handling (via negativ feedback) systemet til det normale område.
Begrebet homeostase gælder også for miljøbetingelser. Først foreslået af den amerikanske økolog Robert MacArthur i 1955, ideen om, at homeostase er et produkt af en kombination af biodiversitet og stor mængdeøkologiske interaktioner mellem arter.
Denne antagelse blev betragtet som et koncept, der kunne hjælpe med at forklare et økologisk systems persistens, det vil sige dets persistens som en bestemt type økosystem over tid. Siden da har konceptet ændret sig noget til at omfatte den ikke-levende del af økosystemet. Udtrykket er blevet brugt af mange økologer til at beskrive den gensidighed, der opstår mellem de levende og ikke-levende komponenter i et økosystem for at opretholde status quo.
Gaia-hypotesen er en model af Jorden foreslået af den engelske videnskabsmand James Lovelock, der betragter forskellige levende og ikke-levende bestanddele som komponenter i et større system eller en enkelt organisme, hvilket tyder på, at individuelle organismers kollektive indsats bidrager til homeostase på planetarisk niveau.
Cellulær homeostase
Afhængig af kroppens omgivelser for at bevare vitalitet og fungere korrekt. Homeostase holder kroppens miljø under kontrol og opretholder gunstige betingelser for cellulære processer. Uden de rigtige forhold Visse kropsprocesser (f.eks. osmose) og proteiner (f.eks. enzymer) vil ikke fungere korrekt.
Hvorfor er homeostase vigtig for celler? Levende celler er afhængige af bevægelsen af kemikalier omkring dem. Kemiske stoffer såsom ilt, carbondioxid og opløst mad skal transporteres ind og ud af celler. Dette opnås ved diffusions- og osmoseprocesserne, som afhænger af balancen mellem vand og salt i kroppen, som opretholdes af homeostase.
Celler er afhængige af enzymer for at fremskynde mange kemiske reaktioner, der understøtter cellernes vitale aktivitet og funktionalitet. Disse enzymer fungerer bedst ved bestemte temperaturer, og derfor er homeostase igen afgørende for celler, da den opretholdes konstant temperatur kroppe.
Eksempler og mekanismer for homeostase
Her er nogle grundlæggende eksempler på homøostase i den menneskelige krop, såvel som de mekanismer, der understøtter dem:
Kropstemperatur
Det mest almindelige eksempel på homøostase hos mennesker er reguleringen af kropstemperaturen. Normal kropstemperatur, som vi skrev ovenfor, er 37° C. Temperaturer over eller under normale niveauer kan forårsage alvorlige komplikationer.
Muskelsvigt opstår ved en temperatur på 28° C. Ved 33° C opstår bevidsthedstab. Ved 42°C begynder centralnervesystemet at nedbrydes. Døden sker ved en temperatur på 44° C. Kroppen styrer temperaturen ved at producere eller frigive overskydende varme.
Glukosekoncentration
Glucosekoncentration refererer til mængden af glukose (blodsukker) til stede i blodbanen. Kroppen bruger glukose som energikilde, men for meget eller for lidt af det kan forårsage alvorlige komplikationer. Nogle hormoner regulerer koncentrationen af glukose i blodet. Insulin reducerer glukosekoncentrationerne, mens kortisol, glukagon og katekolaminer stiger.
Calcium niveauer
Knogler og tænder indeholder cirka 99 % af kroppens calcium, mens de resterende 1 % cirkulerer i blodet. For meget eller for lidt calcium i blodet har negative konsekvenser. Hvis calciumniveauet i blodet falder for meget, aktiverer biskjoldbruskkirtlerne deres calciumfølende receptorer og frigiver parathyreoideahormon.
PTH signalerer knoglerne til at frigive calcium for at øge dets koncentration i blodbanen. Hvis calciumniveauet stiger for meget, frigiver skjoldbruskkirtlen calcitonin og fikserer overskydende calcium i knoglerne, hvorved mængden af calcium i blodet reduceres.
Væskevolumen
Kroppen skal opretholde et konstant indre miljø, hvilket betyder, at den skal regulere væsketab eller -erstatning. Hormoner hjælper med at regulere denne balance ved at få væske til at blive udskilt eller tilbageholdt. Hvis kroppen ikke har nok væske, signalerer antidiuretisk hormon nyrerne om at spare væske og reducerer urinproduktionen. Hvis kroppen indeholder for meget væske, undertrykker den aldosteron og signalerer at producere mere urin.
Hvis du finder en fejl, skal du markere et stykke tekst og klikke Ctrl+Enter.
Homøostase i ordets klassiske betydning er et fysiologisk begreb, der betegner stabiliteten af sammensætningen af det indre miljø, konstansen af komponenterne i dets sammensætning samt balancen mellem de biofysiologiske funktioner i enhver levende organisme.
Grundlaget for en sådan biologisk funktion som homeostase er levende organismers og biologiske systemers evne til at modstå miljøændringer; I dette tilfælde bruger organismer autonome forsvarsmekanismer.
Dette udtryk blev første gang brugt af den amerikanske fysiolog W. Cannon i begyndelsen af det tyvende århundrede.
Ethvert biologisk objekt har universelle parametre for homeostase.
Homeostase af systemet og kroppen
Det videnskabelige grundlag for et sådant fænomen som homeostase blev dannet af franskmanden C. Bernard - det var en teori om den konstante sammensætning af det indre miljø i levende væseners organismer. Denne videnskabelige teori blev formuleret i firserne af det attende århundrede og blev bredt udviklet.
Så homeostase er resultatet af en kompleks interaktionsmekanisme inden for regulering og koordination, som forekommer både i kroppen som helhed og i dens organer, celler og endda på molekylært niveau.
Begrebet homeostase har fået fremdrift yderligere udvikling som et resultat af brugen af kybernetiske metoder i studiet af komplekse biologiske systemer, såsom biocenose eller befolkning).
Funktioner af homeostase
Studiet af objekter med en feedbackfunktion har hjulpet videnskabsmænd med at lære om de mange mekanismer, der er ansvarlige for deres stabilitet.
Selv under forhold med alvorlige ændringer tillader tilpasningsmekanismer ikke kroppens kemiske og fysiologiske egenskaber at ændre sig væsentligt. Dette er ikke at sige, at de forbliver absolut stabile, men alvorlige afvigelser forekommer normalt ikke.
Mekanismer for homeostase
Mekanismen for homeostase hos højere dyr er den mest veludviklede. Hos fugle og pattedyrs organismer (inklusive mennesker) tillader funktionen af homeostase at opretholde stabiliteten af antallet af brintioner, regulerer konstanten af den kemiske sammensætning af blodet og holder trykket i kredsløbet og kroppen. temperatur på nogenlunde samme niveau.
Der er flere måder, hvorpå homeostase påvirker organsystemer og kroppen som helhed. Dette kan være påvirket af hormoner, nervesystemet, ekskretions- eller neuro-humorale systemer i kroppen.
Menneskelig homeostase
For eksempel opretholdes stabiliteten af tryk i arterierne af en reguleringsmekanisme, der fungerer på samme måde som kædereaktioner, hvor blodorganerne kommer ind.
Dette sker, fordi de vaskulære receptorer fornemmer en trykændring og sender et signal om dette til den menneskelige hjerne, som sender responsimpulser til de vaskulære centre. Konsekvensen af dette er en stigning eller et fald i tonus i kredsløbssystemet (hjerte og blodkar).
Derudover kommer organer med neurohumoral regulering i spil. Som et resultat af denne reaktion vender trykket tilbage til det normale.
Økosystem homeostase
Et eksempel på homeostase i flora kan tjene til at opretholde konstant bladfugtighed ved at åbne og lukke stomata.
Homøostase er også karakteristisk for samfund af levende organismer af enhver grad af kompleksitet; for eksempel er det faktum, at en relativt stabil sammensætning af arter og individer opretholdes inden for en biocenose, en direkte konsekvens af virkningen af homeostase.
Befolkningshomeostase
Denne type homeostase, såsom populationshomeostase (dets andet navn er genetisk) spiller rollen som en regulator af integriteten og stabiliteten af den genotypiske sammensætning af befolkningen i et foranderligt miljø.
Det virker gennem bevarelse af heterozygositet, såvel som ved at kontrollere rytmen og retningen af mutationsændringer.
Denne type homeostase gør det muligt for en befolkning at opretholde en optimal genetisk sammensætning, som gør det muligt for samfundet af levende organismer at opretholde maksimal levedygtighed.
Homøostasens rolle i samfundet og økologien
Behovet for ledelse komplekse systemer social, økonomisk og kulturel natur førte til udvidelsen af udtrykket homeostase og dets anvendelse ikke kun på biologiske, men også på sociale objekter.
Et eksempel på arbejdet med homeostatiske sociale mekanismer er følgende situation: hvis der er mangel på viden eller færdigheder eller faglige mangler i et samfund, så tvinger denne kendsgerning gennem en feedbackmekanisme fællesskabet til at udvikle og forbedre sig selv.
Og i tilfælde af et for stort antal fagfolk, der faktisk ikke er efterspurgt af samfundet, vil der opstå en negativ påvirkning. Feedback og der bliver færre repræsentanter for unødvendige erhverv.
I På det sidste begrebet homeostase har fundet bred anvendelse og i økologi, på grund af behovet for at studere tilstanden af komplekse økologiske systemer og biosfæren som helhed.
I kybernetik bruges udtrykket homeostase til at henvise til enhver mekanisme, der har evnen til automatisk selvregulering.
