Homeostazė ir ją lemiantys veiksniai. Homeostazės samprata ir savybės. Skysčių cirkuliacija tarp ląstelių ir audinių erdvių, taip pat kraujo ir limfagyslių

Homeostazė(senovės graikų ὁμοιοστάσις iš ὅμοιος – identiškas, panašus ir στάσις – stovėjimas, nejudrumas) – savireguliacija, atviros sistemos gebėjimas išlaikyti vidinės būsenos koordinuotos reakcijos pastovumą. Sistemos noras atgaminti save, atkurti prarastą pusiausvyrą, įveikti išorinės aplinkos pasipriešinimą. Populiacijos homeostazė – tai populiacijos gebėjimas ilgą laiką išlaikyti tam tikrą skaičių savo individų.

Bendra informacija

Homeostazės savybės

• Nestabilumas
• Pusiausvyros siekimas
• Nenuspėjamumas

• Bazinio metabolizmo lygio reguliavimas priklausomai nuo dietos.

Pagrindinis straipsnis: Atsiliepimas

Ekologinė homeostazė

Biologinė homeostazė

Ląstelių homeostazė

Ląstelės cheminio aktyvumo reguliavimas pasiekiamas per daugybę procesų, tarp kurių ypač svarbūs yra pačios citoplazmos struktūros pokyčiai, taip pat fermentų struktūra ir aktyvumas. Autoreguliacija priklauso nuo temperatūros, rūgštingumo laipsnio, substrato koncentracijos, tam tikrų makro ir mikroelementų buvimo. Ląsteliniai homeostazės mechanizmai yra skirti atkurti natūraliai negyvas audinių ar organų ląsteles, jei pažeidžiamas jų vientisumas.

Regeneracija-atnaujinimo procesas konstrukciniai elementai organizmo ir jų kiekio atstatymas po pažeidimo, kuriuo siekiama užtikrinti reikiamą funkcinę veiklą

Atsižvelgiant į regeneracinę reakciją, žinduolių audinius ir organus galima suskirstyti į 3 grupes:

1) audiniai ir organai, kuriems būdinga ląstelių regeneracija (kaulai, laisvas jungiamasis audinys, kraujodaros sistema, endotelis, mezotelis, virškinimo trakto, kvėpavimo takų ir urogenitalinės sistemos gleivinės)

2) audiniai ir organai, kuriems būdingas ląstelių ir tarpląstelinis atsinaujinimas (kepenys, inkstai, plaučiai, lygieji ir griaučių raumenys, autonominė nervų sistema, kasa, endokrininė sistema)

3) audiniai, kuriems pirmiausia arba išimtinai būdinga intraląstelinė regeneracija (miokardo ir centrinės nervų sistemos ganglioninės ląstelės)

Evoliucijos procese susiformavo 2 regeneracijos tipai: fiziologinis ir reparatyvinis.

Kitos sritys

Aktuaras gali kalbėti apie rizikos homeostazė, kuriame, pavyzdžiui, žmonės, kurių automobiliuose yra stabdžių antiblokavimo sistemos, nėra saugesni už tuos, kurie neturi, nes šie žmonės nesąmoningai kompensuoja saugesnį automobilį rizikingesniu vairavimu. Taip atsitinka todėl, kad kai kurie laikymo mechanizmai, pavyzdžiui, baimė, nustoja veikti.

streso homeostazė

Pavyzdžiai

• Termoreguliacija
  • Skeleto raumenų drebulys gali prasidėti, jei kūno temperatūra yra per žema.
• Cheminis reguliavimas

Šaltiniai

1. O.-Ya.L. Bekišas. Medicinos biologija. - Minskas: Urajai, 2000. - 520 p. - ISBN 985-04-0336-5.

Tema Nr. 13. Homeostazė, jos reguliavimo mechanizmai.

Kūnas kaip atvira savireguliacinė sistema.

Gyvas organizmas – atvira sistema, turinti ryšį su aplinka per nervų, virškinimo, kvėpavimo, šalinimo sistemas ir kt.

Medžiagų apykaitos su maistu, vandeniu, dujų apykaitos procese į organizmą patenka įvairūs cheminiai junginiai, kurie organizme keičiasi, patenka į organizmo struktūrą, bet neišlieka visam laikui. Asimiliuotos medžiagos suyra, išskiria energiją, o skilimo produktai pašalinami į išorinę aplinką. Sunaikinta molekulė pakeičiama nauja ir pan.

Kūnas yra atvira, dinamiška sistema. Nuolat kintančioje aplinkoje organizmas tam tikrą laiką išlaiko stabilią būseną.

Homeostazės samprata. Bendrieji homeostazės modeliai gyvose sistemose.

Homeostazė – gyvo organizmo savybė išlaikyti santykinę dinaminę savo vidinės aplinkos pastovumą. Homeostazė išreiškiama santykine cheminės sudėties pastovumu, osmosiniu slėgiu ir pagrindinių fiziologinių funkcijų stabilumu. Homeostazė yra specifinė ir nulemta genotipo.

Atskirų organizmo savybių vientisumo išsaugojimas yra vienas iš bendriausių biologinių dėsnių. Šį dėsnį vertikalioje kartų serijoje užtikrina dauginimosi mechanizmai, o visą individo gyvenimą – homeostazės mechanizmai.

Homeostazės reiškinys yra evoliuciškai išvystyta, paveldima organizmo prisitaikymo prie normalių sąlygų savybė. aplinką. Tačiau šios sąlygos trumpą ar ilgą laiką gali būti už normalios ribos. Tokiais atvejais adaptacijos reiškiniams būdingas ne tik įprastų vidinės aplinkos savybių atstatymas, bet ir trumpalaikiai funkcijos pokyčiai (pavyzdžiui, širdies veiklos ritmo padažnėjimas ir širdies susitraukimų dažnio padidėjimas). kvėpavimo judesiai su padidėjusiu raumenų darbu). Homeostazės reakcijos gali būti skirtos:

išlaikyti žinomus pastovios būsenos lygius;

žalingų veiksnių pašalinimas arba apribojimas;

optimalių organizmo ir aplinkos sąveikos formų kūrimas ar išsaugojimas pasikeitusiomis jo egzistavimo sąlygomis. Visi šie procesai lemia prisitaikymą.

Todėl homeostazės sąvoka reiškia ne tik tam tikrą įvairių organizmo fiziologinių konstantų pastovumą, bet ir apima adaptacijos bei fiziologinių procesų koordinavimo procesus, užtikrinančius organizmo vienovę ne tik normaliai, bet ir kintančiomis jo egzistavimo sąlygomis. .

Pagrindinius homeostazės komponentus nustatė C. Bernardas, juos galima suskirstyti į tris grupes:

A. Medžiagos, užtikrinančios ląstelių poreikius:

Energijos gamybai, augimui ir atsistatymui reikalingos medžiagos – gliukozė, baltymai, riebalai.

NaCl, Ca ir kitos neorganinės medžiagos.

Deguonis.

Vidinė sekrecija.

B. Aplinkos veiksniai, turintys įtakos ląstelių veiklai:

Osmoso slėgis.

Temperatūra.

Vandenilio jonų koncentracija (pH).

B. Struktūrinį ir funkcinį vientisumą užtikrinantys mechanizmai:

Paveldimumas.

Regeneracija.

Imunobiologinis reaktyvumas.

Biologinio reguliavimo principas užtikrina vidinę organizmo būklę (jos turinį), taip pat ryšį tarp ontogenezės ir filogenezės stadijų. Šis principas pasirodė esąs plačiai paplitęs. Jo studijų metu atsirado kibernetika – kryptingos ir optimalios kontrolės mokslas sudėtingus procesus gyvojoje gamtoje, žmonių visuomenėje, pramonėje (Berg I.A., 1962).

Gyvas organizmas yra sudėtinga valdoma sistema, kurioje sąveikauja daugelis išorinės ir vidinės aplinkos kintamųjų. Visoms sistemoms būdingas buvimas įvestis kintamieji, kurie, priklausomai nuo sistemos savybių ir elgesio dėsnių, transformuojami į savaitgalis kintamieji (10 pav.).

Ryžiai. 10 - Bendra gyvųjų sistemų homeostazės schema

Išvesties kintamieji priklauso nuo įvesties ir sistemos elgesio dėsnių.

Išėjimo signalo įtaka sistemos valdymo daliai vadinama Atsiliepimas , kuri turi didelę reikšmę savireguliacijoje (homeostatinė reakcija). Išskirti neigiamas Irteigiamas Atsiliepimas.

Neigiamas grįžtamasis ryšys sumažina įvesties signalo įtaką išėjimo vertei pagal principą: „kuo daugiau (išėjime), tuo mažiau (įėjime). Tai padeda atkurti sistemos homeostazę.

At teigiamas Atsiliepimasįvesties signalo dydis didėja pagal principą: „kuo daugiau (išėjime), tuo daugiau (prie įėjimo). Tai sustiprina atsiradusį nukrypimą nuo pradinės būsenos, dėl ko sutrinka homeostazė.

Tačiau visos savireguliacijos rūšys veikia pagal tą patį principą: savaiminis nukrypimas nuo pradinės būsenos, kuris tarnauja kaip paskata įjungti korekcijos mechanizmus. Taigi normalus kraujo pH yra 7,32–7,45. 0,1 pH pokytis sukelia širdies veiklos sutrikimus. Šį principą aprašė Anokhin P.K. 1935 m. ir pavadintas grįžtamojo ryšio principu, kuris naudojamas adaptyviosioms reakcijoms vykdyti.

Bendras homeostatinės reakcijos principas(Anokhin: „Teorija funkcines sistemas»):

nukrypimas nuo pradinio lygio → signalas → reguliavimo mechanizmų aktyvavimas grįžtamojo ryšio principu → pokyčio koregavimas (normalizavimas).

Taigi fizinio darbo metu CO 2 koncentracija kraujyje didėja → pH pasislenka į rūgštinę pusę → signalas patenka į pailgųjų smegenų kvėpavimo centrą → išcentriniai nervai perduoda impulsą tarpšonkauliniams raumenims ir pagilėja kvėpavimas → CO 2 sumažėja kraujas, atsistato pH.

Homeostazės reguliavimo mechanizmai molekuliniu genetiniu, ląsteliniu, organizmo, populiacijos-rūšies ir biosferos lygiais.

Reguliavimo homeostatiniai mechanizmai veikia genų, ląstelių ir sistemos (organizmo, populiacijos rūšių ir biosferos) lygmenimis.

Genų mechanizmai homeostazė. Visi homeostazės reiškiniai organizme yra nulemti genetiškai. Jau pirminių genų produktų lygmenyje yra tiesioginis ryšys - „vienas struktūrinis genas - viena polipeptidinė grandinė“. Be to, yra kolinearinis atitikimas tarp DNR nukleotidų sekos ir polipeptidinės grandinės aminorūgščių sekos. Paveldima individualios organizmo raidos programa numato rūšiai būdingų savybių formavimąsi ne pastoviomis, o kintančiomis aplinkos sąlygomis, paveldimai nustatytos reakcijos normos ribose. Dvigubas DNR sraigtas yra būtinas jos replikacijos ir taisymo procesuose. Abu yra tiesiogiai susiję su genetinės medžiagos funkcionavimo stabilumo užtikrinimu.

Genetiniu požiūriu galima atskirti elementarias ir sistemines homeostazės apraiškas. Elementarių homeostazės apraiškų pavyzdžiai yra: trylikos kraujo krešėjimo faktorių genų kontrolė, audinių ir organų histo suderinamumo genų kontrolė, leidžianti transplantuoti.

Persodinta sritis vadinama transplantacija. Organizmas, iš kurio paimamas audinys transplantacijai, yra donoras , o kas persodinamas - Gavėjas . Transplantacijos sėkmė priklauso nuo imunologinių organizmo reakcijų. Yra autotransplantacija, singeninė transplantacija, alotransplantacija ir ksenotransplantacija.

Autotransplantacija – audinių transplantacija iš to paties organizmo. Šiuo atveju transplantato baltymai (antigenai) nesiskiria nuo recipiento. Imunologinės reakcijos nėra.

Singeninė transplantacija buvo atliktas identiškiems dvyniams, turintiems tą patį genotipą.

Allotransplantacija – audinių persodinimas iš vieno individo kitam, priklausančiam tai pačiai rūšiai. Donoras ir recipientas skiriasi antigenais, todėl aukštesni gyvūnai patiria ilgalaikį audinių ir organų įsisavinimą.

Ksenotransplantacija – donoras ir recipientas priklauso skirtingų tipų organizmams. Šis transplantacijos būdas sėkmingas kai kuriems bestuburiams, tačiau aukštesniems gyvūnams tokios transplantacijos neįsileidžia.

Transplantacijos metu šis reiškinys turi didelę reikšmę imunologinė tolerancija (histo suderinamumas). Imuninės sistemos slopinimas audinių transplantacijos atveju (imunosupresija) pasiekiamas: slopinant imuninės sistemos aktyvumą, švitinant, skiriant antilimfinį serumą, antinksčių hormonus, chemines medžiagas – antidepresantus (imuraną). Pagrindinis uždavinys – slopinti ne tik imunitetą, bet ir transplantacijos imunitetą.

Transplantacijos imunitetas lemia donoro ir recipiento genetinė sandara. Genai, atsakingi už antigenų, sukeliančių reakciją į persodintą audinį, sintezę, vadinami audinių nesuderinamumo genais.

Žmonėms pagrindinė genetinio histo suderinamumo sistema yra HLA (žmogaus leukocitų antigeno) sistema. Antigenai yra gana pilnai atstovaujami leukocitų paviršiuje ir aptinkami naudojant antiserumus. Žmonių ir gyvūnų sistemos struktūra yra tokia pati. Buvo priimta bendra terminologija, apibūdinanti ŽLA sistemos genetinius lokusus ir alelius. Antigenai žymimi: HLA-A 1; HLA-A 2 ir kt. Nauji antigenai, kurie nebuvo galutinai identifikuoti, yra pažymėti W (darbas). ŽLA sistemos antigenai skirstomi į 2 grupes: SD ir LD (11 pav.).

SD grupės antigenai nustatomi serologiniais metodais ir nustatomi pagal 3 HLA sistemos sublocusų genus: HLA-A; HLA-B; HLA-C.

Ryžiai. 11 – ŽLA yra pagrindinė žmogaus histo suderinamumo genetinė sistema

LD - antigenus kontroliuoja šeštosios chromosomos HLA-D sublocusas, jie nustatomi mišrių leukocitų kultūrų metodu.

Kiekvienas genas, kontroliuojantis žmogaus ŽLA antigenus, turi daug alelių. Taigi, HLA-A sublocus kontroliuoja 19 antigenų; HLA-B – 20; HLA-C – 5 „darbiniai“ antigenai; HLA-D – 6. Taigi žmonėms jau buvo atrasta apie 50 antigenų.

ŽLA sistemos antigeninis polimorfizmas yra vienų iš kitų atsiradimo ir glaudaus genetinio ryšio tarp jų rezultatas. Transplantacijai būtina nustatyti donoro ir recipiento tapatybę pagal ŽLA antigenus. Inksto persodinimas, identiškas 4 sistemos antigenams, užtikrina 70% išgyvenamumą; 3 – 60 %; 2 – 45 %; po 1-25 proc.

Yra specialūs centrai, kurie atlieka donoro ir recipiento atranką transplantacijai, pavyzdžiui, Olandijoje - „Eurotransplant“. Tipavimas pagal ŽLA sistemos antigenus taip pat atliekamas Baltarusijos Respublikoje.

Ląstelių mechanizmai homeostazė yra skirta atkurti audinių ląsteles ir organus, jei pažeidžiamas jų vientisumas. Vadinamas procesų visuma, kuria siekiama atkurti sunaikintas biologines struktūras regeneracija. Šis procesas būdingas visiems lygiams: baltymų, ląstelių organelių komponentų, ištisų organelių ir pačių ląstelių atsinaujinimui. Organų funkcijų atkūrimas po traumos ar nervo plyšimo ir žaizdų gijimas yra svarbūs medicinai šių procesų įsisavinimo požiūriu.

Audiniai pagal savo regeneracinį gebėjimą skirstomi į 3 grupes:

Audiniai ir organai, kuriems būdinga ląstelinis regeneracija (kaulai, laisvas jungiamasis audinys, hematopoetinė sistema, endotelis, mezotelis, žarnyno, kvėpavimo takų ir urogenitalinės sistemos gleivinės.

Audiniai ir organai, kuriems būdinga ląstelinis ir tarpląstelinis regeneracija (kepenys, inkstai, plaučiai, lygiieji ir griaučių raumenys, autonominė nervų sistema, endokrininė sistema, kasa).

Audiniai, kuriems būdinga daugiausia tarpląstelinis regeneracija (miokardas) arba išskirtinai intracelulinė regeneracija (centrinės nervų sistemos ganglinės ląstelės). Ji apima makromolekulių ir ląstelių organelių atkūrimo procesus sumontuojant elementarias struktūras arba jas dalijant (mitochondrijas).

Evoliucijos procese susiformavo 2 regeneracijos tipai fiziologinis ir reparacinis .

Fiziologinė regeneracija - Tai natūralus procesas kūno elementų atstatymas visą gyvenimą. Pavyzdžiui, eritrocitų ir leukocitų atstatymas, odos epitelio, plaukų keitimas, pieninių dantų keitimas nuolatiniais. Šiuos procesus įtakoja išoriniai ir vidiniai veiksniai.

Atkuriamoji regeneracija – tai dėl žalos ar sužalojimo prarastų organų ir audinių atstatymas. Procesas vyksta po mechaninių sužalojimų, nudegimų, cheminių ar radiacinių sužalojimų, taip pat dėl ​​ligų ir chirurginių operacijų.

Atkuriamoji regeneracija skirstoma į tipiškas (homomorfozė) ir netipiškas (heteromorfozė). Pirmuoju atveju pašalintas ar sunaikintas organas atsinaujina, antruoju – vietoje pašalinto organo išsivysto kitas.

Netipinis regeneravimas dažniau pasitaiko bestuburiams.

Hormonai skatina regeneraciją hipofizė Ir Skydliaukė . Yra keli regeneravimo būdai:

Epimorfozė arba visiškas regeneravimas – žaizdos paviršiaus atstatymas, dalies užbaigimas iki visumos (pavyzdžiui, driežui atauga uodega, tritonui – galūnės).

Morfollaksija – likusios vargonų dalies rekonstrukcija į visumą, tik mažesnio dydžio. Šiam metodui būdingas naujos atkūrimas iš seno liekanų (pavyzdžiui, galūnės atkūrimas tarakonui).

Endomorfozė – atstatymas dėl tarpląstelinio audinių ir organų restruktūrizavimo. Dėl padidėjusio ląstelių skaičiaus ir jų dydžio organo masė artėja prie pradinės.

Stuburiniams gyvūnams reparacinė regeneracija vyksta tokia forma:

Pilnas regeneravimas – pirminio audinio atkūrimas po jo pažeidimo.

Regeneracinė hipertrofija , būdingas vidaus organams. Tokiu atveju žaizdos paviršius sugyja randu, pašalinta vieta neatauga ir organo forma neatsistato. Likusios organo dalies masė didėja padidėjus ląstelių skaičiui ir jų dydžiams ir artėja prie pradinės vertės. Taip žinduolių kepenys, plaučiai, inkstai, antinksčiai, kasa, seilės ir skydliaukė atsinaujina.

Intraląstelinė kompensacinė hiperplazija ląstelių ultrastruktūros. Tokiu atveju pažeidimo vietoje susidaro randas, o pradinės masės atkūrimas atsiranda dėl ląstelių tūrio padidėjimo, o ne jų skaičiaus, pagrįsto tarpląstelinių struktūrų (nervinio audinio) proliferacija (hiperplazija).

Sisteminius mechanizmus užtikrina reguliavimo sistemų sąveika: nervų, endokrininės ir imuninės .

Nervų reguliavimas atlieka ir koordinuoja centrinė nervų sistema. Į ląsteles ir audinius patekę nerviniai impulsai ne tik sukelia jaudulį, bet ir reguliuoja cheminius procesus, biologiškai aktyvių medžiagų mainus. Šiuo metu žinoma daugiau nei 50 neurohormonų. Taigi pagumburis gamina vazopresiną, oksitociną, liberinus ir statinus, kurie reguliuoja hipofizės funkciją. Sisteminių homeostazės apraiškų pavyzdžiai yra pastovios temperatūros ir kraujospūdžio palaikymas.

Homeostazės ir adaptacijos požiūriu nervų sistema yra pagrindinė visų organizmo procesų organizatorė. Adaptacijos pagrindas yra organizmų subalansavimas su aplinkos sąlygomis, anot N.P. Pavlovo, refleksiniai procesai meluoja. Tarp skirtingų homeostatinio reguliavimo lygių organizmo vidaus procesų reguliavimo sistemoje yra privati ​​hierarchinė pavaldumas (12 pav.).

smegenų žievė ir smegenų dalys

savireguliacija, pagrįsta grįžtamojo ryšio principu

periferiniai neuroreguliaciniai procesai, lokalūs refleksai

Ląstelių ir audinių homeostazės lygiai

Ryžiai. 12. - Hierarchinis pavaldumas organizmo vidinių procesų reguliavimo sistemoje.

Pirminį lygį sudaro homeostatinės sistemos ląstelių ir audinių lygiuose. Virš jų yra periferinių nervų reguliavimo procesai, tokie kaip vietiniai refleksai. Toliau šioje hierarchijoje yra tam tikrų fiziologinių funkcijų savireguliacijos sistemos su įvairiais „grįžtamojo ryšio“ kanalais. Šios piramidės viršūnę užima smegenų žievė ir smegenys.

Sudėtingame daugialąsčiame organizme tiek tiesioginius, tiek grįžtamuosius ryšius vykdo ne tik nerviniai, bet ir hormoniniai (endokrininiai) mechanizmai. Kiekviena į endokrininę sistemą įtraukta liauka veikia kitus šios sistemos organus, o savo ruožtu yra veikiama pastarųjų.

Endokrininiai mechanizmai homeostazė pagal B.M. Zavadskio, tai pliuso minuso sąveikos mechanizmas, t.y. liaukos funkcinės veiklos subalansavimas su hormono koncentracija. Esant didelei hormono koncentracijai (virš normalios), susilpnėja liaukos veikla ir atvirkščiai. Šis poveikis pasireiškia hormonui veikiant jį gaminančią liauką. Daugelyje liaukų reguliavimas nustatomas per pagumburį ir priekinę hipofizę, ypač stresinės reakcijos metu.

Endokrininės liaukos galima suskirstyti į dvi grupes pagal jų santykį su priekine hipofizės skiltele. Pastaroji laikoma centrine, o kitos endokrininės liaukos – periferinėmis. Šis skirstymas pagrįstas tuo, kad priekinėje hipofizės skiltyje gaminami vadinamieji tropiniai hormonai, kurie aktyvina kai kurias periferines endokrinines liaukas. Savo ruožtu periferinių endokrininių liaukų hormonai veikia priekinę hipofizės skiltį, slopindami tropinių hormonų sekreciją.

Homeostazę užtikrinančios reakcijos negali apsiriboti viena endokrinine liauka, bet vienu ar kitu laipsniu apima visas liaukas. Gauta reakcija įgauna grandininį kursą ir plinta į kitus efektorius. Fiziologinė hormonų reikšmė slypi kitų organizmo funkcijų reguliavime, todėl grandininė prigimtis turėtų būti kiek įmanoma išreikšta.

Nuolatiniai organizmo aplinkos sutrikimai padeda išlaikyti jo homeostazę ilgą gyvenimą. Jei sukursite gyvenimo sąlygas, kuriose niekas nesukeltų reikšmingų pokyčių vidinėje aplinkoje, tai organizmas, susidūręs su aplinka, bus visiškai neapginkluotas ir greitai mirs.

Nervų ir endokrininių reguliavimo mechanizmų derinys pagumburyje leidžia sukelti sudėtingas homeostatines reakcijas, susijusias su visceralinės kūno funkcijos reguliavimu. Nervų ir endokrininės sistemos yra vienijantis homeostazės mechanizmas.

Bendros nervinių ir humoralinių mechanizmų reakcijos pavyzdys yra streso būsena, kuri išsivysto esant nepalankioms gyvenimo sąlygoms ir gresia homeostazės sutrikimas. Esant stresui, pakinta daugumos sistemų būklė: raumenų, kvėpavimo, širdies ir kraujagyslių, virškinimo, jutimo organų, kraujospūdžio, kraujo sudėties. Visi šie pokyčiai yra individualių homeostatinių reakcijų, skirtų padidinti organizmo atsparumą nepalankiems veiksniams, pasireiškimas. Greitas organizmo jėgų mobilizavimas veikia kaip apsauginė reakcija į stresą.

Esant „somatiniam stresui“, bendro kūno pasipriešinimo didinimo problema išspręsta pagal schemą, parodytą 13 paveiksle.

Ryžiai. 13 - Schema, skirta padidinti bendrą organizmo atsparumą per

Homeostazė – kas tai? Homeostazės koncepcija

Homeostazė – tai savireguliacijos procesas, kurio metu visos biologinės sistemos stengiasi išlaikyti stabilumą prisitaikymo prie tam tikrų sąlygų, optimalių išgyvenimui, laikotarpiu. Bet kuri sistema, būdama dinaminėje pusiausvyroje, stengiasi pasiekti stabilią būseną, kuri atsispirtų išoriniams veiksniams ir dirgikliams.

Homeostazės samprata

Visos kūno sistemos turi veikti kartu, kad išlaikytų tinkamą homeostazę organizme. Homeostazė yra rodiklių, tokių kaip temperatūra, vandens kiekis ir lygis, reguliavimas organizme anglies dioksidas. Pavyzdžiui, diabetas yra būklė, kai organizmas negali reguliuoti gliukozės kiekio kraujyje.

Homeostazė yra terminas, naudojamas apibūdinti organizmų egzistavimą ekosistemoje ir apibūdinti sėkmingą ląstelių funkcionavimą organizme. Organizmai ir populiacijos gali palaikyti homeostazę palaikydami stabilų vaisingumo ir mirtingumo lygį.

Atsiliepimas

Grįžtamasis ryšys – tai procesas, vykstantis, kai reikia sulėtinti arba visiškai sustabdyti organizmo sistemas. Kai žmogus valgo, maistas patenka į skrandį ir prasideda virškinimas. Skrandis neturėtų dirbti tarp valgymų. Virškinimo sistema veikia su daugybe hormonų ir nervinių impulsų, kad sustabdytų ir pradėtų skrandyje rūgšties sekreciją.

Kitas neigiamo grįžtamojo ryšio pavyzdys gali būti stebimas esant padidėjusiai kūno temperatūrai. Homeostazės reguliavimas pasireiškia prakaitavimu, apsaugine organizmo reakcija į perkaitimą. Taigi temperatūros kilimas sustoja ir perkaitimo problema neutralizuojama. Hipotermijos atveju organizmas taip pat imasi įvairių priemonių, kad sušiltų.

Vidinės pusiausvyros palaikymas

Homeostazė gali būti apibrėžiama kaip organizmo ar sistemos savybė, padedanti palaikyti tam tikrus parametrus normaliame verčių diapazone. Tai yra raktas į gyvenimą, o netinkama pusiausvyra palaikant homeostazę gali sukelti tokias ligas kaip hipertenzija ir diabetas.

Homeostazė yra pagrindinis elementas norint suprasti, kaip veikia žmogaus kūnas. Šis formalus apibrėžimas apibūdina sistemą, kuri reguliuoja savo vidinę aplinką ir siekia išlaikyti visų organizme vykstančių procesų stabilumą ir reguliarumą.

Homeostatinis reguliavimas: kūno temperatūra

Žmonių kūno temperatūros kontrolė yra geras biologinės sistemos homeostazės pavyzdys. Kai žmogus sveikas, jo kūno temperatūra svyruoja apie +37°C, tačiau tai gali turėti įtakos įvairūs veiksniai, įskaitant hormonus, medžiagų apykaitą ir. įvairios ligos, sukeliantis temperatūros padidėjimą.

Kūno temperatūros reguliavimas yra kontroliuojamas smegenų dalyje, vadinamoje pagumburiu. Per kraujotaką į smegenis gaunami signalai apie temperatūros rodiklius, analizuojami kvėpavimo dažnio, cukraus kiekio kraujyje ir medžiagų apykaitos duomenų rezultatai. Šilumos praradimas žmogaus organizme taip pat prisideda prie aktyvumo sumažėjimo.

Vandens-druskos balansas

Kad ir kiek žmogus išgertų vandens, kūnas neprisipučia kaip balionas, o žmogaus organizmas nesusitraukia kaip razina, jei geria labai mažai. Tikriausiai kas nors bent kartą apie tai pagalvojo. Vienaip ar kitaip, organizmas žino, kiek skysčių reikia sulaikyti norint palaikyti norimą lygį.

Druskos ir gliukozės (cukraus) koncentracija organizme palaikoma pastoviame lygyje (nesant neigiamų veiksnių), kraujo kiekis organizme yra apie 5 litrus.

Cukraus kiekio kraujyje reguliavimas

Gliukozė yra cukraus rūšis, randama kraujyje. Žmogaus organizmas turi palaikyti tinkamą gliukozės kiekį, kad žmogus išliktų sveikas. Kai gliukozės kiekis tampa per didelis, kasa gamina hormoną insuliną.

Jei gliukozės kiekis kraujyje sumažėja per žemai, kepenys paverčia glikogeną kraujyje ir taip padidina cukraus kiekį. Patogeninėms bakterijoms ar virusams patekus į organizmą, jis pradeda kovoti su infekcija anksčiau nei patogeniniai elementai gali sukelti sveikatos problemų.

Kontroliuojamas kraujospūdis

Sveiko kraujospūdžio palaikymas taip pat yra homeostazės pavyzdys. Širdis gali pajusti kraujospūdžio pokyčius ir siųsti signalus į smegenis apdoroti. Tada smegenys siunčia signalą atgal į širdį su nurodymais, kaip teisingai reaguoti. Jei kraujospūdis per aukštas, jį reikia sumažinti.

Kaip pasiekiama homeostazė?

Kaip žmogaus organizmas reguliuoja visas sistemas ir organus bei kompensuoja aplinkos pokyčius? Taip nutinka dėl daugybės natūralių jutiklių, kurie stebi temperatūrą, kraujo druskų sudėtį, kraujospūdį ir daugelį kitų parametrų. Šie detektoriai siunčia signalus į smegenis, pagrindinį valdymo centrą, jei tam tikros reikšmės nukrypsta nuo normos. Po to pradedamos kompensacinės priemonės normaliai būklei atkurti.

Homeostazės palaikymas yra nepaprastai svarbus organizmui. Žmogaus organizme yra tam tikras kiekis cheminių medžiagų, vadinamų rūgštimis ir šarmais, kurių teisinga pusiausvyra būtina optimaliam visų organizmo organų ir sistemų funkcionavimui. Kalcio kiekis kraujyje turi būti palaikomas tinkamo lygio. Kadangi kvėpavimas yra nevalingas, nervų sistema užtikrina, kad kūnas gautų taip reikalingą deguonį. Kai toksinai patenka į jūsų kraują, jie sutrikdo organizmo homeostazę. Žmogaus organizmas į šį sutrikimą reaguoja per šlapimo sistemą.

Svarbu pabrėžti, kad organizmo homeostazė veikia automatiškai, jei sistema veikia normaliai. Pavyzdžiui, reakcija į šilumą – oda parausta, nes automatiškai išsiplečia jos smulkios kraujagyslės. Drebulys yra atsakas į atšalimą. Taigi homeostazė yra ne organų rinkinys, o kūno funkcijų sintezė ir pusiausvyra. Kartu tai leidžia išlaikyti stabilią viso kūno būklę.

9.4. Homeostazės samprata. Bendrieji gyvųjų sistemų homeostazės modeliai

Nepaisant to, kad gyvas organizmas yra atvira sistema, kuri keičiasi medžiaga ir energija su aplinka ir egzistuoja vienybėje su ja, jis išsaugo save laike ir erdvėje kaip atskiras biologinis vienetas, išlaiko savo struktūrą (morfologiją), elgesio reakcijas, specifines. fizinės ir cheminės sąlygos ląstelėse ir audinių skystyje. Gyvų sistemų gebėjimas atsispirti pokyčiams ir išlaikyti dinamišką sudėties bei savybių pastovumą vadinamas homeostaze. Terminą „homeostazė“ W. Cannonas pasiūlė 1929 m. Tačiau mintį apie fiziologinių mechanizmų, užtikrinančių organizmų vidinės aplinkos pastovumo palaikymą, egzistavimą XIX amžiaus antroje pusėje išsakė C. Bernardas.

Evoliucijos metu pagerėjo homeostazė. Daugialąsčiai organizmai sukūrė vidinę aplinką, kurioje yra įvairių organų ir audinių ląstelės. Tada susiformavo specializuotos organų sistemos (cirkuliacija, mityba, kvėpavimas, išskyrimas ir kt.), dalyvaujančios užtikrinant homeostazę visuose organizacijos lygiuose (molekulinėje, tarpląstelinėje, ląstelinėje, audinių, organų ir organizmo). Žinduolių organizme susiformavo pažangiausi homeostazės mechanizmai, kurie labai išplėtė jų prisitaikymo prie aplinkos galimybes. Homeostazės mechanizmai ir tipai išsivystė ilgos evoliucijos procese, fiksuojami genetiškai. Svetimos genetinės informacijos, kurią dažnai įneša bakterijos, virusai, kitų organizmų ląstelės, taip pat savo mutavusios ląstelės, atsiradimas organizme gali gerokai sutrikdyti organizmo homeostazę. Kaip apsauga nuo svetimos genetinės informacijos, kurios prasiskverbimas į organizmą ir vėlesnis jos įgyvendinimas lemtų apsinuodijimą toksinais (svetimais baltymais), atsirado homeostazės rūšis, pvz. genetinė homeostazė, užtikrinanti organizmo vidinės aplinkos genetinį pastovumą. Jis remiasi imunologiniai mechanizmai, įskaitant nespecifinę ir specifinę paties organizmo vientisumo ir individualumo apsaugą. Nespecifiniai mechanizmai yra įgimto, konstitucinio, rūšies imuniteto, taip pat individualaus nespecifinio atsparumo pagrindas. Tai yra odos ir gleivinių barjerinė funkcija, baktericidinis prakaito ir riebalinių liaukų sekretų poveikis, skrandžio ir žarnyno turinio baktericidinės savybės, seilių ir ašarų liaukų sekreto lizocimas. Jei organizmai prasiskverbia į vidinę aplinką, jie pašalinami per uždegiminę reakciją, kurią lydi sustiprėjusi fagocitozė, taip pat virusostatinis interferono (25 000–110 000 molekulinės masės baltymo) poveikis.

Specifiniai imunologiniai mechanizmai yra įgyto imuniteto pagrindas, kurį atlieka imuninė sistema, kuri atpažįsta, apdoroja ir pašalina svetimus antigenus. Humoralinis imunitetas atsiranda dėl antikūnų, cirkuliuojančių kraujyje, susidarymo. Ląstelinis imunitetas grindžiamas T-limfocitų susidarymu, ilgalaikių „imunologinės atminties“ T- ir B-limfocitų atsiradimu bei alergijų (padidėjusio jautrumo konkrečiam antigenui) atsiradimu. Žmonėms apsauginės reakcijos pasireiškia tik 2 gyvenimo savaitę, didžiausią aktyvumą pasiekia per 10 metų, nuo 10 iki 20 metų jos šiek tiek sumažėja, nuo 20 iki 40 metų išlieka maždaug tokio paties lygio, tada palaipsniui išnyksta. .

Imunologinės gynybos mechanizmai yra rimta kliūtis organų transplantacijai, sukelianti transplantato rezorbciją. Šiuo metu sėkmingiausi rezultatai yra autotransplantacija (audinių transplantacija kūno viduje) ir alotransplantacija tarp identiškų dvynių. Jiems daug mažiau sekasi transplantacija tarp rūšių (heterotransplantacija arba ksenotransplantacija).

Kitas homeostazės tipas yra biocheminė homeostazė padeda išlaikyti skystos tarpląstelinės (vidinės) kūno aplinkos (kraujo, limfos, audinių skysčio) cheminės sudėties pastovumą, taip pat ląstelių citoplazmos ir plazmalemos cheminės sudėties pastovumą. Fiziologinė homeostazė užtikrina organizmo gyvybinių procesų pastovumą. Jo dėka atsirado ir tobulinama izosomija (osmosiškai aktyvių medžiagų kiekio pastovumas), izotermija (paukščių ir žinduolių kūno temperatūros palaikymas tam tikrose ribose) ir kt. Struktūrinė homeostazė užtikrina struktūros (morfologinės organizacijos) pastovumą visuose gyvųjų būtybių organizavimo lygiuose (molekulinėje, tarpląstelinėje, ląstelinėje ir kt.).

Gyventojų homeostazė užtikrina individų skaičiaus populiacijoje pastovumą. Biocenotinė homeostazė prisideda prie rūšinės sudėties ir individų skaičiaus biocenozėse pastovumo.

Dėl to, kad organizmas funkcionuoja ir sąveikauja su aplinka kaip viena sistema, pagrindiniai procesai įvairių tipų homeostatinės reakcijos yra glaudžiai tarpusavyje susijusios. Atskiri homeostatiniai mechanizmai sujungiami ir įgyvendinami holistinėje adaptacinėje viso organizmo reakcijoje. Šis suvienijimas vyksta reguliuojančių integruojančių sistemų (nervų, endokrininės, imuninės) veiklos (funkcijos) dėka. Sparčiausius reguliuojamo objekto būklės pokyčius užtikrina nervų sistema, kuri yra susijusi su nervinio impulso atsiradimo ir laidumo procesų greičiu (nuo 0,2 iki 180 m/sek). Endokrininės sistemos reguliavimo funkcija atliekama lėčiau, nes ją riboja hormonų išsiskyrimo liaukose greitis ir jų pernešimas į kraują. Tačiau jame besikaupiančių hormonų įtakos reguliuojamam objektui (organui) rezultatas yra daug ilgesnis nei esant nerviniam reguliavimui.

Kūnas yra save reguliuojanti gyvoji sistema. Dėl homeostatinių mechanizmų organizmas yra sudėtinga savireguliacinė sistema. Tokių sistemų egzistavimo ir vystymosi principus tiria kibernetika, o gyvųjų – biologinė kibernetika.

Biologinių sistemų savireguliacija grindžiama tiesioginio ir grįžtamojo ryšio principu.

Informacija apie valdomo kintamojo nuokrypį nuo duoto lygio grįžtamojo ryšio kanalais perduodama valdikliui ir pakeičia jo veiklą taip, kad valdomas kintamasis grįžta į pradinį (optimalų) lygį (122 pav.). Atsiliepimai gali būti neigiami(kai kontroliuojamas kintamasis nukrypo teigiama kryptimi (pvz., medžiagos sintezė pernelyg padidėjo)) ir įdėti

Ryžiai. 122. Tiesioginio ir grįžtamojo ryšio gyvame organizme schema:

P – reguliatorius (nervų centras, endokrininė liauka); RO – reguliuojamas objektas (ląstelė, audinys, organas); 1 – optimalus funkcinis PO aktyvumas; 2 – sumažėjęs PO funkcinis aktyvumas su teigiamais atsiliepimais; 3 – padidėjęs PO funkcinis aktyvumas su neigiamu grįžtamuoju ryšiu

kūnas(kai kontroliuojama reikšmė nukrypsta į neigiamą pusę (medžiaga susintetinama nepakankamais kiekiais)). Šis mechanizmas, kaip ir sudėtingesni kelių mechanizmų deriniai, atsiranda skirtinguose biologinių sistemų organizavimo lygiuose. Jų veikimo molekuliniu lygmeniu pavyzdys yra pagrindinio fermento slopinimas per didelio galutinio produkto susidarymo metu arba fermentų sintezės slopinimas. Ląstelių lygmenyje tiesioginiai ir grįžtamojo ryšio mechanizmai užtikrina hormonų reguliavimą ir optimalų ląstelių populiacijos tankį (skaičių). Tiesioginio ir grįžtamojo ryšio kūno lygmeniu pasireiškimas yra gliukozės kiekio kraujyje reguliavimas. Gyvame organizme automatinio reguliavimo ir valdymo mechanizmai (tyrinėjami biokibernetikos) yra ypač sudėtingi. Jų sudėtingumo laipsnis padeda padidinti gyvųjų sistemų „patikimumo“ ir stabilumo lygį aplinkos pokyčių atžvilgiu.

Homeostazės mechanizmai yra dubliuojami įvairiais lygiais. Taip gamtoje įgyvendinamas kelių grandinių sistemų reguliavimo principas. Pagrindines grandines vaizduoja ląstelių ir audinių homeostatiniai mechanizmai. Jiems būdingas didelis automatiškumo laipsnis. Pagrindinis vaidmuo kontroliuojant ląstelių ir audinių homeostatinius mechanizmus priklauso genetiniams veiksniams, vietiniams refleksiniams poveikiams, cheminei ir kontaktinei ląstelių sąveikai.

Homeostazės mechanizmai patiria reikšmingų pokyčių žmogaus ontogenezės metu. Tik 2 savaitę po gimimo

Ryžiai. 123. Kūno praradimų ir atstatymų variantai

Įsijungia biologinės apsauginės reakcijos (susidaro ląstelės, kurios suteikia ląstelinį ir humoralinį imunitetą), o jų efektyvumas ir toliau didėja sulaukus 10 metų. Šiuo laikotarpiu tobulėja apsaugos nuo svetimos genetinės informacijos mechanizmai, didėja ir nervų bei endokrininės reguliavimo sistemų branda. Homeostazės mechanizmai didžiausią patikimumą pasiekia suaugus, organizmo vystymosi ir augimo periodo pabaigoje (19-24 m.). Organizmo senėjimą lydi genetinės, struktūrinės, fiziologinės homeostazės mechanizmų efektyvumo mažėjimas, nervų ir endokrininės sistemos reguliavimo įtakų susilpnėjimas.

5. Homeostazė.

Organizmą galima apibrėžti kaip fizikinę ir cheminę sistemą, kuri aplinkoje egzistuoja stacionarioje būsenoje. Būtent toks gyvų sistemų gebėjimas išlaikyti stacionarią būseną nuolat besikeičiančioje aplinkoje lemia jų išlikimą. Siekdami užtikrinti stacionarią būseną, visi organizmai – nuo ​​morfologiškai paprasčiausių iki sudėtingiausių – sukūrė įvairius anatominius, fiziologinius ir elgesio pritaikymus, kurie tarnauja vienam tikslui – išlaikyti vidinės aplinkos pastovumą.

Idėją, kad vidinės aplinkos pastovumas suteikia optimalias sąlygas organizmų gyvenimui ir dauginimuisi, pirmą kartą 1857 metais išsakė prancūzų fiziologas Klodas Bernardas. Per visą tai moksline veikla Claude'ą Bernardą nustebino organizmų gebėjimas reguliuoti ir gana siaurose ribose išlaikyti tokius fiziologinius parametrus kaip kūno temperatūra ar vandens kiekis. Šią savireguliacijos idėją kaip fiziologinio stabilumo pagrindą jis apibendrino klasikiniu teiginiu: „Vidinės aplinkos pastovumas yra būtina laisvo gyvenimo sąlyga“.

Claude'as Bernardas pabrėžė skirtumą tarp išorinės aplinkos, kurioje gyvena organizmai, ir vidinės aplinkos, kurioje randamos jų atskiros ląstelės, ir suprato, kaip svarbu išlaikyti pastovią vidinę aplinką. Pavyzdžiui, žinduoliai sugeba palaikyti kūno temperatūrą nepaisydami aplinkos temperatūros svyravimų. Jei pasidaro per šalta, gyvūnas gali persikelti į šiltesnę ar labiau apsaugotą vietą, o jei tai neįmanoma, įsijungia savireguliacijos mechanizmai, padidinantys kūno temperatūrą ir užkertantys kelią šilumos nuostoliams. Adaptacinė to reikšmė yra ta, kad visas organizmas funkcionuoja efektyviau, nes ląstelės, iš kurių jis susideda, yra optimalias sąlygas. Savireguliacijos sistemos veikia ne tik kūno, bet ir ląstelių lygmeniu. Organizmas yra jį sudarančių ląstelių suma, o optimalus viso organizmo funkcionavimas priklauso nuo jo sudedamųjų dalių optimalaus funkcionavimo. Bet kuri savaime besiorganizuojanti sistema išlaiko savo sudėties pastovumą – kokybinę ir kiekybinę. Šis reiškinys vadinamas homeostaze ir būdingas daugumai biologinių ir socialinių sistemų. Homeostazės terminą 1932 metais įvedė amerikiečių fiziologas Walteris Cannonas.

Homeostazė(gr. homoios – panašus, tas pats; sąstingis-būsena, nejudrumas) – santykinis dinaminis vidinės aplinkos (kraujo, limfos, audinių skysčio) pastovumas ir pagrindinių fiziologinių funkcijų (kraujotakos, kvėpavimo, termoreguliacijos, medžiagų apykaitos ir kt.) stabilumas. .). ) žmonių ir gyvūnų kūnai. Reguliavimo mechanizmai, kurie palaiko fiziologinė būklė arba viso organizmo ląstelių, organų ir sistemų savybės optimaliame lygyje vadinamos homeostatinėmis. Istoriškai ir genetiškai homeostazės samprata turi biologinių ir medicininių-biologinių prielaidų. Ten jis koreliuojamas kaip galutinis procesas, gyvenimo laikotarpis su atskiru izoliuotu organizmu arba žmogaus individu kaip grynai biologiniu reiškiniu. Egzistencijos baigtinumas ir poreikis įvykdyti savo tikslą - savo rūšies dauginimąsi - leidžia nustatyti atskiro organizmo išlikimo strategiją per „išsaugojimo“ sąvoką. „Struktūrinio ir funkcinio stabilumo išlaikymas“ yra bet kokios homeostazės, valdomos homeostato arba savireguliuojančios, esmė.

Kaip žinoma, gyva ląstelė yra mobili, save reguliuojanti sistema. Ji vidinė organizacija palaikoma aktyvių procesų, kuriais siekiama apriboti, užkirsti kelią ar panaikinti poslinkius, kuriuos sukelia įvairios aplinkos ir vidinės aplinkos įtakos. Galimybė grįžti į pradinę būseną po nukrypimo nuo tam tikro vidutinio lygio, kurį sukelia vienas ar kitas „trukdantis“ veiksnys, yra pagrindinė ląstelės savybė. Daugialąstis organizmas yra vientisa organizacija, kurios ląsteliniai elementai yra specializuoti atlikti įvairias funkcijas. Sąveika organizme vykdoma sudėtingais reguliavimo, koordinavimo ir koreliacijos mechanizmais, dalyvaujant nerviniams, humoraliniams, metaboliniams ir kitiems veiksniams. Daugelis atskirų mechanizmų, reguliuojančių vidinius ir tarpląstelinius santykius, kai kuriais atvejais turi priešingą poveikį, kuris subalansuoja vienas kitą. Tai lemia mobilaus fiziologinio fono (fiziologinės pusiausvyros) susidarymą organizme ir leidžia gyvajai sistemai išlaikyti santykinį dinaminį pastovumą, nepaisant aplinkos pokyčių ir poslinkių, atsirandančių organizmo gyvavimo metu.

Kaip rodo tyrimai, gyvuose organizmuose egzistuojantys reguliavimo metodai turi daug panašumų su negyvų sistemų reguliavimo prietaisais, pavyzdžiui, mašinomis. Abiem atvejais stabilumas pasiekiamas tam tikra valdymo forma.

Pati homeostazės idėja neatitinka stabilios (nesvyruojančios) organizmo pusiausvyros sampratos – pusiausvyros principas netaikomas sudėtingiems fiziologiniams ir biocheminiams procesams, vykstantiems gyvose sistemose. Taip pat neteisinga kontrastuoti homeostazę su ritminiais vidinės aplinkos svyravimais. Homeostazė plačiąja prasme apima reakcijų ciklinės ir fazinės eigos, fiziologinių funkcijų kompensavimo, reguliavimo ir savireguliacijos klausimus, nervinių, humoralinių ir kitų reguliacinio proceso komponentų tarpusavio priklausomybės dinamiką. Homeostazės ribos gali būti standžios ir lanksčios, kintančios priklausomai nuo individualaus amžiaus, lyties, socialinių, profesinių ir kitų sąlygų.

Ypatingą reikšmę organizmo gyvybei turi kraujo – skysto kūno pagrindo (skysčio matricos), kaip teigia W. Cannonas, – sudėties pastovumas. Gerai žinomas jo aktyvios reakcijos stabilumas (pH), osmosinis slėgis, elektrolitų (natrio, kalcio, chloro, magnio, fosforo) santykis, gliukozės kiekis, susidariusių elementų skaičius ir kt. Pavyzdžiui, kraujo pH. , kaip taisyklė, nesikeičia ilgiau nei 7.35-7.47. Netgi sunkūs rūgščių-šarmų apykaitos sutrikimai su patologiniu rūgščių kaupimu audinių skystyje, pavyzdžiui, sergant diabetine acidoze, labai mažai veikia aktyvią kraujo reakciją. Nepaisant to, kad kraujo ir audinių skysčio osmosinis slėgis nuolat svyruoja dėl nuolatinio osmosiškai aktyvių intersticinio metabolizmo produktų tiekimo, jis išlieka tam tikrame lygyje ir kinta tik esant tam tikroms sunkioms patologinėms sąlygoms. Nuolatinio osmosinio slėgio palaikymas yra itin svarbus vandens apykaitai ir jonų pusiausvyrai organizme palaikyti. Natrio jonų koncentracija vidinėje aplinkoje yra pati pastoviausia. Kitų elektrolitų kiekis taip pat skiriasi siauromis ribomis. Prieinamumas didelis kiekis osmoreceptoriai audiniuose ir organuose, įskaitant centrinės nervų darinius (pagumburį, hipokampą), o suderinta vandens apykaitos ir jonų sudėties reguliatorių sistema leidžia organizmui greitai pašalinti kraujo osmosinio slėgio poslinkius, kurie atsiranda, pvz. kai vanduo patenka į organizmą.

Nepaisant to, kad kraujas yra bendra vidinė organizmo aplinka, organų ir audinių ląstelės su juo tiesiogiai nesiliečia. Daugialąsčiuose organizmuose kiekvienas organas turi savo vidinę aplinką (mikroaplinką), atitinkančią jo struktūrines ir funkcines savybes, o normali organų būklė priklauso nuo šios mikroaplinkos cheminės sudėties, fizikinių-cheminių, biologinių ir kitų savybių. Jo homeostazę lemia funkcinė histohematinių barjerų būklė ir jų pralaidumas kraujo audinių skysčio kryptimis; audinių skystis – kraujas.

Ypač svarbu turi vidinės aplinkos pastovumą centrinės nervų sistemos veiklai: net nedideli cheminiai ir fizikiniai bei cheminiai pokyčiai, atsirandantys smegenų skystyje, glia ir tarpląstelinėse erdvėse, gali smarkiai sutrikdyti gyvybinių procesų srautą atskiruose neuronuose ar jų ląstelėse. ansambliai. Sudėtinga homeostatinė sistema, apimanti įvairius neurohumoralinius, biocheminius, hemodinaminius ir kitus reguliavimo mechanizmus, yra sistema, užtikrinanti optimalų kraujospūdžio lygį. Šiuo atveju nustatoma viršutinė kraujospūdžio lygio riba funkcionalumą organizmo kraujagyslių sistemos baroreceptoriai, o apatinė riba – organizmo aprūpinimo krauju poreikiai.

Pažangiausi homeostatiniai mechanizmai aukštesniųjų gyvūnų ir žmonių organizme apima termoreguliacijos procesus; Homeoterminiams gyvūnams temperatūrų svyravimai vidinėse kūno dalyse neviršija dešimtųjų laipsnio per drastiškiausius aplinkos temperatūros pokyčius.

Nervinio aparato organizacinis vaidmuo (nervizmo principas) grindžiamas plačiai žinomomis idėjomis apie homeostazės principų esmę. Tačiau nei dominuojantis principas, nei barjerinių funkcijų teorija, nei bendras adaptacijos sindromas, nei funkcinių sistemų teorija, nei hipotalaminis homeostazės reguliavimas ir daugelis kitų teorijų negali visiškai išspręsti homeostazės problemos.

Kai kuriais atvejais homeostazės idėja nėra visiškai teisėtai naudojama atskirtoms fiziologinėms būsenoms, procesams ir net paaiškinti. socialiniai reiškiniai. Taip literatūroje atsirado terminai „imunologinis“, „elektrolitas“, „sisteminis“, „molekulinis“, „fizinis-cheminis“, „genetinė homeostazė“ ir kt. Homeostazės problemą buvo bandoma redukuoti iki savireguliacijos principo. Homeostazės problemos sprendimo pavyzdys kibernetikos požiūriu yra Ashby bandymas (W.R. Ashby, 1948) sukonstruoti savireguliacinį įrenginį, kuris modeliuotų gyvų organizmų gebėjimą išlaikyti tam tikrų kiekių lygį fiziologiškai priimtinose ribose.

Praktikoje mokslininkams ir gydytojams iškyla kūno adaptacinių (adaptyviųjų) ar kompensacinių gebėjimų, jų reguliavimo, stiprinimo ir mobilizavimo bei organizmo reakcijų į trikdančius poveikius numatymo vertinimo klausimai. Kai kurios vegetatyvinio nestabilumo būsenos, atsirandančios dėl reguliavimo mechanizmų nepakankamumo, pertekliaus ar netinkamumo, laikomos „homeostazės ligomis“. Tam tikra tvarka tai gali būti funkciniai normalaus organizmo funkcionavimo sutrikimai, susiję su jo senėjimu, priverstinis biologinių ritmų pertvarkymas, kai kurie vegetacinės distonijos reiškiniai, hiper- ir hipokompensacinis reaktyvumas esant stresui ir ekstremaliam poveikiui ir kt.

Homeostatinių mechanizmų būklei įvertinti fiziologiniuose eksperimentuose ir klinikinėje praktikoje naudojami įvairūs dozuoti funkciniai testai (šaltis, karštis, adrenalinas, insulinas, mezatonas ir kt.), nustatant biologiškai aktyvių medžiagų (hormonų, mediatorių, metabolitų) santykį. ) kraujyje ir šlapime ir kt. .d.

Biofizikiniai homeostazės mechanizmai.

Cheminės biofizikos požiūriu homeostazė yra būsena, kai visi procesai, atsakingi už energijos transformacijas organizme, yra dinaminėje pusiausvyroje. Ši būsena yra stabiliausia ir atitinka fiziologinį optimalumą. Remiantis termodinamikos sampratomis, organizmas ir ląstelė gali egzistuoti ir prisitaikyti prie aplinkos sąlygų, kurioms esant biologinėje sistemoje gali nusistovėti stacionari fizikinių ir cheminių procesų eiga, t.y. homeostazė. Pagrindinis vaidmuo kuriant homeostazę visų pirma tenka ląstelių membranų sistemoms, kurios yra atsakingos už bioenergetikos procesus ir reguliuoja medžiagų patekimo ir išsiskyrimo iš ląstelių greitį.

Šiuo požiūriu pagrindinės sutrikimo priežastys yra nefermentinės reakcijos, atsirandančios membranose, neįprastos normaliam gyvenimui; daugeliu atvejų tai yra oksidacijos grandininės reakcijos, kuriose dalyvauja laisvieji radikalai, atsirandantys ląstelių fosfolipiduose. Dėl šių reakcijų pažeidžiami ląstelių struktūriniai elementai ir sutrinka reguliavimo funkcija. Prie homeostazės sutrikimo priežasčių priskiriami ir radikalų susidarymą sukeliantys veiksniai – jonizuojanti spinduliuotė, infekciniai toksinai, tam tikri maisto produktai, nikotinas, taip pat vitaminų trūkumas ir kt.

Vienas pagrindinių faktorių, stabilizuojančių membranų homeostatinę būseną ir funkcijas, yra bioantioksidantai, kurie stabdo oksidacinių radikalų reakcijų vystymąsi.

Su amžiumi susiję vaikų homeostazės ypatumai.

Vidinės organizmo aplinkos pastovumą ir santykinį fizikinių bei cheminių rodiklių stabilumą vaikystėje užtikrina ryškus anabolinių medžiagų apykaitos procesų vyravimas prieš katabolinius. Tai yra būtina augimo sąlyga ir išskiria vaiko kūną nuo suaugusiųjų, kurių medžiagų apykaitos procesų intensyvumas yra dinaminės pusiausvyros būsenoje. Šiuo atžvilgiu neuroendokrininis vaiko kūno homeostazės reguliavimas yra intensyvesnis nei suaugusiųjų. Kiekvienas amžiaus tarpsnis yra apibūdintas specifinės savybės homeostazės mechanizmai ir jų reguliavimas. Todėl vaikai daug dažniau nei suaugusieji patiria rimtų homeostazės sutrikimų, dažnai pavojingų gyvybei. Šie sutrikimai dažniausiai siejami su homeostatinių inkstų funkcijų nebrandumu, su virškinimo trakto ar plaučių kvėpavimo funkcijos sutrikimais.

Vaiko augimą, išreikštą jo ląstelių masės padidėjimu, lydi ryškūs skysčių pasiskirstymo organizme pokyčiai. Absoliutus ekstraląstelinio skysčio tūrio padidėjimas atsilieka nuo bendro svorio padidėjimo greičio, todėl santykinis vidinės aplinkos tūris, išreikštas kūno masės procentais, su amžiumi mažėja. Ši priklausomybė ypač ryški pirmaisiais metais po gimimo. Vyresniems vaikams santykinio tarpląstelinio skysčio tūrio kitimo greitis mažėja. Skysčio tūrio pastovumo reguliavimo sistema (tūrio reguliavimas) kompensuoja vandens balanso nukrypimus gana siaurose ribose. Aukštas laipsnis Naujagimių ir mažų vaikų audinių hidratacija lemia, kad vaiko vandens poreikis (kūno svorio vienetui) yra žymiai didesnis nei suaugusiųjų. Vandens praradimas arba jo apribojimas greitai sukelia dehidrataciją dėl ekstraląstelinio sektoriaus, ty vidinės aplinkos. Tuo pačiu metu inkstai – pagrindiniai tūrio reguliavimo sistemos vykdomieji organai – nesutaupo vandens. Ribojantis reguliavimo veiksnys yra inkstų kanalėlių sistemos nesubrendimas. Svarbus naujagimių ir mažų vaikų homeostazės neuroendokrininės kontrolės bruožas yra santykinai didelė aldosterono sekrecija ir išsiskyrimas per inkstus, o tai turi tiesioginės įtakos audinių hidratacijos būklei ir inkstų kanalėlių funkcijai.

Vaikų kraujo plazmos ir tarpląstelinio skysčio osmosinio slėgio reguliavimas taip pat yra ribotas. Vidinės aplinkos osmoliariškumas svyruoja platesniame diapazone ( 50 mOsm/l) , nei suaugusieji

( 6 mOsm/l) . Taip yra dėl didesnio kūno paviršiaus ploto 1 kg svorio ir dėl to su didesniu vandens netekimu kvėpuojant, taip pat dėl ​​vaikų šlapimo koncentracijos inkstų mechanizmų nesubrendimo. Homeostazės sutrikimai, pasireiškiantys hiperosmoze, ypač dažni vaikams naujagimio laikotarpiu ir pirmaisiais gyvenimo mėnesiais; vyresniame amžiuje pradeda vyrauti hipoosmozė, daugiausia susijusi su virškinimo trakto ar inkstų ligomis. Mažiau ištirtas joninis homeostazės reguliavimas, glaudžiai susijęs su inkstų veikla ir mitybos pobūdžiu.

Anksčiau buvo manoma, kad pagrindinis veiksnys, lemiantis ekstraląstelinio skysčio osmosinį slėgį, buvo natrio koncentracija, tačiau naujausi tyrimai parodė, kad nėra glaudaus ryšio tarp natrio kiekio kraujo plazmoje ir bendro osmosinio slėgio vertės. esant patologijai. Išimtis yra plazminė hipertenzija. Todėl, atliekant homeostatinę terapiją skiriant gliukozės-druskos tirpalus, reikia stebėti ne tik natrio kiekį serume ar kraujo plazmoje, bet ir bendro tarpląstelinio skysčio osmoliarumo pokyčius. Cukraus ir karbamido koncentracija turi didelę reikšmę palaikant bendrą osmosinį slėgį vidinėje aplinkoje. Šių osmosiškai aktyvių medžiagų kiekis ir jų poveikis vandens-druskų apykaitai gali smarkiai padidėti esant daugeliui patologinių būklių. Todėl, esant bet kokiems homeostazės sutrikimams, būtina nustatyti cukraus ir karbamido koncentraciją. Dėl to, kas išdėstyta pirmiau, mažiems vaikams, pažeidžiant vandens-druskos ir baltymų režimus, gali išsivystyti latentinė hiper- ar hipoosmoso būsena, hiperazotemija.

Svarbus rodiklis, apibūdinantis vaikų homeostazę, yra vandenilio jonų koncentracija kraujyje ir tarpląsteliniame skystyje. Antenataliniu ir ankstyvuoju postnataliniu laikotarpiu rūgščių ir šarmų pusiausvyros reguliavimas yra glaudžiai susijęs su kraujo prisotinimo deguonimi laipsniu, o tai paaiškinama santykiniu anaerobinės glikolizės vyravimu bioenergetiniuose procesuose. Be to, net vidutinio sunkumo vaisiaus hipoksiją lydi pieno rūgšties kaupimasis jo audiniuose. Be to, inkstų acidogenetinės funkcijos nesubrendimas sukuria prielaidas „fiziologinei“ acidozei (rūgščių ir šarmų pusiausvyros poslinkiui organizme link santykinio rūgščių anijonų skaičiaus padidėjimo). Dėl homeostazės ypatumų naujagimiai dažnai patiria sutrikimų, kurie ribojasi tarp fiziologinių ir patologinių.

Neuroendokrininės sistemos restruktūrizavimas brendimo (brendimo) metu taip pat yra susijęs su homeostazės pokyčiais. Tačiau vykdomųjų organų (inkstų, plaučių) funkcijos šiame amžiuje pasiekia maksimalų brandos laipsnį, todėl sunkūs sindromai ar homeostazės ligos pasitaiko retai, o dažniau kalbame apie kompensuotus medžiagų apykaitos pokyčius, kuriuos galima tik nustatyti. su biocheminiu kraujo tyrimu. Klinikoje, norint apibūdinti vaikų homeostazę, būtina ištirti šiuos rodiklius: hematokritą, bendrą osmosinį slėgį, natrio, kalio, cukraus, bikarbonatų ir karbamido kiekį kraujyje, taip pat kraujo pH, p0 2 ir pCO. 2.

Homeostazės ypatybės senatvėje ir senatvėje.

Toks pat homeostatinių verčių lygis skirtingais amžiaus laikotarpiais išlaikomas dėl įvairių jų reguliavimo sistemų poslinkių. Pavyzdžiui, jaunų žmonių kraujospūdžio lygio pastovumas išlaikomas dėl didesnio širdies tūrio ir mažo bendro periferinio kraujagyslių pasipriešinimo, o vyresnio amžiaus ir senatviniams – dėl didesnio bendro periferinio pasipriešinimo ir sumažėjusio širdies tūrio. Organizmo senėjimo metu išlaikomas svarbiausių fiziologinių funkcijų pastovumas mažėjančio patikimumo ir galimo fiziologinių homeostazės pokyčių ribos sąlygomis. Santykinės homeostazės išsaugojimas reikšmingų struktūrinių, medžiagų apykaitos ir funkcinių pokyčių metu pasiekiamas tuo, kad vienu metu vyksta ne tik išnykimas, sutrikimas ir degradacija, bet ir sukuriami specifiniai prisitaikymo mechanizmai. Dėl to palaikomas pastovus cukraus kiekis kraujyje, kraujo pH, osmosinis slėgis, ląstelės membranos potencialas ir kt.

Didelę reikšmę palaikant homeostazę senėjimo proceso metu turi neurohumoralinio reguliavimo mechanizmų pokyčiai, audinių jautrumo hormonų ir mediatorių veikimui padidėjimas, susilpnėjus nerviniam poveikiui.

Senstant organizmui labai kinta širdies darbas, plaučių ventiliacija, dujų mainai, inkstų funkcijos, virškinimo liaukų sekrecija, endokrininių liaukų funkcija, medžiagų apykaita ir kt.. Šiuos pokyčius galima apibūdinti kaip homeorezę - natūrali medžiagų apykaitos ir fiziologinių funkcijų intensyvumo pokyčių su amžiumi trajektorija (dinamika). Su amžiumi susijusių pokyčių eigos reikšmė yra labai svarbi apibūdinant žmogaus senėjimo procesą ir nustatant jo biologinį amžių.

Senatvėje ir senatvėje sumažėja bendras adaptacinių mechanizmų potencialas. Todėl vyresniame amžiuje, esant padidėjusioms apkrovoms, stresui ir kitoms situacijoms, padidėja adaptacijos mechanizmų gedimo ir homeostazės sutrikimo tikimybė. Šis homeostazės mechanizmų patikimumo sumažėjimas yra viena iš svarbiausių prielaidų patologiniams sutrikimams išsivystyti senatvėje.

Taigi homeostazė yra neatsiejama sąvoka, kuri funkciškai ir morfologiškai vienija širdies ir kraujagyslių sistema, kvėpavimo sistema, inkstų sistema, vandens-elektrolitų apykaita, rūgščių-šarmų balansas.

Pagrindinis tikslas širdies ir kraujagyslių sistemos – kraujo tiekimas ir paskirstymas visuose mikrocirkuliacijos baseinuose. Kraujo kiekis, kurį širdis išstumia per 1 minutę, yra minutės tūris. Tačiau širdies ir kraujagyslių sistemos funkcija yra ne tik palaikyti tam tikrą minutinį tūrį ir paskirstyti jį tarp baseinų, bet ir pakeisti minučių tūrį, atsižvelgiant į audinių poreikių dinamiką įvairiose situacijose.

Pagrindinė kraujo užduotis yra deguonies pernešimas. Daugeliui chirurginių pacientų ūmiai sumažėja širdies tūris, dėl to sutrinka deguonies patekimas į audinius ir gali žūti ląstelės, organas ir net visas kūnas. Todėl vertinant širdies ir kraujagyslių sistemos funkciją reikėtų atsižvelgti ne tik į minutinį tūrį, bet ir į audinių aprūpinimą deguonimi bei jų poreikį.

Pagrindinis tikslas kvėpavimo sistemos – užtikrinant tinkamą dujų apykaitą tarp organizmo ir aplinkos, nuolat kintant medžiagų apykaitos procesų greičiui. Įprasta kvėpavimo sistemos funkcija – palaikyti pastovų deguonies ir anglies dioksido kiekį arteriniame kraujyje, esant normaliam kraujagyslių pasipriešinimui plaučių kraujotakoje ir normaliomis energijos sąnaudomis kvėpavimo darbui.

Ši sistema yra glaudžiai susijusi su kitomis sistemomis ir pirmiausia su širdies ir kraujagyslių sistema. Kvėpavimo sistemos funkcija apima ventiliaciją, plaučių cirkuliaciją, dujų difuziją per alveolių-kapiliarų membraną, dujų transportavimą krauju ir audinių kvėpavimą.

Funkcijos inkstų sistema : Inkstai yra pagrindinis organas, skirtas palaikyti fizinių ir cheminių sąlygų pastovumą organizme. Pagrindinė jų funkcija yra išskyrimas. Tai apima: vandens ir elektrolitų pusiausvyros reguliavimą, rūgščių-šarmų pusiausvyros palaikymą ir baltymų bei riebalų apykaitos produktų pašalinimą iš organizmo.

Funkcijos vandens-elektrolitų metabolizmas : Vanduo organizme atlieka transportavimo vaidmenį, užpildydamas ląsteles, tarpines (tarpines) ir kraujagyslių erdves, yra druskų, koloidų ir kristaloidų tirpiklis, dalyvauja biocheminėse reakcijose. Visi biocheminiai skysčiai yra elektrolitai, nes vandenyje ištirpusios druskos ir koloidai yra disocijuoti. Visų elektrolitų funkcijų išvardinti neįmanoma, bet pagrindinės yra: osmosinio slėgio palaikymas, vidinės aplinkos reakcijos palaikymas, dalyvavimas biocheminėse reakcijose.

Pagrindinis tikslas rūgščių-šarmų balansas yra palaikyti pastovų kūno skysčių pH, kuris yra normalių biocheminių reakcijų, taigi ir gyvybinės veiklos, pagrindas. Metabolizmas vyksta būtinai dalyvaujant fermentinėms sistemoms, kurių aktyvumas labai priklauso nuo elektrolito cheminės reakcijos. Kartu su vandens-elektrolitų apykaita, rūgščių-šarmų pusiausvyra atlieka lemiamą vaidmenį organizuojant biochemines reakcijas. Rūgščių ir šarmų pusiausvyros reguliavime dalyvauja buferinės sistemos ir daugelis fiziologinių organizmo sistemų.

Homeostazė

Homeostazė, homeorezė, homeomorfozė – organizmo būklės ypatumai. Sisteminė organizmo esmė pirmiausia pasireiškia jo gebėjimu savarankiškai reguliuotis nuolat kintančiomis aplinkos sąlygomis. Kadangi visi kūno organai ir audiniai susideda iš ląstelių, kurių kiekviena yra gana savarankiškas organizmas, normaliam žmogaus kūno funkcionavimui didelę reikšmę turi vidinės žmogaus kūno aplinkos būklė. Žmogaus kūnui – sausumos tvariniui – aplinką sudaro atmosfera ir biosfera, o ji tam tikru mastu sąveikauja su litosfera, hidrosfera ir noosfera. Tuo pačiu metu dauguma žmogaus kūno ląstelių yra panardintos į skystą terpę, kurią sudaro kraujas, limfa ir tarpląstelinis skystis. Tik vientisieji audiniai tiesiogiai sąveikauja su žmogaus aplinka, visos kitos ląstelės yra izoliuotos nuo išorinio pasaulio, o tai leidžia organizmui iš esmės standartizuoti savo egzistavimo sąlygas. Visų pirma, gebėjimas išlaikyti pastovią apie 37 ° C kūno temperatūrą užtikrina medžiagų apykaitos procesų stabilumą, nes visos biocheminės reakcijos, kurios yra metabolizmo esmė, labai priklauso nuo temperatūros. Lygiai taip pat svarbu palaikyti pastovią deguonies, anglies dioksido įtampą, įvairių jonų koncentraciją ir kt., skystose organizmo terpėse. Įprastomis egzistavimo sąlygomis, įskaitant adaptacijos ir veiklos metu, atsiranda nedideli tokių parametrų nukrypimai, tačiau jie greitai pašalinami, o vidinė organizmo aplinka grįžta į stabilią normą. Didysis prancūzų fiziologas XIX a. Claude'as Bernardas teigė: „Vidinės aplinkos pastovumas yra būtina laisvo gyvenimo sąlyga“. Fiziologiniai mechanizmai, užtikrinantys pastovios vidinės aplinkos palaikymą, vadinami homeostatiniais, o pats reiškinys, atspindintis organizmo gebėjimą savarankiškai reguliuoti vidinę aplinką, vadinamas homeostaze. Šį terminą 1932 metais įvedė W. Cannonas, vienas iš tų XX amžiaus fiziologų, kurie kartu su N. A. Bernsteinu, P. K. Anokhinu ir N. Wieneriu stovėjo prie valdymo mokslo – kibernetikos – ištakų. Terminas „homeostazė“ vartojamas ne tik fiziologiniuose, bet ir kibernetiniuose tyrimuose, nes bet kokių sudėtingos sistemos charakteristikų pastovumo palaikymas yra pagrindinis bet kokio valdymo tikslas.

Kitas žymus tyrinėtojas K. Waddingtonas atkreipė dėmesį į tai, kad kūnas sugeba išlaikyti ne tik savo vidinės būsenos stabilumą, bet ir santykinį dinaminių charakteristikų pastovumą, t.y. procesų eigą laikui bėgant. Šis reiškinys, pagal analogiją su homeostaze, buvo vadinamas homeorezas. Tai ypač svarbu augančiam ir besivystančiam organizmui ir susideda iš to, kad organizmas sugeba išlaikyti (žinoma, tam tikrose ribose) „vystymosi kanalą“ savo dinaminių transformacijų metu. Visų pirma, jei vaikas dėl ligos ar smarkiai pablogėjusių gyvenimo sąlygų dėl socialinių priežasčių (karo, žemės drebėjimo ir kt.) smarkiai atsilieka nuo normaliai besivystančių bendraamžių, tai nereiškia, kad toks atsilikimas yra mirtinas ir negrįžtamas. . Jei nepalankių įvykių laikotarpis baigiasi ir vaikas gauna tinkamas vystymuisi sąlygas, tai tiek augimu, tiek funkcinio išsivystymo lygiu jis greitai pasiveja savo bendraamžius ir ateityje nuo jų labai nesiskiria. Tai paaiškina faktą, kad vaikai, anksti sirgę sunkia liga, dažnai užauga sveikais ir proporcingų suaugusiųjų. Homeorezas vaidina lemiamą vaidmenį kontroliuojant ontogenetinį vystymąsi ir prisitaikymo procesus. Tuo tarpu fiziologiniai homeorezės mechanizmai dar nėra pakankamai ištirti.

Trečioji kūno pastovumo savireguliacijos forma yra homeomorfozė - gebėjimas išlaikyti pastovią formą. Ši savybė labiau būdinga suaugusiam organizmui, nes augimas ir vystymasis nesuderinami su formos nekintamumu. Nepaisant to, jei atsižvelgsime į trumpus laikotarpius, ypač augimo slopinimo laikotarpiais, homeomorfozės gebėjimą galima rasti vaikams. Esmė ta, kad organizme vyksta nuolatinė jį sudarančių ląstelių kartų kaita. Ląstelės negyvena ilgai (vienintelė išimtis yra nervinės ląstelės): normali kūno ląstelių gyvenimo trukmė yra savaitės ar mėnesiai. Nepaisant to, kiekviena nauja ląstelių karta beveik tiksliai pakartoja ankstesnės kartos formą, dydį, vietą ir atitinkamai funkcines savybes. Specialūs fiziologiniai mechanizmai užkerta kelią dideliems kūno svorio pokyčiams badaujant ar persivalgius. Ypač pasninko metu smarkiai padidėja maistinių medžiagų virškinamumas, o persivalgius, atvirkščiai, didžioji dalis su maistu tiekiamų baltymų, riebalų ir angliavandenių „sudeginama“ be jokios naudos organizmui. Įrodyta (N. A. Smirnova), kad suaugusiam žmogui staigūs ir reikšmingi kūno svorio pokyčiai (daugiausia dėl riebalų kiekio) bet kuria kryptimi yra tikri adaptacijos nesėkmės, pervargimo požymiai ir rodo funkcinius organizmo sutrikimus. . Vaiko organizmas tampa ypač jautrus išorės poveikiui sparčiausio augimo laikotarpiais. Homeomorfozės pažeidimas yra toks pat nepalankus požymis, kaip ir homeostazės bei homeorezės pažeidimai.

Biologinių konstantų samprata. Kūnas yra daugybės skirtingų medžiagų kompleksas. Organizmo ląstelių gyvavimo metu šių medžiagų koncentracija gali labai pasikeisti, vadinasi, pakisti ir vidinė aplinka. Būtų neįsivaizduojama, jei organizmo kontrolės sistemos būtų priverstos stebėti visų šių medžiagų koncentraciją, t.y. turėti daug jutiklių (receptorių), nuolat analizuoti esamą būseną, priimti valdymo sprendimus ir stebėti jų efektyvumą. Tokiam visų parametrų valdymo režimui neužtektų nei informacijos, nei organizmo energijos išteklių. Todėl organizmas apsiriboja santykinai nedidelio reikšmingiausių rodiklių skaičiaus stebėjimu, kurie turi būti palaikomi santykinai pastoviame daugumos kūno ląstelių gerovei. Šie griežčiausiai homeostazės parametrai tokiu būdu paverčiami „biologinėmis konstantomis“, o jų nekintamumą užtikrina kartais gana dideli kitų parametrų, nepriskiriamų homeostazei, svyravimai. Taigi, hormonų, dalyvaujančių reguliuojant homeostazę, kiekis kraujyje gali keistis dešimtis kartų, priklausomai nuo vidinės aplinkos būklės ir poveikio. išoriniai veiksniai. Tuo pačiu metu homeostazės parametrai keičiasi tik 10-20%.

Svarbiausios biologinės konstantos. Tarp svarbiausių biologinių konstantų, už kurių palaikymą gana pastoviame lygyje yra atsakingos įvairios fiziologinės organizmo sistemos, reikėtų paminėti. kūno temperatūra, gliukozės kiekis kraujyje, H+ jonų kiekis kūno skysčiuose, dalinis deguonies ir anglies dioksido įtempimas audiniuose.

Liga kaip homeostazės sutrikimų požymis arba pasekmė. Beveik visos žmonių ligos yra susijusios su homeostazės sutrikimu. Taigi, pavyzdžiui, daugeliui užkrečiamos ligos, taip pat esant uždegiminiams procesams, smarkiai sutrinka temperatūros homeostazė organizme: atsiranda karščiavimas (karščiavimas), kartais pavojingas gyvybei. Šio homeostazės sutrikimo priežastis gali būti tiek neuroendokrininės reakcijos savybės, tiek periferinių audinių veiklos sutrikimai. Šiuo atveju ligos pasireiškimas – pakilusi temperatūra – yra homeostazės pažeidimo pasekmė.

Paprastai karščiavimą lydi acidozė - rūgščių ir šarmų pusiausvyros pažeidimas ir kūno skysčių reakcijos poslinkis į rūgštinę pusę. Acidozė taip pat būdinga visoms ligoms, susijusioms su širdies ir kraujagyslių bei kvėpavimo sistemų pablogėjimu (širdies ir kraujagyslių ligoms, uždegiminiams ir alerginiams bronchopulmoninės sistemos pažeidimams ir kt.). Acidozė dažnai lydi pirmąsias naujagimio gyvenimo valandas, ypač jei jis iškart po gimimo nepradėjo normaliai kvėpuoti. Siekiant pašalinti šią būklę, naujagimis patalpinamas į specialią kamerą su dideliu deguonies kiekiu. Metabolinė acidozė sunkios raumenų veiklos metu gali pasireikšti bet kokio amžiaus žmonėms ir pasireiškia dusuliu bei padidėjusiu prakaitavimu, taip pat raumenų skausmu. Baigus darbą, acidozės būklė gali išlikti nuo kelių minučių iki 2-3 dienų, priklausomai nuo nuovargio laipsnio, fizinio pasirengimo ir homeostatinių mechanizmų efektyvumo.

Labai pavojingos yra ligos, dėl kurių sutrinka vandens ir druskos homeostazė, pavyzdžiui, cholera, kai iš organizmo pašalinamas didžiulis vandens kiekis ir audiniai praranda savo funkcines savybes. Daugelis inkstų ligų taip pat sukelia vandens ir druskos homeostazės sutrikimą. Dėl kai kurių šių ligų gali išsivystyti alkalozė – pernelyg padidėti koncentracija šarminės medžiagos kraujyje ir pH padidėjimas (perėjimas į šarminę pusę).

Kai kuriais atvejais nedideli, bet ilgalaikiai homeostazės sutrikimai gali sukelti tam tikrų ligų vystymąsi. Taigi yra duomenų, kad dėl nesaikingo cukraus ir kitų angliavandenių šaltinių, kurie sutrikdo gliukozės homeostazę, vartojimas sukelia kasos pažeidimus, dėl kurių žmogus suserga diabetu. Taip pat pavojingas nesaikingas valgomųjų ir kitų mineralinių druskų, aštrių prieskonių ir kt., kurie didina išskyrimo sistemos apkrovą, vartojimas. Inkstai gali nesusitvarkyti su gausybe medžiagų, kurias reikia pašalinti iš organizmo, todėl sutrinka vandens ir druskos homeostazė. Viena iš jos apraiškų yra edema – skysčių kaupimasis minkštieji audiniai kūnas. Edemos priežastis dažniausiai yra širdies ir kraujagyslių sistemos nepakankamumas arba sutrikusi inkstų funkcija ir dėl to mineralų apykaita.

Homeostazė yra:

Homeostazė

Homeostazė(senovės graikų ὁμοιοστάσις iš ὁμοιος – identiškas, panašus ir στάσις – stovėjimas, nejudrumas) – savireguliacija, atviros sistemos gebėjimas išlaikyti vidinės būsenos koordinuotos reakcijos pastovumą. Sistemos noras atgaminti save, atkurti prarastą pusiausvyrą, įveikti išorinės aplinkos pasipriešinimą.

Populiacijos homeostazė – tai populiacijos gebėjimas ilgą laiką išlaikyti tam tikrą skaičių savo individų.

Amerikiečių fiziologas Walteris B. Cannonas savo 1932 m. knygoje „Kūno išmintis“ pasiūlė šį terminą kaip „koordinuotų fiziologinių procesų, palaikančių daugumą pastovių organizmo būsenų“, pavadinimą. Vėliau šis terminas buvo išplėstas iki gebėjimo dinamiškai išlaikyti bet kurios atviros sistemos vidinės būsenos pastovumą. Tačiau vidinės aplinkos pastovumo idėją dar 1878 metais suformulavo prancūzų mokslininkas Claude'as Bernardas.

Bendra informacija

Biologijoje dažniausiai vartojamas terminas homeostazė. Daugialąsčiai organizmai turi palaikyti pastovią vidinę aplinką, kad egzistuotų. Daugelis ekologų įsitikinę, kad šis principas galioja ir išorinei aplinkai. Jei sistema negali atkurti pusiausvyros, galiausiai ji gali nustoti veikti.

Sudėtingos sistemos, tokios kaip žmogaus kūnas, turi turėti homeostazę, kad išliktų stabilios ir egzistuotų. Šios sistemos turi ne tik stengtis išlikti, bet ir prisitaikyti prie aplinkos pokyčių bei vystytis.

Homeostazės savybės

Homeostatinės sistemos turi šias savybes:

• Nestabilumas sistema: išbandoma, kaip geriausiai prisitaikyti.
• Pusiausvyros siekimas: Visa vidinė, struktūrinė ir funkcinė sistemų organizacija prisideda prie pusiausvyros palaikymo.
• Nenuspėjamumas: tam tikro veiksmo rezultatas dažnai gali skirtis nuo to, ko tikėtasi.

Žinduolių homeostazės pavyzdžiai:

• Mikroelementų ir vandens kiekio reguliavimas organizme – osmoreguliacija. Atliekama inkstuose.
• Atliekų pašalinimas iš medžiagų apykaitos proceso – išskyrimas. Jį atlieka egzokrininiai organai – inkstai, plaučiai, prakaito liaukos ir virškinimo traktas.
• Kūno temperatūros reguliavimas. Temperatūros mažinimas prakaituojant, įvairios termoreguliacinės reakcijos.
• Gliukozės kiekio kraujyje reguliavimas. Daugiausia atlieka kepenys, insulinas ir gliukagonas, kurį išskiria kasa.

Svarbu pažymėti, kad nors kūnas yra pusiausvyroje, jo fiziologinė būsena gali būti dinamiška. Daugelis organizmų pasižymi endogeniniais cirkadiniais, ultradiniais ir infradiniais ritmais. Taigi, net esant homeostazei, kūno temperatūra, kraujospūdis, širdies susitraukimų dažnis ir dauguma medžiagų apykaitos rodiklių ne visada būna pastovaus lygio, bet laikui bėgant kinta.

Homeostazės mechanizmai: grįžtamasis ryšys

Pagrindinis straipsnis: Atsiliepimas

Kai pasikeičia kintamieji, sistema reaguoja į du pagrindinius grįžtamojo ryšio tipus:

1. Neigiamas grįžtamasis ryšys, išreikštas kaip reakcija, kai sistema reaguoja taip, kad pakeičiama pokyčio kryptis. Kadangi grįžtamasis ryšys padeda palaikyti sistemos pastovumą, jis leidžia palaikyti homeostazę.
   • Pavyzdžiui, kai žmogaus organizme padidėja anglies dioksido koncentracija, į plaučius ateina signalas padidinti jų aktyvumą ir iškvėpti daugiau anglies dvideginio.
   • Termoreguliavimas yra dar vienas neigiamo grįžtamojo ryšio pavyzdys. Kai kūno temperatūra pakyla (arba nukrenta), odoje ir pagumburyje esantys termoreceptoriai registruoja pokyčius, sukeldami signalą iš smegenų. Šis signalas savo ruožtu sukelia atsaką – temperatūros sumažėjimą (arba padidėjimą).
2. Teigiamas grįžtamasis ryšys, kuris išreiškiamas didėjančiais kintamojo pokyčiais. Jis turi destabilizuojantį poveikį, todėl nesukelia homeostazės. Teigiamas atsiliepimas yra rečiau paplitęs natūralios sistemos, bet ir turi savo paskirtį.
   • Pavyzdžiui, nervuose elektrinio potencialo slenkstis sukelia daug didesnio veikimo potencialo susidarymą. Kraujo krešėjimas ir įvykiai gimimo metu gali būti paminėti kaip kiti teigiamų atsiliepimų pavyzdžiai.

Stabilioms sistemoms reikia abiejų grįžtamojo ryšio tipų derinių. Nors neigiamas grįžtamasis ryšys leidžia grįžti į homeostatinę būseną, teigiamas grįžtamasis ryšys naudojamas norint pereiti į visiškai naują (ir galbūt mažiau pageidaujamą) homeostazės būseną, situaciją, vadinamą „metastabilumu“. Tokie katastrofiški pokyčiai gali įvykti, pavyzdžiui, skaidraus vandens upėse padaugėjus maistinių medžiagų, dėl ko susidaro homeostatinė didelės eutrofikacijos (upės vagos užaugimas dumbliais) ir drumstumo būsena.

Ekologinė homeostazė

Ekologinė homeostazė stebima didžiausią įmanomą biologinę įvairovę turinčiose kulminacijos bendruomenėse palankiomis aplinkos sąlygomis.

Sutrikusiose ekosistemose arba subklimaksinėse biologinėse bendruomenėse, pvz., Krakatau saloje, po didžiulio ugnikalnio išsiveržimo 1883 m., ankstesnės miško kulminacijos ekosistemos homeostazė buvo sunaikinta, kaip ir visa gyvybė toje saloje. Kelerius metus po išsiveržimo Krakatoa patyrė ekologinių pokyčių grandinę, kurios metu naujos augalų ir gyvūnų rūšys pakeitė viena kitą, o tai paskatino biologinę įvairovę ir dėl to susiformavusią kulminacijos bendruomenę. Ekologinė sukcesija Krakatau vyko keliais etapais. Visa paveldėjimo grandinė, vedanti į kulminaciją, vadinama preseria. Krakatau pavyzdyje sala sukūrė kulminacinę bendruomenę su aštuoniais tūkstančiais skirtingų rūšių, užregistruotų 1983 m., praėjus šimtui metų po to, kai išsiveržimas sunaikino joje gyvybę. Duomenys patvirtina, kad padėtis dar kurį laiką išlieka homeostazėje, labai greitai atsiradus naujoms rūšims, greitai išnyksta senosios.

Krakatoa ir kitų sutrikdytų ar nepažeistų ekosistemų atvejis rodo, kad pradinė pionierių rūšių kolonizacija vyksta taikant teigiamą grįžtamąjį ryšį su dauginimosi strategija, kai rūšys išsisklaido, susilaukdamos kuo daugiau palikuonių, tačiau mažai investuojant į kiekvieno individo sėkmę. Tokios rūšys sparčiai vystosi ir taip pat greitai žlunga (pavyzdžiui, per epidemiją). Ekosistemai artėjant prie kulminacijos, tokias rūšis pakeičia sudėtingesnės kulminacijos rūšys, kurios dėl neigiamo grįžtamojo ryšio prisitaiko prie specifinių savo aplinkos sąlygų. Šios rūšys yra kruopščiai kontroliuojamos potencialios ekosistemos talpos ir laikosi kitokios strategijos – mažesnių palikuonių auginimo, kurių reprodukcinė sėkmė jam būdingos mikroaplinkos sąlygomis. ekologinė niša investuojama daugiau energijos.

Vystymasis prasideda pionierių bendruomene ir baigiasi kulminacijos bendruomene. Ši kulminacijos bendruomenė susiformuoja, kai flora ir fauna susibalansuoja su vietine aplinka.

Tokios ekosistemos sudaro heterarchijas, kuriose homeostazė vienu lygiu prisideda prie homeostatinių procesų kitame sudėtingame lygyje. Pavyzdžiui, subrendusio atogrąžų medžio lapų netekimas suteikia vietos naujam augimui ir praturtina dirvą. Taip pat atogrąžų medis sumažina šviesos patekimą į žemesnius lygius ir padeda išvengti kitų rūšių invazijos. Tačiau medžiai krenta ir ant žemės, o miško vystymasis priklauso nuo nuolatinės medžių kaitos ir bakterijų, vabzdžių ir grybų vykdomo maisto medžiagų ciklo. Panašiai tokie miškai prisideda prie ekologinių procesų, tokių kaip mikroklimato ar ekosistemos hidrologinių ciklų reguliavimas, o kelios skirtingos ekosistemos gali sąveikauti, kad palaikytų upių drenažo homeostazę biologiniame regione. Bioregioninis kintamumas taip pat turi įtakos biologinio regiono arba biomo homeostatiniam stabilumui.

Biologinė homeostazė

Daugiau informacijos: Rūgščių-šarmų balansas

Homeostazė veikia kaip pagrindinė gyvų organizmų savybė ir suprantama kaip vidinės aplinkos palaikymas priimtinose ribose.

Vidinę organizmo aplinką sudaro kūno skysčiai – kraujo plazma, limfa, tarpląstelinė medžiaga ir smegenų skystis. Šių skysčių stabilumo palaikymas yra gyvybiškai svarbus organizmams, o jo nebuvimas pažeidžia genetinę medžiagą.

Pagal bet kurį parametrą organizmai skirstomi į konformacinius ir reguliuojamuosius. Reguliuojantys organizmai palaiko pastovų parametrą, nepaisant to, kas vyksta aplinkoje. Konformaciniai organizmai leidžia aplinkai nustatyti parametrą. Pavyzdžiui, šiltakraujai gyvūnai palaiko pastovią kūno temperatūrą, o šaltakraujai gyvūnai pasižymi plačiu temperatūrų diapazonu.

Tai nereiškia, kad konformaciniai organizmai neturi elgesio adaptacijų, leidžiančių jiems tam tikru mastu reguliuoti tam tikrą parametrą. Pavyzdžiui, ropliai dažnai ryte sėdi ant įkaitusių akmenų, kad pakeltų kūno temperatūrą.

Homeostatinio reguliavimo pranašumas yra tas, kad jis leidžia organizmui veikti efektyviau. Pavyzdžiui, šaltakraujai gyvūnai būna mieguisti esant žemai temperatūrai, o šiltakraujai gyvūnai yra beveik tokie pat aktyvūs kaip bet kada. Kita vertus, reguliavimui reikia energijos. Priežastis, kodėl kai kurios gyvatės gali valgyti tik kartą per savaitę, yra ta, kad jos išeikvoja daug mažiau energijos homeostazei palaikyti nei žinduoliai.

Ląstelių homeostazė

Ląstelės cheminio aktyvumo reguliavimas pasiekiamas per daugybę procesų, tarp kurių ypač svarbūs yra pačios citoplazmos struktūros pokyčiai, taip pat fermentų struktūra ir aktyvumas. Autoreguliacija priklauso nuo temperatūros, rūgštingumo laipsnio, substrato koncentracijos, tam tikrų makro ir mikroelementų buvimo.

Homeostazė žmogaus organizme

Papildoma informacija: Rūgščių-šarmų balansas Taip pat žr.: Kraujo buferinės sistemos

Įvairūs veiksniai turi įtakos kūno skysčių gebėjimui palaikyti gyvybę. Tai tokie parametrai kaip temperatūra, druskingumas, rūgštingumas ir maistinių medžiagų – gliukozės, įvairių jonų, deguonies ir atliekų – anglies dioksido ir šlapimo koncentracija. Kadangi šie parametrai įtakoja chemines reakcijas, kurios palaiko organizmą gyvą, yra įmontuoti fiziologiniai mechanizmai jiems palaikyti. reikalingas lygis.

Homeostazė negali būti laikoma šių nesąmoningų adaptacijos procesų priežastimi. Reikėtų priimti kaip bendrosios charakteristikos daugelis normalių procesų veikia kartu, o ne kaip jų pagrindinė priežastis. Be to, yra daug biologinių reiškinių, kurie neatitinka šio modelio – pavyzdžiui, anabolizmas.

Kitos sritys

„Homeostazės“ sąvoka vartojama ir kitose srityse.

Aktuaras gali kalbėti apie rizikos homeostazė, kurioje, pavyzdžiui, žmonės, kurių automobiliai turi nepridegančius stabdžius, nėra saugesni už tuos, kurie neturi, nes šie žmonės nesąmoningai kompensuoja saugesnį automobilį rizikingesniu vairavimu. Taip atsitinka todėl, kad kai kurie laikymo mechanizmai, pavyzdžiui, baimė, nustoja veikti.

Sociologai ir psichologai gali kalbėti apie streso homeostazė- gyventojų ar individo noras išlikti tam tikrame streso lygyje, dažnai dirbtinai sukeliantis stresą, jei nepakanka „natūralaus“ streso lygio.

Pavyzdžiai

• Termoreguliacija
  • Skeleto raumenų drebulys gali prasidėti, jei kūno temperatūra yra per žema.
  • Kitas termogenezės tipas apima riebalų skaidymą, kad susidarytų šiluma.
  • Prakaitavimas vėsina kūną garuodamas.
• Cheminis reguliavimas
  • Kasa išskiria insuliną ir gliukagoną, kad kontroliuotų gliukozės kiekį kraujyje.
  • Plaučiai gauna deguonį ir išskiria anglies dioksidą.
  • Inkstai gamina šlapimą ir reguliuoja vandens bei daugelio jonų kiekį organizme.

Daugelį šių organų valdo hormonai iš pagumburio-hipofizės ašies.

taip pat žr

Kategorijos:

• Homeostazė
• Atviros sistemos
• Fiziologiniai procesai

Wikimedia fondas. 2010 m.

Homeostazė – tai organizme savarankiškai vykstantis procesas, kurio tikslas – stabilizuoti žmogaus sistemų būklę, kai keičiasi vidinės sąlygos (keičiasi temperatūra, slėgis) arba išorinės sąlygos (kinta klimatas, laiko juosta). Šį pavadinimą pasiūlė amerikiečių fiziologas Cannonas. Vėliau homeostaze pradėta vadinti bet kurios sistemos (taip pat ir aplinkos) gebėjimas išlaikyti savo vidinį pastovumą.

Homeostazės samprata ir savybės

Vikipedija šį terminą apibūdina kaip norą išgyventi, prisitaikyti ir vystytis. Kad homeostazė būtų teisinga, reikalingas koordinuotas visų organų ir sistemų darbas. Tokiu atveju visi žmogaus parametrai bus normalūs. Jei koks nors parametras organizme nereguliuojamas, tai rodo homeostazės sutrikimus.

Pagrindinės homeostazės savybės yra šios:

• sistemos pritaikymo naujoms sąlygoms galimybių analizė;
• noras išlaikyti pusiausvyrą;
• nesugebėjimas iš anksto numatyti rodiklių reguliavimo rezultatų.

Atsiliepimas

Grįžtamasis ryšys yra tikrasis homeostazės mechanizmas. Taip organizmas reaguoja į bet kokius pokyčius. Kūnas veikia nepertraukiamai visą žmogaus gyvenimą. Tačiau atskiros sistemos turi turėti laiko pailsėti ir atsigauti. Šiuo laikotarpiu atskirų įstaigų darbas sulėtėja arba visai sustoja. Šis procesas vadinamas grįžtamuoju ryšiu. To pavyzdys – skrandžio veiklos pertrauka, kai maistas į jį nepatenka. Šis virškinimo sutrikimas užtikrina, kad rūgšties gamyba sustos dėl hormonų ir nervinių impulsų veiksmų.

Yra du šio mechanizmo tipai, kuris bus aprašytas toliau.

Neigiamas atsiliepimas

Šio tipo mechanizmas pagrįstas tuo, kad organizmas reaguoja į pokyčius, bandydamas juos nukreipti priešinga kryptimi. Tai yra, ji vėl siekia stabilumo. Pavyzdžiui, jei anglies dioksidas kaupiasi organizme, plaučiai pradeda aktyviau dirbti, padažnėja kvėpavimas, dėl to pašalinamas anglies dvideginio perteklius. Taip pat dėl ​​neigiamų atsiliepimų vyksta termoreguliacija, dėl kurios organizmas išvengia perkaitimo ar hipotermijos.

Teigiami atsiliepimai

Šis mechanizmas yra visiškai priešingas ankstesniam. Jo veikimo atveju kintamojo pokytį tik sustiprina mechanizmas, kuris pašalina kūną iš pusiausvyros būsenos. Tai gana retas ir mažiau pageidaujamas procesas. To pavyzdys būtų elektrinio potencialo buvimas nervuose, kuris, užuot sumažinęs poveikį, lemia jo padidėjimą.

Tačiau šio mechanizmo dėka vyksta vystymasis ir perėjimas į naujas būsenas, vadinasi, tai būtina ir gyvybei.

Kokius parametrus reguliuoja homeostazė?

Nepaisant to, kad organizmas nuolat stengiasi išlaikyti gyvybei svarbių parametrų reikšmes, jos ne visada būna stabilios. Kūno temperatūra vis tiek skirsis nedideliu diapazonu, kaip ir širdies susitraukimų dažnis ar kraujospūdis. Homeostazės uždavinys – išlaikyti šį reikšmių diapazoną, taip pat padėti organizmui funkcionuoti.

Homeostazės pavyzdžiai yra atliekų pašalinimas iš žmogaus kūno per inkstus, prakaito liaukas, virškinimo traktą ir medžiagų apykaitos priklausomybė nuo mitybos. Šiek tiek daugiau apie reguliuojamus parametrus bus aptarta toliau.

Kūno temperatūra

Ryškiausias ir paprasčiausias homeostazės pavyzdys yra normalios kūno temperatūros palaikymas. Kūno perkaitimo galima išvengti prakaituojant. Įprasta temperatūra svyruoja nuo 36 iki 37 laipsnių Celsijaus. Šių verčių padidėjimą gali sukelti uždegiminiai procesai, hormoniniai ir medžiagų apykaitos sutrikimai ar bet kokios ligos.

Smegenų dalis, vadinama pagumburiu, yra atsakinga už kūno temperatūros kontrolę. Jis gauna signalus apie temperatūros režimo gedimą, kuris taip pat gali būti išreikštas greitu kvėpavimu, cukraus kiekio padidėjimu ir nesveiku medžiagų apykaitos pagreitėjimu. Visa tai sukelia letargiją, organų veiklos sumažėjimą, po kurio sistemos pradeda imtis priemonių temperatūros rodikliams reguliuoti. Paprastas pavyzdys Kūno termoreguliacinė reakcija yra prakaitavimas.

Verta paminėti, kad šis procesas veikia ir pernelyg nukritus kūno temperatūrai. Taip organizmas gali sušilti skaidydamas riebalus, o tai išskiria šilumą.

Vandens-druskos balansas

Vanduo yra būtinas organizmui, ir visi tai puikiai žino. Yra net 2 litrų skysčių paros norma. Tiesą sakant, kiekvienam organizmui reikia savo vandens kiekio, vieniems jis gali viršyti vidutinę vertę, o kitiems jo nepasiekti. Tačiau kad ir kiek žmogus išgertų vandens, viso skysčio pertekliaus organizmas nesukaups. Vanduo išliks reikiamo lygio, o visas perteklius bus pašalintas iš organizmo dėl inkstų atliekamos osmoreguliacijos.

Kraujo homeostazė

Lygiai taip pat reguliuojamas cukraus, būtent gliukozės, kuri yra svarbus elementas kraujyje, kiekis. Žmogus negali būti visiškai sveikas, jei cukraus lygis toli gražu nėra normalus. Šį rodiklį reguliuoja kasos ir kepenų veikla. Kai gliukozės kiekis viršija normą, kasa veikia, gamindama insuliną ir gliukagoną. Jei cukraus kiekis tampa per mažas, kepenų pagalba į jį perdirbamas glikogenas iš kraujo.

Normalus slėgis

Homeostazė taip pat yra atsakinga už normalų kraujospūdį organizme. Jei jis sutrinka, signalai apie tai ateis iš širdies į smegenis. Smegenys reaguoja į problemą ir naudoja impulsus, kad padėtų širdžiai sumažinti aukštą kraujospūdį.

Homeostazės apibrėžimas apibūdina ne tik teisingą vieno organizmo sistemų funkcionavimą, bet ir gali būti taikomas visoms populiacijoms. Priklausomai nuo to, yra įvairių tipų homeostazės, aprašyta toliau.

Ekologinė homeostazė

Šis tipas yra apsaugotoje būtinas sąlygas bendruomenės gyvenimas. Jis atsiranda veikiant teigiamo grįžtamojo ryšio mechanizmui, kai organizmai, kurie pradeda gyventi ekosistemoje, greitai dauginasi ir taip padidina jų skaičių. Tačiau toks greitas įsitvirtinimas gali lemti dar greitesnį naujų rūšių sunaikinimą, kilus epidemijai arba pasikeitus sąlygoms į mažiau palankias. Todėl organizmai turi prisitaikyti ir stabilizuotis, o tai atsiranda dėl neigiamo grįžtamojo ryšio. Taip gyventojų mažėja, tačiau jie tampa labiau prisitaikantys.

Biologinė homeostazė

Šis tipas būdingas pavieniams asmenims, kurių organizmas stengiasi palaikyti vidinę pusiausvyrą, ypač reguliuodamas kraujo, tarpląstelinės medžiagos ir kitų normaliai organizmo veiklai reikalingų skysčių sudėtį ir kiekį. Tuo pačiu metu homeostazė ne visada reikalauja išlaikyti pastovius parametrus, kartais tai pasiekiama prisitaikant ir prisitaikant organizmą prie pasikeitusių sąlygų. Dėl šio skirtumo organizmai skirstomi į du tipus:

• konformaciniai - tai tie, kurie siekia išsaugoti vertybes (pavyzdžiui, šiltakraujai gyvūnai, kurių kūno temperatūra turėtų būti daugiau ar mažiau pastovi);
• reguliuojantys, kurie prisitaiko (šaltakraujiški, turintys skirtingą temperatūrą priklausomai nuo sąlygų).

Šiuo atveju kiekvieno organizmo homeostazė yra skirta kaštų kompensavimui. Jei nukritus aplinkos temperatūrai šiltakraujai gyvūnai nekeičia gyvenimo būdo, tai šaltakraujai tampa vangūs ir pasyvūs, kad nešvaistytų energijos.

Be to, Biologinė homeostazė apima šiuos potipius:

• ląstelių homeostazė yra nukreipta į citoplazmos struktūros ir fermentų aktyvumo keitimą, taip pat audinių ir organų regeneraciją;
• homeostazė organizme užtikrinama reguliuojant temperatūrą, gyvybei reikalingų medžiagų koncentraciją, šalinant atliekas.

Kiti tipai

Be naudojimo biologijoje ir medicinoje, šis terminas buvo pritaikytas kitose srityse.

Homeostazės palaikymas

Homeostazė palaikoma dėl to, kad kūne yra vadinamųjų jutiklių, kurie siunčia impulsus į smegenis, turinčius informaciją apie kūno slėgį ir temperatūrą, vandens ir druskos balansą, kraujo sudėtį ir kitus normaliam gyvenimui svarbius parametrus. Kai tik kai kurios reikšmės pradeda nukrypti nuo normos, signalas apie tai siunčiamas į smegenis, o organizmas pradeda reguliuoti savo rodiklius.

Šis sudėtingas reguliavimo mechanizmas nepaprastai svarbus gyvenimui. Normalią žmogaus būseną palaiko teisingas santykis cheminės medžiagos ir elementai organizme. Rūgštys ir šarmai būtini stabiliam virškinimo sistemos ir kitų organų funkcionavimui.

Kalcis yra labai svarbi konstrukcinė medžiaga, be reikalingas kiekis kurių žmogus neturės sveikų kaulų ir dantų. Kvėpavimui būtinas deguonis.

Į organizmą patekę toksinai gali sutrikdyti sklandžią organizmo veiklą. Tačiau norint išvengti žalos sveikatai, jie pašalinami dėl šlapimo sistemos darbo.

Homeostazė veikia be jokių žmogaus pastangų. Jei organizmas sveikas, organizmas pats reguliuos visus procesus. Jei žmonėms karšta, išsiplečia kraujagyslės, todėl oda parausta. Jei šalta, drebėsite. Dėl tokių organizmo reakcijų į dirgiklius žmogaus sveikata palaikoma norimame lygyje.

Homeostazė – tai žmogaus organizmo gebėjimas prisitaikyti prie besikeičiančių išorinės ir vidinės aplinkos sąlygų. Stabilus homeostazės procesų veikimas garantuoja žmogui patogią sveikatos būklę bet kokioje situacijoje, išlaikant organizmo gyvybinių rodiklių pastovumą.

Homeostazė biologiniu ir ekologiniu požiūriu

Homeostazė taikoma bet kokiems daugialąsčiams organizmams. Tuo pačiu metu ekologai dažnai atkreipia dėmesį į išorinės aplinkos balansą. Manoma, kad tai yra ekosistemos homeostazė, kuri taip pat keičiasi ir nuolat atkuriama tolesniam egzistavimui.

Jei pusiausvyra kurioje nors sistemoje sutrinka ir ji negali jos atkurti, tai visiškai nutrūksta.

Ne išimtis ir žmonės, homeostatiniai mechanizmai atlieka gyvybiškai svarbų vaidmenį kasdieniame gyvenime, o leistinas pagrindinių žmogaus organizmo rodiklių pokyčio laipsnis yra labai mažas. Esant neįprastiems išorinės ar vidinės aplinkos svyravimams, homeostazės sutrikimas gali sukelti mirtinų pasekmių.

Kodėl reikalinga homeostazė ir jos rūšys?

Kiekvieną dieną žmogų veikia įvairūs aplinkos veiksniai, tačiau tam, kad pagrindiniai biologiniai procesai organizme ir toliau dirbo stabiliai, jų sąlygos neturėtų keistis. Pagrindinis homeostazės vaidmuo yra išlaikyti šį stabilumą.

Įprasta išskirti tris pagrindinius tipus:

1. Genetinė.
2. Fiziologinis.
3. Struktūrinis (regeneracinis arba ląstelinis).

Visaverčiam egzistavimui žmogui reikia visų trijų homeostazės tipų derinio, jei vienas iš jų nepavyksta, tai sukelia nemalonių pasekmių sveikatai. Suderintas procesų darbas leis nepastebėti ar ištverti dažniausiai pasitaikančių pokyčių su minimaliais nepatogumais ir jaustis užtikrintai.

Šio tipo homeostazė yra gebėjimas išlaikyti vieną genotipą vienoje populiacijoje. Molekuliniame-ląsteliniame lygmenyje palaikoma viena genetinė sistema, kuri neša tam tikrą paveldimos informacijos rinkinį.

Mechanizmas leidžia individams kryžmintis vieniems su kitais, išlaikant sąlyginai uždaros žmonių grupės (populiacijos) pusiausvyrą ir vienodumą.

Fiziologinė homeostazė

Šio tipo homeostazė yra atsakinga už pagrindinių gyvybinių funkcijų palaikymą optimalioje būsenoje:

• Kūno temperatūros.
• Kraujo spaudimas.
• Virškinimo stabilumas.

Imuninė, endokrininė ir nervų sistemos yra atsakingos už tinkamą jo veikimą. Netikėtai sutrikus vienos iš sistemų veikimui, tai iš karto paveikia viso organizmo savijautą, dėl to susilpnėja apsauginės funkcijos ir išsivysto ligos.

Ląstelių homeostazė (struktūrinė)

Šis tipas dar vadinamas „regeneraciniu“, kuris bene geriausiai apibūdina funkcines savybes.

Pagrindinės tokios homeostazės jėgos yra nukreiptos į pažeistų žmogaus kūno vidaus organų ląstelių atkūrimą ir išgydymą. Būtent šie mechanizmai, tinkamai veikdami, leidžia organizmui atsigauti po ligos ar traumos.

Pagrindiniai homeostazės mechanizmai vystosi ir vystosi kartu su žmogumi, geriau prisitaikydami prie išorinės aplinkos pokyčių.

Homeostazės funkcijos

Norint teisingai suprasti homeostazės funkcijas ir savybes, geriausia apsvarstyti jos veikimą naudojant konkrečius pavyzdžius.

Pavyzdžiui, sportuojant žmogaus kvėpavimas ir pulsas padažnėja, o tai rodo organizmo norą išlaikyti vidinę pusiausvyrą pasikeitus aplinkos sąlygoms.

Persikėlę į šalį, kurios klimatas gerokai skiriasi nuo įprasto, kurį laiką galite jaustis blogai. Priklausomai nuo bendros žmogaus sveikatos, homeostazės mechanizmai leidžia prisitaikyti prie naujų gyvenimo sąlygų. Vieni nejaučia aklimatizacijos ir greitai susireguliuoja vidinė pusiausvyra, kitiems tenka šiek tiek palaukti, kol organizmas susireguliuos savo parametrus.

Esant aukštai temperatūrai, žmogus įkaista ir prakaituoja. Šis reiškinys laikomas tiesioginiu savireguliacijos mechanizmų veikimo įrodymu.

Daugeliu atžvilgių pagrindinių homeostatinių funkcijų darbas priklauso nuo paveldimumo, genetinės medžiagos, perduodamos iš vyresnės kartos šeimoje.

Remiantis pateiktais pavyzdžiais, galima aiškiai matyti pagrindines funkcijas:

• Energija.
• Prisitaikantis.
• Reprodukcinis.

Svarbu atkreipti dėmesį į tai, kad senatvėje, kaip ir kūdikystėje, stabilus homeostazės funkcionavimas reikalauja ypatingo dėmesio, nes šiais gyvenimo laikotarpiais pagrindinių reguliavimo sistemų reakcija yra lėta.

Homeostazės savybės

Žinant apie pagrindines savireguliacijos funkcijas, taip pat naudinga suprasti, kokias savybes ji turi. Homeostazė yra sudėtingas procesų ir reakcijų tarpusavio ryšys. Tarp homeostazės savybių yra:

• Nestabilumas.
• Pusiausvyros siekimas.
• Nenuspėjamumas.

Mechanizmai nuolat kinta, testavimo sąlygos, siekiant pasirinkti geriausią variantą prie jų prisitaikyti. Tai rodo nestabilumo savybę.

Pusiausvyra yra pagrindinis bet kurio organizmo tikslas ir savybė, ji nuolat jos siekia tiek struktūriškai, tiek funkcionaliai.

Kai kuriais atvejais organizmo reakcija į išorinės ar vidinės aplinkos pokyčius gali tapti netikėta ir lemti gyvybinių sistemų pertvarką. Homeostazės nenuspėjamumas gali sukelti tam tikrą diskomfortą, o tai nerodo tolesnio žalingo poveikio organizmo būklei.

Kaip pagerinti homeostatinės sistemos mechanizmų veikimą

Medicininiu požiūriu bet kokia liga yra homeostazės sutrikimo įrodymas. Išorinės ir vidinės grėsmės nuolat veikia kūną, ir tik pagrindinių sistemų veikimo darna padės su jomis susidoroti.

Imuninės sistemos susilpnėjimas nevyksta be priežasties. Šiuolaikinė medicina turi daugybę priemonių, kurios gali padėti žmogui išlaikyti savo sveikatą, nepaisant to, kas sukėlė gedimą.

Besikeičiančios oro sąlygos, stresinės situacijos, traumos – visa tai gali sukelti įvairaus sunkumo ligų vystymąsi.

Kad homeostazės funkcijos veiktų teisingai ir kuo greičiau, būtina stebėti bendrą sveikatos būklę. Norėdami tai padaryti, galite pasikonsultuoti su gydytoju, kad nustatytumėte savo pažeidžiamumą ir pasirinktumėte terapijos rinkinį, kad juos pašalintumėte. Reguliari diagnostika padės geriau kontroliuoti pagrindinius gyvenimo procesus.

Svarbu pačiam laikytis šių paprastų rekomendacijų:

• Venkite stresinės situacijos apsaugoti nervų sistemą nuo nuolatinio pervargimo.
• Stebėkite savo mitybą, neapkraukite savęs sunkiu maistu ir venkite beprasmiško badavimo, kuris leis virškinimo sistemai lengviau susidoroti su savo darbu.
• Pasirinkite tinkamus vitaminų kompleksai sumažinti sezoninių orų pokyčių įtaką.

Budrus požiūris į savo sveikatą padės homeostatiniams procesams operatyviai ir teisingai reaguoti į bet kokius pokyčius.

Homeostazė klasikine žodžio prasme yra fiziologinė sąvoka, reiškianti vidinės aplinkos sudėties stabilumą, jos sudėties komponentų pastovumą, taip pat bet kurio gyvo organizmo biofiziologinių funkcijų pusiausvyrą.

Tokios biologinės funkcijos kaip homeostazė pagrindas yra gyvų organizmų ir biologinių sistemų gebėjimas atlaikyti aplinkos pokyčius; Tokiu atveju organizmai naudoja autonominius gynybos mechanizmus.

Šį terminą XX amžiaus pradžioje pirmą kartą pavartojo amerikiečių fiziologas W. Cannonas.
Bet kuris biologinis objektas turi universalius homeostazės parametrus.

Sistemos ir kūno homeostazė

Mokslinį pagrindą tokiam reiškiniui kaip homeostazė suformavo prancūzas C. Bernardas – tai buvo teorija apie nuolatinę vidinės aplinkos sudėtį gyvų būtybių organizmuose. Ši mokslinė teorija buvo suformuluota XVIII amžiaus aštuntajame dešimtmetyje ir buvo plačiai išplėtota.

Taigi, homeostazė yra sudėtingo sąveikos mechanizmo reguliavimo ir koordinavimo srityje, atsirandančio tiek visame kūne, tiek jo organuose, ląstelėse ir net molekuliniu lygmeniu, rezultatas.

Homeostazės koncepcija gavo postūmį papildomam vystymuisi, kai kibernetikos metodai buvo naudojami tiriant sudėtingas biologines sistemas, tokias kaip biocenozė ar populiacija).

Homeostazės funkcijos

Objektų su grįžtamojo ryšio funkcija tyrimas padėjo mokslininkams sužinoti apie daugybę mechanizmų, atsakingų už jų stabilumą.

Net ir rimtų pokyčių sąlygomis adaptacijos mechanizmai neleidžia iš esmės pasikeisti cheminėms ir fiziologinėms organizmo savybėms. Tai nereiškia, kad jie išlieka absoliučiai stabilūs, tačiau rimtų nukrypimų dažniausiai nebūna.

Homeostazės mechanizmai

Aukštesniųjų gyvūnų homeostazės mechanizmas yra geriausiai išvystytas. Paukščių ir žinduolių (taip pat ir žmonių) organizmuose homeostazės funkcija leidžia palaikyti vandenilio jonų skaičiaus stabilumą, reguliuoja kraujo cheminės sudėties pastovumą, palaiko slėgį kraujotakos sistemoje ir organizme. maždaug tame pačiame lygyje.

Yra keletas būdų, kaip homeostazė veikia organų sistemas ir visą kūną. Tam įtakos gali turėti hormonai, nervų sistema, organizmo šalinimo ar neuro-humoralinės sistemos.

Žmogaus homeostazė

Pavyzdžiui, slėgio stabilumą arterijose palaiko reguliavimo mechanizmas, veikiantis grandininių reakcijų, į kurias patenka kraujo organai, būdu.

Taip atsitinka todėl, kad kraujagyslių receptoriai jaučia slėgio pokytį ir perduoda apie tai signalą žmogaus smegenims, kurios siunčia atsako impulsus į kraujagyslių centrus. To pasekmė – kraujotakos sistemos (širdies ir kraujagyslių) tonuso padidėjimas arba sumažėjimas.

Be to, pradeda veikti neurohumoralinio reguliavimo organai. Dėl šios reakcijos slėgis normalizuojasi.

Ekosistemos homeostazė

Homeostazės pavyzdys flora gali padėti palaikyti pastovią lapų drėgmę, atidarant ir uždarant stomas.

Homeostazė būdinga ir bet kokio sudėtingumo gyvų organizmų bendruomenėms; Pavyzdžiui, faktas, kad biocenozėje išlaikoma santykinai stabili rūšių ir individų sudėtis, yra tiesioginė homeostazės pasekmė.

Gyventojų homeostazė

Šio tipo homeostazė kaip populiacija (kitas pavadinimas yra genetinis) atlieka populiacijos genotipinės sudėties vientisumo ir stabilumo reguliatoriaus vaidmenį kintančioje aplinkoje.

Jis veikia išsaugodamas heterozigotiškumą, taip pat kontroliuodamas mutacijų pokyčių ritmą ir kryptį.

Šio tipo homeostazė leidžia populiacijai išlaikyti optimalią genetinę sudėtį, kuri leidžia gyvų organizmų bendruomenei išlaikyti maksimalų gyvybingumą.

Homeostazės vaidmuo visuomenėje ir ekologijoje

Poreikis valdyti sudėtingas socialinio, ekonominio ir kultūrinio pobūdžio sistemas lėmė homeostazės termino išplėtimą ir jo taikymą ne tik biologiniams, bet ir socialiniams objektams.

Homeostatinių socialinių mechanizmų veikimo pavyzdys yra tokia situacija: jei visuomenėje trūksta žinių ar įgūdžių arba profesinis trūkumas, tai per grįžtamojo ryšio mechanizmą šis faktas verčia bendruomenę tobulėti ir tobulėti.

O jei bus per daug specialistų, kurie iš tikrųjų nėra paklausūs visuomenei, atsiras neigiamas grįžtamasis ryšys ir bus mažiau nereikalingų profesijų atstovų.

Pastaruoju metu homeostazės sąvoka buvo plačiai pritaikyta ekologijoje, nes reikia ištirti sudėtingų ekologinių sistemų ir visos biosferos būklę.

Kibernetikoje terminas homeostazė vartojamas apibūdinti bet kokį mechanizmą, kuris turi galimybę automatiškai reguliuotis.

Nuorodos homeostazės tema

Homeostazė Vikipedijoje

4.1 tema. Homeostazė

Homeostazė(iš graikų kalbos homoios- panašus, identiškas ir statusą- nejudrumas) yra gyvų sistemų gebėjimas atsispirti pokyčiams ir išlaikyti biologinių sistemų sudėties ir savybių pastovumą.

Terminą „homeostazė“ W. Cannonas pasiūlė 1929 m., kad apibūdintų būsenas ir procesus, užtikrinančius organizmo stabilumą. Idėją apie fizinių mechanizmų, skirtų palaikyti pastovią vidinę aplinką, egzistavimą XIX amžiaus antroje pusėje išsakė C. Bernardas, kuris fizinių ir cheminių sąlygų stabilumą vidinėje aplinkoje laikė pagrindu. gyvų organizmų laisvė ir nepriklausomybė nuolat kintančioje išorinėje aplinkoje. Homeostazės reiškinys stebimas skirtinguose biologinių sistemų organizavimo lygiuose.

Bendrieji homeostazės modeliai. Gebėjimas palaikyti homeostazę yra viena iš svarbiausių gyvos sistemos savybių, kuri yra dinaminėje pusiausvyroje su aplinkos sąlygomis.

Fiziologinių parametrų normalizavimas atliekamas remiantis dirglumo savybe. Skirtingų rūšių gebėjimas palaikyti homeostazę skiriasi. Kadangi organizmai tampa sudėtingesni, šis gebėjimas progresuoja, todėl jie tampa labiau nepriklausomi nuo išorinių sąlygų svyravimų. Tai ypač akivaizdu aukštesniems gyvūnams ir žmonėms, kurių nervų, endokrininės ir imuninės sistemos reguliavimo mechanizmai yra sudėtingi. Aplinkos įtaka žmogaus organizmui daugiausia yra ne tiesioginė, o netiesioginė dėl dirbtinės aplinkos kūrimo, technologijų ir civilizacijos sėkmės.

Sisteminiuose homeostazės mechanizmuose veikia kibernetinis neigiamo grįžtamojo ryšio principas: esant bet kokiai trikdančiajai įtakai, įsijungia nerviniai ir endokrininiai mechanizmai, kurie yra glaudžiai tarpusavyje susiję.

Genetinė homeostazė dėl molekulinės genetinės, ląstelinės ir organizmo lygiai yra skirtas išlaikyti subalansuotą genų sistemą, kurioje yra visa biologinė kūno informacija. Ontogenetinės (organizmo) homeostazės mechanizmai fiksuojami istoriškai nusistovėjusiame genotipe. Populiacijos ir rūšies lygmeniu genetinė homeostazė – tai populiacijos gebėjimas išlaikyti santykinį paveldimos medžiagos stabilumą ir vientisumą, kurį užtikrina individų redukcinio dalijimosi ir laisvo kryžminimo procesai, padedantys išlaikyti genetinę alelių dažnių pusiausvyrą. .

Fiziologinė homeostazė susijęs su specifinių fizikinių ir cheminių sąlygų ląstelėje susidarymu ir nuolatiniu palaikymu. Daugialąsčių organizmų vidinės aplinkos pastovumą palaiko kvėpavimo, kraujotakos, virškinimo, šalinimo sistemos, reguliuoja nervų ir endokrininės sistemos.

Struktūrinė homeostazė yra pagrįsta regeneracijos mechanizmais, užtikrinančiais biologinės sistemos morfologinį pastovumą ir vientisumą skirtinguose organizavimo lygiuose. Tai išreiškiama tarpląstelinių ir organų struktūrų atkūrimu per dalijimąsi ir hipertrofiją.

Homeostazinių procesų mechanizmų pažeidimas laikomas homeostazės „liga“.

Žmogaus homeostazės modelių tyrimas yra labai svarbus renkantis veiksmingą ir racionalūs metodai daugelio ligų gydymas.

Tikslas.Įsivaizduokite homeostazę kaip gyvų būtybių savybę, užtikrinančią organizmo stabilumo savarankiškumą. Žinoti pagrindines homeostazės rūšis ir jos palaikymo mechanizmus. Žinoti pagrindinius fiziologinės ir reparacinės regeneracijos dėsningumus bei ją skatinančius veiksnius, regeneracijos svarbą praktinei medicinai. Žinoti biologinę transplantacijos esmę ir praktinę jos reikšmę.

2 darbas. Genetinė homeostazė ir jos sutrikimai

Išstudijuokite ir perrašykite lentelę.

Lentelės pabaiga.

Genetinės homeostazės palaikymo būdai	Genetinės homeostazės sutrikimų mechanizmai	Genetinės homeostazės sutrikimų rezultatas
DNR taisymas	1. Paveldimas ir nepaveldimas reparacinės sistemos pažeidimas. 2. Reparacinės sistemos funkcinis gedimas	Genų mutacijos
paveldimos medžiagos pasiskirstymas mitozės metu	1. Verpstės formavimosi pažeidimas. 2. Chromosomų divergencijos pažeidimas	1. Chromosomų aberacijos. 2. Heteroploidija. 3. Poliploidija
Imunitetas	1. Imunodeficitas yra paveldimas ir įgytas. 2. Funkcinio imuniteto trūkumas	Netipinių ląstelių išsaugojimas, sukeliantis piktybinį augimą, sumažėjęs atsparumas pašaliniams veiksniams

Darbas 3. Remonto mechanizmai naudojant DNR struktūros atkūrimo po spinduliuotės pavyzdį

Vienos iš DNR grandinių pažeistų dalių atkūrimas arba koregavimas laikomas ribota replikacija. Labiausiai ištirtas taisymo procesas, kai DNR grandinės pažeidžiamos ultravioletinių (UV) spindulių. Evoliucijos metu susidariusiose ląstelėse yra keletas fermentų atkūrimo sistemų. Kadangi visi organizmai išsivystė ir egzistuoja UV spinduliavimo sąlygomis, ląstelės turi atskirą šviesos taisymo sistemą, kuri šiuo metu yra labiausiai ištirta. Kai DNR molekulė yra pažeista UV spindulių, susidaro timidino dimerai, t.y. „kryžminiai ryšiai“ tarp gretimų timino nukleotidų. Šie dimerai negali veikti kaip šablonas, todėl juos koreguoja ląstelėse esantys šviesos atkūrimo fermentai. Ekscizijos taisymas atkuria pažeistas vietas naudojant tiek UV spinduliuotę, tiek kitus veiksnius. Ši remonto sistema turi keletą fermentų: remonto endonukleazę

ir egzonukleazė, DNR polimerazė, DNR ligazė. Poreplikacinis atstatymas yra neišsamus, nes jis apeina ir pažeista dalis nepašalinama iš DNR molekulės. Išstudijuokite taisymo mechanizmus fotoreaktyvacijos, ekscizijos taisymo ir poreplikacinio taisymo pavyzdžiu (1 pav.).

Ryžiai. 1. Remontas

Darbas 4. Biologinio organizmo individualumo apsaugos formos

Išstudijuokite ir perrašykite lentelę.

Apsaugos formos	Biologinis subjektas
Nespecifiniai veiksniai	Natūralus individualus nespecifinis atsparumas pašaliniams veiksniams
Apsauginės kliūtys organizmas: oda, epitelis, hematolimfatinis, kepenų, hematoencefalinis, hematooftalminis, hematotestikulinis, hematofolikulinis, hematosalinis	Neleidžia pašaliniams agentams patekti į organizmą ir organus
Nespecifinė ląstelių gynyba (kraujo ir jungiamojo audinio ląstelės)	Fagocitozė, kapsuliavimas, ląstelių agregatų susidarymas, plazmos krešėjimas
Nespecifinė humoralinė gynyba	Nespecifinių medžiagų, esančių odos liaukų sekrete, seilėse, ašarų skystyje, skrandžio ir žarnyno sultyse, kraujyje (interferono) ir kt., poveikis patogeniniams agentams.
Imunitetas	Specializuotos imuninės sistemos reakcijos į genetiškai svetimus veiksnius, gyvus organizmus, piktybines ląsteles
Konstitucinis imunitetas	Genetiškai nulemtas tam tikrų rūšių, populiacijų ir individų atsparumas tam tikrų ligų sukėlėjams ar molekulinio pobūdžio veiksniams, atsirandantis dėl pašalinių agentų ir ląstelės membranos receptorių neatitikimo, tam tikrų medžiagų nebuvimo organizme, be kurių svetimšalis negali egzistuoti. ; fermentų, kurie naikina svetimkūnį, buvimas organizme
Ląstelinis	Padidėjęs T-limfocitų, selektyviai reaguojančių su šiuo antigenu, skaičius
Humoralus	Specifinių antikūnų, cirkuliuojančių kraujyje prieš tam tikrus antigenus, susidarymas

Darbas 5. Kraujo-seilių barjeras

Seilių liaukos turi galimybę selektyviai transportuoti medžiagas iš kraujo į seiles. Kai kurie iš jų išsiskiria su seilėmis didesnėmis koncentracijomis, o kiti išsiskiria mažesnėmis koncentracijomis nei kraujo plazmoje. Junginių perėjimas iš kraujo į seiles atliekamas taip pat, kaip ir pernešimas per bet kurį histo-kraujo barjerą. Didelis medžiagų, pernešamų iš kraujo į seiles, selektyvumas leidžia izoliuoti kraujo ir seilių barjerą.

Aptarkite seilių sekrecijos procesą seilių liaukos acinarinėse ląstelėse Fig. 2.

Ryžiai. 2. Seilių sekrecija

Darbas 6. Regeneracija

Regeneracija- tai visuma procesų, užtikrinančių biologinių struktūrų atkūrimą; tai tiek struktūrinės, tiek fiziologinės homeostazės palaikymo mechanizmas.

Fiziologinė regeneracija atkuria normaliai funkcionuojant organizmui susidėvėjusias struktūras. Atkuriamoji regeneracija- tai struktūros atkūrimas po traumos arba po patologinio proceso. Regeneracijos gebėjimas

skiriasi tiek įvairiose struktūrose, tiek įvairiose skirtingi tipai gyvieji organizmai.

Struktūrinės ir fiziologinės homeostazės atstatymas gali būti pasiektas persodinant organus ar audinius iš vieno organizmo į kitą, t.y. transplantacijos būdu.

Užpildykite lentelę naudodami paskaitų ir vadovėlio medžiagą.

Darbas 7. Transplantacija kaip galimybė atkurti struktūrinę ir fiziologinę homeostazę

Transplantacija- prarastų ar pažeistų audinių ir organų pakeitimas savais ar paimtais iš kito organizmo.

Implantacija- organų transplantacija iš dirbtinių medžiagų.

Išstudijuokite ir nukopijuokite lentelę į savo darbaknygę.

Klausimai savarankiškam mokymuisi

1. Apibrėžkite homeostazės biologinę esmę ir įvardykite jos rūšis.

2. Kokiuose gyvų būtybių organizavimo lygiuose palaikoma homeostazė?

3. Kas yra genetinė homeostazė? Atskleiskite jo priežiūros mechanizmus.

4. Kokia yra imuniteto biologinė esmė? 9. Kas yra regeneracija? Regeneracijos tipai.

10. Kokiuose organizmo struktūrinės organizavimo lygiuose pasireiškia regeneracijos procesas?

11. Kas yra fiziologinė ir reparatyvinė regeneracija (apibrėžimas, pavyzdžiai)?

12. Kokie yra reparatyvinio regeneravimo tipai?

13. Kokie yra reparatyvinio regeneravimo metodai?

14. Kokia yra regeneracijos proceso medžiaga?

15. Kaip vyksta žinduolių ir žmonių reparatyvinis regeneracijos procesas?

16. Kaip reguliuojamas reparatyvinis procesas?

17. Kokios yra galimybės skatinti žmogaus organų ir audinių regeneracinį gebėjimą?

18. Kas yra transplantacija ir kokia jos reikšmė medicinai?

19. Kas yra izotransplantacija ir kuo ji skiriasi nuo alo- ir ksenotransplantacijos?

20. Kokios yra organų transplantacijos problemos ir perspektyvos?

21. Kokie metodai egzistuoja audinių nesuderinamumui įveikti?

22. Koks yra audinių tolerancijos reiškinys? Kokie mechanizmai tai pasiekti?

23. Kokie yra dirbtinių medžiagų implantavimo privalumai ir trūkumai?

Testo užduotys

Pasirinkite vieną teisingą atsakymą.

1. HOMEOSTAZĖ PALAIKOMA GYVENTOJŲ RŪŠIŲ LYGIU:

1. Struktūrinis

2. Genetinis

3. Fiziologinis

4. Biocheminis

2. FIZIOLOGINIS REGENERACIJA UŽTIKRINA:

1. Netekto organo susidarymas

2. Savęs atsinaujinimas audinių lygiu

3. Audinių taisymas reaguojant į pažeidimą

4. Dalies prarasto organo atkūrimas

3. REGENERACIJA PAŠALINUS KEPENŲ SKILTĮ

ŽMOGUS EINA KELIU:

1. Kompensacinė hipertrofija

2. Epimorfozė

3. Morfolaksija

4. Regeneracinė hipertrofija

4. AUDINIŲ IR ORGANŲ TRANSPLANTAS IŠ DONORO

TOS PAČIOS RŪŠIES GAVĖJUI:

1. Auto- ir izotransplantacija

2. Allo- ir homotransplantacija

3. Kseno- ir heterotransplantacija

4. Implantacija ir ksenotransplantacija

Pasirinkite kelis teisingus atsakymus.

5. NESPECIFINIAI IMUNINĖS APSAUGOS VEIKSNIAI ŽINDULIUOSE ĮSKAIČIUOTA:

1. Odos ir gleivinių epitelio barjerinės funkcijos

2. Lizocimas

3. Antikūnai

4. Skrandžio ir žarnyno sulčių baktericidinės savybės

6. KONSTITUCINIS IMUNITETAS YRA DĖL:

1. Fagocitozė

2. Sąveikos tarp ląstelių receptorių ir antigeno trūkumas

3. Antikūnų susidarymas

4. Fermentai, naikinantys pašalinius agentus

7. GENETINĖS HOMEOSTAZĖS PALAIKYMAS MOLEKULINIU LYGMENIU YRA DĖL:

1. Imunitetas

2. DNR replikacija

3. DNR taisymas

4. Mitozė

8. REGENERACINĖ HIPERTROFIJA YRA BŪŠINGA:

1. Pirminės pažeisto organo masės atkūrimas

2. Pažeisto organo formos atkūrimas

3. Ląstelių skaičiaus ir dydžio padidėjimas

4. Rando susidarymas traumos vietoje

9. ŽMOGAUS IMUNINĖS SISTEMOS ORGANAI YRA:

2. Limfmazgiai

3. Pejerio pleistrai

4. Kaulų čiulpai

5. Fabricijaus krepšys

Rungtynės.

10. REGENERAVIMO TIPAI IR METODAI:

1. Epimorfozė

2. Heteromorfozė

3. Homomorfozė

4. Endomorfozė

5. Tarpkalarinis augimas

6. Morfolaksija

7. Somatinė embriogenezė

BIOLOGINĖ

ESMĖ:

a) Netipinis regeneravimas

b) Atauga nuo žaizdos paviršiaus

c) Kompensacinė hipertrofija

d) Kūno regeneracija iš atskirų ląstelių

e) regeneracinė hipertrofija

f) Tipinė regeneracija g) Likusios organo dalies pertvarkymas

h) Defektų atkūrimas

Literatūra

Pagrindinis

Biologija / Red. V.N. Yarygina. - M.: baigti mokyklą, 2001. -

77-84, 372-383 p.

Slyusarev A.A., Zhukova S.V. Biologija. - Kijevas: aukštoji mokykla,

1987. - 178-211 p.