Kratka definicija homeostaze. Mehanizmi homeostaze. Homeostaza s biološkog i ekološkog gledišta

Među svojstvima svojstvenim živim bićima spominje se homeostaza. Ovaj se koncept odnosi na relativnu postojanost svojstvenu organizmu. Vrijedno je detaljno razumjeti zašto je potrebna homeostaza, što je to i kako se manifestira.

Suština pojma

Homeostaza je svojstvo živog organizma koje mu omogućuje održavanje važnih karakteristika unutar prihvatljivih granica. Za normalno funkcioniranje potrebna je postojanost unutarnjeg okruženja i pojedinačnih pokazatelja.

Vanjski utjecaji i nepovoljni faktori dovode do promjena, koje negativno utječu opće stanje. Ali tijelo se može samo oporaviti, vraćajući svoje karakteristike na optimalnu razinu. To se događa zbog nekretnine o kojoj je riječ.

Razmatrajući pojam homeostaze i otkrivajući što je to, potrebno je utvrditi kako se to svojstvo ostvaruje. Najlakši način da to shvatite je korištenje stanica kao primjera. Svaki je sustav koji karakterizira mobilnost. Pod utjecajem određenih okolnosti, njegove se značajke mogu promijeniti.

Za normalno funkcioniranje stanica mora imati ona svojstva koja su optimalna za njezino postojanje. Ako pokazatelji odstupaju od norme, vitalnost se smanjuje. Kako bi se spriječila smrt, sva imovina mora se vratiti u prvobitno stanje.

To je ono o čemu se radi u homeostazi. Neutralizira sve promjene nastale kao posljedica djelovanja na stanicu.

Definicija

Definirajmo što je to svojstvo živog organizma. U početku se ovaj izraz koristio za opisivanje sposobnosti održavanja konstantnog unutarnjeg okruženja. Znanstvenici su pretpostavili da ovaj proces utječe samo na međustaničnu tekućinu, krv i limfu.

Njihova postojanost omogućuje tijelu da održi stabilno stanje. Ali kasnije je otkriveno da je takva sposobnost svojstvena svakom otvorenom sustavu.

Definicija homeostaze se promijenila. Sada se to zove samoregulacija otvoreni sustav, koji se sastoji u održavanju dinamičke ravnoteže provedbom koordiniranih reakcija. Zahvaljujući njima, sustav održava relativno konstantne parametre potrebne za normalan život.

Ovaj se pojam počeo koristiti ne samo u biologiji. Našao je primjenu u sociologiji, psihologiji, medicini i drugim znanostima. Svaki od njih ima svoje tumačenje ovog pojma, ali imaju zajedničku bit - postojanost.

Karakteristike

Da biste razumjeli što se točno naziva homeostazom, morate saznati koje su karakteristike tog procesa.

Fenomen ima takve karakteristike kao što su:

1. Težnja za ravnotežom. Svi parametri otvorenog sustava moraju biti međusobno usklađeni.
2. Identificiranje mogućnosti prilagodbe. Prije promjene parametara sustav mora utvrditi je li moguće prilagoditi se promijenjenim životnim uvjetima. To se događa analizom.
3. Nepredvidivost rezultata. Reguliranje pokazatelja ne dovodi uvijek do pozitivnih promjena.

Fenomen koji se razmatra složen je proces čija provedba ovisi o različitim okolnostima. Njegovu pojavu određuju svojstva otvorenog sustava i osobitosti njegovih radnih uvjeta.

Primjena u biologiji

Ovaj izraz se ne koristi samo u odnosu na živa bića. Koristi se u raznim područjima. Da biste bolje razumjeli što je homeostaza, morate saznati kakvo značenje joj pridaju biolozi, budući da je ovo područje u kojem se najčešće koristi.

Ova znanost pripisuje ovo svojstvo svim stvorenjima bez iznimke, bez obzira na njihovu strukturu. Karakteristično je jednoćelijski i višećelijski. U jednostaničnim organizmima očituje se u održavanju stalnog unutarnjeg okruženja.

U organizmima sa složenijom građom ova značajka se odnosi na pojedinačne stanice, tkiva, organe i sustave. Među parametrima koji moraju biti konstantni su tjelesna temperatura, sastav krvi i sadržaj enzima.

U biologiji, homeostaza nije samo očuvanje postojanosti, već i sposobnost tijela da se prilagodi promjenjivim uvjetima okoline.

Biolozi razlikuju dvije vrste stvorenja:

1. Konformacijski, u kojem su očuvane karakteristike organizma, bez obzira na uvjete. Tu spadaju toplokrvne životinje.
2. Regulatorno, reagiranje na promjene u vanjskom okruženju i prilagođavanje njima. Tu spadaju vodozemci.

Ako postoje kršenja u ovom području, oporavak ili prilagodba se ne promatraju. Tijelo postaje ranjivo i može umrijeti.

Kako se to događa kod ljudi?

Ljudsko tijelo sastoji se od velikog broja stanica koje su međusobno povezane i tvore tkiva, organe i organske sustave. Zbog vanjskih utjecaja mogu se dogoditi promjene u svakom sustavu i organu, što za sobom povlači i promjene u cijelom tijelu.

Ali za normalno funkcioniranje, tijelo mora održavati optimalne karakteristike. Sukladno tome, nakon bilo kakvog udara potrebno ga je vratiti u prvobitno stanje. To se događa zbog homeostaze.

Ovo svojstvo utječe na parametre kao što su:

• temperatura,
• sadržaj hranjivih tvari
• kiselost,
• sastav krvi,
• uklanjanje otpada.

Svi ti parametri utječu na stanje osobe u cjelini. O njima ovisi normalan tijek kemijskih reakcija koje doprinose očuvanju života. Homeostaza vam omogućuje vraćanje prethodnih pokazatelja nakon bilo kakvog utjecaja, ali nije uzrok adaptivnih reakcija. Ovo svojstvo je opća karakteristika velikog broja procesa koji rade istovremeno.

Za krv

Homeostaza krvi jedna je od glavnih karakteristika koje utječu na vitalnost živog bića. Krv je njegova tekuća osnova, jer se nalazi u svakom tkivu i svakom organu.

Zahvaljujući njemu pojedini dijelovi tijela opskrbljuju se kisikom, a uklanjaju se štetne tvari i produkti metabolizma.

Ako postoje poremećaji u krvi, tada se izvedba ovih procesa pogoršava, što utječe na funkcioniranje organa i sustava. Sve ostale funkcije ovise o postojanosti njegovog sastava.

Ova tvar mora održavati sljedeće parametre relativno konstantnima:

• razina kiselosti;
• Osmotski tlak;
• omjer elektrolita u plazmi;
• količina glukoze;
• stanični sastav.

Zbog sposobnosti održavanja ovih pokazatelja unutar normalnih granica, oni se ne mijenjaju čak ni pod utjecajem patoloških procesa. Manje fluktuacije su im svojstvene, a to ne šteti. Ali rijetko prelaze normalne vrijednosti.

Ovo je zanimljivo! Ako se u ovom području pojave smetnje, krvni parametri se ne vraćaju na prvobitni položaj. To ukazuje na prisutnost ozbiljnih problema. Tijelo postaje nesposobno održavati ravnotežu. Kao rezultat toga, postoji rizik od komplikacija.

Upotreba u medicini

Ovaj koncept se široko koristi u medicini. Na ovom području njegova je bit gotovo slična biološkom značenju. Ovaj pojam u medicinskoj znanosti pokriva kompenzacijske procese i sposobnost tijela da se samoregulira.

Ovaj koncept uključuje odnose i interakcije svih komponenti uključenih u provedbu regulatorne funkcije. Obuhvaća metaboličke procese, disanje i cirkulaciju krvi.

Razlika između medicinskog pojma je u tome što znanost homeostazu smatra pomoćnim faktorom u liječenju. U bolestima dolazi do poremećaja tjelesnih funkcija zbog oštećenja organa. To utječe na cijelo tijelo. Uz pomoć terapije moguće je vratiti aktivnost problematičnog organa. Dotična sposobnost doprinosi povećanju njegove učinkovitosti. Zahvaljujući postupcima, tijelo samo usmjerava napore na uklanjanje patoloških pojava, pokušavajući vratiti normalne parametre.

U nedostatku mogućnosti za to, aktivira se mehanizam prilagodbe, koji se očituje u smanjenju opterećenja oštećenog organa. To vam omogućuje smanjenje oštećenja i sprječavanje aktivnog napredovanja bolesti. Možemo reći da se takav koncept kao homeostaza u medicini razmatra s praktične točke gledišta.

Wikipedia

Značenje bilo kojeg pojma ili obilježje bilo koje pojave najčešće se uči iz Wikipedije. Ona ovaj koncept ispituje dosta detaljno, ali u najjednostavnijem smislu: naziva ga željom tijela za prilagodbom, razvojem i preživljavanjem.

Ovakav pristup se objašnjava činjenicom da u odsutnosti ovog posjedaživo biće će se teško prilagoditi promjenjivim uvjetima okoline i razvijati se u pravom smjeru.

A ako dođe do poremećaja u funkcioniranju, stvorenje će jednostavno umrijeti, jer se neće moći vratiti u svoje normalno stanje.

Važno! Da bi se proces mogao odvijati, potrebno je da svi organi i sustavi rade skladno. To će osigurati da svi vitalni parametri ostanu unutar normalnih granica. Ako se određeni pokazatelj ne može regulirati, to ukazuje na probleme u provedbi ovog procesa.

Primjeri

Primjeri ovog fenomena pomoći će vam da shvatite što je homeostaza u tijelu. Jedan od njih je održavanje stalne tjelesne temperature. Neke promjene su svojstvene njemu, ali su manje. Ozbiljno povećanje temperature opaža se samo u prisutnosti bolesti. Drugi primjer je očitavanje krvnog tlaka. Značajno povećanje ili smanjenje pokazatelja događa se zbog zdravstvenih problema. Istovremeno, tijelo se nastoji vratiti u normalne karakteristike.

Koristan video

Sažmimo to

Svojstvo koje se proučava jedno je od ključnih za normalno funkcioniranje i očuvanje života, a to je sposobnost vraćanja optimalnih pokazatelja vitalnih parametara. Promjene u njima mogu se pojaviti pod utjecajem vanjskih utjecaja ili patologija. Zahvaljujući ovoj sposobnosti, živa bića se mogu oduprijeti vanjskim čimbenicima.

U kontaktu s

Homeostaza(starogrč. ὁμοιοστάσις od ὅμοιος - istovjetan, sličan i στάσις - stajanje, nepokretnost) - samoregulacija, sposobnost otvorenog sustava da održava konstantnost svog unutarnjeg stanja putem usklađenih reakcija usmjerenih na održavanje dinamičke ravnoteže. Želja sustava da se reproducira, uspostavi izgubljenu ravnotežu i nadvlada otpor vanjskog okruženja. Populacijska homeostaza je sposobnost populacije da dugo vremena održava određeni broj jedinki.

Opće informacije

Svojstva homeostaze

• Nestabilnost
• Težnja za ravnotežom
• Nepredvidivo

• Regulacija razine bazalnog metabolizma ovisno o prehrani.

Glavni članak: Povratne informacije

Ekološka homeostaza

Biološka homeostaza

Stanična homeostaza

Regulacija kemijske aktivnosti stanice ostvaruje se nizom procesa, među kojima su osobito važne promjene u strukturi same citoplazme, te strukturi i aktivnosti enzima. Autoregulacija ovisi o temperaturi, stupnju kiselosti, koncentraciji supstrata i prisutnosti pojedinih makro i mikroelemenata. Stanični mehanizmi homeostaze usmjereni su na obnavljanje prirodno mrtvih stanica tkiva ili organa u slučaju povrede njihovog integriteta.

Regeneracija-proces ažuriranja konstruktivni elementi organizma i obnavljanje njihove količine nakon oštećenja, s ciljem osiguravanja potrebne funkcionalne aktivnosti

Ovisno o reakciji regeneracije, tkiva i organi sisavaca mogu se podijeliti u 3 skupine:

1) tkiva i organi karakterizirani staničnom regeneracijom (kosti, labave vezivno tkivo, hematopoetski sustav, endotel, mezotel, sluznice gastrointestinalnog trakta, respiratornog trakta i genitourinarnog sustava)

2) tkiva i organi za koje je karakteristična stanična i unutarstanična regeneracija (jetra, bubrezi, pluća, glatki i skeletni mišići, autonomni živčani sustav, gušterača, endokrini sustav)

3) tkiva koja su karakterizirana pretežno ili isključivo unutarstaničnom regeneracijom (miokard i ganglijske stanice središnjeg živčani sustav)

U procesu evolucije formirane su 2 vrste regeneracije: fiziološka i reparativna.

Ostala područja

Aktuar može govoriti o homeostaza rizika, u kojoj, primjerice, ljudi koji u svojim automobilima imaju sustav protiv blokiranja kotača nisu sigurniji od onih koji ga nemaju, jer ti ljudi sigurniji automobil nesvjesno kompenziraju riskantnijom vožnjom. To se događa jer neki mehanizmi zadržavanja - poput straha - prestaju funkcionirati.

homeostaza stresa

Primjeri

• Termoregulacija
  • Tremori skeletnih mišića mogu početi ako je tjelesna temperatura preniska.
• Kemijska regulacija

Izvori

1. O.-Ya.L. Bekish. Medicinska biologija. - Minsk: Urajai, 2000. - 520 str. - ISBN 985-04-0336-5.

Tema broj 13. Homeostaza, mehanizmi njezine regulacije.

Tijelo kao otvoreni samoregulirajući sustav.

Živi organizam je otvoreni sustav koji je povezan s okolinom preko živčanog, probavnog, dišnog, izlučivanja itd.

U procesu metabolizma uz izmjenu hrane, vode i plinova u organizam ulaze različiti kemijski spojevi koji se u organizmu mijenjaju, ulaze u strukturu tijela, ali ne ostaju trajno. Asimilirane tvari se razgrađuju, oslobađaju energiju, a proizvodi razgradnje odvode se u vanjski okoliš. Uništena molekula zamjenjuje se novom itd.

Tijelo je otvoren, dinamičan sustav. U okolini koja se stalno mijenja tijelo održava određeno vrijeme stabilno stanje.

Pojam homeostaze. Opći obrasci homeostaza živih sustava.

Homeostaza – svojstvo živog organizma da održava relativnu dinamičku postojanost unutarnjeg okoliša. Homeostaza se izražava relativnom postojanošću kemijski sastav, osmotski tlak, stabilnost osnovnih fizioloških funkcija. Homeostaza je specifična i određena genotipom.

Očuvanje cjelovitosti individualnih svojstava organizma jedan je od najopćenitijih bioloških zakona. Taj se zakon u vertikalnom nizu generacija osigurava mehanizmima reprodukcije, a kroz cijeli život jedinke mehanizmima homeostaze.

Fenomen homeostaze je evolucijski razvijeno, nasljedno fiksirano adaptivno svojstvo tijela na normalne uvjete okoliša. Međutim, ovi uvjeti mogu biti izvan normalnog raspona kratko ili dugo vremena. U takvim slučajevima fenomen prilagodbe karakterizira ne samo obnova uobičajenih svojstava unutarnjeg okoliša, već i kratkotrajne promjene u funkciji (na primjer, povećanje ritma srčane aktivnosti i povećanje učestalosti respiratorni pokreti uz pojačan rad mišića). Reakcije homeostaze mogu biti usmjerene na:

održavanje poznatih razina stabilnog stanja;

uklanjanje ili ograničavanje štetnih čimbenika;

razvoj ili očuvanje optimalnih oblika interakcije između organizma i okoliša u promijenjenim uvjetima njegova postojanja. Svi ti procesi određuju prilagodbu.

Stoga koncept homeostaze ne znači samo određenu postojanost različitih fizioloških konstanti tijela, već također uključuje procese prilagodbe i koordinacije fizioloških procesa koji osiguravaju jedinstvo tijela ne samo normalno, već iu promjenjivim uvjetima njegovog postojanja. .

Glavne komponente homeostaze identificirao je C. Bernard, a mogu se podijeliti u tri skupine:

A. Tvari koje zadovoljavaju stanične potrebe:

Tvari potrebne za proizvodnju energije, rast i oporavak - glukoza, proteini, masti.

NaCl, Ca i druge anorganske tvari.

Kisik.

Unutarnje izlučivanje.

B. Čimbenici okoliša koji utječu na staničnu aktivnost:

Osmotski tlak.

Temperatura.

Koncentracija vodikovih iona (pH).

B. Mehanizmi koji osiguravaju strukturno i funkcionalno jedinstvo:

Nasljedstvo.

Regeneracija.

Imunobiološka reaktivnost.

Načelo biološke regulacije osigurava unutarnje stanje organizma (njegov sadržaj), kao i odnos između faza ontogeneze i filogeneze. Ovaj princip se pokazao široko rasprostranjenim. Tijekom njezina proučavanja nastala je kibernetika - znanost o svrhovitom i optimalnom upravljanju složenim procesima u živoj prirodi, u ljudskom društvu i industriji (Berg I.A., 1962).

Živi organizam je složeni kontrolirani sustav u kojem mnoge varijable vanjskog i unutarnjeg okoliša međusobno djeluju. Zajedničko svim sustavima je prisutnost ulazni varijable, koje se ovisno o svojstvima i zakonitostima ponašanja sustava transformiraju u vikend varijable (slika 10).

Riža. 10 - Opća shema homeostaze živih sustava

Izlazne varijable ovise o ulazu i zakonitostima ponašanja sustava.

Utjecaj izlaznog signala na upravljački dio sustava naziva se Povratne informacije , što je od velike važnosti u samoregulaciji (homeostatska reakcija). razlikovati negativan Ipozitivan Povratne informacije.

Negativan povratna sprega smanjuje utjecaj ulaznog signala na izlaznu vrijednost prema principu: “što više (na izlazu), to manje (na ulazu).” Pomaže vratiti homeostazu sustava.

Na pozitivan povratne sprege, veličina ulaznog signala raste prema principu: "što više (na izlazu), to više (na ulazu)." Pojačava nastalo odstupanje od početnog stanja, što dovodi do poremećaja homeostaze.

Međutim, sve vrste samoregulacije djeluju prema istom principu: samoodstupanje od početnog stanja, koje služi kao poticaj za uključivanje korektivnih mehanizama. Dakle, normalni pH krvi je 7,32 – 7,45. Pomak pH od 0,1 dovodi do srčane disfunkcije. Ovaj princip opisao je Anokhin P.K. 1935. godine i nazvan princip povratne sprege, koji služi za provođenje adaptivnih reakcija.

Opći princip homeostatskog odgovora(Anohin: “Teorija funkcionalnih sustava”):

odstupanje od početne razine → signal → aktivacija regulacijskih mehanizama po principu povratne sprege → korekcija promjene (normalizacija).

Dakle, tijekom fizičkog rada povećava se koncentracija CO 2 u krvi → pH se pomiče na kiselu stranu → signal dolazi u dišni centar produžene moždine → centrifugalni živci provode impuls do interkostalnih mišića i disanje se produbljuje → CO 2 u krv se smanjuje, pH se obnavlja.

Mehanizmi regulacije homeostaze na molekularno-genetičkoj, staničnoj, organskoj, populacijsko-vrstnoj i biosfernoj razini.

Regulacijski homeostatski mehanizmi funkcioniraju na genskoj, staničnoj i razini sustava (organizma, populacije-vrste i biosfere).

Genski mehanizmi homeostaza. Svi fenomeni homeostaze u tijelu su genetski uvjetovani. Već na razini primarnih genskih proizvoda postoji izravna veza - "jedan strukturni gen - jedan polipeptidni lanac." Štoviše, postoji kolinearna podudarnost između sekvence nukleotida DNA i sekvence aminokiselina polipeptidnog lanca. U nasljednom programu individualni razvoj Organizam osigurava formiranje svojstava specifičnih za vrstu ne u stalnim, već u promjenjivim uvjetima okoline, u granicama nasljedno određene norme reakcije. Dvostruka spiralnost DNA je bitna u procesima njezine replikacije i popravka. Oba su izravno povezana s osiguranjem stabilnosti funkcioniranja genetskog materijala.

S genetičkog gledišta, mogu se razlikovati elementarne i sustavne manifestacije homeostaze. Primjeri elementarnih manifestacija homeostaze uključuju: gensku kontrolu trinaest faktora zgrušavanja krvi, gensku kontrolu histokompatibilnosti tkiva i organa, omogućavanje transplantacije.

Presađeno područje zove se presaditi. Organizam iz kojeg se uzima tkivo za transplantaciju je donator , a tko se transplantira - primatelj . Uspjeh transplantacije ovisi o imunološkim reakcijama organizma. Razlikuju se autotransplantacija, singena transplantacija, alotransplantacija i ksenotransplantacija.

Autotransplantacija – transplantacija tkiva iz istog organizma. U tom se slučaju proteini (antigeni) transplantata ne razlikuju od onih u primatelja. Nema imunološke reakcije.

Singenska transplantacija provodi se kod jednojajčanih blizanaca koji imaju isti genotip.

Alotransplantacija – presađivanje tkiva s jedne jedinke na drugu koja pripada istoj vrsti. Donor i primatelj razlikuju se po antigenima, zbog čega kod viših životinja dolazi do dugotrajnog presađivanja tkiva i organa.

Ksenotransplantacija -donator i primatelj pripadaju različiti tipovi organizmi. Ova vrsta transplantacije uspješna je kod nekih beskralježnjaka, ali kod viših životinja takva transplantacija ne pušta korijenje.

Tijekom transplantacije, fenomen je od velike važnosti imunološka tolerancija (histokompatibilnost). Supresija imunološkog sustava u slučaju transplantacije tkiva (imunosupresija) postiže se: supresijom aktivnosti imunološkog sustava, zračenjem, davanjem antilimfatičnog seruma, hormona nadbubrežne žlijezde, kemikalija - antidepresiva (imuran). Glavni zadatak je suzbijanje ne samo imuniteta, već i transplantacijskog imuniteta.

Imunitet na transplantaciju određena genetskom konstitucijom davatelja i primatelja. Geni odgovorni za sintezu antigena koji uzrokuju reakciju na transplantirano tkivo nazivaju se geni tkivne nekompatibilnosti.

U ljudi je glavni sustav genetske histokompatibilnosti sustav HLA (Human Leukocyte Antigen). Antigeni su dosta puno zastupljeni na površini leukocita i otkrivaju se pomoću antiseruma. Struktura sustava kod ljudi i životinja je ista. Usvojena je uobičajena terminologija za opisivanje genetskih lokusa i alela HLA sustava. Antigeni su označeni: HLA-A 1; HLA-A 2, itd. Novi antigeni koji nisu definitivno identificirani označeni su W (rad). Antigeni HLA sustava dijele se u 2 skupine: SD i LD (slika 11).

Antigeni SD skupine određuju se serološkim metodama i određuju se genima 3 sublokusa HLA sustava: HLA-A; HLA-B; HLA-C.

Riža. 11 - HLA je glavni genetski sustav ljudske histokompatibilnosti

LD - antigeni su kontrolirani HLA-D sublokusom šestog kromosoma, a određuju se metodom miješanih kultura leukocita.

Svaki od gena koji kontroliraju ljudske HLA antigene ima veliki broj aleli. Dakle, sublokus HLA-A kontrolira 19 antigena; HLA-B – 20; HLA-C – 5 “radnih” antigena; HLA-D – 6. Tako je kod ljudi već otkriveno oko 50 antigena.

Antigenski polimorfizam HLA sustava rezultat je podrijetla jednih od drugih i bliske genetske povezanosti među njima. Za transplantaciju je neophodan identitet davatelja i primatelja prema HLA antigenima. Transplantacija bubrega identičnog u 4 antigena sustava osigurava stopu preživljavanja od 70%; 3 – 60%; 2 – 45%; 1 – 25% svaki.

Postoje posebni centri koji provode odabir donora i primatelja za transplantaciju, na primjer, u Nizozemskoj - "Eurotransplant". Tipizacija na temelju antigena HLA sustava također se provodi u Republici Bjelorusiji.

Stanični mehanizmi Homeostaza je usmjerena na obnavljanje stanica tkiva i organa u slučaju kršenja njihovog integriteta. Skup procesa usmjerenih na obnovu uništenih bioloških struktura naziva se regeneracija. Ovaj proces je tipičan za sve razine: obnavljanje proteina, komponente stanične organele, cijele organele i same stanice. Obnavljanje funkcija organa nakon ozljede ili puknuća živca i zacjeljivanje rana važni su za medicinu sa stajališta ovladavanja tim procesima.

Tkiva se prema sposobnosti regeneracije dijele u 3 skupine:

Tkiva i organa koji se odlikuju stanični regeneraciju (kosti, rahlo vezivno tkivo, hematopoetski sustav, endotel, mezotel, sluznice crijevnog trakta, dišnog trakta i genitourinarnog sustava.

Tkiva i organa koji se odlikuju stanični i unutarstanični regeneracija (jetra, bubrezi, pluća, glatki i skeletni mišići, autonomni živčani sustav, endokrini, gušterača).

Tkanine koje karakteriziraju pretežno unutarstanični regeneracija (miokard) ili isključivo intracelularna regeneracija (ganglijske stanice središnjeg živčanog sustava). Obuhvaća procese obnove makromolekula i staničnih organela sastavljanjem elementarnih struktura ili njihovom diobom (mitohondrija).

U procesu evolucije formirana su 2 tipa regeneracije fiziološki i reparativni .

Fiziološka regeneracija - Ovo prirodni proces obnova tjelesnih elemenata tijekom života. Na primjer, obnavljanje eritrocita i leukocita, zamjena epitela kože, kose, zamjena mliječnih zuba trajnim. Na te procese utječu vanjski i unutarnji čimbenici.

Reparativna regeneracija – je obnova organa i tkiva izgubljenih zbog oštećenja ili ozljede. Proces se javlja nakon mehaničkih ozljeda, opeklina, kemijskih ili radijacijskih ozljeda, kao i kao posljedica bolesti i kirurških operacija.

Reparativna regeneracija se dijeli na tipičan (homomorfoza) i netipično (heteromorfoza). U prvom slučaju dolazi do regeneracije odstranjenog ili uništenog organa, u drugom se na mjestu odstranjenog organa razvija drugi.

Atipična regeneracija češći u beskralješnjaka.

Hormoni potiču regeneraciju hipofiza I Štitnjača . Postoji nekoliko metoda regeneracije:

Epimorfoza ili potpuna regeneracija - obnova površine rane, dovršenje dijela do cjeline (npr. ponovno izrastanje repa kod guštera, udova kod mladoženja).

Morfolaksija – rekonstrukcija preostalog dijela organa u cjelinu, samo manjih dimenzija. Ovu metodu karakterizira rekonstrukcija novog od ostataka starog (na primjer, restauracija uda u žoharu).

Endomorfoza – obnova uslijed intracelularnog restrukturiranja tkiva i organa. Zbog povećanja broja stanica i njihove veličine, masa organa se približava izvornoj.

Kod kralješnjaka se reparativna regeneracija odvija u sljedećem obliku:

Potpuna regeneracija – obnova izvornog tkiva nakon njegovog oštećenja.

Regenerativna hipertrofija , karakterističan za unutarnje organe. U tom slučaju površina rane zacjeljuje ožiljkom, uklonjeno područje ne raste ponovno i oblik organa se ne vraća. Masa preostalog dijela organa povećava se zbog povećanja broja stanica i njihove veličine te se približava izvornoj vrijednosti. Tako se kod sisavaca regeneriraju jetra, pluća, bubrezi, nadbubrežne žlijezde, gušterača, slinovnica i štitnjača.

Intracelularna kompenzatorna hiperplazija ultrastrukture stanica. U tom slučaju na mjestu oštećenja nastaje ožiljak, a vraćanje prvobitne mase nastaje zbog povećanja volumena stanica, a ne njihovog broja na temelju proliferacije (hiperplazije) intracelularnih struktura (živčanog tkiva).

Sustavni mehanizmi osiguravaju se interakcijom regulatornih sustava: živčani, endokrini i imunološki .

Živčana regulacija provodi i koordinira središnji živčani sustav. Živčani impulsi koji ulaze u stanice i tkiva ne samo da uzrokuju uzbuđenje, već i reguliraju kemijske procese i razmjenu biološki aktivnih tvari. Trenutno je poznato više od 50 neurohormona. Tako hipotalamus proizvodi vazopresin, oksitocin, liberine i statine koji reguliraju funkciju hipofize. Primjeri sustavnih manifestacija homeostaze su održavanje stalne temperature i krvnog tlaka.

Sa stajališta homeostaze i prilagodbe, živčani sustav je glavni organizator svih tjelesnih procesa. Osnova prilagodbe je uravnoteženje organizama s uvjetima okoliša, prema N.P. Pavlov, refleksni procesi lažu. Između različitih razina homeostatske regulacije postoji privatna hijerarhijska podređenost u sustavu regulacije unutarnjih procesa tijela (slika 12).

cerebralni korteks i dijelovi mozga

samoregulacija na principu povratne sprege

periferni neuroregulacijski procesi, lokalni refleksi

Stanične i tkivne razine homeostaze

Riža. 12. - Hijerarhijska subordinacija u sustavu regulacije unutarnjih procesa tijela.

Najprimarniju razinu čine homeostatski sustavi na staničnoj i tkivnoj razini. Iznad njih su periferni živčani regulatorni procesi kao što su lokalni refleksi. Dalje u ovoj hijerarhiji su sustavi samoregulacije određenih fizioloških funkcija s različitim "feedback" kanalima. Vrh ove piramide zauzima korteks moždane hemisfere i mozak.

U složenom višestaničnom organizmu izravne i povratne veze provode se ne samo živčanim, već i hormonskim (endokrinim) mehanizmima. Svaka od žlijezda uključenih u endokrini sustav utječe na druge organe ovog sustava, a zauzvrat je pod utjecajem potonjih.

Endokrini mehanizmi homeostaza prema B.M. Zavadsky, ovo je mehanizam plus-minus interakcije, tj. uravnotežujući funkcionalnu aktivnost žlijezde s koncentracijom hormona. S visokom koncentracijom hormona (iznad normale), aktivnost žlijezde je oslabljena i obrnuto. Taj učinak ostvaruje se djelovanjem hormona na žlijezdu koja ga proizvodi. U nizu žlijezda regulacija se uspostavlja preko hipotalamusa i prednje hipofize, osobito tijekom reakcije na stres.

Endokrine žlijezde mogu se podijeliti u dvije skupine prema njihovom odnosu prema prednjem režnju hipofize. Potonja se smatra središnjom, a ostale endokrine žlijezde smatraju se perifernim. Ova podjela temelji se na činjenici da prednji režanj hipofize proizvodi tzv.tropne hormone, koji aktiviraju neke periferne endokrine žlijezde. Zauzvrat, hormoni perifernih endokrinih žlijezda djeluju na prednji režanj hipofize, inhibirajući lučenje tropskih hormona.

Reakcije koje osiguravaju homeostazu ne mogu se ograničiti ni na jednu endokrinu žlijezdu, već uključuju sve žlijezde u ovom ili onom stupnju. Nastala reakcija ima lančani tijek i širi se na druge efektore. Fiziološki značaj hormona leži u regulaciji drugih funkcija organizma, pa stoga lančana priroda treba biti izražena što je više moguće.

Stalni poremećaji u tjelesnoj okolini doprinose održavanju njegove homeostaze tijekom dugog života. Ako stvorite životne uvjete u kojima ništa ne uzrokuje značajne promjene u unutarnjem okruženju, tada će organizam biti potpuno nenaoružan kada se susretne s okolišem i ubrzo će umrijeti.

Kombinacija živčanih i endokrinih regulatornih mehanizama u hipotalamusu omogućuje složene homeostatske reakcije povezane s regulacijom visceralne funkcije tijela. Živčani i endokrini sustav ujedinjujući su mehanizmi homeostaze.

Primjer općeg odgovora živčanih i humoralnih mehanizama je stanje stresa koje se razvija u nepovoljnim životnim uvjetima i postoji opasnost od poremećaja homeostaze. Pod stresom se uočava promjena stanja većine sustava: mišićnog, dišnog, kardiovaskularnog, probavnog, osjetilnih organa, krvnog tlaka, sastava krvi. Sve ove promjene manifestacija su individualnih homeostatskih reakcija usmjerenih na povećanje otpornosti organizma na nepovoljne čimbenike. Brza mobilizacija tjelesnih snaga djeluje kao zaštitna reakcija na stres.

Kod "somatskog stresa" rješava se problem povećanja ukupne otpornosti tijela prema shemi prikazanoj na slici 13.

Riža. 13 - Shema za povećanje ukupne otpornosti tijela tijekom

Homeostaza - što je to? Koncept homeostaze

Homeostaza je samoregulirajući proces u kojem svi biološki sustavi nastoje održati stabilnost tijekom razdoblja prilagodbe određenim uvjetima koji su optimalni za preživljavanje. Svaki sustav, budući da je u dinamičkoj ravnoteži, nastoji postići stabilno stanje koje se odupire vanjskim čimbenicima i podražajima.

Pojam homeostaze

Svi tjelesni sustavi moraju raditi zajedno kako bi održali odgovarajuću homeostazu unutar tijela. Homeostaza je regulacija u tijelu pokazatelja kao što su temperatura, sadržaj i razina vode ugljični dioksid. Na primjer, dijabetes je stanje u kojem tijelo ne može regulirati razinu glukoze u krvi.

Homeostaza je pojam koji se koristi i za opisivanje postojanja organizama u ekosustavu i za opisivanje uspješnog funkcioniranja stanica unutar organizma. Organizmi i populacije mogu održavati homeostazu održavanjem stabilnih razina plodnosti i smrtnosti.

Povratne informacije

Povratna sprega je proces koji se događa kada tjelesne sustave treba usporiti ili potpuno zaustaviti. Kada osoba jede, hrana ulazi u želudac i počinje probava. Želudac ne bi trebao raditi između obroka. Probavni sustav djeluje pomoću niza hormona i živčanih impulsa kako bi zaustavio i započeo proizvodnju lučenja kiseline u želucu.

Drugi primjer negativne povratne sprege može se uočiti u slučaju povišene tjelesne temperature. Regulacija homeostaze očituje se znojenjem, zaštitnom reakcijom tijela na pregrijavanje. Time se zaustavlja porast temperature i neutralizira problem pregrijavanja. U slučaju hipotermije, tijelo također osigurava niz mjera koje se poduzimaju kako bi se zagrijale.

Održavanje unutarnje ravnoteže

Homeostaza se može definirati kao svojstvo organizma ili sustava koje mu pomaže da zadane parametre održava unutar normalnog raspona vrijednosti. To je ključ života, a nepravilna ravnoteža u održavanju homeostaze može dovesti do bolesti poput hipertenzije i dijabetesa.

Homeostaza je ključni element u razumijevanju funkcioniranja ljudskog tijela. Ova formalna definicija karakterizira sustav koji regulira svoje unutarnje okruženje i nastoji održati stabilnost i pravilnost svih procesa koji se odvijaju u tijelu.

Homeostatska regulacija: tjelesna temperatura

Kontrola tjelesne temperature kod ljudi je dobar primjer homeostaze u biološkom sustavu. Kada je osoba zdrava, njezina tjelesna temperatura kreće se oko +37°C, ali različiti čimbenici mogu utjecati na tu vrijednost, uključujući hormone, brzinu metabolizma i razne bolesti koje uzrokuju groznicu.

U tijelu, regulaciju temperature kontrolira dio mozga koji se naziva hipotalamus. Kroz krvotok, signali o pokazateljima temperature primaju se u mozak, kao i analiziraju se rezultati podataka o brzini disanja, razini šećera u krvi i metabolizmu. Gubitak topline u ljudskom tijelu također pridonosi smanjenoj aktivnosti.

Ravnoteža vode i soli

Bez obzira koliko vode čovjek popije, tijelo se ne napuhuje kao balon, niti se ljudsko tijelo smanjuje kao grožđica ako se pije vrlo malo. Vjerojatno je netko barem jednom razmišljao o ovome. Na ovaj ili onaj način, tijelo zna koliko tekućine treba zadržati za održavanje željene razine.

Koncentracija soli i glukoze (šećera) u tijelu održava se na konstantnoj razini (u nedostatku negativnih čimbenika), količina krvi u tijelu je oko 5 litara.

Regulacija razine šećera u krvi

Glukoza je vrsta šećera koja se nalazi u krvi. Ljudsko tijelo mora održavati odgovarajuću razinu glukoze kako bi osoba ostala zdrava. Kada razina glukoze postane previsoka, gušterača proizvodi hormon inzulin.

Ako razina glukoze u krvi padne prenisko, jetra pretvara glikogen u krvi, čime se povećava razina šećera. Kada patogene bakterije ili virusi uđu u tijelo, ono se počinje boriti protiv infekcije prije nego što patogeni elementi dovedu do bilo kakvih zdravstvenih problema.

Krvni tlak pod kontrolom

Održavanje zdravog krvnog tlaka također je primjer homeostaze. Srce može osjetiti promjene krvnog tlaka i poslati signale mozgu na obradu. Mozak zatim šalje signal natrag u srce s uputama kako ispravno reagirati. Ako vam je krvni tlak previsok, potrebno ga je sniziti.

Kako se postiže homeostaza?

Kako ljudsko tijelo regulira sve sustave i organe i kompenzira promjene u okoliš? To je zbog prisutnosti mnogih prirodnih senzora koji prate temperaturu, sastav soli u krvi, krvni tlak i mnoge druge parametre. Ovi detektori šalju signale mozgu, glavnom kontrolnom centru, ako određene vrijednosti odstupaju od norme. Nakon toga se pokreću kompenzacijske mjere za vraćanje u normalno stanje.

Održavanje homeostaze nevjerojatno je važno za tijelo. Ljudsko tijelo sadrži određenu količinu kemikalija poznatih kao kiseline i lužine, čija je pravilna ravnoteža neophodna za optimalno funkcioniranje svih organa i sustava u tijelu. Razina kalcija u krvi mora se održavati na odgovarajućoj razini. Budući da je disanje nevoljno, živčani sustav osigurava da tijelo dobije prijeko potreban kisik. Kada toksini uđu u krvotok, poremete homeostazu tijela. Ljudski organizam na ovaj poremećaj reagira putem mokraćnog sustava.

Važno je naglasiti da tjelesna homeostaza radi automatski ako sustav normalno funkcionira. Primjerice, reakcija na toplinu - koža pocrveni jer se njezine male krvne žile automatski šire. Drhtanje je odgovor na hlađenje. Dakle, homeostaza nije skup organa, već sinteza i ravnoteža tjelesnih funkcija. Zajedno vam to omogućuje održavanje cijelog tijela u stabilnom stanju.

9.4. Pojam homeostaze. Opći obrasci homeostaze živih sustava

Unatoč činjenici da je živi organizam otvoreni sustav koji izmjenjuje materiju i energiju s okolinom i egzistira u jedinstvu s njom, on se održava u vremenu i prostoru kao zasebna biološka jedinica, zadržava svoju strukturu (morfologiju), reakcije ponašanja, specifične fizičko-kemijska stanja u stanicama i tkivnoj tekućini. Sposobnost živih sustava da se odupru promjenama i održavaju dinamičku postojanost sastava i svojstava naziva se homeostaza. Pojam "homeostaza" predložio je W. Cannon 1929. godine. Međutim, ideju o postojanju fizioloških mehanizama koji osiguravaju održavanje postojanosti unutarnjeg okoliša organizama izrazio je u drugoj polovici 19. stoljeća C. Bernard.

Homeostaza je poboljšana tijekom evolucije. Višestanični organizmi razvili su unutarnju okolinu u kojoj se nalaze stanice raznih organa i tkiva. Tada su formirani specijalizirani organski sustavi (cirkulacija, prehrana, disanje, izlučivanje itd.) koji sudjeluju u osiguravanju homeostaze na svim razinama organizacije (molekularnoj, substaničnoj, staničnoj, tkivnoj, organskoj i organskoj). Najnapredniji mehanizmi homeostaze formirani su kod sisavaca, što je pridonijelo značajnom proširenju mogućnosti njihove prilagodbe okolišu. Mehanizmi i vrste homeostaze razvili su se u procesu duge evolucije, fiksirani genetski. Pojava u tijelu stranih genetskih informacija, koje često unose bakterije, virusi, stanice drugih organizama, kao i vlastite mutirane stanice, može značajno poremetiti homeostazu organizma. Kao zaštita od stranih genetskih informacija, čiji bi prodor u tijelo i njihovo naknadno uvođenje dovelo do trovanja toksinima (stranim proteinima), nastala je vrsta homeostaze, kao npr. genetska homeostaza, osiguravajući genetsku postojanost unutarnjeg okruženja tijela. Temelji se na imunološki mehanizmi, uključujući nespecifičnu i specifičnu zaštitu vlastitog integriteta i individualnosti tijela. Nespecifični mehanizmi temelj su urođene, konstitucionalne imunosti vrste, kao i individualne nespecifične otpornosti. To uključuje barijernu funkciju kože i sluznice, baktericidni učinak izlučevina znojnih i lojnih žlijezda, baktericidna svojstva sadržaja želuca i crijeva, lizozim izlučevina žlijezda slinovnica i suznih žlijezda. Ako organizmi prodru u unutarnji okoliš, oni se eliminiraju tijekom upalne reakcije, koja je popraćena pojačanom fagocitozom, kao i virusostatskim djelovanjem interferona (protein molekulske mase 25 000 - 110 000).

Specifični imunološki mehanizmi osnova su stečene imunosti, koju provodi imunološki sustav koji prepoznaje, prerađuje i eliminira strane antigene. Humoralni imunitet nastaje stvaranjem antitijela koja cirkuliraju u krvi. Stanična imunost temelji se na stvaranju T-limfocita, pojavi dugoživućih T- i B-limfocita “imunološkog pamćenja”, te pojavi alergija (preosjetljivosti na određeni antigen). Kod ljudi zaštitne reakcije stupaju na snagu tek u 2. tjednu života, najveću aktivnost postižu do 10. godine, od 10. do 20. godine lagano se smanjuju, od 20. do 40. godine ostaju na približno istoj razini, zatim postupno nestaju .

Imunološki obrambeni mehanizmi ozbiljna su prepreka transplantaciji organa, uzrokujući resorpciju transplantata. Najuspješniji rezultati trenutno su autotransplantacija (transplantacija tkiva unutar tijela) i alotransplantacija između jednojajčanih blizanaca. Puno su manje uspješni kod transplantacije među vrstama (heterotransplantacija ili ksenotransplantacija).

Druga vrsta homeostaze je biokemijska homeostaza pomaže u održavanju stalnosti kemijskog sastava tekućeg izvanstaničnog (unutarnjeg) okoliša tijela (krv, limfa, tkivna tekućina), kao i stalnosti kemijskog sastava citoplazme i plazmaleme stanica. Fiziološka homeostaza osigurava postojanost vitalnih procesa tijela. Zahvaljujući njemu nastale su i usavršavaju se izosomija (konstantnost sadržaja osmotski aktivnih tvari), izotermija (održavanje tjelesne temperature ptica i sisavaca u određenim granicama) i druge. Strukturna homeostaza osigurava postojanost strukture (morfološke organizacije) na svim razinama (molekularnoj, subcelularnoj, staničnoj itd.) organizacije živih bića.

Homeostaza stanovništva osigurava stalnost broja jedinki u populaciji. Biocenotska homeostaza doprinosi stalnosti sastava vrsta i broja jedinki u biocenozama.

Zbog činjenice da tijelo funkcionira i komunicira s okolinom kao jedinstveni sustav, procesi koji leže u pozadini različite vrste Homeostatske reakcije su usko povezane jedna s drugom. Pojedinačni homeostatski mehanizmi kombiniraju se i implementiraju u cjelovitu adaptivnu reakciju tijela kao cjeline. Ovo sjedinjavanje se provodi zahvaljujući aktivnosti (funkciji) regulatornih integrirajućih sustava (živčanog, endokrinog, imunološkog). Najbrže promjene u stanju reguliranog objekta osigurava živčani sustav, koji je povezan s brzinom procesa nastanka i provođenja živčanog impulsa (od 0,2 do 180 m / s). Regulacijska funkcija endokrinog sustava provodi se sporije, jer je ograničena brzinom otpuštanja hormona iz žlijezda i njihovim prijenosom u krvotok. Međutim, rezultat utjecaja na regulirani objekt (organ) hormona koji se nakupljaju u njemu je mnogo duži nego kod živčane regulacije.

Tijelo je samoregulirajući živi sustav. Zbog prisutnosti homeostatskih mehanizama, tijelo je složen samoregulirajući sustav. Načela postojanja i razvoja takvih sustava proučava kibernetika, a žive sustave - biološka kibernetika.

Samoregulacija bioloških sustava temelji se na principu izravne i povratne sprege.

Informacija o odstupanju regulirane veličine od zadane razine prenosi se povratnim kanalima do regulatora i mijenja svoju aktivnost na način da se regulirana veličina vraća na izvornu (optimalnu) razinu (slika 122). Povratne informacije mogu biti negativne(kada je kontrolirana varijabla odstupila u pozitivnom smjeru (sinteza tvari se, na primjer, prekomjerno povećala)) i staviti

Riža. 122. Shema izravne i povratne veze u živom organizmu:

P – regulator (živčani centar, endokrina žlijezda); RO – regulirani objekt (stanica, tkivo, organ); 1 – optimalna funkcionalna aktivnost PO; 2 – smanjena funkcionalna aktivnost PO s pozitivnom povratnom spregom; 3 – povećana funkcionalna aktivnost PO s negativnom povratnom spregom

tijelo(kada kontrolirana vrijednost odstupa u negativnom smjeru (tvar se sintetizira u nedovoljnim količinama)). Ovaj mehanizam, kao i složenije kombinacije više mehanizama, odvijaju se na različite razine organizacija bioloških sustava. Primjer njihovog funkcioniranja na molekularnoj razini je inhibicija ključnog enzima tijekom prekomjernog stvaranja konačnog produkta ili potiskivanje sinteze enzima. Na staničnoj razini izravni i povratni mehanizmi osiguravaju hormonsku regulaciju i optimalnu gustoću (broj) stanične populacije. Manifestacija izravne i povratne veze na razini tijela je regulacija razine glukoze u krvi. U živom su organizmu mehanizmi automatske regulacije i kontrole (koje proučava biokibernetika) posebno složeni. Stupanj njihove složenosti pomaže povećati razinu "pouzdanosti" i stabilnosti živih sustava u odnosu na promjene okoliša.

Mehanizmi homeostaze dupliciraju se na različitim razinama. Time se u prirodi provodi princip višekružne regulacije sustava. Glavni krugovi predstavljeni su staničnim i tkivnim homeostatskim mehanizmima. Karakterizira ih visok stupanj automatizma. Glavnu ulogu u kontroli staničnih i tkivnih homeostatskih mehanizama imaju genetski čimbenici, lokalni refleksni utjecaji, kemijski i kontaktne interakcije između stanica.

Mehanizmi homeostaze prolaze kroz značajne promjene tijekom ljudske ontogeneze. Tek u 2. tjednu nakon rođenja

Riža. 123. Mogućnosti za gubitke i obnove u tijelu

Biološke zaštitne reakcije stupaju na scenu (stvaraju se stanice koje osiguravaju staničnu i humoralnu imunost), a njihova se učinkovitost nastavlja povećavati do dobi od 10 godina. U tom razdoblju poboljšavaju se mehanizmi zaštite od stranih genetskih informacija, a povećava se i zrelost živčanog i endokrinog regulatornog sustava. Mehanizmi homeostaze najveću pouzdanost postižu u odrasloj dobi, pri kraju razdoblja razvoja i rasta organizma (19-24 godine). Starenje organizma prati smanjenje učinkovitosti mehanizama genetske, strukturne, fiziološke homeostaze te slabljenje regulatornih utjecaja živčanog i endokrinog sustava.

5. Homeostaza.

Organizam se može definirati kao fizikalno-kemijski sustav koji postoji u okolišu u stacionarnom stanju. Upravo ta sposobnost živih sustava da održe stacionarno stanje u okolišu koji se stalno mijenja određuje njihov opstanak. Kako bi osigurali stacionarno stanje, svi organizmi - od morfološki najjednostavnijih do najsloženijih - razvili su niz anatomskih, fizioloških i bihevioralnih prilagodbi koje služe jednoj svrsi - održavanju postojanosti unutarnjeg okoliša.

Ideju da postojanost unutrašnjeg okoliša osigurava optimalne uvjete za život i razmnožavanje organizama prvi je izrazio 1857. godine francuski fiziolog Claude Bernard. Kroz to znanstvena djelatnost Claude Bernard bio je zadivljen sposobnošću organizama da reguliraju i održavaju unutar prilično uskih granica takve fiziološke parametre kao što su tjelesna temperatura ili sadržaj vode. Sažeo je ovu ideju samoregulacije kao temelja fiziološke stabilnosti u obliku sada već klasične izjave: "Stalnost unutarnjeg okruženja je preduvjet za slobodan život."

Claude Bernard naglašavao je razliku između vanjskog okoliša u kojem organizmi žive i unutarnjeg okoliša u kojem se nalaze njihove pojedinačne stanice, te je shvaćao važnost održavanja unutarnjeg okoliša konstantnim. Na primjer, sisavci mogu održati tjelesnu temperaturu unatoč fluktuacijama sobna temperatura. Ako postane prehladno, životinja se može preseliti na toplije ili zaštićenije mjesto, a ako to nije moguće, stupaju na scenu samoregulacijski mehanizmi koji povećavaju tjelesnu temperaturu i sprječavaju gubitak topline. Adaptivno značenje ovoga je da tijelo kao cjelina funkcionira učinkovitije, jer su stanice od kojih se sastoji u optimalnim uvjetima. Sustavi samoregulacije ne djeluju samo na razini tijela, već i na staničnoj razini. Organizam je zbroj njegovih sastavnih stanica, a optimalno funkcioniranje organizma kao cjeline ovisi o optimalnom funkcioniranju njegovih sastavnih dijelova. Svaki samoorganizirajući sustav održava postojanost svog sastava - kvalitativnog i kvantitativnog. Taj se fenomen naziva homeostaza, a karakterističan je za većinu bioloških i društveni sustavi. Pojam homeostaza uveo je 1932. godine američki fiziolog Walter Cannon.

Homeostaza(grč. homoios - sličan, isti; stasis-stanje, nepokretnost) - relativna dinamička postojanost unutarnje sredine (krv, limfa, tkivna tekućina) i postojanost osnovnih fizioloških funkcija (krvotok, disanje, termoregulacija, metabolizam i dr.). .).) tijela ljudi i životinja. Regulacijski mehanizmi koji održavaju fiziološko stanje ili svojstva stanica, organa i sustava cijelog organizma na optimalnoj razini nazivaju se homeostatskim. Povijesno-genetski, pojam homeostaze ima biološke i medicinsko-biološke preduvjete. Ondje se povezuje kao konačni proces, razdoblje života s zasebnim izoliranim organizmom ili ljudskom jedinkom kao čisto biološkom pojavom. Konačnost postojanja i potreba za ispunjenjem njegove svrhe - reprodukcije vlastite vrste - omogućuje određivanje strategije preživljavanja pojedinog organizma kroz pojam “očuvanja”. "Održavanje strukturalne i funkcionalne stabilnosti" bit je svake homeostaze, kontrolirane homeostatom ili samoregulirajuće.

Kao što je poznato, živa stanica predstavlja mobilni, samoregulirajući sustav. Svoju unutarnju organizaciju podupiru aktivni procesi usmjereni na ograničavanje, sprječavanje ili otklanjanje pomaka izazvanih različitim utjecajima iz vanjskog i unutarnjeg okruženja. Sposobnost povratka u prvobitno stanje nakon odstupanja od određene prosječne razine uzrokovane jednim ili drugim "remetilačkim" čimbenikom glavno je svojstvo stanice. Višestanični organizam je cjelovita organizacija čiji su stanični elementi specijalizirani za obavljanje različitih funkcija. Interakcija unutar tijela provodi se složenim regulatornim, koordinacijskim i korelacijskim mehanizmima uz sudjelovanje živčanih, humoralnih, metaboličkih i drugih čimbenika. Mnogi pojedinačni mehanizmi koji reguliraju unutarstanične i međustanične odnose imaju, u nekim slučajevima, međusobno suprotne učinke koji se međusobno uravnotežuju. To dovodi do uspostavljanja pokretne fiziološke pozadine (fiziološke ravnoteže) u tijelu i omogućava živom sustavu da održi relativnu dinamičku postojanost, unatoč promjenama u okolini i pomacima koji nastaju tijekom života organizma.

Kao što istraživanja pokazuju, regulatorne metode koje postoje u živim organizmima imaju mnogo sličnosti s regulatornim uređajima u neživim sustavima, kao što su strojevi. U oba slučaja stabilnost se postiže određenim oblikom upravljanja.

Sama ideja homeostaze ne odgovara konceptu stabilne (ne-fluktuirajuće) ravnoteže u tijelu - načelo ravnoteže nije primjenjivo na složene fiziološke i biokemijske procese koji se odvijaju u živim sustavima. Također je netočno suprotstaviti homeostazu ritmičkim fluktuacijama u unutarnjem okruženju. Homeostaza u širem smislu obuhvaća pitanja cikličkog i faznog tijeka reakcija, kompenzacije, regulacije i samoregulacije fizioloških funkcija, dinamike međuovisnosti živčanih, humoralnih i drugih komponenti regulacijskog procesa. Granice homeostaze mogu biti krute i fleksibilne, mijenjajući se ovisno o dobi, spolu, društvenim, profesionalnim i drugim uvjetima pojedinca.

Od posebnog značaja za život tijela je postojanost sastava krvi – fluidna osnova tijela (fluidmatrix), kako kaže W. Cannon. Poznata je stabilnost njegove aktivne reakcije (pH), osmotski tlak, odnos elektrolita (natrij, kalcij, klor, magnezij, fosfor), sadržaj glukoze, broj oblikovanih elemenata itd. Na primjer, pH krvi , u pravilu, ne mijenja se nakon 7.35-7.47. Čak i teški poremećaji acidobazne izmjene tvari s patološkim nakupljanjem kiselina u tkivnoj tekućini, na primjer kod dijabetičke acidoze, vrlo malo utječu na aktivnu reakciju krvi. Unatoč činjenici da je osmotski tlak krvi i tkivne tekućine podložan stalnim fluktuacijama zbog stalne opskrbe osmotski aktivnim produktima intersticijskog metabolizma, on ostaje na određenoj razini i mijenja se samo u određenim teškim patološkim stanjima. Održavanje stalnog osmotskog tlaka od iznimne je važnosti za metabolizam vode i održavanje ionske ravnoteže u tijelu. Koncentracija natrijevih iona u unutarnjem okruženju je najstalnija. Sadržaj ostalih elektrolita također varira u uskim granicama. Prisutnost velikog broja osmoreceptora u tkivima i organima, uključujući središnje živčane formacije (hipotalamus, hipokampus), i koordinirani sustav regulatora metabolizma vode i sastava iona omogućuje tijelu da brzo eliminira pomake u osmotskom tlaku krvi koje nastaju, na primjer, kada se voda unese u tijelo .

Unatoč činjenici da krv predstavlja opće unutarnje okruženje tijela, stanice organa i tkiva ne dolaze u izravni kontakt s njom. U višestaničnih organizama svaki organ ima svoj unutarnji okoliš (mikrookoliš), koji odgovara njegovim strukturnim i funkcionalnim karakteristikama, a normalno stanje organa ovisi o kemijskom sastavu, fizikalno-kemijskim, biološkim i drugim svojstvima tog mikrookruženja. Njegova homeostaza određena je funkcionalnim stanjem histohematskih barijera i njihovom propusnošću u smjeru krv-tkivna tekućina; tkivna tekućina – krv.

Konstantnost unutarnjeg okruženja za aktivnost središnjeg živčanog sustava od posebne je važnosti: čak i manje kemijske i fizikalno-kemijske promjene koje se događaju u cerebrospinalnoj tekućini, gliji i pericelularnim prostorima mogu izazvati oštre poremećaje u tijeku vitalnih procesa u pojedinim neuronima. ili u njihovim ansamblima. Složen homeostatski sustav koji uključuje različite neurohumoralne, biokemijske, hemodinamske i druge regulacijske mehanizme sustav je za osiguranje optimalne razine krvnog tlaka. U ovom slučaju, gornja granica razine krvnog tlaka određena je funkcionalnošću baroreceptora tjelesnog krvožilnog sustava, a donja granica određena je potrebama opskrbe organizma krvlju.

Najnapredniji homeostatski mehanizmi u tijelu viših životinja i ljudi uključuju procese termoregulacije; kod homeotermnih životinja najviše kolebanja temperature u unutarnjim dijelovima tijela nagle promjene temperature okoline ne prelaze desetinke stupnja.

Organizacijska uloga živčanog aparata (načelo nervizma) temelji se na široko poznatim idejama o biti načela homeostaze. Međutim, ni dominantni princip, ni teorija barijernih funkcija, ni opći adaptacijski sindrom, ni teorija funkcionalnih sustava, ni hipotalamička regulacija homeostaze i mnoge druge teorije ne mogu u potpunosti riješiti problem homeostaze.

U nekim slučajevima, ideja homeostaze nije sasvim legitimno korištena za objašnjenje izoliranih fizioloških stanja, procesa, pa čak i društvenih pojava. Tako su se u literaturi pojavili pojmovi “imunološka”, “elektrolitska”, “sistemska”, “molekularna”, “fizikalno-kemijska”, “genetska homeostaza” itd. Pokušavalo se svesti problem homeostaze na princip samoregulacije. Primjer rješavanja problema homeostaze iz perspektive kibernetike je Ashbyjev pokušaj (W.R. Ashby, 1948.) da konstruira samoregulirajući uređaj koji modelira sposobnost živih organizama da održavaju razinu određenih količina unutar fiziološki prihvatljivih granica.

U praksi se istraživači i kliničari susreću s pitanjima procjene adaptivnih (adaptivnih) ili kompenzacijskih sposobnosti organizma, njihove regulacije, jačanja i mobilizacije te predviđanja odgovora organizma na uznemirujuće utjecaje. Neka stanja vegetativne nestabilnosti, uzrokovana nedostatkom, viškom ili nedostatkom regulacijskih mehanizama, smatraju se "bolestima homeostaze". Uz određenu konvenciju, to mogu uključivati ​​funkcionalne poremećaje u normalnom funkcioniranju organizma povezane s njegovim starenjem, prisilno restrukturiranje bioloških ritmova, neke pojave vegetativne distonije, hiper- i hipokompenzatornu reaktivnost na stresne i ekstremne utjecaje itd.

Za procjenu stanja homeostatskih mehanizama u fiziološkim pokusima iu kliničkoj praksi koriste se različiti dozirani funkcionalni testovi (hladnoća, toplina, adrenalin, inzulin, mezaton itd.) uz određivanje omjera biološki aktivnih tvari (hormona, medijatora, metabolita). ) u krvi i mokraći itd. .d.

Biofizički mehanizmi homeostaze.

Sa stajališta kemijske biofizike, homeostaza je stanje u kojem su svi procesi odgovorni za energetske transformacije u tijelu u dinamičkoj ravnoteži. Ovo stanje je najstabilnije i odgovara fiziološkom optimumu. U skladu s pojmovima termodinamike, organizam i stanica mogu postojati i prilagođavati se uvjetima okoline pri kojima se u biološkom sustavu može uspostaviti stacionarni tijek fizikalnih i kemijskih procesa, tj. homeostaza. Glavnu ulogu u uspostavljanju homeostaze imaju prvenstveno stanični membranski sustavi koji su odgovorni za bioenergetske procese i reguliraju brzinu ulaska i oslobađanja tvari iz stanice.

S ove točke gledišta, glavni uzroci poremećaja su neenzimske reakcije koje se javljaju u membranama, neuobičajene za normalan život; u većini slučajeva to je lančane reakcije oksidacija koja uključuje slobodne radikale koja se događa u staničnim fosfolipidima. Ove reakcije dovode do oštećenja strukturnih elemenata stanica i poremećaja regulatorne funkcije. Čimbenici koji uzrokuju poremećaj homeostaze su i uzročnici stvaranja radikala - ionizirajuće zračenje, infektivni toksini, određena hrana, nikotin, kao i nedostatak vitamina itd.

Jedan od glavnih čimbenika koji stabiliziraju homeostatsko stanje i funkcije membrana su bioantioksidansi koji inhibiraju razvoj reakcija oksidativnih radikala.

Dobne značajke homeostaze u djece.

Konstantnost unutarnjeg okruženja tijela i relativna stabilnost fizičkih i kemijskih pokazatelja u djetinjstvu osiguravaju se izrazitom prevlašću anaboličkih metaboličkih procesa nad kataboličkim. To je neophodan uvjet za rast i razlikuje djetetovo tijelo od tijela odraslih, u kojima je intenzitet metaboličkih procesa u stanju dinamičke ravnoteže. U tom smislu, neuroendokrina regulacija homeostaze djetetovog tijela je intenzivnija nego kod odraslih. Svako dobno razdoblje karakteriziraju specifičnosti mehanizama homeostaze i njihove regulacije. Stoga je kod djece puno češće od odraslih ozbiljnih poremećaja homeostaze, često opasnih po život. Ovi poremećaji najčešće su povezani s nezrelošću homeostatskih funkcija bubrega, s poremećajima gastrointestinalnog trakta ili respiratorne funkcije pluća.

Rast djeteta, izražen u povećanju mase njegovih stanica, popraćen je izrazitim promjenama u raspodjeli tekućine u tijelu. Apsolutni porast volumena izvanstanične tekućine zaostaje za stopom ukupnog porasta tjelesne težine, pa relativni volumen unutarnjeg okoliša, izražen u postocima tjelesne težine, opada s godinama. Ova ovisnost posebno je izražena u prvoj godini nakon rođenja. U starije djece smanjuje se brzina promjene relativnog volumena izvanstanične tekućine. Sustav za regulaciju postojanosti volumena tekućine (regulacija volumena) omogućuje kompenzaciju odstupanja u bilanci vode u prilično uskim granicama. Visok stupanj hidratacije tkiva kod novorođenčadi i djece ranoj dobi određuje djetetovu potrebu za vodom (po jedinici tjelesne težine) značajno veću nego kod odraslih. Gubitak vode ili njezino ograničenje brzo dovodi do razvoja dehidracije zbog izvanstaničnog sektora, odnosno unutarnjeg okoliša. Istodobno, bubrezi - glavni izvršni organi u sustavu regulacije volumena - ne osiguravaju uštedu vode. Ograničavajući faktor regulacije je nezrelost bubrežnog tubularnog sustava. Kritično obilježje neuroendokrine kontrole homeostaze u novorođenčadi i male djece je relativno visoka sekrecija i bubrežno izlučivanje aldosterona, koji ima izravan utjecaj na status hidracije tkiva i funkciju bubrežnih tubula.

Regulacija osmotskog tlaka krvne plazme i izvanstanične tekućine u djece također je ograničena. Osmolarnost unutarnjeg okoliša fluktuira u širem rasponu ( 50 mOsm/l) , nego odrasli

( 6 mOsm/l) . To je zbog veće tjelesne površine po 1 kg tjelesne težine, a time i značajnijim gubicima vode disanjem, kao i nezrelošću bubrežnih mehanizama koncentracije urina kod djece. Poremećaji homeostaze, koji se očituju hiperosmozom, osobito su česti u djece u neonatalnom razdoblju i prvim mjesecima života; u starijoj dobi počinje prevladavati hipoosmoza, povezana uglavnom s gastrointestinalnom ili bubrežnom bolešću. Manje je proučavana ionska regulacija homeostaze, koja je usko povezana s aktivnošću bubrega i prirodom prehrane.

Ranije se vjerovalo da je glavni čimbenik koji određuje osmotski tlak izvanstanične tekućine koncentracija natrija, no novija su istraživanja pokazala da ne postoji bliska korelacija između sadržaja natrija u krvnoj plazmi i vrijednosti ukupnog osmotskog tlaka. u patologiji. Iznimka je plazmatska hipertenzija. Stoga provođenje homeostatske terapije primjenom otopina glukoze i soli zahtijeva praćenje ne samo sadržaja natrija u serumu ili krvnoj plazmi, već i promjene ukupne osmolarnosti izvanstanične tekućine. Velika važnost koncentracija šećera i uree ima ulogu u održavanju općeg osmotskog tlaka u unutarnjem okruženju. Sadržaj ovih osmotski aktivnih tvari i njihov učinak na metabolizam vode i soli može se naglo povećati u mnogim patološkim stanjima. Stoga je u slučaju bilo kakvih poremećaja homeostaze potrebno odrediti koncentraciju šećera i uree. Zbog gore navedenog, kod male djece, ako su povrijeđeni režim vode i soli i proteina, može se razviti stanje latentne hiper- ili hipoosmoze, hiperazotemija.

Važan pokazatelj koji karakterizira homeostazu u djece je koncentracija vodikovih iona u krvi i izvanstaničnoj tekućini. U antenatalnom i ranom postnatalnom razdoblju regulacija acidobazne ravnoteže usko je povezana sa stupnjem zasićenosti krvi kisikom, što se objašnjava relativnom prevlašću anaerobne glikolize u bioenergetskim procesima. Štoviše, čak i umjerena hipoksija u fetusu popraćena je nakupljanjem mliječne kiseline u njegovim tkivima. Osim toga, nezrelost acidogenetske funkcije bubrega stvara preduvjete za razvoj "fiziološke" acidoze (pomak acidobazne ravnoteže u tijelu prema relativnom povećanju broja kiselih aniona.). Zbog osobitosti homeostaze, novorođenčad često doživljava poremećaje koji graniče između fizioloških i patoloških.

Restrukturiranje neuroendokrinog sustava tijekom puberteta (pubertet) također je povezano s promjenama u homeostazi. No, funkcije izvršnih organa (bubrezi, pluća) u ovoj dobi postižu maksimalan stupanj zrelosti, pa su teški sindromi ili bolesti homeostaze rijetki, a češće je riječ o kompenziranim promjenama u metabolizmu, koje se mogu otkriti samo uz biokemijski test krvi. U klinici je za karakterizaciju homeostaze u djece potrebno ispitati sljedeće pokazatelje: hematokrit, ukupni osmotski tlak, sadržaj natrija, kalija, šećera, bikarbonata i uree u krvi, kao i pH krvi, p0 2 i pCO 2.

Značajke homeostaze u starijoj i senilnoj dobi.

Ista razina homeostatskih količina u različitim dobna razdoblja podržan raznim promjenama u njihovim regulatornim sustavima. Na primjer, postojanost razine krvnog tlaka u mladih ljudi održava se zbog većeg minutnog volumena i niskog ukupnog perifernog vaskularnog otpora, au starijih i senilnih - zbog većeg ukupnog perifernog otpora i smanjenja minutnog volumena. Tijekom starenja organizma održava se konstantnost najvažnijih fizioloških funkcija u uvjetima sve manje pouzdanosti i smanjenja mogućeg raspona fizioloških promjena u homeostazi. Očuvanje relativne homeostaze tijekom značajnih strukturnih, metaboličkih i funkcionalnih promjena postiže se činjenicom da se ne događa samo izumiranje, poremećaj i degradacija istovremeno, već i razvoj specifičnih adaptivnih mehanizama. Zbog toga se održava konstantna razina šećera u krvi, pH krvi, osmotski tlak, potencijal stanične membrane itd.

Od značajne važnosti u održavanju homeostaze tijekom procesa starenja su promjene u mehanizmima neurohumoralne regulacije, povećanje osjetljivosti tkiva na djelovanje hormona i medijatora na pozadini slabljenja živčanih utjecaja.

Starenjem organizma značajno se mijenjaju rad srca, plućna ventilacija, izmjena plinova, bubrežne funkcije, lučenje probavnih žlijezda, rad endokrinih žlijezda, metabolizam itd. Te promjene možemo okarakterizirati kao homeorezu - prirodna putanja (dinamika) promjena u intenzitetu metabolizma i fizioloških funkcija s dobi tijekom vremena. Značaj tijeka promjena povezanih s dobi vrlo je važan za karakterizaciju procesa starenja osobe i određivanje njegove biološke dobi.

U starosti i starijoj životnoj dobi opći potencijal adaptivnih mehanizama opada. Stoga se u starijoj dobi, pod povećanim opterećenjima, stresom i drugim situacijama, povećava vjerojatnost zatajenja adaptacijskih mehanizama i poremećaja homeostaze. Ovo smanjenje pouzdanosti mehanizama homeostaze jedan je od najvažnijih preduvjeta za razvoj patoloških poremećaja u starijoj dobi.

Dakle, homeostaza je integralni pojam koji funkcionalno i morfološki objedinjuje kardiovaskularni sustav, dišni sustav, bubrežni sustav, metabolizam vode i elektrolita, acidobazna ravnoteža.

Glavna svrha kardio-vaskularnog sustava – opskrba i distribucija krvi kroz sve mikrocirkulacijske bazene. Količina krvi koju srce izbaci u 1 minuti je minutni volumen. Međutim, funkcija kardiovaskularnog sustava nije jednostavno održavati zadani minutni volumen i raspodijeliti ga po bazenima, već mijenjati minutni volumen u skladu s dinamikom potreba tkiva u različitim situacijama.

Glavna zadaća krvi je transport kisika. Mnogi kirurški pacijenti dožive akutni pad minutnog volumena srca, što otežava dopremu kisika do tkiva i može uzrokovati smrt stanica, organa, pa čak i cijelog tijela. Stoga pri procjeni funkcije kardiovaskularnog sustava treba uzeti u obzir ne samo minutni volumen, već i opskrbljenost tkiva kisikom i njihovu potrebu za njim.

Glavna svrha dišni sustavi – osiguravanje odgovarajuće izmjene plinova između tijela i okoliša uz konstantnu promjenu brzine metaboličkih procesa. Normalna funkcija Dišni sustav je održavanje konstantne razine kisika i ugljičnog dioksida u arterijskoj krvi uz normalan vaskularni otpor u plućnoj cirkulaciji i uz normalan utrošak energije za rad disanja.

Taj je sustav usko povezan s drugim sustavima, a prvenstveno s kardiovaskularnim sustavom. Funkcija dišnog sustava uključuje ventilaciju, plućnu cirkulaciju, difuziju plinova kroz alveolarno-kapilarnu membranu, transport plinova krvlju i tkivno disanje.

Funkcije bubrežni sustav : Bubrezi su glavni organ dizajniran za održavanje stalnosti fizičkih i kemijskih uvjeta u tijelu. Njihova glavna funkcija je izlučivanje. Uključuje: regulaciju ravnoteže vode i elektrolita, održavanje acidobazne ravnoteže i uklanjanje produkata metabolizma bjelančevina i masti iz tijela.

Funkcije metabolizam vode i elektrolita : Voda u tijelu ima transportnu ulogu, ispunjava stanice, međustanične (intermedijarne) i vaskularne prostore, otapalo je soli, koloida i kristaloida te sudjeluje u biokemijskim reakcijama. Sve biokemijske tekućine su elektroliti, budući da su soli i koloidi otopljeni u vodi u disociranom stanju. Nemoguće je nabrojati sve funkcije elektrolita, ali glavne su: održavanje osmotskog tlaka, održavanje reakcije unutarnjeg okoliša, sudjelovanje u biokemijskim reakcijama.

Glavna svrha acidobazna ravnoteža je održavanje konstantnog pH tjelesnih tekućina kao osnove za normalne biokemijske reakcije, a time i životnu aktivnost. Metabolizam se odvija uz neizostavno sudjelovanje enzimskih sustava, čija aktivnost usko ovisi o kemijskoj reakciji elektrolita. Zajedno s metabolizmom vode i elektrolita, acidobazna ravnoteža igra odlučujuću ulogu u poretku biokemijskih reakcija. Puferski sustavi i mnogi fiziološki sustavi tijela sudjeluju u regulaciji acidobazne ravnoteže.

Homeostaza

Homeostaza, homeorez, homeomorfoza - karakteristike stanja organizma. Sustavna bit organizma očituje se prvenstveno u njegovoj sposobnosti samoregulacije u uvjetima okoliša koji se stalno mijenjaju. Budući da se svi organi i tkiva u tijelu sastoje od stanica, od kojih je svaka relativno samostalan organizam, stanje unutarnjeg okoliša ljudskog tijela od velike je važnosti za njegovo normalno funkcioniranje. Za ljudsko tijelo - kopneno biće - okoliš se sastoji od atmosfere i biosfere, dok je u određenoj mjeri u interakciji s litosferom, hidrosferom i noosferom. Istodobno, većina stanica ljudskog tijela uronjena je u tekuću okolinu, koju predstavljaju krv, limfa i međustanična tekućina. Samo pokrovna tkiva izravno komuniciraju s okružujući osobu okoliša, sve ostale stanice su iz njega izolirane vanjski svijet, što omogućuje tijelu da u velikoj mjeri standardizira uvjete njihovog postojanja. Konkretno, sposobnost održavanja konstantne tjelesne temperature od oko 37 °C osigurava stabilnost metaboličkih procesa, budući da svi bio kemijske reakcije, koji čine bit metabolizma, vrlo su ovisni o temperaturi. Jednako je važno održavati stalnu napetost kisika, ugljičnog dioksida, koncentraciju raznih iona itd. u tekućim medijima tijela. U normalnim uvjetima postojanja, uključujući tijekom prilagodbe i aktivnosti, pojavljuju se mala odstupanja ovih vrsta parametara, ali se brzo eliminiraju, unutarnje okruženje tijela vraća se u stabilnu normu. Veliki francuski fiziolog 19.st. Claude Bernard je tvrdio: "Stalnost unutarnjeg okruženja neophodan je uvjet za slobodan život." Fiziološki mehanizmi koji osiguravaju održavanje stalne unutarnje okoline nazivaju se homeostazom, a sama pojava koja odražava sposobnost tijela da samoregulira unutarnju okolinu naziva se homeostaza. Ovaj pojam uveo je 1932. godine W. Cannon, jedan od onih fiziologa 20. stoljeća koji je uz N. A. Bernsteina, P. K. Anokhina i N. Wienera stajao u ishodištu znanosti o upravljanju - kibernetike. Pojam "homeostaza" koristi se ne samo u fiziološkim, već iu kibernetičkim istraživanjima, jer je to održavanje postojanosti bilo koje karakteristike složenog sustava koji je Glavni cilj bilo kakvu kontrolu.

Još jedan izvanredan istraživač, K. Waddington, skrenuo je pozornost na činjenicu da je tijelo sposobno održavati ne samo stabilnost svog unutarnjeg stanja, već i relativnu postojanost dinamičkih karakteristika, tj. Tijek procesa tijekom vremena. Ovaj fenomen, po analogiji s homeostazom, nazvan je homeorez. Ona je od posebne važnosti za organizam koji raste i razvija se i sastoji se u činjenici da je organizam sposoban održati (naravno, u određenim granicama) “razvojni kanal” tijekom svojih dinamičkih preobrazbi. Konkretno, ako dijete zbog bolesti ili naglog pogoršanja životnih uvjeta uzrokovanih društvenim razlozima (rat, potres i sl.) znatno zaostaje za svojim vršnjacima koji se normalno razvijaju, to ne znači da je takvo zaostajanje pogubno i nepovratno. . Ako razdoblje nepovoljnih događaja završi i dijete dobije uvjete primjerene za razvoj, tada i u rastu i u stupnju funkcionalnog razvoja ubrzo sustiže svoje vršnjake iu budućnosti se od njih bitno ne razlikuje. To objašnjava činjenicu da djeca koja su u ranoj dobi preboljela tešku bolest često izrastu u zdrave odrasle osobe dobrih proporcija. Homeorez igra ključnu ulogu kako u kontroli ontogenetskog razvoja tako iu procesima prilagodbe. U međuvremenu, fiziološki mehanizmi homeoreze još nisu dovoljno proučeni.

Treći oblik samoregulacije postojanosti tijela je homeomorfoza - sposobnost održavanja stalne forme. Ova karakteristika je više karakteristična za odrasli organizam, budući da su rast i razvoj nespojivi s nepromjenjivošću oblika. Ipak, ako uzmemo u obzir kratka vremenska razdoblja, posebno tijekom razdoblja inhibicije rasta, tada se sposobnost homeomorfoze može naći kod djece. Stvar je u tome da u tijelu postoji stalna promjena generacija njegovih sastavnih stanica. Stanice ne žive dugo (jedina iznimka je nervne ćelije): Normalan životni vijek tjelesnih stanica je nekoliko tjedana ili mjeseci. Ipak, svaka nova generacija stanica gotovo točno ponavlja oblik, veličinu, položaj i, sukladno tome, funkcionalna svojstva prethodne generacije. Posebni fiziološki mehanizmi sprječavaju značajne promjene tjelesne težine u uvjetima posta ili prejedanja. Konkretno, tijekom posta probavljivost hranjivih tvari naglo se povećava, a tijekom prejedanja, naprotiv, većina proteina, masti i ugljikohidrata koji se unose hranom "sagorijevaju" bez ikakve koristi za tijelo. Dokazano je (N.A. Smirnova) da su kod odrasle osobe oštre i značajne promjene tjelesne težine (uglavnom zbog količine masti) u bilo kojem smjeru sigurni znakovi neuspjeha prilagodbe, prenaprezanja i ukazuju na funkcionalno loše stanje tijela. . Djetetovo tijelo postaje posebno osjetljivo na vanjske utjecaje u razdobljima najbržeg rasta. Povreda homeomorfoze je isti nepovoljan znak kao i povreda homeostaze i homeoreze.

Pojam bioloških konstanti. Tijelo je kompleks ogromnog broja različitih tvari. Tijekom života tjelesnih stanica koncentracija ovih tvari može se znatno promijeniti, što znači i promjenu unutarnjeg okoliša. Bilo bi nezamislivo da su tjelesni kontrolni sustavi bili prisiljeni pratiti koncentraciju svih tih tvari, t.j. imaju mnogo senzora (receptora), kontinuirano analiziraju trenutno stanje, donose kontrolne odluke i prate njihovu učinkovitost. Niti informativni niti energetski resursi tijelo ne bi bilo dovoljno za takav način kontrole svih parametara. Stoga je tijelo ograničeno na praćenje relativno malog broja najvažnijih pokazatelja, koji se moraju održavati na relativno konstantnoj razini za dobrobit velike većine tjelesnih stanica. Ovi najstroži parametri homeostaze se time pretvaraju u "biološke konstante", a njihova nepromjenjivost je osigurana ponekad prilično značajnim fluktuacijama u drugim parametrima koji nisu klasificirani kao homeostaza. Dakle, razine hormona uključenih u regulaciju homeostaze mogu se promijeniti u krvi desetke puta ovisno o stanju unutarnjeg okoliša i utjecaju vanjskih čimbenika. Istovremeno se parametri homeostaze mijenjaju samo za 10-20%.

Najvažnije biološke konstante. Među najvažnijim biološkim konstantama, za čije su održavanje na relativno konstantnoj razini odgovorni različiti fiziološki sustavi organizma, treba spomenuti tjelesna temperatura, razina glukoze u krvi, sadržaj H+ iona u tjelesnim tekućinama, parcijalna napetost kisika i ugljičnog dioksida u tkivima.

Bolest kao znak ili posljedica poremećaja homeostaze. Gotovo sve ljudske bolesti povezane su s poremećajem homeostaze. Tako npr. za mnoge zarazne bolesti, kao iu slučaju upalnih procesa, homeostaza temperature u tijelu je oštro poremećena: javlja se groznica (groznica), ponekad opasna po život. Uzrok ovakvog poremećaja homeostaze može ležati kako u karakteristikama neuroendokrine reakcije tako i u poremećajima aktivnosti perifernih tkiva. U ovom slučaju, manifestacija bolesti - povišena temperatura - posljedica je kršenja homeostaze.

Tipično, febrilna stanja prate acidoza - kršenje acidobazne ravnoteže i pomak u reakciji tjelesnih tekućina na kiselu stranu. Acidoza je također karakteristična za sve bolesti povezane s pogoršanjem kardiovaskularnog i respiratornog sustava (bolesti srca i krvožilnog sustava, upalne i alergijske lezije bronhopulmonalnog sustava itd.). Acidoza često prati prve sate života novorođenčeta, osobito ako ono nije počelo normalno disati odmah nakon rođenja. Kako bi se uklonilo ovo stanje, novorođenče se stavlja u posebnu komoru s visokim sadržajem kisika. Metabolička acidoza tijekom teške mišićne vježbe može se pojaviti kod ljudi bilo koje dobi, a očituje se nedostatkom daha i pojačanim znojenjem, kao i bolne senzacije u mišićima. Nakon završetka rada stanje acidoze može trajati od nekoliko minuta do 2-3 dana, ovisno o stupnju umora, kondiciji i djelotvornosti homeostatskih mehanizama.

Vrlo su opasne bolesti koje dovode do poremećaja homeostaze vode i soli, na primjer kolera, kod koje se iz tijela izlučuje ogromna količina vode i tkiva gube svoja funkcionalna svojstva. Mnoge bolesti bubrega također dovode do poremećaja homeostaze vode i soli. Kao posljedica nekih od ovih bolesti može se razviti alkaloza - prekomjerno povećanje koncentracije lužnatih tvari u krvi i porast pH (pomak na alkalnu stranu).

U nekim slučajevima manji, ali dugotrajni poremećaji homeostaze mogu uzrokovati razvoj određenih bolesti. Tako postoje dokazi da prekomjerna konzumacija šećera i drugih izvora ugljikohidrata koji remete homeostazu glukoze dovodi do oštećenja gušterače, zbog čega se razvija dijabetes. Opasna je i prekomjerna konzumacija kuhinjske i drugih mineralnih soli, ljutih začina i sl., koji povećavaju opterećenje izlučivanja. Bubrezi se možda neće moći nositi s obiljem tvari koje je potrebno ukloniti iz tijela, što dovodi do poremećaja homeostaze vode i soli. Jedna od njegovih manifestacija je edem - nakupljanje tekućine u mekim tkivima tijela. Uzrok edema obično leži ili u nedostatku kardiovaskularnog sustava ili u oštećenoj funkciji bubrega i, kao posljedicu, metabolizmu minerala.

Homeostaza je:

Homeostaza

Homeostaza(starogrč. ὁμοιοστάσις od ὁμοιος - istovjetan, sličan i στάσις - stajanje, nepokretnost) - samoregulacija, sposobnost otvorenog sustava da održava postojanost unutarnjeg stanja kroz usklađene reakcije usmjerene na održavanje dinamičke ravnoteže. Želja sustava da se reproducira, uspostavi izgubljenu ravnotežu i nadvlada otpor vanjskog okruženja.

Populacijska homeostaza je sposobnost populacije da dugo vremena održava određeni broj jedinki.

Američki fiziolog Walter B. Cannon, u svojoj knjizi The Wisdom of the Body iz 1932. godine, predložio je izraz kao naziv za "koordinirane fiziološke procese koji održavaju većinu stabilnih stanja tijela". Kasnije se ovaj izraz proširio na sposobnost dinamičkog održavanja konstantnosti unutarnjeg stanja bilo kojeg otvorenog sustava. Međutim, ideju o postojanosti unutarnjeg okruženja formulirao je još 1878. godine francuski znanstvenik Claude Bernard.

Opće informacije

U biologiji se najčešće koristi pojam homeostaza. Višestanični organizmi moraju održavati stalnu unutarnju okolinu da bi postojali. Mnogi ekolozi su uvjereni da ovo načelo vrijedi i za vanjski okoliš. Ako sustav ne uspije uspostaviti ravnotežu, može s vremenom prestati funkcionirati.

Složeni sustavi – poput ljudskog tijela – moraju imati homeostazu kako bi ostali stabilni i postojali. Ovi sustavi ne samo da moraju nastojati preživjeti, već se moraju prilagoditi promjenama u okolišu i razvijati se.

Svojstva homeostaze

Homeostatski sustavi imaju sljedeća svojstva:

• Nestabilnost sustav: testiranje kako se najbolje prilagoditi.
• Težnja za ravnotežom: Cjelokupna unutarnja, strukturna i funkcionalna organizacija sustava pridonosi održavanju ravnoteže.
• Nepredvidivo: Rezultirajući učinak određene akcije često može biti drugačiji od očekivanog.

Primjeri homeostaze kod sisavaca:

• Regulacija količine mikronutrijenata i vode u organizmu – osmoregulacija. Izvodi se u bubrezima.
• Uklanjanje otpadnih tvari iz metaboličkog procesa – izlučivanje. Vrše ga egzokrini organi - bubrezi, pluća, žlijezde znojnice i gastrointestinalni trakt.
• Regulacija tjelesne temperature. Snižavanje temperature znojenjem, razne termoregulacijske reakcije.
• Regulacija razine glukoze u krvi. Uglavnom ga provodi jetra, inzulin i glukagon koje izlučuje gušterača.

Važno je napomenuti da iako je tijelo u ravnoteži, njegovo fiziološko stanje može biti dinamično. Mnogi organizmi pokazuju endogene promjene u obliku cirkadijskih, ultradijalnih i infradijanskih ritmova. Dakle, čak i kada su u homeostazi, tjelesna temperatura, krvni tlak, otkucaji srca i većina metaboličkih pokazatelja nisu uvijek na konstantnoj razini, već se mijenjaju tijekom vremena.

Mehanizmi homeostaze: povratna sprega

Glavni članak: Povratne informacije

Kada dođe do promjene varijabli, postoje dvije glavne vrste povratnih informacija na koje sustav reagira:

1. Negativna povratna informacija, izražena kao reakcija u kojoj sustav reagira na način koji mijenja smjer promjene. Budući da povratna sprega služi za održavanje postojanosti sustava, ona omogućuje održavanje homeostaze.
   • Na primjer, kada se poveća koncentracija ugljičnog dioksida u ljudskom tijelu, plućima dolazi signal da pojačaju svoju aktivnost i izdahnu više ugljičnog dioksida.
   • Termoregulacija je još jedan primjer negativne povratne sprege. Kada tjelesna temperatura poraste (ili padne), termoreceptori u koži i hipotalamusu registriraju promjenu, pokrećući signal iz mozga. Ovaj signal, zauzvrat, uzrokuje odgovor - smanjenje (ili povećanje) temperature.
2. Pozitivna povratna sprega, koja se izražava u sve većim promjenama varijable. Ima destabilizirajući učinak i stoga ne dovodi do homeostaze. Pozitivna povratna informacija rjeđa je u prirodnim sustavima, ali i ona ima svoje koristi.
   • Na primjer, u živcima, električni potencijal praga uzrokuje stvaranje puno većeg akcijskog potencijala. Zgrušavanje krvi i događaji pri rođenju mogu se navesti kao drugi primjeri pozitivne povratne informacije.

Stabilni sustavi zahtijevaju kombinacije obje vrste povratne sprege. Dok negativna povratna sprega omogućuje povratak u homeostatsko stanje, pozitivna povratna sprega koristi se za prelazak na potpuno novo (i možda manje poželjno) stanje homeostaze, situaciju koja se naziva "metastabilnost". Takve katastrofalne promjene mogu se dogoditi, na primjer, s povećanjem hranjivih tvari u rijekama s bistrom vodom, što dovodi do homeostatskog stanja visoke eutrofikacije (pretjerano obraštanje korita algama) i zamućenja.

Ekološka homeostaza

Ekološka homeostaza promatra se u klimaksnim zajednicama s najvećom mogućom bioraznolikošću u povoljnim okolišnim uvjetima.

U poremećenim ekosustavima ili subklimaksnim biološkim zajednicama - kao što je otok Krakatoa, nakon masivne vulkanske erupcije 1883. - stanje homeostaze prethodnog šumskog klimaksnog ekosustava je uništeno, kao i sav život na tom otoku. Krakatoa je u godinama nakon erupcije prošao kroz niz ekoloških promjena u kojima su se nove vrste biljaka i životinja smjenjivale, što je dovelo do bioraznolikosti i rezultirajuće vrhunske zajednice. Ekološka sukcesija na Krakatoi odvijala se u nekoliko faza. Kompletan lanac nasljeđivanja koji vodi do vrhunca naziva se preserija. U primjeru Krakatoe, otok je razvio vrhunac zajednice s osam tisuća različitih vrsta zabilježenih 1983., sto godina nakon što je erupcija izbrisala život na njemu. Podaci potvrđuju da situacija ostaje u homeostazi još neko vrijeme, pri čemu pojava novih vrsta vrlo brzo dovodi do brzog nestanka starih.

Slučaj Krakatoa i drugih poremećenih ili netaknutih ekosustava pokazuje da se početna kolonizacija pionirskim vrstama događa putem pozitivnih povratnih reproduktivnih strategija u kojima se vrste raspršuju, stvarajući što više potomaka, ali uz malo ulaganja u uspjeh svake jedinke. Kod takvih vrsta dolazi do brzog razvoja i jednako brzog kolapsa (na primjer, kroz epidemiju). Kako se ekosustav približava vrhuncu, takve se vrste zamjenjuju složenijim klimaksnim vrstama koje se putem negativnih povratnih informacija prilagođavaju specifičnim uvjetima svog okoliša. Ove su vrste pomno kontrolirane potencijalnom nosivošću ekosustava i slijede drugačiju strategiju – proizvodnju manjeg potomstva, čiji je reproduktivni uspjeh u uvjetima mikrookoliša svoje specifične sredine. ekološka niša ulaže se više energije.

Razvoj počinje s pionirskom zajednicom, a završava s vrhunskom zajednicom. Ova vrhunska zajednica nastaje kada flora i fauna dođu u ravnotežu s lokalnim okolišem.

Takvi ekosustavi tvore heteroarhije u kojima homeostaza na jednoj razini doprinosi homeostatskim procesima na drugoj složenoj razini. Na primjer, gubitak lišća sa zrelog tropskog stabla daje prostor za novi rast i obogaćuje tlo. Jednako tako, tropsko drvo smanjuje pristup svjetlosti na niže razine i pomaže u sprječavanju invazije drugih vrsta. Ali drveće također pada na zemlju i razvoj šume ovisi o stalnoj izmjeni stabala i ciklusu hranjivih tvari koje provode bakterije, insekti i gljive. Slično tome, takve šume pridonose ekološkim procesima kao što je regulacija mikroklime ili hidroloških ciklusa ekosustava, a nekoliko različitih ekosustava može međusobno komunicirati kako bi održalo homeostazu riječne drenaže unutar biološke regije. Bioregionalna varijabilnost također igra ulogu u homeostatskoj stabilnosti biološke regije ili bioma.

Biološka homeostaza

Više informacija: Acidobazna ravnoteža

Homeostaza je temeljna karakteristika živih organizama i podrazumijeva se održavanje unutarnjeg okoliša unutar prihvatljivih granica.

Unutarnji okoliš tijela uključuje tjelesne tekućine – krvnu plazmu, limfu, međustaničnu tvar i likvor. Održavanje stabilnosti ovih tekućina od vitalnog je značaja za organizam, dok njezin nedostatak dovodi do oštećenja genetskog materijala.

S obzirom na bilo koji parametar, organizmi se dijele na konformacijske i regulatorne. Regulacijski organizmi održavaju parametar na konstantnoj razini, neovisno o tome što se događa u okolišu. Konformacijski organizmi dopuštaju okolini da odredi parametar. Na primjer, toplokrvne životinje održavaju konstantnu tjelesnu temperaturu, dok hladnokrvne životinje pokazuju širok raspon temperatura.

To ne znači da konformacijski organizmi nemaju prilagodbe u ponašanju koje im omogućuju reguliranje određenog parametra do neke mjere. Gmazovi, na primjer, često ujutro sjede na zagrijanom kamenju kako bi podigli tjelesnu temperaturu.

Prednost homeostatske regulacije je u tome što omogućuje učinkovitije funkcioniranje tijela. Na primjer, hladnokrvne životinje imaju tendenciju postati letargične na niskim temperaturama, dok su toplokrvne životinje gotovo jednako aktivne kao i prije. S druge strane, regulacija zahtijeva energiju. Razlog zašto neke zmije mogu jesti samo jednom tjedno je taj što troše puno manje energije za održavanje homeostaze nego sisavci.

Stanična homeostaza

Regulacija kemijske aktivnosti stanice ostvaruje se nizom procesa, među kojima su osobito važne promjene u strukturi same citoplazme, te strukturi i aktivnosti enzima. Autoregulacija ovisi o temperaturi, stupnju kiselosti, koncentraciji supstrata i prisutnosti pojedinih makro i mikroelemenata.

Homeostaza u ljudskom tijelu

Dodatne informacije: Acid-bazna ravnoteža Vidi također: Puferski sustavi krvi

Razni čimbenici utječu na sposobnost tjelesnih tekućina da održavaju život. Tu spadaju parametri kao što su temperatura, salinitet, kiselost i koncentracija hranjivih tvari – glukoze, raznih iona, kisika te otpada – ugljičnog dioksida i urina. Budući da ti parametri utječu na kemijske reakcije koje održavaju tijelo na životu, postoje ugrađeni fiziološki mehanizmi za njihovo održavanje na potrebnoj razini.

Homeostaza se ne može smatrati uzrokom ovih nesvjesnih procesa prilagodbe. Treba ga uzeti kao opće karakteristike mnogi normalni procesi djeluju zajedno, a ne kao njihov glavni uzrok. Štoviše, postoje mnogi biološki fenomeni koji se ne uklapaju u ovaj model - na primjer, anabolizam.

Ostala područja

Koncept "homeostaze" također se koristi u drugim područjima.

Aktuar može govoriti o homeostaza rizika, u kojoj, primjerice, ljudi koji na svojim automobilima imaju kočnice koje se ne prianjaju nisu sigurniji od onih koji ih nemaju, jer ti ljudi sigurniji automobil nesvjesno kompenziraju riskantnijom vožnjom. To se događa jer neki mehanizmi zadržavanja - poput straha - prestaju funkcionirati.

Sociolozi i psiholozi mogu govoriti o tome homeostaza stresa- želja populacije ili pojedinca da ostane na određenoj razini stresa, često umjetno izazivajući stres ako „prirodna“ razina stresa nije dovoljna.

Primjeri

• Termoregulacija
  • Tremor skeletnih mišića može početi ako je previše niske temperature tijela.
  • Druga vrsta termogeneze uključuje razgradnju masti za proizvodnju topline.
  • Znojenjem se tijelo hladi isparavanjem.
• Kemijska regulacija
  • Gušterača luči inzulin i glukagon za kontrolu razine glukoze u krvi.
  • Pluća primaju kisik i oslobađaju ugljični dioksid.
  • Bubrezi proizvode urin i reguliraju razinu vode i niza iona u tijelu.

Mnogi od ovih organa su pod kontrolom hormona iz osovine hipotalamus-hipofiza.

vidi također

Kategorije:

• Homeostaza
• Otvoreni sustavi
• Fiziološki procesi

Zaklada Wikimedia. 2010.

Homeostaza u klasičnom značenju riječi je fiziološki pojam koji označava stabilnost sastava unutarnjeg okoliša, postojanost komponenti njegovog sastava, kao i ravnotežu biofizioloških funkcija bilo kojeg živog organizma.

Osnova takve biološke funkcije kao što je homeostaza je sposobnost živih organizama i bioloških sustava da izdrže promjene u okolišu; U tom slučaju organizmi koriste autonomne obrambene mehanizme.

Ovaj termin prvi je upotrijebio američki fiziolog W. Cannon početkom dvadesetog stoljeća.
Svaki biološki objekt ima univerzalne parametre homeostaze.

Homeostaza sustava i tijela

Znanstvenu osnovu za takav fenomen kao što je homeostaza formirao je Francuz C. Bernard - bila je to teorija o stalnom sastavu unutarnjeg okoliša u organizmima živih bića. Ova znanstvena teorija formulirana je osamdesetih godina osamnaestog stoljeća i široko je razvijena.

Dakle, homeostaza je rezultat složenog mehanizma interakcije u području regulacije i koordinacije, koji se odvija kako u tijelu kao cjelini, tako iu njegovim organima, stanicama, pa čak i na molekularnoj razini.

Pojam homeostaze dobio je poticaj za daljnji razvoj kao rezultat korištenja kibernetičkih metoda u proučavanju složenih bioloških sustava, kao što su biocenoza ili populacija).

Funkcije homeostaze

Proučavanje objekata s funkcijom povratne sprege pomoglo je znanstvenicima da saznaju o brojnim mehanizmima odgovornim za njihovu stabilnost.

Čak iu uvjetima ozbiljnih promjena, mehanizmi prilagodbe ne dopuštaju značajnije promjene kemijskih i fizioloških svojstava tijela. To ne znači da ostaju apsolutno stabilni, ali do ozbiljnih odstupanja obično ne dolazi.

Mehanizmi homeostaze

Mehanizam homeostaze kod viših životinja je najbolje razvijen. U organizmima ptica i sisavaca (uključujući i ljude) funkcija homeostaze omogućuje održavanje stabilnosti broja vodikovih iona, regulira postojanost kemijskog sastava krvi i održava tlak u krvožilnom sustavu i tijelu. temperatura na približno istoj razini.

Postoji nekoliko načina na koje homeostaza utječe na organske sustave i tijelo u cjelini. Na to mogu utjecati hormoni, živčani sustav, izlučujući ili neuro-humoralni sustavi tijela.

Ljudska homeostaza

Na primjer, stabilnost tlaka u arterijama održava regulatorni mehanizam koji radi na način lančanih reakcija u koje ulaze krvni organi.

To se događa jer vaskularni receptori osjećaju promjenu tlaka i prenose signal o tome ljudskom mozgu, koji šalje impulse odgovora u vaskularne centre. Posljedica toga je povećanje ili smanjenje tonusa krvožilnog sustava (srca i krvnih žila).

Osim toga, u igru ​​dolaze organi neurohumoralne regulacije. Kao rezultat ove reakcije, tlak se vraća u normalu.

Homeostaza ekosustava

Primjer homeostaze u Flora može poslužiti za održavanje stalne vlažnosti lista otvaranjem i zatvaranjem puči.

Homeostaza je također karakteristična za zajednice živih organizama bilo kojeg stupnja složenosti; na primjer, činjenica da se unutar biocenoze održava relativno stabilan sastav vrsta i jedinki izravna je posljedica djelovanja homeostaze.

Homeostaza stanovništva

Ova vrsta homeostaze, kao što je populacijska homeostaza (njeno drugo ime je genetska) igra ulogu regulatora cjelovitosti i stabilnosti genotipskog sastava populacije u promjenjivom okruženju.

Djeluje kroz očuvanje heterozigotnosti, kao i kontrolom ritma i smjera mutacijskih promjena.

Ova vrsta homeostaze omogućuje populaciji održavanje optimalnog genetskog sastava, što zajednici živih organizama omogućuje održavanje maksimalne održivosti.

Uloga homeostaze u društvu i ekologiji

Potreba za upravljanjem složenim sustavima društvene, ekonomske i kulturne prirode dovela je do širenja pojma homeostaze i njegove primjene ne samo na biološke, već i na društvene objekte.

Primjer rada homeostatskih društvenih mehanizama je sljedeća situacija: ako u društvu postoji manjak znanja ili vještina ili stručna manjkavost, onda kroz mehanizam povratne sprege ta činjenica tjera zajednicu da se razvija i usavršava.

A ako postoji višak stručnjaka koji zapravo nisu traženi u društvu, doći će do negativnih povratnih informacija i bit će manje predstavnika nepotrebnih zanimanja.

Nedavno je koncept homeostaze pronašao široku primjenu u ekologiji, zbog potrebe proučavanja stanja složenih ekoloških sustava i biosfere u cjelini.

U kibernetici se pojam homeostaza koristi za označavanje bilo kojeg mehanizma koji ima sposobnost automatske samoregulacije.

Linkovi na temu homeostaze

Homeostaza na Wikipediji

Homeostaza je proces koji se samostalno odvija u tijelu i usmjeren je na stabilizaciju stanja ljudskih sustava pri promjeni unutarnjih uvjeta (promjene temperature, tlaka) ili vanjskih uvjeta (promjene klime, vremenske zone). Ovo je ime predložio američki fiziolog Cannon. Nakon toga, homeostaza se počela nazivati ​​sposobnošću bilo kojeg sustava (uključujući okoliš) da održi svoju unutarnju postojanost.

U kontaktu s

Kolege

Pojam i karakteristike homeostaze

Wikipedia ovaj pojam karakterizira kao želju za preživljavanjem, prilagođavanjem i razvojem. Da bi homeostaza bila ispravna, potreban je usklađen rad svih organa i sustava. U tom će slučaju svi parametri osobe biti normalni. Ako neki parametar u tijelu nije reguliran, to ukazuje na poremećaje u homeostazi.

Glavne karakteristike homeostaze su sljedeće:

• analiza mogućnosti prilagodbe sustava novim uvjetima;
• želja za održavanjem ravnoteže;
• nemogućnost unaprijed predvidjeti rezultate regulacije indikatora.

Povratne informacije

Povratna sprega je stvarni mehanizam homeostaze. Tako tijelo reagira na sve promjene. Tijelo kontinuirano funkcionira tijekom cijelog života osobe. Međutim, pojedinačni sustavi moraju imati vremena za odmor i oporavak. U tom razdoblju rad pojedinih tijela usporava ili potpuno prestaje. Taj se proces naziva povratna sprega. Primjer za to je prekid u radu želuca, kada hrana ne ulazi u njega. Ovaj prekid u probavi osigurava prestanak proizvodnje kiseline zbog djelovanja hormona i živčanih impulsa.

Postoje dvije vrste ovog mehanizma, što će biti opisano u nastavku.

Negativne povratne informacije

Ova vrsta mehanizma temelji se na činjenici da tijelo reagira na promjene, pokušavajući ih usmjeriti suprotnu stranu. Odnosno, ponovno teži stabilnosti. Na primjer, ako se ugljični dioksid nakuplja u tijelu, pluća počinju aktivnije raditi, disanje postaje učestalije, zbog čega se uklanja višak ugljičnog dioksida. A također se zahvaljujući negativnim povratnim informacijama provodi termoregulacija, zahvaljujući kojoj tijelo izbjegava pregrijavanje ili hipotermiju.

Pozitivna ocjena

Ovaj mehanizam je upravo suprotan prethodnom. U slučaju njegovog djelovanja, promjena varijable je samo pojačana mehanizmom, koji izbacuje tijelo iz stanja ravnoteže. Ovo je prilično rijedak i manje poželjan proces. Primjer za to bi bila prisutnost električnog potencijala u živcima, što umjesto smanjenja učinka dovodi do njegovog povećanja.

Međutim, zahvaljujući ovom mehanizmu dolazi do razvoja i prijelaza u nova stanja, što znači da je i neophodan za život.

Koje parametre regulira homeostaza?

Unatoč činjenici da tijelo stalno pokušava održati vrijednosti parametara važnih za život, one nisu uvijek stabilne. Tjelesna temperatura će i dalje varirati unutar malog raspona, kao i otkucaji srca ili krvni tlak. Zadaća homeostaze je održavanje tog raspona vrijednosti, kao i pomoć funkcioniranju tijela.

Primjeri homeostaze su uklanjanje otpada iz ljudskog tijela putem bubrega, znojnih žlijezda, gastrointestinalnog trakta i ovisnost metabolizma o prehrani. Malo više detalja o podesivim parametrima bit će objašnjeno u nastavku.

Tjelesna temperatura

Najupečatljiviji i najjednostavniji primjer homeostaze je održavanje normalne tjelesne temperature. Pregrijavanje tijela može se izbjeći znojenjem. Normalna temperatura kreće se od 36 do 37 stupnjeva Celzijusa. Povećanje ovih vrijednosti može biti potaknuto upalnim procesima, hormonalnim i metaboličkim poremećajima ili bilo kojim oboljenjem.

Dio mozga koji se zove hipotalamus odgovoran je za kontrolu tjelesne temperature. Prima signale o kvaru u temperaturnom režimu, što se također može izraziti u ubrzanom disanju, povećanju količine šećera i nezdravom ubrzanju metabolizma. Sve to dovodi do letargije, smanjenja aktivnosti organa, nakon čega sustavi počinju poduzimati mjere za regulaciju temperaturnih pokazatelja. Jednostavan primjer tjelesne termoregulacijske reakcije je znojenje..

Važno je napomenuti da ovaj proces djeluje i kada tjelesna temperatura pretjerano padne. Na taj se način tijelo može zagrijati razgradnjom masti, pri čemu se oslobađa toplina.

Ravnoteža vode i soli

Voda je organizmu neophodna i to svi dobro znaju. Postoji čak i norma dnevnog unosa tekućine od 2 litre. Naime, svako tijelo treba svoju količinu vode, a kod nekih ona može premašiti prosječnu vrijednost, dok je kod drugih možda i ne dosegne. Međutim, koliko god vode osoba popila, tijelo neće nakupiti sav višak tekućine. Voda će ostati na potrebnoj razini, dok će sav višak biti eliminiran iz tijela zahvaljujući osmoregulaciji koju provode bubrezi.

Homeostaza krvi

Na isti način se regulira i količina šećera, odnosno glukoze, koji je važan element u krvi. Osoba ne može biti potpuno zdrava ako je razina šećera daleko od normalne. Ovaj pokazatelj reguliran je radom gušterače i jetre. Kada razina glukoze premaši normu, gušterača djeluje, proizvodeći inzulin i glukagon. Ako količina šećera postane premala, glikogen iz krvi se prerađuje u njega uz pomoć jetre.

Normalni tlak

Homeostaza je također odgovorna za normalan krvni tlak u tijelu. Ako se poremeti, signali o tome dolazit će od srca do mozga. Mozak reagira na problem i koristi impulse kako bi pomogao srcu smanjiti visoki krvni tlak.

Definicija homeostaze ne karakterizira samo ispravno funkcioniranje sustava jednog organizma, već se može odnositi i na cijele populacije. Ovisno o tome, postoje različite vrste homeostaze, opisano u nastavku.

Ekološka homeostaza

Ova vrsta prisutna je u zajednici s potrebnim životnim uvjetima. Nastaje djelovanjem mehanizma pozitivne povratne sprege, kada se organizmi koji počinju nastanjivati ​​ekosustav brzo množe, čime se povećava njihov broj. Ali takvo brzo naseljavanje moglo bi dovesti do još više brzo uništenje novu vrstu u slučaju epidemije ili promjene uvjeta u manje povoljne. Stoga se organizmi trebaju prilagoditi i stabilizirati, što se događa zbog negativne povratne sprege. Time se smanjuje broj stanovnika, ali oni postaju prilagodljiviji.

Biološka homeostaza

Ovaj tip je samo tipičan za pojedince, čije tijelo nastoji održati unutarnja ravnoteža, posebice regulacijom sastava i količine krvi, međustanične tvari i drugih tekućina potrebnih za normalno funkcioniranje organizma. Istodobno, homeostaza ne zahtijeva uvijek održavanje parametara konstantnim, ponekad se to postiže prilagodbom i prilagodbom tijela na promijenjene uvjete. Zbog ove razlike organizmi se dijele u dvije vrste:

• konformacijski - to su oni koji teže očuvanju vrijednosti (na primjer, toplokrvne životinje čija bi tjelesna temperatura trebala biti više ili manje konstantna);
• regulatorne, koje se prilagođavaju (hladnokrvne, imaju različite temperature ovisno o uvjetima).

U ovom slučaju, homeostaza svakog organizma usmjerena je na kompenzaciju troškova. Ako toplokrvne životinje ne promijene način života kada temperatura okoline padne, tada hladnokrvne životinje postaju letargične i pasivne kako ne bi rasipale energiju.

Osim, biološka homeostaza uključuje sljedeće podtipove:

• stanična homeostaza je usmjerena na promjenu strukture citoplazme i aktivnosti enzima, kao i regeneraciju tkiva i organa;
• homeostaza u tijelu osigurava se regulacijom temperature, koncentracije tvari potrebnih za život i uklanjanjem otpadnih tvari.

Ostale vrste

Osim upotrebe u biologiji i medicini, ovaj je pojam našao primjenu u drugim područjima.

Održavanje homeostaze

Homeostaza se održava zahvaljujući prisutnosti u tijelu takozvanih senzora koji šalju impulse u mozak s informacijama o tjelesnom tlaku i temperaturi, ravnoteži vode i soli, sastavu krvi i drugim parametrima važnim za normalan život. Čim neke vrijednosti počnu odstupati od norme, signal o tome šalje se u mozak, a tijelo počinje regulirati svoje pokazatelje.

Ovaj složeni mehanizam prilagodbe nevjerojatno važan za život. Normalno stanje čovjeka održava se pravilnim omjerom kemikalija i elemenata u tijelu. Kiseline i lužine neophodne su za stabilan rad probavnog sustava i drugih organa.

Kalcij je vrlo važan strukturni materijal bez čije odgovarajuće količine čovjek neće imati zdrave kosti i zube. Kisik je neophodan za disanje.

Toksini koji uđu u tijelo mogu poremetiti nesmetano funkcioniranje tijela. Ali kako bi se spriječila šteta po zdravlje, oni se uklanjaju zahvaljujući radu mokraćnog sustava.

Homeostaza radi bez ikakvog napora od strane osobe. Ako je tijelo zdravo, tijelo će sve procese regulirati samo. Ako je ljudima vruće, krvne žile se šire, što rezultira crvenilom kože. Ako je hladno, drhtat ćeš. Zahvaljujući takvim odgovorima tijela na podražaje, ljudsko zdravlje se održava na željenoj razini.

Kao što je poznato, živa stanica je pokretljiv, samoregulirajući sustav. Svoju unutarnju organizaciju podupiru aktivni procesi usmjereni na ograničavanje, sprječavanje ili otklanjanje pomaka izazvanih različitim utjecajima iz vanjskog i unutarnjeg okruženja. Sposobnost povratka u prvobitno stanje nakon odstupanja od određene prosječne razine uzrokovane jednim ili drugim "remetilačkim" čimbenikom glavno je svojstvo stanice. Višestanični organizam je cjelovita organizacija čiji su stanični elementi specijalizirani za obavljanje različitih funkcija. Interakcija unutar tijela provodi se složenim regulatornim, koordinacijskim i korelacijskim mehanizmima uz sudjelovanje živčanih, humoralnih, metaboličkih i drugih čimbenika. Mnogi pojedinačni mehanizmi koji reguliraju unutarstanične i međustanične odnose imaju, u nekim slučajevima, međusobno suprotne (antagonističke) učinke koji međusobno uravnotežuju. To dovodi do uspostavljanja pokretne fiziološke pozadine (fiziološke ravnoteže) u tijelu i omogućava živom sustavu da održi relativnu dinamičku postojanost, unatoč promjenama u okolini i pomacima koji nastaju tijekom života organizma.

Pojam "homeostaza" predložio je 1929. godine fiziolog W. Cannon, koji je smatrao da su fiziološki procesi koji održavaju stabilnost u tijelu toliko složeni i raznoliki da ih je uputno objediniti pod općim nazivom homeostaza. Međutim, C. Bernard je još 1878. godine napisao da svi životni procesi imaju samo jedan cilj - održavanje konstantnosti životnih uvjeta u našem unutarnjem okruženju. Slične tvrdnje nalazimo u djelima mnogih istraživača 19. i prve polovice 20. stoljeća. (E. Pfluger, S. Richet, Frederic (L.A. Fredericq), I.M. Sechenov, I.P. Pavlov, K.M. Bykov i drugi). Radovi L.S. bili su od velike važnosti za proučavanje problema homeostaze. Stern (sa suradnicima), posvećen ulozi funkcija barijere koje reguliraju sastav i svojstva mikrookruženja organa i tkiva.

Sama ideja homeostaze ne odgovara konceptu stabilne (ne-fluktuirajuće) ravnoteže u tijelu - načelo ravnoteže nije primjenjivo na složene fiziološke i biokemijske procese koji se odvijaju u živim sustavima. Također je netočno suprotstaviti homeostazu ritmičkim fluktuacijama u unutarnjem okruženju. Homeostaza u širem smislu obuhvaća pitanja cikličkog i faznog tijeka reakcija, kompenzacije, regulacije i samoregulacije fizioloških funkcija, dinamike međuovisnosti živčanih, humoralnih i drugih komponenti regulacijskog procesa. Granice homeostaze mogu biti krute i fleksibilne, mijenjajući se ovisno o dobi, spolu, društvenim, profesionalnim i drugim uvjetima pojedinca.

Od posebne je važnosti za život tijela postojanost sastava krvi – fluidne matrice tijela, kako kaže W. Cannon. Poznata je stabilnost njegove aktivne reakcije (pH), osmotski tlak, omjer elektrolita (natrij, kalcij, klor, magnezij, fosfor), sadržaj glukoze, broj oblikovanih elemenata i tako dalje. Na primjer, pH krvi u pravilu ne prelazi 7,35-7,47. Čak i teški poremećaji acidobaznog metabolizma s patologijom nakupljanja kiseline u tkivnoj tekućini, na primjer kod dijabetičke acidoze, vrlo malo utječu na aktivnu reakciju krvi. Unatoč činjenici da je osmotski tlak krvi i tkivne tekućine podložan stalnim fluktuacijama zbog stalne opskrbe osmotski aktivnim produktima intersticijskog metabolizma, on ostaje na određenoj razini i mijenja se samo u određenim teškim patološkim stanjima.

Održavanje stalnog osmotskog tlaka od iznimne je važnosti za metabolizam vode i održavanje ionske ravnoteže u tijelu (vidi Metabolizam vode i soli). Koncentracija natrijevih iona u unutarnjem okruženju je najstalnija. Sadržaj ostalih elektrolita također varira u uskim granicama. Prisutnost velikog broja osmoreceptora u tkivima i organima, uključujući središnje živčane formacije (hipotalamus, hipokampus), i koordinirani sustav regulatora metabolizma vode i sastava iona omogućuje tijelu da brzo eliminira pomake u osmotskom tlaku krvi koje nastaju, na primjer, kada se voda unese u tijelo .

Unatoč činjenici da krv predstavlja opće unutarnje okruženje tijela, stanice organa i tkiva ne dolaze u izravni kontakt s njom.

U višestaničnih organizama svaki organ ima svoj unutarnji okoliš (mikrookoliš), koji odgovara njegovim strukturnim i funkcionalnim karakteristikama, a normalno stanje organa ovisi o kemijskom sastavu, fizikalno-kemijskim, biološkim i drugim svojstvima tog mikrookruženja. Njegovu homeostazu određuje funkcionalno stanje histohematskih barijera i njihova propusnost u smjerovima krv→tkivna tekućina, tkivna tekućina→krv.

Konstantnost unutarnjeg okruženja za aktivnost središnjeg živčanog sustava od posebne je važnosti: čak i manje kemijske i fizikalno-kemijske promjene koje se događaju u cerebrospinalnoj tekućini, gliji i pericelularnim prostorima mogu izazvati oštre poremećaje u tijeku vitalnih procesa u pojedinim neuronima. ili u njihovim ansamblima. Složen homeostatski sustav koji uključuje različite neurohumoralne, biokemijske, hemodinamske i druge regulacijske mehanizme sustav je za osiguranje optimalne razine krvnog tlaka. U ovom slučaju, gornja granica razine krvnog tlaka određena je funkcionalnošću baroreceptora tjelesnog krvožilnog sustava, a donja granica određena je potrebama opskrbe organizma krvlju.

Najnapredniji homeostatski mehanizmi u tijelu viših životinja i ljudi uključuju procese termoregulacije; Kod homeotermnih životinja fluktuacije temperature u unutarnjim dijelovima tijela ne prelaze desetinke stupnja tijekom najdramatičnijih promjena temperature u okolišu.

Različiti istraživači na različite načine objašnjavaju opće biološke mehanizme koji leže u osnovi homeostaze. Tako je W. Cannon pridavao posebnu važnost višem živčanom sustavu, L. A. Orbeli je adaptivno-trofičku funkciju simpatičkog živčanog sustava smatrao jednim od vodećih čimbenika homeostaze. Organizirajuća uloga živčanog aparata (princip nervizma) leži u osnovi široko poznatih ideja o suštini principa homeostaze (I. M. Sechenov, I. P. Pavlov, A. D. Speranski i drugi). Međutim, ni načelo dominacije (A. A. Ukhtomsky), ni teorija barijernih funkcija (L. S. Stern), ni opći adaptacijski sindrom (G. Selye), ni teorija funkcionalnih sustava (P. K. Anokhin), ni hipotalamička regulacija homeostaze (N.I. Grashchenkov) i mnoge druge teorije ne rješavaju u potpunosti problem homeostaze.

U nekim slučajevima, ideja homeostaze nije sasvim legitimno korištena za objašnjenje izoliranih fizioloških stanja, procesa, pa čak i društvenih pojava. Tako su se u literaturi pojavili pojmovi “imunološka”, “elektrolitska”, “sistemska”, “molekularna”, “fizikalno-kemijska”, “genetska homeostaza” i sl. Pokušavalo se svesti problem homeostaze na princip samoregulacije. Primjer rješavanja problema homeostaze iz perspektive kibernetike je Ashbyjev pokušaj (W. R. Ashby, 1948.) da konstruira samoregulirajući uređaj koji simulira sposobnost živih organizama da održavaju razinu određenih količina unutar fiziološki prihvatljivih granica. Neki autori razmatraju unutarnje okruženje tijela u obliku složenog lančanog sustava s mnogo „aktivnih ulaza” (unutarnji organi) i pojedinačnih fizioloških pokazatelja (protok krvi, krvni tlak, izmjena plinova itd.), vrijednost svakog od koji je određen aktivnošću "inputa".

U praksi se istraživači i kliničari susreću s pitanjima procjene adaptivnih (adaptivnih) ili kompenzacijskih sposobnosti organizma, njihove regulacije, jačanja i mobilizacije te predviđanja odgovora organizma na uznemirujuće utjecaje. Neka stanja vegetativne nestabilnosti, uzrokovana nedostatkom, viškom ili nedostatkom regulacijskih mehanizama, smatraju se "bolestima homeostaze". Uz određenu konvenciju, to mogu uključivati ​​funkcionalne poremećaje normalnog funkcioniranja tijela povezane s njegovim starenjem, prisilno restrukturiranje bioloških ritmova, neke pojave vegetativne distonije, hiper- i hipokompenzacijske reaktivnosti pod stresnim i ekstremnim utjecajima i tako dalje.

Za procjenu stanja homeostatskih mehanizama u fiziol. U eksperimentu i praksi koriste se različiti dozirani funkcionalni testovi (hladnoća, toplina, adrenalin, inzulin, mezaton i dr.) s određivanjem omjera biološki aktivnih tvari (hormona, medijatora, metabolita) u krvi i urinu. i tako dalje.

Biofizički mehanizmi homeostaze

Biofizički mehanizmi homeostaze. Sa stajališta kemijske biofizike, homeostaza je stanje u kojem su svi procesi odgovorni za energetske transformacije u tijelu u dinamičkoj ravnoteži. Ovo stanje je najstabilnije i odgovara fiziološkom optimumu. U skladu s pojmovima termodinamike, organizam i stanica mogu postojati i prilagođavati se uvjetima okoline pri kojima se u biološkom sustavu može uspostaviti stacionarni tijek fizikalno-kemijskih procesa, odnosno homeostaza. Glavnu ulogu u uspostavljanju homeostaze imaju prvenstveno stanični membranski sustavi koji su odgovorni za bioenergetske procese i reguliraju brzinu ulaska i oslobađanja tvari iz stanice.

S ove točke gledišta, glavni uzroci poremećaja su neenzimske reakcije koje se javljaju u membranama, neuobičajene za normalan život; u većini slučajeva, to su oksidacijske lančane reakcije koje uključuju slobodne radikale koji se javljaju u staničnim fosfolipidima. Ove reakcije dovode do oštećenja strukturnih elemenata stanica i poremećaja regulatorne funkcije. Čimbenici koji uzrokuju poremećaj homeostaze su i uzročnici stvaranja radikala - ionizirajuće zračenje, infektivni toksini, određena hrana, nikotin, kao i nedostatak vitamina i dr.

Jedan od glavnih čimbenika koji stabiliziraju homeostatsko stanje i funkcije membrana su bioantioksidansi koji inhibiraju razvoj reakcija oksidativnih radikala.

Dobne značajke homeostaze u djece

Dobne značajke homeostaze u djece. Konstantnost unutarnjeg okruženja tijela i relativna stabilnost fizičkih i kemijskih pokazatelja u djetinjstvu osiguravaju se izrazitom prevlašću anaboličkih metaboličkih procesa nad kataboličkim. To je neophodan uvjet za rast i razlikuje djetetovo tijelo od tijela odraslih, u kojima je intenzitet metaboličkih procesa u stanju dinamičke ravnoteže. U tom smislu, neuroendokrina regulacija homeostaze djetetovog tijela je intenzivnija nego kod odraslih. Svako dobno razdoblje karakteriziraju specifičnosti mehanizama homeostaze i njihove regulacije. Stoga je kod djece puno češće od odraslih ozbiljnih poremećaja homeostaze, često opasnih po život. Ovi poremećaji najčešće su povezani s nezrelošću homeostatskih funkcija bubrega, s poremećajima gastrointestinalnog trakta ili respiratorne funkcije pluća.

Rast djeteta, izražen u povećanju mase njegovih stanica, popraćen je jasnim promjenama u raspodjeli tekućine u tijelu (vidi Metabolizam vode i soli). Apsolutni porast volumena izvanstanične tekućine zaostaje za stopom ukupnog porasta tjelesne težine, pa relativni volumen unutarnjeg okoliša, izražen u postocima tjelesne težine, opada s godinama. Ova ovisnost posebno je izražena u prvoj godini nakon rođenja. U starije djece smanjuje se brzina promjene relativnog volumena izvanstanične tekućine. Sustav za regulaciju postojanosti volumena tekućine (regulacija volumena) omogućuje kompenzaciju odstupanja u bilanci vode u prilično uskim granicama. Visok stupanj hidracije tkiva u novorođenčadi i male djece uvjetuje da su djetetove potrebe za vodom (po jedinici tjelesne težine) znatno veće nego kod odraslih. Gubitak vode ili njezino ograničenje brzo dovodi do razvoja dehidracije zbog izvanstaničnog sektora, odnosno unutarnjeg okoliša. Istodobno, bubrezi - glavni izvršni organi u sustavu regulacije volumena - ne osiguravaju uštedu vode. Ograničavajući faktor regulacije je nezrelost bubrežnog tubularnog sustava. Kritično obilježje neuroendokrine kontrole homeostaze u novorođenčadi i male djece je relativno visoka sekrecija i bubrežno izlučivanje aldosterona, koji ima izravan utjecaj na status hidracije tkiva i funkciju bubrežnih tubula.

Regulacija osmotskog tlaka krvne plazme i izvanstanične tekućine u djece također je ograničena. Osmolarnost unutarnjeg okoliša fluktuira u širem rasponu (±50 mOsm/L) nego kod odraslih (±6 mOsm/L). To je zbog veće tjelesne površine na 1 kg težine, a time i značajnijih gubitaka vode disanjem, kao i nezrelosti bubrežnih mehanizama koncentracije urina u djece. Poremećaji homeostaze, koji se očituju hiperosmozom, osobito su česti u djece u neonatalnom razdoblju i prvim mjesecima života; u starijoj dobi počinje prevladavati hipoosmoza, povezana uglavnom s gastrointestinalnim bolestima ili noćnim bolestima. Manje je proučavana ionska regulacija homeostaze, koja je usko povezana s aktivnošću bubrega i prirodom prehrane.

Ranije se vjerovalo da je glavni čimbenik koji određuje osmotski tlak izvanstanične tekućine koncentracija natrija, no novija su istraživanja pokazala da ne postoji bliska korelacija između sadržaja natrija u krvnoj plazmi i vrijednosti ukupnog osmotskog tlaka. u patologiji. Iznimka je plazmatska hipertenzija. Stoga provođenje homeostatske terapije primjenom otopina glukoze i soli zahtijeva praćenje ne samo sadržaja natrija u serumu ili krvnoj plazmi, već i promjene ukupne osmolarnosti izvanstanične tekućine. Koncentracija šećera i uree ima veliku važnost u održavanju općeg osmotskog tlaka u unutarnjem okolišu. Sadržaj ovih osmotski aktivnih tvari i njihov učinak na metabolizam vode i soli može se naglo povećati u mnogim patološkim stanjima. Stoga je u slučaju bilo kakvih poremećaja homeostaze potrebno odrediti koncentraciju šećera i uree. Zbog navedenog, kod male djece, ako je poremećen vodno-solni i proteinski režim, može se razviti stanje latentne hiper- ili hipoosmoze, hiperazotemija (E. Kerpel-Froniusz, 1964.).

Važan pokazatelj koji karakterizira homeostazu u djece je koncentracija vodikovih iona u krvi i izvanstaničnoj tekućini. U antenatalnom i ranom postnatalnom razdoblju regulacija acidobazne ravnoteže usko je povezana sa stupnjem zasićenosti krvi kisikom, što se objašnjava relativnom prevlašću anaerobne glikolize u bioenergetskim procesima. Štoviše, čak i umjerena hipoksija u fetusu popraćena je nakupljanjem mliječne kiseline u njegovim tkivima. Osim toga, nezrelost acidogenetske funkcije bubrega stvara preduvjete za razvoj "fiziološke" acidoze. Zbog osobitosti homeostaze, novorođenčad često doživljava poremećaje koji graniče između fizioloških i patoloških.

Restrukturiranje neuroendokrinog sustava tijekom puberteta također je povezano s promjenama u homeostazi. No, funkcije izvršnih organa (bubrezi, pluća) u ovoj dobi postižu maksimalan stupanj zrelosti, pa su teški sindromi ili bolesti homeostaze rijetki, a češće je riječ o kompenziranim promjenama u metabolizmu, koje se mogu otkriti samo uz biokemijski test krvi. U klinici je za karakterizaciju homeostaze u djece potrebno ispitati sljedeće pokazatelje: hematokrit, ukupni osmotski tlak, sadržaj natrija, kalija, šećera, bikarbonata i uree u krvi, kao i pH krvi, pO 2 i pCO 2.

Značajke homeostaze u starijoj i senilnoj dobi

Značajke homeostaze u starijoj i senilnoj dobi. Ista razina homeostatskih vrijednosti u različitim dobnim razdobljima održava se zbog različitih pomaka u sustavima njihove regulacije. Na primjer, postojanost razine krvnog tlaka u mladih ljudi održava se zbog većeg minutnog volumena i niskog ukupnog perifernog vaskularnog otpora, au starijih i senilnih - zbog većeg ukupnog perifernog otpora i smanjenja minutnog volumena. Tijekom starenja organizma održava se konstantnost najvažnijih fizioloških funkcija u uvjetima sve manje pouzdanosti i smanjenja mogućeg raspona fizioloških promjena u homeostazi. Očuvanje relativne homeostaze tijekom značajnih strukturnih, metaboličkih i funkcionalnih promjena postiže se činjenicom da se ne događa samo izumiranje, poremećaj i degradacija istovremeno, već i razvoj specifičnih adaptivnih mehanizama. Zbog toga se održava konstantna razina šećera u krvi, pH krvi, osmotski tlak, potencijal stanične membrane i tako dalje.

Od značajne važnosti u održavanju homeostaze tijekom procesa starenja su promjene u mehanizmima neurohumoralne regulacije, povećanje osjetljivosti tkiva na djelovanje hormona i medijatora na pozadini slabljenja živčanih utjecaja.

Starenjem tijela bitno se mijenjaju rad srca, plućna ventilacija, izmjena plinova, rad bubrega, lučenje probavnih žlijezda, rad endokrinih žlijezda, metabolizam i drugo. Te se promjene mogu okarakterizirati kao homeoreza – prirodna putanja (dinamika) promjena u metaboličkoj stopi i fiziološkim funkcijama s godinama tijekom vremena. Značaj tijeka promjena povezanih s dobi vrlo je važan za karakterizaciju procesa starenja osobe i određivanje njegove biološke dobi.

U starosti i starijoj životnoj dobi opći potencijal adaptivnih mehanizama opada. Stoga se u starijoj dobi, pod povećanim opterećenjima, stresom i drugim situacijama, povećava vjerojatnost zatajenja adaptacijskih mehanizama i poremećaja homeostaze. Ovo smanjenje pouzdanosti mehanizama homeostaze jedan je od najvažnijih preduvjeta za razvoj patoloških poremećaja u starijoj dobi.

Jeste li kategorički nezadovoljni mogućnošću da zauvijek nestanete s ovog svijeta? Želiš li živjeti još jedan život? Početi ispočetka? Ispraviti greške ovog života? Implementirati neostvareni snovi? Slijedite ovaj link: