คำจำกัดความโดยย่อของสภาวะสมดุล กลไกของสภาวะสมดุล สภาวะสมดุลจากมุมมองทางชีวภาพและระบบนิเวศ

ในบรรดาคุณสมบัติที่มีอยู่ในสิ่งมีชีวิตมีการกล่าวถึงสภาวะสมดุล แนวคิดนี้หมายถึงลักษณะความคงตัวสัมพัทธ์ของสิ่งมีชีวิต ควรทำความเข้าใจในรายละเอียดว่าเหตุใดจึงจำเป็นต้องมีสภาวะสมดุล มันคืออะไร และมันแสดงออกมาอย่างไร

สาระสำคัญของแนวคิด

สภาวะสมดุลเป็นคุณสมบัติของสิ่งมีชีวิตที่ช่วยให้สามารถรักษาลักษณะสำคัญภายในขอบเขตที่ยอมรับได้ สำหรับการทำงานปกติ จำเป็นต้องมีความสม่ำเสมอของสภาพแวดล้อมภายในและตัวบ่งชี้แต่ละตัว

อิทธิพลภายนอกและปัจจัยที่ไม่เอื้ออำนวยทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงซึ่งส่งผลเสีย สภาพทั่วไป. แต่ร่างกายสามารถฟื้นตัวได้เองโดยคืนลักษณะของมันให้อยู่ในระดับที่เหมาะสมที่สุด สิ่งนี้เกิดขึ้นเนื่องจากทรัพย์สินที่เป็นปัญหา

เมื่อพิจารณาแนวคิดของสภาวะสมดุลและค้นหาว่ามันคืออะไร มีความจำเป็นต้องพิจารณาว่าคุณสมบัตินี้เกิดขึ้นได้อย่างไร วิธีที่ง่ายที่สุดในการทำความเข้าใจคือการใช้เซลล์เป็นตัวอย่าง แต่ละระบบมีระบบที่โดดเด่นด้วยความคล่องตัว ภายใต้อิทธิพลของสถานการณ์บางอย่าง คุณลักษณะของมันอาจมีการเปลี่ยนแปลง

สำหรับการทำงานปกติ เซลล์จะต้องมีคุณสมบัติที่เหมาะสมที่สุดสำหรับการดำรงอยู่ของมัน หากตัวบ่งชี้เบี่ยงเบนไปจากบรรทัดฐาน ความมีชีวิตชีวาจะลดลง เพื่อป้องกันการเสียชีวิต ทรัพย์สินทั้งหมดจะต้องกลับคืนสู่สภาพเดิม

นี่คือสิ่งที่เกี่ยวกับสภาวะสมดุล มันทำให้การเปลี่ยนแปลงใด ๆ ที่เกิดขึ้นเป็นผลจากผลกระทบต่อเซลล์เป็นกลาง

คำนิยาม

ให้เรานิยามว่าคุณสมบัติของสิ่งมีชีวิตนี้คืออะไร เริ่มแรกคำนี้ใช้เพื่ออธิบายความสามารถในการรักษาสภาพแวดล้อมภายในให้คงที่ นักวิทยาศาสตร์สันนิษฐานว่ากระบวนการนี้ส่งผลต่อของเหลวระหว่างเซลล์ เลือด และน้ำเหลืองเท่านั้น

มันเป็นความคงตัวที่ทำให้ร่างกายสามารถรักษาสภาวะที่มั่นคงได้ แต่ต่อมาพบว่าความสามารถดังกล่าวมีอยู่ในระบบเปิดใด ๆ

คำจำกัดความของสภาวะสมดุลมีการเปลี่ยนแปลง ตอนนี้เรียกว่าการควบคุมตนเอง ระบบเปิดซึ่งประกอบด้วยการรักษาสมดุลแบบไดนามิกผ่านการดำเนินการปฏิกิริยาที่ประสานกัน ด้วยเหตุนี้ระบบจึงรักษาพารามิเตอร์ที่ค่อนข้างคงที่ซึ่งจำเป็นสำหรับชีวิตปกติ

คำนี้เริ่มใช้ไม่เพียงแต่ในชีววิทยาเท่านั้น พบการประยุกต์ใช้ในสังคมวิทยา จิตวิทยา การแพทย์ และวิทยาศาสตร์อื่นๆ แต่ละคนมีการตีความแนวคิดนี้ของตัวเอง แต่มีสาระสำคัญร่วมกันคือความมั่นคง

ลักษณะเฉพาะ

เพื่อให้เข้าใจถึงสิ่งที่เรียกว่าสภาวะสมดุลอย่างแท้จริง คุณต้องค้นหาว่ากระบวนการนี้มีลักษณะเฉพาะอย่างไร

ปรากฏการณ์นี้มีคุณสมบัติเช่น:

1. มุ่งมั่นเพื่อความสมดุล พารามิเตอร์ทั้งหมดของระบบเปิดจะต้องสอดคล้องกัน
2. การระบุโอกาสในการปรับตัว ก่อนที่จะเปลี่ยนพารามิเตอร์ ระบบจะต้องพิจารณาว่าสามารถปรับให้เข้ากับสภาพความเป็นอยู่ที่เปลี่ยนแปลงได้หรือไม่ สิ่งนี้เกิดขึ้นผ่านการวิเคราะห์
3. ความไม่แน่นอนของผลลัพธ์ การควบคุมตัวชี้วัดไม่ได้นำไปสู่การเปลี่ยนแปลงเชิงบวกเสมอไป

ปรากฏการณ์ที่อยู่ระหว่างการพิจารณานั้นเป็นกระบวนการที่ซับซ้อน ซึ่งการดำเนินการขึ้นอยู่กับสถานการณ์ต่างๆ การเกิดขึ้นนั้นพิจารณาจากคุณสมบัติของระบบเปิดและลักษณะเฉพาะของสภาพการทำงานของระบบ

การประยุกต์ทางชีววิทยา

คำนี้ใช้ไม่เพียงแต่เกี่ยวกับสิ่งมีชีวิตเท่านั้น มันถูกใช้ในด้านต่างๆ เพื่อให้เข้าใจได้ดีขึ้นว่าสภาวะสมดุลคืออะไร คุณต้องค้นหาความหมายของนักชีววิทยา เนื่องจากนี่คือบริเวณที่มีการใช้บ่อยที่สุด

วิทยาศาสตร์นี้ให้คุณสมบัตินี้กับสิ่งมีชีวิตทุกชนิดโดยไม่มีข้อยกเว้น โดยไม่คำนึงถึงโครงสร้างของพวกมัน มีลักษณะเป็นเซลล์เดียวและหลายเซลล์ ในสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวมันปรากฏตัวในการรักษาสภาพแวดล้อมภายในให้คงที่

ในสิ่งมีชีวิตที่มีโครงสร้างที่ซับซ้อนมากขึ้น คุณลักษณะนี้จะเกี่ยวข้องกับเซลล์ เนื้อเยื่อ อวัยวะ และระบบต่างๆ พารามิเตอร์ที่ต้องคงที่ ได้แก่ อุณหภูมิร่างกาย องค์ประกอบของเลือด และปริมาณเอนไซม์

ในทางชีววิทยา สภาวะสมดุลไม่ได้เป็นเพียงการรักษาความคงตัวเท่านั้น แต่ยังรวมถึงความสามารถของร่างกายในการปรับตัวให้เข้ากับสภาพแวดล้อมที่เปลี่ยนแปลงไปอีกด้วย

นักชีววิทยาจำแนกสิ่งมีชีวิตได้ 2 ประเภท:

1. โครงสร้างซึ่งรักษาลักษณะสิ่งมีชีวิตไว้โดยไม่คำนึงถึงเงื่อนไข ซึ่งรวมถึงสัตว์เลือดอุ่นด้วย
2. กฎระเบียบ ตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงของสภาพแวดล้อมภายนอกและการปรับตัวให้เข้ากับสิ่งเหล่านั้น เหล่านี้รวมถึงสัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำ

หากมีการละเมิดในพื้นที่นี้ จะไม่มีการฟื้นตัวหรือการปรับตัว ร่างกายจะอ่อนแอและอาจถึงแก่ชีวิตได้

มันเกิดขึ้นได้อย่างไรในมนุษย์?

ร่างกายมนุษย์ประกอบด้วยเซลล์จำนวนมากที่เชื่อมต่อกันและก่อตัวเป็นเนื้อเยื่อ อวัยวะ และระบบอวัยวะ เนื่องจากอิทธิพลภายนอก การเปลี่ยนแปลงสามารถเกิดขึ้นได้ในแต่ละระบบและอวัยวะซึ่งนำมาซึ่งการเปลี่ยนแปลงในร่างกายทั้งหมด

แต่สำหรับการทำงานปกติ ร่างกายจะต้องรักษาคุณสมบัติที่เหมาะสมไว้ ดังนั้นหลังจากได้รับผลกระทบใดๆ จะต้องกลับคืนสู่สภาพเดิม สิ่งนี้เกิดขึ้นเนื่องจากสภาวะสมดุล

คุณสมบัตินี้ส่งผลต่อพารามิเตอร์เช่น:

• อุณหภูมิ,
• ปริมาณสารอาหาร
• ความเป็นกรด,
• องค์ประกอบของเลือด
• การกำจัดของเสีย

พารามิเตอร์ทั้งหมดเหล่านี้ส่งผลต่อสภาพของบุคคลโดยรวม ปฏิกิริยาเคมีตามปกติที่มีส่วนช่วยในการรักษาชีวิตขึ้นอยู่กับปฏิกิริยาเหล่านี้ สภาวะสมดุลทำให้คุณสามารถคืนค่าตัวบ่งชี้ก่อนหน้าได้หลังจากผลกระทบใดๆ แต่ไม่ใช่สาเหตุของปฏิกิริยาการปรับตัว คุณสมบัตินี้เป็นลักษณะทั่วไปของกระบวนการจำนวนมากที่ทำงานพร้อมกัน

เพื่อเลือด

สภาวะสมดุลของเลือดเป็นลักษณะสำคัญประการหนึ่งที่ส่งผลต่อความมีชีวิตของสิ่งมีชีวิต เลือดเป็นของเหลว เนื่องจากพบได้ในทุกเนื้อเยื่อและทุกอวัยวะ

ด้วยเหตุนี้แต่ละส่วนของร่างกายจึงได้รับออกซิเจนและกำจัดสารที่เป็นอันตรายและผลิตภัณฑ์จากการเผาผลาญออกไป

หากมีการรบกวนในเลือดประสิทธิภาพของกระบวนการเหล่านี้จะแย่ลงซึ่งส่งผลต่อการทำงานของอวัยวะและระบบต่างๆ ฟังก์ชันอื่นๆ ทั้งหมดขึ้นอยู่กับความสม่ำเสมอขององค์ประกอบ

สารนี้จะต้องรักษาพารามิเตอร์ต่อไปนี้ค่อนข้างคงที่:

• ระดับความเป็นกรด
• แรงดันออสโมซิส;
• อัตราส่วนอิเล็กโทรไลต์ในพลาสมา
• ปริมาณกลูโคส
• องค์ประกอบของเซลล์

เนื่องจากความสามารถในการรักษาตัวบ่งชี้เหล่านี้ให้อยู่ในขอบเขตปกติจึงไม่เปลี่ยนแปลงแม้ภายใต้อิทธิพลของกระบวนการทางพยาธิวิทยา ความผันผวนเล็กน้อยมีอยู่ในตัวและสิ่งนี้ไม่เป็นอันตราย แต่แทบจะไม่เกินค่าปกติเลย

นี่มันน่าสนใจ!หากมีการรบกวนเกิดขึ้นในบริเวณนี้ พารามิเตอร์ของเลือดจะไม่กลับสู่ตำแหน่งเดิม สิ่งนี้บ่งชี้ว่ามีปัญหาร้ายแรง ร่างกายไม่สามารถรักษาสมดุลได้ ส่งผลให้มีความเสี่ยงต่อโรคแทรกซ้อน

ใช้ในทางการแพทย์

แนวคิดนี้ใช้กันอย่างแพร่หลายในทางการแพทย์ ในบริเวณนี้ สาระสำคัญของมันเกือบจะคล้ายกับความหมายทางชีววิทยาของมัน คำศัพท์ทางวิทยาศาสตร์การแพทย์นี้ครอบคลุมถึงกระบวนการชดเชยและความสามารถของร่างกายในการควบคุมตนเอง

แนวคิดนี้รวมถึงความสัมพันธ์และการโต้ตอบขององค์ประกอบทั้งหมดที่เกี่ยวข้องกับการดำเนินการตามฟังก์ชันด้านกฎระเบียบ ครอบคลุมกระบวนการเผาผลาญ การหายใจ และการไหลเวียนโลหิต

ความแตกต่างระหว่างคำศัพท์ทางการแพทย์ก็คือ วิทยาศาสตร์ถือว่าสภาวะสมดุลเป็นปัจจัยเสริมในการรักษา ในโรคต่างๆ การทำงานของร่างกายจะหยุดชะงักเนื่องจากความเสียหายต่ออวัยวะ สิ่งนี้ส่งผลต่อร่างกายทั้งหมด คุณสามารถฟื้นฟูกิจกรรมของอวัยวะที่มีปัญหาได้ด้วยความช่วยเหลือของการบำบัด ความสามารถดังกล่าวมีส่วนช่วยเพิ่มประสิทธิภาพ ด้วยขั้นตอนดังกล่าวร่างกายจึงควบคุมความพยายามในการกำจัดปรากฏการณ์ทางพยาธิวิทยาโดยพยายามคืนค่าพารามิเตอร์ปกติ

ในกรณีที่ไม่มีโอกาสจะมีการเปิดใช้งานกลไกการปรับตัวซึ่งแสดงออกมาในการลดภาระของอวัยวะที่เสียหาย สิ่งนี้จะช่วยลดความเสียหายและป้องกันการลุกลามของโรค เราสามารถพูดได้ว่าแนวคิดเรื่องสภาวะสมดุลในทางการแพทย์นั้นได้รับการพิจารณาจากมุมมองเชิงปฏิบัติ

วิกิพีเดีย

ความหมายของคำหรือลักษณะเฉพาะของปรากฏการณ์ใดๆ มักเรียนรู้จากวิกิพีเดีย เธอตรวจสอบแนวคิดนี้ในรายละเอียดบางอย่าง แต่ในแง่ที่ง่ายที่สุด เธอเรียกมันว่าความปรารถนาของร่างกายในการปรับตัว การพัฒนา และการอยู่รอด

วิธีการนี้อธิบายได้จากข้อเท็จจริงที่ว่าในกรณีที่ไม่มี ของทรัพย์สินนี้สิ่งมีชีวิตจะปรับตัวเข้ากับสภาพแวดล้อมที่เปลี่ยนแปลงและพัฒนาไปในทิศทางที่ถูกต้องได้ยาก

และหากเกิดการรบกวนในการทำงานสิ่งมีชีวิตก็จะตายเนื่องจากจะไม่สามารถกลับสู่สภาวะปกติได้

สำคัญ!เพื่อให้กระบวนการดำเนินไปนั้นจำเป็นที่อวัยวะและระบบทั้งหมดจะต้องทำงานร่วมกันอย่างกลมกลืน เพื่อให้แน่ใจว่าพารามิเตอร์ที่สำคัญทั้งหมดจะยังคงอยู่ในขีดจำกัดปกติ หากไม่สามารถควบคุมตัวบ่งชี้เฉพาะได้ แสดงว่ามีปัญหาในการดำเนินการตามกระบวนการนี้

ตัวอย่าง

ตัวอย่างของปรากฏการณ์นี้จะช่วยให้คุณเข้าใจว่าสภาวะสมดุลในร่างกายคืออะไร หนึ่งในนั้นคือการรักษาอุณหภูมิของร่างกายให้คงที่ การเปลี่ยนแปลงบางอย่างมีอยู่ในตัว แต่ก็เป็นเรื่องเล็กน้อย อุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นอย่างรุนแรงนั้นสังเกตได้เฉพาะเมื่อมีโรคเท่านั้น อีกตัวอย่างหนึ่งคือการอ่านค่าความดันโลหิต ตัวบ่งชี้เพิ่มขึ้นหรือลดลงอย่างมีนัยสำคัญเกิดขึ้นเนื่องจากปัญหาสุขภาพ ในขณะเดียวกันร่างกายก็พยายามที่จะกลับคืนสู่ลักษณะปกติ

วิดีโอที่เป็นประโยชน์

มาสรุปกัน

คุณสมบัติที่กำลังศึกษาเป็นหนึ่งในคุณสมบัติสำคัญสำหรับการทำงานปกติและการดูแลรักษาชีวิตคือความสามารถในการคืนค่าตัวบ่งชี้ที่เหมาะสมที่สุดของพารามิเตอร์ที่สำคัญ การเปลี่ยนแปลงอาจเกิดขึ้นได้ภายใต้อิทธิพลของอิทธิพลภายนอกหรือพยาธิสภาพ ด้วยความสามารถนี้สิ่งมีชีวิตจึงสามารถต้านทานปัจจัยภายนอกได้

ติดต่อกับ

สภาวะสมดุล(กรีกโบราณ ὁμοιοστάσις จาก ὅμοιος - เหมือนกัน คล้ายกัน และ στάσις - ยืน ไม่สามารถเคลื่อนไหวได้) - การควบคุมตนเอง ความสามารถของระบบเปิดในการรักษาความมั่นคงของสถานะภายในผ่านปฏิกิริยาประสานงานที่มุ่งรักษาสมดุลแบบไดนามิก ความปรารถนาของระบบที่จะทำซ้ำตัวเอง คืนสมดุลที่สูญเสียไป และเอาชนะการต่อต้านของสภาพแวดล้อมภายนอก สภาวะสมดุลของประชากรคือความสามารถของประชากรในการรักษาจำนวนบุคคลจำนวนหนึ่งไว้เป็นเวลานาน

ข้อมูลทั่วไป

คุณสมบัติของสภาวะสมดุล

• ความไม่แน่นอน
• มุ่งมั่นเพื่อความสมดุล
• ความคาดเดาไม่ได้

• การควบคุมระดับการเผาผลาญพื้นฐานขึ้นอยู่กับอาหาร

บทความหลัก: ข้อเสนอแนะ

สภาวะสมดุลทางนิเวศวิทยา

สภาวะสมดุลทางชีวภาพ

สภาวะสมดุลของเซลล์

การควบคุมกิจกรรมทางเคมีของเซลล์ทำได้โดยผ่านกระบวนการต่างๆ ซึ่งการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างของไซโตพลาสซึมเองตลอดจนโครงสร้างและกิจกรรมของเอนไซม์มีความสำคัญเป็นพิเศษ การควบคุมอัตโนมัติขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ ระดับความเป็นกรด ความเข้มข้นของสารตั้งต้น และการมีอยู่ขององค์ประกอบมาโครและองค์ประกอบขนาดเล็กบางอย่าง กลไกระดับเซลล์ของสภาวะสมดุลมีจุดมุ่งหมายเพื่อฟื้นฟูเซลล์เนื้อเยื่อหรืออวัยวะที่ตายแล้วตามธรรมชาติในกรณีที่เกิดการละเมิดความสมบูรณ์

การฟื้นฟู-กระบวนการอัพเดต องค์ประกอบโครงสร้างสิ่งมีชีวิตและการฟื้นฟูปริมาณหลังความเสียหายโดยมีวัตถุประสงค์เพื่อให้แน่ใจว่ากิจกรรมการทำงานที่จำเป็น

ขึ้นอยู่กับปฏิกิริยาการเกิดใหม่ เนื้อเยื่อและอวัยวะของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมสามารถแบ่งออกเป็น 3 กลุ่ม:

1) เนื้อเยื่อและอวัยวะที่มีลักษณะการสร้างเซลล์ใหม่ (กระดูก, หลวม เนื้อเยื่อเกี่ยวพัน, ระบบเม็ดเลือด, เอ็นโดทีเลียม, เมโซทีเลียม, เยื่อเมือกของระบบทางเดินอาหาร, ทางเดินหายใจ และระบบสืบพันธุ์)

2) เนื้อเยื่อและอวัยวะที่มีลักษณะของการฟื้นฟูเซลล์และภายในเซลล์ (ตับ, ไต, ปอด, กล้ามเนื้อเรียบและโครงกระดูก, ระบบประสาทอัตโนมัติ, ตับอ่อน, ระบบต่อมไร้ท่อ)

3) เนื้อเยื่อที่มีลักษณะเด่นหรือเฉพาะโดยการสร้างใหม่ภายในเซลล์ (กล้ามเนื้อหัวใจและปมประสาทของส่วนกลาง ระบบประสาท)

ในกระบวนการวิวัฒนาการ การฟื้นฟู 2 ประเภทเกิดขึ้น: ทางสรีรวิทยาและการซ่อมแซม

พื้นที่อื่นๆ

นักคณิตศาสตร์ประกันภัยสามารถพูดคุยเกี่ยวกับ เสี่ยงต่อสภาวะสมดุลซึ่งตัวอย่างเช่น คนที่มีระบบเบรกป้องกันล้อล็อกในรถก็ไม่ได้ปลอดภัยกว่าคนที่ไม่มี เพราะคนเหล่านี้ชดเชยรถที่ปลอดภัยกว่าด้วยการขับขี่ที่เสี่ยงกว่าโดยไม่รู้ตัว สิ่งนี้เกิดขึ้นเพราะกลไกการระงับบางอย่าง เช่น ความกลัว หยุดทำงาน

สภาวะสมดุลของความเครียด

ตัวอย่าง

• การควบคุมอุณหภูมิ
  • อาการสั่นของกล้ามเนื้อโครงร่างอาจเริ่มขึ้นหากอุณหภูมิร่างกายต่ำเกินไป
• กฎระเบียบทางเคมี

แหล่งที่มา

1. โอ.-ยา.แอล. เบคิช.ชีววิทยาการแพทย์ - มินสค์: อุราไจ, 2000. - 520 น. - ไอ 985-04-0336-5.

หัวข้อที่ 13 สภาวะสมดุลกลไกการควบคุม

ร่างกายเป็นระบบการควบคุมตนเองแบบเปิด

สิ่งมีชีวิตเป็นระบบเปิดที่มีการเชื่อมต่อกับสิ่งแวดล้อมผ่านทางระบบประสาท ระบบย่อยอาหาร ระบบทางเดินหายใจ ระบบขับถ่าย เป็นต้น

ในกระบวนการเผาผลาญด้วยการแลกเปลี่ยนอาหาร น้ำ และก๊าซ สารประกอบเคมีต่างๆ เข้าสู่ร่างกาย ซึ่งเกิดการเปลี่ยนแปลงในร่างกาย เข้าสู่โครงสร้างของร่างกาย แต่ไม่คงอยู่ถาวร สารที่หลอมรวมจะสลายตัว ปล่อยพลังงาน และผลิตภัณฑ์จากการสลายตัวจะถูกกำจัดออกสู่สิ่งแวดล้อมภายนอก โมเลกุลที่ถูกทำลายจะถูกแทนที่ด้วยโมเลกุลใหม่ เป็นต้น

ร่างกายเป็นระบบเปิดและไดนามิก ในสภาพแวดล้อมที่เปลี่ยนแปลงตลอดเวลา ร่างกายจะคงสภาวะคงที่ไว้ในช่วงระยะเวลาหนึ่ง

แนวคิดของสภาวะสมดุล รูปแบบทั่วไปสภาวะสมดุลของระบบสิ่งมีชีวิต

สภาวะสมดุล – คุณสมบัติของสิ่งมีชีวิตในการรักษาความคงตัวเชิงไดนามิกของสภาพแวดล้อมภายใน สภาวะสมดุลจะแสดงออกด้วยความคงตัวสัมพัทธ์ องค์ประกอบทางเคมี, แรงดันออสโมติก , ความเสถียรของการทำงานทางสรีรวิทยาขั้นพื้นฐาน สภาวะสมดุลมีความเฉพาะเจาะจงและถูกกำหนดโดยจีโนไทป์

การรักษาความสมบูรณ์ของคุณสมบัติส่วนบุคคลของสิ่งมีชีวิตเป็นหนึ่งในกฎทางชีววิทยาทั่วไปที่สุด กฎนี้ได้รับการรับรองในลำดับรุ่นแนวตั้งโดยกลไกการสืบพันธุ์ และตลอดชีวิตของแต่ละบุคคลโดยกลไกสภาวะสมดุล

ปรากฏการณ์ของสภาวะสมดุลเป็นการพัฒนาเชิงวิวัฒนาการ คุณสมบัติการปรับตัวของร่างกายให้เข้ากับสภาพแวดล้อมปกติโดยกรรมพันธุ์ อย่างไรก็ตาม สภาวะเหล่านี้อาจอยู่นอกช่วงปกติในช่วงเวลาสั้นๆ หรือระยะยาว ในกรณีเช่นนี้ปรากฏการณ์การปรับตัวนั้นไม่เพียงมีลักษณะเฉพาะโดยการฟื้นฟูคุณสมบัติปกติของสภาพแวดล้อมภายในเท่านั้น แต่ยังรวมถึงการเปลี่ยนแปลงการทำงานในระยะสั้นด้วย (เช่นการเพิ่มจังหวะของการเต้นของหัวใจและการเพิ่มความถี่ของ การเคลื่อนไหวของระบบทางเดินหายใจพร้อมกับการทำงานของกล้ามเนื้อเพิ่มขึ้น) ปฏิกิริยาสภาวะสมดุลสามารถมุ่งเป้าไปที่:

รักษาระดับสภาวะคงตัวที่ทราบ

การกำจัดหรือจำกัดปัจจัยที่เป็นอันตราย

การพัฒนาหรือการรักษารูปแบบที่เหมาะสมของการมีปฏิสัมพันธ์ระหว่างสิ่งมีชีวิตและสิ่งแวดล้อมในสภาพที่เปลี่ยนแปลงไปของการดำรงอยู่ของมัน กระบวนการทั้งหมดนี้เป็นตัวกำหนดการปรับตัว

ดังนั้นแนวคิดของสภาวะสมดุลไม่เพียงหมายถึงความคงตัวของค่าคงที่ทางสรีรวิทยาต่าง ๆ ของร่างกายเท่านั้น แต่ยังรวมถึงกระบวนการปรับตัวและการประสานงานของกระบวนการทางสรีรวิทยาที่ให้ความมั่นใจในความสามัคคีของร่างกายไม่เพียง แต่ตามปกติ แต่ยังอยู่ภายใต้เงื่อนไขที่เปลี่ยนแปลงของการดำรงอยู่ของมัน .

ส่วนประกอบหลักของสภาวะสมดุลถูกระบุโดย C. Bernard และสามารถแบ่งออกเป็นสามกลุ่ม:

ก. สารที่ให้ความต้องการของเซลล์:

สารที่จำเป็นสำหรับการผลิตพลังงาน การเจริญเติบโตและการฟื้นตัว - กลูโคส โปรตีน ไขมัน

NaCl, Ca และสารอนินทรีย์อื่นๆ

ออกซิเจน

การหลั่งภายใน

B. ปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมที่ส่งผลต่อการทำงานของเซลล์:

แรงดันออสโมซิส.

อุณหภูมิ.

ความเข้มข้นของไฮโดรเจนไอออน (pH)

B. กลไกที่รับประกันความสามัคคีของโครงสร้างและการทำงาน:

พันธุกรรม

การฟื้นฟู

ปฏิกิริยาทางภูมิคุ้มกันวิทยา

หลักการของการควบคุมทางชีววิทยาช่วยให้มั่นใจถึงสถานะภายในของสิ่งมีชีวิต (เนื้อหา) รวมถึงความสัมพันธ์ระหว่างขั้นตอนของการสร้างเซลล์และวิวัฒนาการทางสายวิวัฒนาการ หลักการนี้ได้รับการพิสูจน์แล้วว่าแพร่หลาย ในระหว่างการศึกษา ไซเบอร์เนติกส์ถือกำเนิดขึ้น ซึ่งเป็นศาสตร์แห่งการควบคุมกระบวนการที่ซับซ้อนในธรรมชาติที่มีชีวิต ในสังคมมนุษย์ และอุตสาหกรรมอย่างมีจุดมุ่งหมายและเหมาะสมที่สุด (Berg I.A., 1962)

สิ่งมีชีวิตเป็นระบบควบคุมที่ซับซ้อนซึ่งมีตัวแปรมากมายของสภาพแวดล้อมภายนอกและภายในโต้ตอบกัน สิ่งที่เหมือนกันกับทุกระบบคือการมีอยู่ ป้อนข้อมูลตัวแปรซึ่งขึ้นอยู่กับคุณสมบัติและกฎพฤติกรรมของระบบจะถูกแปลงเป็น สุดสัปดาห์ตัวแปร (รูปที่ 10)

ข้าว. 10 - รูปแบบทั่วไปของสภาวะสมดุลของระบบสิ่งมีชีวิต

ตัวแปรเอาท์พุตขึ้นอยู่กับอินพุตและกฎของพฤติกรรมของระบบ

เรียกว่าอิทธิพลของสัญญาณเอาท์พุตในส่วนควบคุมของระบบ ข้อเสนอแนะ , ซึ่งมีความสำคัญอย่างยิ่งในการควบคุมตนเอง (ปฏิกิริยาโฮมโอสแตติก) แยกแยะ เชิงลบ และเชิงบวก ข้อเสนอแนะ.

เชิงลบ การตอบสนองจะลดอิทธิพลของสัญญาณอินพุตที่มีต่อค่าเอาต์พุตตามหลักการ: “ยิ่งมาก (ที่เอาต์พุต) ยิ่งน้อย (ที่อินพุต)” ช่วยฟื้นฟูสภาวะสมดุลของระบบ

ที่ เชิงบวก ข้อเสนอแนะ ขนาดของสัญญาณอินพุตจะเพิ่มขึ้นตามหลักการ: “ยิ่งมาก (ที่เอาต์พุต) ยิ่งมากขึ้น (ที่อินพุต)” ช่วยเพิ่มความเบี่ยงเบนที่เกิดขึ้นจากสถานะเริ่มต้น ซึ่งนำไปสู่การหยุดชะงักของสภาวะสมดุล

อย่างไรก็ตามการควบคุมตนเองทุกประเภทดำเนินการตามหลักการเดียวกัน: การเบี่ยงเบนตนเองไปจากสถานะเริ่มต้นซึ่งทำหน้าที่เป็นแรงจูงใจในการเปิดกลไกการแก้ไข ดังนั้นค่า pH ของเลือดปกติคือ 7.32 – 7.45 การเปลี่ยนแปลง pH 0.1 ทำให้เกิดความผิดปกติของหัวใจ หลักการนี้อธิบายโดยอโนคิน พี.เค. ในปี พ.ศ. 2478 และเรียกหลักการป้อนกลับซึ่งทำหน้าที่ในการดำเนินการปฏิกิริยาปรับตัว

หลักการทั่วไปของการตอบสนองสภาวะสมดุล(อโนคิน: “ทฤษฎีระบบการทำงาน”):

การเบี่ยงเบนจากระดับเริ่มต้น → สัญญาณ → การเปิดใช้งานกลไกการกำกับดูแลตามหลักการป้อนกลับ → การแก้ไขการเปลี่ยนแปลง (การทำให้เป็นมาตรฐาน)

ดังนั้น ในระหว่างการทำงาน ความเข้มข้นของ CO 2 ในเลือดเพิ่มขึ้น → ค่า pH เปลี่ยนไปทางด้านที่เป็นกรด → สัญญาณเข้าสู่ศูนย์กลางทางเดินหายใจของไขกระดูก oblongata → เส้นประสาทแรงเหวี่ยงส่งแรงกระตุ้นไปยังกล้ามเนื้อระหว่างซี่โครงและหายใจลึกขึ้น → CO 2 ใน เลือดลดลง pH กลับคืนมา

กลไกการควบคุมสภาวะสมดุลในระดับโมเลกุลทางพันธุกรรม เซลล์ สิ่งมีชีวิต ชนิดประชากร และชีวมณฑล

กลไกการควบคุมสภาวะสมดุลทำงานในระดับยีน เซลล์ และระบบ (สิ่งมีชีวิต สายพันธุ์ประชากร และชีวมณฑล)

กลไกของยีน สภาวะสมดุล ปรากฏการณ์ของสภาวะสมดุลในร่างกายทั้งหมดถูกกำหนดโดยพันธุกรรม ในระดับของผลิตภัณฑ์ยีนหลักแล้วมีความเชื่อมโยงโดยตรง - "ยีนโครงสร้างหนึ่ง - สายโซ่โพลีเปปไทด์หนึ่งสาย" ยิ่งไปกว่านั้น มีความสอดคล้องกันเชิงเส้นระหว่างลำดับนิวคลีโอไทด์ของ DNA และลำดับกรดอะมิโนของสายพอลิเปปไทด์ ในโปรแกรมพันธุกรรม การพัฒนาส่วนบุคคลสิ่งมีชีวิตจัดให้มีการก่อตัวของลักษณะเฉพาะของสายพันธุ์ไม่คงที่ แต่ในการเปลี่ยนแปลงสภาพแวดล้อมภายในขอบเขตของบรรทัดฐานปฏิกิริยาที่กำหนดโดยกรรมพันธุ์ ความเป็นสองเท่าของ DNA เป็นสิ่งจำเป็นในกระบวนการจำลองและซ่อมแซม ทั้งสองอย่างเกี่ยวข้องโดยตรงกับการรับประกันความเสถียรของการทำงานของสารพันธุกรรม

จากมุมมองทางพันธุกรรม เราสามารถแยกแยะระหว่างอาการเบื้องต้นและอาการที่เป็นระบบของสภาวะสมดุลได้ ตัวอย่างของอาการเบื้องต้นของสภาวะสมดุล ได้แก่ การควบคุมยีนของปัจจัยการแข็งตัวของเลือด 13 ประการ การควบคุมยีนของความเข้ากันได้ทางจุลพยาธิวิทยาของเนื้อเยื่อและอวัยวะ การอนุญาตให้มีการปลูกถ่าย

บริเวณที่ปลูกถ่ายเรียกว่า การปลูกถ่าย สิ่งมีชีวิตที่ใช้เนื้อเยื่อเพื่อการปลูกถ่ายคือ ผู้บริจาค , และใครกำลังถูกย้าย - ผู้รับ . ความสำเร็จของการปลูกถ่ายขึ้นอยู่กับปฏิกิริยาทางภูมิคุ้มกันของร่างกาย มีการปลูกถ่ายอัตโนมัติ, การปลูกถ่ายแบบซินจีนิก, การปลูกถ่ายแบบ allotransplantation และการปลูกถ่ายซีโน

การปลูกถ่ายอัตโนมัติ – การปลูกถ่ายเนื้อเยื่อจากสิ่งมีชีวิตเดียวกัน ในกรณีนี้ โปรตีน (แอนติเจน) ของการปลูกถ่ายไม่แตกต่างจากโปรตีนของผู้รับ ไม่มีปฏิกิริยาทางภูมิคุ้มกัน

การปลูกถ่ายแบบซินจีนิก ดำเนินการในฝาแฝดที่เหมือนกันซึ่งมีจีโนไทป์เหมือนกัน

การปลูกถ่ายทั้งหมด – การปลูกถ่ายเนื้อเยื่อจากบุคคลหนึ่งไปยังอีกบุคคลหนึ่งในสายพันธุ์เดียวกัน ผู้บริจาคและผู้รับมีแอนติเจนต่างกัน ซึ่งเป็นสาเหตุที่ทำให้สัตว์มีการเจริญเติบโตของเนื้อเยื่อและอวัยวะในระยะยาว

การปลูกถ่ายซีโน -ผู้บริจาคและผู้รับเป็นของ ประเภทต่างๆสิ่งมีชีวิต การปลูกถ่ายประเภทนี้ประสบความสำเร็จในสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังบางชนิด แต่ในสัตว์ชั้นสูงการปลูกถ่ายดังกล่าวจะไม่หยั่งราก

ในระหว่างการปลูกถ่ายปรากฏการณ์นี้มีความสำคัญอย่างยิ่ง ความอดทนทางภูมิคุ้มกัน (ความเข้ากันได้ทางประวัติ) การปราบปรามระบบภูมิคุ้มกันในกรณีของการปลูกถ่ายเนื้อเยื่อ (การกดภูมิคุ้มกัน) ทำได้โดย: การปราบปรามการทำงานของระบบภูมิคุ้มกัน, การฉายรังสี, การบริหารซีรัม antilymphatic, ฮอร์โมนต่อมหมวกไต, สารเคมี - ยาแก้ซึมเศร้า (imuran) ภารกิจหลักคือการปราบปรามไม่เพียงแค่ภูมิคุ้มกันเท่านั้น แต่ยังรวมถึงภูมิคุ้มกันจากการปลูกถ่ายด้วย

ภูมิคุ้มกันการปลูกถ่าย กำหนดโดยโครงสร้างทางพันธุกรรมของผู้บริจาคและผู้รับ ยีนที่รับผิดชอบในการสังเคราะห์แอนติเจนที่ทำให้เกิดปฏิกิริยาต่อเนื้อเยื่อที่ปลูกถ่ายเรียกว่ายีนที่เข้ากันไม่ได้ของเนื้อเยื่อ

ในมนุษย์ ระบบความเข้ากันได้ทางพันธุกรรมหลักคือระบบ HLA (Human Leukocyte Antigen) แอนติเจนจะแสดงค่อนข้างสมบูรณ์บนพื้นผิวของเม็ดเลือดขาวและตรวจพบโดยใช้แอนติซีรา โครงสร้างของระบบในมนุษย์และสัตว์จะเหมือนกัน มีการนำคำศัพท์ทั่วไปมาใช้เพื่ออธิบายตำแหน่งทางพันธุกรรมและอัลลีลของระบบ HLA มีการกำหนดแอนติเจน: HLA-A 1; HLA-A 2 เป็นต้น แอนติเจนใหม่ที่ไม่ได้ระบุแน่ชัดจะถูกกำหนดให้เป็น W (งาน) แอนติเจนของระบบ HLA แบ่งออกเป็น 2 กลุ่ม: SD และ LD (รูปที่ 11)

แอนติเจนของกลุ่ม SD ถูกกำหนดโดยวิธีการทางซีรัมวิทยาและถูกกำหนดโดยยีนของ 3 subloci ของระบบ HLA: HLA-A; HLA-B; HLA-ซี

ข้าว. 11 - HLA เป็นระบบทางพันธุกรรมหลักของความเข้ากันได้ทางจุลพยาธิวิทยาของมนุษย์

LD - แอนติเจนถูกควบคุมโดย sublocus HLA-D ของโครโมโซมที่หกและถูกกำหนดโดยวิธีการเพาะเลี้ยงเม็ดเลือดขาวแบบผสม

ยีนแต่ละตัวที่ควบคุมแอนติเจน HLA ของมนุษย์มี จำนวนมากอัลลีล ดังนั้น sublocus ของ HLA-A จึงควบคุมแอนติเจน 19 ตัว HLA-B – 20; HLA-C - แอนติเจน "ทำงาน" 5 ตัว; HLA-D – 6. ดังนั้น มีการค้นพบแอนติเจนประมาณ 50 ตัวในมนุษย์แล้ว

ความหลากหลายของแอนติเจนของระบบ HLA เป็นผลมาจากการกำเนิดของบางชนิดจากที่อื่นและการเชื่อมต่อทางพันธุกรรมที่ใกล้ชิดระหว่างพวกมัน การระบุตัวตนของผู้บริจาคและผู้รับโดยแอนติเจน HLA เป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการปลูกถ่าย การปลูกถ่ายไตที่เหมือนกันใน 4 แอนติเจนของระบบทำให้อัตราการรอดชีวิต 70% 3 – 60%; 2 – 45%; ครั้งละ 1 – 25%

มีศูนย์พิเศษที่ดำเนินการคัดเลือกผู้บริจาคและผู้รับการปลูกถ่ายเช่นในฮอลแลนด์ - "Eurotransplant" การพิมพ์ตามแอนติเจนของระบบ HLA นั้นดำเนินการในสาธารณรัฐเบลารุสด้วย

กลไกของเซลล์ สภาวะสมดุลมีวัตถุประสงค์เพื่อฟื้นฟูเซลล์เนื้อเยื่อและอวัยวะในกรณีที่มีการละเมิดความสมบูรณ์ของพวกเขา ชุดของกระบวนการที่มุ่งฟื้นฟูโครงสร้างทางชีววิทยาที่ถูกทำลายเรียกว่า การฟื้นฟู กระบวนการนี้เป็นเรื่องปกติสำหรับทุกระดับ: การสร้างโปรตีนใหม่ ส่วนประกอบออร์แกเนลล์ของเซลล์ ออร์แกเนลล์ทั้งหมด และตัวเซลล์เอง การฟื้นฟูการทำงานของอวัยวะหลังการบาดเจ็บหรือเส้นประสาทแตกและการรักษาบาดแผลเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการแพทย์ในแง่ของการเรียนรู้กระบวนการเหล่านี้

เนื้อเยื่อตามความสามารถในการสร้างใหม่แบ่งออกเป็น 3 กลุ่ม:

เนื้อเยื่อและอวัยวะที่มีลักษณะเฉพาะคือ เซลล์ การงอกใหม่ (กระดูก, เนื้อเยื่อเกี่ยวพันที่หลวม, ระบบเม็ดเลือด, เอ็นโดทีเลียม, เมโซทีเลียม, เยื่อเมือกของลำไส้, ทางเดินหายใจและระบบสืบพันธุ์

เนื้อเยื่อและอวัยวะที่มีลักษณะเฉพาะคือ เซลล์และภายในเซลล์ การฟื้นฟู (ตับ, ไต, ปอด, กล้ามเนื้อเรียบและกล้ามเนื้อโครงร่าง, ระบบประสาทอัตโนมัติ, ต่อมไร้ท่อ, ตับอ่อน)

ผ้าที่มีลักษณะเด่นเป็นส่วนใหญ่ ภายในเซลล์ การฟื้นฟู (กล้ามเนื้อหัวใจ) หรือการฟื้นฟูภายในเซลล์โดยเฉพาะ (เซลล์ปมประสาทของระบบประสาทส่วนกลาง) ครอบคลุมกระบวนการฟื้นฟูโมเลกุลขนาดใหญ่และออร์แกเนลล์ของเซลล์โดยการประกอบโครงสร้างพื้นฐานหรือโดยการแบ่งพวกมัน (ไมโตคอนเดรีย)

ในกระบวนการวิวัฒนาการ การฟื้นฟูจะเกิดขึ้น 2 แบบ สรีรวิทยาและการซ่อมแซม .

การฟื้นฟูทางสรีรวิทยา - นี้ กระบวนการทางธรรมชาติฟื้นฟูองค์ประกอบของร่างกายตลอดชีวิต ตัวอย่างเช่น การฟื้นฟูเม็ดเลือดแดงและเม็ดเลือดขาว การเปลี่ยนเยื่อบุผิว ผม การเปลี่ยนฟันน้ำนมด้วยฟันแท้ กระบวนการเหล่านี้ได้รับอิทธิพลจากปัจจัยภายนอกและภายใน

การฟื้นฟูแบบซ่อมแซม – คือการฟื้นฟูอวัยวะและเนื้อเยื่อที่สูญเสียไปเนื่องจากความเสียหายหรือการบาดเจ็บ กระบวนการนี้เกิดขึ้นหลังจากการบาดเจ็บทางกล การเผาไหม้ การบาดเจ็บจากสารเคมีหรือการฉายรังสี รวมถึงผลจากการเจ็บป่วยและการผ่าตัด

การฟื้นฟูแบบซ่อมแซมแบ่งออกเป็น ทั่วไป (โฮโมมอร์โฟซิส) และ ผิดปกติ (เฮเทอโรมอร์โฟซิส) ในกรณีแรก อวัยวะที่ถูกถอดออกหรือถูกทำลายจะงอกใหม่ ในกรณีที่สอง อวัยวะอื่นจะพัฒนาแทนที่อวัยวะที่ถูกถอดออก

การฟื้นฟูที่ผิดปกติ พบมากในสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลัง

ฮอร์โมนกระตุ้นการงอกใหม่ ต่อมใต้สมอง และ ต่อมไทรอยด์ . มีหลายวิธีในการฟื้นฟู:

เอพิมอร์โฟซิส หรือการงอกใหม่โดยสมบูรณ์ - การฟื้นฟูพื้นผิวของบาดแผล, ความสมบูรณ์ของส่วนทั้งหมด (เช่น การงอกของหางในกิ้งก่า, แขนขาในนิวท์)

มอร์โฟลแล็กซิส – การสร้างอวัยวะที่เหลือขึ้นมาใหม่ทั้งหมดมีขนาดเล็กลงเท่านั้น วิธีการนี้มีเอกลักษณ์เฉพาะด้วยการสร้างใหม่จากซากของเก่า (เช่นการคืนแขนขาในแมลงสาบ)

เอนโดมอร์โฟซิส – การฟื้นฟูเนื่องจากการปรับโครงสร้างเนื้อเยื่อและอวัยวะภายในเซลล์ เนื่องจากจำนวนเซลล์และขนาดเพิ่มขึ้นทำให้มวลของอวัยวะเข้าใกล้เซลล์ดั้งเดิม

ในสัตว์มีกระดูกสันหลัง การฟื้นฟูจะเกิดขึ้นในรูปแบบต่อไปนี้:

การฟื้นฟูเต็มรูปแบบ – ฟื้นฟูเนื้อเยื่อเดิมหลังจากถูกทำลาย

ยั่วยวนการปฏิรูป ลักษณะของอวัยวะภายใน ในกรณีนี้พื้นผิวของบาดแผลจะสมานแผลเป็น บริเวณที่ถอดออกจะไม่งอกกลับมา และรูปร่างของอวัยวะจะไม่กลับคืนมา มวลของส่วนที่เหลือของอวัยวะเพิ่มขึ้นเนื่องจากจำนวนเซลล์และขนาดเพิ่มขึ้นและเข้าใกล้ค่าดั้งเดิม นี่คือวิธีที่ตับ ปอด ไต ต่อมหมวกไต ตับอ่อน น้ำลาย และต่อมไทรอยด์งอกใหม่ในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม

Hyperplasia ชดเชยภายในเซลล์ โครงสร้างพิเศษของเซลล์ ในกรณีนี้ เกิดแผลเป็นในบริเวณที่เกิดความเสียหาย และการฟื้นฟูมวลเดิมเกิดขึ้นเนื่องจากปริมาตรของเซลล์ที่เพิ่มขึ้น และไม่ใช่จำนวนขึ้นอยู่กับการแพร่กระจาย (hyperplasia) ของโครงสร้างภายในเซลล์ (เนื้อเยื่อประสาท)

กลไกเชิงระบบได้มาจากการทำงานร่วมกันของระบบการกำกับดูแล: ประสาทต่อมไร้ท่อและภูมิคุ้มกัน .

การควบคุมประสาท ดำเนินการและประสานงานโดยระบบประสาทส่วนกลาง แรงกระตุ้นของเส้นประสาทที่เข้าสู่เซลล์และเนื้อเยื่อไม่เพียงแต่ทำให้เกิดความตื่นเต้นเท่านั้น แต่ยังควบคุมกระบวนการทางเคมีและการแลกเปลี่ยนสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพอีกด้วย ปัจจุบันมีการรู้จักฮอร์โมนนิวโรฮอร์โมนมากกว่า 50 ชนิด ดังนั้นไฮโปทาลามัสจึงผลิตวาโซเพรสซิน, ออกซิโตซิน, ไลเบรินและสแตติน ซึ่งควบคุมการทำงานของต่อมใต้สมอง ตัวอย่างของอาการทางระบบของสภาวะสมดุลคือการรักษาอุณหภูมิและความดันโลหิตให้คงที่

จากมุมมองของสภาวะสมดุลและการปรับตัว ระบบประสาทเป็นตัวจัดระเบียบหลักของกระบวนการทั้งหมดของร่างกาย พื้นฐานของการปรับตัวคือการปรับสมดุลของสิ่งมีชีวิตกับสภาพแวดล้อมตามที่ N.P. พาฟลอฟ กระบวนการสะท้อนกลับโกหก ระหว่างระดับต่างๆ ของการควบคุมสภาวะสมดุลภายในร่างกาย มีการอยู่ใต้บังคับบัญชาแบบลำดับชั้นส่วนตัวในระบบควบคุมกระบวนการภายในของร่างกาย (รูปที่ 12)

เปลือกสมองและส่วนของสมอง

การควบคุมตนเองตามหลักการป้อนกลับ

กระบวนการควบคุมระบบประสาทส่วนปลาย, ปฏิกิริยาตอบสนองในท้องถิ่น

ระดับเซลล์และเนื้อเยื่อของสภาวะสมดุล

ข้าว. 12. - การอยู่ใต้บังคับบัญชาตามลำดับชั้นในระบบควบคุมกระบวนการภายในของร่างกาย

ระดับปฐมภูมิส่วนใหญ่ประกอบด้วยระบบชีวสมดุลในระดับเซลล์และเนื้อเยื่อ เหนือสิ่งอื่นใดคือกระบวนการกำกับดูแลประสาทส่วนปลาย เช่น ปฏิกิริยาตอบสนองเฉพาะที่ นอกจากนี้ในลำดับชั้นนี้คือระบบควบคุมตนเองของการทำงานทางสรีรวิทยาบางอย่างพร้อมช่องทาง "คำติชม" ต่างๆ ด้านบนของปิรามิดนี้ถูกครอบครองโดยเยื่อหุ้มสมอง ซีกโลกสมองและสมอง

ในสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์ที่ซับซ้อน การเชื่อมต่อทั้งโดยตรงและแบบป้อนกลับไม่เพียงดำเนินการโดยประสาทเท่านั้น แต่ยังโดยกลไกของฮอร์โมน (ต่อมไร้ท่อ) ด้วย ต่อมแต่ละต่อมที่อยู่ในระบบต่อมไร้ท่อมีอิทธิพลต่ออวัยวะอื่น ๆ ของระบบนี้ และในทางกลับกันก็ได้รับอิทธิพลจากอวัยวะหลังด้วย

กลไกต่อมไร้ท่อ สภาวะสมดุลตาม B.M. Zavadsky นี่เป็นกลไกของการโต้ตอบแบบบวก-ลบ เช่น ปรับสมดุลการทำงานของต่อมด้วยความเข้มข้นของฮอร์โมน ด้วยฮอร์โมนที่มีความเข้มข้นสูง (สูงกว่าปกติ) กิจกรรมของต่อมจะอ่อนลงและในทางกลับกัน ผลกระทบนี้เกิดขึ้นจากการกระทำของฮอร์โมนบนต่อมที่ผลิตมัน ในต่อมจำนวนหนึ่ง การควบคุมจะเกิดขึ้นผ่านทางไฮโปทาลามัสและต่อมใต้สมองส่วนหน้า โดยเฉพาะอย่างยิ่งในระหว่างเกิดปฏิกิริยาความเครียด

ต่อมไร้ท่อ สามารถแบ่งได้เป็น 2 กลุ่มตามความสัมพันธ์กับกลีบหน้าของต่อมใต้สมอง หลังถือเป็นศูนย์กลางและต่อมไร้ท่ออื่น ๆ ถือเป็นอุปกรณ์ต่อพ่วง การแบ่งนี้ขึ้นอยู่กับความจริงที่ว่ากลีบหน้าของต่อมใต้สมองผลิตฮอร์โมนที่เรียกว่าฮอร์โมนเขตร้อนซึ่งกระตุ้นการทำงานของต่อมไร้ท่อส่วนปลายบางส่วน ในทางกลับกันฮอร์โมนของต่อมไร้ท่อส่วนปลายจะทำหน้าที่ในกลีบหน้าของต่อมใต้สมองซึ่งยับยั้งการหลั่งของฮอร์โมนเขตร้อน

ปฏิกิริยาที่ทำให้สภาวะสมดุลไม่สามารถจำกัดอยู่เพียงต่อมไร้ท่อใดต่อมหนึ่งได้ แต่เกี่ยวข้องกับต่อมทั้งหมดในระดับหนึ่งหรืออย่างอื่น ปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นจะเกิดขึ้นเป็นลูกโซ่และแพร่กระจายไปยังเอฟเฟกต์อื่น ๆ ความสำคัญทางสรีรวิทยาของฮอร์โมนอยู่ที่การควบคุมการทำงานอื่น ๆ ของร่างกายดังนั้นควรแสดงลักษณะโซ่ให้มากที่สุด

การรบกวนสภาพแวดล้อมของร่างกายอย่างต่อเนื่องมีส่วนช่วยรักษาสภาวะสมดุลของร่างกายไปตลอดชีวิต หากคุณสร้างสภาพความเป็นอยู่ที่ไม่มีสิ่งใดทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงที่สำคัญในสภาพแวดล้อมภายใน สิ่งมีชีวิตจะปราศจากอาวุธโดยสมบูรณ์เมื่อพบกับสภาพแวดล้อมและจะตายในไม่ช้า

การรวมกันของกลไกการควบคุมระบบประสาทและต่อมไร้ท่อในไฮโปทาลามัสทำให้เกิดปฏิกิริยาชีวมวลที่ซับซ้อนที่เกี่ยวข้องกับการควบคุมการทำงานของอวัยวะภายในของร่างกาย ระบบประสาทและต่อมไร้ท่อเป็นกลไกที่รวมสมดุลของสภาวะสมดุล

ตัวอย่างของการตอบสนองโดยทั่วไปของกลไกทางประสาทและร่างกายคือสภาวะความเครียดที่เกิดขึ้นภายใต้สภาพความเป็นอยู่ที่ไม่เอื้ออำนวยและมีความเสี่ยงที่จะเกิดการหยุดชะงักของสภาวะสมดุล ภายใต้ความเครียด จะสังเกตการเปลี่ยนแปลงสถานะของระบบส่วนใหญ่: กล้ามเนื้อ ระบบทางเดินหายใจ หลอดเลือดหัวใจ ระบบย่อยอาหาร อวัยวะรับความรู้สึก ความดันโลหิต องค์ประกอบของเลือด การเปลี่ยนแปลงทั้งหมดนี้เป็นการรวมตัวของปฏิกิริยาชีวะสมดุลส่วนบุคคลซึ่งมีจุดมุ่งหมายเพื่อเพิ่มความต้านทานของร่างกายต่อปัจจัยที่ไม่เอื้ออำนวย การระดมกำลังของร่างกายอย่างรวดเร็วทำหน้าที่เป็นปฏิกิริยาป้องกันความเครียด

ด้วย "ความเครียดทางร่างกาย" ปัญหาการเพิ่มความต้านทานโดยรวมของร่างกายจะได้รับการแก้ไขตามรูปแบบที่แสดงในรูปที่ 13

ข้าว. 13 - โครงการเพิ่มความต้านทานโดยรวมของร่างกายในระหว่าง

สภาวะสมดุล - มันคืออะไร? แนวคิดเรื่องสภาวะสมดุล

สภาวะสมดุลเป็นกระบวนการควบคุมตนเองซึ่งระบบทางชีววิทยาทั้งหมดพยายามรักษาเสถียรภาพในช่วงเวลาของการปรับตัวให้เข้ากับสภาวะที่เหมาะสมที่สุดสำหรับการอยู่รอด ระบบใดก็ตามที่อยู่ในสมดุลแบบไดนามิก มุ่งมั่นที่จะบรรลุสภาวะที่มั่นคงซึ่งต้านทานปัจจัยภายนอกและสิ่งเร้า

แนวคิดของสภาวะสมดุล

ทุกระบบของร่างกายจะต้องทำงานร่วมกันเพื่อรักษาสภาวะสมดุลภายในร่างกายอย่างเหมาะสม สภาวะสมดุลเป็นกฎระเบียบในตัวของตัวชี้วัด เช่น อุณหภูมิ ปริมาณน้ำ และระดับ คาร์บอนไดออกไซด์. ตัวอย่างเช่น โรคเบาหวานเป็นภาวะที่ร่างกายไม่สามารถควบคุมระดับน้ำตาลในเลือดได้

สภาวะสมดุลเป็นคำที่ใช้อธิบายการดำรงอยู่ของสิ่งมีชีวิตในระบบนิเวศและเพื่ออธิบายการทำงานของเซลล์ที่ประสบความสำเร็จภายในสิ่งมีชีวิต สิ่งมีชีวิตและประชากรสามารถรักษาสภาวะสมดุลโดยรักษาระดับภาวะเจริญพันธุ์และอัตราการตายให้คงที่

ข้อเสนอแนะ

คำติชมเป็นกระบวนการที่เกิดขึ้นเมื่อระบบของร่างกายจำเป็นต้องชะลอตัวหรือหยุดลงโดยสิ้นเชิง เมื่อบุคคลรับประทานอาหาร อาหารจะเข้าสู่กระเพาะและการย่อยอาหารจะเริ่มขึ้น กระเพาะอาหารไม่ควรทำงานระหว่างมื้ออาหาร ระบบย่อยอาหารทำงานร่วมกับฮอร์โมนและกระแสประสาทหลายชุดเพื่อหยุดและเริ่มการผลิตการหลั่งกรดในกระเพาะอาหาร

อีกตัวอย่างหนึ่งของผลตอบรับเชิงลบสามารถสังเกตได้ในกรณีที่อุณหภูมิร่างกายเพิ่มขึ้น การควบคุมสภาวะสมดุลนั้นแสดงออกมาโดยการขับเหงื่อ ซึ่งเป็นปฏิกิริยาป้องกันของร่างกายต่อความร้อนสูงเกินไป ดังนั้นอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นจะหยุดลงและปัญหาเรื่องความร้อนสูงเกินไปจะถูกทำให้เป็นกลาง ในกรณีของภาวะอุณหภูมิร่างกายต่ำกว่าปกติ ร่างกายยังจัดให้มีมาตรการหลายอย่างเพื่อวอร์มร่างกาย

การรักษาสมดุลภายใน

สภาวะสมดุลสามารถกำหนดได้ว่าเป็นคุณสมบัติของสิ่งมีชีวิตหรือระบบที่ช่วยรักษาพารามิเตอร์ที่กำหนดให้อยู่ในช่วงค่าปกติ มันเป็นกุญแจสำคัญในการดำรงชีวิต และความสมดุลที่ไม่เหมาะสมในการรักษาสภาวะสมดุลสามารถนำไปสู่โรคต่างๆ เช่น ความดันโลหิตสูงและโรคเบาหวาน

สภาวะสมดุลเป็นองค์ประกอบสำคัญในการทำความเข้าใจวิธีการทำงานของร่างกายมนุษย์ คำจำกัดความที่เป็นทางการนี้เป็นลักษณะของระบบที่ควบคุมสภาพแวดล้อมภายในและมุ่งมั่นที่จะรักษาเสถียรภาพและความสม่ำเสมอของกระบวนการทั้งหมดที่เกิดขึ้นในร่างกาย

การควบคุม Homeostatic: อุณหภูมิของร่างกาย

การควบคุมอุณหภูมิของร่างกายในมนุษย์เป็นตัวอย่างที่ดีของสภาวะสมดุลในระบบชีวภาพ เมื่อคนเรามีสุขภาพดี อุณหภูมิร่างกายจะอยู่ที่ประมาณ +37°C แต่ปัจจัยต่างๆ อาจส่งผลต่อค่านี้ รวมถึงฮอร์โมน อัตราการเผาผลาญ และโรคต่างๆ ที่ทำให้เกิดไข้

ในร่างกาย การควบคุมอุณหภูมิจะถูกควบคุมในส่วนหนึ่งของสมองที่เรียกว่าไฮโปทาลามัส สมองจะรับสัญญาณเกี่ยวกับตัวบ่งชี้อุณหภูมิผ่านทางกระแสเลือด รวมถึงวิเคราะห์ผลลัพธ์ข้อมูลเกี่ยวกับอัตราการหายใจ ระดับน้ำตาลในเลือด และการเผาผลาญ การสูญเสียความร้อนในร่างกายมนุษย์ยังส่งผลให้กิจกรรมลดลงอีกด้วย

ความสมดุลของน้ำ-เกลือ

ไม่ว่าคนเราดื่มน้ำมากแค่ไหน ร่างกายก็ไม่พองเหมือนบอลลูน และร่างกายมนุษย์ก็ไม่หดตัวเหมือนลูกเกดถ้าดื่มเพียงเล็กน้อย อาจมีคนคิดเกี่ยวกับเรื่องนี้อย่างน้อยหนึ่งครั้ง ไม่ทางใดก็ทางหนึ่งร่างกายรู้ว่าต้องกักเก็บของเหลวไว้เท่าใดเพื่อรักษาระดับที่ต้องการ

ความเข้มข้นของเกลือและกลูโคส (น้ำตาล) ในร่างกายจะคงอยู่ที่ระดับคงที่ (ในกรณีที่ไม่มีปัจจัยลบ) ปริมาณเลือดในร่างกายประมาณ 5 ลิตร

ควบคุมระดับน้ำตาลในเลือด

กลูโคสเป็นน้ำตาลในเลือดชนิดหนึ่ง ร่างกายมนุษย์จะต้องรักษาระดับกลูโคสที่เหมาะสมเพื่อให้บุคคลมีสุขภาพที่ดี เมื่อระดับกลูโคสสูงเกินไป ตับอ่อนจะผลิตฮอร์โมนอินซูลิน

หากระดับน้ำตาลในเลือดลดลงต่ำเกินไป ตับจะเปลี่ยนไกลโคเจนในเลือด ซึ่งจะทำให้ระดับน้ำตาลในเลือดเพิ่มขึ้น เมื่อแบคทีเรียหรือไวรัสที่ทำให้เกิดโรคเข้าสู่ร่างกาย แบคทีเรียจะเริ่มต่อสู้กับการติดเชื้อก่อนที่องค์ประกอบที่ทำให้เกิดโรคจะนำไปสู่ปัญหาสุขภาพได้

ความดันโลหิตอยู่ภายใต้การควบคุม

การรักษาความดันโลหิตให้แข็งแรงก็เป็นตัวอย่างหนึ่งของสภาวะสมดุลเช่นกัน หัวใจสามารถรับรู้การเปลี่ยนแปลงของความดันโลหิตและส่งสัญญาณไปยังสมองเพื่อประมวลผล จากนั้นสมองจะส่งสัญญาณกลับไปยังหัวใจพร้อมคำแนะนำในการตอบสนองอย่างถูกต้อง หากความดันโลหิตสูงเกินไป จะต้องลดลง

สภาวะสมดุลเกิดขึ้นได้อย่างไร?

ร่างกายมนุษย์ควบคุมระบบและอวัยวะทั้งหมดอย่างไร และชดเชยการเปลี่ยนแปลงภายใน สิ่งแวดล้อม? สิ่งนี้เกิดขึ้นเนื่องจากการมีเซ็นเซอร์ตามธรรมชาติจำนวนมากที่คอยตรวจสอบอุณหภูมิ องค์ประกอบเกลือของเลือด ความดันโลหิต และพารามิเตอร์อื่นๆ อีกมากมาย เครื่องตรวจจับเหล่านี้จะส่งสัญญาณไปยังสมองซึ่งเป็นศูนย์ควบคุมหลักหากค่าบางอย่างเบี่ยงเบนไปจากบรรทัดฐาน หลังจากนี้จะมีมาตรการชดเชยเพื่อฟื้นฟูสภาวะปกติ

การรักษาสภาวะสมดุลเป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งต่อร่างกาย ร่างกายมนุษย์ประกอบด้วยสารเคมีจำนวนหนึ่งที่เรียกว่ากรดและด่าง ซึ่งมีความสมดุลที่ถูกต้องซึ่งจำเป็นสำหรับการทำงานที่ดีที่สุดของอวัยวะและระบบต่างๆ ของร่างกาย ต้องรักษาระดับแคลเซียมในเลือดให้อยู่ในระดับที่เหมาะสม เนื่องจากการหายใจเกิดขึ้นโดยไม่สมัครใจ ระบบประสาทจึงช่วยให้แน่ใจว่าร่างกายได้รับออกซิเจนที่จำเป็นมาก เมื่อสารพิษเข้าสู่กระแสเลือด มันจะรบกวนการรักษาสมดุลของร่างกาย ร่างกายมนุษย์ตอบสนองต่อความผิดปกตินี้ผ่านทางระบบทางเดินปัสสาวะ

สิ่งสำคัญคือต้องเน้นย้ำว่าสภาวะสมดุลของร่างกายจะทำงานโดยอัตโนมัติหากระบบทำงานได้ตามปกติ ตัวอย่างเช่น ปฏิกิริยาต่อความร้อน ผิวหนังเปลี่ยนเป็นสีแดงเนื่องจากหลอดเลือดเล็กๆ ของมันจะขยายตัวโดยอัตโนมัติ การสั่นเป็นการตอบสนองต่อความเย็น ดังนั้นสภาวะสมดุลจึงไม่ใช่กลุ่มของอวัยวะ แต่เป็นการสังเคราะห์และความสมดุลของการทำงานของร่างกาย เมื่อรวมกันแล้วจะช่วยให้คุณสามารถรักษาร่างกายให้อยู่ในสภาพที่มั่นคงได้

9.4. แนวคิดของสภาวะสมดุล รูปแบบทั่วไปของสภาวะสมดุลของระบบสิ่งมีชีวิต

แม้ว่าสิ่งมีชีวิตจะเป็นระบบเปิดที่แลกเปลี่ยนสสารและพลังงานกับสิ่งแวดล้อมและดำรงอยู่อย่างเป็นเอกภาพกับมัน แต่ก็รักษาตัวเองในเวลาและพื้นที่เป็นหน่วยทางชีววิทยาที่แยกจากกันยังคงรักษาโครงสร้าง (สัณฐานวิทยา) ปฏิกิริยาพฤติกรรมเฉพาะ สภาวะทางกายภาพ-เคมีในเซลล์และของเหลวในเนื้อเยื่อ ความสามารถของระบบสิ่งมีชีวิตในการต้านทานการเปลี่ยนแปลงและรักษาความคงที่ขององค์ประกอบและคุณสมบัติแบบไดนามิกเรียกว่าสภาวะสมดุลคำว่า "สภาวะสมดุล" ถูกเสนอโดย W. Cannon ในปี 1929 อย่างไรก็ตามความคิดเรื่องการมีอยู่ของกลไกทางสรีรวิทยาที่รับประกันการรักษาความมั่นคงของสภาพแวดล้อมภายในของสิ่งมีชีวิตนั้นแสดงออกมาในช่วงครึ่งหลังของศตวรรษที่ 19 โดย C. Bernard

สภาวะสมดุลได้รับการปรับปรุงในระหว่างการวิวัฒนาการ สิ่งมีชีวิตหลายเซลล์ได้พัฒนาสภาพแวดล้อมภายในซึ่งมีเซลล์ของอวัยวะและเนื้อเยื่อต่างๆ ตั้งอยู่ จากนั้นระบบอวัยวะเฉพาะทาง (การไหลเวียน โภชนาการ การหายใจ การขับถ่าย ฯลฯ) ได้ถูกสร้างขึ้น มีส่วนร่วมในการรับประกันสภาวะสมดุลในทุกระดับขององค์กร (โมเลกุล เซลล์ย่อย เซลล์ เนื้อเยื่อ อวัยวะ และสิ่งมีชีวิต) กลไกที่ทันสมัยที่สุดของสภาวะสมดุลเกิดขึ้นในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมซึ่งมีส่วนทำให้ความเป็นไปได้ในการปรับตัวเข้ากับสิ่งแวดล้อมเพิ่มมากขึ้น กลไกและประเภทของสภาวะสมดุลที่พัฒนาขึ้นในกระบวนการวิวัฒนาการอันยาวนานได้รับการแก้ไขทางพันธุกรรมการปรากฏตัวในร่างกายของข้อมูลทางพันธุกรรมต่างประเทศซึ่งมักถูกนำเสนอโดยแบคทีเรียไวรัสเซลล์ของสิ่งมีชีวิตอื่น ๆ รวมถึงเซลล์ที่กลายพันธุ์ของมันเองสามารถรบกวนสภาวะสมดุลของร่างกายได้อย่างมาก เพื่อเป็นการป้องกันข้อมูลทางพันธุกรรมจากต่างประเทศ การแทรกซึมเข้าไปในร่างกายและการนำไปใช้ในภายหลังจะนำไปสู่การเป็นพิษจากสารพิษ (โปรตีนจากภายนอก) ประเภทของสภาวะสมดุลเกิดขึ้น เช่น สภาวะสมดุลทางพันธุกรรมทำให้มั่นใจถึงความคงตัวทางพันธุกรรมของสภาพแวดล้อมภายในร่างกาย มันขึ้นอยู่กับ กลไกทางภูมิคุ้มกันรวมถึงการปกป้องความสมบูรณ์และความเฉพาะตัวของร่างกายที่ไม่เฉพาะเจาะจงและเฉพาะเจาะจง กลไกที่ไม่เฉพาะเจาะจง รองรับภูมิคุ้มกันโดยกำเนิด ตามรัฐธรรมนูญ สายพันธุ์ รวมถึงการต่อต้านที่ไม่จำเพาะเจาะจงของแต่ละบุคคล ซึ่งรวมถึงการทำงานของผิวหนังและเยื่อเมือก, ผลการฆ่าเชื้อแบคทีเรียของการหลั่งของเหงื่อและต่อมไขมัน, คุณสมบัติในการฆ่าเชื้อแบคทีเรียของเนื้อหาในกระเพาะอาหารและลำไส้, ไลโซไซม์ของการหลั่งของน้ำลายและต่อมน้ำตา หากสิ่งมีชีวิตเจาะเข้าไปในสภาพแวดล้อมภายในพวกมันจะถูกกำจัดออกในระหว่างปฏิกิริยาการอักเสบซึ่งมาพร้อมกับ phagocytosis ที่เพิ่มขึ้นรวมถึงผลกระทบของไวรัสใน interferon (โปรตีนที่มีน้ำหนักโมเลกุล 25,000 - 110,000)

กลไกทางภูมิคุ้มกันที่เฉพาะเจาะจง เป็นพื้นฐานของภูมิคุ้มกันที่ได้รับ ซึ่งดำเนินการโดยระบบภูมิคุ้มกัน ซึ่งรับรู้ ประมวลผล และกำจัดแอนติเจนจากต่างประเทศ ภูมิคุ้มกันของร่างกายเกิดขึ้นจากการสร้างแอนติบอดีที่ไหลเวียนอยู่ในเลือด ภูมิคุ้มกันของเซลล์ขึ้นอยู่กับการก่อตัวของ T-lymphocytes, การปรากฏตัวของ T- และ B-lymphocytes ที่มีอายุยืนยาวของ "ความทรงจำทางภูมิคุ้มกัน" และการเกิดอาการแพ้ (ภูมิไวเกินต่อแอนติเจนจำเพาะ) ในมนุษย์ ปฏิกิริยาการป้องกันมีผลเฉพาะในสัปดาห์ที่ 2 ของชีวิต โดยจะมีกิจกรรมสูงสุดประมาณ 10 ปี จาก 10 ถึง 20 ปี ลดลงเล็กน้อย จาก 20 ถึง 40 ปี จะยังคงอยู่ในระดับเดิมโดยประมาณ จากนั้นค่อยๆ หายไป .

กลไกการป้องกันทางภูมิคุ้มกันเป็นอุปสรรคสำคัญต่อการปลูกถ่ายอวัยวะ ทำให้เกิดการสลายของการปลูกถ่าย ผลลัพธ์ที่ประสบความสำเร็จมากที่สุดในปัจจุบันคือการปลูกถ่ายอัตโนมัติ (การปลูกถ่ายเนื้อเยื่อภายในร่างกาย) และการปลูกถ่ายอวัยวะระหว่างฝาแฝดที่เหมือนกัน พวกเขาประสบความสำเร็จน้อยกว่ามากในการปลูกถ่ายข้ามสายพันธุ์

สภาวะสมดุลอีกประเภทหนึ่งก็คือ สภาวะสมดุลทางชีวเคมี ช่วยรักษาความคงตัวขององค์ประกอบทางเคมีของสภาพแวดล้อมภายนอกเซลล์ของเหลว (ภายใน) ของร่างกาย (เลือด น้ำเหลือง ของเหลวในเนื้อเยื่อ) รวมถึงความคงตัวขององค์ประกอบทางเคมีของไซโตพลาสซึมและพลาสมาเลมมาของเซลล์ สภาวะสมดุลทางสรีรวิทยา ช่วยให้มั่นใจถึงความสม่ำเสมอของกระบวนการสำคัญของร่างกายต้องขอบคุณเขาที่ไอโซโซเมีย (ความคงที่ของเนื้อหาของสารออกฤทธิ์ออสโมติก), อุณหภูมิไอโซโซเมีย (การรักษาอุณหภูมิร่างกายของนกและสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมให้อยู่ในขอบเขตที่กำหนด) และอื่น ๆ เกิดขึ้นและกำลังได้รับการปรับปรุง สภาวะสมดุลของโครงสร้าง ช่วยให้มั่นใจในความคงตัวของโครงสร้าง (การจัดโครงสร้างทางสัณฐานวิทยา) ในทุกระดับ (โมเลกุล เซลล์ย่อย เซลล์ ฯลฯ) ของการจัดระเบียบของสิ่งมีชีวิต

สภาวะสมดุลของประชากร ช่วยให้มั่นใจได้ถึงความคงที่ของจำนวนบุคคลในประชากร สภาวะสมดุลทางชีวภาพ มีส่วนช่วยให้องค์ประกอบชนิดพันธุ์และจำนวนบุคคลใน biocenose มีความคงที่

เนื่องจากร่างกายทำงานและมีปฏิสัมพันธ์กับสิ่งแวดล้อมเป็นระบบเดียวซึ่งเป็นกระบวนการพื้นฐาน หลากหลายชนิดปฏิกิริยาชีวมวลมีความสัมพันธ์กันอย่างใกล้ชิด กลไกสภาวะสมดุลส่วนบุคคลจะถูกรวมและนำไปใช้ในปฏิกิริยาการปรับตัวแบบองค์รวมของร่างกายโดยรวม การรวมนี้เกิดขึ้นได้เนื่องจากกิจกรรม (ฟังก์ชัน) ของระบบบูรณาการด้านกฎระเบียบ (ประสาท, ต่อมไร้ท่อ, ภูมิคุ้มกัน) การเปลี่ยนแปลงที่รวดเร็วที่สุดในสถานะของวัตถุควบคุมนั้นมาจากระบบประสาทซึ่งสัมพันธ์กับความเร็วของกระบวนการเกิดขึ้นและการนำกระแสประสาท (จาก 0.2 ถึง 180 เมตรต่อวินาที) หน้าที่ควบคุมของระบบต่อมไร้ท่อเกิดขึ้นช้ากว่า เนื่องจากถูกจำกัดด้วยอัตราการหลั่งฮอร์โมนจากต่อมต่างๆ และการขนส่งในกระแสเลือด อย่างไรก็ตามผลของอิทธิพลต่อวัตถุควบคุม (อวัยวะ) ของฮอร์โมนที่สะสมอยู่ในนั้นจะนานกว่าการควบคุมทางประสาทมาก

ร่างกายเป็นระบบการดำรงชีวิตที่ควบคุมตนเอง เนื่องจากมีกลไกสภาวะสมดุลร่างกายจึงมีระบบควบคุมตนเองที่ซับซ้อน หลักการของการดำรงอยู่และการพัฒนาของระบบดังกล่าวได้รับการศึกษาโดยไซเบอร์เนติกส์ และระบบสิ่งมีชีวิต - โดยไซเบอร์เนติกส์ทางชีววิทยา

การควบคุมตนเองของระบบชีวภาพขึ้นอยู่กับหลักการโดยตรงและการป้อนกลับ

ข้อมูลเกี่ยวกับการเบี่ยงเบนของตัวแปรควบคุมจากระดับที่กำหนดจะถูกส่งผ่านช่องทางป้อนกลับไปยังตัวควบคุม และเปลี่ยนกิจกรรมในลักษณะที่ตัวแปรควบคุมกลับสู่ระดับดั้งเดิม (ดีที่สุด) (รูปที่ 122) ข้อเสนอแนะอาจเป็นเชิงลบ(เมื่อตัวแปรควบคุมเบี่ยงเบนไปในทิศทางบวก (เช่น การสังเคราะห์สารเพิ่มขึ้นมากเกินไป)) และวาง

ข้าว. 122. โครงการส่งตรงและตอบรับในสิ่งมีชีวิต:

P – สารควบคุม (ศูนย์ประสาท, ต่อมไร้ท่อ); RO – วัตถุควบคุม (เซลล์ เนื้อเยื่อ อวัยวะ) 1 – กิจกรรมการทำงานที่เหมาะสมที่สุดของ PO; 2 – ลดกิจกรรมการทำงานของ PO ด้วยการตอบรับเชิงบวก; 3 – เพิ่มกิจกรรมการทำงานของ PO พร้อมผลตอบรับเชิงลบ

ร่างกาย(เมื่อค่าควบคุมเบี่ยงเบนไปในทิศทางลบ (สารถูกสังเคราะห์ในปริมาณไม่เพียงพอ)) กลไกนี้รวมถึงกลไกหลายอย่างที่ซับซ้อนมากขึ้นเกิดขึ้น ระดับที่แตกต่างกันการจัดระบบทางชีววิทยา ตัวอย่างของการทำงานในระดับโมเลกุลคือการยับยั้งเอนไซม์สำคัญในระหว่างการสร้างผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายมากเกินไปหรือการปราบปรามการสังเคราะห์เอนไซม์ ในระดับเซลล์ กลไกโดยตรงและกลไกป้อนกลับช่วยให้แน่ใจว่าการควบคุมฮอร์โมนและความหนาแน่น (จำนวน) ที่เหมาะสมที่สุดของประชากรเซลล์ การแสดงโดยตรงและการตอบรับในระดับร่างกายคือการควบคุมระดับน้ำตาลในเลือด ในสิ่งมีชีวิต กลไกของการควบคุมและควบคุมอัตโนมัติ (ศึกษาโดยชีวไซเบอร์เนติกส์) มีความซับซ้อนเป็นพิเศษ ระดับความซับซ้อนจะช่วยเพิ่มระดับ "ความน่าเชื่อถือ" และความเสถียรของระบบสิ่งมีชีวิตที่เกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงสิ่งแวดล้อม

กลไกสภาวะสมดุลมีการทำซ้ำในระดับต่างๆ สิ่งนี้ใช้หลักการของการควบคุมระบบหลายวงจรโดยธรรมชาติ วงจรหลักแสดงโดยกลไกสภาวะสมดุลของเซลล์และเนื้อเยื่อมีลักษณะเป็นแบบอัตโนมัติในระดับสูง บทบาทหลักในการควบคุมกลไกสภาวะสมดุลของเซลล์และเนื้อเยื่อขึ้นอยู่กับปัจจัยทางพันธุกรรม อิทธิพลของรีเฟล็กซ์เฉพาะที่ สารเคมีและ การโต้ตอบการติดต่อระหว่างเซลล์

กลไกสภาวะสมดุลได้รับการเปลี่ยนแปลงที่สำคัญตลอดกระบวนการสร้างเซลล์ของมนุษย์ในสัปดาห์ที่ 2 หลังคลอดเท่านั้น

ข้าว. 123. ทางเลือกสำหรับการสูญเสียและการฟื้นฟูในร่างกาย

ปฏิกิริยาการป้องกันทางชีวภาพเข้ามามีบทบาท (เซลล์ถูกสร้างขึ้นที่ให้ภูมิคุ้มกันของเซลล์และร่างกาย) และประสิทธิภาพของพวกมันยังคงเพิ่มขึ้นเมื่ออายุ 10 ขวบ ในช่วงเวลานี้กลไกการป้องกันข้อมูลทางพันธุกรรมได้รับการปรับปรุงให้ดีขึ้นและวุฒิภาวะของระบบประสาทและระบบควบคุมต่อมไร้ท่อก็เพิ่มขึ้นเช่นกัน กลไกสภาวะสมดุลมีความน่าเชื่อถือสูงสุดในวัยผู้ใหญ่ เมื่อถึงช่วงสิ้นสุดของการพัฒนาและการเจริญเติบโตของร่างกาย (อายุ 19-24 ปี) การแก่ชราของร่างกายจะมาพร้อมกับประสิทธิภาพของกลไกทางพันธุกรรม โครงสร้าง สรีรวิทยาที่ลดลง และอิทธิพลด้านกฎระเบียบของระบบประสาทและต่อมไร้ท่อที่อ่อนแอลง

5. สภาวะสมดุล

สิ่งมีชีวิตสามารถกำหนดได้ว่าเป็นระบบเคมีกายภาพที่มีอยู่ในสิ่งแวดล้อมในสภาวะนิ่ง ความสามารถของระบบสิ่งมีชีวิตในการรักษาสภาวะนิ่งในสภาพแวดล้อมที่เปลี่ยนแปลงตลอดเวลาซึ่งเป็นตัวกำหนดความอยู่รอดของมัน เพื่อให้แน่ใจว่าสภาวะคงที่ สิ่งมีชีวิตทั้งหมด ตั้งแต่รูปร่างที่ง่ายที่สุดไปจนถึงสิ่งมีชีวิตที่ซับซ้อนที่สุด ได้พัฒนาการปรับตัวทางกายวิภาค สรีรวิทยา และพฤติกรรมที่หลากหลาย ซึ่งมีจุดประสงค์เดียว นั่นคือการรักษาความมั่นคงของสภาพแวดล้อมภายใน

แนวคิดที่ว่าความคงตัวของสภาพแวดล้อมภายในทำให้เกิดสภาวะที่เหมาะสมที่สุดสำหรับชีวิตและการสืบพันธุ์ของสิ่งมีชีวิตนั้น แสดงออกครั้งแรกในปี พ.ศ. 2400 โดยนักสรีรวิทยาชาวฝรั่งเศส คล็อด เบอร์นาร์ด ตลอดนั้น กิจกรรมทางวิทยาศาสตร์คล็อด เบอร์นาร์ดรู้สึกทึ่งกับความสามารถของสิ่งมีชีวิตในการควบคุมและรักษาพารามิเตอร์ทางสรีรวิทยา เช่น อุณหภูมิของร่างกายหรือปริมาณน้ำภายในขอบเขตที่ค่อนข้างแคบ เขาสรุปแนวคิดเรื่องการควบคุมตนเองซึ่งเป็นพื้นฐานของความมั่นคงทางสรีรวิทยาในรูปแบบของข้อความคลาสสิกในขณะนี้: “ความมั่นคงของสภาพแวดล้อมภายในเป็นสิ่งที่จำเป็นสำหรับชีวิตที่อิสระ”

Claude Bernard เน้นย้ำความแตกต่างระหว่างสภาพแวดล้อมภายนอกที่สิ่งมีชีวิตอาศัยอยู่กับสภาพแวดล้อมภายในที่พบเซลล์แต่ละเซลล์ และเขาเข้าใจถึงความสำคัญของการรักษาสภาพแวดล้อมภายในให้คงที่ ตัวอย่างเช่น สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมสามารถรักษาอุณหภูมิของร่างกายได้แม้จะมีความผันผวนก็ตาม อุณหภูมิโดยรอบ. ถ้ามันเย็นเกินไป สัตว์สามารถย้ายไปยังสถานที่ที่อบอุ่นกว่าหรือได้รับการปกป้องมากกว่านี้ และหากเป็นไปไม่ได้ กลไกการกำกับดูแลตนเองจะเข้ามามีบทบาท การเพิ่มอุณหภูมิของร่างกาย และป้องกันการสูญเสียความร้อน ความหมายในการปรับตัวของสิ่งนี้ก็คือร่างกายโดยรวมทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น เนื่องจากเซลล์ที่ประกอบขึ้นนั้นอยู่ในสภาพที่เหมาะสมที่สุด ระบบการควบคุมตนเองไม่เพียงทำงานในระดับร่างกายเท่านั้น แต่ยังทำงานในระดับเซลล์ด้วย สิ่งมีชีวิตคือผลรวมของเซลล์ที่เป็นส่วนประกอบ และการทำงานที่เหมาะสมที่สุดของสิ่งมีชีวิตโดยรวมนั้นขึ้นอยู่กับการทำงานที่เหมาะสมที่สุดของชิ้นส่วนที่เป็นส่วนประกอบ ระบบการจัดการตนเองใด ๆ จะรักษาความคงที่ขององค์ประกอบ - ทั้งในเชิงคุณภาพและเชิงปริมาณ ปรากฏการณ์นี้เรียกว่าสภาวะสมดุลและเป็นลักษณะทางชีววิทยาส่วนใหญ่และ ระบบสังคม. คำว่าสภาวะสมดุลถูกนำมาใช้ในปี 1932 โดยนักสรีรวิทยาชาวอเมริกัน วอลเตอร์ แคนนอน

สภาวะสมดุล(โฮโมโอกรีก - คล้ายกัน เหมือนกัน ภาวะชะงักงัน ความไม่สามารถเคลื่อนไหวได้) - ความคงตัวแบบไดนามิกสัมพัทธ์ของสภาพแวดล้อมภายใน (เลือด น้ำเหลือง ของเหลวในเนื้อเยื่อ) และความเสถียรของการทำงานทางสรีรวิทยาขั้นพื้นฐาน (การไหลเวียนของเลือด การหายใจ การควบคุมอุณหภูมิ การเผาผลาญ ฯลฯ .). ) ร่างกายมนุษย์และสัตว์ กลไกการควบคุมที่รักษาสถานะทางสรีรวิทยาหรือคุณสมบัติของเซลล์ อวัยวะ และระบบของสิ่งมีชีวิตทั้งหมดในระดับที่เหมาะสมเรียกว่าสภาวะสมดุล ในอดีตและทางพันธุกรรม แนวคิดของสภาวะสมดุลมีข้อกำหนดเบื้องต้นทางชีววิทยาและการแพทย์-ชีววิทยา ที่นั่นมีความสัมพันธ์กันเป็นกระบวนการสุดท้าย ซึ่งเป็นช่วงของชีวิตกับสิ่งมีชีวิตที่แยกจากกันหรือมนุษย์เป็นปรากฏการณ์ทางชีววิทยาล้วนๆ ความสมบูรณ์ของการดำรงอยู่และความจำเป็นในการบรรลุวัตถุประสงค์ - การสืบพันธุ์แบบของตัวเอง - ทำให้สามารถกำหนดกลยุทธ์การเอาชีวิตรอดของสิ่งมีชีวิตแต่ละชนิดผ่านแนวคิด "การอนุรักษ์" “การรักษาเสถียรภาพของโครงสร้างและการทำงาน” เป็นสาระสำคัญของสภาวะสมดุลใดๆ ที่ควบคุมโดยเครื่องควบคุมสภาวะสมดุลหรือการควบคุมตนเอง

ดังที่ทราบกันดีว่า เซลล์ที่มีชีวิตแสดงถึงระบบเคลื่อนที่และควบคุมตนเอง องค์กรภายในได้รับการสนับสนุนจากกระบวนการที่กระตือรือร้นซึ่งมุ่งเป้าไปที่การจำกัด ป้องกัน หรือขจัดการเปลี่ยนแปลงที่เกิดจากอิทธิพลต่างๆ จากสภาพแวดล้อมภายนอกและภายใน ความสามารถในการกลับสู่สถานะเดิมหลังจากการเบี่ยงเบนจากระดับเฉลี่ยที่เกิดจากปัจจัย "รบกวน" อย่างใดอย่างหนึ่งเป็นคุณสมบัติหลักของเซลล์ สิ่งมีชีวิตหลายเซลล์เป็นองค์กรหนึ่งซึ่งมีองค์ประกอบของเซลล์ที่มีความเชี่ยวชาญในการทำหน้าที่ต่างๆ ปฏิสัมพันธ์ภายในร่างกายดำเนินการโดยกลไกการกำกับดูแลที่ซับซ้อน การประสานงานและความสัมพันธ์กับปัจจัยทางประสาท ร่างกาย เมตาบอลิซึม และปัจจัยอื่น ๆ กลไกหลายอย่างที่ควบคุมความสัมพันธ์ภายในและระหว่างเซลล์ ในบางกรณี มีผลตรงกันข้ามกันซึ่งทำให้เกิดความสมดุลระหว่างกัน สิ่งนี้นำไปสู่การสร้างภูมิหลังทางสรีรวิทยาที่เคลื่อนที่ได้ (ความสมดุลทางสรีรวิทยา) ในร่างกายและช่วยให้ระบบสิ่งมีชีวิตสามารถรักษาความมั่นคงแบบไดนามิกสัมพัทธ์ได้ แม้ว่าสภาพแวดล้อมจะเปลี่ยนแปลงและการเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นในช่วงชีวิตของสิ่งมีชีวิตก็ตาม

จากการวิจัยแสดงให้เห็นว่า วิธีการควบคุมที่มีอยู่ในสิ่งมีชีวิตมีความคล้ายคลึงกันหลายประการกับอุปกรณ์ควบคุมในระบบที่ไม่มีชีวิต เช่น เครื่องจักร ในทั้งสองกรณี ความมั่นคงจะเกิดขึ้นได้ผ่านรูปแบบการจัดการบางอย่าง

แนวคิดเรื่องสภาวะสมดุลไม่สอดคล้องกับแนวคิดเรื่องความสมดุลที่มั่นคง (ไม่ผันผวน) ในร่างกาย - หลักการของความสมดุลไม่สามารถใช้ได้กับกระบวนการทางสรีรวิทยาและชีวเคมีที่ซับซ้อนที่เกิดขึ้นในระบบสิ่งมีชีวิต นอกจากนี้ยังไม่ถูกต้องที่จะเปรียบเทียบสภาวะสมดุลกับความผันผวนของจังหวะในสภาพแวดล้อมภายใน สภาวะสมดุลในความหมายกว้างๆ ครอบคลุมถึงประเด็นของวงจรและระยะของปฏิกิริยา การชดเชย การควบคุมและการควบคุมตนเองของการทำงานทางสรีรวิทยา พลวัตของการพึ่งพาซึ่งกันและกันของระบบประสาท ร่างกาย และส่วนประกอบอื่นๆ ของกระบวนการกำกับดูแล ขอบเขตของสภาวะสมดุลสามารถเข้มงวดและยืดหยุ่นได้ โดยเปลี่ยนแปลงขึ้นอยู่กับอายุ เพศ สังคม อาชีพ และเงื่อนไขอื่นๆ ของแต่ละบุคคล

สิ่งที่สำคัญที่สุดสำหรับชีวิตของร่างกายคือความคงที่ขององค์ประกอบของเลือด - พื้นฐานของของเหลวในร่างกาย (เมทริกซ์ของไหล) ดังที่ W. Cannon วางไว้ เป็นที่ทราบกันดีถึงความเสถียรของปฏิกิริยาแอคทีฟ (pH) แรงดันออสโมติก อัตราส่วนของอิเล็กโทรไลต์ (โซเดียม แคลเซียม คลอรีน แมกนีเซียม ฟอสฟอรัส) ปริมาณกลูโคส จำนวนองค์ประกอบที่เกิดขึ้น เป็นต้น ตัวอย่างเช่น ค่า pH ของเลือด ตามกฎแล้วจะไม่เปลี่ยนแปลงเกิน 7.35-7.47 แม้แต่ความผิดปกติที่รุนแรงของการเผาผลาญกรดเบสที่มีการสะสมทางพยาธิวิทยาของกรดในของเหลวในเนื้อเยื่อเช่นในภาวะกรดในเบาหวานก็มีผลน้อยมากต่อปฏิกิริยาของเลือดที่ใช้งานอยู่ แม้ว่าแรงดันออสโมติกของเลือดและของเหลวในเนื้อเยื่ออาจมีความผันผวนอย่างต่อเนื่องเนื่องจากมีปริมาณผลิตภัณฑ์ที่มีฤทธิ์ออสโมติกในการเผาผลาญสิ่งของคั่นระหว่างหน้าอย่างต่อเนื่อง แต่ก็ยังอยู่ในระดับหนึ่งและเปลี่ยนแปลงภายใต้สภาวะทางพยาธิวิทยาที่รุนแรงบางอย่างเท่านั้น การรักษาแรงดันออสโมติกให้คงที่มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการเผาผลาญน้ำและการรักษาสมดุลของไอออนิกในร่างกาย ความเข้มข้นของโซเดียมไอออนในสภาพแวดล้อมภายในจะคงที่มากที่สุด ปริมาณอิเล็กโทรไลต์อื่นๆ ยังแตกต่างกันไปภายในขีดจำกัดที่แคบ การมีอยู่ของตัวรับออสโมเรเตอร์จำนวนมากในเนื้อเยื่อและอวัยวะ รวมถึงในการก่อตัวของประสาทส่วนกลาง (ไฮโปธาลามัส ฮิบโปแคมปัส) และระบบที่ประสานงานกันของตัวควบคุมเมแทบอลิซึมของน้ำและองค์ประกอบของไอออน ช่วยให้ร่างกายสามารถกำจัดการเปลี่ยนแปลงของแรงดันออสโมติกของ เลือดที่เกิดขึ้น เช่น เมื่อมีการนำน้ำเข้าสู่ร่างกาย

แม้ว่าเลือดจะเป็นตัวแทนของสภาพแวดล้อมภายในร่างกายโดยทั่วไป แต่เซลล์ของอวัยวะและเนื้อเยื่อไม่ได้สัมผัสโดยตรงกับเลือด ในสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์ แต่ละอวัยวะมีสภาพแวดล้อมภายในของตัวเอง (สภาพแวดล้อมจุลภาค) ซึ่งสอดคล้องกับลักษณะโครงสร้างและหน้าที่ของมัน และสภาวะปกติของอวัยวะต่างๆ ขึ้นอยู่กับองค์ประกอบทางเคมี เคมีกายภาพ ชีวภาพ และคุณสมบัติอื่น ๆ ของสภาพแวดล้อมจุลภาคนี้ สภาวะสมดุลของมันถูกกำหนดโดยสถานะการทำงานของสิ่งกีดขวางทางจุลพยาธิวิทยาและการซึมผ่านของสิ่งกีดขวางในทิศทางของของเหลวในเนื้อเยื่อเลือด ของเหลวในเนื้อเยื่อ - เลือด

ความคงตัวของสภาพแวดล้อมภายในสำหรับกิจกรรมของระบบประสาทส่วนกลางมีความสำคัญเป็นพิเศษ: แม้แต่การเปลี่ยนแปลงทางเคมีและเคมีกายภาพเล็กน้อยที่เกิดขึ้นในน้ำไขสันหลัง, glia และช่องว่างในเซลล์ก็สามารถทำให้เกิดการหยุดชะงักอย่างรุนแรงในการไหลของกระบวนการสำคัญในเซลล์ประสาทแต่ละตัว หรือในวงดนตรีของพวกเขา ระบบชีวเคมีที่ซับซ้อน รวมถึงกลไกทางระบบประสาท ชีวเคมี การไหลเวียนโลหิต และกลไกการควบคุมอื่นๆ เป็นระบบที่รับรองระดับความดันโลหิตที่เหมาะสม ในกรณีนี้ ขีดจำกัดบนของระดับความดันโลหิตจะกำหนดโดยการทำงานของตัวรับความรู้สึกของระบบหลอดเลือดของร่างกาย และขีดจำกัดล่างจะกำหนดโดยความต้องการการจัดหาโลหิตของร่างกาย

กลไกสภาวะสมดุลที่ก้าวหน้าที่สุดในร่างกายของสัตว์และมนุษย์ชั้นสูง ได้แก่ กระบวนการควบคุมอุณหภูมิ ในสัตว์ที่ให้ความร้อนตามธรรมชาติจะมีความผันผวนของอุณหภูมิภายในร่างกายมากที่สุด การเปลี่ยนแปลงอย่างกะทันหันอุณหภูมิโดยรอบไม่เกินสิบองศา

บทบาทของการจัดระเบียบของอุปกรณ์ประสาท (หลักการของระบบประสาท) เป็นรากฐานของแนวคิดที่เป็นที่รู้จักอย่างกว้างขวางเกี่ยวกับสาระสำคัญของหลักการของสภาวะสมดุล อย่างไรก็ตาม ทั้งหลักการที่โดดเด่นหรือทฤษฎีของฟังก์ชันอุปสรรค หรือกลุ่มอาการการปรับตัวทั่วไป หรือทฤษฎีของระบบการทำงาน หรือการควบคุมสภาวะสมดุลของสภาวะสมดุลในสภาวะสมดุล และทฤษฎีอื่น ๆ อีกมากมายไม่สามารถแก้ปัญหาของสภาวะสมดุลได้อย่างสมบูรณ์

ในบางกรณีแนวคิดเรื่องสภาวะสมดุลไม่ได้ถูกนำมาใช้อย่างถูกกฎหมายทั้งหมดเพื่ออธิบายสถานะทางสรีรวิทยากระบวนการและแม้แต่ปรากฏการณ์ทางสังคมที่แยกจากกัน. นี่คือวิธีที่คำว่า "ภูมิคุ้มกันวิทยา", "อิเล็กโทรไลต์", "ระบบ", "โมเลกุล", "เคมีกายภาพ", "สภาวะสมดุลทางพันธุกรรม" ฯลฯ ปรากฏในวรรณกรรม มีการพยายามลดปัญหาสภาวะสมดุลให้เป็นไปตามหลักการควบคุมตนเอง ตัวอย่างของการแก้ปัญหาสภาวะสมดุลจากมุมมองของไซเบอร์เนติกส์คือความพยายามของ Ashby (W.R. Ashby, 1948) ในการสร้างอุปกรณ์ควบคุมตนเองที่จำลองความสามารถของสิ่งมีชีวิตในการรักษาระดับของปริมาณที่แน่นอนภายในขีดจำกัดที่ยอมรับได้ทางสรีรวิทยา

ในทางปฏิบัติ นักวิจัยและแพทย์ต้องเผชิญกับคำถามในการประเมินความสามารถในการปรับตัว (ปรับตัว) หรือการชดเชยของร่างกาย กฎระเบียบ การเสริมสร้างความเข้มแข็งและการเคลื่อนย้าย และการทำนายการตอบสนองของร่างกายต่ออิทธิพลที่รบกวน ความไม่แน่นอนทางพืชบางสภาวะซึ่งเกิดจากกลไกการควบคุมไม่เพียงพอ มากเกินไปหรือไม่เพียงพอ ถือเป็น "โรคของสภาวะสมดุล" ตามแบบแผนบางประการ สิ่งเหล่านี้อาจรวมถึงการรบกวนการทำงานในการทำงานปกติของร่างกายที่เกี่ยวข้องกับความชรา การบังคับปรับโครงสร้างจังหวะทางชีวภาพ ปรากฏการณ์บางอย่างของดีสโทเนียทางพืช ปฏิกิริยาที่มากเกินไปและน้อยเกินไปภายใต้อิทธิพลที่ตึงเครียดและรุนแรง เป็นต้น

เพื่อประเมินสถานะของกลไกสภาวะสมดุลในการทดลองทางสรีรวิทยาและในทางปฏิบัติทางคลินิก จะใช้การทดสอบการทำงานในปริมาณต่างๆ (เย็น ความร้อน อะดรีนาลีน อินซูลิน เมซาโทน ฯลฯ) พร้อมการกำหนดอัตราส่วนของสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพ (ฮอร์โมน สารไกล่เกลี่ย สารเมตาบอไลต์ ) ในเลือดและปัสสาวะ ฯลฯ .d.

กลไกทางชีวฟิสิกส์ของสภาวะสมดุล

จากมุมมองของชีวฟิสิกส์เคมี สภาวะสมดุลเป็นสภาวะที่กระบวนการทั้งหมดที่รับผิดชอบในการเปลี่ยนแปลงพลังงานในร่างกายอยู่ในสมดุลแบบไดนามิก สถานะนี้มีความเสถียรที่สุดและสอดคล้องกับความเหมาะสมทางสรีรวิทยา ตามแนวคิดของอุณหพลศาสตร์สิ่งมีชีวิตและเซลล์สามารถดำรงอยู่และปรับให้เข้ากับสภาพแวดล้อมซึ่งสามารถสร้างกระบวนการทางกายภาพและเคมีที่คงที่ในระบบชีวภาพได้เช่น สภาวะสมดุล บทบาทหลักในการสร้างสภาวะสมดุลอยู่ที่ระบบเยื่อหุ้มเซลล์เป็นหลัก ซึ่งมีหน้าที่รับผิดชอบในกระบวนการพลังงานชีวภาพและควบคุมอัตราการเข้าและการปล่อยสารโดยเซลล์

จากมุมมองนี้ สาเหตุหลักของความผิดปกติคือปฏิกิริยาที่ไม่ใช่เอนไซม์ที่เกิดขึ้นในเยื่อหุ้มเซลล์ ซึ่งผิดปกติในชีวิตปกติ ในกรณีส่วนใหญ่นี่คือ ปฏิกิริยาลูกโซ่ออกซิเดชันที่เกี่ยวข้องกับอนุมูลอิสระที่เกิดขึ้นในเซลล์ฟอสโฟลิปิด ปฏิกิริยาเหล่านี้นำไปสู่ความเสียหายต่อองค์ประกอบโครงสร้างของเซลล์และการหยุดชะงักของหน้าที่ด้านกฎระเบียบ ปัจจัยที่ทำให้เกิดการหยุดชะงักของสภาวะสมดุลยังรวมถึงสารที่ก่อให้เกิดอนุมูลอิสระ เช่น รังสีไอออไนซ์ สารพิษจากการติดเชื้อ อาหารบางชนิด นิโคติน รวมถึงการขาดวิตามิน เป็นต้น

ปัจจัยหลักประการหนึ่งที่ทำให้สภาวะสมดุลและการทำงานของเมมเบรนมีความเสถียรคือสารต้านอนุมูลอิสระทางชีวภาพซึ่งยับยั้งการเกิดปฏิกิริยาอนุมูลอิสระ

คุณสมบัติที่เกี่ยวข้องกับอายุของสภาวะสมดุลในเด็ก

ความคงตัวของสภาพแวดล้อมภายในของร่างกายและความมั่นคงสัมพัทธ์ของตัวบ่งชี้ทางกายภาพและทางเคมีในวัยเด็กนั้นได้รับการรับรองโดยความเด่นที่เด่นชัดของกระบวนการเมตาบอลิซึมของอะนาโบลิกมากกว่ากระบวนการแบบ catabolic นี่เป็นเงื่อนไขที่ขาดไม่ได้สำหรับการเจริญเติบโตและทำให้ร่างกายของเด็กแตกต่างจากร่างกายของผู้ใหญ่ซึ่งความเข้มข้นของกระบวนการเผาผลาญอยู่ในสภาวะสมดุลแบบไดนามิก ในเรื่องนี้การควบคุมระบบประสาทต่อมไร้ท่อของสภาวะสมดุลของร่างกายเด็กนั้นมีความเข้มข้นมากกว่าในผู้ใหญ่ แต่ละช่วงอายุมีลักษณะเฉพาะของกลไกสภาวะสมดุลและกฎระเบียบ ดังนั้น เด็กจึงมีแนวโน้มมากกว่าผู้ใหญ่ที่จะเผชิญกับภาวะสมดุลสมดุลอย่างรุนแรง ซึ่งมักเป็นอันตรายถึงชีวิต ความผิดปกติเหล่านี้มักเกี่ยวข้องกับการยังไม่บรรลุนิติภาวะของการทำงานของสภาวะสมดุลของไตโดยมีความผิดปกติของระบบทางเดินอาหารหรือการทำงานของระบบทางเดินหายใจของปอด

การเจริญเติบโตของเด็กซึ่งแสดงออกโดยการเพิ่มมวลของเซลล์นั้นมาพร้อมกับการเปลี่ยนแปลงที่ชัดเจนในการกระจายตัวของของเหลวในร่างกาย ปริมาตรที่เพิ่มขึ้นอย่างแน่นอนของของเหลวนอกเซลล์จะช้ากว่าอัตราการเพิ่มของน้ำหนักโดยรวม ดังนั้นปริมาตรสัมพัทธ์ของสภาพแวดล้อมภายในซึ่งแสดงเป็นเปอร์เซ็นต์ของน้ำหนักตัวจึงลดลงตามอายุ การพึ่งพาอาศัยกันนี้เด่นชัดโดยเฉพาะในปีแรกหลังคลอด ในเด็กโต อัตราการเปลี่ยนแปลงปริมาตรสัมพัทธ์ของของเหลวนอกเซลล์จะลดลง ระบบควบคุมความคงตัวของปริมาตรของเหลว (การควบคุมปริมาตร) ให้การชดเชยความเบี่ยงเบนในสมดุลของน้ำภายในขอบเขตที่ค่อนข้างแคบ การให้ความชุ่มชื้นของเนื้อเยื่อในระดับสูงในทารกแรกเกิดและเด็ก อายุยังน้อยกำหนดความต้องการน้ำของเด็ก (ต่อหน่วยน้ำหนักตัว) สูงกว่าผู้ใหญ่อย่างมาก การสูญเสียน้ำหรือข้อจำกัดอย่างรวดเร็วนำไปสู่การเกิดภาวะขาดน้ำเนื่องจากส่วนนอกเซลล์ เช่น สภาพแวดล้อมภายใน ในเวลาเดียวกันไตซึ่งเป็นอวัยวะบริหารหลักในระบบปริมาตรไม่ได้ช่วยประหยัดน้ำ ปัจจัยจำกัดของการควบคุมคือความยังไม่บรรลุนิติภาวะของระบบท่อไต คุณลักษณะที่สำคัญของการควบคุมสภาวะสมดุลของระบบประสาทต่อมไร้ท่อในทารกแรกเกิดและเด็กเล็กคือการหลั่งและการขับถ่ายของอัลโดสเตอโรนที่ค่อนข้างสูงในไต ซึ่งมีผลกระทบโดยตรงต่อสถานะความชุ่มชื้นของเนื้อเยื่อและการทำงานของท่อไต

การควบคุมความดันออสโมติกของพลาสมาในเลือดและของเหลวนอกเซลล์ในเด็กก็มีจำกัดเช่นกัน ออสโมลาริตีของสภาพแวดล้อมภายในผันผวนในช่วงที่กว้างกว่า ( 50 mOsm/l) , มากกว่าผู้ใหญ่

( 6 โมออสม์/ลิตร) . เนื่องจากพื้นที่ผิวลำตัวใหญ่ขึ้นต่อน้ำหนัก 1 กิโลกรัม น้ำหนักและด้วยเหตุนี้การสูญเสียน้ำอย่างมีนัยสำคัญระหว่างการหายใจรวมถึงการที่กลไกไตของความเข้มข้นของปัสสาวะในเด็กยังไม่บรรลุนิติภาวะ การรบกวนของสภาวะสมดุลซึ่งแสดงออกโดยภาวะออสโมซิสเกินนั้นพบได้บ่อยในเด็กในช่วงทารกแรกเกิดและเดือนแรกของชีวิต ในวัยสูงอายุภาวะ hypoosmosis เริ่มมีอิทธิพลเหนือซึ่งส่วนใหญ่เกี่ยวข้องกับโรคระบบทางเดินอาหารหรือไต การศึกษาน้อยคือการควบคุมไอออนิกของสภาวะสมดุลซึ่งเกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับกิจกรรมของไตและธรรมชาติของโภชนาการ

ก่อนหน้านี้เชื่อกันว่าปัจจัยหลักที่กำหนดความดันออสโมติกของของเหลวนอกเซลล์คือความเข้มข้นของโซเดียม แต่การศึกษาล่าสุดแสดงให้เห็นว่าไม่มีความสัมพันธ์กันอย่างใกล้ชิดระหว่างปริมาณโซเดียมในพลาสมาในเลือดกับค่าของความดันออสโมติกทั้งหมด ในพยาธิวิทยา ข้อยกเว้นคือความดันโลหิตสูงในพลาสมา ดังนั้น การบำบัดสภาวะสมดุลโดยการบริหารสารละลายเกลือกลูโคสจึงจำเป็นต้องมีการตรวจสอบไม่เพียงแต่ปริมาณโซเดียมในซีรั่มหรือพลาสมาในเลือดเท่านั้น แต่ยังรวมถึงการเปลี่ยนแปลงในออสโมลาริตีรวมของของเหลวนอกเซลล์ด้วย ความสำคัญอย่างยิ่งความเข้มข้นของน้ำตาลและยูเรียมีบทบาทในการรักษาแรงดันออสโมติกทั่วไปในสภาพแวดล้อมภายใน เนื้อหาของสารออกฤทธิ์ออสโมติกเหล่านี้และผลต่อการเผาผลาญเกลือน้ำสามารถเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วในสภาวะทางพยาธิวิทยาหลายอย่าง ดังนั้นในกรณีที่เกิดการรบกวนสภาวะสมดุลจึงจำเป็นต้องตรวจสอบความเข้มข้นของน้ำตาลและยูเรีย เนื่องจากสิ่งที่กล่าวมาข้างต้นในเด็กเล็กหากมีการละเมิดระบบเกลือของน้ำและโปรตีนอาจทำให้เกิดภาวะไขมันในเลือดสูงหรือภาวะ hypoosmosis ที่แฝงอยู่ภาวะน้ำตาลในเลือดสูงอาจเกิดขึ้นได้

ตัวบ่งชี้สำคัญที่แสดงถึงสภาวะสมดุลในเด็กคือความเข้มข้นของไอออนไฮโดรเจนในเลือดและของเหลวนอกเซลล์ ในช่วงฝากครรภ์และหลังคลอดช่วงต้น การควบคุมความสมดุลของกรดเบสมีความสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับระดับความอิ่มตัวของออกซิเจนในเลือด ซึ่งอธิบายได้จากความเด่นของสัมพัทธ์ของไกลโคไลซิสแบบไม่ใช้ออกซิเจนในกระบวนการพลังงานชีวภาพ ยิ่งไปกว่านั้น ภาวะขาดออกซิเจนในระดับปานกลางในทารกในครรภ์ก็มาพร้อมกับการสะสมของกรดแลคติคในเนื้อเยื่อ นอกจากนี้ การทำงานที่ยังไม่บรรลุนิติภาวะของกรดในไตยังสร้างข้อกำหนดเบื้องต้นสำหรับการพัฒนาของภาวะความเป็นกรดใน "ทางสรีรวิทยา" (การเปลี่ยนแปลงสมดุลของกรด-เบสในร่างกายไปสู่การเพิ่มขึ้นของจำนวนแอนไอออนของกรด) เนื่องจากลักษณะเฉพาะของสภาวะสมดุลทารกแรกเกิดจึงมักประสบกับความผิดปกติที่อยู่ระหว่างทางสรีรวิทยาและพยาธิวิทยา

การปรับโครงสร้างของระบบประสาทต่อมไร้ท่อในช่วงวัยแรกรุ่น (วัยแรกรุ่น) ก็เกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงของสภาวะสมดุลเช่นกัน อย่างไรก็ตาม การทำงานของอวัยวะบริหาร (ไต, ปอด) จะถึงระดับสูงสุดของวุฒิภาวะในวัยนี้ ดังนั้นกลุ่มอาการหรือโรคของสภาวะสมดุลที่รุนแรงจึงหาได้ยาก และบ่อยครั้งที่เรากำลังพูดถึงการเปลี่ยนแปลงที่ได้รับการชดเชยในการเผาผลาญ ซึ่งสามารถตรวจพบได้เท่านั้น ด้วยการตรวจเลือดทางชีวเคมี ในคลินิกเพื่อระบุลักษณะของสภาวะสมดุลในเด็กจำเป็นต้องตรวจสอบตัวบ่งชี้ต่อไปนี้: ฮีมาโตคริต, ความดันออสโมติกทั้งหมด, ปริมาณโซเดียม, โพแทสเซียม, น้ำตาล, ไบคาร์บอเนตและยูเรียในเลือดตลอดจน pH ในเลือด, p0 2 และ pCO 2.

คุณสมบัติของสภาวะสมดุลในวัยชราและวัยชรา

ปริมาณสภาวะสมดุลในระดับเดียวกันต่างกัน ช่วงอายุได้รับการสนับสนุนจากการเปลี่ยนแปลงต่างๆ ในระบบการกำกับดูแล ตัวอย่างเช่น ระดับความดันโลหิตในคนหนุ่มสาวจะคงที่เนื่องมาจากการส่งออกของหัวใจที่สูงขึ้นและความต้านทานต่อหลอดเลือดส่วนปลายโดยรวมต่ำ และในผู้สูงอายุและวัยชรา - เนื่องจากความต้านทานต่ออุปกรณ์ต่อพ่วงโดยรวมที่สูงขึ้นและการส่งออกของหัวใจลดลง ในช่วงอายุที่มากขึ้นของร่างกาย ความคงที่ของการทำงานทางสรีรวิทยาที่สำคัญที่สุดจะคงอยู่ในสภาวะที่ความน่าเชื่อถือลดลง และลดช่วงของการเปลี่ยนแปลงทางสรีรวิทยาที่เป็นไปได้ในสภาวะสมดุล การรักษาสภาวะสมดุลแบบสัมพัทธ์ในระหว่างการเปลี่ยนแปลงโครงสร้าง เมตาบอลิซึม และการทำงานที่สำคัญนั้นเกิดขึ้นได้จากข้อเท็จจริงที่ว่าไม่เพียงแต่การสูญพันธุ์ การหยุดชะงัก และการย่อยสลายเท่านั้นที่เกิดขึ้นพร้อมๆ กัน แต่ยังรวมถึงการพัฒนากลไกการปรับตัวที่เฉพาะเจาะจงด้วย ด้วยเหตุนี้ จึงรักษาระดับน้ำตาลในเลือด ค่า pH ในเลือด ความดันออสโมติก ศักยภาพของเยื่อหุ้มเซลล์ ฯลฯ ให้คงที่

สิ่งสำคัญที่สำคัญในการรักษาสภาวะสมดุลในระหว่างกระบวนการชราคือการเปลี่ยนแปลงกลไกของการควบคุมระบบประสาทการเพิ่มความไวของเนื้อเยื่อต่อการทำงานของฮอร์โมนและผู้ไกล่เกลี่ยกับพื้นหลังของอิทธิพลทางประสาทที่อ่อนแอลง

เมื่ออายุมากขึ้นของร่างกายการทำงานของหัวใจการระบายอากาศในปอดการแลกเปลี่ยนก๊าซการทำงานของไตการหลั่งของต่อมย่อยอาหารการทำงานของต่อมไร้ท่อการเผาผลาญ ฯลฯ เปลี่ยนแปลงอย่างมีนัยสำคัญ การเปลี่ยนแปลงเหล่านี้สามารถมีลักษณะเป็น homeoresis - วิถีธรรมชาติ (ไดนามิก) ของการเปลี่ยนแปลงความเข้มของการเผาผลาญและการทำงานทางสรีรวิทยาตามอายุเมื่อเวลาผ่านไป ความสำคัญของการเปลี่ยนแปลงที่เกี่ยวข้องกับอายุเป็นสิ่งสำคัญมากในการระบุลักษณะกระบวนการชราของบุคคลและกำหนดอายุทางชีวภาพของเขา

ในวัยชราและวัยชรา ศักยภาพทั่วไปของกลไกการปรับตัวจะลดลง ดังนั้นในวัยชรา ภายใต้ภาระที่เพิ่มขึ้น ความเครียด และสถานการณ์อื่น ๆ โอกาสที่กลไกการปรับตัวจะล้มเหลวและการหยุดชะงักของสภาวะสมดุลจะเพิ่มขึ้น ความน่าเชื่อถือที่ลดลงของกลไกสภาวะสมดุลนี้เป็นหนึ่งในข้อกำหนดเบื้องต้นที่สำคัญที่สุดสำหรับการพัฒนาความผิดปกติทางพยาธิวิทยาในวัยชรา

ดังนั้นสภาวะสมดุลจึงเป็นแนวคิดสำคัญที่รวมกันทั้งทางหน้าที่และทางสัณฐานวิทยา ระบบหัวใจและหลอดเลือด ระบบหายใจ ระบบไต เมแทบอลิซึมของน้ำ-อิเล็กโทรไลต์ ความสมดุลของกรด-เบส.

วัตถุประสงค์หลัก ของระบบหัวใจและหลอดเลือด – การจัดหาและกระจายเลือดไปทั่วสระจุลภาคทั้งหมด ปริมาณเลือดที่ออกจากหัวใจใน 1 นาทีคือปริมาตรนาที อย่างไรก็ตาม หน้าที่ของระบบหัวใจและหลอดเลือดไม่ใช่แค่การรักษาปริมาตรนาทีที่กำหนดและกระจายไปตามสระเท่านั้น แต่ยังเปลี่ยนปริมาตรนาทีให้สอดคล้องกับการเปลี่ยนแปลงของความต้องการเนื้อเยื่อในสถานการณ์ต่างๆ

หน้าที่หลักของเลือดคือการขนส่งออกซิเจน ผู้ป่วยที่ได้รับการผ่าตัดจำนวนมากประสบกับภาวะหัวใจล้มเหลวเฉียบพลัน ซึ่งทำให้การส่งออกซิเจนไปยังเนื้อเยื่อลดลง และอาจทำให้เซลล์ อวัยวะ และแม้แต่ทั้งร่างกายเสียชีวิตได้ ดังนั้นการประเมินการทำงานของระบบหัวใจและหลอดเลือดควรคำนึงถึงไม่เพียง แต่ปริมาตรนาทีเท่านั้น แต่ยังรวมถึงปริมาณออกซิเจนไปยังเนื้อเยื่อและความต้องการด้วย

วัตถุประสงค์หลัก ระบบทางเดินหายใจ – รับประกันการแลกเปลี่ยนก๊าซอย่างเพียงพอระหว่างร่างกายและสิ่งแวดล้อมด้วยอัตรากระบวนการเผาผลาญที่เปลี่ยนแปลงตลอดเวลา ฟังก์ชั่นปกติระบบทางเดินหายใจคือการรักษาระดับออกซิเจนและคาร์บอนไดออกไซด์ในเลือดแดงให้คงที่ โดยมีความต้านทานของหลอดเลือดในการไหลเวียนของปอดเป็นปกติ และมีค่าใช้จ่ายด้านพลังงานตามปกติสำหรับการทำงานของระบบทางเดินหายใจ

ระบบนี้เชื่อมโยงอย่างใกล้ชิดกับระบบอื่นๆ และโดยหลักแล้วคือระบบหัวใจและหลอดเลือด การทำงานของระบบทางเดินหายใจ ได้แก่ การระบายอากาศ การไหลเวียนของปอด การแพร่กระจายของก๊าซผ่านเยื่อหุ้มถุงลม-เส้นเลือดฝอย การลำเลียงก๊าซโดยการหายใจของเลือดและเนื้อเยื่อ

ฟังก์ชั่น ระบบไต : ไตเป็นอวัยวะหลักที่ออกแบบมาเพื่อรักษาความสม่ำเสมอของสภาวะทางกายภาพและทางเคมีในร่างกาย หน้าที่หลักของพวกเขาคือการขับถ่าย ประกอบด้วย: การควบคุมสมดุลของน้ำและอิเล็กโทรไลต์ การรักษาสมดุลของกรดเบส และการกำจัดผลิตภัณฑ์เมตาบอลิซึมของโปรตีนและไขมันออกจากร่างกาย

ฟังก์ชั่น เมแทบอลิซึมของน้ำและอิเล็กโทรไลต์ : น้ำในร่างกายมีบทบาทในการขนส่ง โดยเติมเซลล์ สิ่งของคั่นระหว่างหน้า (ตัวกลาง) และช่องว่างของหลอดเลือด เป็นตัวทำละลายของเกลือ คอลลอยด์ และคริสตัลลอยด์ และมีส่วนร่วมในปฏิกิริยาทางชีวเคมี ของเหลวทางชีวเคมีทั้งหมดเป็นอิเล็กโทรไลต์ เนื่องจากเกลือและคอลลอยด์ที่ละลายในน้ำอยู่ในสถานะแยกตัวออกจากกัน เป็นไปไม่ได้ที่จะแสดงรายการฟังก์ชั่นทั้งหมดของอิเล็กโทรไลต์ แต่หน้าที่หลักคือ: รักษาแรงดันออสโมติก, รักษาปฏิกิริยาของสภาพแวดล้อมภายใน, มีส่วนร่วมในปฏิกิริยาทางชีวเคมี

วัตถุประสงค์หลัก ความสมดุลของกรดเบส คือการรักษาค่า pH ของของเหลวในร่างกายให้คงที่เพื่อเป็นพื้นฐานสำหรับปฏิกิริยาทางชีวเคมีตามปกติ ดังนั้นจึงเป็นกิจกรรมของชีวิต การเผาผลาญเกิดขึ้นกับการมีส่วนร่วมที่ขาดไม่ได้ของระบบเอนไซม์ซึ่งกิจกรรมนั้นขึ้นอยู่กับปฏิกิริยาทางเคมีของอิเล็กโทรไลต์อย่างใกล้ชิด เมื่อรวมกับการเผาผลาญน้ำ-อิเล็กโทรไลต์ ความสมดุลของกรด-เบสจะมีบทบาทสำคัญในการเรียงลำดับปฏิกิริยาทางชีวเคมี ระบบบัฟเฟอร์และระบบทางสรีรวิทยาต่างๆ ของร่างกายมีส่วนร่วมในการควบคุมสมดุลของกรด-เบส

สภาวะสมดุล

Homeostasis, homeorez, homeomorphosis - ลักษณะเฉพาะของสภาวะของร่างกายสาระสำคัญที่เป็นระบบของสิ่งมีชีวิตนั้นแสดงออกมาเป็นหลักในความสามารถในการควบคุมตนเองในสภาพแวดล้อมที่เปลี่ยนแปลงอย่างต่อเนื่อง เนื่องจากอวัยวะและเนื้อเยื่อทั้งหมดของร่างกายประกอบด้วยเซลล์ ซึ่งแต่ละเซลล์เป็นสิ่งมีชีวิตที่ค่อนข้างเป็นอิสระ สถานะของสภาพแวดล้อมภายในของร่างกายมนุษย์จึงมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการทำงานตามปกติ สำหรับร่างกายมนุษย์ - สัตว์บก - สิ่งแวดล้อมประกอบด้วยบรรยากาศและชีวมณฑล ในขณะที่มันมีปฏิสัมพันธ์ในระดับหนึ่งกับเปลือกโลก ไฮโดรสเฟียร์ และนูสเฟียร์ ในเวลาเดียวกัน เซลล์ส่วนใหญ่ของร่างกายมนุษย์ถูกแช่อยู่ในสภาพแวดล้อมที่เป็นของเหลว ซึ่งมีเลือด น้ำเหลือง และของเหลวระหว่างเซลล์เป็นตัวแทน เฉพาะเนื้อเยื่อจำนวนเต็มเท่านั้นที่มีปฏิกิริยาโต้ตอบโดยตรง ล้อมรอบบุคคลสภาพแวดล้อม เซลล์อื่นๆ ทั้งหมดจะถูกแยกออกจาก นอกโลกซึ่งช่วยให้ร่างกายสร้างมาตรฐานเงื่อนไขการดำรงอยู่ได้เป็นส่วนใหญ่ โดยเฉพาะอย่างยิ่งความสามารถในการรักษาอุณหภูมิของร่างกายให้คงที่ประมาณ 37 ° C ช่วยให้มั่นใจได้ถึงความเสถียรของกระบวนการเผาผลาญเนื่องจากชีวภาพทั้งหมด ปฏิกริยาเคมีซึ่งเป็นแก่นแท้ของการเผาผลาญอาหารนั้นขึ้นอยู่กับอุณหภูมิเป็นอย่างมาก สิ่งสำคัญเท่าเทียมกันคือต้องรักษาความตึงเครียดของออกซิเจน คาร์บอนไดออกไซด์ ความเข้มข้นของไอออนต่างๆ ฯลฯ ให้คงที่ในตัวกลางที่เป็นของเหลวของร่างกาย ใน สภาวะปกติการดำรงอยู่รวมถึงในระหว่างการปรับตัวและกิจกรรมการเบี่ยงเบนเล็กน้อยของพารามิเตอร์ประเภทนี้เกิดขึ้น แต่จะถูกกำจัดอย่างรวดเร็วสภาพแวดล้อมภายในของร่างกายกลับคืนสู่บรรทัดฐานที่มั่นคง นักสรีรวิทยาชาวฝรั่งเศสผู้ยิ่งใหญ่แห่งศตวรรษที่ 19 คล็อด เบอร์นาร์ด แย้งว่า “ความสม่ำเสมอของสภาพแวดล้อมภายในเป็นเงื่อนไขที่ขาดไม่ได้สำหรับชีวิตที่อิสระ” กลไกทางสรีรวิทยาที่รับประกันการรักษาสภาพแวดล้อมภายในให้คงที่เรียกว่าสภาวะสมดุล และปรากฏการณ์นี้เองซึ่งสะท้อนถึงความสามารถของร่างกายในการควบคุมสภาพแวดล้อมภายในด้วยตนเองเรียกว่าสภาวะสมดุล คำนี้ถูกนำมาใช้ในปี 1932 โดย W. Cannon หนึ่งในนักสรีรวิทยาแห่งศตวรรษที่ 20 ผู้ซึ่งร่วมกับ N.A. Bernstein, P.K. Anokhin และ N. Wiener ยืนอยู่ที่จุดกำเนิดของศาสตร์แห่งการควบคุม - ไซเบอร์เนติกส์ คำว่า "สภาวะสมดุล" ไม่เพียงแต่ใช้ในด้านสรีรวิทยาเท่านั้น แต่ยังใช้ในการวิจัยทางไซเบอร์เนติกส์ด้วย เนื่องจากเป็นการรักษาความคงตัวของลักษณะใดๆ ของระบบที่ซับซ้อนซึ่งก็คือ เป้าหมายหลักการควบคุมใด ๆ

นักวิจัยที่โดดเด่นอีกคนหนึ่งคือ K. Waddington ดึงความสนใจไปที่ความจริงที่ว่าร่างกายสามารถรักษาไม่เพียง แต่ความเสถียรของสถานะภายในเท่านั้น แต่ยังรวมถึงความคงตัวสัมพัทธ์ของลักษณะไดนามิกเช่นกระบวนการของกระบวนการเมื่อเวลาผ่านไป ปรากฏการณ์นี้ถูกเรียกว่าโดยการเปรียบเทียบกับสภาวะสมดุล โฮมอเรซ มันมีความสำคัญเป็นพิเศษสำหรับสิ่งมีชีวิตที่กำลังเติบโตและพัฒนา และประกอบด้วยความจริงที่ว่าสิ่งมีชีวิตสามารถรักษา (ภายในขอบเขตจำกัด แน่นอน) "ช่องทางการพัฒนา" ในระหว่างการเปลี่ยนแปลงแบบไดนามิก โดยเฉพาะอย่างยิ่ง หากเด็กที่ล้าหลังจากการเจ็บป่วยหรือสภาพความเป็นอยู่ที่ทรุดโทรมลงอย่างมากอันเนื่องมาจากเหตุผลทางสังคม (สงคราม แผ่นดินไหว ฯลฯ) ล้าหลังอย่างมีนัยสำคัญตามหลังเพื่อนที่พัฒนาตามปกติ ไม่ได้หมายความว่าความล่าช้าดังกล่าวเป็นอันตรายถึงชีวิตและไม่สามารถย้อนกลับได้ . หากช่วงเวลาของเหตุการณ์ไม่พึงประสงค์สิ้นสุดลงและเด็กได้รับสภาวะที่เพียงพอสำหรับการพัฒนาทั้งในด้านการเติบโตและระดับการพัฒนาด้านการใช้งานเขาจะติดต่อกับเพื่อนร่วมงานของเขาในไม่ช้าและในอนาคตก็ไม่แตกต่างอย่างมีนัยสำคัญจากพวกเขา สิ่งนี้อธิบายความจริงที่ว่าเด็กที่ป่วยหนักตั้งแต่อายุยังน้อยมักจะเติบโตเป็นผู้ใหญ่ที่มีสุขภาพดีและมีสัดส่วนที่ดี Homeorez มีบทบาทสำคัญในการควบคุมการพัฒนาออนโทเจเนติกส์และในกระบวนการปรับตัว ในขณะเดียวกันกลไกทางสรีรวิทยาของโฮมโอเรซิสยังไม่ได้รับการศึกษาอย่างเพียงพอ

รูปแบบที่สามของการควบคุมตนเองของความมั่นคงของร่างกายคือ โฮมมอร์โฟซิส - ความสามารถในการรักษาฟอร์มให้สม่ำเสมอ ลักษณะนี้เป็นลักษณะเฉพาะของสิ่งมีชีวิตที่โตเต็มวัยมากกว่า เนื่องจากการเจริญเติบโตและการพัฒนาไม่สอดคล้องกับรูปแบบที่ไม่เปลี่ยนรูป อย่างไรก็ตาม หากเราพิจารณาช่วงเวลาสั้นๆ โดยเฉพาะในช่วงที่มีการยับยั้งการเจริญเติบโต ความสามารถในการสร้างสภาวะสมดุลในร่างกายก็สามารถพบได้ในเด็ก ประเด็นก็คือในร่างกายมีการเปลี่ยนแปลงอย่างต่อเนื่องของรุ่นของเซลล์ที่เป็นส่วนประกอบ เซลล์มีอายุได้ไม่นาน (ข้อยกเว้นเพียงอย่างเดียวคือ เซลล์ประสาท): อายุขัยปกติของเซลล์ร่างกายคือสัปดาห์หรือเดือน อย่างไรก็ตาม เซลล์รุ่นใหม่แต่ละเซลล์เกือบจะมีรูปร่าง ขนาด ตำแหน่ง และคุณสมบัติการทำงานของรุ่นก่อนหน้าเหมือนกันทุกประการ กลไกทางสรีรวิทยาพิเศษป้องกันการเปลี่ยนแปลงน้ำหนักตัวอย่างมีนัยสำคัญภายใต้สภาวะการอดอาหารหรือการกินมากเกินไป โดยเฉพาะอย่างยิ่งในระหว่างการอดอาหารความสามารถในการย่อยได้ของสารอาหารจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วและในระหว่างการกินมากเกินไปในทางกลับกันโปรตีนไขมันและคาร์โบไฮเดรตส่วนใหญ่ที่ให้มาพร้อมกับอาหารจะถูก "เผา" โดยไม่เกิดประโยชน์ต่อร่างกาย ได้รับการพิสูจน์แล้ว (N.A. Smirnova) ว่าในผู้ใหญ่การเปลี่ยนแปลงน้ำหนักตัวที่คมชัดและสำคัญ (สาเหตุหลักมาจากปริมาณไขมัน) ในทุกทิศทางเป็นสัญญาณของความล้มเหลวในการปรับตัวการออกแรงมากเกินไปและบ่งบอกถึงความบกพร่องในการทำงานของร่างกาย . ร่างกายของเด็กจะไวต่ออิทธิพลภายนอกเป็นพิเศษในช่วงที่มีการเติบโตอย่างรวดเร็วที่สุด การละเมิดสภาวะสมดุลเป็นสัญญาณที่ไม่พึงประสงค์เช่นเดียวกับการละเมิดสภาวะสมดุลและสภาวะสมดุล

แนวคิดเรื่องค่าคงที่ทางชีวภาพร่างกายประกอบด้วยสารหลายชนิดที่ซับซ้อน ในช่วงชีวิตของเซลล์ของร่างกาย ความเข้มข้นของสารเหล่านี้สามารถเปลี่ยนแปลงได้อย่างมีนัยสำคัญ ซึ่งหมายถึงการเปลี่ยนแปลงของสภาพแวดล้อมภายใน คงคิดไม่ถึงหากระบบควบคุมของร่างกายถูกบังคับให้ตรวจสอบความเข้มข้นของสารเหล่านี้ทั้งหมด กล่าวคือ มีเซ็นเซอร์ (ตัวรับ) จำนวนมาก วิเคราะห์สถานะปัจจุบันอย่างต่อเนื่อง ทำการตัดสินใจในการควบคุม และติดตามประสิทธิภาพ ไม่มีข้อมูลหรือ แหล่งพลังงานร่างกายจะไม่เพียงพอสำหรับโหมดการควบคุมพารามิเตอร์ทั้งหมดเช่นนี้ ดังนั้นร่างกายจึงถูกจำกัดให้ติดตามตัวบ่งชี้ที่สำคัญที่สุดจำนวนค่อนข้างน้อย ซึ่งจะต้องได้รับการดูแลให้อยู่ในระดับที่ค่อนข้างคงที่สำหรับความเป็นอยู่ที่ดีของเซลล์ส่วนใหญ่ของร่างกาย พารามิเตอร์สภาวะสมดุลที่เคร่งครัดที่สุดเหล่านี้จึงถูกแปลงเป็น "ค่าคงที่ทางชีวภาพ" และความไม่เปลี่ยนรูปของพารามิเตอร์เหล่านี้รับประกันได้จากความผันผวนที่ค่อนข้างมีนัยสำคัญในพารามิเตอร์อื่นๆ ที่ไม่จัดว่าเป็นสภาวะสมดุล ดังนั้นระดับของฮอร์โมนที่เกี่ยวข้องกับการควบคุมสภาวะสมดุลในเลือดสามารถเปลี่ยนแปลงได้หลายสิบครั้งขึ้นอยู่กับสถานะของสภาพแวดล้อมภายในและอิทธิพลของปัจจัยภายนอก ในเวลาเดียวกันพารามิเตอร์สภาวะสมดุลเปลี่ยนแปลงเพียง 10-20% เท่านั้น

ค่าคงที่ทางชีวภาพที่สำคัญที่สุดในบรรดาค่าคงที่ทางชีวภาพที่สำคัญที่สุดสำหรับการบำรุงรักษาซึ่งระบบทางสรีรวิทยาต่างๆของร่างกายมีความรับผิดชอบในระดับที่ค่อนข้างคงที่เราควรพูดถึง อุณหภูมิของร่างกาย ระดับน้ำตาลในเลือด ปริมาณไอออน H+ ในของเหลวในร่างกาย ความตึงเครียดบางส่วนของออกซิเจนและคาร์บอนไดออกไซด์ในเนื้อเยื่อ

โรคที่เป็นสัญญาณหรือผลที่ตามมาของความผิดปกติของสภาวะสมดุลโรคของมนุษย์เกือบทั้งหมดเกี่ยวข้องกับการหยุดชะงักของสภาวะสมดุล ตัวอย่างเช่นสำหรับหลาย ๆ คน โรคติดเชื้อเช่นเดียวกับในกรณีของกระบวนการอักเสบ อุณหภูมิสภาวะสมดุลในร่างกายจะหยุดชะงักอย่างรวดเร็ว: มีไข้ (ไข้) เกิดขึ้นบางครั้งอาจเป็นอันตรายถึงชีวิต สาเหตุของการหยุดชะงักของสภาวะสมดุลนี้อาจเกิดขึ้นได้ทั้งในลักษณะของปฏิกิริยาของระบบประสาทต่อมไร้ท่อและการรบกวนในการทำงานของเนื้อเยื่อส่วนปลาย ในกรณีนี้การสำแดงของโรค - อุณหภูมิที่สูงขึ้น - เป็นผลมาจากการละเมิดสภาวะสมดุล

โดยทั่วไปแล้วภาวะไข้จะมาพร้อมกับภาวะความเป็นกรด - การละเมิดสมดุลของกรดเบสและการเปลี่ยนแปลงปฏิกิริยาของของเหลวในร่างกายไปทางด้านที่เป็นกรด ภาวะความเป็นกรดยังเป็นลักษณะของโรคทั้งหมดที่เกี่ยวข้องกับการเสื่อมสภาพของระบบหัวใจและหลอดเลือดและระบบทางเดินหายใจ (โรคหัวใจและหลอดเลือด, แผลอักเสบและภูมิแพ้ของระบบหลอดลมและปอด ฯลฯ ) ภาวะความเป็นกรดมักเกิดขึ้นพร้อมกับชั่วโมงแรกของชีวิตทารกแรกเกิด โดยเฉพาะอย่างยิ่งหากเขาไม่ได้เริ่มหายใจตามปกติทันทีหลังคลอด เพื่อขจัดภาวะนี้ ทารกแรกเกิดจะถูกวางไว้ในห้องพิเศษที่มีปริมาณออกซิเจนสูง ภาวะเมตาบอลิซึมของกรดในระหว่างการออกกำลังกายกล้ามเนื้อหนักสามารถเกิดขึ้นได้กับคนทุกวัยและแสดงออกโดยหายใจถี่และเหงื่อออกเพิ่มขึ้นรวมทั้ง ความรู้สึกเจ็บปวดในกล้ามเนื้อ หลังจากเสร็จสิ้นการทำงาน ภาวะความเป็นกรดสามารถคงอยู่ได้นานหลายนาทีถึง 2-3 วัน ขึ้นอยู่กับระดับของความเหนื่อยล้า สมรรถภาพทางกาย และประสิทธิผลของกลไกสภาวะสมดุล

โรคที่นำไปสู่การหยุดชะงักของสภาวะสมดุลของเกลือและน้ำเป็นสิ่งที่อันตรายมาก เช่น อหิวาตกโรค ซึ่งน้ำปริมาณมากจะถูกขับออกจากร่างกายและเนื้อเยื่อจะสูญเสียคุณสมบัติในการทำงาน โรคไตหลายชนิดยังนำไปสู่การหยุดชะงักของสภาวะสมดุลของเกลือและน้ำ อันเป็นผลมาจากโรคเหล่านี้บางชนิดอาจทำให้อัลคาไลน์เกิดขึ้น - ความเข้มข้นของสารอัลคาไลน์ในเลือดเพิ่มขึ้นมากเกินไปและค่า pH ที่เพิ่มขึ้น (การเปลี่ยนไปเป็นด้านอัลคาไลน์)

ในบางกรณี การรบกวนสภาวะสมดุลเล็กน้อยแต่ในระยะยาวอาจทำให้เกิดโรคบางชนิดได้ ดังนั้นจึงมีหลักฐานว่าการบริโภคน้ำตาลและแหล่งคาร์โบไฮเดรตอื่น ๆ มากเกินไปซึ่งขัดขวางสภาวะสมดุลของกลูโคสทำให้เกิดความเสียหายต่อตับอ่อนอันเป็นผลมาจากการที่บุคคลเกิดโรคเบาหวาน การบริโภคเกลือแร่อื่นๆ เครื่องปรุงรสร้อน ฯลฯ มากเกินไป ซึ่งเพิ่มภาระให้กับระบบขับถ่ายก็เป็นอันตรายเช่นกัน ไตอาจไม่สามารถรับมือกับปริมาณสารจำนวนมากที่ต้องกำจัดออกจากร่างกายได้ ส่งผลให้สภาวะสมดุลของเกลือ-น้ำหยุดชะงัก อาการอย่างหนึ่งคืออาการบวมน้ำ - การสะสมของของเหลวในเนื้อเยื่ออ่อนของร่างกาย สาเหตุของอาการบวมน้ำมักเกิดจากระบบหัวใจและหลอดเลือดไม่เพียงพอหรือการทำงานของไตบกพร่องและเป็นผลให้การเผาผลาญแร่ธาตุ

สภาวะสมดุลคือ:

สภาวะสมดุล

สภาวะสมดุล(กรีกโบราณ ὁμοιοστάσις จาก ὁμοιος - เหมือนกัน คล้ายกัน และ στάσις - ยืน ไม่สามารถเคลื่อนที่ได้) - การควบคุมตนเอง ความสามารถของระบบเปิดในการรักษาความมั่นคงของสถานะภายในผ่านปฏิกิริยาประสานงานที่มุ่งรักษาสมดุลแบบไดนามิก ความปรารถนาของระบบที่จะทำซ้ำตัวเอง คืนสมดุลที่สูญเสียไป และเอาชนะการต่อต้านของสภาพแวดล้อมภายนอก

สภาวะสมดุลของประชากรคือความสามารถของประชากรในการรักษาจำนวนบุคคลจำนวนหนึ่งไว้เป็นเวลานาน

นักสรีรวิทยาชาวอเมริกัน วอลเตอร์ บี. แคนนอน ในหนังสือ The Wisdom of the Body ของเขาเมื่อปี 1932 ได้เสนอคำนี้เป็นชื่อของ "กระบวนการทางสรีรวิทยาที่ประสานกันซึ่งรักษาสภาวะคงตัวส่วนใหญ่ของร่างกาย" ต่อมา คำนี้ขยายไปถึงความสามารถในการรักษาความมั่นคงของสถานะภายในของระบบเปิดใดๆ แบบไดนามิก อย่างไรก็ตามแนวคิดเรื่องความมั่นคงของสภาพแวดล้อมภายในนั้นได้รับการกำหนดขึ้นในปี พ.ศ. 2421 โดยนักวิทยาศาสตร์ชาวฝรั่งเศส Claude Bernard

ข้อมูลทั่วไป

คำว่าสภาวะสมดุลมักใช้ในชีววิทยา สิ่งมีชีวิตหลายเซลล์จำเป็นต้องรักษาสภาพแวดล้อมภายในให้คงที่เพื่อให้ดำรงอยู่ได้ นักนิเวศวิทยาหลายคนเชื่อว่าหลักการนี้สามารถนำไปใช้กับสภาพแวดล้อมภายนอกได้เช่นกัน หากระบบไม่สามารถคืนสมดุลได้ ระบบอาจหยุดทำงานในที่สุด

ระบบที่ซับซ้อน เช่น ร่างกายมนุษย์ จะต้องมีสภาวะสมดุลเพื่อรักษาเสถียรภาพและดำรงอยู่ ระบบเหล่านี้ไม่เพียงแต่ต้องมุ่งมั่นเพื่อความอยู่รอดเท่านั้น แต่ยังต้องปรับตัวให้เข้ากับการเปลี่ยนแปลงสิ่งแวดล้อมและพัฒนาอีกด้วย

คุณสมบัติของสภาวะสมดุล

ระบบ Homeostatic มีคุณสมบัติดังต่อไปนี้:

• ความไม่แน่นอนระบบ: ทดสอบว่าจะปรับตัวอย่างไรให้ดีที่สุด
• มุ่งมั่นเพื่อความสมดุล: โครงสร้างภายใน โครงสร้าง และการทำงานของระบบทั้งหมดมีส่วนช่วยในการรักษาสมดุล
• ความคาดเดาไม่ได้: ผลลัพธ์ของการกระทำบางอย่างมักจะแตกต่างไปจากที่คาดไว้

ตัวอย่างของสภาวะสมดุลในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม:

• การควบคุมปริมาณสารอาหารรองและน้ำในร่างกาย - osmoregulation ดำเนินการในไต
• การกำจัดของเสียออกจากกระบวนการเผาผลาญ-ขับถ่าย ดำเนินการโดยอวัยวะภายนอก - ไต, ปอด, ต่อมเหงื่อและระบบทางเดินอาหาร
• การควบคุมอุณหภูมิของร่างกาย การลดอุณหภูมิโดยการขับเหงื่อ ปฏิกิริยาการควบคุมอุณหภูมิต่างๆ
• การควบคุมระดับน้ำตาลในเลือด ส่วนใหญ่ดำเนินการโดยตับ อินซูลิน และกลูคากอนที่หลั่งจากตับอ่อน

สิ่งสำคัญคือต้องสังเกตว่าแม้ว่าร่างกายจะอยู่ในสมดุล แต่สถานะทางสรีรวิทยาก็สามารถเปลี่ยนแปลงได้ สิ่งมีชีวิตหลายชนิดแสดงการเปลี่ยนแปลงภายนอกในรูปแบบของจังหวะนาฬิกาชีวภาพ อัลตราเดียน และจังหวะอินฟราเรด ดังนั้น แม้ว่าจะอยู่ในสภาวะสมดุล อุณหภูมิร่างกาย ความดันโลหิต อัตราการเต้นของหัวใจ และตัวชี้วัดการเผาผลาญส่วนใหญ่ไม่ได้อยู่ที่ระดับคงที่เสมอไป แต่จะเปลี่ยนแปลงไปตามกาลเวลา

กลไกสภาวะสมดุล: ข้อเสนอแนะ

บทความหลัก: ข้อเสนอแนะ

เมื่อมีการเปลี่ยนแปลงตัวแปรเกิดขึ้น จะมีการตอบสนองสองประเภทหลักๆ ที่ระบบจะตอบสนอง:

1. ข้อเสนอแนะเชิงลบ แสดงเป็นปฏิกิริยาที่ระบบตอบสนองในลักษณะที่กลับทิศทางของการเปลี่ยนแปลง เนื่องจากการป้อนกลับทำหน้าที่รักษาความสม่ำเสมอของระบบ จึงทำให้สามารถรักษาสภาวะสมดุลได้
   • ตัวอย่างเช่น เมื่อความเข้มข้นของคาร์บอนไดออกไซด์ในร่างกายมนุษย์เพิ่มขึ้น สัญญาณจะเข้าสู่ปอดเพื่อเพิ่มกิจกรรมและหายใจออกคาร์บอนไดออกไซด์มากขึ้น
   • การควบคุมอุณหภูมิเป็นอีกตัวอย่างหนึ่งของการตอบรับเชิงลบ เมื่ออุณหภูมิของร่างกายสูงขึ้น (หรือลดลง) ตัวรับความร้อนในผิวหนังและไฮโปทาลามัสจะบันทึกการเปลี่ยนแปลง เพื่อกระตุ้นสัญญาณจากสมอง ในทางกลับกันสัญญาณนี้ทำให้เกิดการตอบสนอง - อุณหภูมิลดลง (หรือเพิ่มขึ้น)
2. ผลตอบรับเชิงบวกซึ่งแสดงออกมาในการเปลี่ยนแปลงตัวแปรที่เพิ่มขึ้น มันมีผลทำให้ไม่เสถียรและไม่ทำให้เกิดสภาวะสมดุล เสียงตอบรับเชิงบวกพบได้น้อยในระบบธรรมชาติ แต่ก็มีประโยชน์เช่นกัน
   • ตัวอย่างเช่น ในเส้นประสาท ขีดจำกัดศักย์ไฟฟ้าทำให้เกิดศักยะงานที่มีขนาดใหญ่กว่ามาก การแข็งตัวของเลือดและเหตุการณ์ที่เกิดสามารถอ้างอิงเป็นตัวอย่างอื่นๆ ของการตอบรับเชิงบวก

ระบบที่เสถียรจำเป็นต้องมีข้อเสนอแนะทั้งสองประเภทรวมกัน ในขณะที่ผลตอบรับเชิงลบช่วยให้สามารถกลับไปสู่สภาวะสมดุลได้ แต่ผลตอบรับเชิงบวกจะถูกนำมาใช้เพื่อเข้าสู่สภาวะสมดุลใหม่ทั้งหมด (และอาจไม่เป็นที่ต้องการน้อยกว่า) ซึ่งเป็นสถานการณ์ที่เรียกว่า "การแพร่กระจายได้" การเปลี่ยนแปลงหายนะดังกล่าวสามารถเกิดขึ้นได้ เช่น เมื่อมีสารอาหารเพิ่มขึ้นในแม่น้ำที่มีน้ำใส นำไปสู่สภาวะสมดุลของยูโทรฟิเคชั่นในระดับสูง (สาหร่ายเจริญเติบโตมากเกินไปในแม่น้ำ) และความขุ่น

สภาวะสมดุลทางนิเวศวิทยา

ภาวะสมดุลทางนิเวศน์ถูกพบในชุมชนไคลแม็กซ์ที่มีความหลากหลายทางชีวภาพสูงที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ภายใต้สภาพแวดล้อมที่เอื้ออำนวย

ในระบบนิเวศที่ถูกรบกวนหรือชุมชนทางชีววิทยาที่ต่ำกว่าจุดไคลแม็กซ์ เช่น เกาะกรากะตัว หลังจากการระเบิดของภูเขาไฟครั้งใหญ่ในปี พ.ศ. 2426 สภาวะสมดุลของระบบนิเวศจุดไคลแม็กซ์ของป่าครั้งก่อนถูกทำลาย เช่นเดียวกับสิ่งมีชีวิตทั้งหมดบนเกาะนั้น ในช่วงหลายปีหลังการปะทุ กรากะตัวต้องผ่านการเปลี่ยนแปลงทางนิเวศเป็นลูกโซ่ โดยพืชและสัตว์สายพันธุ์ใหม่เข้ามาสืบทอดซึ่งกันและกัน ซึ่งนำไปสู่ความหลากหลายทางชีวภาพและชุมชนถึงจุดสุดยอด การสืบทอดทางนิเวศวิทยาบน Krakatoa เกิดขึ้นในหลายขั้นตอน ลำดับการสืบทอดที่สมบูรณ์ซึ่งนำไปสู่จุดไคลแม็กซ์เรียกว่า พรีเซเรีย ตัวอย่างของเกาะกรากะตัว เกาะนี้ได้พัฒนาชุมชนไคลแม็กซ์ซึ่งมีสัตว์สายพันธุ์ต่างๆ แปดพันสายพันธุ์บันทึกไว้ในปี 1983 ร้อยปีหลังจากการปะทุได้คร่าชีวิตผู้คนบนเกาะไปหมด ข้อมูลยืนยันว่าสถานการณ์ยังคงอยู่ในสภาวะสมดุลเป็นระยะเวลาหนึ่ง โดยการปรากฏตัวของสายพันธุ์ใหม่อย่างรวดเร็ว นำไปสู่การสูญพันธุ์อย่างรวดเร็วของสายพันธุ์เก่า

กรณีของ Krakatoa และระบบนิเวศอื่นๆ ที่ถูกรบกวนหรือไม่เสียหาย แสดงให้เห็นว่าการล่าอาณานิคมครั้งแรกโดยสายพันธุ์บุกเบิกเกิดขึ้นผ่านกลยุทธ์การสืบพันธุ์ที่มีผลตอบรับเชิงบวก โดยที่สายพันธุ์ต่างๆ กระจายตัวออกไป โดยให้กำเนิดลูกหลานให้ได้มากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ แต่ใช้เงินลงทุนเพียงเล็กน้อยเพื่อความสำเร็จของแต่ละบุคคล ในสายพันธุ์ดังกล่าวมีการพัฒนาอย่างรวดเร็วและการล่มสลายอย่างรวดเร็วไม่แพ้กัน (เช่นจากการแพร่ระบาด) เมื่อระบบนิเวศเข้าใกล้จุดไคลแม็กซ์ สายพันธุ์ดังกล่าวจะถูกแทนที่ด้วยสายพันธุ์ไคลแม็กซ์ที่ซับซ้อนมากขึ้น ซึ่งปรับให้เข้ากับเงื่อนไขเฉพาะของสภาพแวดล้อมผ่านการตอบรับเชิงลบ สายพันธุ์เหล่านี้ได้รับการควบคุมอย่างรอบคอบโดยศักยภาพในการรองรับของระบบนิเวศ และปฏิบัติตามกลยุทธ์ที่แตกต่างกัน - การผลิตลูกหลานที่มีขนาดเล็กกว่า ความสำเร็จในการสืบพันธุ์ซึ่งอยู่ในเงื่อนไขของสภาพแวดล้อมจุลภาคเฉพาะของมัน ช่องนิเวศวิทยามีการลงทุนพลังงานมากขึ้น

การพัฒนาเริ่มต้นจากชุมชนผู้บุกเบิกและสิ้นสุดที่ชุมชนไคลแม็กซ์ ชุมชนไคลแม็กซ์นี้เกิดขึ้นเมื่อพืชและสัตว์มีความสมดุลกับสภาพแวดล้อมในท้องถิ่น

ระบบนิเวศดังกล่าวก่อให้เกิดความหลากหลายโดยที่สภาวะสมดุลในระดับหนึ่งมีส่วนทำให้เกิดกระบวนการสภาวะสมดุลในอีกระดับที่ซับซ้อน ตัวอย่างเช่น การสูญเสียใบจากต้นไม้เขตร้อนที่โตเต็มที่จะทำให้มีพื้นที่สำหรับการเจริญเติบโตใหม่และทำให้ดินอุดมสมบูรณ์ ต้นไม้เขตร้อนช่วยลดการเข้าถึงแสงไปยังระดับล่างและช่วยป้องกันการรุกรานของสายพันธุ์อื่น แต่ต้นไม้ก็ล้มลงกับพื้นเช่นกัน และการพัฒนาป่าก็ขึ้นอยู่กับการเปลี่ยนแปลงอย่างต่อเนื่องของต้นไม้และวงจรของสารอาหารที่เกิดจากแบคทีเรีย แมลง และเชื้อรา ในทำนองเดียวกัน ป่าดังกล่าวมีส่วนช่วยในกระบวนการทางนิเวศ เช่น การควบคุมจุลภาคหรือวัฏจักรอุทกวิทยาของระบบนิเวศ และระบบนิเวศที่แตกต่างกันหลายแห่งอาจมีปฏิกิริยาโต้ตอบเพื่อรักษาสภาวะสมดุลของการระบายน้ำในแม่น้ำภายในภูมิภาคทางชีววิทยา ความแปรปรวนทางชีวภาพของภูมิภาคยังมีบทบาทในเสถียรภาพทางชีวะสมดุลของภูมิภาคทางชีววิทยาหรือชีวนิเวศอีกด้วย

สภาวะสมดุลทางชีวภาพ

ข้อมูลเพิ่มเติม: ความสมดุลของกรด-เบส

สภาวะสมดุลทำหน้าที่เป็นลักษณะพื้นฐานของสิ่งมีชีวิต และเป็นที่เข้าใจกันว่าเป็นการรักษาสภาพแวดล้อมภายในให้อยู่ในขอบเขตที่ยอมรับได้

สภาพแวดล้อมภายในร่างกายประกอบด้วยของเหลวในร่างกาย ได้แก่ พลาสมาในเลือด น้ำเหลือง สารระหว่างเซลล์ และน้ำไขสันหลัง การรักษาความคงตัวของของเหลวเหล่านี้ถือเป็นสิ่งสำคัญสำหรับสิ่งมีชีวิต ในขณะที่การไม่มีของเหลวเหล่านี้ทำให้เกิดความเสียหายต่อสารพันธุกรรม

ด้วยความเคารพต่อพารามิเตอร์ใด ๆ สิ่งมีชีวิตจะถูกแบ่งออกเป็นโครงสร้างและกฎระเบียบ หน่วยงานกำกับดูแลจะรักษาพารามิเตอร์ให้อยู่ในระดับคงที่ ไม่ว่าจะเกิดอะไรขึ้นในสภาพแวดล้อมก็ตาม สิ่งมีชีวิตตามโครงสร้างช่วยให้สภาพแวดล้อมสามารถกำหนดพารามิเตอร์ได้ ตัวอย่างเช่น สัตว์เลือดอุ่นจะรักษาอุณหภูมิของร่างกายให้คงที่ ในขณะที่สัตว์เลือดเย็นจะมีอุณหภูมิที่หลากหลาย

นี่ไม่ได้เป็นการบอกว่าสิ่งมีชีวิตที่มีโครงสร้างไม่มีการปรับตัวทางพฤติกรรมที่ช่วยให้พวกมันควบคุมพารามิเตอร์ที่กำหนดได้ในระดับหนึ่ง ตัวอย่างเช่น สัตว์เลื้อยคลานมักจะนั่งบนหินที่ร้อนในตอนเช้าเพื่อเพิ่มอุณหภูมิร่างกาย

ประโยชน์ของการควบคุมสภาวะสมดุลคือช่วยให้ร่างกายทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น ตัวอย่างเช่น สัตว์เลือดเย็นมีแนวโน้มที่จะเซื่องซึมในอุณหภูมิที่เย็น ในขณะที่สัตว์เลือดอุ่นมักจะมีความกระตือรือร้นเช่นเคย ในทางกลับกัน กฎระเบียบต้องใช้พลังงาน เหตุผลที่งูบางตัวสามารถกินได้สัปดาห์ละครั้งเท่านั้นก็คือ พวกมันใช้พลังงานเพื่อรักษาสภาวะสมดุลน้อยกว่าสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมมาก

สภาวะสมดุลของเซลล์

การควบคุมกิจกรรมทางเคมีของเซลล์ทำได้โดยผ่านกระบวนการต่างๆ ซึ่งการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างของไซโตพลาสซึมเองตลอดจนโครงสร้างและกิจกรรมของเอนไซม์มีความสำคัญเป็นพิเศษ การควบคุมอัตโนมัติขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ ระดับความเป็นกรด ความเข้มข้นของสารตั้งต้น และการมีอยู่ขององค์ประกอบมาโครและองค์ประกอบขนาดเล็กบางอย่าง

สภาวะสมดุลในร่างกายมนุษย์

ข้อมูลเพิ่มเติม: ความสมดุลของกรด-เบส ดูเพิ่มเติมที่: ระบบบัฟเฟอร์ในเลือด

ปัจจัยต่างๆ ส่งผลต่อความสามารถของของเหลวในร่างกายในการดำรงชีวิต ซึ่งรวมถึงพารามิเตอร์ต่างๆ เช่น อุณหภูมิ ความเค็ม ความเป็นกรดและความเข้มข้นของสารอาหาร - กลูโคส ไอออนต่างๆ ออกซิเจน และของเสีย - คาร์บอนไดออกไซด์และปัสสาวะ เนื่องจากพารามิเตอร์เหล่านี้มีอิทธิพลต่อปฏิกิริยาเคมีที่ทำให้ร่างกายมีชีวิตอยู่ จึงมีกลไกทางสรีรวิทยาในตัวเพื่อรักษาให้อยู่ในระดับที่ต้องการ

สภาวะสมดุลไม่สามารถถือเป็นสาเหตุของกระบวนการปรับตัวโดยไม่รู้ตัวได้ ก็ควรจะถือเป็น ลักษณะทั่วไปกระบวนการปกติหลายอย่างที่ทำงานร่วมกัน และไม่ใช่สาเหตุที่แท้จริง นอกจากนี้ยังมีปรากฏการณ์ทางชีววิทยาอีกมากมายที่ไม่เหมาะกับแบบจำลองนี้ เช่น แอแนบอลิซึม

พื้นที่อื่นๆ

แนวคิดเรื่อง “สภาวะสมดุล” ยังใช้ในด้านอื่นด้วย

นักคณิตศาสตร์ประกันภัยสามารถพูดคุยเกี่ยวกับ เสี่ยงต่อสภาวะสมดุลซึ่งตัวอย่างเช่น ผู้ที่มีเบรกแบบไม่ติดบนรถของตนก็ไม่ได้ปลอดภัยกว่าผู้ที่ไม่มีเบรก เนื่องจากคนเหล่านี้ชดเชยรถที่ปลอดภัยกว่าด้วยการขับขี่ที่เสี่ยงกว่าโดยไม่รู้ตัว สิ่งนี้เกิดขึ้นเพราะกลไกการระงับบางอย่าง เช่น ความกลัว หยุดทำงาน

นักสังคมวิทยาและนักจิตวิทยาสามารถพูดคุยเกี่ยวกับ สภาวะสมดุลของความเครียด- ความปรารถนาของประชากรหรือบุคคลที่จะคงอยู่ในระดับความเครียดที่แน่นอน ซึ่งมักก่อให้เกิดความเครียดเทียมหากระดับความเครียด "ตามธรรมชาติ" ไม่เพียงพอ

ตัวอย่าง

• การควบคุมอุณหภูมิ
  • อาการสั่นของกล้ามเนื้อโครงร่างอาจเริ่มขึ้นหากมากเกินไป อุณหภูมิต่ำร่างกาย
  • การสร้างความร้อนอีกประเภทหนึ่งเกี่ยวข้องกับการสลายไขมันเพื่อสร้างความร้อน
  • เหงื่อออกทำให้ร่างกายเย็นลงผ่านการระเหย
• กฎระเบียบทางเคมี
  • ตับอ่อนจะหลั่งอินซูลินและกลูคากอนเพื่อควบคุมระดับน้ำตาลในเลือด
  • ปอดได้รับออกซิเจนและปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์
  • ไตผลิตปัสสาวะและควบคุมระดับน้ำและไอออนจำนวนหนึ่งในร่างกาย

อวัยวะเหล่านี้จำนวนมากถูกควบคุมโดยฮอร์โมนจากแกนไฮโปทาลามัส-ต่อมใต้สมอง

ดูสิ่งนี้ด้วย

หมวดหมู่:

• สภาวะสมดุล
• ระบบเปิด
• กระบวนการทางสรีรวิทยา

มูลนิธิวิกิมีเดีย 2010.

สภาวะสมดุลในความหมายคลาสสิกของคำนี้เป็นแนวคิดทางสรีรวิทยาที่แสดงถึงความมั่นคงขององค์ประกอบของสภาพแวดล้อมภายในความคงตัวของส่วนประกอบขององค์ประกอบตลอดจนความสมดุลของการทำงานทางชีวสรีรวิทยาของสิ่งมีชีวิตใด ๆ

พื้นฐานของการทำงานทางชีวภาพเช่นสภาวะสมดุลคือความสามารถของสิ่งมีชีวิตและระบบทางชีวภาพในการทนต่อการเปลี่ยนแปลงสิ่งแวดล้อม ในกรณีนี้สิ่งมีชีวิตใช้กลไกการป้องกันอัตโนมัติ

คำนี้ใช้ครั้งแรกโดยนักสรีรวิทยาชาวอเมริกัน ดับเบิลยู. แคนนอน เมื่อต้นศตวรรษที่ 20
วัตถุทางชีววิทยาใด ๆ มีพารามิเตอร์สากลของสภาวะสมดุล

สภาวะสมดุลของระบบและร่างกาย

พื้นฐานทางวิทยาศาสตร์สำหรับปรากฏการณ์เช่นสภาวะสมดุลนั้นถูกสร้างขึ้นโดยชาวฝรั่งเศสซี. เบอร์นาร์ด - เป็นทฤษฎีเกี่ยวกับองค์ประกอบคงที่ของสภาพแวดล้อมภายในในสิ่งมีชีวิตของสิ่งมีชีวิต ทฤษฎีทางวิทยาศาสตร์นี้จัดทำขึ้นในช่วงทศวรรษที่ 80 ของศตวรรษที่ 18 และได้รับการพัฒนาอย่างกว้างขวาง

ดังนั้นสภาวะสมดุลเป็นผลมาจากกลไกที่ซับซ้อนของการมีปฏิสัมพันธ์ในด้านการควบคุมและการประสานงานซึ่งเกิดขึ้นทั้งในร่างกายโดยรวมและในอวัยวะ เซลล์และแม้แต่ในระดับโมเลกุล

แนวคิดของสภาวะสมดุลได้รับแรงผลักดันสำหรับการพัฒนาเพิ่มเติมอันเป็นผลมาจากการใช้วิธีไซเบอร์เนติกส์ในการศึกษาระบบทางชีววิทยาที่ซับซ้อน เช่น biocenosis หรือประชากร)

หน้าที่ของสภาวะสมดุล

การศึกษาวัตถุที่มีฟังก์ชันป้อนกลับช่วยให้นักวิทยาศาสตร์เรียนรู้เกี่ยวกับกลไกต่างๆ มากมายที่รับผิดชอบต่อเสถียรภาพของวัตถุเหล่านั้น

แม้ในสภาวะของการเปลี่ยนแปลงที่รุนแรง กลไกการปรับตัวไม่อนุญาตให้คุณสมบัติทางเคมีและสรีรวิทยาของร่างกายเปลี่ยนแปลงอย่างมีนัยสำคัญ นี่ไม่ได้เป็นการบอกว่าพวกมันยังคงมีเสถียรภาพอย่างสมบูรณ์ แต่มักจะไม่เกิดการเบี่ยงเบนร้ายแรง

กลไกของสภาวะสมดุล

กลไกของสภาวะสมดุลในสัตว์ชั้นสูงได้รับการพัฒนาอย่างดีที่สุด ในสิ่งมีชีวิตของนกและสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม (รวมถึงมนุษย์) การทำงานของสภาวะสมดุลทำให้สามารถรักษาเสถียรภาพของจำนวนไฮโดรเจนไอออน ควบคุมความสม่ำเสมอขององค์ประกอบทางเคมีของเลือด และรักษาความดันในระบบไหลเวียนโลหิตและร่างกาย อุณหภูมิในระดับประมาณเดียวกัน

มีหลายวิธีที่สภาวะสมดุลส่งผลต่อระบบอวัยวะและร่างกายโดยรวม ซึ่งอาจได้รับอิทธิพลจากฮอร์โมน ระบบประสาท ระบบขับถ่าย หรือระบบประสาทและกระดูกของร่างกาย

สภาวะสมดุลของมนุษย์

ตัวอย่างเช่น ความคงตัวของความดันในหลอดเลือดแดงจะคงอยู่โดยกลไกการควบคุมที่ทำงานในลักษณะปฏิกิริยาลูกโซ่ที่อวัยวะของเลือดเข้าไป

สิ่งนี้เกิดขึ้นเนื่องจากตัวรับหลอดเลือดรับรู้การเปลี่ยนแปลงของความดันและส่งสัญญาณเกี่ยวกับสิ่งนี้ไปยังสมองของมนุษย์ ซึ่งส่งแรงกระตุ้นการตอบสนองไปยังศูนย์กลางหลอดเลือด ผลที่ตามมาคือการเพิ่มขึ้นหรือลดลงของระบบไหลเวียนโลหิต (หัวใจและหลอดเลือด)

นอกจากนี้ อวัยวะของการควบคุมระบบประสาทก็เข้ามามีบทบาทด้วย จากปฏิกิริยานี้ ความดันจึงกลับสู่สภาวะปกติ

สภาวะสมดุลของระบบนิเวศ

ตัวอย่างของสภาวะสมดุลใน พฤกษาอาจทำหน้าที่รักษาความชุ่มชื้นของใบให้คงที่โดยการเปิดและปิดปากใบ

สภาวะสมดุลยังเป็นลักษณะของชุมชนของสิ่งมีชีวิตในทุกระดับของความซับซ้อน ตัวอย่างเช่น ความจริงที่ว่าองค์ประกอบที่ค่อนข้างคงที่ของสายพันธุ์และบุคคลได้รับการดูแลภายใน biocenosis เป็นผลโดยตรงจากการกระทำของสภาวะสมดุล

สภาวะสมดุลของประชากร

สภาวะสมดุลประเภทนี้ เช่น สภาวะสมดุลของประชากร (ชื่ออื่นคือพันธุกรรม) มีบทบาทในการควบคุมความสมบูรณ์และความมั่นคงขององค์ประกอบทางจีโนไทป์ของประชากรในสภาพแวดล้อมที่เปลี่ยนแปลง

มันทำหน้าที่ผ่านการรักษาเฮเทอโรไซโกซิตี้ตลอดจนควบคุมจังหวะและทิศทางของการเปลี่ยนแปลงการกลายพันธุ์

สภาวะสมดุลประเภทนี้ช่วยให้ประชากรสามารถรักษาองค์ประกอบทางพันธุกรรมที่เหมาะสม ซึ่งช่วยให้ชุมชนของสิ่งมีชีวิตสามารถรักษาความมีชีวิตสูงสุดได้

บทบาทของสภาวะสมดุลในสังคมและนิเวศวิทยา

ความจำเป็นในการจัดการระบบที่ซับซ้อนในลักษณะทางสังคม เศรษฐกิจ และวัฒนธรรมได้นำไปสู่การขยายของคำว่าสภาวะสมดุล และการประยุกต์ไม่เพียงแต่กับทางชีววิทยาเท่านั้น แต่ยังรวมไปถึงวัตถุทางสังคมด้วย

ตัวอย่างของการทำงานของกลไกทางสังคมในสภาวะสมดุลคือสถานการณ์ต่อไปนี้: หากมีการขาดความรู้หรือทักษะหรือขาดความเป็นมืออาชีพในสังคม ข้อเท็จจริงนี้จะบังคับให้ชุมชนพัฒนาและปรับปรุงตัวเองผ่านกลไกการตอบรับ

และหากมีมืออาชีพจำนวนมากเกินไปซึ่งไม่เป็นที่ต้องการของสังคมจริงๆ ผลตอบรับเชิงลบก็จะเกิดขึ้นและตัวแทนของอาชีพที่ไม่จำเป็นก็จะมีน้อยลง

เมื่อเร็ว ๆ นี้ แนวคิดของสภาวะสมดุลได้ถูกนำมาใช้อย่างกว้างขวางในระบบนิเวศ เนื่องจากจำเป็นต้องศึกษาสถานะของระบบนิเวศที่ซับซ้อนและชีวมณฑลโดยรวม

ในไซเบอร์เนติกส์ คำว่าสภาวะสมดุลใช้เพื่ออ้างถึงกลไกใดๆ ที่มีความสามารถในการควบคุมตนเองโดยอัตโนมัติ

ลิงค์ในหัวข้อของสภาวะสมดุล

สภาวะสมดุลในวิกิพีเดีย

สภาวะสมดุลเป็นกระบวนการที่เกิดขึ้นอย่างอิสระในร่างกายและมีเป้าหมายเพื่อรักษาเสถียรภาพของระบบของมนุษย์เมื่อสภาวะภายในเปลี่ยนแปลง (การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ ความดัน) หรือสภาวะภายนอก (การเปลี่ยนแปลงของสภาพอากาศ เขตเวลา) ชื่อนี้เสนอโดยแคนนอนนักสรีรวิทยาชาวอเมริกัน ต่อจากนั้นสภาวะสมดุลเริ่มถูกเรียกว่าความสามารถของระบบใด ๆ (รวมถึงสภาพแวดล้อม) เพื่อรักษาความมั่นคงภายใน

ติดต่อกับ

เพื่อนร่วมชั้น

แนวคิดและลักษณะของสภาวะสมดุล

วิกิพีเดียให้คำจำกัดความคำนี้ว่าเป็นความปรารถนาที่จะอยู่รอด ปรับตัว และพัฒนา เพื่อให้สภาวะสมดุลถูกต้อง จำเป็นต้องมีการทำงานร่วมกันของอวัยวะและระบบทั้งหมด ในกรณีนี้ พารามิเตอร์ทั้งหมดของบุคคลจะเป็นปกติ หากพารามิเตอร์บางอย่างในร่างกายไม่ได้รับการควบคุมซึ่งแสดงถึงการรบกวนในสภาวะสมดุล

ลักษณะสำคัญของสภาวะสมดุลมีดังนี้:

• การวิเคราะห์ความเป็นไปได้ในการปรับระบบให้เข้ากับเงื่อนไขใหม่
• ความปรารถนาที่จะรักษาสมดุล
• ไม่สามารถคาดการณ์ล่วงหน้าถึงผลลัพธ์ของการควบคุมตัวบ่งชี้ได้

ข้อเสนอแนะ

ผลตอบรับเป็นกลไกที่แท้จริงของสภาวะสมดุล นี่คือวิธีที่ร่างกายตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงใดๆ ร่างกายทำงานอย่างต่อเนื่องตลอดชีวิตของบุคคล อย่างไรก็ตามแต่ละระบบจะต้องมีเวลาพักผ่อนและฟื้นตัว ในช่วงนี้การทำงานของแต่ละองค์กรช้าลงหรือหยุดไปเลย กระบวนการนี้เรียกว่าผลตอบรับ ตัวอย่างนี้คือการละเมิดการทำงานของกระเพาะอาหารเมื่ออาหารไม่เข้าไป การย่อยอาหารที่ผิดปกตินี้ช่วยให้แน่ใจว่าการผลิตกรดหยุดลงเนื่องจากการทำงานของฮอร์โมนและแรงกระตุ้นของเส้นประสาท

กลไกนี้มีสองประเภทซึ่งจะอธิบายไว้ด้านล่างนี้

ข้อเสนอแนะเชิงลบ

กลไกประเภทนี้ขึ้นอยู่กับความจริงที่ว่าร่างกายตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงโดยพยายามนำการเปลี่ยนแปลงเหล่านั้นไป ฝั่งตรงข้าม. นั่นคือมันพยายามอีกครั้งเพื่อความมั่นคง ตัวอย่างเช่น หากคาร์บอนไดออกไซด์สะสมในร่างกาย ปอดจะเริ่มทำงานมากขึ้น การหายใจจะถี่ขึ้น เนื่องจากคาร์บอนไดออกไซด์ส่วนเกินจะถูกกำจัดออกไป และยังต้องขอบคุณข้อเสนอแนะเชิงลบที่ทำให้การควบคุมอุณหภูมิเกิดขึ้นเนื่องจากร่างกายหลีกเลี่ยงความร้อนสูงเกินไปหรืออุณหภูมิต่ำเกินไป

ข้อเสนอแนะในเชิงบวก

กลไกนี้ตรงกันข้ามกับกลไกก่อนหน้าทุกประการ ในกรณีของการกระทำ การเปลี่ยนแปลงในตัวแปรจะได้รับการปรับปรุงโดยกลไกเท่านั้น ซึ่งจะขจัดร่างกายออกจากสภาวะสมดุล นี่เป็นกระบวนการที่ค่อนข้างหายากและเป็นที่ต้องการน้อยกว่า ตัวอย่างนี้คือการมีอยู่ของศักย์ไฟฟ้าในเส้นประสาทซึ่งแทนที่จะลดผลกระทบกลับนำไปสู่การเพิ่มขึ้น

อย่างไรก็ตาม ด้วยกลไกนี้ การพัฒนาและการเปลี่ยนผ่านสู่สภาวะใหม่จึงเกิดขึ้น ซึ่งหมายความว่าสิ่งนี้จำเป็นสำหรับชีวิตด้วย

สภาวะสมดุลควบคุมพารามิเตอร์อะไรบ้าง?

แม้ว่าร่างกายจะพยายามรักษาค่าของพารามิเตอร์ที่สำคัญต่อชีวิตอยู่ตลอดเวลา แต่ก็ไม่เสถียรเสมอไป อุณหภูมิของร่างกายจะยังคงเปลี่ยนแปลงในช่วงเล็กๆ เช่นเดียวกับอัตราการเต้นของหัวใจหรือความดันโลหิต หน้าที่ของสภาวะสมดุลคือการรักษาค่าในช่วงนี้ไว้ตลอดจนช่วยให้ร่างกายทำงาน

ตัวอย่างของสภาวะสมดุล ได้แก่ การกำจัดของเสียออกจากร่างกายมนุษย์โดยไต ต่อมเหงื่อ ระบบทางเดินอาหาร และการพึ่งพาการเผาผลาญอาหาร รายละเอียดเพิ่มเติมเล็กน้อยเกี่ยวกับพารามิเตอร์ที่ปรับได้จะกล่าวถึงด้านล่าง

อุณหภูมิของร่างกาย

ตัวอย่างที่ชัดเจนและเรียบง่ายที่สุดของสภาวะสมดุลคือการรักษาอุณหภูมิของร่างกายให้เป็นปกติ ความร้อนสูงเกินไปของร่างกายสามารถหลีกเลี่ยงได้โดยการทำงานหนัก อุณหภูมิปกติอยู่ระหว่าง 36 ถึง 37 องศาเซลเซียส การเพิ่มขึ้นของค่าเหล่านี้สามารถถูกกระตุ้นโดยกระบวนการอักเสบ ความผิดปกติของฮอร์โมนและเมตาบอลิซึม หรือโรคใด ๆ

ส่วนหนึ่งของสมองที่เรียกว่าไฮโปทาลามัสมีหน้าที่ควบคุมอุณหภูมิของร่างกาย รับสัญญาณเกี่ยวกับความผิดปกติในระบบอุณหภูมิซึ่งอาจแสดงออกด้วยการหายใจเร็ว ปริมาณน้ำตาลที่เพิ่มขึ้น และการเร่งการเผาผลาญที่ไม่ดีต่อสุขภาพ ทั้งหมดนี้นำไปสู่ความเกียจคร้านกิจกรรมของอวัยวะลดลงหลังจากนั้นระบบเริ่มใช้มาตรการเพื่อควบคุมอุณหภูมิ ตัวอย่างง่ายๆ ของการตอบสนองทางอุณหภูมิของร่างกายคือการขับเหงื่อ.

เป็นที่น่าสังเกตว่ากระบวนการนี้ยังใช้ได้เมื่ออุณหภูมิของร่างกายลดลงมากเกินไป วิธีนี้จะทำให้ร่างกายอบอุ่นโดยสลายไขมันซึ่งปล่อยความร้อนออกมา

ความสมดุลของน้ำ-เกลือ

น้ำเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับร่างกายและทุกคนก็รู้เรื่องนี้ดี มีบรรทัดฐานสำหรับการบริโภคของเหลวทุกวันที่ 2 ลิตร ในความเป็นจริง แต่ละร่างกายต้องการปริมาณน้ำของตัวเอง และสำหรับบางคนก็อาจเกินค่าเฉลี่ย ในขณะที่บางคนก็อาจไปไม่ถึง อย่างไรก็ตามไม่ว่าคนเราดื่มน้ำมากแค่ไหน ร่างกายก็จะไม่สะสมของเหลวส่วนเกินทั้งหมด น้ำจะยังคงอยู่ในระดับที่ต้องการในขณะที่ส่วนเกินทั้งหมดจะถูกกำจัดออกจากร่างกายเนื่องจากการดูดซึมที่ดำเนินการโดยไต

สภาวะสมดุลของเลือด

ในทำนองเดียวกัน ปริมาณน้ำตาล เช่น กลูโคส ซึ่งเป็นองค์ประกอบสำคัญในเลือดก็ถูกควบคุมเช่นกัน บุคคลไม่สามารถมีสุขภาพที่สมบูรณ์สมบูรณ์ได้หากระดับน้ำตาลอยู่ไกลจากปกติ ตัวบ่งชี้นี้ควบคุมโดยการทำงานของตับอ่อนและตับ เมื่อระดับกลูโคสเกินเกณฑ์ปกติตับอ่อนจะทำหน้าที่ผลิตอินซูลินและกลูคากอน หากปริมาณน้ำตาลต่ำเกินไป ไกลโคเจนจากเลือดจะถูกประมวลผลเข้าไปด้วยความช่วยเหลือของตับ

ความดันปกติ

สภาวะสมดุลยังรับผิดชอบต่อความดันโลหิตปกติในร่างกายอีกด้วย หากเกิดความขัดข้อง สัญญาณเกี่ยวกับเรื่องนี้จะมาจากหัวใจไปยังสมอง สมองตอบสนองต่อปัญหาและใช้แรงกระตุ้นเพื่อช่วยให้หัวใจลดความดันโลหิตสูง

คำจำกัดความของสภาวะสมดุลไม่เพียงแต่แสดงลักษณะการทำงานที่ถูกต้องของระบบของสิ่งมีชีวิตชนิดเดียวเท่านั้น แต่ยังสามารถนำไปใช้กับประชากรทั้งหมดได้อีกด้วย สภาวะสมดุลมีหลายประเภทขึ้นอยู่กับสิ่งนี้, อธิบายไว้ด้านล่าง.

สภาวะสมดุลทางนิเวศวิทยา

สัตว์ชนิดนี้มีอยู่ในชุมชนที่มีสภาพความเป็นอยู่ที่จำเป็น มันเกิดขึ้นจากการกระทำของกลไกตอบรับเชิงบวก เมื่อสิ่งมีชีวิตที่เริ่มอาศัยอยู่ในระบบนิเวศเพิ่มจำนวนขึ้นอย่างรวดเร็ว ดังนั้นจึงเพิ่มจำนวนขึ้น แต่การตั้งถิ่นฐานอย่างรวดเร็วเช่นนี้อาจนำไปสู่ปัญหาที่มากกว่านั้นอีก การทำลายล้างอย่างรวดเร็วชนิดพันธุ์ใหม่ในกรณีที่เกิดโรคระบาดหรือสภาวะเปลี่ยนแปลงไปเป็นพันธุ์ที่ไม่เอื้ออำนวย ดังนั้นสิ่งมีชีวิตจึงต้องปรับตัวและทรงตัวซึ่งเกิดขึ้นเนื่องจากการตอบรับเชิงลบ ดังนั้นจำนวนประชากรจึงลดลงแต่ก็สามารถปรับตัวได้มากขึ้น

สภาวะสมดุลทางชีวภาพ

ประเภทนี้เป็นเรื่องปกติสำหรับบุคคลซึ่งร่างกายพยายามรักษาไว้ ความสมดุลภายในโดยเฉพาะอย่างยิ่งโดยการควบคุมองค์ประกอบและปริมาณของเลือด สารระหว่างเซลล์ และของเหลวอื่น ๆ ที่จำเป็นสำหรับการทำงานปกติของร่างกาย ในเวลาเดียวกัน สภาวะสมดุลไม่จำเป็นต้องรักษาพารามิเตอร์ให้คงที่เสมอไป บางครั้งสามารถทำได้โดยการปรับตัวและปรับตัวของร่างกายให้เข้ากับสภาวะที่เปลี่ยนแปลงไป เนื่องจากความแตกต่างนี้ สิ่งมีชีวิตจึงถูกแบ่งออกเป็นสองประเภท:

• โครงสร้าง - สิ่งเหล่านี้คือผู้ที่พยายามรักษาคุณค่า (เช่นสัตว์เลือดอุ่นซึ่งอุณหภูมิร่างกายควรคงที่ไม่มากก็น้อย)
• กฎระเบียบซึ่งปรับตัว (เลือดเย็น มีอุณหภูมิแตกต่างกันขึ้นอยู่กับเงื่อนไข)

ในกรณีนี้ สภาวะสมดุลของสิ่งมีชีวิตแต่ละชนิดมีจุดมุ่งหมายเพื่อชดเชยต้นทุน หากสัตว์เลือดอุ่นไม่เปลี่ยนวิถีชีวิตเมื่ออุณหภูมิโดยรอบลดลง สัตว์เลือดเย็นจะเซื่องซึมและไม่โต้ตอบเพื่อไม่ให้เปลืองพลังงาน

นอกจาก, สภาวะสมดุลทางชีวภาพรวมถึงชนิดย่อยต่อไปนี้:

• สภาวะสมดุลของเซลล์มีวัตถุประสงค์เพื่อเปลี่ยนโครงสร้างของไซโตพลาสซึมและกิจกรรมของเอนไซม์ตลอดจนการสร้างเนื้อเยื่อและอวัยวะใหม่
• สภาวะสมดุลในร่างกายเกิดขึ้นได้โดยการควบคุมอุณหภูมิ ความเข้มข้นของสารที่จำเป็นต่อชีวิต และกำจัดของเสีย

ประเภทอื่นๆ

นอกจากจะใช้ในด้านชีววิทยาและการแพทย์แล้วคำนี้พบการใช้งานในด้านอื่น ๆ

การรักษาสภาวะสมดุล

ภาวะสมดุลของร่างกายจะคงอยู่ได้เนื่องจากการมีอยู่ในร่างกายของเซ็นเซอร์ที่เรียกว่าซึ่งส่งแรงกระตุ้นไปยังสมองซึ่งมีข้อมูลเกี่ยวกับความดันและอุณหภูมิของร่างกาย ความสมดุลของเกลือและน้ำ องค์ประกอบของเลือด และพารามิเตอร์อื่น ๆ ที่สำคัญสำหรับชีวิตปกติ ทันทีที่ค่าบางค่าเริ่มเบี่ยงเบนไปจากบรรทัดฐาน สัญญาณเกี่ยวกับสิ่งนี้จะถูกส่งไปยังสมอง และร่างกายจะเริ่มควบคุมตัวบ่งชี้ของมัน

กลไกการปรับที่ซับซ้อนนี้สำคัญอย่างยิ่งต่อชีวิต สภาพปกติของบุคคลได้รับการดูแลด้วยอัตราส่วนสารเคมีและองค์ประกอบในร่างกายที่ถูกต้อง กรดและด่างมีความจำเป็นต่อการทำงานที่มั่นคงของระบบย่อยอาหารและอวัยวะอื่นๆ

แคลเซียมเป็นวัสดุโครงสร้างที่สำคัญมาก หากไม่ได้รับในปริมาณที่เหมาะสม จะทำให้กระดูกและฟันไม่แข็งแรง ออกซิเจนเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการหายใจ

สารพิษที่เข้าสู่ร่างกายสามารถรบกวนการทำงานที่ราบรื่นของร่างกายได้ แต่เพื่อป้องกันอันตรายต่อสุขภาพพวกเขาจะถูกกำจัดออกไปเนื่องจากการทำงานของระบบทางเดินปัสสาวะ

สภาวะสมดุลทำงานโดยไม่ต้องใช้ความพยายามใดๆ ในตัวบุคคล หากร่างกายแข็งแรงร่างกายจะควบคุมกระบวนการทั้งหมดเอง หากคนเราร้อน หลอดเลือดจะขยายตัว ส่งผลให้ผิวหนังมีรอยแดง ถ้าหนาวก็จะตัวสั่น. ต้องขอบคุณการตอบสนองต่อสิ่งเร้าของร่างกาย สุขภาพของมนุษย์จึงยังคงอยู่ในระดับที่ต้องการ

ดังที่ทราบกันดีว่าเซลล์ที่มีชีวิตเป็นระบบเคลื่อนที่และควบคุมตนเองได้ องค์กรภายในได้รับการสนับสนุนจากกระบวนการที่กระตือรือร้นซึ่งมุ่งเป้าไปที่การจำกัด ป้องกัน หรือขจัดการเปลี่ยนแปลงที่เกิดจากอิทธิพลต่างๆ จากสภาพแวดล้อมภายนอกและภายใน ความสามารถในการกลับสู่สถานะเดิมหลังจากการเบี่ยงเบนจากระดับเฉลี่ยที่เกิดจากปัจจัย "รบกวน" อย่างใดอย่างหนึ่งเป็นคุณสมบัติหลักของเซลล์ สิ่งมีชีวิตหลายเซลล์เป็นองค์กรหนึ่งซึ่งมีองค์ประกอบของเซลล์ที่มีความเชี่ยวชาญในการทำหน้าที่ต่างๆ ปฏิสัมพันธ์ภายในร่างกายดำเนินการโดยกลไกการกำกับดูแลที่ซับซ้อน การประสานงานและความสัมพันธ์กับปัจจัยทางประสาท ร่างกาย เมตาบอลิซึม และปัจจัยอื่น ๆ กลไกส่วนบุคคลหลายอย่างที่ควบคุมความสัมพันธ์ภายในและระหว่างเซลล์ ในบางกรณี มีผลกระทบที่ตรงกันข้ามกัน (เป็นปฏิปักษ์) ที่สร้างความสมดุลระหว่างกัน สิ่งนี้นำไปสู่การสร้างภูมิหลังทางสรีรวิทยาที่เคลื่อนที่ได้ (ความสมดุลทางสรีรวิทยา) ในร่างกายและช่วยให้ระบบสิ่งมีชีวิตสามารถรักษาความมั่นคงแบบไดนามิกสัมพัทธ์ได้ แม้ว่าสภาพแวดล้อมจะเปลี่ยนแปลงและการเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นในช่วงชีวิตของสิ่งมีชีวิตก็ตาม

คำว่า "สภาวะสมดุล" ถูกเสนอในปี 1929 โดยนักสรีรวิทยา ดับเบิลยู. แคนนอน ซึ่งเชื่อว่ากระบวนการทางสรีรวิทยาที่รักษาเสถียรภาพในร่างกายนั้นซับซ้อนและหลากหลายมาก จนแนะนำให้รวมเข้าด้วยกันภายใต้ชื่อทั่วไปว่าสภาวะสมดุล อย่างไรก็ตาม ย้อนกลับไปในปี 1878 ซี. เบอร์นาร์ดเขียนว่ากระบวนการของชีวิตทั้งหมดมีเป้าหมายเดียวเท่านั้น นั่นก็คือการรักษาความคงอยู่ของสภาพความเป็นอยู่ในสภาพแวดล้อมภายในของเรา ข้อความที่คล้ายกันนี้พบได้ในผลงานของนักวิจัยหลายคนในช่วงศตวรรษที่ 19 และครึ่งแรกของศตวรรษที่ 20 (E. Pfluger, S. Richet, Frederic (L.A. Fredericq), I.M. Sechenov, I.P. Pavlov, K.M. Bykov และคนอื่น ๆ ) งานของ L.S. มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการศึกษาปัญหาสภาวะสมดุล สเติร์น (กับเพื่อนร่วมงาน) อุทิศให้กับบทบาทของฟังก์ชั่นอุปสรรคที่ควบคุมองค์ประกอบและคุณสมบัติของสภาพแวดล้อมจุลภาคของอวัยวะและเนื้อเยื่อ

แนวคิดเรื่องสภาวะสมดุลไม่สอดคล้องกับแนวคิดเรื่องความสมดุลที่มั่นคง (ไม่ผันผวน) ในร่างกาย - หลักการของความสมดุลไม่สามารถใช้ได้กับกระบวนการทางสรีรวิทยาและชีวเคมีที่ซับซ้อนที่เกิดขึ้นในระบบสิ่งมีชีวิต นอกจากนี้ยังไม่ถูกต้องที่จะเปรียบเทียบสภาวะสมดุลกับความผันผวนของจังหวะในสภาพแวดล้อมภายใน สภาวะสมดุลในความหมายกว้างๆ ครอบคลุมถึงประเด็นของวงจรและระยะของปฏิกิริยา การชดเชย การควบคุมและการควบคุมตนเองของการทำงานทางสรีรวิทยา พลวัตของการพึ่งพาซึ่งกันและกันของระบบประสาท ร่างกาย และส่วนประกอบอื่นๆ ของกระบวนการกำกับดูแล ขอบเขตของสภาวะสมดุลสามารถเข้มงวดและยืดหยุ่นได้ โดยเปลี่ยนแปลงขึ้นอยู่กับอายุ เพศ สังคม อาชีพ และเงื่อนไขอื่นๆ ของแต่ละบุคคล

สิ่งที่สำคัญที่สุดสำหรับชีวิตของร่างกายคือความสม่ำเสมอขององค์ประกอบของเลือด - เมทริกซ์ของเหลวของร่างกายดังที่ W. Cannon กล่าวไว้ ความเสถียรของปฏิกิริยาแอคทีฟ (pH) แรงดันออสโมติก อัตราส่วนของอิเล็กโทรไลต์ (โซเดียม แคลเซียม คลอรีน แมกนีเซียม ฟอสฟอรัส) ปริมาณกลูโคส จำนวนองค์ประกอบที่ก่อตัว และอื่นๆ เป็นที่ทราบกันดี ตัวอย่างเช่น ค่า pH ของเลือด ตามกฎแล้วจะต้องไม่เกิน 7.35-7.47 แม้แต่ความผิดปกติที่รุนแรงของการเผาผลาญกรดเบสด้วยพยาธิสภาพของการสะสมของกรดในของเหลวในเนื้อเยื่อเช่นในภาวะกรดในเบาหวานก็มีผลน้อยมากต่อปฏิกิริยาของเลือดที่ใช้งานอยู่ แม้ว่าแรงดันออสโมติกของเลือดและของเหลวในเนื้อเยื่ออาจมีความผันผวนอย่างต่อเนื่องเนื่องจากมีปริมาณผลิตภัณฑ์ที่มีฤทธิ์ออสโมติกในการเผาผลาญสิ่งของคั่นระหว่างหน้าอย่างต่อเนื่อง แต่ก็ยังอยู่ในระดับหนึ่งและเปลี่ยนแปลงภายใต้สภาวะทางพยาธิวิทยาที่รุนแรงบางอย่างเท่านั้น

การรักษาแรงดันออสโมติกให้คงที่มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อเมแทบอลิซึมของน้ำและการรักษาสมดุลของไอออนิกในร่างกาย (ดู เมแทบอลิซึมของน้ำ-เกลือ) ความเข้มข้นของโซเดียมไอออนในสภาพแวดล้อมภายในจะคงที่มากที่สุด ปริมาณอิเล็กโทรไลต์อื่นๆ ยังแตกต่างกันไปภายในขีดจำกัดที่แคบ การมีอยู่ของตัวรับออสโมเรเตอร์จำนวนมากในเนื้อเยื่อและอวัยวะ รวมถึงในการก่อตัวของประสาทส่วนกลาง (ไฮโปธาลามัส ฮิบโปแคมปัส) และระบบที่ประสานงานกันของตัวควบคุมเมแทบอลิซึมของน้ำและองค์ประกอบของไอออน ช่วยให้ร่างกายสามารถกำจัดการเปลี่ยนแปลงของแรงดันออสโมติกของ เลือดที่เกิดขึ้น เช่น เมื่อมีการนำน้ำเข้าสู่ร่างกาย

แม้ว่าเลือดจะเป็นตัวแทนของสภาพแวดล้อมภายในร่างกายโดยทั่วไป แต่เซลล์ของอวัยวะและเนื้อเยื่อไม่ได้สัมผัสโดยตรงกับเลือด

ในสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์ แต่ละอวัยวะมีสภาพแวดล้อมภายในของตัวเอง (สภาพแวดล้อมจุลภาค) ซึ่งสอดคล้องกับลักษณะโครงสร้างและหน้าที่ของมัน และสภาวะปกติของอวัยวะต่างๆ ขึ้นอยู่กับองค์ประกอบทางเคมี เคมีกายภาพ ชีวภาพ และคุณสมบัติอื่น ๆ ของสภาพแวดล้อมจุลภาคนี้ สภาวะสมดุลของมันถูกกำหนดโดยสถานะการทำงานของสิ่งกีดขวางทางจุลพยาธิวิทยาและการซึมผ่านของสิ่งเหล่านั้นในทิศทางของเลือด → ของเหลวในเนื้อเยื่อ, ของเหลวในเนื้อเยื่อ → เลือด

ความคงตัวของสภาพแวดล้อมภายในสำหรับกิจกรรมของระบบประสาทส่วนกลางมีความสำคัญเป็นพิเศษ: แม้แต่การเปลี่ยนแปลงทางเคมีและเคมีกายภาพเล็กน้อยที่เกิดขึ้นในน้ำไขสันหลัง, glia และช่องว่างในเซลล์ก็สามารถทำให้เกิดการหยุดชะงักอย่างรุนแรงในการไหลของกระบวนการสำคัญในเซลล์ประสาทแต่ละตัว หรือในวงดนตรีของพวกเขา ระบบชีวเคมีที่ซับซ้อน รวมถึงกลไกทางระบบประสาท ชีวเคมี การไหลเวียนโลหิต และกลไกการควบคุมอื่นๆ เป็นระบบที่รับรองระดับความดันโลหิตที่เหมาะสม ในกรณีนี้ ขีดจำกัดบนของระดับความดันโลหิตจะกำหนดโดยการทำงานของตัวรับความรู้สึกของระบบหลอดเลือดของร่างกาย และขีดจำกัดล่างจะกำหนดโดยความต้องการการจัดหาโลหิตของร่างกาย

กลไกสภาวะสมดุลที่ก้าวหน้าที่สุดในร่างกายของสัตว์และมนุษย์ชั้นสูง ได้แก่ กระบวนการควบคุมอุณหภูมิ ในสัตว์ที่ให้ความร้อนตามธรรมชาติ ความผันผวนของอุณหภูมิในส่วนต่างๆ ภายในของร่างกายจะต้องไม่เกินสิบองศาในระหว่างที่อุณหภูมิในสิ่งแวดล้อมเปลี่ยนแปลงอย่างฉับพลันที่สุด

นักวิจัยหลายๆ คนอธิบายกลไกทางชีววิทยาทั่วไปที่เป็นสาเหตุของสภาวะสมดุลด้วยวิธีต่างๆ ดังนั้น W. Cannon จึงให้ความสำคัญเป็นพิเศษกับระบบประสาทที่สูงขึ้น L. A. Orbeli ถือว่าการทำงานแบบปรับตัวและโภชนาการของระบบประสาทซิมพาเทติกเป็นหนึ่งในปัจจัยสำคัญของสภาวะสมดุล บทบาทของการจัดระเบียบของอุปกรณ์ประสาท (หลักการของเส้นประสาท) เป็นรากฐานของแนวคิดที่เป็นที่รู้จักอย่างกว้างขวางเกี่ยวกับสาระสำคัญของหลักการของสภาวะสมดุล (I. M. Sechenov, I. P. Pavlov, A. D. Speransky และคนอื่น ๆ ) อย่างไรก็ตาม ทั้งหลักการของการครอบงำ (A. A. Ukhtomsky) หรือทฤษฎีของฟังก์ชันอุปสรรค (L. S. Stern) หรือกลุ่มอาการการปรับตัวทั่วไป (G. Selye) หรือทฤษฎีของระบบการทำงาน (P. K. Anokhin) หรือกฎระเบียบของมลรัฐ สภาวะสมดุล (N.I. Grashchenkov) และทฤษฎีอื่น ๆ อีกมากมายไม่สามารถแก้ปัญหาสภาวะสมดุลได้อย่างสมบูรณ์

ในบางกรณีแนวคิดเรื่องสภาวะสมดุลไม่ได้ถูกนำมาใช้อย่างถูกกฎหมายทั้งหมดเพื่ออธิบายสถานะทางสรีรวิทยากระบวนการและแม้แต่ปรากฏการณ์ทางสังคมที่แยกจากกัน. นี่คือวิธีที่คำว่า "ภูมิคุ้มกันวิทยา", "อิเล็กโทรไลต์", "ระบบ", "โมเลกุล", "เคมีกายภาพ", "สภาวะสมดุลทางพันธุกรรม" และอื่น ๆ ปรากฏในวรรณคดี มีการพยายามลดปัญหาสภาวะสมดุลให้เป็นไปตามหลักการควบคุมตนเอง ตัวอย่างของการแก้ปัญหาสภาวะสมดุลจากมุมมองของไซเบอร์เนติกส์คือความพยายามของ Ashby (W. R. Ashby, 1948) ในการสร้างอุปกรณ์ควบคุมตนเองที่จำลองความสามารถของสิ่งมีชีวิตในการรักษาระดับของปริมาณที่แน่นอนภายในขอบเขตที่ยอมรับได้ทางสรีรวิทยา ผู้เขียนบางคนพิจารณาสภาพแวดล้อมภายในร่างกายในรูปแบบของระบบลูกโซ่ที่ซับซ้อนซึ่งมี "ปัจจัยการผลิต" จำนวนมาก (อวัยวะภายใน) และตัวชี้วัดทางสรีรวิทยาส่วนบุคคล (การไหลเวียนของเลือด ความดันโลหิต การแลกเปลี่ยนก๊าซ ฯลฯ) มูลค่าของแต่ละ ซึ่งถูกกำหนดโดยกิจกรรมของ "อินพุต"

ในทางปฏิบัติ นักวิจัยและแพทย์ต้องเผชิญกับคำถามในการประเมินความสามารถในการปรับตัว (ปรับตัว) หรือการชดเชยของร่างกาย กฎระเบียบ การเสริมสร้างความเข้มแข็งและการเคลื่อนย้าย และการทำนายการตอบสนองของร่างกายต่ออิทธิพลที่รบกวน ความไม่แน่นอนทางพืชบางสภาวะซึ่งเกิดจากกลไกการควบคุมไม่เพียงพอ มากเกินไปหรือไม่เพียงพอ ถือเป็น "โรคของสภาวะสมดุล" ตามแบบแผนบางประการ สิ่งเหล่านี้อาจรวมถึงความผิดปกติในการทำงานของการทำงานปกติของร่างกายที่เกี่ยวข้องกับความชรา การบังคับปรับโครงสร้างจังหวะทางชีวภาพ ปรากฏการณ์บางอย่างของดีสโทเนียทางพืช ปฏิกิริยาที่มากเกินไปและน้อยเกินไปภายใต้อิทธิพลของความเครียดและสุดขีด เป็นต้น

เพื่อประเมินสถานะของกลไกสภาวะสมดุลในฟิสิออล ในการทดลองและในทางปฏิบัติ มีการใช้การทดสอบการทำงานแบบให้ปริมาณต่างๆ (เย็น ความร้อน อะดรีนาลีน อินซูลิน เมซาโทน และอื่นๆ) พร้อมการกำหนดอัตราส่วนของสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพ (ฮอร์โมน สารสื่อกลาง สารเมตาบอไลต์) ในเลือดและปัสสาวะ และอื่น ๆ

กลไกทางชีวฟิสิกส์ของสภาวะสมดุล

กลไกทางชีวฟิสิกส์ของสภาวะสมดุล จากมุมมองของชีวฟิสิกส์เคมี สภาวะสมดุลเป็นสภาวะที่กระบวนการทั้งหมดที่รับผิดชอบในการเปลี่ยนแปลงพลังงานในร่างกายอยู่ในสมดุลแบบไดนามิก สถานะนี้มีความเสถียรที่สุดและสอดคล้องกับความเหมาะสมทางสรีรวิทยา ตามแนวคิดของอุณหพลศาสตร์ สิ่งมีชีวิตและเซลล์สามารถดำรงอยู่ได้และปรับให้เข้ากับสภาพแวดล้อมซึ่งกระบวนการทางฟิสิกส์เคมีที่อยู่นิ่งซึ่งก็คือสภาวะสมดุลสามารถเกิดขึ้นได้ในระบบทางชีววิทยา บทบาทหลักในการสร้างสภาวะสมดุลอยู่ที่ระบบเยื่อหุ้มเซลล์เป็นหลัก ซึ่งมีหน้าที่รับผิดชอบในกระบวนการพลังงานชีวภาพและควบคุมอัตราการเข้าและการปล่อยสารโดยเซลล์

จากมุมมองนี้ สาเหตุหลักของความผิดปกติคือปฏิกิริยาที่ไม่ใช่เอนไซม์ที่เกิดขึ้นในเยื่อหุ้มเซลล์ ซึ่งผิดปกติในชีวิตปกติ ในกรณีส่วนใหญ่ สิ่งเหล่านี้คือปฏิกิริยาลูกโซ่ออกซิเดชันที่เกี่ยวข้องกับอนุมูลอิสระที่เกิดขึ้นในเซลล์ฟอสโฟลิปิด ปฏิกิริยาเหล่านี้นำไปสู่ความเสียหายต่อองค์ประกอบโครงสร้างของเซลล์และการหยุดชะงักของหน้าที่ด้านกฎระเบียบ ปัจจัยที่ทำให้เกิดการหยุดชะงักของสภาวะสมดุลยังรวมถึงสารที่ทำให้เกิดการก่อตัวของอนุมูลอิสระ เช่น รังสีไอออไนซ์ สารพิษจากการติดเชื้อ อาหารบางชนิด นิโคติน รวมถึงการขาดวิตามิน และอื่นๆ

ปัจจัยหลักประการหนึ่งที่ทำให้สภาวะสมดุลและการทำงานของเมมเบรนมีความเสถียรคือสารต้านอนุมูลอิสระทางชีวภาพซึ่งยับยั้งการเกิดปฏิกิริยาอนุมูลอิสระ

คุณสมบัติที่เกี่ยวข้องกับอายุของสภาวะสมดุลในเด็ก

คุณสมบัติที่เกี่ยวข้องกับอายุของสภาวะสมดุลในเด็ก ความคงตัวของสภาพแวดล้อมภายในของร่างกายและความมั่นคงสัมพัทธ์ของตัวบ่งชี้ทางกายภาพและทางเคมีในวัยเด็กนั้นได้รับการรับรองโดยความเด่นที่เด่นชัดของกระบวนการเมตาบอลิซึมของอะนาโบลิกมากกว่ากระบวนการแบบ catabolic นี่เป็นเงื่อนไขที่ขาดไม่ได้สำหรับการเจริญเติบโตและทำให้ร่างกายของเด็กแตกต่างจากร่างกายของผู้ใหญ่ซึ่งความเข้มข้นของกระบวนการเผาผลาญอยู่ในสภาวะสมดุลแบบไดนามิก ในเรื่องนี้การควบคุมระบบประสาทต่อมไร้ท่อของสภาวะสมดุลของร่างกายเด็กนั้นมีความเข้มข้นมากกว่าในผู้ใหญ่ แต่ละช่วงอายุมีลักษณะเฉพาะของกลไกสภาวะสมดุลและกฎระเบียบ ดังนั้น เด็กจึงมีแนวโน้มมากกว่าผู้ใหญ่ที่จะเผชิญกับภาวะสมดุลสมดุลอย่างรุนแรง ซึ่งมักเป็นอันตรายถึงชีวิต ความผิดปกติเหล่านี้มักเกี่ยวข้องกับการยังไม่บรรลุนิติภาวะของการทำงานของสภาวะสมดุลของไตโดยมีความผิดปกติของระบบทางเดินอาหารหรือการทำงานของระบบทางเดินหายใจของปอด

การเจริญเติบโตของเด็กซึ่งแสดงออกโดยการเพิ่มมวลของเซลล์นั้นมาพร้อมกับการเปลี่ยนแปลงที่ชัดเจนในการกระจายตัวของของเหลวในร่างกาย (ดูเมแทบอลิซึมของเกลือและน้ำ) ปริมาตรที่เพิ่มขึ้นอย่างแน่นอนของของเหลวนอกเซลล์จะช้ากว่าอัตราการเพิ่มของน้ำหนักโดยรวม ดังนั้นปริมาตรสัมพัทธ์ของสภาพแวดล้อมภายในซึ่งแสดงเป็นเปอร์เซ็นต์ของน้ำหนักตัวจึงลดลงตามอายุ การพึ่งพาอาศัยกันนี้เด่นชัดโดยเฉพาะในปีแรกหลังคลอด ในเด็กโต อัตราการเปลี่ยนแปลงปริมาตรสัมพัทธ์ของของเหลวนอกเซลล์จะลดลง ระบบควบคุมความคงตัวของปริมาตรของเหลว (การควบคุมปริมาตร) ให้การชดเชยความเบี่ยงเบนในสมดุลของน้ำภายในขอบเขตที่ค่อนข้างแคบ การให้ความชุ่มชื้นของเนื้อเยื่อในระดับสูงในทารกแรกเกิดและเด็กเล็กเป็นตัวกำหนดความต้องการน้ำของเด็ก (ต่อหน่วยน้ำหนักตัว) สูงกว่าผู้ใหญ่อย่างมาก การสูญเสียน้ำหรือข้อจำกัดอย่างรวดเร็วนำไปสู่การเกิดภาวะขาดน้ำเนื่องจากส่วนนอกเซลล์ นั่นคือ สภาพแวดล้อมภายใน ในเวลาเดียวกันไตซึ่งเป็นอวัยวะบริหารหลักในระบบปริมาตรไม่ได้ช่วยประหยัดน้ำ ปัจจัยจำกัดของการควบคุมคือความยังไม่บรรลุนิติภาวะของระบบท่อไต คุณลักษณะที่สำคัญของการควบคุมสภาวะสมดุลของระบบประสาทต่อมไร้ท่อในทารกแรกเกิดและเด็กเล็กคือการหลั่งและการขับถ่ายของอัลโดสเตอโรนที่ค่อนข้างสูงในไต ซึ่งมีผลกระทบโดยตรงต่อสถานะความชุ่มชื้นของเนื้อเยื่อและการทำงานของท่อไต

การควบคุมความดันออสโมติกของพลาสมาในเลือดและของเหลวนอกเซลล์ในเด็กก็มีจำกัดเช่นกัน ออสโมลาริตีของสภาพแวดล้อมภายในผันผวนในช่วงกว้าง (±50 mOsm/L) มากกว่าในผู้ใหญ่ (±6 mOsm/L) นี่เป็นเพราะพื้นที่ผิวของร่างกายที่ใหญ่ขึ้นต่อน้ำหนัก 1 กิโลกรัมดังนั้นการสูญเสียน้ำอย่างมีนัยสำคัญมากขึ้นระหว่างการหายใจตลอดจนความไม่บรรลุนิติภาวะของกลไกไตของความเข้มข้นของปัสสาวะในเด็ก การรบกวนของสภาวะสมดุลซึ่งแสดงออกโดยภาวะออสโมซิสเกินนั้นพบได้บ่อยในเด็กในช่วงทารกแรกเกิดและเดือนแรกของชีวิต ในวัยสูงอายุภาวะ hypoosmosis เริ่มมีอิทธิพลเหนือซึ่งส่วนใหญ่เกี่ยวข้องกับโรคระบบทางเดินอาหารหรือโรคออกหากินเวลากลางคืน การศึกษาน้อยคือการควบคุมไอออนิกของสภาวะสมดุลซึ่งเกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับกิจกรรมของไตและธรรมชาติของโภชนาการ

ก่อนหน้านี้เชื่อกันว่าปัจจัยหลักที่กำหนดความดันออสโมติกของของเหลวนอกเซลล์คือความเข้มข้นของโซเดียม แต่การศึกษาล่าสุดแสดงให้เห็นว่าไม่มีความสัมพันธ์กันอย่างใกล้ชิดระหว่างปริมาณโซเดียมในพลาสมาในเลือดกับค่าของความดันออสโมติกทั้งหมด ในพยาธิวิทยา ข้อยกเว้นคือความดันโลหิตสูงในพลาสมา ดังนั้น การบำบัดสภาวะสมดุลโดยการบริหารสารละลายเกลือกลูโคสจึงจำเป็นต้องมีการตรวจสอบไม่เพียงแต่ปริมาณโซเดียมในซีรั่มหรือพลาสมาในเลือดเท่านั้น แต่ยังรวมถึงการเปลี่ยนแปลงในออสโมลาริตีรวมของของเหลวนอกเซลล์ด้วย ความเข้มข้นของน้ำตาลและยูเรียมีความสำคัญอย่างยิ่งในการรักษาแรงดันออสโมติกทั่วไปในสภาพแวดล้อมภายใน เนื้อหาของสารออกฤทธิ์ออสโมติกเหล่านี้และผลต่อการเผาผลาญเกลือน้ำสามารถเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วในสภาวะทางพยาธิวิทยาหลายอย่าง ดังนั้นในกรณีที่เกิดการรบกวนสภาวะสมดุลจึงจำเป็นต้องตรวจสอบความเข้มข้นของน้ำตาลและยูเรีย จากที่กล่าวมาข้างต้น ในเด็กเล็ก หากระบบเกลือของน้ำและโปรตีนถูกรบกวน ภาวะที่แฝงอยู่หรือภาวะ hypoosmosis อาจเกิดภาวะน้ำตาลในเลือดสูง (E. Kerpel-Froniusz, 1964)

ตัวบ่งชี้สำคัญที่แสดงถึงสภาวะสมดุลในเด็กคือความเข้มข้นของไอออนไฮโดรเจนในเลือดและของเหลวนอกเซลล์ ในช่วงฝากครรภ์และหลังคลอดช่วงต้น การควบคุมความสมดุลของกรดเบสมีความสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับระดับความอิ่มตัวของออกซิเจนในเลือด ซึ่งอธิบายได้จากความเด่นของสัมพัทธ์ของไกลโคไลซิสแบบไม่ใช้ออกซิเจนในกระบวนการพลังงานชีวภาพ ยิ่งไปกว่านั้น ภาวะขาดออกซิเจนในระดับปานกลางในทารกในครรภ์ก็มาพร้อมกับการสะสมของกรดแลคติคในเนื้อเยื่อ นอกจากนี้ความยังไม่บรรลุนิติภาวะของการทำงานของกรดในไตยังสร้างข้อกำหนดเบื้องต้นสำหรับการพัฒนาภาวะความเป็นกรด "ทางสรีรวิทยา" เนื่องจากลักษณะเฉพาะของสภาวะสมดุลทารกแรกเกิดจึงมักประสบกับความผิดปกติที่อยู่ระหว่างทางสรีรวิทยาและพยาธิวิทยา

การปรับโครงสร้างของระบบประสาทต่อมไร้ท่อในช่วงวัยแรกรุ่นก็สัมพันธ์กับการเปลี่ยนแปลงของสภาวะสมดุลเช่นกัน อย่างไรก็ตาม การทำงานของอวัยวะบริหาร (ไต, ปอด) จะถึงระดับสูงสุดของวุฒิภาวะในวัยนี้ ดังนั้นกลุ่มอาการหรือโรคของสภาวะสมดุลที่รุนแรงจึงหาได้ยาก และบ่อยครั้งที่เรากำลังพูดถึงการเปลี่ยนแปลงที่ได้รับการชดเชยในการเผาผลาญ ซึ่งสามารถตรวจพบได้เท่านั้น ด้วยการตรวจเลือดทางชีวเคมี ในคลินิกเพื่อระบุลักษณะของสภาวะสมดุลในเด็กจำเป็นต้องตรวจสอบตัวบ่งชี้ต่อไปนี้: ฮีมาโตคริต, ความดันออสโมติกทั้งหมด, ปริมาณโซเดียม, โพแทสเซียม, น้ำตาล, ไบคาร์บอเนตและยูเรียในเลือดตลอดจน pH ในเลือด, pO 2 และ pCO 2.

คุณสมบัติของสภาวะสมดุลในวัยชราและวัยชรา

คุณสมบัติของสภาวะสมดุลในวัยชราและวัยชรา ค่าสภาวะสมดุลภายในระดับเดียวกันในช่วงอายุที่แตกต่างกันจะคงอยู่เนื่องจากการเปลี่ยนแปลงในระบบการควบคุมต่างๆ ตัวอย่างเช่น ระดับความดันโลหิตในคนหนุ่มสาวจะคงที่เนื่องมาจากการส่งออกของหัวใจที่สูงขึ้นและความต้านทานต่อหลอดเลือดส่วนปลายโดยรวมต่ำ และในผู้สูงอายุและวัยชรา - เนื่องจากความต้านทานต่ออุปกรณ์ต่อพ่วงโดยรวมที่สูงขึ้นและการส่งออกของหัวใจลดลง ในช่วงอายุที่มากขึ้นของร่างกาย ความคงที่ของการทำงานทางสรีรวิทยาที่สำคัญที่สุดจะคงอยู่ในสภาวะที่ความน่าเชื่อถือลดลง และลดช่วงของการเปลี่ยนแปลงทางสรีรวิทยาที่เป็นไปได้ในสภาวะสมดุล การรักษาสภาวะสมดุลแบบสัมพัทธ์ในระหว่างการเปลี่ยนแปลงโครงสร้าง เมตาบอลิซึม และการทำงานที่สำคัญนั้นเกิดขึ้นได้จากข้อเท็จจริงที่ว่าไม่เพียงแต่การสูญพันธุ์ การหยุดชะงัก และการย่อยสลายเท่านั้นที่เกิดขึ้นพร้อมๆ กัน แต่ยังรวมถึงการพัฒนากลไกการปรับตัวที่เฉพาะเจาะจงด้วย ด้วยเหตุนี้ จึงรักษาระดับน้ำตาลในเลือด ค่า pH ในเลือด ความดันออสโมติก ศักยภาพของเยื่อหุ้มเซลล์ และอื่นๆ ให้คงที่

สิ่งสำคัญที่สำคัญในการรักษาสภาวะสมดุลในระหว่างกระบวนการชราคือการเปลี่ยนแปลงกลไกของการควบคุมระบบประสาทการเพิ่มความไวของเนื้อเยื่อต่อการทำงานของฮอร์โมนและผู้ไกล่เกลี่ยกับพื้นหลังของอิทธิพลทางประสาทที่อ่อนแอลง

เมื่อร่างกายมีอายุมากขึ้น การทำงานของหัวใจ การระบายอากาศในปอด การแลกเปลี่ยนก๊าซ การทำงานของไต การหลั่งของต่อมย่อยอาหาร การทำงานของต่อมไร้ท่อ กระบวนการเผาผลาญ และอื่นๆ เปลี่ยนแปลงอย่างมีนัยสำคัญ การเปลี่ยนแปลงเหล่านี้สามารถอธิบายได้ว่าเป็นสภาวะสมดุลซึ่งเป็นวิถีทางธรรมชาติ (พลวัต) ของการเปลี่ยนแปลงของอัตราการเผาผลาญและการทำงานทางสรีรวิทยาตามอายุเมื่อเวลาผ่านไป ความสำคัญของการเปลี่ยนแปลงที่เกี่ยวข้องกับอายุเป็นสิ่งสำคัญมากในการระบุลักษณะกระบวนการชราของบุคคลและกำหนดอายุทางชีวภาพของเขา

ในวัยชราและวัยชรา ศักยภาพทั่วไปของกลไกการปรับตัวจะลดลง ดังนั้นในวัยชรา ภายใต้ภาระที่เพิ่มขึ้น ความเครียด และสถานการณ์อื่น ๆ โอกาสที่กลไกการปรับตัวจะล้มเหลวและการหยุดชะงักของสภาวะสมดุลจะเพิ่มขึ้น ความน่าเชื่อถือที่ลดลงของกลไกสภาวะสมดุลนี้เป็นหนึ่งในข้อกำหนดเบื้องต้นที่สำคัญที่สุดสำหรับการพัฒนาความผิดปกติทางพยาธิวิทยาในวัยชรา

คุณไม่พอใจกับโอกาสที่จะหายตัวไปจากโลกนี้ตลอดไปหรือไม่? คุณอยากมีชีวิตอื่นไหม? เริ่มต้นใหม่อีกครั้ง? แก้ไขข้อผิดพลาดของชีวิตนี้? ดำเนินการ ความฝันที่ไม่บรรลุผล? ตามลิงค์นี้: