Šta znači pojam homeostaze? Homeostaza, homeostatski mehanizmi, homeostatska regulacija

Tijelo viših životinja razvilo je adaptacije koje se suprotstavljaju mnogim utjecajima vanjskog okruženja, osiguravajući relativno stalne uslove za postojanje ćelija. Ovo je od izuzetnog značaja za funkcionisanje celog organizma. To ilustrujemo primjerima. Ćelije tijela toplokrvnih životinja, odnosno životinja sa konstantnom tjelesnom temperaturom, normalno funkcionišu samo u uskim temperaturnim granicama (kod čovjeka unutar 36-38°). Promjena temperature izvan ovih granica dovodi do poremećaja aktivnosti stanica. Istovremeno, tijelo toplokrvnih životinja može normalno postojati s mnogo širim kolebanjima vanjske temperature. Na primjer, polarni medvjed može živjeti na temperaturama od -70° i +20-30°. To je zbog činjenice da je u cijelom organizmu regulirana njegova izmjena toplote sa okolinom, odnosno stvaranje toplote (intenzitet hemijskih procesa koji se odvijaju sa oslobađanjem toplote) i prenos toplote. Dakle, pri niskim temperaturama okoline, stvaranje topline se povećava, a prijenos topline se smanjuje. Stoga, kada vanjska temperatura varira (u određenim granicama), temperatura tijela ostaje konstantna.

Funkcije tjelesnih stanica su normalne samo kada je osmotski tlak relativno konstantan, zbog konstantnog sadržaja elektrolita i vode u stanicama. Promjene osmotskog tlaka – njegovo smanjenje ili povećanje – dovode do iznenadnih poremećaja u funkcijama i strukturi stanica. Organizam u cjelini može postojati neko vrijeme čak i sa viškom opskrbe i uskraćivanja vode, te sa velikim i malim količinama soli u hrani. To se objašnjava prisutnošću u tijelu uređaja koji pomažu u održavanju
konstantnost količine vode i elektrolita u tijelu. U slučaju prekomjernog unosa vode, znatne količine se brzo izlučuju iz organizma putem organa za izlučivanje (bubrezi, žlijezde znojnice, koža), a ako postoji nedostatak vode, ona se zadržava u tijelu. Isto tako, organi za izlučivanje regulišu sadržaj elektrolita u tijelu: brzo uklanjaju višak ili ih zadržavaju u tjelesnim tekućinama kada nema dovoljno soli.

Koncentracija pojedinih elektrolita u krvi i tkivnoj tečnosti, s jedne strane, i u protoplazmi ćelija, s druge strane, je različita. Krv i tkivna tečnost sadrže više jona natrijuma, a protoplazma ćelija sadrži više jona kalijuma. Razlika u koncentraciji jona unutar i izvan ćelije postiže se posebnim mehanizmom koji zadržava ione kalija unutar ćelije i ne dozvoljava ionima natrijuma da se akumuliraju u ćeliji. Ovaj mehanizam, čija priroda još nije jasna, naziva se natrijum-kalijum pumpa i povezan je sa procesom metabolizma ćelija.

Tjelesne ćelije su vrlo osjetljive na promjene u koncentraciji vodikovih jona. Promjena koncentracije ovih iona u jednom ili drugom smjeru oštro remeti vitalnu aktivnost stanica. Unutrašnju sredinu organizma karakteriše konstantna koncentracija vodonikovih jona, zavisno od prisustva tzv. pufer sistema u krvi i tkivnoj tečnosti (str. 48) i od aktivnosti organa za izlučivanje. Kada se poveća sadržaj kiselina ili lužina u krvi, one se brzo eliminišu iz organizma i na taj način se održava konstantnost koncentracije vodikovih jona u unutrašnjem okruženju.

Ćelije, posebno nervne ćelije, veoma su osetljive na promene nivoa šećera u krvi, koji služe kao važan nutrijent. Stoga je konstantnost nivoa šećera u krvi od velike važnosti za životni proces. To se postiže činjenicom da kada se nivo šećera u krvi poveća u jetri i mišićima, iz njega se sintetiše polisaharid deponovan u ćelijama, glikogen, a kada se nivo šećera u krvi smanji, glikogen se razgrađuje u jetri i mišićima. a grožđani šećer se oslobađa u krv.

Konstantnost hemijskog sastava i fizičko-hemijskih svojstava unutrašnje sredine važna je karakteristika organizama viših životinja. Da bi označio ovu postojanost, W. Cannon je predložio termin koji je postao široko rasprostranjen - homeostaza. Izraz homeostaze je prisustvo niza bioloških konstanti, odnosno stabilnih kvantitativnih pokazatelja koji karakterišu normalno stanje organizma. Takvi konstantni pokazatelji su: tjelesna temperatura, osmotski pritisak krvi i tkivne tekućine, sadržaj jona natrijuma, kalija, kalcijuma, hlora i fosfora, kao i proteina i šećera, koncentracija vodonikovih jona i niz drugih.

Uočavajući postojanost sastava, fizičko-hemijskih i bioloških svojstava unutrašnje sredine, treba naglasiti da ona nije apsolutna, već relativna i dinamična. Ova konstantnost se postiže kontinuiranim radom niza organa i tkiva, usled čega dolazi do pomeranja sastava i fizičko-hemijskih svojstava unutrašnje sredine do kojih dolazi pod uticajem promena u spoljašnjoj sredini i kao rezultat vitalne aktivnosti tijela se izravnavaju.

Uloga različitih organa i njihovih sistema u održavanju homeostaze je različita. Tako probavni sistem osigurava da nutrijenti uđu u krvotok u obliku u kojem ih ćelije tijela mogu iskoristiti. Krvožilni sistem vrši kontinuirano kretanje krvi i transport različitih supstanci u tijelu, uslijed čega se nutrijenti, kisik i različiti kemijski spojevi koji nastaju u samom tijelu dovode do stanica, a proizvodi razgradnje, uključujući ugljični dioksid, koje ćelije oslobađaju prenose se u organe, koji ih uklanjaju iz tijela. Dišni organi osiguravaju opskrbu krvi kisikom i uklanjanje ugljičnog dioksida iz tijela. Jetra i brojni drugi organi vrše značajan broj hemijskih transformacija – sintezu i razgradnju mnogih hemijskih jedinjenja važnih za život ćelija. Organi za izlučivanje - bubrezi, pluća, znojne žlijezde, koža - uklanjaju iz organizma krajnje produkte razgradnje organskih tvari i održavaju konstantan sadržaj vode i elektrolita u krvi, a time i u tkivnoj tekućini i stanicama tijela. .

Nervni sistem igra ključnu ulogu u održavanju homeostaze. Osetljivo reagujući na različite promene u spoljašnjoj ili unutrašnjoj sredini, reguliše rad organa i sistema na način da se spriječe i izravnaju pomaci i poremećaji koji se javljaju ili bi mogli nastati u organizmu.

Zahvaljujući razvoju uređaja koji osiguravaju relativnu postojanost unutrašnjeg okruženja tijela, njegove ćelije su manje podložne promjenjivim utjecajima vanjskog okruženja. Prema Cl. Bernard, „postojanost unutrašnjeg okruženja je uslov za slobodan i samostalan život“.

Homeostaza ima određene granice. Kada organizam, posebno dugo vremena, boravi u uslovima koji se značajno razlikuju od onih na koje je prilagođen, homeostaza se narušava i mogu doći do promjena koje su nespojive sa normalnim životom. Dakle, sa značajnom promjenom vanjske temperature u smjeru bilo povećanja ili smanjenja, tjelesna temperatura može porasti ili sniziti i može doći do pregrijavanja ili hlađenja tijela, što dovodi do smrti. Isto tako, značajnim ograničenjem unosa vode i soli u organizam ili potpunim uskraćivanjem ovih supstanci, relativna postojanost sastava i fizičko-hemijskih svojstava unutrašnje sredine se nakon nekog vremena narušava i život prestaje.

Visok nivo homeostaze javlja se samo u određenim fazama razvoja vrste i pojedinca. Niže životinje nemaju dovoljno razvijene adaptacije za ublažavanje ili otklanjanje efekata promjena u vanjskoj sredini. Na primjer, relativna konstantnost tjelesne temperature (homeotermija) održava se samo kod toplokrvnih životinja. Kod takozvanih hladnokrvnih životinja tjelesna temperatura je bliska temperaturi vanjskog okruženja i promjenjiva je (poikilotermija). Novorođena životinja nema istu konstantnost tjelesne temperature, sastava i svojstava unutrašnje sredine kao odrasli organizam.

Čak i mali poremećaji homeostaze dovode do patologije, pa je određivanje relativno konstantnih fizioloških pokazatelja, kao što su tjelesna temperatura, krvni pritisak, sastav, fizičko-hemijska i biološka svojstva krvi i dr., od velikog dijagnostičkog značaja.

Homeostaza u klasičnom značenju riječi je fiziološki koncept koji označava stabilnost sastava unutrašnje sredine, postojanost komponenti njenog sastava, kao i ravnotežu biofizioloških funkcija bilo kojeg živog organizma.

Osnova takve biološke funkcije kao što je homeostaza je sposobnost živih organizama i bioloških sistema da izdrže promjene životne sredine; U ovom slučaju organizmi koriste autonomne odbrambene mehanizme.

Ovaj termin je prvi upotrebio američki fiziolog W. Cannon početkom dvadesetog veka.
Svaki biološki objekat ima univerzalne parametre homeostaze.

Homeostaza sistema i organizma

Naučnu osnovu za takav fenomen kao što je homeostaza formirao je Francuz C. Bernard - bila je to teorija o stalnom sastavu unutrašnje sredine u organizmima živih bića. Ova naučna teorija je formulisana osamdesetih godina osamnaestog veka i bila je široko razvijena.

Dakle, homeostaza je rezultat složenog mehanizma interakcije u području regulacije i koordinacije, koji se javlja kako u tijelu u cjelini tako iu njegovim organima, stanicama, pa čak i na molekularnom nivou.

Koncept homeostaze dobio je podsticaj za dodatni razvoj kao rezultat upotrebe kibernetičkih metoda u proučavanju složenih bioloških sistema, kao što su biocenoza ili populacija).

Funkcije homeostaze

Proučavanje objekata s povratnom funkcijom pomoglo je naučnicima da saznaju o brojnim mehanizmima odgovornim za njihovu stabilnost.

Čak i u uslovima ozbiljnih promena, mehanizmi adaptacije ne dozvoljavaju da se hemijska i fiziološka svojstva tela značajno promene. To ne znači da ostaju apsolutno stabilni, ali do ozbiljnih odstupanja obično ne dolazi.

Mehanizmi homeostaze

Mehanizam homeostaze kod viših životinja je najrazvijeniji. U organizmima ptica i sisara (uključujući i čoveka) funkcija homeostaze omogućava održavanje stabilnosti broja vodonikovih jona, reguliše postojanost hemijskog sastava krvi i održava pritisak u krvožilnom sistemu i telu. temperatura na približno istom nivou.

Postoji nekoliko načina na koje homeostaza utječe na sisteme organa i tijelo u cjelini. Na to mogu uticati hormoni, nervni sistem, ekskretorni ili neuro-humoralni sistemi tela.

Humana homeostaza

Na primjer, stabilnost tlaka u arterijama održava se regulacijskim mehanizmom koji funkcionira na način lančanih reakcija u koje ulaze krvni organi.

To se događa zato što vaskularni receptori osjećaju promjenu pritiska i prenose signal o tome ljudskom mozgu, koji šalje impulse odgovora u vaskularne centre. Posljedica toga je povećanje ili smanjenje tonusa cirkulacijskog sistema (srca i krvnih sudova).

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

Homeostaza ekosistema

Primjer homeostaze u biljnom svijetu je održavanje stalne vlage u listovima otvaranjem i zatvaranjem stomata.

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

Homeostaza populacije

Ova vrsta homeostaze, kao što je populacijska homeostaza (drugi naziv joj je genetska) igra ulogu regulatora integriteta i stabilnosti genotipskog sastava populacije u promjenjivom okruženju.

Djeluje očuvanjem heterozigotnosti, kao i kontrolom ritma i smjera mutacijskih promjena.

Ova vrsta homeostaze omogućava populaciji da održi optimalni genetski sastav, što omogućava zajednici živih organizama da održi maksimalnu održivost.

Uloga homeostaze u društvu i ekologiji

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

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

A ako postoji višak profesionalaca koji nisu zaista traženi u društvu, doći će do negativnih povratnih informacija i bit će manje predstavnika nepotrebnih profesija.

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

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

Linkovi na temu homeostaze

Homeostaza na Wikipediji

Homeostaza(starogrčki ὁμοιοστάσις od ὅμοιος - identičan, sličan i στάσις - stajanje, nepokretnost) - samoregulacija, sposobnost otvorenog sistema da održava konstantnost svog unutrašnjeg stanja kroz koordinisane reakcije u cilju održavanja dinamičke ravnoteže. Želja sistema da se reprodukuje, povrati izgubljenu ravnotežu i savlada otpor spoljašnje sredine. Populaciona homeostaza je sposobnost populacije da održava određeni broj svojih jedinki dugo vremena.

Opće informacije

Osobine homeostaze

• Nestabilnost
• Težnja ka ravnoteži
• Nepredvidljivost

• Regulacija nivoa bazalnog metabolizma u zavisnosti od ishrane.

Glavni članak: Povratne informacije

Ekološka homeostaza

Biološka homeostaza

Ćelijska homeostaza

Regulacija hemijske aktivnosti ćelije ostvaruje se kroz niz procesa, među kojima su od posebnog značaja promene u strukturi same citoplazme, kao i strukture i aktivnosti enzima. Autoregulacija zavisi od temperature, stepena kiselosti, koncentracije supstrata i prisustva određenih makro- i mikroelemenata. Ćelijski mehanizmi homeostaze imaju za cilj obnavljanje prirodno mrtvih ćelija tkiva ili organa u slučaju narušavanja njihovog integriteta.

Regeneracija-proces ažuriranja strukturnih elemenata tijela i vraćanja njihove količine nakon oštećenja, s ciljem osiguravanja potrebne funkcionalne aktivnosti

U zavisnosti od regenerativne reakcije, tkiva i organi sisara se mogu podeliti u 3 grupe:

1) tkiva i organi koje karakteriše ćelijska regeneracija (kosti, labavo vezivno tkivo, hematopoetski sistem, endotel, mezotel, sluzokože gastrointestinalnog trakta, respiratornog trakta i genitourinarnog sistema)

2) tkiva i organi koje karakteriše ćelijska i unutarćelijska regeneracija (jetra, bubrezi, pluća, glatki i skeletni mišići, autonomni nervni sistem, pankreas, endokrini sistem)

3) tkiva koje karakteriše prvenstveno ili isključivo unutarćelijska regeneracija (miokard i ganglijske ćelije centralnog nervnog sistema)

U procesu evolucije formirana su 2 tipa regeneracije: fiziološka i reparativna.

Ostala područja

Aktuar može pričati o tome homeostaza rizika, u kojoj, na primjer, ljudi koji imaju antiblok sistem u automobilu nisu sigurniji od onih koji nemaju, jer ti ljudi nesvjesno nadoknađuju sigurniji automobil rizičnijom vožnjom. To se događa jer neki mehanizmi zadržavanja - na primjer, strah - prestaju funkcionirati.

homeostaza stresa

Primjeri

• Termoregulacija
  • Tremor skeletnih mišića može početi ako je tjelesna temperatura preniska.
• Hemijska regulacija

Izvori

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

Tema br. 13. Homeostaza, mehanizmi njene regulacije.

Tijelo kao otvoreni samoregulirajući sistem.

Živi organizam je otvoreni sistem koji je povezan sa okolinom preko nervnog, probavnog, respiratornog, izlučnog sistema itd.

U procesu metabolizma hranom, vodom i razmjenom gasova u organizam ulaze različita hemijska jedinjenja koja se u organizmu menjaju, ulaze u strukturu organizma, ali se ne zadržavaju trajno. Asimilirane supstance se razgrađuju, oslobađaju energiju, a produkti raspadanja se uklanjaju u spoljašnju sredinu. Uništeni molekul se zamjenjuje novim itd.

Telo je otvoren, dinamičan sistem. U okruženju koje se stalno mijenja, tijelo održava stabilno stanje određeno vrijeme.

Koncept homeostaze. Opšti obrasci homeostaze u živim sistemima.

Homeostaza – svojstvo živog organizma da održava relativnu dinamičku postojanost svog unutrašnjeg okruženja. Homeostaza se izražava u relativnoj konstantnosti hemijskog sastava, osmotskog pritiska i stabilnosti osnovnih fizioloških funkcija. Homeostaza je specifična i određena genotipom.

Očuvanje integriteta pojedinačnih svojstava organizma jedan je od najopštijih bioloških zakona. Ovaj zakon je osiguran u vertikalnom nizu generacija mehanizmima reprodukcije, a tokom cijelog života pojedinca mehanizmima homeostaze.

Fenomen homeostaze je evolucijski razvijeno, nasljedno fiksirano svojstvo prilagođavanja tijela normalnim uvjetima okoline. Međutim, ova stanja mogu biti izvan normalnog raspona u kratkom ili dužem vremenskom periodu. U takvim slučajevima, fenomen adaptacije karakterizira ne samo obnavljanje uobičajenih svojstava unutrašnjeg okruženja, već i kratkoročne promjene funkcije (na primjer, povećanje ritma srčane aktivnosti i povećanje učestalosti respiratorni pokreti sa pojačanim radom mišića). Reakcije homeostaze mogu biti usmjerene na:

održavanje poznatih nivoa stabilnog stanja;

eliminacija ili ograničavanje štetnih faktora;

razvoj ili očuvanje optimalnih oblika interakcije između organizma i životne sredine u promenjenim uslovima njegovog postojanja. Svi ovi procesi određuju adaptaciju.

Dakle, koncept homeostaze ne znači samo određenu postojanost različitih fizioloških konstanti tijela, već uključuje i procese adaptacije i koordinacije fizioloških procesa koji osiguravaju jedinstvo tijela ne samo normalno, već i pod promjenjivim uvjetima njegovog postojanja. .

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

A. Supstance koje obezbeđuju ćelijske potrebe:

Supstance neophodne za proizvodnju energije, rast i oporavak - glukoza, proteini, masti.

NaCl, Ca i druge neorganske supstance.

Kiseonik.

Unutrašnja sekrecija.

B. Faktori okoline koji utiču na ćelijsku aktivnost:

Osmotski pritisak.

Temperatura.

Koncentracija vodikovih jona (pH).

B. Mehanizmi koji osiguravaju strukturno i funkcionalno jedinstvo:

Nasljednost.

Regeneracija.

Imunobiološka reaktivnost.

Princip biološke regulacije osigurava unutrašnje stanje organizma (njegov sadržaj), kao i odnos između faza ontogeneze i filogeneze. Ovaj princip se pokazao široko rasprostranjenim. Tokom njenog proučavanja nastala je kibernetika - nauka o svrsishodnoj i optimalnoj kontroli složenih procesa u živoj prirodi, ljudskom društvu i industriji (Berg I.A., 1962).

Živi organizam je složen kontrolisani sistem u kome su mnoge varijable spoljašnje i unutrašnje sredine u interakciji. Zajedničko svim sistemima je prisustvo unos varijable, koje se, u zavisnosti od svojstava i zakona ponašanja sistema, transformišu u vikend varijable (slika 10).

Rice. 10 - Opća shema homeostaze živih sistema

Izlazne varijable zavise od ulaza i zakona ponašanja sistema.

Uticaj izlaznog signala na upravljački dio sistema naziva se povratne informacije , što je od velikog značaja u samoregulaciji (homeostatska reakcija). Razlikovati negativan Ipozitivno povratne informacije.

Negativno povratna sprega smanjuje utjecaj ulaznog signala na izlaznu vrijednost po principu: „što više (na izlazu), to manje (na ulazu).“ Pomaže u obnavljanju homeostaze sistema.

At pozitivno povratne informacije, veličina ulaznog signala se povećava po principu: „što više (na izlazu), to više (na ulazu).“ Pojačava nastalo odstupanje od početnog stanja, što dovodi do poremećaja homeostaze.

Međutim, sve vrste samoregulacije funkcionišu po istom principu: samoodstupanje od početnog stanja, što služi kao podsticaj za uključivanje mehanizama korekcije. Dakle, normalan pH krvi je 7,32 – 7,45. Pomak pH od 0,1 dovodi do srčane disfunkcije. Ovaj princip je opisao Anokhin P.K. 1935. godine i nazvan princip povratne sprege, koji služi za izvođenje adaptivnih reakcija.

Opšti princip homeostatskog odgovora(Anohin: “Teorija funkcionalnih sistema”):

odstupanje od početnog nivoa → signal → aktiviranje regulatornih mehanizama po principu povratne sprege → korekcija promene (normalizacija).

Dakle, tokom fizičkog rada koncentracija CO 2 u krvi raste → pH se pomiče na kiselu stranu → signal ulazi u respiratorni centar produžene moždine → centrifugalni nervi provode impuls do međurebarnih mišića i disanje se produbljuje → CO 2 u krv se smanjuje, pH se obnavlja.

Mehanizmi regulacije homeostaze na molekularno genetskom, ćelijskom, organizmu, populacijsko-vrsti i nivoima biosfere.

Regulatorni homeostatski mehanizmi funkcionišu na nivou gena, ćelija i sistema (organizam, populacijsko-vrsta i biosfera).

Genski mehanizmi homeostaza. Svi fenomeni homeostaze u organizmu su genetski uslovljeni. Već na nivou primarnih genskih proizvoda postoji direktna veza - "jedan strukturni gen - jedan polipeptidni lanac." Štaviše, postoji kolinearna podudarnost između nukleotidne sekvence DNK i sekvence aminokiselina polipeptidnog lanca. Nasljedni program za individualni razvoj organizma predviđa formiranje vrsta specifičnih karakteristika ne u stalnim, već u promjenjivim uvjetima okoline, u granicama nasljedno određene norme reakcije. Dvostruka spirala DNK je neophodna u procesima njene replikacije i popravke. Oba su direktno povezana sa osiguranjem stabilnosti funkcionisanja genetskog materijala.

Sa genetske tačke gledišta, može se razlikovati elementarne i sistemske manifestacije homeostaze. Primjeri elementarnih manifestacija homeostaze uključuju: gensku kontrolu trinaest faktora koagulacije krvi, gensku kontrolu histokompatibilnosti tkiva i organa, omogućavanje transplantacije.

Transplantirana oblast se zove transplantacija. Organizam iz kojeg se uzima tkivo za transplantaciju je donator , a ko se transplantira - primalac . Uspjeh transplantacije ovisi o imunološkim reakcijama tijela. Postoje autotransplantacija, singenična transplantacija, alotransplantacija i ksenotransplantacija.

Autotransplantacija – transplantacija tkiva iz istog organizma. U ovom slučaju, proteini (antigeni) transplantata se ne razlikuju od onih kod primaoca. Nema imunološke reakcije.

Singenska transplantacija sprovedeno kod identičnih blizanaca koji imaju isti genotip.

Alotransplantacija – transplantacija tkiva s jedne jedinke na drugu koja pripada istoj vrsti. Donor i primalac se razlikuju po antigenima, zbog čega više životinje doživljavaju dugotrajno presađivanje tkiva i organa.

Ksenotransplantacija – donor i primalac pripadaju različitim vrstama organizama. Ova vrsta transplantacije je uspješna kod nekih beskičmenjaka, ali kod viših životinja takve transplantacije ne puštaju korijenje.

Tokom transplantacije, fenomen je od velike važnosti imunološka tolerancija (histokompatibilnost). Supresija imunog sistema u slučaju transplantacije tkiva (imunosupresija) postiže se: supresijom aktivnosti imunog sistema, zračenjem, davanjem antilimfatičnog seruma, hormona nadbubrežne žlezde, hemikalija - antidepresiva (imuran). Glavni zadatak je suzbijanje ne samo imuniteta, već i imuniteta na transplantaciju.

Imunitet na transplantaciju određena genetskom konstitucijom davaoca i primaoca. Geni odgovorni za sintezu antigena koji izazivaju reakciju na transplantirano tkivo nazivaju se geni nekompatibilnosti tkiva.

Kod ljudi, glavni sistem genetske histokompatibilnosti je HLA (humani leukocitni antigen) sistem. Antigeni su prilično u potpunosti zastupljeni na površini leukocita i otkrivaju se pomoću antiseruma. Struktura sistema kod ljudi i životinja je ista. Usvojena je zajednička terminologija za opisivanje genetskih lokusa i alela HLA sistema. Antigeni su označeni: HLA-A 1; HLA-A 2, itd. Novi antigeni koji nisu definitivno identifikovani su označeni kao W (Rad). Antigeni HLA sistema su podeljeni u 2 grupe: SD i LD (slika 11).

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

Rice. 11 - HLA je glavni genetski sistem ljudske histokompatibilnosti

LD - antigene kontroliše HLA-D sublokus šestog hromozoma, a određuju se metodom mešanih kultura leukocita.

Svaki od gena koji kontrolišu ljudske HLA antigene ima veliki broj alela. Dakle, HLA-A podlokus kontroliše 19 antigena; HLA-B – 20; HLA-C – 5 “radnih” antigena; HLA-D – 6. Dakle, oko 50 antigena je već otkriveno kod ljudi.

Antigeni polimorfizam HLA sistema rezultat je porijekla nekih od drugih i bliske genetske veze između njih. Za transplantaciju je neophodan identitet donora i primaoca po HLA antigenima. Transplantacija bubrega identičnog u 4 antigena sistema osigurava stopu preživljavanja od 70%; 3 – 60%; 2 – 45%; 1 – 25% svaki.

Postoje posebni centri koji vrše selekciju donora i primaoca za transplantaciju, na primjer, u Holandiji - "Eurotransplant". Tipizacija na bazi antigena HLA sistema se takođe sprovodi u Republici Belorusiji.

Ćelijski mehanizmi homeostaze imaju za cilj obnavljanje ćelija tkiva i organa u slučaju kršenja njihovog integriteta. Skup procesa koji imaju za cilj obnavljanje uništenih bioloških struktura naziva se regeneracija. Ovaj proces je karakterističan za sve nivoe: obnavljanje proteina, komponenti ćelijskih organela, celih organela i samih ćelija. Vraćanje funkcija organa nakon ozljede ili rupture živca i zacjeljivanje rana važni su za medicinu sa stanovišta savladavanja ovih procesa.

Tkiva se prema svojoj regenerativnoj sposobnosti dijele u 3 grupe:

Tkiva i organi koje karakteriše ćelijski regeneraciju (kosti, rastresito vezivno tkivo, hematopoetski sistem, endotel, mezotel, sluzokože crevnog trakta, respiratornog trakta i genitourinarnog sistema.

Tkiva i organi koje karakteriše ćelijski i intracelularni regeneracija (jetra, bubrezi, pluća, glatki i skeletni mišići, autonomni nervni sistem, endokrini, pankreas).

Tkanine koje se karakteriziraju pretežno intracelularno regeneraciju (miokard) ili isključivo intracelularnu regeneraciju (ganglijske ćelije centralnog nervnog sistema). Obuhvaća procese obnavljanja makromolekula i ćelijskih organela sklapanjem elementarnih struktura ili njihovim dijeljenjem (mitohondrije).

U procesu evolucije formirana su 2 tipa regeneracije fiziološke i reparativne .

Fiziološka regeneracija - Ovo je prirodan proces obnavljanja tjelesnih elemenata tokom cijelog života. Na primjer, obnavljanje eritrocita i leukocita, zamjena epitela kože, kose, zamjena mliječnih zuba trajnim. Na ove procese utiču spoljašnji i unutrašnji faktori.

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

Reparativna regeneracija se dijeli na tipično (homomorfoza) i atipično (heteromorfoza). U prvom slučaju se regenerira organ koji je uklonjen ili uništen, u drugom se na mjestu odstranjenog organa razvija drugi.

Atipična regeneracija češći kod beskičmenjaka.

Hormoni stimulišu regeneraciju hipofiza I štitne žlijezde . Postoji nekoliko metoda regeneracije:

Epimorfoza ili potpuna regeneracija - obnavljanje površine rane, kompletiranje dijela u cjelini (na primjer, ponovno izrastanje repa kod guštera, udova u tritona).

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

Endomorfoza – restauracija zbog intracelularnog restrukturiranja tkiva i organa. Zbog povećanja broja ćelija i njihove veličine, masa organa se približava prvobitnoj.

Kod kralježnjaka reparativna regeneracija se javlja u sljedećem obliku:

Potpuna regeneracija – obnavljanje originalnog tkiva nakon njegovog oštećenja.

Regenerativna hipertrofija , karakterističan za unutrašnje organe. U tom slučaju, površina rane zacjeljuje ožiljak, uklonjeno područje ne raste i oblik organa se ne obnavlja. Masa preostalog dijela organa povećava se zbog povećanja broja ćelija i njihove veličine i približava se izvornoj vrijednosti. Tako se kod sisara obnavljaju jetra, pluća, bubrezi, nadbubrežne žlijezde, gušterača, pljuvačka i štitna žlijezda.

Intracelularna kompenzacijska hiperplazija ultrastrukture ćelija. U tom slučaju na mjestu oštećenja nastaje ožiljak, a obnavljanje izvorne mase dolazi zbog povećanja volumena stanica, a ne njihovog broja na temelju proliferacije (hiperplazije) intracelularnih struktura (nervno tkivo).

Sistemski mehanizmi su obezbeđeni interakcijom regulatornih sistema: nervni, endokrini i imuni .

Nervna regulacija provodi i koordinira centralni nervni sistem. Nervni impulsi koji ulaze u ćelije i tkiva ne samo da izazivaju uzbuđenje, već i regulišu hemijske procese i razmenu biološki aktivnih supstanci. Trenutno je poznato više od 50 neurohormona. Dakle, hipotalamus proizvodi vazopresin, oksitocin, liberine i statine, koji reguliraju funkciju hipofize. Primeri sistemskih manifestacija homeostaze su održavanje konstantne temperature i krvnog pritiska.

Sa stanovišta homeostaze i adaptacije, nervni sistem je glavni organizator svih tjelesnih procesa. Osnova adaptacije je balansiranje organizama sa uslovima sredine, smatra N.P. Pavlov, refleksni procesi lažu. Između različitih nivoa homeostatske regulacije postoji privatna hijerarhijska podređenost u sistemu regulacije unutrašnjih procesa u telu (Sl. 12).

moždane kore i dijelova mozga

samoregulacija zasnovana na principu povratne sprege

periferni neuroregulacijski procesi, lokalni refleksi

Ćelijski i tkivni nivoi homeostaze

Rice. 12. - Hijerarhijska podređenost u sistemu regulacije unutrašnjih procesa u tijelu.

Najprimarniji nivo se sastoji od homeostatskih sistema na ćelijskom i tkivnom nivou. Iznad njih su periferni nervni regulatorni procesi kao što su lokalni refleksi. Dalje u ovoj hijerarhiji su sistemi samoregulacije određenih fizioloških funkcija sa različitim kanalima „povratne veze“. Vrh ove piramide zauzimaju moždana kora i mozak.

U složenom višećelijskom organizmu, i direktne i povratne veze provode se ne samo nervnim, već i hormonskim (endokrinim) mehanizmima. Svaka od žlijezda uključenih u endokrini sistem utječe na druge organe ovog sistema, a zauzvrat je pod utjecajem potonjeg.

Endokrini mehanizmi homeostaza prema B.M. Zavadski, ovo je mehanizam plus-minus interakcije, tj. balansiranje funkcionalne aktivnosti žlijezde s koncentracijom hormona. Uz visoku koncentraciju hormona (iznad normale), aktivnost žlijezde je oslabljena i obrnuto. Ovaj efekat se ostvaruje djelovanjem hormona na žlijezdu koja ga proizvodi. U brojnim žlijezdama regulacija se uspostavlja preko hipotalamusa i prednje hipofize, posebno tokom reakcije na stres.

Endokrine žlezde mogu se podijeliti u dvije grupe prema njihovom odnosu prema prednjem režnju hipofize. Potonje se smatra centralnim, a ostale endokrine žlijezde se smatraju perifernim. Ova podjela se zasniva na činjenici da prednji režanj hipofize proizvodi takozvane tropske hormone, koji aktiviraju neke periferne endokrine žlijezde. Zauzvrat, hormoni perifernih endokrinih žlijezda djeluju na prednji režanj hipofize, inhibirajući lučenje tropskih hormona.

Reakcije koje osiguravaju homeostazu ne mogu se ograničiti ni na jednu endokrinu žlijezdu, već u jednoj ili drugoj mjeri uključuju sve žlijezde. Rezultirajuća reakcija poprima lančani tok i širi se na druge efektore. Fiziološki značaj hormona leži u regulaciji drugih funkcija tijela, te stoga lančanu prirodu treba što više iskazati.

Konstantni poremećaji u životnoj sredini organizma doprinose održavanju njegove homeostaze tokom dugog života. Ako stvorite uslove života u kojima ništa ne izaziva značajne promjene u unutrašnjem okruženju, tada će organizam biti potpuno nenaoružan kada naiđe na okolinu i uskoro će umrijeti.

Kombinacija nervnih i endokrinih regulatornih mehanizama u hipotalamusu omogućava složene homeostatske reakcije povezane s regulacijom visceralne funkcije tijela. Nervni i endokrini sistemi su objedinjujući mehanizam homeostaze.

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

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

Rice. 13 - Šema za povećanje ukupne otpornosti tijela tokom

Homeostaza - šta je to? Koncept homeostaze

Homeostaza je samoregulirajući proces u kojem svi biološki sistemi nastoje održati stabilnost u periodu adaptacije na određene uslove koji su optimalni za preživljavanje. Svaki sistem, koji je u dinamičkoj ravnoteži, teži da postigne stabilno stanje koje se odupire spoljnim faktorima i podražajima.

Koncept homeostaze

Svi tjelesni sistemi moraju raditi zajedno kako bi održali pravilnu homeostazu u tijelu. Homeostaza je regulacija indikatora u tijelu kao što su temperatura, sadržaj vode i nivoi ugljičnog dioksida. Na primjer, dijabetes je stanje u kojem tijelo ne može regulirati razinu glukoze u krvi.

Homeostaza je termin koji se koristi da opiše postojanje organizama u ekosistemu i da opiše uspešno funkcionisanje ćelija unutar organizma. Organizmi i populacije mogu održavati homeostazu održavanjem stabilnog nivoa plodnosti i mortaliteta.

Povratne informacije

Povratna informacija je proces koji se javlja kada sisteme tijela treba usporiti ili potpuno zaustaviti. Kada osoba jede, hrana ulazi u želudac i počinje probava. Želudac ne bi trebao raditi između obroka. Probavni sistem radi sa nizom hormona i nervnih impulsa kako bi zaustavio i pokrenuo proizvodnju kiseline u želucu.

Još jedan primjer negativne povratne informacije može se uočiti u slučaju povišene tjelesne temperature. Regulacija homeostaze se manifestuje znojenjem, zaštitnom reakcijom organizma na pregrijavanje. Time prestaje porast temperature i problem pregrijavanja je neutraliziran. U slučaju hipotermije, tijelo također pruža niz mjera koje se poduzimaju u cilju zagrijavanja.

Održavanje unutrašnje ravnoteže

Homeostaza se može definisati kao svojstvo organizma ili sistema koje mu pomaže da održi date parametre unutar normalnog opsega vrednosti. To je ključ života i nepravilna ravnoteža u održavanju homeostaze može dovesti do bolesti kao što su hipertenzija i dijabetes.

Homeostaza je ključni element u razumijevanju kako ljudsko tijelo funkcionira. Ova formalna definicija karakteriše sistem koji reguliše svoje unutrašnje okruženje i nastoji da održi stabilnost i pravilnost svih procesa koji se odvijaju u telu.

Homeostatska regulacija: tjelesna temperatura

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

U tijelu se regulacija temperature kontrolira u dijelu mozga koji se zove hipotalamus. Kroz krvotok se u mozak primaju signali o temperaturnim indikatorima, a analiziraju se i rezultati podataka o brzini disanja, nivou šećera u krvi i metabolizmu. Gubitak topline u ljudskom tijelu također doprinosi smanjenoj aktivnosti.

Balans vode i soli

Koliko god vode čovjek popije, tijelo se ne naduvava kao balon, niti se ljudsko tijelo skuplja kao grožđice ako pije vrlo malo. Verovatno je neko bar jednom razmišljao o ovome. Na ovaj ili onaj način, tijelo zna koliko tekućine treba zadržati da bi se održao željeni nivo.

Koncentracija soli i glukoze (šećera) u organizmu se održava na konstantnom nivou (u nedostatku negativnih faktora), količina krvi u organizmu je oko 5 litara.

Regulisanje nivoa šećera u krvi

Glukoza je vrsta šećera koja se nalazi u krvi. Ljudsko tijelo mora održavati odgovarajući nivo glukoze kako bi osoba ostala zdrava. Kada nivo glukoze postane previsok, pankreas proizvodi hormon inzulin.

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

Krvni pritisak pod kontrolom

Održavanje zdravog krvnog tlaka također je primjer homeostaze. Srce može osjetiti promjene krvnog tlaka i poslati signale u mozak na obradu. Mozak zatim šalje signal nazad u srce sa uputstvima kako da pravilno reaguje. Ako vam je krvni pritisak previsok, potrebno ga je sniziti.

Kako se postiže homeostaza?

Kako ljudsko tijelo reguliše sve sisteme i organe i nadoknađuje promjene u okolini? To se događa zbog prisutnosti mnogih prirodnih senzora koji prate temperaturu, sastav soli u krvi, krvni tlak i mnoge druge parametre. Ovi detektori šalju signale u mozak, glavni kontrolni centar, ako određene vrijednosti odstupaju od norme. Nakon toga pokreću se kompenzacijske mjere za vraćanje u normalno stanje.

Održavanje homeostaze je izuzetno važno za organizam. Ljudsko tijelo sadrži određenu količinu hemikalija poznatih kao kiseline i alkalije, čija je pravilna ravnoteža neophodna za optimalno funkcionisanje svih organa i sistema u tijelu. Nivo kalcijuma u krvi mora se održavati na odgovarajućem nivou. Pošto je disanje nevoljno, nervni sistem osigurava da tijelo dobije prijeko potreban kisik. Kada toksini uđu u vaš krvotok, narušavaju homeostazu tijela. Ljudsko tijelo na ovaj poremećaj reaguje putem urinarnog sistema.

Važno je naglasiti da homeostaza tijela funkcionira automatski ako sistem funkcionira normalno. Na primjer, reakcija na toplinu - koža postaje crvena jer joj se male krvne žile automatski šire. Drhtavica je odgovor na hlađenje. Dakle, homeostaza nije skup organa, već sinteza i ravnoteža tjelesnih funkcija. Zajedno, ovo vam omogućava da održite cijelo tijelo u stabilnom stanju.

9.4. Koncept homeostaze. Opšti obrasci homeostaze živih sistema

Uprkos činjenici da je živi organizam otvoren sistem koji razmjenjuje materiju i energiju sa okolinom i postoji u jedinstvu s njom, on se u vremenu i prostoru čuva kao zasebna biološka jedinica, zadržava svoju strukturu (morfologiju), reakcije ponašanja, specifične fizičko-hemijski uslovi u ćelijama i tkivnoj tečnosti. Sposobnost živih sistema da se odupru promjenama i održe dinamičku postojanost sastava i svojstava naziva se homeostaza. Termin "homeostaza" je predložio W. Cannon 1929. godine. Međutim, ideju o postojanju fizioloških mehanizama koji osiguravaju održavanje postojanosti unutrašnjeg okruženja organizama izrazio je u drugoj polovini 19. stoljeća C. Bernard.

Homeostaza je poboljšana tokom evolucije. Višećelijski organizmi su razvili unutrašnje okruženje u kojem se nalaze ćelije različitih organa i tkiva. Tada su formirani specijalizovani organski sistemi (cirkulacija, ishrana, disanje, izlučivanje itd.) koji učestvuju u obezbeđivanju homeostaze na svim nivoima organizacije (molekularnom, subćelijskom, ćelijskom, tkivnom, organskom i organizmu). Najnapredniji mehanizmi homeostaze formirani su kod sisara, što je doprinijelo značajnom proširenju mogućnosti njihove adaptacije na okolinu. Mehanizmi i tipovi homeostaze razvijeni su u procesu duge evolucije, genetski fiksirani. Pojava u tijelu strane genetske informacije, koju često unose bakterije, virusi, stanice drugih organizama, kao i vlastite mutirane stanice, može značajno poremetiti homeostazu organizma. Kao zaštita od stranih genetskih informacija, čiji bi prodor u organizam i njihova naknadna implementacija doveli do trovanja toksinima (stranim proteinima), nastala je vrsta homeostaze, kao npr. genetska homeostaza, osiguravajući genetsku postojanost unutrašnjeg okruženja tijela. Zasnovan je na imunološki mehanizmi, uključujući nespecifičnu i specifičnu zaštitu integriteta i individualnosti tijela. Nespecifični mehanizmi leže u osnovi urođenog, konstitutivnog imuniteta vrste, kao i individualne nespecifične rezistencije. To uključuje zaštitnu funkciju kože i sluzokože, baktericidno djelovanje izlučevina znojnih i lojnih žlijezda, baktericidna svojstva sadržaja želuca i crijeva, lizozim sekreta pljuvačnih i suznih žlijezda. Ako organizmi prodru u unutrašnju sredinu, eliminiraju se tijekom upalne reakcije, koja je praćena pojačanom fagocitozom, kao i virusostatskim djelovanjem interferona (protein molekulske težine 25.000 - 110.000).

Specifični imunološki mehanizmi su osnova stečenog imuniteta, koju sprovodi imuni sistem, koji prepoznaje, obrađuje i eliminiše strane antigene. Humoralni imunitet nastaje stvaranjem antitijela koja cirkuliraju u krvi. Ćelijski imunitet se zasniva na formiranju T-limfocita, pojavi dugovječnih T- i B-limfocita „imunološke memorije“, te pojavi alergija (preosjetljivosti na određeni antigen). Kod ljudi zaštitne reakcije stupaju na snagu tek u 2. tjednu života, dostižu najveću aktivnost za 10 godina, od 10 do 20 godina lagano se smanjuju, od 20 do 40 godina ostaju na približno istom nivou, zatim postepeno nestaju .

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

Druga vrsta homeostaze je biohemijska homeostaza pomaže u održavanju postojanosti hemijskog sastava tečnog ekstracelularnog (unutrašnjeg) okruženja organizma (krv, limfa, tkivna tečnost), kao i postojanost hemijskog sastava citoplazme i plazmaleme ćelija. Fiziološka homeostaza osigurava postojanost vitalnih procesa u tijelu. Zahvaljujući njemu, nastala je i unapređuje se izozomija (stalnost sadržaja osmotski aktivnih supstanci), izotermija (održavanje tjelesne temperature ptica i sisara u određenim granicama) i druge. Strukturna homeostaza osigurava postojanost strukture (morfološke organizacije) na svim nivoima (molekularnom, subćelijskom, ćelijskom itd.) organizacije živih bića.

Homeostaza populacije osigurava konstantnost broja jedinki u populaciji. Biocenotička homeostaza doprinosi konstantnosti sastava vrsta i broja jedinki u biocenozama.

Zbog činjenice da tijelo funkcionira i stupa u interakciju s okolinom kao jedinstven sistem, procesi koji leže u osnovi različitih vrsta homeostatskih reakcija usko su međusobno povezani. Pojedinačni homeostatski mehanizmi se kombinuju i implementiraju u holističku adaptivnu reakciju organizma kao celine. Ovo ujedinjenje se ostvaruje zahvaljujući aktivnosti (funkcija) regulatornih integrirajućih sistema (nervni, endokrini, imuni). Najbrže promjene stanja reguliranog objekta osigurava nervni sistem, koji je povezan sa brzinom procesa nastanka i provođenja nervnog impulsa (od 0,2 do 180 m/sec). Regulatorna funkcija endokrinog sistema odvija se sporije, jer je ograničena brzinom lučenja hormona od strane žlijezda i njihovog transporta u krvotok. Međutim, rezultat uticaja hormona koji se u njemu nakupljaju na regulisani objekat (organ) je mnogo duži nego kod nervne regulacije.

Telo je samoregulišući živi sistem. Zbog prisustva homeostatskih mehanizama, tijelo je složen samoregulirajući sistem. Principe postojanja i razvoja ovakvih sistema proučava kibernetika, a žive sisteme - biološka kibernetika.

Samoregulacija bioloških sistema zasniva se na principu direktne i povratne sprege.

Informacija o odstupanju kontrolisane varijable od datog nivoa se putem povratnih kanala prenosi do regulatora i menja njegovu aktivnost na način da se kontrolisana varijabla vraća na prvobitni (optimalni) nivo (Sl. 122). Povratne informacije mogu biti negativne(kada je kontrolirana varijabla odstupila u pozitivnom smjeru (sinteza tvari, na primjer, pretjerano je povećana)) i stavi

Rice. 122. Shema direktne i povratne sprege u živom organizmu:

P – regulator (nervni centar, endokrina žlijezda); RO – regulisani objekat (ćelija, tkivo, organ); 1 – optimalna funkcionalna aktivnost PO; 2 – smanjena funkcionalna aktivnost PO sa pozitivnom povratnom spregom; 3 – povećana funkcionalna aktivnost PO sa negativnom povratnom spregom

tijelo(kada kontrolirana vrijednost odstupi u negativnom smjeru (supstanca se sintetiše u nedovoljnim količinama)). Ovaj mehanizam, kao i složenije kombinacije nekoliko mehanizama, javljaju se na različitim nivoima organizacije bioloških sistema. Primjer njihovog funkcioniranja na molekularnom nivou je inhibicija ključnog enzima tokom prekomjernog formiranja konačnog proizvoda ili represija sinteze enzima. Na ćelijskom nivou, direktni i povratni mehanizmi osiguravaju hormonsku regulaciju i optimalnu gustinu (broj) stanične populacije. Manifestacija direktne i povratne sprege na nivou tijela je regulacija nivoa glukoze u krvi. U živom organizmu mehanizmi automatske regulacije i kontrole (proučavani od strane biokibernetike) su posebno složeni. Stepen njihove složenosti pomaže da se poveća nivo „pouzdanosti“ i stabilnosti živih sistema u odnosu na promene životne sredine.

Mehanizmi homeostaze su duplicirani na različitim nivoima. Time se u prirodi implementira princip višestruke regulacije sistema. Glavni krugovi su predstavljeni ćelijskim i tkivnim homeostatskim mehanizmima. Odlikuje ih visok stepen automatizma. Glavnu ulogu u kontroli staničnih i tkivnih homeostatskih mehanizama imaju genetski faktori, lokalni refleksni uticaji, hemijske i kontaktne interakcije između ćelija.

Mehanizmi homeostaze prolaze kroz značajne promjene u ljudskoj ontogenezi. Tek u 2. sedmici nakon rođenja

Rice. 123. Opcije za gubitke i restauracije u tijelu

Dolaze do izražaja biološke zaštitne reakcije (formiraju se ćelije koje obezbeđuju ćelijski i humoralni imunitet), a njihova efikasnost nastavlja da raste do 10. godine. U ovom periodu unapređuju se mehanizmi zaštite od stranih genetskih informacija, a povećava se i zrelost nervnog i endokrinog regulatornog sistema. Mehanizmi homeostaze najveću pouzdanost dostižu u odraslom dobu, pred kraj perioda razvoja i rasta organizma (19-24 godine). Starenje organizma je praćeno smanjenjem djelotvornosti mehanizama genetske, strukturne, fiziološke homeostaze, te slabljenjem regulatornih utjecaja nervnog i endokrinog sistema.

5. Homeostaza.

Organizam se može definisati kao fizičko-hemijski sistem koji postoji u okruženju u stacionarnom stanju. Upravo ta sposobnost živih sistema da održavaju stacionarno stanje u okruženju koje se stalno mijenja, određuje njihov opstanak. Kako bi osigurali stacionarno stanje, svi organizmi - od morfološki najjednostavnijih do najsloženijih - razvili su niz anatomskih, fizioloških i bihevioralnih adaptacija koje služe jednoj svrsi - održavanju postojanosti unutrašnjeg okruženja.

Ideju da postojanost unutrašnje sredine obezbeđuje optimalne uslove za život i reprodukciju organizama prvi je izrazio francuski fiziolog Claude Bernard 1857. godine. Tokom svoje naučne karijere, Claude Bernard je bio zadivljen sposobnošću organizama da regulišu i održavaju u prilično uskim granicama takve fiziološke parametre kao što su tjelesna temperatura ili sadržaj vode. Ovu ideju samoregulacije kao osnove fiziološke stabilnosti sažeo je u formi sada već klasične izjave: “Stalnost unutrašnjeg okruženja je preduvjet za slobodan život.”

Claude Bernard je naglasio razliku između vanjskog okruženja u kojem organizmi žive i unutrašnjeg okruženja u kojem se nalaze njihove pojedinačne ćelije i shvatio je važnost održavanja konstantnog unutrašnjeg okruženja. Na primjer, sisari su u stanju održavati tjelesnu temperaturu uprkos fluktuacijama temperature okoline. Ako postane prehladno, životinja se može preseliti na toplije ili zaštićenije mjesto, a ako to nije moguće, u igru ​​stupaju samoregulacijski mehanizmi koji povećavaju tjelesnu temperaturu i sprječavaju gubitak topline. Adaptivni smisao ovoga je da tijelo kao cjelina funkcionira efikasnije, budući da su ćelije od kojih se sastoji u optimalnim uvjetima. Sistemi samoregulacije djeluju ne samo na nivou tijela, već i na ćelijskom nivou. Organizam je zbir njegovih sastavnih ćelija, a optimalno funkcionisanje organizma u celini zavisi od optimalnog funkcionisanja njegovih sastavnih delova. Svaki samoorganizirajući sistem održava konstantnost svog sastava – kvalitativnog i kvantitativnog. Ovaj fenomen se naziva homeostaza i karakterističan je za većinu bioloških i društvenih sistema. Termin homeostaza uveo je američki fiziolog Walter Cannon 1932. godine.

Homeostaza(grč. homoios - sličan, isti; stasis-stanje, nepokretnost) - relativna dinamička postojanost unutrašnje sredine (krv, limfa, tkivna tečnost) i stabilnost osnovnih fizioloških funkcija (cirkulacija, disanje, termoregulacija, metabolizam itd. .). ) ljudska i životinjska tijela. Regulatorni mehanizmi koji održavaju fiziološko stanje ili svojstva ćelija, organa i sistema cijelog organizma na optimalnom nivou nazivaju se homeostatski. Istorijski i genetski, koncept homeostaze ima biološke i medicinsko-biološke preduslove. Tamo se korelira kao završni proces, period života sa zasebnim izolovanim organizmom ili ljudskom individuom kao čisto biološki fenomen. Konačnost postojanja i potreba da se ispuni njegova svrha - reprodukcija svoje vrste - omogućavaju određivanje strategije preživljavanja pojedinačnog organizma kroz koncept „očuvanja“. “Održavanje strukturne i funkcionalne stabilnosti” je suština svake homeostaze, kontrolirane homeostatom ili samoregulirajuće.

Kao što je poznato, živa ćelija je pokretljiv, samoregulirajući sistem. Njenu unutrašnju organizaciju podržavaju aktivni procesi koji imaju za cilj ograničavanje, sprečavanje ili otklanjanje pomaka uzrokovanih različitim uticajima iz spoljašnjeg i unutrašnjeg okruženja. Sposobnost vraćanja u prvobitno stanje nakon odstupanja od određenog prosječnog nivoa uzrokovanog jednim ili drugim „ometajućim“ faktorom je glavno svojstvo ćelije. Višećelijski organizam je integralna organizacija čiji su ćelijski elementi specijalizirani za obavljanje različitih funkcija. Interakciju unutar tijela odvijaju složeni regulatorni, koordinirajući i korelacijski mehanizmi uz učešće nervnih, humoralnih, metaboličkih i drugih faktora. Mnogi pojedinačni mehanizmi koji regulišu intra- i međućelijske odnose imaju, u nekim slučajevima, međusobno suprotne efekte koji uravnotežuju jedni druge. To dovodi do uspostavljanja pokretne fiziološke pozadine (fiziološke ravnoteže) u tijelu i omogućava živom sistemu da održi relativnu dinamičku konstantnost, uprkos promjenama u okruženju i pomacima koji nastaju tokom života organizma.

Kako istraživanja pokazuju, regulatorne metode koje postoje u živim organizmima imaju mnogo sličnosti sa regulatornim uređajima u neživim sistemima, kao što su mašine. U oba slučaja stabilnost se postiže određenim oblikom upravljanja.

Sama ideja homeostaze ne odgovara konceptu stabilne (nefluktuirajuće) ravnoteže u tijelu - princip ravnoteže nije primjenjiv na složene fiziološke i biohemijske procese koji se odvijaju u živim sistemima. Takođe je pogrešno suprotstaviti homeostazu ritmičkim fluktuacijama u unutrašnjem okruženju. Homeostaza u širem smislu obuhvata pitanja cikličnog i faznog toka reakcija, kompenzacije, regulacije i samoregulacije fizioloških funkcija, dinamiku međuzavisnosti nervnih, humoralnih i drugih komponenti regulacionog procesa. Granice homeostaze mogu biti krute i fleksibilne, mijenjajući se u zavisnosti od individualne dobi, pola, društvenih, profesionalnih i drugih uslova.

Od posebnog značaja za život tela je konstantnost sastava krvi – tečne osnove tela (fluidmatrix), kako to kaže W. Cannon. Poznata je stabilnost njegove aktivne reakcije (pH), osmotski pritisak, odnos elektrolita (natrijum, kalcijum, klor, magnezijum, fosfor), sadržaj glukoze, broj formiranih elemenata itd. Na primer, pH krvi , u pravilu se ne mijenja iznad 7.35-7.47. Čak i teški poremećaji acido-baznog metabolizma s patološkim nakupljanjem kiselina u tkivnoj tekućini, na primjer kod dijabetičke acidoze, vrlo malo utiču na aktivnu reakciju krvi. Unatoč činjenici da je osmotski tlak krvi i tkivne tekućine podložan kontinuiranim fluktuacijama zbog stalne opskrbe osmotski aktivnim produktima intersticijalnog metabolizma, on ostaje na određenom nivou i mijenja se samo pod određenim teškim patološkim stanjima. Održavanje konstantnog osmotskog pritiska je od najveće važnosti za metabolizam vode i održavanje jonske ravnoteže u tijelu. Koncentracija natrijumovih jona u unutrašnjem okruženju je najstalnija. Sadržaj ostalih elektrolita također varira u uskim granicama. Prisutnost velikog broja osmoreceptora u tkivima i organima, uključujući centralne živčane formacije (hipotalamus, hipokampus), te koordiniran sistem regulatora metabolizma vode i sastava jona omogućava tijelu da brzo otkloni promjene osmotskog tlaka. krv koja se javlja, na primjer, kada se voda unese u tijelo.

Uprkos činjenici da krv predstavlja opštu unutrašnju sredinu organizma, ćelije organa i tkiva ne dolaze direktno u kontakt sa njom. Kod višećelijskih organizama svaki organ ima svoju unutrašnju sredinu (mikrosredinu), koja odgovara njegovim strukturnim i funkcionalnim karakteristikama, a normalno stanje organa zavisi od hemijskog sastava, fizičko-hemijskih, bioloških i drugih svojstava ovog mikrookruženja. Njegova homeostaza je određena funkcionalnim stanjem histohematskih barijera i njihovom propusnošću u smjerovima krvno-tkivne tekućine; tkivna tečnost - krv.

Konstantnost unutrašnje sredine za aktivnost centralnog nervnog sistema je od posebnog značaja: čak i manje hemijske i fizičko-hemijske promene koje se javljaju u likvoru, gliji i pericelularnim prostorima mogu izazvati oštar poremećaj u toku vitalnih procesa u pojedinim neuronima. ili u njihovim ansamblima. Složen homeostatski sistem, uključujući različite neurohumoralne, biohemijske, hemodinamske i druge regulatorne mehanizme, je sistem za osiguravanje optimalnog nivoa krvnog pritiska. U ovom slučaju, gornja granica nivoa krvnog pritiska određena je funkcionalnošću baroreceptora krvožilnog sistema organizma, a donja je određena potrebama organizma za snabdevanjem krvlju.

Najnapredniji homeostatski mehanizmi u tijelu viših životinja i ljudi uključuju procese termoregulacije; Kod homeotermnih životinja, temperaturne fluktuacije u unutrašnjim delovima tela ne prelaze desetinke stepena tokom najdramatičnijih promena temperature u okolini.

Organizirajuća uloga nervnog aparata (princip nervizma) leži u osnovi široko poznatih ideja o suštini principa homeostaze. Međutim, ni dominantni princip, ni teorija barijernih funkcija, ni opći adaptacijski sindrom, ni teorija funkcionalnih sistema, ni hipotalamska regulacija homeostaze i mnoge druge teorije ne mogu u potpunosti riješiti problem homeostaze.

U nekim slučajevima, ideja homeostaze nije sasvim legitimno korištena za objašnjenje izoliranih fizioloških stanja, procesa, pa čak i društvenih pojava. Tako su se u literaturi pojavili pojmovi “imunološki”, “elektrolit”, “sistemski”, “molekularni”, “fizičko-hemijski”, “genetska homeostaza” itd. Pokušali su da se problem homeostaze svede na princip samoregulacije. Primjer rješavanja problema homeostaze iz perspektive kibernetike je Ashbyjev pokušaj (W.R. Ashby, 1948) da konstruiše samoregulirajući uređaj koji modelira sposobnost živih organizama da održavaju nivo određenih količina u fiziološki prihvatljivim granicama.

U praksi se istraživači i kliničari susreću sa pitanjima procjene adaptivnih (adaptivnih) ili kompenzacijskih sposobnosti tijela, njihove regulacije, jačanja i mobilizacije, te predviđanja odgovora tijela na uznemirujuće utjecaje. Neka stanja vegetativne nestabilnosti, uzrokovana nedostatkom, viškom ili neadekvatnošću regulatornih mehanizama, smatraju se „bolestima homeostaze“. Uz određenu konvenciju, to mogu uključivati ​​funkcionalne smetnje u normalnom funkcioniranju tijela povezane s njegovim starenjem, prisilno restrukturiranje bioloških ritmova, neke pojave vegetativne distonije, hiper- i hipokompenzatornu reaktivnost pod stresnim i ekstremnim utjecajima itd.

Za procjenu stanja homeostatskih mehanizama u fiziološkim eksperimentima i kliničkoj praksi koriste se različiti dozirani funkcionalni testovi (hladnoća, toplina, adrenalin, inzulin, mezaton i dr.) uz određivanje omjera biološki aktivnih supstanci (hormoni, medijatori, metaboliti). ) u krvi i urinu, itd. .d.

Biofizički mehanizmi homeostaze.

Sa stanovišta hemijske biofizike, homeostaza je stanje u kojem su svi procesi odgovorni za energetske transformacije u organizmu u dinamičkoj ravnoteži. Ovo stanje je najstabilnije i odgovara fiziološkom optimumu. U skladu sa konceptima termodinamike, organizam i ćelija mogu postojati i prilagođavati se uslovima sredine u kojima se može uspostaviti stacionarni tok fizičkih i hemijskih procesa u biološkom sistemu, tj. homeostaza. Glavnu ulogu u uspostavljanju homeostaze imaju prvenstveno sistemi ćelijskih membrana, koji su odgovorni za bioenergetske procese i regulišu brzinu ulaska i oslobađanja supstanci ćelijama.

Sa ove tačke gledišta, glavni uzroci poremećaja su neenzimske reakcije koje se javljaju u membranama, neuobičajene za normalan život; u većini slučajeva to su lančane reakcije oksidacije koje uključuju slobodne radikale koji se javljaju u fosfolipidima stanica. Ove reakcije dovode do oštećenja strukturnih elemenata ćelija i poremećaja regulatorne funkcije. Faktori koji uzrokuju poremećaj homeostaze uključuju i agense koji uzrokuju stvaranje radikala - jonizujuće zračenje, infektivni toksini, određene namirnice, nikotin, kao i nedostatak vitamina itd.

Jedan od glavnih faktora koji stabilizuju homeostatsko stanje i funkcije membrana su bioantioksidansi, koji inhibiraju razvoj oksidativnih radikalnih reakcija.

Uzrasne karakteristike homeostaze kod djece.

Konstantnost unutrašnjeg okruženja tijela i relativna stabilnost fizičko-hemijskih pokazatelja u djetinjstvu osigurava se izraženom prevlašću anaboličkih metaboličkih procesa nad kataboličkim. Ovo je neophodan uslov za rast i razlikuje djetetov organizam od tijela odraslih, kod kojih je intenzitet metaboličkih procesa u stanju dinamičke ravnoteže. S tim u vezi, pokazalo se da je neuroendokrina regulacija homeostaze djetetovog tijela intenzivnija nego kod odraslih. Svaki dobni period karakteriziraju specifičnosti mehanizama homeostaze i njihove regulacije. Stoga se kod djece, mnogo češće nego kod odraslih, javljaju teški poremećaji homeostaze, često opasni po život. Ovi poremećaji su najčešće povezani sa nezrelošću homeostatskih funkcija bubrega, s poremećajima gastrointestinalnog trakta ili respiratorne funkcije pluća.

Rast djeteta, izražen u povećanju mase njegovih ćelija, praćen je izrazitim promjenama u distribuciji tekućine u tijelu. Apsolutno povećanje zapremine ekstracelularne tečnosti zaostaje za stopom ukupnog povećanja telesne težine, pa se relativni volumen unutrašnje sredine, izražen kao procenat telesne težine, smanjuje sa godinama. Ova zavisnost je posebno izražena u prvoj godini nakon rođenja. Kod starije djece, brzina promjene relativnog volumena ekstracelularne tekućine se smanjuje. Sistem za regulaciju konstantnosti zapremine fluida (regulacija zapremine) obezbeđuje kompenzaciju odstupanja u ravnoteži vode u prilično uskim granicama. Visok stepen hidratacije tkiva kod novorođenčadi i male djece određuje da je potreba djeteta za vodom (po jedinici tjelesne težine) znatno veća nego kod odraslih. Gubitak vode ili njeno ograničenje brzo dovodi do razvoja dehidracije zbog vanćelijskog sektora, odnosno unutrašnje sredine. Istovremeno, bubrezi - glavni izvršni organi u sistemu volumoregulacije - ne osiguravaju uštedu vode. Ograničavajući faktor regulacije je nezrelost bubrežnog tubularnog sistema. Kritična karakteristika neuroendokrine kontrole homeostaze kod novorođenčadi i male djece je relativno visoka sekrecija i izlučivanje aldosterona putem bubrega, što ima direktan utjecaj na status hidratacije tkiva i funkciju bubrežnih tubulara.

Regulacija osmotskog pritiska krvne plazme i ekstracelularne tečnosti kod dece je takođe ograničena. Osmolarnost unutrašnje sredine fluktuira u širem opsegu ( 50 mOsm/l) , nego odrasli

( 6 mOsm/l) . To je zbog veće tjelesne površine po 1 kg težine, a samim tim i sa značajnijim gubicima vode pri disanju, kao i sa nezrelošću bubrežnih mehanizama koncentracije urina kod djece. Poremećaji homeostaze, koji se manifestuju hiperosmozom, naročito su česti kod dece tokom neonatalnog perioda i prvih meseci života; u starijoj dobi počinje prevladavati hipoosmoza, povezana uglavnom s gastrointestinalnom ili bubrežnom bolešću. Manje je proučavana jonska regulacija homeostaze, koja je usko povezana s radom bubrega i prirodom ishrane.

Ranije se vjerovalo da je glavni faktor koji određuje osmotski tlak ekstracelularne tekućine koncentracija natrijuma, ali novija istraživanja su pokazala da ne postoji bliska korelacija između sadržaja natrijuma u krvnoj plazmi i vrijednosti ukupnog osmotskog tlaka. u patologiji. Izuzetak je plazmatska hipertenzija. Stoga, provođenje homeostatske terapije davanjem otopina glukoze i soli zahtijeva praćenje ne samo sadržaja natrijuma u serumu ili krvnoj plazmi, već i promjene u ukupnom osmolarnosti ekstracelularne tekućine. Koncentracija šećera i uree je od velikog značaja za održavanje opšteg osmotskog pritiska u unutrašnjem okruženju. Sadržaj ovih osmotski aktivnih supstanci i njihov učinak na metabolizam vode i soli mogu se naglo povećati u mnogim patološkim stanjima. Stoga je u slučaju bilo kakvih poremećaja homeostaze potrebno odrediti koncentraciju šećera i uree. Zbog navedenog, kod male djece, ako se naruše režim vode, soli i proteina, može se razviti stanje latentne hiper- ili hipoosmoze, hiperazotemije.

Važan pokazatelj koji karakterizira homeostazu kod djece je koncentracija vodonikovih jona u krvi i vanćelijskoj tekućini. U antenatalnom i ranom postnatalnom periodu regulacija acidobazne ravnoteže usko je povezana sa stepenom zasićenosti krvi kiseonikom, što se objašnjava relativnom prevagom anaerobne glikolize u bioenergetskim procesima. Štoviše, čak i umjerena hipoksija u fetusa je praćena nakupljanjem mliječne kiseline u njegovim tkivima. Osim toga, nezrelost acidogenetske funkcije bubrega stvara preduvjete za razvoj “fiziološke” acidoze (pomak kiselinsko-bazne ravnoteže u tijelu prema relativnom povećanju broja kiselih anjona.). Zbog specifičnosti homeostaze, novorođenčad često doživljava poremećaje koji graniče između fizioloških i patoloških.

Restrukturiranje neuroendokrinog sistema tokom puberteta (puberteta) je takođe povezano sa promenama u homeostazi. Međutim, funkcije izvršnih organa (bubrezi, pluća) u ovom uzrastu dostižu svoj maksimalni stepen zrelosti, pa su teški sindromi ili bolesti homeostaze rijetki, a češće je riječ o kompenziranim promjenama u metabolizmu, koje se jedino mogu otkriti. uz biohemijski test krvi. U klinici je za karakterizaciju homeostaze kod dece potrebno ispitati sledeće pokazatelje: hematokrit, ukupni osmotski pritisak, sadržaj natrijuma, kalijuma, šećera, bikarbonata i uree u krvi, kao i pH krvi, p0 2 i pCO 2.

Osobine homeostaze u starijoj i senilnoj dobi.

Isti nivo homeostatskih vrijednosti u različitim starosnim periodima održava se zbog različitih pomaka u sistemima njihove regulacije. Na primjer, konstantnost razine krvnog tlaka kod mladih se održava zbog većeg minutnog volumena i niskog ukupnog perifernog vaskularnog otpora, a kod starijih i senilnih osoba - zbog većeg ukupnog perifernog otpora i smanjenja minutnog volumena srca. Tokom starenja organizma održava se konstantnost najvažnijih fizioloških funkcija u uslovima smanjenja pouzdanosti i smanjenja mogućeg opsega fizioloških promjena u homeostazi. Očuvanje relativne homeostaze tokom značajnih strukturnih, metaboličkih i funkcionalnih promena postiže se činjenicom da se istovremeno ne dešavaju samo izumiranje, poremećaj i degradacija, već i razvoj specifičnih adaptivnih mehanizama. Zbog toga se održava konstantan nivo šećera u krvi, pH krvi, osmotski pritisak, potencijal ćelijske membrane itd.

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

Starenjem organizma značajno se mijenjaju rad srca, plućna ventilacija, izmjena plinova, funkcije bubrega, lučenje probavnih žlijezda, funkcija endokrinih žlijezda, metabolizam itd. Ove promjene se mogu okarakterisati kao homeoreza - prirodna putanja (dinamika) promjena intenziteta metabolizma i fizioloških funkcija s godinama tokom vremena. Značaj toka starosnih promena je veoma važan za karakterizaciju procesa starenja čoveka i određivanje njegove biološke starosti.

U starosti i starosti, opći potencijal adaptivnih mehanizama se smanjuje. Stoga se u starosti, pod povećanim opterećenjima, stresom i drugim situacijama, povećava vjerojatnost neuspjeha mehanizama adaptacije i poremećaja homeostaze. Ovo smanjenje pouzdanosti mehanizama homeostaze jedan je od najvažnijih preduslova za nastanak patoloških poremećaja u starosti.

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

Glavna namjena kardiovaskularnog sistema – snabdijevanje i distribuciju krvi kroz sve mikrocirkulacijske bazene. Količina krvi koju srce izbaci za 1 minut je minutni volumen. Međutim, funkcija kardiovaskularnog sistema nije samo da održava zadati minutni volumen i distribuira ga po bazenima, već da mijenja minutni volumen u skladu sa dinamikom potreba tkiva u različitim situacijama.

Glavni zadatak krvi je transport kiseonika. Mnogi hirurški pacijenti doživljavaju akutni pad minutnog volumena, što otežava isporuku kisika u tkiva i može uzrokovati smrt stanica, organa, pa čak i cijelog tijela. Stoga bi procjena funkcije kardiovaskularnog sistema trebala uzeti u obzir ne samo minutni volumen, već i opskrbu tkiva kisikom i njihovu potrebu za tim.

Glavna namjena respiratorni sistemi – obezbeđivanje adekvatne razmene gasova između tela i okoline uz konstantno promenljivu brzinu metaboličkih procesa. Normalna funkcija respiratornog sistema je održavanje konstantnog nivoa kiseonika i ugljičnog dioksida u arterijskoj krvi uz normalan vaskularni otpor u plućnoj cirkulaciji i uz normalnu potrošnju energije za respiratorni rad.

Ovaj sistem je usko povezan sa drugim sistemima, a prvenstveno sa kardiovaskularnim sistemom. Funkcija respiratornog sistema uključuje ventilaciju, plućnu cirkulaciju, difuziju gasova kroz alveolarno-kapilarnu membranu, transport gasova krvlju i tkivno disanje.

Funkcije bubrežnog sistema : Bubrezi su glavni organ dizajniran da održava konstantnost fizičkih i hemijskih uslova u telu. Njihova glavna funkcija je izlučivanje. Uključuje: regulaciju ravnoteže vode i elektrolita, održavanje acidobazne ravnoteže i uklanjanje metaboličkih produkata proteina i masti iz organizma.

Funkcije metabolizam vode i elektrolita : Voda u organizmu ima transportnu ulogu, ispunjava ćelije, intersticijske (intermedijarne) i vaskularne prostore, rastvarač je soli, koloida i kristaloida i učestvuje u biohemijskim reakcijama. Sve biohemijske tekućine su elektroliti, jer su soli i koloidi otopljeni u vodi u disociranom stanju. Nemoguće je navesti sve funkcije elektrolita, ali glavne su: održavanje osmotskog pritiska, održavanje reakcije unutrašnje sredine, učešće u biohemijskim reakcijama.

Glavna namjena acido-baznu ravnotežu je održavanje konstantnog pH tjelesnih tekućina kao osnove za normalne biokemijske reakcije, a time i životnu aktivnost. Metabolizam se odvija uz neizostavno učešće enzimskih sistema, čija aktivnost usko zavisi od hemijske reakcije elektrolita. Zajedno sa metabolizmom vode i elektrolita, acidobazna ravnoteža igra odlučujuću ulogu u poretku biohemijskih reakcija. Puferski sistemi i mnogi fiziološki sistemi organizma učestvuju u regulaciji acido-bazne ravnoteže.

Homeostaza

Homeostaza, homeorez, homeomorfoza - karakteristike stanja organizma. Sistemska suština organizma manifestuje se prvenstveno u njegovoj sposobnosti da se samoreguliše u uslovima sredine koja se stalno menja. Budući da se svi organi i tkiva u tijelu sastoje od stanica, od kojih je svaka relativno samostalan organizam, stanje unutrašnje sredine ljudskog tijela od velike je važnosti za njegovo normalno funkcioniranje. Za ljudsko tijelo – kopneno stvorenje – okolina se sastoji od atmosfere i biosfere, dok je u određenoj mjeri u interakciji sa litosferom, hidrosferom i noosferom. Istovremeno, većina ćelija ljudskog tijela je uronjena u tečni medij, koji je predstavljen krvlju, limfom i međućelijskom tekućinom. Samo integumentarna tkiva su u direktnoj interakciji s ljudskom okolinom, sve ostale ćelije su izolirane od vanjskog svijeta, što omogućava tijelu da u velikoj mjeri standardizira uvjete njihovog postojanja. Konkretno, sposobnost održavanja stalne tjelesne temperature od oko 37 ° C osigurava stabilnost metaboličkih procesa, budući da su sve biokemijske reakcije koje čine bit metabolizma vrlo zavisne od temperature. Jednako je važno održavati stalnu napetost kisika, ugljičnog dioksida, koncentracije raznih jona itd. u tekućim medijima tijela. U normalnim uslovima postojanja, uključujući i tokom adaptacije i aktivnosti, nastaju mala odstupanja ovakvih parametara, ali se brzo eliminišu, a unutrašnje okruženje tela vraća se u stabilnu normu. Veliki francuski fiziolog iz 19. veka. Claude Bernard je tvrdio: „Postojanost unutrašnjeg okruženja je neophodan uslov za slobodan život. Fiziološki mehanizmi koji osiguravaju održavanje konstantnog unutrašnjeg okruženja nazivaju se homeostatskim, a sam fenomen, koji odražava sposobnost tijela da samoreguliše unutrašnju sredinu, naziva se homeostaza. Ovaj termin je 1932. godine uveo W. Cannon, jedan od onih fiziologa 20. vijeka koji je, zajedno sa N.A. Bernsteinom, P.K. Anokhin i N. Wienerom, stajao na početku nauke o kontroli - kibernetike. Termin "homeostaza" se koristi ne samo u fiziološkim, već iu kibernetičkim istraživanjima, budući da je održavanje postojanosti bilo koje karakteristike složenog sistema glavni cilj svakog upravljanja.

Još jedan izuzetan istraživač, K. Waddington, skrenuo je pažnju na činjenicu da je tijelo sposobno održavati ne samo stabilnost svog unutrašnjeg stanja, već i relativnu postojanost dinamičkih karakteristika, odnosno tok procesa tokom vremena. Ova pojava je, po analogiji sa homeostazom, nazvana homeorez. To je od posebnog značaja za organizam koji raste i razvija se i sastoji se u tome da je organizam u stanju da održi (u određenim granicama, naravno) „razvojni kanal“ tokom svojih dinamičkih transformacija. Konkretno, ako dijete zbog bolesti ili naglog pogoršanja životnih uvjeta uzrokovanih društvenim razlozima (rat, zemljotres i sl.) značajno zaostaje za svojim vršnjacima u normalnom razvoju, to ne znači da je takvo zaostajanje fatalno i nepovratno . Ako se period nepovoljnih događaja završi i dijete dobije uslove adekvatne za razvoj, onda i po rastu i po stepenu funkcionalnog razvoja ubrzo sustiže svoje vršnjake i u budućnosti se ne razlikuje bitno od njih. To objašnjava činjenicu da djeca koja su u ranom dobu preboljela tešku bolest često izrastaju u zdrave i proporcionalne odrasle osobe. Homeorez igra ključnu ulogu i u kontroli ontogenetskog razvoja i u procesima adaptacije. U međuvremenu, fiziološki mehanizmi homeoreze još nisu dovoljno proučeni.

Treći oblik samoregulacije postojanosti tijela je homeomorfoza - sposobnost održavanja stalne forme. Ova karakteristika je više karakteristična za odrasli organizam, budući da su rast i razvoj nekompatibilni s nepromjenjivosti oblika. Ipak, ako uzmemo u obzir kratke periode vremena, posebno tokom perioda inhibicije rasta, tada se kod djece može pronaći sposobnost homeomorfoze. Stvar je u tome da u tijelu postoji kontinuirana promjena generacija njegovih sastavnih ćelija. Ćelije ne žive dugo (jedini izuzetak su nervne ćelije): normalan životni vek ćelija tela je nedeljama ili mesecima. Ipak, svaka nova generacija ćelija gotovo točno ponavlja oblik, veličinu, lokaciju i, shodno tome, funkcionalna svojstva prethodne generacije. Posebni fiziološki mehanizmi sprječavaju značajne promjene tjelesne težine u uslovima posta ili prejedanja. Konkretno, tokom posta, probavljivost hranjivih tvari naglo se povećava, a tijekom prejedanja, naprotiv, većina proteina, masti i ugljikohidrata koji se isporučuju hranom „sagorevaju“ bez ikakve koristi za tijelo. Dokazano je (N.A. Smirnova) da su kod odrasle osobe oštre i značajne promjene tjelesne težine (uglavnom zbog količine masti) u bilo kojem smjeru sigurni znakovi neuspjeha adaptacije, prenaprezanja i ukazuju na funkcionalno stanje organizma. . Dječje tijelo postaje posebno osjetljivo na vanjske utjecaje u periodima najbržeg rasta. Povreda homeomorfoze je isti nepovoljan znak kao i poremećaji homeostaze i homeoreze.

Koncept bioloških konstanti. Tijelo je kompleks ogromnog broja različitih tvari. Tokom života tjelesnih ćelija koncentracija ovih supstanci se može značajno promijeniti, što znači promjenu unutrašnjeg okruženja. Bilo bi nezamislivo da su kontrolni sistemi organizma prisiljeni da prate koncentraciju svih ovih supstanci, tj. imaju mnogo senzora (receptora), kontinuirano analiziraju trenutno stanje, donose kontrolne odluke i prate njihovu efikasnost. Ni informacije ni energetski resursi tijela ne bi bili dovoljni za takav način kontrole svih parametara. Stoga je tijelo ograničeno na praćenje relativno malog broja najznačajnijih pokazatelja, koji se moraju održavati na relativno konstantnom nivou za dobrobit velike većine tjelesnih ćelija. Ovi najstrožiji parametri homeostaze se na taj način pretvaraju u „biološke konstante“, a njihova nepromjenjivost je osigurana ponekad prilično značajnim fluktuacijama drugih parametara koji nisu klasifikovani kao homeostaza. Dakle, nivoi hormona koji su uključeni u regulaciju homeostaze mogu da se promene u krvi desetine puta u zavisnosti od stanja unutrašnje sredine i uticaja spoljašnjih faktora. Istovremeno, parametri homeostaze se mijenjaju samo za 10-20%.

Najvažnije biološke konstante. Među najvažnijim biološkim konstantama, za čije su održavanje na relativno konstantnom nivou zaslužni su različiti fiziološki sistemi organizma, treba spomenuti tjelesna temperatura, nivo glukoze u krvi, sadržaj H+ jona u tjelesnim tekućinama, djelomična napetost kisika i ugljičnog dioksida u tkivima.

Bolest kao znak ili posljedica poremećaja homeostaze. Gotovo sve ljudske bolesti povezane su s poremećajem homeostaze. Na primjer, kod mnogih zaraznih bolesti, kao iu slučaju upalnih procesa, temperaturna homeostaza u tijelu je naglo poremećena: javlja se groznica (groznica), ponekad opasna po život. Razlog za ovaj poremećaj homeostaze može biti kako u karakteristikama neuroendokrinih reakcija tako i u poremećajima aktivnosti perifernih tkiva. U ovom slučaju, manifestacija bolesti - povišena temperatura - posljedica je kršenja homeostaze.

Tipično, febrilna stanja prati acidoza - kršenje acido-bazne ravnoteže i pomak u reakciji tjelesnih tekućina na kiselu stranu. Acidoza je karakteristična i za sve bolesti povezane sa propadanjem kardiovaskularnog i respiratornog sistema (bolesti srca i krvnih sudova, upalne i alergijske lezije bronhopulmonalnog sistema i dr.). Acidoza često prati prve sate života novorođenčeta, posebno ako nije počelo normalno disati odmah nakon rođenja. Da bi se eliminisalo ovo stanje, novorođenče se stavlja u posebnu komoru sa visokim sadržajem kiseonika. Metabolička acidoza tokom teške mišićne aktivnosti može se javiti kod ljudi bilo koje dobi i manifestuje se otežanim disanjem i pojačanim znojenjem, kao i bolovima u mišićima. Nakon završetka rada, stanje acidoze može trajati od nekoliko minuta do 2-3 dana, u zavisnosti od stepena umora, kondicije i efikasnosti homeostatskih mehanizama.

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

U nekim slučajevima, manji, ali dugotrajni poremećaji homeostaze mogu uzrokovati razvoj određenih bolesti. Dakle, postoje dokazi da prekomjerna konzumacija šećera i drugih izvora ugljikohidrata koji remete homeostazu glukoze dovodi do oštećenja gušterače, zbog čega osoba razvija dijabetes. Opasno je i prekomjerna konzumacija kuhinjskih i drugih mineralnih soli, ljutih začina i sl., koji povećavaju opterećenje na izlučivni sistem. Bubrezi možda neće moći da se nose sa obiljem supstanci koje je potrebno ukloniti iz organizma, što dovodi do poremećaja homeostaze vode i soli. Jedna od njegovih manifestacija je edem - nakupljanje tečnosti u mekim tkivima tijela. Uzrok edema obično leži ili u insuficijenciji kardiovaskularnog sistema, ili u poremećenoj bubrežnoj funkciji i, kao posljedici, mineralnom metabolizmu.

Homeostaza je:

Homeostaza

Homeostaza(starogrčki ὁμοιοστάσις od ὁμοιος - identičan, sličan i στάσις - stajanje, nepokretnost) - samoregulacija, sposobnost otvorenog sistema da održava konstantnost svog unutrašnjeg stanja kroz koordinisane reakcije u cilju održavanja dinamičke ravnoteže. Želja sistema da se reprodukuje, povrati izgubljenu ravnotežu i savlada otpor spoljašnje sredine.

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

Američki fiziolog Walter B. Cannon, u svojoj knjizi The Wisdom of the Body iz 1932. godine, predložio je termin kao naziv za “koordinirane fiziološke procese koji održavaju većinu ravnotežnih stanja tijela”. Nakon toga, ovaj termin se proširio na sposobnost dinamičkog održavanja postojanosti svog unutrašnjeg stanja bilo kojeg otvorenog sistema. Međutim, ideju o postojanosti unutrašnjeg okruženja formulirao je još 1878. godine francuski naučnik Claude Bernard.

Opće informacije

Termin homeostaza se najčešće koristi u biologiji. Višećelijski organizmi moraju održavati konstantno unutrašnje okruženje da bi postojali. Mnogi ekolozi su uvjereni da se ovaj princip primjenjuje i na vanjsko okruženje. Ako sistem nije u stanju da vrati svoju ravnotežu, može na kraju prestati da funkcioniše.

Složeni sistemi – kao što je ljudsko tijelo – moraju imati homeostazu da bi ostali stabilni i postojali. Ovi sistemi ne samo da moraju težiti opstanku, oni se također moraju prilagoditi promjenama okoline i evoluirati.

Osobine homeostaze

Homeostatski sistemi imaju sledeća svojstva:

• Nestabilnost sistem: testiranje kako se najbolje prilagoditi.
• Težnja ka ravnoteži: Celokupna unutrašnja, strukturna i funkcionalna organizacija sistema doprinosi održavanju ravnoteže.
• Nepredvidljivost: Rezultirajući efekat određene radnje često može biti drugačiji od očekivanog.

Primjeri homeostaze kod sisara:

• Regulacija količine mikronutrijenata i vode u organizmu – osmoregulacija. Izvodi se u bubrezima.
• Uklanjanje otpadnih produkata iz metaboličkog procesa - izlučivanje. Obavljaju ga egzokrini organi - bubrezi, pluća, znojne žlijezde i gastrointestinalni trakt.
• Regulacija tjelesne temperature. Snižavanje temperature kroz znojenje, razne termoregulacijske reakcije.
• Regulacija nivoa glukoze u krvi. Uglavnom se odvija putem jetre, inzulina i glukagona koje luči gušterača.

Važno je napomenuti da iako je tijelo u ravnoteži, njegovo fiziološko stanje može biti dinamično. Mnogi organizmi pokazuju endogene promjene u obliku cirkadijanskih, ultradijanskih i infradijanskih ritmova. Dakle, čak i kada je u homeostazi, tjelesna temperatura, krvni pritisak, broj otkucaja srca i većina metaboličkih pokazatelja nisu uvijek na konstantnom nivou, već se mijenjaju tokom vremena.

Mehanizmi homeostaze: povratna informacija

Glavni članak: Povratne informacije

Kada dođe do promjene varijabli, postoje dvije glavne vrste povratnih informacija na koje sistem odgovara:

1. Negativna povratna informacija, izražena kao reakcija u kojoj sistem reaguje na način koji obrće smjer promjene. Pošto povratna informacija služi održavanju konstantnosti sistema, ona omogućava održavanje homeostaze.
   • Na primjer, kada se koncentracija ugljičnog dioksida u ljudskom tijelu poveća, plućima dolazi signal da pojačaju svoju aktivnost i izdišu više ugljičnog dioksida.
   • Termoregulacija je još jedan primjer negativne povratne informacije. Kada tjelesna temperatura poraste (ili padne), termoreceptori u koži i hipotalamusu registruju promjenu, pokrećući signal iz mozga. Ovaj signal, zauzvrat, uzrokuje odgovor - smanjenje temperature (ili povećanje).
2. Pozitivna povratna informacija, koja se izražava u sve većim promjenama varijable. Djeluje destabilizirajuće i stoga ne dovodi do homeostaze. Pozitivna povratna informacija je manje uobičajena u prirodnim sistemima, ali ima i svoje koristi.
   • Na primjer, u nervima, granični električni potencijal uzrokuje stvaranje mnogo većeg akcionog potencijala. Zgrušavanje krvi i događaji pri rođenju mogu se navesti kao drugi primjeri pozitivnih povratnih informacija.

Stabilni sistemi zahtevaju kombinaciju obe vrste povratnih informacija. Dok negativna povratna sprega omogućava povratak u homeostatsko stanje, pozitivna povratna informacija se koristi za prelazak u potpuno novo (i možda manje poželjno) stanje homeostaze, situaciju koja se zove "metastabilnost". Takve katastrofalne promjene mogu se dogoditi, na primjer, s povećanjem nutrijenata u rijekama s čistom vodom, što dovodi do homeostatskog stanja visoke eutrofikacije (prerastanje korita algi) i zamućenja.

Ekološka homeostaza

Ekološka homeostaza se uočava u klimaks zajednicama sa najvećim mogućim biodiverzitetom pod povoljnim uslovima sredine.

U poremećenim ekosistemima, ili subklimaksnim biološkim zajednicama – kao što je ostrvo Krakatoa, nakon masivne vulkanske erupcije 1883. – uništeno je stanje homeostaze prethodnog šumskog klimaksnog ekosistema, kao i sav život na tom ostrvu. Krakatoa je u godinama nakon erupcije prošla kroz lanac ekoloških promjena u kojima su nove vrste biljaka i životinja smjenjivale jedna drugu, što je dovelo do biodiverziteta i rezultirajuće zajednice vrhunca. Ekološka sukcesija na Krakatoi odvijala se u nekoliko faza. Kompletan lanac sukcesija koji vodi do vrhunca naziva se preserija. Na primjeru Krakatoe, ostrvo je razvilo vrhunac zajednice sa osam hiljada različitih vrsta zabilježenih 1983. godine, stotinu godina nakon što je erupcija uništila život na njemu. Podaci potvrđuju da se situacija još neko vrijeme zadržava u homeostazi, pri čemu pojava novih vrsta vrlo brzo dovodi do brzog nestanka starih.

Slučaj Krakatoa i drugih poremećenih ili netaknutih ekosistema pokazuje da se početna kolonizacija od strane pionirskih vrsta događa kroz pozitivne povratne reproduktivne strategije u kojima se vrste raspršuju, proizvodeći što je moguće više potomaka, ali uz malo ulaganja u uspjeh svakog pojedinca. Kod takvih vrsta dolazi do brzog razvoja i jednako brzog kolapsa (na primjer, kroz epidemiju). Kako se ekosistem približava vrhuncu, takve vrste se zamjenjuju složenijim vrstama vrhunca koje se, kroz negativnu povratnu informaciju, prilagođavaju specifičnim uvjetima svog okruženja. Ove vrste su pažljivo kontrolirane potencijalnim nosivim kapacitetom ekosistema i slijede drugačiju strategiju - proizvodeći manje potomaka, čiji je reproduktivni uspjeh uloženo više energije u mikrookruženje svoje specifične ekološke niše.

Razvoj počinje sa pionirskom zajednicom i završava se sa zajednicom vrhunca. Ova zajednica vrhunca nastaje kada flora i fauna dođu u ravnotežu sa lokalnim okruženjem.

Takvi ekosistemi formiraju heterarhije u kojima homeostaza na jednom nivou doprinosi homeostatskim procesima na drugom složenom nivou. Na primjer, gubitak lišća sa zrelog tropskog drveta pruža prostor za novi rast i obogaćuje tlo. Jednako tako, tropsko drvo smanjuje pristup svjetlosti na niže razine i pomaže u sprječavanju invazije drugih vrsta. Ali i drveće padaju na zemlju, a razvoj šume zavisi od konstantne promene stabala i ciklusa hranljivih materija koji vrše bakterije, insekti i gljive. Slično, takve šume doprinose ekološkim procesima kao što je regulacija mikroklime ili hidroloških ciklusa ekosistema, a nekoliko različitih ekosistema može biti u interakciji kako bi se održala homeostaza riječne drenaže unutar biološke regije. Bioregionalna varijabilnost takođe igra ulogu u homeostatskoj stabilnosti biološke regije ili bioma.

Biološka homeostaza

Više informacija: acidobazna ravnoteža

Homeostaza djeluje kao temeljna karakteristika živih organizama i podrazumijeva se kao održavanje unutrašnjeg okruženja u prihvatljivim granicama.

Unutrašnja sredina tijela uključuje tjelesne tekućine - krvnu plazmu, limfu, međućelijsku supstancu i cerebrospinalnu tekućinu. Održavanje stabilnosti ovih tečnosti je od vitalnog značaja za organizme, dok njihov nedostatak dovodi do oštećenja genetskog materijala.

S obzirom na bilo koji parametar, organizmi se dijele na konformacijske i regulatorne. Regulatorni organizmi održavaju parametar na konstantnom nivou, bez obzira na to šta se dešava u okruženju. Konformacijski organizmi omogućavaju okolini da odredi parametar. Na primjer, toplokrvne životinje održavaju konstantnu tjelesnu temperaturu, dok hladnokrvne životinje pokazuju širok raspon temperatura.

To ne znači da konformacijski organizmi nemaju adaptacije ponašanja koje im omogućavaju da reguliraju dati parametar u određenoj mjeri. Gmizavci, na primjer, često ujutro sjede na zagrijanim stijenama kako bi podigli tjelesnu temperaturu.

Prednost homeostatske regulacije je što omogućava tijelu da funkcionira efikasnije. Na primjer, hladnokrvne životinje imaju tendenciju da postanu letargične na niskim temperaturama, dok su toplokrvne životinje gotovo jednako aktivne kao i uvijek. S druge strane, regulacija zahtijeva energiju. Razlog zašto neke zmije mogu jesti samo jednom sedmično je taj što troše mnogo manje energije za održavanje homeostaze od sisara.

Ćelijska homeostaza

Regulacija hemijske aktivnosti ćelije ostvaruje se kroz niz procesa, među kojima su od posebnog značaja promene u strukturi same citoplazme, kao i strukture i aktivnosti enzima. Autoregulacija zavisi od temperature, stepena kiselosti, koncentracije supstrata i prisustva određenih makro- i mikroelemenata.

Homeostaza u ljudskom tijelu

Dodatne informacije: acidobazna ravnoteža Vidi također: Krvni puferski sistemi

Različiti faktori utiču na sposobnost telesnih tečnosti da održavaju život. To uključuje parametre kao što su temperatura, salinitet, kiselost i koncentracija nutrijenata – glukoze, raznih jona, kisika, te otpadnih tvari – ugljičnog dioksida i urina. Budući da ovi parametri utječu na kemijske reakcije koje održavaju tijelo u životu, postoje ugrađeni fiziološki mehanizmi za njihovo održavanje na potrebnom nivou.

Homeostaza se ne može smatrati uzrokom ovih nesvjesnih procesa adaptacije. Treba ga doživljavati kao opću karakteristiku mnogih normalnih procesa koji djeluju zajedno, a ne kao njihov osnovni uzrok. Štoviše, postoje mnogi biološki fenomeni koji se ne uklapaju u ovaj model - na primjer, anabolizam.

Ostala područja

Koncept “homeostaze” se takođe koristi u drugim oblastima.

Aktuar može pričati o tome homeostaza rizika, u kojoj, na primjer, ljudi koji imaju neljepljive kočnice na automobilima nisu sigurniji od onih koji nemaju, jer ti ljudi nesvjesno nadoknađuju sigurniji automobil rizičnijom vožnjom. To se događa jer neki mehanizmi zadržavanja - na primjer, strah - prestaju funkcionirati.

O tome mogu razgovarati sociolozi i psiholozi homeostaza stresa- želja populacije ili pojedinca da ostane na određenom nivou stresa, često veštački izazivajući stres ako „prirodni“ nivo stresa nije dovoljan.

Primjeri

• Termoregulacija
  • Tremor skeletnih mišića može početi ako je tjelesna temperatura preniska.
  • Druga vrsta termogeneze uključuje razgradnju masti za proizvodnju topline.
  • Znojenje hladi tijelo isparavanjem.
• Hemijska regulacija
  • Gušterača luči inzulin i glukagon za kontrolu nivoa glukoze u krvi.
  • Pluća primaju kisik i oslobađaju ugljični dioksid.
  • Bubrezi proizvode mokraću i regulišu nivo vode i broj jona u telu.

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

vidi takođe

Kategorije:

• Homeostaza
• Otvoreni sistemi
• Fiziološki procesi

Wikimedia fondacija. 2010.

Homeostaza I Homeostaza (grčki homoios sličan, identičan + grčki stasis stojeći, nepokretnost)

sposobnost tijela da održava funkcionalno značajne varijable u granicama koje osiguravaju njegovo optimalno funkcioniranje. Regulatorni mehanizmi koji održavaju fiziološko stanje ili svojstva ćelija, organa i sistema cijelog organizma na nivou koji odgovara njegovim trenutnim potrebama nazivaju se homeostatski.

U početku je termin "homeostaza" značio samo održavanje konstantnog unutrašnjeg okruženja, tj. krv, limfa, međućelijska tečnost (vidi Metabolizam vode i soli , acido-bazni balans) . Potom su se različiti biohemijski i strukturni supstrati na različitim nivoima njihove organizacije (ćelije, organi i njihovi sistemi) počeli klasifikovati kao funkcionalno značajni indikatori G.

U širem smislu, G. pokriva pitanja toka kompenzacijskih reakcija (vidi Kompenzacijski procesi) , regulacija i samoregulacija fizioloških funkcija (vidi Samoregulacija fizioloških funkcija) , priroda i dinamika odnosa između nervnih, humoralnih i drugih komponenti regulacionog procesa u celom organizmu. Granice G mogu varirati u zavisnosti od individualne dobi, pola, društvenih, profesionalnih i drugih uslova.

Bibliografija: Anokhin P.K. Eseji o fiziologiji funkcionalnih sistema. M., 1975; Homeostasis, ur. P.D. Gorizontova, M., 1976; Regulacija visceralnih funkcija. Obrasci i mehanizmi, ur. N.P. Bekhtereva, str. 129, L., 1987; Sarkisov D.S. Eseji o strukturnim osnovama homeostaze, M., 1977; autonomni nervni sistem, ur. O.G. Baklavajjan, str. 536, L., 1981.

II Homeostaza (Homeo- + grčki stasis stajanje, nepokretnost; homeostaza)

u fiziologiji - relativna dinamička konstantnost unutrašnje sredine (krv, limfa, tkivna tečnost) i stabilnost osnovnih fizioloških funkcija (cirkulacija krvi, disanje, termoregulacija, metabolizam, itd.) organizma.

1. Mala medicinska enciklopedija. - M.: Medicinska enciklopedija. 1991-96 2. Prva pomoć. - M.: Velika ruska enciklopedija. 1994 3. Enciklopedijski rječnik medicinskih pojmova. - M.: Sovjetska enciklopedija. - 1982-1984.

Sinonimi:

Pogledajte šta je "Homeostaza" u drugim rječnicima:

Homeostaza... Pravopisni rječnik-priručnik

homeostaza- Opšti princip samoregulacije živih organizama. Perls snažno naglašava važnost ovog koncepta u svom djelu Geštalt pristup i očni svjedok terapije. Kratak objašnjavajući psihološki i psihijatrijski rečnik. Ed. igisheva. 2008 ... Odlična psihološka enciklopedija

Homeostaza (od grčkog sličan, identičan i stanje), sposobnost tijela da održava svoje parametre i fiziološke. funkcije u definiciji opseg zasnovan na unutrašnjoj stabilnosti. okruženje tela u odnosu na uznemirujuće uticaje... Philosophical Encyclopedia

HOMEOSTAZA- (od grčkog homoios isti, sličan i grčkog stasis nepokretnost, stajanje), homeostaza, sposobnost organizma ili sistema organizama da održava stabilnu (dinamičku) ravnotežu u promenljivim uslovima sredine. Homeostaza u populaciji ... ... Ekološki rječnik

Homeostaza (od homeo... i grčki stasis nepokretnost, stanje), sposobnost biol. sistemi da se odupru promjenama i ostanu dinamični. odnosi se na postojanost sastava i svojstava. Izraz "G." predložio W. Kennon 1929. godine da okarakteriše države... Biološki enciklopedijski rječnik

- (od homeo... i grčko stanje nepokretnosti stasis), relativna dinamička konstantnost sastava i svojstava unutrašnje sredine i stabilnost osnovnih fizioloških funkcija organizma. Koncept homeostaze primjenjuje se i na biocenoze (očuvanje...... Veliki enciklopedijski rječnik

- (od grč. homoios sličan i stasis nepokretnost) proces kojim se postiže relativna konstantnost unutrašnje sredine tela (stalnost telesne temperature, krvnog pritiska, koncentracije šećera u krvi). Kao poseban...... Psihološki rječnik

HOMEOSTASIS(IS) [Rječnik stranih riječi ruskog jezika

homeostaza- Stanje dinamički pokretne ravnoteže homeostaze ekosistema Homeostaza Stabilno stanje ravnoteže otvorenog sistema u njegovoj interakciji sa okolinom. Ovaj koncept je došao u ekonomiju... Vodič za tehnički prevodilac

HOMEOSTAZA, u biologiji, proces održavanja stalnih uslova unutar ćelije ili organizma bez obzira na unutrašnje ili spoljašnje promene... Naučno-tehnički enciklopedijski rečnik

HOMEOSTAZA, homeostaza (grč. homois sličan, identičan i stasis nepomičan, stanje) je svojstvo bioloških sistema da održavaju relativnu dinamičku stabilnost parametara sastava i funkcija. Osnova ove sposobnosti je sposobnost ... ... Najnoviji filozofski rečnik

Knjige

• Homeostaza i ishrana. Udžbenik, Mezenova Olga Yakovlevna. Istorijski aspekti i nacionalne karakteristike nauke o ishrani, struktura i funkcije probavnog sistema, biohemijska osnova homeostaze organizma, značaj raznih...

Nastoje da održe stabilnost tokom perioda adaptacije na određene uslove koji su optimalni za preživljavanje. Svaki sistem, koji je u dinamičkoj ravnoteži, teži da postigne stabilno stanje koje se odupire spoljnim faktorima i podražajima.

Koncept homeostaze

Svi tjelesni sistemi moraju raditi zajedno kako bi održali pravilnu homeostazu u tijelu. Homeostaza je regulacija indikatora u tijelu kao što su temperatura, sadržaj vode i nivoi ugljičnog dioksida. Na primjer, dijabetes je stanje u kojem tijelo ne može regulirati razinu glukoze u krvi.

Homeostaza je termin koji se koristi da opiše postojanje organizama u ekosistemu i da opiše uspešno funkcionisanje ćelija unutar organizma. Organizmi i populacije mogu održavati homeostazu održavanjem stabilnog nivoa plodnosti i mortaliteta.

Povratne informacije

Povratna informacija je proces koji se javlja kada sisteme tijela treba usporiti ili potpuno zaustaviti. Kada osoba jede, hrana ulazi u želudac i počinje probava. Želudac ne bi trebao raditi između obroka. Probavni sistem radi sa nizom hormona i nervnih impulsa kako bi zaustavio i pokrenuo proizvodnju kiseline u želucu.

Još jedan primjer negativne povratne informacije može se uočiti u slučaju povišene tjelesne temperature. Regulacija homeostaze se manifestuje znojenjem, zaštitnom reakcijom organizma na pregrijavanje. Time prestaje porast temperature i problem pregrijavanja je neutraliziran. U slučaju hipotermije, tijelo također pruža niz mjera koje se poduzimaju u cilju zagrijavanja.

Održavanje unutrašnje ravnoteže

Homeostaza se može definisati kao svojstvo organizma ili sistema koje mu pomaže da održi date parametre unutar normalnog opsega vrednosti. To je ključ života i nepravilna ravnoteža u održavanju homeostaze može dovesti do bolesti kao što su hipertenzija i dijabetes.

Homeostaza je ključni element u razumijevanju kako ljudsko tijelo funkcionira. Ova formalna definicija karakteriše sistem koji reguliše svoje unutrašnje okruženje i nastoji da održi stabilnost i pravilnost svih procesa koji se odvijaju u telu.

Homeostatska regulacija: tjelesna temperatura

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

U tijelu se regulacija temperature kontrolira u dijelu mozga koji se zove hipotalamus. Kroz krvotok se u mozak primaju signali o temperaturnim indikatorima, a analiziraju se i rezultati podataka o brzini disanja, nivou šećera u krvi i metabolizmu. Gubitak topline u ljudskom tijelu također doprinosi smanjenoj aktivnosti.

Balans vode i soli

Koliko god vode čovjek popije, tijelo se ne naduvava kao balon, niti se ljudsko tijelo skuplja kao grožđice ako pije vrlo malo. Verovatno je neko bar jednom razmišljao o ovome. Na ovaj ili onaj način, tijelo zna koliko tekućine treba zadržati da bi se održao željeni nivo.

Koncentracija soli i glukoze (šećera) u organizmu se održava na konstantnom nivou (u nedostatku negativnih faktora), količina krvi u organizmu je oko 5 litara.

Regulisanje nivoa šećera u krvi

Glukoza je vrsta šećera koja se nalazi u krvi. Ljudsko tijelo mora održavati odgovarajući nivo glukoze kako bi osoba ostala zdrava. Kada nivo glukoze postane previsok, pankreas proizvodi hormon inzulin.

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

Krvni pritisak pod kontrolom

Održavanje zdravog krvnog tlaka također je primjer homeostaze. Srce može osjetiti promjene krvnog tlaka i poslati signale u mozak na obradu. Mozak zatim šalje signal nazad u srce sa uputstvima kako da pravilno reaguje. Ako vam je krvni pritisak previsok, potrebno ga je sniziti.

Kako se postiže homeostaza?

Kako ljudsko tijelo reguliše sve sisteme i organe i nadoknađuje promjene u okolini? To se događa zbog prisutnosti mnogih prirodnih senzora koji prate temperaturu, sastav soli u krvi, krvni tlak i mnoge druge parametre. Ovi detektori šalju signale u mozak, glavni kontrolni centar, ako određene vrijednosti odstupaju od norme. Nakon toga pokreću se kompenzacijske mjere za vraćanje u normalno stanje.

Održavanje homeostaze je izuzetno važno za organizam. Ljudsko tijelo sadrži određenu količinu hemikalija poznatih kao kiseline i alkalije, čija je pravilna ravnoteža neophodna za optimalno funkcionisanje svih organa i sistema u tijelu. Nivo kalcijuma u krvi mora se održavati na odgovarajućem nivou. Pošto je disanje nevoljno, nervni sistem osigurava da tijelo dobije prijeko potreban kisik. Kada toksini uđu u vaš krvotok, narušavaju homeostazu tijela. Ljudsko tijelo na ovaj poremećaj reaguje putem urinarnog sistema.

Važno je naglasiti da homeostaza tijela funkcionira automatski ako sistem funkcionira normalno. Na primjer, reakcija na toplinu - koža postaje crvena jer joj se male krvne žile automatski šire. Drhtavica je odgovor na hlađenje. Dakle, homeostaza nije skup organa, već sinteza i ravnoteža tjelesnih funkcija. Zajedno, ovo vam omogućava da održite cijelo tijelo u stabilnom stanju.