مفهوم هموستاز به چه معناست؟ هموستاز، مکانیسم های هموستاتیک، تنظیم هموستاتیک

بدن حیوانات بالاتر سازگاری هایی ایجاد کرده است که با بسیاری از تأثیرات محیط خارجی مقابله می کند و شرایط نسبتاً ثابتی را برای وجود سلول ها فراهم می کند. این برای عملکرد کل ارگانیسم بسیار مهم است. این را با مثال هایی توضیح می دهیم. سلول های بدن حیوانات خونگرم، یعنی حیوانات با دمای بدن ثابت، به طور معمول فقط در محدوده دمایی باریک (در انسان، در محدوده 36-38 درجه) عمل می کنند. تغییر دما فراتر از این مرزها منجر به اختلال در فعالیت سلولی می شود. در عین حال، بدن حیوانات خونگرم به طور معمول می تواند با نوسانات بسیار گسترده تر در دمای خارجی وجود داشته باشد. به عنوان مثال، یک خرس قطبی می تواند در دمای -70 درجه و +20-30 درجه زندگی کند. این به دلیل این واقعیت است که در کل ارگانیسم تبادل حرارت آن با محیط تنظیم می شود، یعنی تولید گرما (شدت فرآیندهای شیمیایی که با انتشار گرما رخ می دهد) و انتقال حرارت. بنابراین در دمای پایین محیط، تولید گرما افزایش می یابد و انتقال حرارت کاهش می یابد. بنابراین، هنگامی که دمای خارجی نوسان می کند (در محدوده خاصی)، دمای بدن ثابت می ماند.

عملکرد سلول های بدن تنها زمانی طبیعی است که فشار اسمزی نسبتاً ثابت باشد، به دلیل محتوای ثابت الکترولیت ها و آب در سلول ها. تغییرات فشار اسمزی - کاهش یا افزایش آن - منجر به اختلالات ناگهانی در عملکرد و ساختار سلول ها می شود. ارگانیسم به عنوان یک کل می تواند برای مدتی وجود داشته باشد، حتی با وجود آب اضافی و کمبود آب، و با مقادیر زیاد و کم نمک در غذا. این با حضور در بدنه دستگاه هایی توضیح داده می شود که به حفظ کمک می کند
ثابت بودن مقدار آب و الکترولیت ها در بدن در صورت مصرف بیش از حد آب، مقادیر قابل توجهی از آن به سرعت توسط اندام های دفعی (کلیه ها، غدد عرق، پوست) از بدن دفع می شود و در صورت کمبود آب در بدن باقی می ماند. به همین ترتیب، اندام‌های دفعی محتوای الکترولیت‌ها را در بدن تنظیم می‌کنند: آنها به سرعت مقادیر اضافی را حذف می‌کنند یا در صورت عدم دریافت نمک کافی، آنها را در مایعات بدن حفظ می‌کنند.

غلظت تک تک الکترولیت ها در خون و مایع بافتی از یک سو و در پروتوپلاسم سلول ها از سوی دیگر متفاوت است. خون و مایع بافتی حاوی یون های سدیم بیشتری هستند و پروتوپلاسم سلول ها حاوی یون های پتاسیم بیشتری است. تفاوت غلظت یون در داخل و خارج سلول با مکانیسم خاصی به دست می آید که یون های پتاسیم را در داخل سلول حفظ می کند و اجازه نمی دهد یون های سدیم در سلول جمع شوند. این مکانیسم که ماهیت آن هنوز مشخص نیست، پمپ سدیم پتاسیم نامیده می شود و با فرآیند متابولیسم سلولی مرتبط است.

سلول های بدن به تغییر غلظت یون های هیدروژن بسیار حساس هستند. تغییر در غلظت این یون ها در یک جهت یا دیگری به شدت فعالیت حیاتی سلول ها را مختل می کند. محیط داخلی بدن با غلظت ثابت یون های هیدروژن مشخص می شود که بستگی به وجود سیستم های به اصطلاح بافر در خون و مایع بافت دارد (ص 48) و به فعالیت اندام های دفعی. هنگامی که محتوای اسیدها یا قلیاها در خون افزایش می یابد، به سرعت از بدن دفع می شوند و به این ترتیب ثبات غلظت یون های هیدروژن در محیط داخلی حفظ می شود.

سلول‌ها، به‌ویژه سلول‌های عصبی، نسبت به تغییرات سطح قند خون، که به عنوان یک ماده مغذی مهم عمل می‌کنند، بسیار حساس هستند. بنابراین، ثابت بودن سطح قند خون برای روند زندگی از اهمیت بالایی برخوردار است. به این دلیل به دست می آید که وقتی سطح قند خون در کبد و ماهیچه ها افزایش می یابد، پلی ساکارید رسوب شده در سلول ها، گلیکوژن، از آن سنتز می شود و زمانی که سطح قند خون کاهش می یابد، گلیکوژن در کبد و ماهیچه ها تجزیه می شود. و قند انگور وارد خون می شود.

پایداری ترکیب شیمیایی و خواص فیزیکوشیمیایی محیط داخلی یکی از ویژگی های مهم موجودات جانوران بالاتر است. برای نشان دادن این ثبات، W. Cannon اصطلاحی را پیشنهاد کرد که بسیار رایج شده است - هموستاز. بیان هموستاز وجود تعدادی ثابت بیولوژیکی است، به عنوان مثال، شاخص های کمی پایدار که وضعیت طبیعی بدن را مشخص می کند. چنین شاخص های ثابت عبارتند از: دمای بدن، فشار اسمزی خون و مایع بافت، محتوای یون های سدیم، پتاسیم، کلسیم، کلر و فسفر، و همچنین پروتئین ها و قند، غلظت یون های هیدروژن و تعدادی دیگر.

با توجه به ثبات ترکیب، خواص فیزیکوشیمیایی و بیولوژیکی محیط داخلی، باید تاکید کرد که مطلق نیست، بلکه نسبی و پویا است. این ثبات با کار مداوم تعدادی از اندام ها و بافت ها به دست می آید، در نتیجه تغییرات در ترکیب و خواص فیزیکی و شیمیایی محیط داخلی که تحت تأثیر تغییرات در محیط خارجی و به عنوان یک نتیجه فعالیت حیاتی بدن از بین می رود.

نقش اندام های مختلف و سیستم آنها در حفظ هموستاز متفاوت است. بنابراین، سیستم گوارش تضمین می کند که مواد مغذی به شکلی که می توانند توسط سلول های بدن استفاده شوند، وارد جریان خون می شوند. سیستم گردش خون حرکت مداوم خون و حمل و نقل مواد مختلف را در بدن انجام می دهد که در نتیجه مواد مغذی، اکسیژن و ترکیبات شیمیایی مختلف تشکیل شده در خود بدن به سلول ها می رسد و محصولات تجزیه از جمله دی اکسید کربن، آزاد شده توسط سلول ها به اندام ها منتقل می شود و آنها را از بدن خارج می کند. اندام های تنفسی تامین اکسیژن خون و حذف دی اکسید کربن از بدن را تضمین می کنند. کبد و تعدادی از اندام های دیگر تعداد قابل توجهی دگرگونی های شیمیایی را انجام می دهند - سنتز و تجزیه بسیاری از ترکیبات شیمیایی که در زندگی سلول ها مهم هستند. اندام های دفعی - کلیه ها، ریه ها، غدد عرق، پوست - محصولات نهایی تجزیه مواد آلی را از بدن خارج می کنند و محتوای ثابتی از آب و الکترولیت ها را در خون و در نتیجه در مایع بافتی و سلول های بدن حفظ می کنند. .

سیستم عصبی نقش مهمی در حفظ هموستاز دارد. با واکنش حساس به تغییرات مختلف در محیط بیرونی یا درونی، فعالیت اندام‌ها و سیستم‌ها را به گونه‌ای تنظیم می‌کند که از جابجایی‌ها و اختلالاتی که در بدن رخ می‌دهد یا می‌تواند رخ دهد، جلوگیری و از بین می‌رود.

به لطف توسعه دستگاه هایی که ثبات نسبی محیط داخلی بدن را تضمین می کند، سلول های آن کمتر در معرض تأثیرات متغیر محیط خارجی قرار می گیرند. با توجه به Cl. برنارد، "ثبات محیط داخلی شرط زندگی آزاد و مستقل است."

هموستاز دارای مرزهای مشخصی است. هنگامی که یک ارگانیسم، به ویژه برای مدت طولانی، در شرایطی باقی می ماند که به طور قابل توجهی با شرایطی که با آن سازگار است متفاوت است، هموستاز مختل می شود و ممکن است تغییراتی رخ دهد که با زندگی عادی ناسازگار باشد. بنابراین، با تغییر قابل توجهی در دمای خارجی در جهت افزایش یا کاهش، دمای بدن ممکن است افزایش یا کاهش یابد و گرم شدن یا سرد شدن بیش از حد بدن رخ دهد که منجر به مرگ شود. به همین ترتیب، با محدودیت قابل توجه دریافت آب و املاح به بدن یا محرومیت کامل از این مواد، ثبات نسبی ترکیب و خواص فیزیکوشیمیایی محیط داخلی پس از مدتی مختل شده و زندگی متوقف می شود.

سطح بالایی از هموستاز فقط در مراحل خاصی از گونه ها و رشد فردی رخ می دهد. حیوانات پایین تر سازگاری کافی برای کاهش یا حذف اثرات تغییرات در محیط خارجی ندارند. به عنوان مثال، ثبات نسبی دمای بدن (همیوترمی) فقط در حیوانات خونگرم حفظ می شود. در حیوانات به اصطلاح خونسرد دمای بدن نزدیک به دمای محیط خارجی و متغیر است (پویکیلوترمی). یک حیوان تازه متولد شده به اندازه یک ارگانیسم بالغ ثبات دمای بدن، ترکیب و خواص محیط داخلی را ندارد.

حتی اختلالات کوچک هموستاز منجر به آسیب شناسی می شود و بنابراین تعیین شاخص های فیزیولوژیکی نسبتاً ثابت مانند دمای بدن، فشار خون، ترکیب، خواص فیزیکوشیمیایی و بیولوژیکی خون و غیره از اهمیت تشخیصی بالایی برخوردار است.

هوموستاز در معنای کلاسیک کلمه یک مفهوم فیزیولوژیکی است که نشان دهنده ثبات ترکیب محیط داخلی، ثبات اجزای ترکیب آن و همچنین تعادل عملکردهای بیوفیزیولوژیکی هر موجود زنده است.

اساس عملکرد بیولوژیکی مانند هموستاز توانایی موجودات زنده و سیستم های بیولوژیکی برای مقاومت در برابر تغییرات محیطی است. در این مورد، موجودات زنده از مکانیسم های دفاعی مستقل استفاده می کنند.

این اصطلاح اولین بار توسط فیزیولوژیست آمریکایی W. Cannon در آغاز قرن بیستم استفاده شد.
هر شی بیولوژیکی دارای پارامترهای جهانی هموستاز است.

هموستاز سیستم و بدن

اساس علمی برای چنین پدیده ای مانند هموستاز توسط فرانسوی C. Bernard شکل گرفت - این نظریه ای در مورد ترکیب ثابت محیط داخلی در موجودات زنده بود. این نظریه علمی در دهه هشتاد قرن هجدهم تدوین شد و به طور گسترده توسعه یافت.

بنابراین، هموستاز نتیجه مکانیسم پیچیده ای از تعامل در زمینه تنظیم و هماهنگی است که هم در بدن به طور کلی و هم در اندام ها، سلول ها و حتی در سطح مولکولی رخ می دهد.

مفهوم هموستاز در نتیجه استفاده از روش‌های سایبرنتیک در مطالعه سیستم‌های بیولوژیکی پیچیده، مانند بیوسنوز یا جمعیت، انگیزه‌ای برای توسعه بیشتر دریافت کرد.

عملکردهای هموستاز

مطالعه اجسام با عملکرد بازخورد به دانشمندان کمک کرده است تا در مورد مکانیسم های متعدد مسئول پایداری آنها بیاموزند.

حتی در شرایط تغییرات جدی، مکانیسم های سازگاری اجازه نمی دهد خواص شیمیایی و فیزیولوژیکی بدن به طور قابل توجهی تغییر کند. این بدان معنا نیست که آنها کاملاً ثابت می مانند، اما انحرافات جدی معمولاً رخ نمی دهند.

مکانیسم های هموستاز

مکانیسم هموستاز در حیوانات بالاتر به خوبی توسعه یافته است. در موجودات پرندگان و پستانداران (از جمله انسان)، عملکرد هموستاز به فرد اجازه می دهد تا ثبات تعداد یون های هیدروژن را حفظ کند، ثبات ترکیب شیمیایی خون را تنظیم می کند و فشار را در سیستم گردش خون و بدن حفظ می کند. دما تقریباً در همان سطح است.

روش های مختلفی وجود دارد که هموستاز بر سیستم های اندام و بدن به عنوان یک کل تأثیر می گذارد. این ممکن است تحت تأثیر هورمون ها، سیستم عصبی، سیستم های دفعی یا عصبی-هومورال بدن باشد.

هموستاز انسانی

به عنوان مثال، ثبات فشار در شریان ها توسط یک مکانیسم تنظیمی حفظ می شود که به شیوه واکنش های زنجیره ای که در آن اندام های خون وارد می شوند، عمل می کند.

این به این دلیل اتفاق می‌افتد که گیرنده‌های عروقی تغییر فشار را حس می‌کنند و سیگنالی را در مورد آن به مغز انسان منتقل می‌کنند، که تکانه‌های پاسخ را به مراکز عروقی ارسال می‌کند. نتیجه این افزایش یا کاهش تن سیستم گردش خون (قلب و عروق خونی) است.

علاوه بر این، اندام های تنظیم عصبی-هومورال وارد بازی می شوند. در نتیجه این واکنش، فشار به حالت عادی باز می گردد.

هموستاز اکوسیستم

نمونه ای از هموستاز در دنیای گیاهان حفظ رطوبت ثابت برگ با باز و بسته شدن روزنه ها است.

هوموستاز همچنین مشخصه جوامع موجودات زنده با هر درجه از پیچیدگی است. برای مثال، این واقعیت که ترکیب نسبتاً پایداری از گونه‌ها و افراد در یک بیوسنوز حفظ می‌شود، پیامد مستقیم عمل هموستاز است.

هموستاز جمعیت

این نوع هموستاز مانند هموستاز جمعیتی (نام دیگر آن ژنتیکی است) نقش تنظیم کننده یکپارچگی و ثبات ترکیب ژنوتیپی جمعیت در یک محیط متغیر را ایفا می کند.

از طریق حفظ هتروزیگوسیتی و همچنین با کنترل ریتم و جهت تغییرات جهشی عمل می کند.

این نوع هموستاز به جمعیت اجازه می دهد تا ترکیب ژنتیکی بهینه را حفظ کنند، که به جامعه موجودات زنده اجازه می دهد حداکثر زنده ماندن را حفظ کنند.

نقش هموستاز در جامعه و اکولوژی

نیاز به مدیریت سیستم های پیچیده با ماهیت اجتماعی، اقتصادی و فرهنگی منجر به گسترش اصطلاح هموستاز و کاربرد آن نه تنها برای اشیاء بیولوژیکی، بلکه برای اشیاء اجتماعی شده است.

نمونه ای از کار مکانیسم های اجتماعی هموستاتیک وضعیت زیر است: اگر در یک جامعه کمبود دانش یا مهارت یا کمبود حرفه ای وجود داشته باشد، این واقعیت از طریق مکانیسم بازخورد جامعه را مجبور به توسعه و بهبود خود می کند.

و اگر تعداد زیادی از متخصصان وجود داشته باشد که واقعاً مورد تقاضای جامعه نیستند، بازخورد منفی رخ خواهد داد و نمایندگان کمتری از مشاغل غیر ضروری وجود خواهند داشت.

اخیراً، مفهوم هموستاز به دلیل نیاز به مطالعه وضعیت سیستم های پیچیده اکولوژیکی و زیست کره به عنوان یک کل، کاربرد گسترده ای در اکولوژی پیدا کرده است.

در سایبرنتیک، اصطلاح هموستاز برای اشاره به هر مکانیسمی استفاده می شود که توانایی خود تنظیمی خودکار را داشته باشد.

پیوندهایی با موضوع هموستاز

هموستاز در ویکی پدیا

هموستاز(یونانی باستان ὁμοιοστάσις از ὅμοιος - یکسان، مشابه و στάσις - ایستادن، بی حرکتی) - خود تنظیمی، توانایی یک سیستم باز برای حفظ ثبات حالت داخلی خود از طریق واکنش های هماهنگ با هدف حفظ تعادل پویا. تمایل سیستم به بازتولید خود، بازگرداندن تعادل از دست رفته و غلبه بر مقاومت محیط خارجی. هموستاز جمعیتی توانایی یک جمعیت برای حفظ تعداد معینی از افراد خود برای مدت طولانی است.

اطلاعات کلی

خواص هموستاز

• بی ثباتی
• تلاش برای تعادل
• غیر قابل پیش بینی بودن

• تنظیم سطح متابولیسم پایه بسته به رژیم غذایی.

مقاله اصلی: بازخورد

هموستاز اکولوژیکی

هموستاز بیولوژیکی

هموستاز سلولی

تنظیم فعالیت شیمیایی سلول از طریق تعدادی فرآیند به دست می آید که در میان آنها تغییرات در ساختار خود سیتوپلاسم و همچنین ساختار و فعالیت آنزیم ها از اهمیت ویژه ای برخوردار است. تنظیم خودکار به دما، درجه اسیدیته، غلظت سوبسترا و وجود برخی عناصر ماکرو و ریز بستگی دارد. مکانیسم های سلولی هموستاز با هدف بازیابی سلول های مرده طبیعی بافت ها یا اندام ها در صورت نقض یکپارچگی آنها انجام می شود.

بازسازی-فرآیند به روز رسانی عناصر ساختاری بدن و بازیابی مقدار آنها پس از آسیب، با هدف اطمینان از فعالیت عملکردی لازم

بسته به واکنش احیا کننده، بافت ها و اندام های پستانداران را می توان به 3 گروه تقسیم کرد:

1) بافت ها و اندام هایی که با بازسازی سلولی مشخص می شوند (استخوان ها، بافت همبند شل، سیستم خون ساز، اندوتلیوم، مزوتلیوم، غشاهای مخاطی دستگاه گوارش، دستگاه تنفسی و دستگاه ادراری تناسلی)

2) بافت ها و اندام هایی که با بازسازی سلولی و درون سلولی مشخص می شوند (کبد، کلیه ها، ریه ها، عضلات صاف و اسکلتی، سیستم عصبی خودمختار، پانکراس، سیستم غدد درون ریز)

3) بافت هایی که عمدتاً یا منحصراً با بازسازی درون سلولی مشخص می شوند (سلول های میوکارد و گانگلیون سیستم عصبی مرکزی)

در روند تکامل، 2 نوع بازسازی شکل گرفت: فیزیولوژیکی و ترمیمی.

مناطق دیگر

یک آکچوئر می تواند در مورد آن صحبت کند خطر هموستازکه به عنوان مثال افرادی که در خودروهای خود دارای سیستم ترمز ضد قفل هستند نسبت به کسانی که این سیستم را ندارند ایمنی بیشتری ندارند زیرا این افراد ناخودآگاه خودروی ایمن تر را با رانندگی پرخطرتر جبران می کنند. این به این دلیل اتفاق می افتد که برخی از مکانیسم های نگهدارنده - مانند ترس - از کار می افتند.

هموستاز استرس

مثال ها

• تنظیم حرارت
  • اگر دمای بدن خیلی پایین باشد، ممکن است لرزش عضلات اسکلتی شروع شود.
• مقررات شیمیایی

منابع

1. O.-Ya.L. Bekish.زیست شناسی پزشکی. - Minsk: Urajai, 2000. - 520 p. - شابک 985-04-0336-5.

مبحث شماره 13. هموستاز، مکانیسم های تنظیم آن.

بدن به عنوان یک سیستم باز خودتنظیمی.

یک موجود زنده یک سیستم باز است که از طریق سیستم عصبی، گوارشی، تنفسی، دفعی و غیره با محیط ارتباط دارد.

در فرآیند متابولیسم با تبادل غذا، آب و گاز، ترکیبات شیمیایی مختلفی وارد بدن می شود که در بدن دچار تغییراتی می شوند، وارد ساختار بدن می شوند، اما به طور دائمی باقی نمی مانند. مواد جذب شده تجزیه می شوند، انرژی آزاد می کنند و محصولات تجزیه به محیط خارجی حذف می شوند. مولکول تخریب شده با یک مولکول جدید و غیره جایگزین می شود.

بدن یک سیستم باز و پویا است. در یک محیط دائماً در حال تغییر، بدن برای مدت معینی حالت پایداری را حفظ می کند.

مفهوم هموستاز الگوهای عمومی هموستاز در سیستم های زنده

هموستاز - خاصیت یک موجود زنده برای حفظ ثبات پویای نسبی محیط داخلی خود. هموستاز در ثبات نسبی ترکیب شیمیایی، فشار اسمزی و ثبات عملکردهای فیزیولوژیکی اساسی بیان می شود. هموستاز اختصاصی است و بر اساس ژنوتیپ تعیین می شود.

حفظ یکپارچگی خصوصیات فردی ارگانیسم یکی از کلی ترین قوانین بیولوژیکی است. این قانون در سری عمودی نسل‌ها با مکانیسم‌های تولید مثل، و در طول زندگی یک فرد با مکانیسم‌های هموستاز تضمین می‌شود.

پدیده هموستاز یک ویژگی تطبیقی ​​تکامل یافته و ارثی ثابت بدن با شرایط محیطی طبیعی است. با این حال، این شرایط ممکن است برای یک دوره زمانی کوتاه یا طولانی خارج از محدوده طبیعی باشد. در چنین مواردی، پدیده های سازگاری نه تنها با بازیابی ویژگی های معمول محیط داخلی، بلکه با تغییرات کوتاه مدت در عملکرد مشخص می شوند (به عنوان مثال، افزایش ریتم فعالیت قلبی و افزایش فراوانی حرکات تنفسی با افزایش کار عضلات). واکنش های هموستاز را می توان در موارد زیر هدف قرار داد:

حفظ سطوح شناخته شده از حالت ثابت؛

حذف یا محدود کردن عوامل مضر؛

توسعه یا حفظ اشکال بهینه تعامل بین ارگانیسم و ​​محیط در شرایط تغییر یافته وجود آن. همه این فرآیندها سازگاری را تعیین می کنند.

بنابراین، مفهوم هموستاز نه تنها به معنای ثبات معینی از ثابت های فیزیولوژیکی مختلف بدن است، بلکه شامل فرآیندهای سازگاری و هماهنگی فرآیندهای فیزیولوژیکی است که وحدت بدن را نه تنها در حالت عادی، بلکه در شرایط متغیر وجود آن تضمین می کند. .

اجزای اصلی هموستاز توسط سی. برنارد شناسایی شد و می توان آنها را به سه گروه تقسیم کرد:

الف. موادی که نیازهای سلولی را تامین می کنند:

مواد لازم برای تولید انرژی، رشد و بازیابی - گلوکز، پروتئین ها، چربی ها.

NaCl، Ca و سایر مواد معدنی.

اکسیژن.

ترشح داخلی.

ب- عوامل محیطی مؤثر بر فعالیت سلولی:

فشار اسمزی.

درجه حرارت.

غلظت یون هیدروژن (pH).

ب- مکانیسم های تضمین کننده وحدت ساختاری و عملکردی:

وراثت

بازسازی.

واکنش ایمونوبیولوژیکی

اصل تنظیم بیولوژیکی وضعیت داخلی ارگانیسم (محتوای آن) و همچنین ارتباط بین مراحل انتوژنز و فیلوژنز را تضمین می کند. ثابت شده است که این اصل گسترده است. در طول مطالعه خود، سایبرنتیک به وجود آمد - علم کنترل هدفمند و بهینه فرآیندهای پیچیده در طبیعت زنده، در جامعه انسانی و صنعت (Berg I.A.، 1962).

یک موجود زنده یک سیستم پیچیده کنترل شده است که در آن بسیاری از متغیرهای محیط بیرونی و درونی با هم تعامل دارند. مشترک در همه سیستم ها حضور است ورودیمتغیرهایی که بسته به ویژگی ها و قوانین رفتاری سیستم به آنها تبدیل می شوند تعطیلات آخر هفتهمتغیرها (شکل 10).

برنج. 10 - طرح کلی هموستاز سیستم های زنده

متغیرهای خروجی به ورودی و قوانین رفتار سیستم بستگی دارند.

تأثیر سیگنال خروجی بر قسمت کنترل سیستم نامیده می شود بازخورد , که در خودتنظیمی اهمیت زیادی دارد (واکنش هموستاتیک). تمیز دادن منفی ومثبت بازخورد.

منفی بازخورد تأثیر سیگنال ورودی بر روی مقدار خروجی را طبق این اصل کاهش می دهد: "هر چه بیشتر (در خروجی) ، کمتر (در ورودی)". این به بازیابی هموستاز سیستم کمک می کند.

در مثبت بازخورد، اندازه سیگنال ورودی طبق این اصل افزایش می یابد: "هر چه بیشتر (در خروجی)، بیشتر (در ورودی)". انحراف حاصل از حالت اولیه را افزایش می دهد که منجر به اختلال در هموستاز می شود.

با این حال، همه انواع خود تنظیمی بر اساس یک اصل عمل می کنند: خود انحراف از حالت اولیه، که به عنوان انگیزه ای برای روشن کردن مکانیسم های اصلاح عمل می کند. بنابراین، pH طبیعی خون 7.32 - 7.45 است. تغییر pH 0.1 منجر به اختلال عملکرد قلب می شود. این اصل توسط Anokhin P.K. در سال 1935 و به نام اصل بازخورد، که در خدمت انجام واکنش های تطبیقی ​​است.

اصل کلی پاسخ هموستاتیک(آنخین: "نظریه سیستم های عملکردی"):

انحراف از سطح اولیه → سیگنال → فعال سازی مکانیسم های نظارتی بر اساس اصل بازخورد → اصلاح تغییر (نرمال سازی).

بنابراین، در حین کار فیزیکی، غلظت CO 2 در خون افزایش می یابد → pH به سمت اسیدی منتقل می شود → سیگنال وارد مرکز تنفسی بصل النخاع می شود → اعصاب گریز از مرکز یک ضربه را به عضلات بین دنده ای هدایت می کنند و تنفس عمیق می شود → CO 2 در خون کاهش می یابد، PH بازیابی می شود.

مکانیسم‌های تنظیم هموستاز در سطوح ژنتیکی مولکولی، سلولی، ارگانیسمی، جمعیت گونه‌ها و بیوسفر.

مکانیسم‌های هموستاتیک تنظیمی در سطوح ژن، سلولی و سیستمی (جاندار، جمعیت-گونه و بیوسفر) عمل می‌کنند.

مکانیسم های ژنی هموستاز همه پدیده های هموستاز در بدن به طور ژنتیکی تعیین می شوند. در حال حاضر در سطح محصولات ژن اولیه یک ارتباط مستقیم وجود دارد - "یک ژن ساختاری - یک زنجیره پلی پپتیدی". علاوه بر این، یک مطابقت خطی بین توالی نوکلئوتیدی DNA و توالی اسید آمینه زنجیره پلی پپتیدی وجود دارد. برنامه ارثی برای رشد فردی یک ارگانیسم، شکل گیری ویژگی های خاص گونه را نه در شرایط ثابت، بلکه در شرایط محیطی متغیر، در محدوده یک هنجار واکنشی تعیین شده ارثی، فراهم می کند. مارپیچ مضاعف DNA در فرآیندهای همانند سازی و ترمیم آن ضروری است. هر دو به طور مستقیم با تضمین ثبات عملکرد ماده ژنتیکی مرتبط هستند.

از دیدگاه ژنتیکی، می توان بین تظاهرات ابتدایی و سیستمیک هموستاز تمایز قائل شد. نمونه هایی از تظاهرات ابتدایی هموستاز عبارتند از: کنترل ژنی سیزده عامل انعقاد خون، کنترل ژن سازگاری بافت ها و اندام ها، امکان پیوند.

ناحیه پیوند شده نامیده می شود پیوند ارگانیسمی که از آن بافت برای پیوند گرفته می شود اهدا کننده , و چه کسی در حال پیوند است - گیرنده . موفقیت پیوند به واکنش های ایمنی بدن بستگی دارد. پیوند خودکار، پیوند سیژنیک، پیوند آلو و پیوند خارجی وجود دارد.

خودپیوند - پیوند بافت از همان ارگانیسم در این مورد، پروتئین (آنتی ژن) پیوند با گیرنده تفاوتی ندارد. هیچ واکنش ایمونولوژیک وجود ندارد.

پیوند سیژنیک در دوقلوهای همسان که دارای ژنوتیپ یکسان هستند انجام می شود.

پیوند آلو – پیوند بافت از یک فرد به فرد دیگر متعلق به همان گونه. اهدا کننده و گیرنده در آنتی ژن ها متفاوت هستند، به همین دلیل است که حیوانات بالاتر پیوند طولانی مدت بافت ها و اندام ها را تجربه می کنند.

پیوند زن - دهنده و گیرنده متعلق به انواع مختلفی از موجودات هستند. این نوع پیوند در برخی از بی مهرگان موفقیت آمیز است، اما در حیوانات بالاتر چنین پیوندهایی ریشه نمی‌دارد.

در طول پیوند، این پدیده از اهمیت زیادی برخوردار است تحمل ایمونولوژیک (هیستو سازگاری). سرکوب سیستم ایمنی در مورد پیوند بافت (سرکوب سیستم ایمنی) با: سرکوب فعالیت سیستم ایمنی، تابش، تجویز سرم ضد لنفاوی، هورمون های آدرنال، مواد شیمیایی - داروهای ضد افسردگی (ایموران) حاصل می شود. وظیفه اصلی سرکوب نه تنها ایمنی، بلکه ایمنی پیوند است.

ایمنی پیوند توسط ساختار ژنتیکی دهنده و گیرنده تعیین می شود. ژن های مسئول سنتز آنتی ژن هایی که باعث واکنش به بافت پیوندی می شوند، ژن ناسازگاری بافت نامیده می شوند.

در انسان، سیستم اصلی سازگاری بافتی ژنتیکی، سیستم HLA (آنتی ژن لکوسیت انسانی) است. آنتی ژن ها به طور کامل بر روی سطح لکوسیت ها نشان داده می شوند و با استفاده از آنتی سرم ها شناسایی می شوند. ساختار سیستم در انسان و حیوان یکسان است. یک اصطلاح رایج برای توصیف جایگاه های ژنتیکی و آلل های سیستم HLA اتخاذ شده است. آنتی ژن ها مشخص می شوند: HLA-A 1. HLA-A 2 و غیره آنتی ژن های جدیدی که به طور قطعی شناسایی نشده اند W (Work) نامیده می شوند. آنتی ژن های سیستم HLA به 2 گروه SD و LD تقسیم می شوند (شکل 11).

آنتی ژن های گروه SD با روش های سرولوژیکی تعیین می شوند و توسط ژن های 3 زیر لوکوس سیستم HLA تعیین می شوند: HLA-A. HLA-B; HLA-C.

برنج. 11 - HLA سیستم ژنتیکی اصلی سازگاری بافتی انسان است

آنتی ژن های LD توسط ساب لوکوس HLA-D کروموزوم ششم کنترل می شوند و با روش کشت مخلوط لکوسیت ها تعیین می شوند.

هر یک از ژن هایی که آنتی ژن های HLA انسانی را کنترل می کنند دارای تعداد زیادی آلل هستند. بنابراین، زیر لوکوس HLA-A 19 آنتی ژن را کنترل می کند. HLA-B - 20; HLA-C - 5 آنتی ژن "کار"؛ HLA-D – 6. بنابراین، در حال حاضر حدود 50 آنتی ژن در انسان کشف شده است.

پلی مورفیسم آنتی ژنی سیستم HLA نتیجه منشاء برخی از سایرین و ارتباط ژنتیکی نزدیک بین آنهاست. شناسایی اهدا کننده و گیرنده توسط آنتی ژن HLA برای پیوند ضروری است. پیوند کلیه یکسان در 4 آنتی ژن سیستم، نرخ بقای 70٪ را تضمین می کند. 3 - 60٪؛ 2 - 45٪؛ هر کدام 1 تا 25 درصد

مراکز خاصی وجود دارد که انتخاب دهنده و گیرنده پیوند را انجام می دهند، به عنوان مثال، در هلند - "Eurotransplant". تایپ بر اساس آنتی ژن های سیستم HLA نیز در جمهوری بلاروس انجام می شود.

مکانیسم های سلولی هدف هموستاز بازیابی سلول ها و اندام های بافتی در صورت نقض یکپارچگی آنها است. مجموعه ای از فرآیندهای با هدف بازیابی ساختارهای بیولوژیکی تخریب شده نامیده می شود بازسازی این فرآیند مشخصه همه سطوح است: تجدید پروتئین ها، اجزای اندامک های سلولی، کل اندامک ها و خود سلول ها. بازیابی عملکرد اندام پس از آسیب یا پارگی عصب و بهبود زخم برای پزشکی از نقطه نظر تسلط بر این فرآیندها مهم است.

بافت ها با توجه به توانایی بازسازی به 3 گروه تقسیم می شوند:

بافت ها و اندام هایی که با سلولی بازسازی (استخوان ها، بافت همبند شل، سیستم خونساز، اندوتلیوم، مزوتلیوم، غشاهای مخاطی دستگاه روده، دستگاه تنفسی و دستگاه ادراری تناسلی).

بافت ها و اندام هایی که با سلولی و درون سلولی بازسازی (کبد، کلیه ها، ریه ها، عضلات صاف و اسکلتی، سیستم عصبی خودمختار، غدد درون ریز، پانکراس).

پارچه هایی که به طور عمده مشخص می شوند داخل سلولی بازسازی (میوکارد) یا بازسازی منحصراً درون سلولی (سلول های گانگلیونی سیستم عصبی مرکزی). فرآیندهای بازیابی ماکرومولکول ها و اندامک های سلولی را با جمع آوری ساختارهای اولیه یا با تقسیم آنها (میتوکندری) پوشش می دهد.

در روند تکامل، 2 نوع بازسازی شکل گرفت فیزیولوژیکی و ترمیمی .

بازسازی فیزیولوژیکی - این یک فرآیند طبیعی بازیابی عناصر بدن در طول زندگی است. به عنوان مثال، ترمیم گلبول های قرمز و لکوسیت ها، جایگزینی اپیتلیوم پوست، مو، جایگزینی دندان های شیری با دندان های دائمی. این فرآیندها تحت تأثیر عوامل بیرونی و داخلی قرار دارند.

بازسازی ترمیمی – ترمیم اندام ها و بافت های از دست رفته در اثر آسیب یا جراحت است. این فرآیند پس از آسیب های مکانیکی، سوختگی، آسیب های شیمیایی یا تشعشع و همچنین در نتیجه بیماری ها و عملیات جراحی رخ می دهد.

بازسازی ترمیمی به تقسیم می شود معمول (همومورفوزیس) و غیر معمول (هترومورفوزیس). در حالت اول، عضوی که برداشته شده یا از بین رفته، بازسازی می شود، در حالت دوم، عضوی دیگر در محل عضو خارج شده ایجاد می شود.

بازسازی غیر معمول در بی مهرگان شایع تر است.

هورمون ها بازسازی را تحریک می کنند غده هیپوفیز و غده تیروئید . چندین روش برای بازسازی وجود دارد:

اپی‌مورفوزیس یا بازسازی کامل - ترمیم سطح زخم، تکمیل قسمت به کل (به عنوان مثال، رشد مجدد دم در مارمولک، اندام ها در نیوتن).

مورفولاکسیس - بازسازی قسمت باقی مانده از اندام به یک کل، فقط در اندازه کوچکتر. این روش با بازسازی یک روش جدید از بقایای یک قدیمی (به عنوان مثال، بازسازی اندام در یک سوسک) مشخص می شود.

اندومورفوزیس - ترمیم به دلیل بازسازی درون سلولی بافت و اندام. به دلیل افزایش تعداد سلول ها و اندازه آنها، جرم اندام به اصلی نزدیک می شود.

در مهره داران، بازسازی ترمیمی به شکل زیر رخ می دهد:

بازسازی کامل - ترمیم بافت اصلی پس از آسیب.

هیپرتروفی احیا کننده ، مشخصه اندام های داخلی است. در این حالت، سطح زخم با یک اسکار بهبود می یابد، ناحیه برداشته شده دوباره رشد نمی کند و شکل اندام ترمیم نمی شود. جرم قسمت باقی مانده از اندام به دلیل افزایش تعداد سلول ها و اندازه آنها افزایش می یابد و به مقدار اولیه نزدیک می شود. به این ترتیب کبد، ریه ها، کلیه ها، غدد فوق کلیوی، لوزالمعده، بزاق و غدد تیروئید در پستانداران بازسازی می شوند.

هیپرپلازی جبرانی داخل سلولی فراساختارهای سلولی در این مورد، یک اسکار در محل آسیب تشکیل می شود و به دلیل افزایش حجم سلول ها، و نه تعداد آنها بر اساس تکثیر (هیپرپلازی) ساختارهای داخل سلولی (بافت عصبی) ترمیم توده اصلی رخ می دهد.

مکانیسم های سیستمیک توسط تعامل سیستم های نظارتی ارائه می شود: عصبی، غدد درون ریز و ایمنی .

تنظیم عصبی توسط سیستم عصبی مرکزی انجام و هماهنگ می شود. تکانه های عصبی که وارد سلول ها و بافت ها می شوند نه تنها باعث ایجاد هیجان می شوند، بلکه فرآیندهای شیمیایی و تبادل مواد فعال بیولوژیکی را نیز تنظیم می کنند. در حال حاضر، بیش از 50 هورمون عصبی شناخته شده است. بنابراین، هیپوتالاموس وازوپرسین، اکسی توسین، لیبرین و استاتین تولید می کند که عملکرد غده هیپوفیز را تنظیم می کند. نمونه هایی از تظاهرات سیستمیک هموستاز، حفظ دما و فشار خون ثابت است.

از نقطه نظر هموستاز و سازگاری، سیستم عصبی سازمان دهنده اصلی تمام فرآیندهای بدن است. به گفته N.P. اساس سازگاری تعادل موجودات با شرایط محیطی است. پاولوف، فرآیندهای رفلکس دروغ می گویند. بین سطوح مختلف تنظیم هومئوستاتیک یک تابع سلسله مراتبی خصوصی در سیستم تنظیم فرآیندهای داخلی بدن وجود دارد (شکل 12).

قشر مغز و بخش هایی از مغز

خود تنظیمی بر اساس اصل بازخورد

فرآیندهای تنظیم عصبی محیطی، رفلکس های موضعی

سطوح سلولی و بافتی هموستاز

برنج. 12. - تبعیت سلسله مراتبی در نظام تنظیم فرآیندهای درونی بدن.

ابتدایی ترین سطح شامل سیستم های هموستاتیک در سطوح سلولی و بافتی است. در بالای آنها فرآیندهای تنظیمی عصبی محیطی مانند رفلکس های موضعی قرار دارند. علاوه بر این در این سلسله مراتب، سیستم های خودتنظیمی عملکردهای فیزیولوژیکی خاص با کانال های مختلف "بازخورد" وجود دارد. بالای این هرم توسط قشر مغز و مغز اشغال شده است.

در یک ارگانیسم پیچیده چند سلولی، هر دو اتصال مستقیم و بازخورد نه تنها توسط مکانیسم های عصبی، بلکه همچنین توسط مکانیسم های هورمونی (غدد درون ریز) انجام می شود. هر یک از غدد موجود در سیستم غدد درون ریز بر سایر اندام های این سیستم تأثیر می گذارد و به نوبه خود تحت تأثیر دومی قرار می گیرد.

مکانیسم های غدد درون ریز هموستاز بر اساس B.M. زاوادسکی، این یک مکانیسم تعامل مثبت و منفی است، یعنی. متعادل کردن فعالیت عملکردی غده با غلظت هورمون. با غلظت بالای هورمون (بیش از حد طبیعی)، فعالیت غده ضعیف می شود و بالعکس. این اثر از طریق عمل هورمون بر روی غده تولید کننده آن انجام می شود. در تعدادی از غدد، تنظیم از طریق هیپوتالاموس و غده هیپوفیز قدامی، به ویژه در هنگام واکنش استرس برقرار می شود.

غدد درون ریز را می توان با توجه به ارتباط آنها با لوب قدامی غده هیپوفیز به دو گروه تقسیم کرد. دومی مرکزی و سایر غدد درون ریز محیطی در نظر گرفته می شوند. این تقسیم بندی بر اساس این واقعیت است که لوب قدامی غده هیپوفیز هورمون های به اصطلاح استوایی تولید می کند که برخی از غدد درون ریز محیطی را فعال می کند. به نوبه خود، هورمون های غدد درون ریز محیطی بر روی لوب قدامی غده هیپوفیز عمل می کنند و از ترشح هورمون های استوایی جلوگیری می کنند.

واکنش هایی که هموستاز را تضمین می کند نمی تواند به یک غده درون ریز محدود شود، بلکه همه غدد را تا حدی درگیر می کند. واکنش حاصل روندی زنجیره‌ای به خود می‌گیرد و به عوامل دیگر گسترش می‌یابد. اهمیت فیزیولوژیکی هورمون ها در تنظیم سایر عملکردهای بدن نهفته است و بنابراین ماهیت زنجیره ای باید تا حد امکان بیان شود.

اختلالات مداوم در محیط بدن به حفظ هموستاز آن در طول عمر طولانی کمک می کند. اگر شرایط زندگی ایجاد کنید که در آن هیچ چیز تغییرات قابل توجهی در محیط داخلی ایجاد نکند، آنگاه ارگانیسم در مواجهه با محیط کاملاً غیر مسلح خواهد بود و به زودی خواهد مرد.

ترکیبی از مکانیسم های تنظیمی عصبی و غدد درون ریز در هیپوتالاموس اجازه می دهد تا واکنش های هومئوستاتیک پیچیده ای را در ارتباط با تنظیم عملکرد احشایی بدن انجام دهد. سیستم عصبی و غدد درون ریز مکانیسم یکپارچه کننده هموستاز هستند.

نمونه ای از پاسخ کلی مکانیسم های عصبی و هومورال حالت استرسی است که در شرایط نامساعد زندگی ایجاد می شود و خطر اختلال هموستاز وجود دارد. تحت استرس، تغییر در وضعیت اکثر سیستم ها مشاهده می شود: عضلانی، تنفسی، قلبی عروقی، گوارشی، اندام های حسی، فشار خون، ترکیب خون. همه این تغییرات تجلی واکنش های هموستاتیک فردی با هدف افزایش مقاومت بدن در برابر عوامل نامطلوب است. تحرک سریع نیروهای بدن به عنوان یک واکنش محافظتی در برابر استرس عمل می کند.

با "استرس جسمی"، مشکل افزایش مقاومت کلی بدن طبق طرح نشان داده شده در شکل 13 حل می شود.

برنج. 13 - طرح افزایش مقاومت کلی بدن در طول

هموستاز - چیست؟ مفهوم هموستاز

هموستاز یک فرآیند خودتنظیمی است که در آن تمام سیستم های بیولوژیکی در تلاش برای حفظ ثبات در طول دوره سازگاری با شرایط خاصی هستند که برای بقا بهینه هستند. هر سیستمی که در تعادل دینامیکی قرار دارد، تلاش می کند تا به حالتی پایدار دست یابد که در برابر عوامل و محرک های خارجی مقاومت کند.

مفهوم هموستاز

تمام سیستم های بدن باید با هم کار کنند تا هموستاز مناسب در بدن حفظ شود. هموستاز تنظیم شاخص هایی در بدن مانند دما، محتوای آب و سطح دی اکسید کربن است. به عنوان مثال، دیابت وضعیتی است که در آن بدن نمی تواند سطح گلوکز خون را تنظیم کند.

هموستاز اصطلاحی است که هم برای توصیف وجود موجودات در یک اکوسیستم و هم برای توصیف عملکرد موفقیت آمیز سلول ها در یک موجود زنده استفاده می شود. ارگانیسم ها و جمعیت ها می توانند با حفظ سطوح پایدار باروری و مرگ و میر، هموستاز را حفظ کنند.

بازخورد

بازخورد فرآیندی است که زمانی اتفاق می‌افتد که سیستم‌های بدن باید کند شده یا به طور کامل متوقف شوند. وقتی انسان غذا می خورد، غذا وارد معده می شود و هضم غذا شروع می شود. معده نباید بین وعده های غذایی کار کند. دستگاه گوارش با یک سری هورمون ها و تکانه های عصبی کار می کند تا ترشح اسید در معده را متوقف و شروع کند.

مثال دیگری از بازخورد منفی را می توان در مورد افزایش دمای بدن مشاهده کرد. تنظیم هموستاز با تعریق، واکنش محافظتی بدن به گرمای بیش از حد آشکار می شود. بنابراین، افزایش دما متوقف می شود و مشکل گرمای بیش از حد خنثی می شود. در صورت هیپوترمی، بدن همچنین تعدادی از اقدامات انجام شده را برای گرم کردن انجام می دهد.

حفظ تعادل درونی

هوموستاز را می توان به عنوان ویژگی یک ارگانیسم یا سیستم تعریف کرد که به آن کمک می کند پارامترهای داده شده را در یک محدوده طبیعی از مقادیر حفظ کند. این کلید زندگی است و تعادل نامناسب در حفظ هموستاز می تواند منجر به بیماری هایی مانند فشار خون بالا و دیابت شود.

هموستاز یک عنصر کلیدی در درک نحوه عملکرد بدن انسان است. این تعریف رسمی سیستمی را مشخص می‌کند که محیط داخلی خود را تنظیم می‌کند و تلاش می‌کند تا ثبات و نظم همه فرآیندهایی که در بدن اتفاق می‌افتد را حفظ کند.

تنظیم هومئوستاتیک: دمای بدن

کنترل دمای بدن در انسان نمونه خوبی از هموستاز در یک سیستم بیولوژیکی است. هنگامی که یک فرد سالم است، دمای بدن او در حدود +37 درجه سانتیگراد است، اما عوامل مختلفی از جمله هورمون ها، میزان متابولیسم و ​​بیماری های مختلفی که باعث تب می شوند می توانند بر این مقدار تأثیر بگذارند.

در بدن، تنظیم دما در بخشی از مغز به نام هیپوتالاموس کنترل می شود. از طریق جریان خون، سیگنال‌های مربوط به شاخص‌های دما به مغز دریافت می‌شود و همچنین نتایج داده‌های مربوط به تعداد تنفس، سطح قند خون و متابولیسم مورد تجزیه و تحلیل قرار می‌گیرد. از دست دادن گرما در بدن انسان نیز به کاهش فعالیت کمک می کند.

تعادل آب و نمک

هر چقدر هم که انسان آب بنوشد، بدن انسان مانند بادکنک باد نمی‌کند و اگر کم بنوشد بدن انسان مانند کشمش کوچک نمی‌شود. احتمالاً کسی حداقل یک بار به این موضوع فکر کرده است. به هر طریقی، بدن می داند که برای حفظ سطح مورد نظر، چه مقدار مایع باید حفظ شود.

غلظت نمک و گلوکز (قند) در بدن در سطح ثابتی حفظ می شود (در صورت عدم وجود عوامل منفی)، میزان خون در بدن حدود 5 لیتر است.

تنظیم سطح قند خون

گلوکز نوعی قند است که در خون یافت می شود. بدن انسان باید سطح گلوکز مناسب را حفظ کند تا فرد سالم بماند. هنگامی که سطح گلوکز بیش از حد بالا می رود، لوزالمعده هورمون انسولین را تولید می کند.

اگر سطح گلوکز خون خیلی پایین بیاید، کبد گلیکوژن را در خون تبدیل می کند و در نتیجه سطح قند را افزایش می دهد. هنگامی که باکتری ها یا ویروس های بیماری زا وارد بدن می شوند، قبل از اینکه عناصر بیماری زا منجر به مشکلات سلامتی شوند، شروع به مبارزه با عفونت می کند.

فشار خون تحت کنترل

حفظ فشار خون سالم نیز نمونه ای از هموستاز است. قلب می تواند تغییرات فشار خون را حس کند و سیگنال هایی را برای پردازش به مغز ارسال کند. سپس مغز سیگنالی را به همراه دستورالعمل نحوه پاسخ صحیح به قلب ارسال می کند. اگر فشار خون شما خیلی بالا است، باید آن را کاهش دهید.

چگونه هموستاز به دست می آید؟

بدن انسان چگونه همه سیستم ها و اندام ها را تنظیم می کند و تغییرات محیط را جبران می کند؟ این به دلیل وجود بسیاری از سنسورهای طبیعی است که دما، ترکیب نمک خون، فشار خون و بسیاری از پارامترهای دیگر را کنترل می کنند. این آشکارسازها در صورت انحراف مقادیر خاصی از هنجار، سیگنال‌هایی را به مغز، مرکز کنترل اصلی ارسال می‌کنند. پس از این، اقدامات جبرانی برای بازگرداندن حالت عادی آغاز می شود.

حفظ هموستاز برای بدن بسیار مهم است. بدن انسان حاوی مقدار معینی از مواد شیمیایی به نام اسیدها و قلیاها است که تعادل صحیح آنها برای عملکرد بهینه همه اندام ها و سیستم های بدن ضروری است. سطح کلسیم خون باید در سطح مناسب حفظ شود. از آنجایی که تنفس غیرارادی است، سیستم عصبی تضمین می کند که بدن اکسیژن بسیار مورد نیاز را دریافت می کند. هنگامی که سموم وارد جریان خون شما می شوند، هموستاز بدن را مختل می کنند. بدن انسان از طریق سیستم ادراری به این اختلال پاسخ می دهد.

تاکید بر این نکته مهم است که اگر سیستم به طور طبیعی کار کند، هموستاز بدن به طور خودکار کار می کند. به عنوان مثال، واکنش به گرما - پوست قرمز می شود زیرا رگ های خونی کوچک آن به طور خودکار گشاد می شوند. لرز پاسخی به خنک شدن است. بنابراین، هموستاز مجموعه ای از اندام ها نیست، بلکه سنتز و تعادل عملکردهای بدن است. با هم، این به شما امکان می دهد کل بدن را در حالت پایدار نگه دارید.

9.4. مفهوم هموستاز الگوهای عمومی هموستاز سیستم های زنده

با وجود اینکه موجود زنده سیستمی باز است که ماده و انرژی را با محیط مبادله می کند و در وحدت با آن وجود دارد، در زمان و مکان خود را به عنوان یک واحد بیولوژیکی جداگانه حفظ می کند، ساختار (مورفولوژی)، واکنش های رفتاری، خاص خود را حفظ می کند. شرایط فیزیکی و شیمیایی در سلول ها و مایع بافتی. توانایی سیستم های زنده برای مقاومت در برابر تغییرات و حفظ ثبات دینامیکی ترکیب و خواص، هموستاز نامیده می شود.اصطلاح هموستاز توسط W. Cannon در سال 1929 پیشنهاد شد. با این حال، ایده وجود مکانیسم های فیزیولوژیکی که حفظ ثبات محیط داخلی موجودات را تضمین می کند در نیمه دوم قرن نوزدهم توسط C. Bernard بیان شد.

هموستاز در طول تکامل بهبود یافته است. موجودات چند سلولی یک محیط داخلی ایجاد کرده اند که سلول های اندام ها و بافت های مختلف در آن قرار دارند. سپس سیستم های اندام تخصصی (گردش خون، تغذیه، تنفس، دفع و غیره) تشکیل شد که در تضمین هموستاز در تمام سطوح سازمانی (مولکولی، درون سلولی، سلولی، بافتی، اندام و ارگانیسمی) مشارکت داشتند. پیشرفته ترین مکانیسم های هموستاز در پستانداران شکل گرفت که به گسترش قابل توجهی از امکانات سازگاری آنها با محیط کمک کرد. مکانیسم ها و انواع هموستاز در فرآیند تکامل طولانی ایجاد شده است که از نظر ژنتیکی ثابت شده است.ظهور اطلاعات ژنتیکی خارجی در بدن که اغلب توسط باکتری ها، ویروس ها، سلول های موجودات دیگر و همچنین سلول های جهش یافته خود وارد می شود، می تواند به طور قابل توجهی هموستاز بدن را مختل کند. به عنوان محافظت در برابر اطلاعات ژنتیکی خارجی که نفوذ آن به بدن و اجرای بعدی آن منجر به مسمومیت با سموم (پروتئین های خارجی) می شود، نوعی هموستاز به وجود آمد، مانند هموستاز ژنتیکی، تضمین ثبات ژنتیکی محیط داخلی بدن. بر اساس آن است مکانیسم های ایمونولوژیک، از جمله حفاظت غیر اختصاصی و خاص از یکپارچگی و فردیت خود بدن. مکانیسم های غیر اختصاصی زمینه ساز مصونیت ذاتی، اساسی، گونه ای و همچنین مقاومت غیر اختصاصی فردی است. اینها شامل عملکرد بازدارنده پوست و غشاهای مخاطی، اثر ضد باکتریایی ترشحات عرق و غدد چربی، خواص باکتری کشی محتویات معده و روده، لیزوزیم ترشحات غدد بزاقی و اشکی است. اگر ارگانیسم ها به محیط داخلی نفوذ کنند، در طی یک واکنش التهابی که با فاگوسیتوز افزایش یافته و همچنین اثر ویروسوستاتیک اینترفرون (پروتئینی با وزن مولکولی 25000 - 110000) همراه است، از بین می روند.

مکانیسم های ایمونولوژیکی خاص اساس ایمنی اکتسابی هستند که توسط سیستم ایمنی انجام می شود که آنتی ژن های خارجی را شناسایی، پردازش و حذف می کند. ایمنی هومورال از طریق تشکیل آنتی بادی هایی که در خون در گردش هستند ایجاد می شود. ایمنی سلولی بر اساس تشکیل لنفوسیت های T، ظهور لنفوسیت های T و B با عمر طولانی "حافظه ایمنی" و بروز آلرژی (حساسیت بیش از حد به یک آنتی ژن خاص) است. در انسان، واکنش های محافظتی فقط در هفته دوم زندگی اعمال می شود، تا 10 سال به بالاترین فعالیت خود می رسد، از 10 تا 20 سال کمی کاهش می یابد، از 20 تا 40 سال تقریباً در همان سطح باقی می ماند، سپس به تدریج محو می شود. .

مکانیسم های دفاعی ایمونولوژیک مانعی جدی برای پیوند اعضا هستند و باعث تحلیل پیوند می شوند. موفق ترین نتایج در حال حاضر، پیوند خودکار (پیوند بافت در بدن) و پیوند بین دوقلوهای همسان است. آنها با پیوند بین گونه ای (هتروپیوند یا پیوند خارجی) بسیار کمتر موفق هستند.

نوع دیگر هموستاز است هموستاز بیوشیمیایی به حفظ ثبات ترکیب شیمیایی محیط خارج سلولی (داخلی) مایع بدن (خون، لنف، مایع بافت)، و همچنین ثبات ترکیب شیمیایی سیتوپلاسم و پلاسمالمای سلول ها کمک می کند. هموستاز فیزیولوژیکی پایداری فرآیندهای حیاتی بدن را تضمین می کند.به لطف او، ایزوسومی (ثبات محتوای مواد فعال اسمزی)، ایزوترمی (حفظ دمای بدن پرندگان و پستانداران در محدوده خاصی) و دیگران بوجود آمدند و در حال بهبود هستند. هموستاز ساختاری ثبات ساختار (سازمان مورفولوژیکی) را در تمام سطوح (مولکولی، درون سلولی، سلولی و غیره) سازمان موجودات زنده تضمین می کند.

هموستاز جمعیت ثابت بودن تعداد افراد در جمعیت را تضمین می کند. هموستاز بیوسنوتیک به پایداری ترکیب گونه ها و تعداد افراد در بیوسنوزها کمک می کند.

با توجه به این واقعیت که بدن به عنوان یک سیستم واحد عمل می کند و با محیط در تعامل است، فرآیندهای زیربنایی انواع مختلف واکنش های هموستاتیک ارتباط تنگاتنگی با یکدیگر دارند. مکانیسم های هموستاتیک فردی در یک واکنش انطباقی کل نگر بدن به عنوان یک کل ترکیب و اجرا می شوند. این اتحاد به لطف فعالیت (عملکرد) سیستم های یکپارچه تنظیم کننده (عصبی، غدد درون ریز، ایمنی) انجام می شود. سریع ترین تغییرات در وضعیت جسم تنظیم شده توسط سیستم عصبی ارائه می شود که با سرعت فرآیندهای وقوع و هدایت تکانه عصبی (از 0.2 تا 180 متر بر ثانیه) همراه است. عملکرد تنظیمی سیستم غدد درون ریز کندتر اتفاق می افتد، زیرا توسط سرعت ترشح هورمون توسط غدد و انتقال آنها در جریان خون محدود می شود. با این حال، نتیجه تأثیر بر جسم تنظیم شده (ارگان) هورمون های تجمع یافته در آن بسیار طولانی تر از تنظیم عصبی است.

بدن یک سیستم زندگی خود تنظیم است. به دلیل وجود مکانیسم های هموستاتیک، بدن یک سیستم پیچیده خود تنظیمی است. اصول وجود و توسعه چنین سیستم هایی توسط سایبرنتیک و سیستم های زنده - توسط سایبرنتیک بیولوژیکی مورد مطالعه قرار می گیرد.

خود تنظیمی سیستم های بیولوژیکی بر اساس اصل مستقیم و بازخورد است.

اطلاعات مربوط به انحراف متغیر کنترل شده از یک سطح معین از طریق کانال های بازخورد به کنترل کننده منتقل می شود و فعالیت آن را به گونه ای تغییر می دهد که متغیر کنترل شده به سطح اولیه (بهینه) باز می گردد (شکل 122). بازخورد می تواند منفی باشد(زمانی که متغیر کنترل شده در جهت مثبت منحرف شده باشد (مثلاً سنتز یک ماده بیش از حد افزایش یافته است) و بگذار

برنج. 122. طرح مستقیم و بازخورد در یک موجود زنده:

P - تنظیم کننده (مرکز عصبی، غدد درون ریز)؛ RO - جسم تنظیم شده (سلول، بافت، اندام)؛ 1 - فعالیت عملکردی بهینه PO. 2- کاهش فعالیت عملکردی PO با بازخورد مثبت. 3- افزایش فعالیت عملکردی PO با بازخورد منفی

بدن(زمانی که مقدار کنترل شده در جهت منفی منحرف می شود (ماده در مقادیر ناکافی سنتز می شود)). این مکانیسم، و همچنین ترکیبات پیچیده تر از چندین مکانیسم، در سطوح مختلف سازماندهی سیستم های بیولوژیکی رخ می دهد. نمونه ای از عملکرد آنها در سطح مولکولی، مهار یک آنزیم کلیدی در طول تشکیل بیش از حد محصول نهایی یا سرکوب سنتز آنزیم است. در سطح سلولی، مکانیسم های مستقیم و بازخورد، تنظیم هورمونی و تراکم (تعداد) بهینه جمعیت سلولی را تضمین می کند. یک تظاهرات مستقیم و بازخورد در سطح بدن، تنظیم سطح گلوکز خون است. در یک موجود زنده، مکانیسم های تنظیم و کنترل خودکار (مطالعه شده توسط بیوسیبرنتیک) بسیار پیچیده است. درجه پیچیدگی آنها به افزایش سطح "قابلیت اطمینان" و پایداری سیستم های زنده در رابطه با تغییرات محیطی کمک می کند.

مکانیسم های هموستاز در سطوح مختلف تکرار می شوند. این اصل تنظیم چند مداری سیستم ها را در طبیعت پیاده می کند. مدارهای اصلی توسط مکانیسم های هموستاتیک سلولی و بافتی نشان داده می شوند.آنها با درجه بالایی از خودکار بودن مشخص می شوند. نقش اصلی در کنترل مکانیسم های هموستاتیک سلولی و بافتی به عوامل ژنتیکی، تأثیرات رفلکس موضعی، برهمکنش های شیمیایی و تماسی بین سلول ها تعلق دارد.

مکانیسم های هموستاز در سراسر انتوژنز انسان دستخوش تغییرات قابل توجهی می شود.فقط در هفته دوم پس از تولد

برنج. 123. گزینه هایی برای از دست دادن و ترمیم در بدن

واکنش‌های حفاظتی بیولوژیکی وارد عمل می‌شوند (سلول‌هایی تشکیل می‌شوند که ایمنی سلولی و هومورال را ایجاد می‌کنند)، و اثربخشی آنها تا سن 10 سالگی همچنان افزایش می‌یابد. در این دوره مکانیسم های محافظت در برابر اطلاعات ژنتیکی خارجی بهبود می یابد و بلوغ سیستم های تنظیم کننده عصبی و غدد درون ریز نیز افزایش می یابد. مکانیسم های هموستاز در بزرگسالی و در پایان دوره رشد و نمو بدن (24-19 سال) به بیشترین قابلیت اطمینان خود می رسند. پیری بدن با کاهش اثربخشی مکانیسم های هموستاز ژنتیکی، ساختاری، فیزیولوژیکی و تضعیف تأثیرات تنظیمی سیستم عصبی و غدد درون ریز همراه است.

5. هموستاز.

ارگانیسم را می توان به عنوان یک سیستم فیزیکوشیمیایی تعریف کرد که در یک حالت ساکن در محیط وجود دارد. این توانایی سیستم های زنده برای حفظ یک حالت ساکن در یک محیط دائما در حال تغییر است که بقای آنها را تعیین می کند. برای اطمینان از یک حالت ساکن، همه موجودات - از ساده‌ترین تا پیچیده‌ترین آنها از نظر مورفولوژیکی، انواع سازگاری‌های آناتومیکی، فیزیولوژیکی و رفتاری را توسعه داده‌اند که یک هدف را دنبال می‌کنند - حفظ ثبات محیط داخلی.

این ایده که ثبات محیط داخلی شرایط بهینه را برای زندگی و تولیدمثل موجودات فراهم می کند، اولین بار در سال 1857 توسط فیزیولوژیست فرانسوی کلود برنارد بیان شد. کلود برنارد در طول فعالیت علمی خود از توانایی موجودات زنده برای تنظیم و حفظ در محدوده های نسبتاً باریک مانند پارامترهای فیزیولوژیکی مانند دمای بدن یا محتوای آب شگفت زده شد. او این ایده خودتنظیمی را به عنوان مبنای ثبات فیزیولوژیکی در قالب یک بیانیه کلاسیک خلاصه کرد: "پایداری محیط داخلی پیش نیاز یک زندگی آزاد است."

کلود برنارد بر تفاوت بین محیط خارجی که موجودات زنده در آن زندگی می کنند و محیط داخلی که سلول های تک تک آنها در آن یافت می شود، تأکید کرد و اهمیت ثابت نگه داشتن محیط داخلی را درک کرد. به عنوان مثال، پستانداران با وجود نوسانات دمای محیط قادر به حفظ دمای بدن هستند. اگر هوا خیلی سرد شود، حیوان می‌تواند به مکان گرم‌تر یا محافظت‌شده‌تر حرکت کند، و اگر این امکان پذیر نباشد، مکانیسم‌های خود تنظیمی وارد عمل می‌شوند که دمای بدن را افزایش می‌دهد و از اتلاف گرما جلوگیری می‌کند. معنای تطبیقی ​​این است که بدن به عنوان یک کل کارآمدتر عمل می کند، زیرا سلول هایی که از آن تشکیل شده است در شرایط بهینه هستند. سیستم های خود تنظیمی نه تنها در سطح بدن، بلکه در سطح سلولی نیز عمل می کنند. ارگانیسم مجموع سلول های تشکیل دهنده آن است و عملکرد بهینه ارگانیسم به عنوان یک کل به عملکرد بهینه اجزای سازنده آن بستگی دارد. هر سیستم خودسازماندهی ثبات ترکیب خود را حفظ می کند - کیفی و کمی. این پدیده هموستاز نامیده می شود و مشخصه اکثر سیستم های زیستی و اجتماعی است. اصطلاح هموستاز در سال 1932 توسط فیزیولوژیست آمریکایی والتر کانن معرفی شد.

هموستاز(همویوس یونانی - مشابه، یکسان؛ حالت سکون، بی حرکتی) - ثبات دینامیکی نسبی محیط داخلی (خون، لنف، مایع بافتی) و ثبات عملکردهای فیزیولوژیکی اساسی (گردش خون، تنفس، تنظیم حرارت، متابولیسم و ​​غیره). .). ) بدن انسان و حیوان. مکانیسم‌های تنظیمی که وضعیت فیزیولوژیکی یا خواص سلول‌ها، اندام‌ها و سیستم‌های کل ارگانیسم را در سطح مطلوب حفظ می‌کنند، هموستاتیک نامیده می‌شوند. مفهوم هموستاز از نظر تاریخی و ژنتیکی دارای پیش نیازهای بیولوژیکی و پزشکی-بیولوژیکی است. در آنجا به عنوان یک فرآیند نهایی، دوره ای از زندگی با یک ارگانیسم جدا شده یا فرد انسانی به عنوان یک پدیده صرفاً بیولوژیکی در ارتباط است. محدود بودن وجود و نیاز به تحقق هدف آن - تولید مثل نوع خود - تعیین استراتژی بقای یک ارگانیسم فردی را از طریق مفهوم "حفظ" ممکن می سازد. "حفظ ثبات ساختاری و عملکردی" جوهر هر هموستازی است که توسط هومئوستات کنترل می شود یا خود تنظیم می شود.

همانطور که مشخص است، یک سلول زنده یک سیستم متحرک و خود تنظیم است. سازمان داخلی آن توسط فرآیندهای فعال با هدف محدود کردن، جلوگیری یا حذف تغییرات ناشی از تأثیرات مختلف از محیط خارجی و داخلی پشتیبانی می شود. توانایی بازگشت به حالت اولیه پس از انحراف از یک سطح متوسط ​​خاص ناشی از یک یا آن عامل "مزاحم کننده" ویژگی اصلی سلول است. ارگانیسم چند سلولی یک سازمان یکپارچه است که عناصر سلولی آن برای انجام وظایف مختلف تخصصی شده اند. تعامل درون بدن توسط مکانیسم های پیچیده تنظیمی، هماهنگ کننده و مرتبط با مشارکت عوامل عصبی، هومورال، متابولیک و سایر عوامل انجام می شود. بسیاری از مکانیسم های فردی تنظیم کننده روابط درون و بین سلولی، در برخی موارد، اثرات متقابل متقابلی دارند که یکدیگر را متعادل می کنند. این منجر به ایجاد یک پس‌زمینه فیزیولوژیکی متحرک (تعادل فیزیولوژیکی) در بدن می‌شود و به سیستم زنده اجازه می‌دهد تا با وجود تغییرات در محیط و تغییراتی که در طول زندگی ارگانیسم ایجاد می‌شود، ثبات پویایی نسبی را حفظ کند.

همانطور که تحقیقات نشان می دهد، روش های تنظیمی موجود در موجودات زنده شباهت های زیادی با دستگاه های تنظیم کننده در سیستم های غیر زنده مانند ماشین ها دارد. در هر دو مورد، ثبات از طریق شکل خاصی از مدیریت به دست می آید.

ایده هموستاز با مفهوم تعادل پایدار (غیر نوسانی) در بدن مطابقت ندارد - اصل تعادل برای فرآیندهای پیچیده فیزیولوژیکی و بیوشیمیایی که در سیستم های زنده رخ می دهند قابل اجرا نیست. همچنین مقایسه هموستاز با نوسانات ریتمیک در محیط داخلی نادرست است. هموستاز به معنای گسترده مسائل مربوط به دوره چرخه ای و فازی واکنش ها، جبران، تنظیم و خود تنظیمی عملکردهای فیزیولوژیکی، پویایی وابستگی متقابل اجزای عصبی، هومورال و سایر اجزای فرآیند تنظیمی را پوشش می دهد. مرزهای هموستاز می تواند سفت و انعطاف پذیر باشد و بسته به سن، جنسیت، شرایط اجتماعی، حرفه ای و سایر شرایط تغییر کند.

همانطور که W. Cannon بیان می کند، از اهمیت ویژه ای برای زندگی بدن برخوردار است، ثبات ترکیب خون - پایه مایع بدن (fluidmatrix). پایداری واکنش فعال آن (pH)، فشار اسمزی، نسبت الکترولیت ها (سدیم، کلسیم، کلر، منیزیم، فسفر)، میزان گلوکز، تعداد عناصر تشکیل شده و غیره به خوبی شناخته شده است به عنوان مثال pH خون. ، به عنوان یک قاعده، بیش از 7.35-7.47 تغییر نمی کند. حتی اختلالات شدید متابولیسم اسید-باز با تجمع پاتولوژیک اسیدها در مایع بافتی، به عنوان مثال در اسیدوز دیابتی، تأثیر بسیار کمی بر واکنش فعال خون دارد. علیرغم این واقعیت که فشار اسمزی خون و مایع بافت به دلیل عرضه مداوم محصولات اسمزی فعال متابولیسم بینابینی در معرض نوسانات مداوم است، در سطح معینی باقی می ماند و تنها تحت شرایط پاتولوژیک شدید خاص تغییر می کند. حفظ فشار اسمزی ثابت برای متابولیسم آب و حفظ تعادل یونی در بدن از اهمیت بالایی برخوردار است. غلظت یون های سدیم در محیط داخلی ثابت ترین است. محتوای سایر الکترولیت ها نیز در محدوده های باریک متفاوت است. وجود تعداد زیادی گیرنده اسمزی در بافت ها و اندام ها، از جمله در تشکیلات عصبی مرکزی (هیپوتالاموس، هیپوکامپ)، و یک سیستم هماهنگ از تنظیم کننده های متابولیسم آب و ترکیب یونی به بدن اجازه می دهد تا به سرعت تغییرات فشار اسمزی را از بین ببرد. خونی که مثلاً وقتی آب وارد بدن می‌شود، اتفاق می‌افتد.

علیرغم این واقعیت که خون نشان دهنده محیط عمومی داخلی بدن است، سلول های اندام ها و بافت ها مستقیماً با آن تماس ندارند. در موجودات چند سلولی، هر اندام دارای محیط داخلی (ریز محیط)، متناسب با ویژگی های ساختاری و عملکردی آن است و وضعیت طبیعی اندام ها به ترکیب شیمیایی، فیزیکوشیمیایی، بیولوژیکی و سایر خواص این ریزمحیط بستگی دارد. هموستاز آن توسط وضعیت عملکردی موانع هیستوهماتیک و نفوذپذیری آنها در جهت مایع بافت خون تعیین می شود. مایع بافت - خون.

ثبات محیط داخلی برای فعالیت سیستم عصبی مرکزی از اهمیت ویژه ای برخوردار است: حتی تغییرات شیمیایی و فیزیکوشیمیایی جزئی که در مایع مغزی نخاعی، گلیا و فضاهای اطراف سلولی رخ می دهد می تواند باعث اختلال شدید در جریان فرآیندهای حیاتی در سلول های عصبی شود. یا در مجموعه های آنها. یک سیستم هموستاتیک پیچیده، شامل مکانیسم‌های مختلف عصبی-هومورال، بیوشیمیایی، همودینامیک و سایر مکانیسم‌های تنظیمی، سیستمی برای تضمین سطوح بهینه فشار خون است. در این مورد، حد بالای سطح فشار خون توسط عملکرد بارورسپتورهای سیستم عروقی بدن تعیین می شود و حد پایین توسط نیازهای خونی بدن تعیین می شود.

پیشرفته ترین مکانیسم های هموستاتیک در بدن حیوانات عالی و انسان شامل فرآیندهای تنظیم حرارت است. در حیوانات هومیوترمیک، نوسانات دما در قسمت های داخلی بدن در طول شدیدترین تغییرات دما در محیط، از یک دهم درجه تجاوز نمی کند.

نقش سازماندهی دستگاه عصبی (اصل عصبیت) زیربنای ایده های شناخته شده در مورد ماهیت اصول هموستاز است. با این حال، نه اصل غالب، نه نظریه عملکردهای مانع، نه سندرم سازگاری عمومی، نه نظریه سیستم های عملکردی، نه تنظیم هیپوتالاموسی هموستاز و بسیاری از نظریه های دیگر نمی توانند مشکل هموستاز را به طور کامل حل کنند.

در برخی موارد، ایده هموستاز کاملاً قانونی برای توضیح حالات فیزیولوژیکی جدا شده، فرآیندها و حتی پدیده های اجتماعی استفاده نمی شود. اینگونه است که اصطلاحات "ایمونولوژیک"، "الکترولیت"، "سیستمیک"، "مولکولی"، "فیزیکو شیمیایی"، "هموستاز ژنتیکی" و غیره در ادبیات ظاهر شدند. تلاش شده است تا مشکل هموستاز به اصل خود تنظیمی کاهش یابد. نمونه ای از حل مشکل هموستاز از دیدگاه سایبرنتیک، تلاش اشبی (W.R. Ashby, 1948) برای ساخت یک دستگاه خود تنظیمی است که توانایی موجودات زنده را برای حفظ سطح مقادیر معین در محدوده قابل قبول فیزیولوژیکی مدل می کند.

در عمل، محققان و پزشکان با سؤالاتی در مورد ارزیابی توانایی های انطباقی (تطبیقی) یا جبرانی بدن، تنظیم، تقویت و تحرک آنها و پیش بینی پاسخ های بدن به تأثیرات مزاحم مواجه هستند. برخی از حالت های بی ثباتی رویشی، ناشی از نارسایی، بیش از حد یا ناکافی بودن مکانیسم های تنظیمی، "بیماری های هموستاز" در نظر گرفته می شوند. با یک قرارداد خاص، اینها ممکن است شامل اختلالات عملکردی در عملکرد طبیعی بدن مرتبط با افزایش سن، بازسازی اجباری ریتم های بیولوژیکی، برخی از پدیده های دیستونی رویشی، واکنش های بیش از حد و کم جبرانی تحت تأثیرات استرس زا و شدید و غیره باشد.

برای ارزیابی وضعیت مکانیسم‌های هموستاتیک در آزمایش‌های فیزیولوژیکی و در عمل بالینی، از آزمایش‌های عملکردی دوز مختلف (سرما، گرما، آدرنالین، انسولین، مزاتون و غیره) با تعیین نسبت مواد فعال بیولوژیکی (هورمون‌ها، واسطه‌ها، متابولیت‌ها) استفاده می‌شود. ) در خون و ادرار و غیره .د.

مکانیسم های بیوفیزیکی هموستاز

از دیدگاه بیوفیزیک شیمیایی، هموستاز حالتی است که در آن تمام فرآیندهای مسئول تبدیل انرژی در بدن در تعادل دینامیکی هستند. این حالت پایدارترین است و با بهینه فیزیولوژیکی مطابقت دارد. مطابق با مفاهیم ترمودینامیک، یک ارگانیسم و ​​یک سلول می توانند وجود داشته باشند و با شرایط محیطی سازگار شوند که تحت آن یک دوره ثابت از فرآیندهای فیزیکی و شیمیایی در یک سیستم بیولوژیکی ایجاد شود، یعنی. هموستاز نقش اصلی در ایجاد هموستاز در درجه اول به سیستم های غشای سلولی تعلق دارد که مسئول فرآیندهای بیوانرژیک هستند و سرعت ورود و انتشار مواد توسط سلول ها را تنظیم می کنند.

از این منظر، علل اصلی اختلال، واکنش‌های غیر آنزیمی هستند که در غشاها اتفاق می‌افتند، غیرعادی برای زندگی عادی. در بیشتر موارد، این واکنش‌های زنجیره‌ای اکسیداسیون شامل رادیکال‌های آزاد هستند که در فسفولیپیدهای سلولی رخ می‌دهند. این واکنش ها منجر به آسیب به عناصر ساختاری سلول ها و اختلال در عملکرد تنظیمی می شود. عواملی که باعث اختلال در هموستاز می شوند نیز شامل عواملی هستند که باعث تشکیل رادیکال می شوند - اشعه یونیزان، سموم عفونی، غذاهای خاص، نیکوتین و همچنین کمبود ویتامین ها و غیره.

یکی از عوامل اصلی که باعث تثبیت حالت هموستاتیک و عملکرد غشاها می شود، آنتی اکسیدان های زیستی هستند که از توسعه واکنش های رادیکال اکسیداتیو جلوگیری می کنند.

ویژگی های مرتبط با سن هموستاز در کودکان

ثبات محیط داخلی بدن و ثبات نسبی شاخص های فیزیکی و شیمیایی در دوران کودکی با غلبه آشکار فرآیندهای متابولیک آنابولیک بر فرآیندهای کاتابولیک تضمین می شود. این یک شرط ضروری برای رشد است و بدن کودک را از بدن بزرگسالان متمایز می کند که در آنها شدت فرآیندهای متابولیک در حالت تعادل پویا است. از این نظر، تنظیم نورواندوکرین هموستاز بدن کودک شدیدتر از بزرگسالان است. هر دوره سنی با ویژگی های خاصی از مکانیسم های هموستاز و تنظیم آنها مشخص می شود. بنابراین، کودکان بسیار بیشتر از بزرگسالان با اختلالات شدید هموستاز مواجه می شوند که اغلب تهدید کننده زندگی هستند. این اختلالات اغلب با نابالغی عملکردهای هموستاتیک کلیه ها، با اختلالات دستگاه گوارش یا عملکرد تنفسی ریه ها همراه است.

رشد کودک، که با افزایش توده سلول های آن بیان می شود، با تغییرات مشخصی در توزیع مایع در بدن همراه است. افزایش مطلق در حجم مایع خارج سلولی از میزان افزایش وزن کلی عقب است، بنابراین حجم نسبی محیط داخلی که به صورت درصدی از وزن بدن بیان می شود، با افزایش سن کاهش می یابد. این وابستگی به ویژه در سال اول پس از تولد آشکار می شود. در کودکان بزرگتر، سرعت تغییر در حجم نسبی مایع خارج سلولی کاهش می یابد. سیستم تنظیم ثبات حجم سیال (تنظیم حجم) جبران انحراف در تعادل آب در محدوده های نسبتاً باریک را فراهم می کند. درجه بالای هیدراتاسیون بافت در نوزادان و کودکان خردسال تعیین می کند که نیاز کودک به آب (در واحد وزن بدن) به طور قابل توجهی بیشتر از بزرگسالان است. از دست دادن آب یا محدودیت آن به سرعت منجر به ایجاد کم آبی ناشی از بخش خارج سلولی، یعنی محیط داخلی می شود. در عین حال، کلیه ها - ارگان های اجرایی اصلی در سیستم تنظیم حجم - باعث صرفه جویی در مصرف آب نمی شوند. عامل محدود کننده تنظیم نابالغی سیستم توبولار کلیه است. یکی از ویژگی های مهم کنترل نورواندوکرین هموستاز در نوزادان و کودکان خردسال، ترشح نسبتاً زیاد و دفع کلیوی آلدوسترون است که تأثیر مستقیمی بر وضعیت هیدراتاسیون بافت و عملکرد لوله های کلیوی دارد.

تنظیم فشار اسمزی پلاسمای خون و مایع خارج سلولی در کودکان نیز محدود است. اسمولاریته محیط داخلی در محدوده وسیع تری نوسان دارد (50 mOsm/l ) , نسبت به بزرگسالان

( 6 mOsm/l) . این به دلیل بزرگتر بودن سطح بدن در هر 1 کیلوگرم است وزن و بنابراین، با از دست دادن قابل توجه آب در طول تنفس، و همچنین با نابالغی مکانیسم های کلیوی غلظت ادرار در کودکان. اختلالات هموستاز، که با هیپراسموز آشکار می شود، به ویژه در کودکان در دوره نوزادی و ماه های اول زندگی شایع است. در سنین بالاتر، هیپواسموز شروع به غالب شدن می کند که عمدتاً با بیماری های گوارشی یا کلیوی مرتبط است. تنظیم یونی هموستاز کمتر مورد مطالعه قرار گرفته است که ارتباط نزدیکی با فعالیت کلیه ها و ماهیت تغذیه دارد.

قبلاً اعتقاد بر این بود که عامل اصلی تعیین کننده فشار اسمزی مایع خارج سلولی غلظت سدیم است، اما مطالعات اخیر نشان داده است که هیچ ارتباط نزدیکی بین محتوای سدیم در پلاسمای خون و مقدار فشار اسمزی کل وجود ندارد. در آسیب شناسی استثناء فشار خون پلاسماتیک است. بنابراین، انجام درمان هومئوستاتیک با تجویز محلول‌های گلوکز-نمک نه تنها نیازمند نظارت بر میزان سدیم در سرم یا پلاسمای خون، بلکه همچنین تغییرات در اسمولاریته کل مایع خارج سلولی است. غلظت قند و اوره در حفظ فشار اسمزی عمومی در محیط داخلی اهمیت زیادی دارد. محتوای این مواد فعال اسمزی و تأثیر آنها بر متابولیسم آب نمک می تواند در بسیاری از شرایط پاتولوژیک به شدت افزایش یابد. بنابراین در صورت بروز هرگونه اختلال در هموستاز، تعیین غلظت قند و اوره ضروری است. با توجه به موارد فوق، در کودکان خردسال، در صورت نقض رژیم آب نمک و پروتئین، حالت هیپر- یا هیپواسموز نهفته، هیپرازوتمی ممکن است ایجاد شود.

یک شاخص مهم که هموستاز را در کودکان مشخص می کند، غلظت یون هیدروژن در خون و مایع خارج سلولی است. در دوره قبل از تولد و اوایل پس از تولد، تنظیم تعادل اسید-باز ارتباط نزدیکی با درجه اشباع اکسیژن خون دارد که با غلبه نسبی گلیکولیز بی هوازی در فرآیندهای انرژی زیستی توضیح داده می شود. علاوه بر این، حتی هیپوکسی متوسط ​​در جنین با تجمع اسید لاکتیک در بافت های آن همراه است. علاوه بر این، عدم بلوغ عملکرد اسیدوژنتیک کلیه ها پیش نیازهای ایجاد اسیدوز "فیزیولوژیکی" را ایجاد می کند (تغییر تعادل اسید و باز در بدن به سمت افزایش نسبی تعداد آنیون های اسید). با توجه به ویژگی های هموستاز، نوزادان اغلب اختلالاتی را تجربه می کنند که بین فیزیولوژیکی و پاتولوژیک مرزی دارند.

بازسازی سیستم عصبی غدد درون ریز در دوران بلوغ (بلوغ) نیز با تغییرات هموستاز همراه است. با این حال، عملکرد دستگاه های اجرایی (کلیه ها، ریه ها) در این سن به حداکثر درجه بلوغ خود می رسد، بنابراین سندرم های شدید یا بیماری های هموستاز نادر است، و اغلب ما در مورد تغییرات جبران شده در متابولیسم صحبت می کنیم که فقط قابل تشخیص است. با آزمایش خون بیوشیمیایی در کلینیک، برای مشخص کردن هموستاز در کودکان، لازم است شاخص های زیر بررسی شود: هماتوکریت، فشار اسمزی کل، محتوای سدیم، پتاسیم، قند، بی کربنات ها و اوره در خون و همچنین pH خون، p0 2 و pCO. 2.

ویژگی های هموستاز در سنین پیری و سالمندی.

سطح یکسانی از مقادیر هموستاتیک در دوره های سنی مختلف به دلیل تغییرات مختلف در سیستم های تنظیم آنها حفظ می شود. به عنوان مثال، ثابت بودن سطح فشار خون در جوانان به دلیل برون ده قلبی بالاتر و مقاومت عروق محیطی کل کم، و در افراد مسن و سالخورده - به دلیل مقاومت کلی محیطی بالاتر و کاهش برون ده قلبی حفظ می شود. در طول پیری بدن، پایداری مهمترین عملکردهای فیزیولوژیکی در شرایط کاهش قابلیت اطمینان و کاهش دامنه احتمالی تغییرات فیزیولوژیکی در هموستاز حفظ می شود. حفظ هموستاز نسبی در طول تغییرات ساختاری، متابولیکی و عملکردی قابل توجه با این واقعیت حاصل می شود که نه تنها انقراض، اختلال و تخریب به طور همزمان اتفاق می افتد، بلکه همچنین ایجاد مکانیسم های تطبیقی ​​خاص است. به همین دلیل سطح ثابتی از قند خون، PH خون، فشار اسمزی، پتانسیل غشای سلولی و غیره حفظ می شود.

از اهمیت قابل توجهی در حفظ هموستاز در طول فرآیند پیری، تغییرات در مکانیسم های تنظیم عصبی-هومورال، افزایش حساسیت بافت ها به عملکرد هورمون ها و واسطه ها در پس زمینه تضعیف تأثیرات عصبی است.

با افزایش سن، کار قلب، تهویه ریوی، تبادل گاز، عملکرد کلیه، ترشح غدد گوارشی، عملکرد غدد درون ریز، متابولیسم و ​​غیره به طور قابل توجهی تغییر می کند. یک مسیر طبیعی (دینامیک) تغییرات در شدت متابولیسم و ​​عملکردهای فیزیولوژیکی با افزایش سن در طول زمان. اهمیت روند تغییرات مرتبط با سن برای توصیف روند پیری یک فرد و تعیین سن بیولوژیکی او بسیار مهم است.

در سالمندی و سالمندی، پتانسیل کلی مکانیسم های تطبیقی ​​کاهش می یابد. بنابراین، در سنین بالا، تحت افزایش بار، استرس و سایر موقعیت ها، احتمال شکست مکانیسم های سازگاری و اختلال در هموستاز افزایش می یابد. این کاهش در قابلیت اطمینان مکانیسم های هموستاز یکی از مهم ترین پیش نیازها برای ایجاد اختلالات پاتولوژیک در دوران سالمندی است.

بنابراین، هموستاز یک مفهوم جدایی ناپذیر است که از نظر عملکردی و مورفولوژیکی متحد می شود سیستم قلبی عروقی، سیستم تنفسی، سیستم کلیوی، متابولیسم آب-الکترولیت، تعادل اسید و باز.

هدف اصلی سیستم قلبی عروقی - تامین و توزیع خون در تمام حوضچه های میکروسیرکولاسیون. مقدار خونی که در 1 دقیقه از قلب خارج می شود، حجم دقیقه است. با این حال، عملکرد سیستم قلبی عروقی صرفاً حفظ حجم دقیقه معین و توزیع آن در بین استخرها نیست، بلکه تغییر حجم دقیقه مطابق با پویایی نیازهای بافت در شرایط مختلف است.

وظیفه اصلی خون انتقال اکسیژن است. بسیاری از بیماران جراحی افت حاد برون ده قلبی را تجربه می کنند که در رساندن اکسیژن به بافت ها اختلال ایجاد می کند و می تواند باعث مرگ سلول ها، یک عضو و حتی کل بدن شود. بنابراین، ارزیابی عملکرد سیستم قلبی عروقی باید نه تنها حجم دقیقه، بلکه تامین اکسیژن به بافت ها و نیاز آنها به آن را نیز در نظر بگیرد.

هدف اصلی سیستم های تنفسی - تضمین تبادل گاز کافی بین بدن و محیط با سرعت متغیر فرآیندهای متابولیک. عملکرد طبیعی سیستم تنفسی حفظ سطح ثابتی از اکسیژن و دی اکسید کربن در خون شریانی با مقاومت عروقی طبیعی در گردش خون ریوی و با صرف انرژی طبیعی برای کار تنفسی است.

این سیستم ارتباط نزدیکی با سایر سیستم ها و در درجه اول با سیستم قلبی عروقی دارد. عملکرد سیستم تنفسی شامل تهویه، گردش خون ریوی، انتشار گازها در غشای آلوئولی-مویرگی، انتقال گازها توسط خون و تنفس بافتی است.

کارکرد سیستم کلیوی : کلیه ها عضو اصلی هستند که برای حفظ ثبات شرایط فیزیکی و شیمیایی بدن طراحی شده اند. عملکرد اصلی آنها دفعی است. این شامل: تنظیم تعادل آب و الکترولیت، حفظ تعادل اسید و باز و حذف محصولات متابولیک پروتئین ها و چربی ها از بدن است.

کارکرد متابولیسم آب-الکترولیت : آب در بدن نقش حمل و نقل، پرکردن سلول ها، فضاهای میان بافتی (واسطه ای) و عروقی را ایفا می کند، حلال نمک ها، کلوئیدها و کریستالوئیدها است و در واکنش های بیوشیمیایی شرکت می کند. همه مایعات بیوشیمیایی الکترولیت هستند، زیرا نمک ها و کلوئیدهای محلول در آب در حالت تفکیک هستند. فهرست کردن تمام عملکردهای الکترولیت ها غیرممکن است، اما اصلی ترین آنها عبارتند از: حفظ فشار اسمزی، حفظ واکنش محیط داخلی، شرکت در واکنش های بیوشیمیایی.

هدف اصلی تعادل اسید و باز حفظ pH ثابت مایعات بدن به عنوان پایه ای برای واکنش های طبیعی بیوشیمیایی و در نتیجه فعالیت های زندگی است. متابولیسم با مشارکت ضروری سیستم های آنزیمی رخ می دهد که فعالیت آن ها بستگی زیادی به واکنش شیمیایی الکترولیت دارد. همراه با متابولیسم آب-الکترولیت، تعادل اسید و باز نقش تعیین کننده ای در ترتیب واکنش های بیوشیمیایی دارد. سیستم های بافر و بسیاری از سیستم های فیزیولوژیکی بدن در تنظیم تعادل اسید و باز نقش دارند.

هموستاز

هومئوستاز، هومورز، هومومورفوزیس - ویژگی های وضعیت بدن.ماهیت سیستمیک ارگانیسم در درجه اول در توانایی آن برای خود تنظیمی در شرایط محیطی در حال تغییر ظاهر می شود. از آنجایی که تمام اندام ها و بافت های بدن از سلول هایی تشکیل شده است که هر کدام ارگانیسمی نسبتاً مستقل هستند، وضعیت محیط داخلی بدن انسان برای عملکرد طبیعی آن از اهمیت بالایی برخوردار است. برای بدن انسان - یک موجود خشکی - محیط از جو و بیوسفر تشکیل شده است، در حالی که تا حدی با لیتوسفر، هیدروسفر و نوسفر در تعامل است. در همان زمان، بیشتر سلول های بدن انسان در یک محیط مایع غوطه ور هستند که توسط خون، لنف و مایع بین سلولی نشان داده می شود. فقط بافت های پوششی به طور مستقیم با محیط انسان در تعامل هستند؛ تمام سلول های دیگر از دنیای خارج جدا شده اند، که به بدن اجازه می دهد تا حد زیادی شرایط وجود آنها را استاندارد کند. به طور خاص، توانایی حفظ دمای ثابت بدن در حدود 37 درجه سانتیگراد، ثبات فرآیندهای متابولیک را تضمین می کند، زیرا تمام واکنش های بیوشیمیایی که جوهر متابولیسم را تشکیل می دهند بسیار به دما وابسته هستند. حفظ تنش ثابت اکسیژن، دی اکسید کربن، غلظت یون های مختلف و غیره در محیط مایع بدن به همان اندازه مهم است. در شرایط عادی وجود، از جمله در هنگام سازگاری و فعالیت، انحرافات کوچکی از این نوع پارامترها ایجاد می شود، اما به سرعت از بین می روند و محیط داخلی بدن به یک هنجار پایدار باز می گردد. فیزیولوژیست بزرگ فرانسوی قرن نوزدهم. کلود برنارد استدلال کرد: "پایداری محیط داخلی شرط ضروری برای یک زندگی آزاد است." مکانیسم‌های فیزیولوژیکی که حفظ یک محیط داخلی ثابت را تضمین می‌کنند، هموستاتیک نامیده می‌شوند و خود این پدیده که توانایی بدن در تنظیم خود محیط داخلی را نشان می‌دهد، هموستاز نامیده می‌شود. این اصطلاح در سال 1932 توسط W. Cannon، یکی از آن فیزیولوژیست های قرن بیستم معرفی شد که همراه با N.A. Bernstein، P.K. Anokhin و N. Wiener، در خاستگاه های علم کنترل - سایبرنتیک قرار گرفتند. اصطلاح "هموستاز" نه تنها در تحقیقات فیزیولوژیکی، بلکه در تحقیقات سایبرنتیک نیز استفاده می شود، زیرا حفظ ثبات هر یک از ویژگی های یک سیستم پیچیده هدف اصلی هر مدیریت است.

یکی دیگر از محققین قابل توجه، K. Waddington، توجه خود را به این واقعیت جلب کرد که بدن نه تنها قادر است ثبات حالت داخلی خود را حفظ کند، بلکه ثبات نسبی ویژگی های دینامیکی، یعنی سیر فرآیندها را در طول زمان نیز حفظ کند. این پدیده، به قیاس با هموستاز، نامیده شد هومورز برای یک ارگانیسم در حال رشد و توسعه از اهمیت ویژه ای برخوردار است و در این واقعیت است که ارگانیسم قادر است (البته در محدوده های معین) یک "کانال توسعه" را در طول تحولات پویا خود حفظ کند. به ویژه، اگر کودکی به دلیل بیماری یا وخامت شدید شرایط زندگی ناشی از دلایل اجتماعی (جنگ، زلزله و غیره)، به میزان قابل توجهی از همسالان در حال رشد خود عقب بماند، این بدان معنا نیست که چنین تاخیری کشنده و غیرقابل برگشت است. . اگر دوره رویدادهای نامطلوب به پایان برسد و کودک شرایط مناسب برای رشد را دریافت کند، هم در رشد و هم در سطح رشد عملکردی او به زودی به همسالان خود می رسد و در آینده تفاوت قابل توجهی با آنها ندارد. این واقعیت را توضیح می دهد که کودکانی که در سنین پایین دچار یک بیماری جدی شده اند اغلب به بزرگسالانی سالم و متناسب تبدیل می شوند. هومورز هم در کنترل رشد انتوژنتیک و هم در فرآیندهای سازگاری نقش مهمی ایفا می کند. در همین حال، مکانیسم های فیزیولوژیکی هومورزیس هنوز به اندازه کافی مورد مطالعه قرار نگرفته است.

سومین شکل خودتنظیمی ثبات بدن است همومورفوزیس - توانایی حفظ یک فرم ثابت. این ویژگی بیشتر برای یک ارگانیسم بالغ است، زیرا رشد و نمو با تغییر ناپذیری شکل ناسازگار است. با این وجود، اگر دوره‌های زمانی کوتاه را به‌ویژه در دوره‌های بازداری رشد در نظر بگیریم، می‌توان توانایی همومورفوزیس را در کودکان یافت. نکته این است که در بدن تغییر مداوم نسل از سلول های تشکیل دهنده آن وجود دارد. سلول ها عمر طولانی ندارند (تنها استثنا سلول های عصبی هستند): طول عمر طبیعی سلول های بدن هفته ها یا ماه ها است. با این وجود، هر نسل جدید سلول تقریباً دقیقاً شکل، اندازه، مکان و بر این اساس ویژگی های عملکردی نسل قبلی را تکرار می کند. مکانیسم های فیزیولوژیکی خاص از تغییرات قابل توجه وزن بدن در شرایط روزه داری یا پرخوری جلوگیری می کند. به ویژه، در طول روزه داری، قابلیت هضم مواد مغذی به شدت افزایش می یابد و در هنگام پرخوری، برعکس، بیشتر پروتئین ها، چربی ها و کربوهیدرات های عرضه شده با غذا بدون هیچ سودی برای بدن "سوخته" می شوند. ثابت شده است (N.A. Smirnova) در بزرگسالان، تغییرات شدید و قابل توجه وزن بدن (عمدتاً به دلیل مقدار چربی) در هر جهت نشانه های قطعی عدم انطباق، فشار بیش از حد است و نشان دهنده بیماری عملکردی بدن است. . بدن کودک در دوره‌هایی که سریع‌ترین رشد را دارد، به‌ویژه به تأثیرات خارجی حساس می‌شود. نقض هومومورفوزیس همان علامت نامطلوب نقض هموستاز و هومورز است.

مفهوم ثابت های بیولوژیکیبدن مجموعه ای از تعداد زیادی از مواد مختلف است. در طول عمر سلول های بدن، غلظت این مواد می تواند به طور قابل توجهی تغییر کند که به معنای تغییر در محیط داخلی است. اگر سیستم های کنترل بدن مجبور به نظارت بر غلظت همه این مواد شوند، غیر قابل تصور خواهد بود. دارای حسگرها (گیرنده) زیادی هستند، به طور مداوم وضعیت فعلی را تجزیه و تحلیل می کنند، تصمیمات کنترلی می گیرند و اثربخشی آنها را نظارت می کنند. نه اطلاعات و نه منابع انرژی بدن برای چنین حالتی از کنترل همه پارامترها کافی نخواهد بود. بنابراین، بدن به نظارت بر تعداد نسبتاً کمی از شاخص‌های مهم محدود می‌شود که برای سلامت اکثریت سلول‌های بدن باید در سطح نسبتاً ثابتی حفظ شود. این پارامترهای کاملاً هموستاز در نتیجه به "ثابت های بیولوژیکی" تبدیل می شوند و تغییر ناپذیری آنها با نوسانات گاهی کاملاً قابل توجه در پارامترهای دیگر که به عنوان هموستاز طبقه بندی نمی شوند تضمین می شود. بنابراین، سطوح هورمون های دخیل در تنظیم هموستاز می تواند ده ها بار در خون بسته به وضعیت محیط داخلی و تأثیر عوامل خارجی تغییر کند. در همان زمان، پارامترهای هموستاز تنها 10-20٪ تغییر می کند.

مهمترین ثابت های بیولوژیکیاز جمله مهم ترین ثابت های بیولوژیکی که در سطح نسبتاً ثابتی، سیستم های مختلف فیزیولوژیکی بدن وظیفه حفظ آن ها را بر عهده دارند، باید اشاره کرد. دمای بدن، سطح گلوکز خون، محتوای یون H+ در مایعات بدن، کشش جزئی اکسیژن و دی اکسید کربن در بافت ها.

بیماری به عنوان نشانه یا پیامد اختلالات هموستاز.تقریباً تمام بیماری های انسانی با اختلال در هموستاز همراه است. به عنوان مثال، در بسیاری از بیماری های عفونی، و همچنین در مورد فرآیندهای التهابی، هموستاز دما در بدن به شدت مختل می شود: تب (تب) رخ می دهد، گاهی اوقات تهدید کننده زندگی است. دلیل این اختلال هموستاز ممکن است هم در ویژگی‌های واکنش عصبی غدد درون‌ریز و هم در اختلال در فعالیت بافت‌های محیطی باشد. در این مورد، تظاهرات بیماری - درجه حرارت بالا - نتیجه نقض هموستاز است.

به طور معمول، شرایط تب با اسیدوز همراه است - نقض تعادل اسید و باز و تغییر در واکنش مایعات بدن به سمت اسیدی. اسیدوز همچنین مشخصه تمام بیماری های مرتبط با بدتر شدن سیستم قلبی عروقی و تنفسی (بیماری های قلبی و عروقی، ضایعات التهابی و آلرژیک سیستم برونکوپولمونری و غیره) است. اسیدوز اغلب با اولین ساعات زندگی نوزاد همراه است، به خصوص اگر بلافاصله پس از تولد شروع به تنفس طبیعی نکرده باشد. برای از بین بردن این وضعیت، نوزاد تازه متولد شده را در یک محفظه مخصوص با محتوای اکسیژن بالا قرار می دهند. اسیدوز متابولیک در حین فعالیت سنگین عضلانی می تواند در افراد در هر سنی رخ دهد و خود را به صورت تنگی نفس و افزایش تعریق و همچنین درد عضلانی نشان می دهد. پس از اتمام کار، بسته به میزان خستگی، تناسب اندام و اثربخشی مکانیسم های هموستاتیک، وضعیت اسیدوز می تواند از چند دقیقه تا 2-3 روز ادامه یابد.

بیماری هایی که منجر به اختلال در هموستاز آب و نمک می شوند بسیار خطرناک هستند، به عنوان مثال وبا که در آن مقدار زیادی آب از بدن خارج می شود و بافت ها خواص عملکردی خود را از دست می دهند. بسیاری از بیماری های کلیوی نیز منجر به اختلال در هموستاز آب و نمک می شود. در نتیجه برخی از این بیماری ها، آلکالوز ممکن است ایجاد شود - افزایش بیش از حد غلظت مواد قلیایی در خون و افزایش pH (تغییر به سمت قلیایی).

در برخی موارد، اختلالات جزئی اما طولانی مدت در هموستاز می تواند باعث ایجاد بیماری های خاص شود. بنابراین، شواهدی وجود دارد که نشان می‌دهد مصرف بیش از حد قند و سایر منابع کربوهیدرات‌هایی که هموستاز گلوکز را مختل می‌کنند، منجر به آسیب به پانکراس می‌شود که در نتیجه فرد به دیابت مبتلا می‌شود. مصرف زیاد نمک های خوراکی و سایر نمک های معدنی، چاشنی های گرم و ... که باعث افزایش بار بر روی سیستم دفع می شود نیز خطرناک است. کلیه ها ممکن است نتوانند با فراوانی موادی که باید از بدن خارج شوند کنار بیایند و در نتیجه هموستاز آب و نمک را مختل می کند. یکی از تظاهرات آن ادم است - تجمع مایع در بافت های نرم بدن. علت ادم معمولاً یا در نارسایی سیستم قلبی عروقی یا اختلال در عملکرد کلیه و در نتیجه متابولیسم مواد معدنی است.

هموستاز عبارت است از:

هموستاز

هموستاز(یونانی باستان ὁμοιοστάσις از ὁμοιος - یکسان، مشابه و στάσις - ایستادن، بی حرکتی) - خود تنظیمی، توانایی یک سیستم باز برای حفظ ثبات حالت داخلی خود از طریق واکنش های هماهنگ با هدف حفظ تعادل پویا. تمایل سیستم به بازتولید خود، بازگرداندن تعادل از دست رفته و غلبه بر مقاومت محیط خارجی.

هموستاز جمعیتی توانایی یک جمعیت برای حفظ تعداد معینی از افراد خود برای مدت طولانی است.

فیزیولوژیست آمریکایی، والتر بی. کانن، در سال 1932، در کتاب خود به نام «حکمت بدن»، این اصطلاح را به عنوان نامی برای «فرایندهای فیزیولوژیکی هماهنگ که بیشتر حالت‌های ثابت بدن را حفظ می‌کنند» پیشنهاد کرد. متعاقباً، این اصطلاح به توانایی حفظ پویا ثبات وضعیت داخلی آن در هر سیستم باز گسترش یافت. با این حال، ایده پایداری محیط داخلی در سال 1878 توسط دانشمند فرانسوی کلود برنارد تدوین شد.

اطلاعات کلی

اصطلاح هموستاز بیشتر در زیست شناسی استفاده می شود. موجودات چند سلولی برای وجود خود نیاز به حفظ یک محیط داخلی ثابت دارند. بسیاری از اکولوژیست ها متقاعد شده اند که این اصل در مورد محیط خارجی نیز صدق می کند. اگر سیستم نتواند تعادل خود را بازگرداند، ممکن است در نهایت از کار بیفتد.

سیستم های پیچیده - مانند بدن انسان - باید هموستاز داشته باشند تا پایدار بمانند و وجود داشته باشند. این سیستم ها نه تنها باید برای بقا تلاش کنند، بلکه باید با تغییرات محیطی سازگار شوند و تکامل پیدا کنند.

خواص هموستاز

سیستم های هومئوستاتیک دارای ویژگی های زیر هستند:

• بی ثباتیسیستم: آزمایش بهترین روش برای سازگاری
• تلاش برای تعادل: کل سازمان داخلی، ساختاری و عملکردی سیستم ها به حفظ تعادل کمک می کند.
• غیر قابل پیش بینی بودن: اثر حاصل از یک عمل خاص اغلب می تواند متفاوت از آنچه مورد انتظار بود باشد.

نمونه هایی از هموستاز در پستانداران:

• تنظیم میزان ریز مغذی ها و آب در بدن - تنظیم اسمزی. در کلیه ها انجام می شود.
• حذف مواد زائد از فرآیند متابولیک - دفع. توسط اندام های برون ریز - کلیه ها، ریه ها، غدد عرق و دستگاه گوارش انجام می شود.
• تنظیم دمای بدن. کاهش دما از طریق تعریق، واکنش های مختلف تنظیم کننده حرارت.
• تنظیم سطح گلوکز خون. عمدتا توسط کبد، انسولین و گلوکاگون ترشح شده از پانکراس انجام می شود.

توجه به این نکته ضروری است که اگرچه بدن در تعادل است، اما وضعیت فیزیولوژیکی آن می تواند پویا باشد. بسیاری از ارگانیسم ها تغییرات درون زا را به شکل ریتم های شبانه روزی، اولترادیان و اینفرادین نشان می دهند. بنابراین، حتی در زمان هموستاز، دمای بدن، فشار خون، ضربان قلب و بیشتر شاخص‌های متابولیک همیشه در یک سطح ثابت نیستند، اما در طول زمان تغییر می‌کنند.

مکانیسم های هموستاز: بازخورد

مقاله اصلی: بازخورد

هنگامی که تغییری در متغیرها رخ می دهد، دو نوع اصلی بازخورد وجود دارد که سیستم به آنها پاسخ می دهد:

1. بازخورد منفی، به عنوان واکنشی بیان می شود که در آن سیستم به گونه ای پاسخ می دهد که جهت تغییر را معکوس می کند. از آنجایی که بازخورد به حفظ ثبات سیستم کمک می کند، اجازه می دهد تا هموستاز حفظ شود.
   • به عنوان مثال، هنگامی که غلظت دی اکسید کربن در بدن انسان افزایش می یابد، سیگنالی به ریه ها می آید که فعالیت خود را افزایش داده و دی اکسید کربن بیشتری را بازدم کنند.
   • تنظیم حرارت نمونه دیگری از بازخورد منفی است. هنگامی که دمای بدن افزایش می یابد (یا کاهش می یابد)، گیرنده های حرارتی در پوست و هیپوتالاموس تغییر را ثبت می کنند و سیگنالی را از مغز تحریک می کنند. این سیگنال به نوبه خود باعث پاسخ می شود - کاهش دما (یا افزایش).
2. بازخورد مثبت که در افزایش تغییرات در یک متغیر بیان می شود. اثر بی ثبات کننده دارد و بنابراین منجر به هموستاز نمی شود. بازخورد مثبت در سیستم های طبیعی کمتر رایج است، اما کاربردهای خود را نیز دارد.
   • به عنوان مثال، در اعصاب، یک پتانسیل الکتریکی آستانه باعث تولید یک پتانسیل عمل بسیار بزرگتر می شود. لخته شدن خون و رویدادهای هنگام تولد را می توان به عنوان نمونه های دیگری از بازخورد مثبت ذکر کرد.

سیستم های پایدار به ترکیبی از هر دو نوع بازخورد نیاز دارند. در حالی که بازخورد منفی امکان بازگشت به حالت هموستاتیک را فراهم می‌کند، بازخورد مثبت برای حرکت به حالت کاملاً جدید (و شاید کمتر مطلوب) هموستاز استفاده می‌شود، وضعیتی به نام «دیگر پایداری». چنین تغییرات فاجعه‌باری می‌تواند رخ دهد، به عنوان مثال، با افزایش مواد مغذی در رودخانه‌های با آب شفاف، که منجر به یک حالت هموستاتیک از اوتروفیکاسیون (رشد بیش از حد جلبک‌ها در بستر رودخانه) و کدورت می‌شود.

هموستاز اکولوژیکی

هموستاز اکولوژیکی در جوامع اوج با بالاترین تنوع زیستی ممکن تحت شرایط محیطی مطلوب مشاهده می شود.

در اکوسیستم های آشفته، یا جوامع بیولوژیکی زیر اوج - مانند جزیره کراکاتوآ، پس از یک فوران آتشفشانی عظیم در سال 1883 - وضعیت هموستاز اکوسیستم اوج جنگل قبلی، مانند تمام زندگی در آن جزیره از بین رفت. کراکاتوآ، در سال‌های پس از فوران، زنجیره‌ای از تغییرات اکولوژیکی را پشت سر گذاشت که در آن گونه‌های جدیدی از گیاهان و جانوران جانشین یکدیگر شدند که منجر به تنوع زیستی و در نتیجه جامعه اوج شد. جانشینی زیست محیطی در کراکاتوآ در چند مرحله انجام شد. زنجیره کامل توالی منتهی به نقطه اوج پرسریا نامیده می شود. در مثال کراکاتوآ، این جزیره یک جامعه اوج با هشت هزار گونه مختلف ایجاد کرد که در سال 1983، صد سال پس از فوران که حیات را در آن از بین برد، ثبت شد. داده ها تأیید می کنند که وضعیت برای مدتی در هموستاز باقی می ماند، با ظهور گونه های جدید بسیار سریع منجر به ناپدید شدن سریع گونه های قدیمی می شود.

مورد کراکاتوآ و سایر اکوسیستم‌های آشفته یا دست نخورده نشان می‌دهد که استعمار اولیه توسط گونه‌های پیشگام از طریق استراتژی‌های تولید مثلی بازخورد مثبت اتفاق می‌افتد که در آن گونه‌ها پراکنده می‌شوند و تا حد امکان فرزندان تولید می‌کنند، اما با سرمایه‌گذاری اندکی در موفقیت هر فرد. در چنین گونه هایی توسعه سریع و به همان اندازه فروپاشی سریع (به عنوان مثال، از طریق یک بیماری همه گیر) وجود دارد. همانطور که یک اکوسیستم به اوج نزدیک می شود، چنین گونه هایی با گونه های اوج پیچیده تری جایگزین می شوند که از طریق بازخورد منفی، با شرایط خاص محیط خود سازگار می شوند. این گونه‌ها به دقت توسط ظرفیت حمل بالقوه اکوسیستم کنترل می‌شوند و از استراتژی متفاوتی پیروی می‌کنند - فرزندان کمتری تولید می‌کنند، موفقیت باروری که انرژی بیشتری در ریزمحیط طاقچه اکولوژیکی خاص آن سرمایه‌گذاری می‌کند.

توسعه با جامعه پیشگام آغاز می شود و با جامعه اوج پایان می یابد. این اجتماع اوج زمانی شکل می گیرد که گیاهان و جانوران با محیط محلی تعادل برقرار کنند.

چنین اکوسیستم هایی دوتایی تشکیل می دهند که در آن هموستاز در یک سطح به فرآیندهای هموستاتیک در سطح پیچیده دیگر کمک می کند. به عنوان مثال، از بین رفتن برگ های یک درخت استوایی بالغ فضایی را برای رشد جدید فراهم می کند و خاک را غنی می کند. به همین ترتیب، درخت استوایی دسترسی نور را به سطوح پایین‌تر کاهش می‌دهد و به جلوگیری از تهاجم گونه‌های دیگر کمک می‌کند. اما درختان نیز به زمین می افتند و توسعه جنگل به تغییر مداوم درختان و چرخه مواد غذایی که توسط باکتری ها، حشرات و قارچ ها انجام می شود بستگی دارد. به طور مشابه، چنین جنگل‌هایی به فرآیندهای اکولوژیکی مانند تنظیم ریزاقلیم یا چرخه‌های هیدرولوژیکی یک اکوسیستم کمک می‌کنند، و چندین اکوسیستم مختلف ممکن است برای حفظ هموستاز زه‌کشی رودخانه در یک منطقه بیولوژیکی تعامل داشته باشند. تنوع زیست منطقه ای همچنین در ثبات هموستاتیک یک منطقه بیولوژیکی یا بیوم نقش دارد.

هموستاز بیولوژیکی

اطلاعات بیشتر: تعادل اسید و باز

هموستاز به عنوان یک ویژگی اساسی موجودات زنده عمل می کند و به عنوان حفظ محیط داخلی در محدوده قابل قبول شناخته می شود.

محیط داخلی بدن شامل مایعات بدن - پلاسمای خون، لنف، ماده بین سلولی و مایع مغزی نخاعی است. حفظ پایداری این مایعات برای موجودات حیاتی است، در حالی که عدم وجود آن منجر به آسیب به ماده ژنتیکی می شود.

با توجه به هر پارامتر، موجودات به دو دسته ساختاری و تنظیمی تقسیم می شوند. ارگانیسم های تنظیم کننده بدون توجه به آنچه در محیط اتفاق می افتد، پارامتر را در یک سطح ثابت نگه می دارند. موجودات ساختاری به محیط اجازه می دهند تا پارامتر را تعیین کند. به عنوان مثال، حیوانات خونگرم دمای بدن خود را ثابت نگه می دارند، در حالی که حیوانات خونسرد طیف وسیعی از دما را از خود نشان می دهند.

این بدان معنا نیست که موجودات ساختاری سازگاری رفتاری ندارند که به آنها اجازه می دهد یک پارامتر معین را تا حدودی تنظیم کنند. به عنوان مثال خزندگان اغلب صبح ها روی سنگ های گرم شده می نشینند تا دمای بدن خود را افزایش دهند.

مزیت تنظیم هومئوستاتیک این است که به بدن اجازه می دهد کارآمدتر عمل کند. به عنوان مثال، حیوانات خونسرد در دمای سرد تمایل به بی حالی دارند، در حالی که حیوانات خونگرم تقریباً مانند همیشه فعال هستند. از سوی دیگر، تنظیم نیاز به انرژی دارد. دلیل اینکه برخی از مارها فقط یک بار در هفته می توانند غذا بخورند این است که نسبت به پستانداران انرژی بسیار کمتری برای حفظ هموستاز مصرف می کنند.

هموستاز سلولی

تنظیم فعالیت شیمیایی سلول از طریق تعدادی فرآیند به دست می آید که در میان آنها تغییرات در ساختار خود سیتوپلاسم و همچنین ساختار و فعالیت آنزیم ها از اهمیت ویژه ای برخوردار است. تنظیم خودکار به دما، درجه اسیدیته، غلظت سوبسترا و وجود برخی عناصر ماکرو و ریز بستگی دارد.

هموستاز در بدن انسان

اطلاعات اضافی: تعادل اسید و باز همچنین ببینید: سیستم های بافر خون

عوامل مختلفی بر توانایی مایعات بدن برای حمایت از زندگی تأثیر می گذارد. اینها شامل پارامترهایی مانند دما، شوری، اسیدیته و غلظت مواد مغذی - گلوکز، یون‌های مختلف، اکسیژن و مواد زائد - دی‌اکسید کربن و ادرار است. از آنجایی که این پارامترها بر واکنش‌های شیمیایی که بدن را زنده نگه می‌دارند تأثیر می‌گذارند، مکانیسم‌های فیزیولوژیکی داخلی برای حفظ آنها در سطح مورد نیاز وجود دارد.

هموستاز را نمی توان علت این فرآیندهای سازگاری ناخودآگاه دانست. این باید به عنوان یک ویژگی کلی بسیاری از فرآیندهای عادی که با هم عمل می کنند درک شود، و نه به عنوان علت اصلی آنها. علاوه بر این، بسیاری از پدیده های بیولوژیکی وجود دارد که با این مدل مناسب نیستند - به عنوان مثال، آنابولیسم.

مناطق دیگر

مفهوم "هموستاز" در سایر زمینه ها نیز استفاده می شود.

یک آکچوئر می تواند در مورد آن صحبت کند خطر هموستازکه در آن مثلاً افرادی که روی خودروی خود ترمز نچسب دارند نسبت به کسانی که این کار را ندارند ایمنی بیشتری ندارند، زیرا این افراد ناخودآگاه خودروی ایمن تر را با رانندگی پرخطرتر جبران می کنند. این به این دلیل اتفاق می افتد که برخی از مکانیسم های نگهدارنده - مانند ترس - از کار می افتند.

جامعه شناسان و روانشناسان می توانند در مورد آن صحبت کنند هموستاز استرس- تمایل یک جمعیت یا فرد برای باقی ماندن در یک سطح استرس خاص، اغلب به طور مصنوعی باعث ایجاد استرس در صورتی که سطح "طبیعی" استرس کافی نباشد.

مثال ها

• تنظیم حرارت
  • اگر دمای بدن خیلی پایین باشد، ممکن است لرزش عضلات اسکلتی شروع شود.
  • نوع دیگری از ترموژنز شامل تجزیه چربی ها برای تولید گرما است.
  • عرق کردن بدن را از طریق تبخیر خنک می کند.
• مقررات شیمیایی
  • پانکراس انسولین و گلوکاگون ترشح می کند تا سطح گلوکز خون را کنترل کند.
  • ریه ها اکسیژن دریافت می کنند و دی اکسید کربن آزاد می کنند.
  • کلیه ها ادرار تولید می کنند و سطح آب و تعدادی از یون ها را در بدن تنظیم می کنند.

بسیاری از این اندام ها توسط هورمون هایی از محور هیپوتالاموس-هیپوفیز کنترل می شوند.

همچنین ببینید

دسته بندی ها:

• هموستاز
• سیستم های باز
• فرآیندهای فیزیولوژیکی

بنیاد ویکی مدیا 2010.

هموستاز من هموستاز (یونانی homoios مشابه، یکسان + ایستادن یونانی، بی حرکتی)

توانایی بدن برای حفظ متغیرهای عملکردی مهم در محدوده هایی که عملکرد بهینه آن را تضمین می کند. مکانیسم‌های تنظیمی که وضعیت یا خواص فیزیولوژیکی سلول‌ها، اندام‌ها و سیستم‌های کل ارگانیسم را در سطحی متناسب با نیازهای فعلی آن حفظ می‌کنند، هموستاتیک نامیده می‌شوند.

در ابتدا، اصطلاح "هموستاز" فقط به معنای حفظ یک محیط داخلی ثابت بود، یعنی. خون، لنف، مایع بین سلولی (به متابولیسم آب-نمک مراجعه کنید , تعادل اسید و باز) . پس از آن، بسترهای مختلف بیوشیمیایی و ساختاری در سطوح مختلف سازمان خود (سلول ها، اندام ها و سیستم های آنها) به عنوان شاخص های عملکردی مهم G طبقه بندی شدند.

در معنای وسیع، G. مسائل مربوط به دوره واکنش های جبرانی را پوشش می دهد (به فرآیندهای جبرانی مراجعه کنید). , تنظیم و خود تنظیمی عملکردهای فیزیولوژیکی (به خود تنظیمی عملکردهای فیزیولوژیکی مراجعه کنید) , ماهیت و پویایی روابط بین اجزای عصبی، هومورال و سایر اجزای فرآیند تنظیمی در کل ارگانیسم. مرزهای G ممکن است بسته به سن، جنسیت، اجتماعی، حرفه و شرایط دیگر متفاوت باشد.

کتابشناسی - فهرست کتب:آنوخین پ.ک. مقالاتی در مورد فیزیولوژی سیستم های عملکردی. م.، 1975; هموستاز، ویرایش. P.D. Gorizontova، M.، 1976; تنظیم عملکرد احشایی. الگوها و مکانیسم ها، ویرایش. N.P. بختروا، ص. 129, L., 1987; سارکیسوف D.S. مقالاتی در مورد مبانی ساختاری هموستاز، م.، 1977; سیستم عصبی خودمختار، ویرایش. O.G. باقلواجیان، ص. 536، L.، 1981.

II هموستاز (هومئو- + ایستایی یونانی ایستاده، بی حرکتی؛ هموستاز)

در فیزیولوژی - ثبات دینامیکی نسبی محیط داخلی (خون، لنف، مایع بافتی) و ثبات عملکردهای فیزیولوژیکی اساسی (گردش خون، تنفس، تنظیم حرارت، متابولیسم و ​​غیره) بدن.

1. دایره المعارف پزشکی کوچک. - م.: دایره المعارف پزشکی. 1991-96 2. کمک های اولیه - M.: دایره المعارف بزرگ روسیه. 1994 3. فرهنگ لغت دایره المعارف اصطلاحات پزشکی. - م.: دایره المعارف شوروی. - 1982-1984.

مترادف ها:

ببینید "Homeostasis" در سایر لغت نامه ها چیست:

هموستاز ... فرهنگ لغت املا - کتاب مرجع

هموستاز- اصل کلی خودتنظیمی موجودات زنده. پرلز در اثر خود با عنوان «رویکرد گشتالت» و «شاهد چشمی برای درمان» به شدت بر اهمیت این مفهوم تأکید می کند. فرهنگ لغت توضیحی مختصر روانشناسی و روانپزشکی. اد. ایگیشوا 2008 ... دایره المعارف بزرگ روانشناسی

هوموستاز (از یونانی مشابه، یکسان و حالت)، توانایی بدن برای حفظ پارامترهای خود و فیزیولوژیکی. توابع در تعریف محدوده بر اساس ثبات داخلی محیط بدن در رابطه با تأثیرات مزاحم ... دایره المعارف فلسفی

هموستاز- (از یونانی homoios همان، مشابه و یونانی stasis بی حرکتی، ایستادن)، هموستاز، توانایی یک موجود زنده یا سیستم موجودات برای حفظ تعادل پایدار (پویا) در شرایط متغیر محیطی. هموستاز در جمعیت... ... فرهنگ لغت زیست محیطی

هموستاز (از homeo... و یونانی stasis unmobility، حالت)، توانایی بیول. سیستم هایی برای مقاومت در برابر تغییر و پویا ماندن. به ثبات ترکیب و خواص اشاره دارد. اصطلاح "G." پیشنهادی توسط دبلیو کنن در سال 1929 برای توصیف ایالت ها... فرهنگ لغت دایره المعارف زیستی

- (از homeo... و حالت بی حرکتی استاز یونانی)، ثبات دینامیکی نسبی ترکیب و خواص محیط داخلی و ثبات عملکردهای فیزیولوژیکی اساسی بدن. مفهوم هموستاز برای بیوسنوزها نیز به کار می رود (حفظ... ... فرهنگ لغت دایره المعارفی بزرگ

- (از یونانی homoios similar و stasis immobility) فرآیندی که از طریق آن ثبات نسبی محیط داخلی بدن به دست می آید (ثبات دمای بدن، فشار خون، غلظت قند خون). بصورت جداگانه...... فرهنگ لغت روانشناسی

HOMEOSTASIS (IS) [فرهنگ لغات خارجی زبان روسی

هموستاز- حالت تعادل پویا متحرک یک اکوسیستم هموستاز هموستاز حالت پایدار تعادل یک سیستم باز در تعامل آن با محیط. این مفهوم وارد علم اقتصاد شد... راهنمای مترجم فنی

هموستاز، در زیست شناسی، فرآیند حفظ شرایط ثابت در داخل یک سلول یا ارگانیسم بدون توجه به تغییرات داخلی یا خارجی... فرهنگ دانشنامه علمی و فنی

HOMEOSTASIS، هموستاز (یونانی homois مشابه، یکسان و استاز بی حرکت، حالت) خاصیت سیستم های بیولوژیکی برای حفظ پایداری دینامیکی نسبی پارامترهای ترکیب و عملکردها است. اساس این توانایی توانایی... ... جدیدترین فرهنگ لغت فلسفی

کتاب ها

• هموستاز و تغذیه. راهنمای مطالعه، مزنووا اولگا یاکولوونا. جنبه های تاریخی و ویژگی های ملی علم تغذیه، ساختار و عملکرد دستگاه گوارش، اساس بیوشیمیایی هموستاز بدن، اهمیت انواع مختلف ...

آنها تلاش می کنند تا در طول دوره سازگاری با شرایط خاصی که برای بقا بهینه است، ثبات را حفظ کنند. هر سیستمی که در تعادل دینامیکی قرار دارد، تلاش می کند تا به حالتی پایدار دست یابد که در برابر عوامل و محرک های خارجی مقاومت کند.

مفهوم هموستاز

تمام سیستم های بدن باید با هم کار کنند تا هموستاز مناسب در بدن حفظ شود. هموستاز تنظیم شاخص هایی در بدن مانند دما، محتوای آب و سطح دی اکسید کربن است. به عنوان مثال، دیابت وضعیتی است که در آن بدن نمی تواند سطح گلوکز خون را تنظیم کند.

هموستاز اصطلاحی است که هم برای توصیف وجود موجودات در یک اکوسیستم و هم برای توصیف عملکرد موفقیت آمیز سلول ها در یک موجود زنده استفاده می شود. ارگانیسم ها و جمعیت ها می توانند با حفظ سطوح پایدار باروری و مرگ و میر، هموستاز را حفظ کنند.

بازخورد

بازخورد فرآیندی است که زمانی اتفاق می‌افتد که سیستم‌های بدن باید کند شده یا به طور کامل متوقف شوند. وقتی انسان غذا می خورد، غذا وارد معده می شود و هضم غذا شروع می شود. معده نباید بین وعده های غذایی کار کند. دستگاه گوارش با یک سری هورمون ها و تکانه های عصبی کار می کند تا ترشح اسید در معده را متوقف و شروع کند.

مثال دیگری از بازخورد منفی را می توان در مورد افزایش دمای بدن مشاهده کرد. تنظیم هموستاز با تعریق، واکنش محافظتی بدن به گرمای بیش از حد آشکار می شود. بنابراین، افزایش دما متوقف می شود و مشکل گرمای بیش از حد خنثی می شود. در صورت هیپوترمی، بدن همچنین تعدادی از اقدامات انجام شده را برای گرم کردن انجام می دهد.

حفظ تعادل درونی

هوموستاز را می توان به عنوان ویژگی یک ارگانیسم یا سیستم تعریف کرد که به آن کمک می کند پارامترهای داده شده را در یک محدوده طبیعی از مقادیر حفظ کند. این کلید زندگی است و تعادل نامناسب در حفظ هموستاز می تواند منجر به بیماری هایی مانند فشار خون بالا و دیابت شود.

هموستاز یک عنصر کلیدی در درک نحوه عملکرد بدن انسان است. این تعریف رسمی سیستمی را مشخص می‌کند که محیط داخلی خود را تنظیم می‌کند و تلاش می‌کند تا ثبات و نظم همه فرآیندهایی که در بدن اتفاق می‌افتد را حفظ کند.

تنظیم هومئوستاتیک: دمای بدن

کنترل دمای بدن در انسان نمونه خوبی از هموستاز در یک سیستم بیولوژیکی است. هنگامی که یک فرد سالم است، دمای بدن او در حدود +37 درجه سانتیگراد است، اما عوامل مختلفی از جمله هورمون ها، میزان متابولیسم و ​​بیماری های مختلفی که باعث تب می شوند می توانند بر این مقدار تأثیر بگذارند.

در بدن، تنظیم دما در بخشی از مغز به نام هیپوتالاموس کنترل می شود. از طریق جریان خون، سیگنال‌های مربوط به شاخص‌های دما به مغز دریافت می‌شود و همچنین نتایج داده‌های مربوط به تعداد تنفس، سطح قند خون و متابولیسم مورد تجزیه و تحلیل قرار می‌گیرد. از دست دادن گرما در بدن انسان نیز به کاهش فعالیت کمک می کند.

تعادل آب و نمک

هر چقدر هم که انسان آب بنوشد، بدن انسان مانند بادکنک باد نمی‌کند و اگر کم بنوشد بدن انسان مانند کشمش کوچک نمی‌شود. احتمالاً کسی حداقل یک بار به این موضوع فکر کرده است. به هر طریقی، بدن می داند که برای حفظ سطح مورد نظر، چه مقدار مایع باید حفظ شود.

غلظت نمک و گلوکز (قند) در بدن در سطح ثابتی حفظ می شود (در صورت عدم وجود عوامل منفی)، میزان خون در بدن حدود 5 لیتر است.

تنظیم سطح قند خون

گلوکز نوعی قند است که در خون یافت می شود. بدن انسان باید سطح گلوکز مناسب را حفظ کند تا فرد سالم بماند. هنگامی که سطح گلوکز بیش از حد بالا می رود، لوزالمعده هورمون انسولین را تولید می کند.

اگر سطح گلوکز خون خیلی پایین بیاید، کبد گلیکوژن را در خون تبدیل می کند و در نتیجه سطح قند را افزایش می دهد. هنگامی که باکتری ها یا ویروس های بیماری زا وارد بدن می شوند، قبل از اینکه عناصر بیماری زا منجر به مشکلات سلامتی شوند، شروع به مبارزه با عفونت می کند.

فشار خون تحت کنترل

حفظ فشار خون سالم نیز نمونه ای از هموستاز است. قلب می تواند تغییرات فشار خون را حس کند و سیگنال هایی را برای پردازش به مغز ارسال کند. سپس مغز سیگنالی را به همراه دستورالعمل نحوه پاسخ صحیح به قلب ارسال می کند. اگر فشار خون شما خیلی بالا است، باید آن را کاهش دهید.

چگونه هموستاز به دست می آید؟

بدن انسان چگونه همه سیستم ها و اندام ها را تنظیم می کند و تغییرات محیط را جبران می کند؟ این به دلیل وجود بسیاری از سنسورهای طبیعی است که دما، ترکیب نمک خون، فشار خون و بسیاری از پارامترهای دیگر را کنترل می کنند. این آشکارسازها در صورت انحراف مقادیر خاصی از هنجار، سیگنال‌هایی را به مغز، مرکز کنترل اصلی ارسال می‌کنند. پس از این، اقدامات جبرانی برای بازگرداندن حالت عادی آغاز می شود.

حفظ هموستاز برای بدن بسیار مهم است. بدن انسان حاوی مقدار معینی از مواد شیمیایی به نام اسیدها و قلیاها است که تعادل صحیح آنها برای عملکرد بهینه همه اندام ها و سیستم های بدن ضروری است. سطح کلسیم خون باید در سطح مناسب حفظ شود. از آنجایی که تنفس غیرارادی است، سیستم عصبی تضمین می کند که بدن اکسیژن بسیار مورد نیاز را دریافت می کند. هنگامی که سموم وارد جریان خون شما می شوند، هموستاز بدن را مختل می کنند. بدن انسان از طریق سیستم ادراری به این اختلال پاسخ می دهد.

تاکید بر این نکته مهم است که اگر سیستم به طور طبیعی کار کند، هموستاز بدن به طور خودکار کار می کند. به عنوان مثال، واکنش به گرما - پوست قرمز می شود زیرا رگ های خونی کوچک آن به طور خودکار گشاد می شوند. لرز پاسخی به خنک شدن است. بنابراین، هموستاز مجموعه ای از اندام ها نیست، بلکه سنتز و تعادل عملکردهای بدن است. با هم، این به شما امکان می دهد کل بدن را در حالت پایدار نگه دارید.