Kroppen af højere dyr har udviklet tilpasninger, der modvirker mange påvirkninger fra det ydre miljø, hvilket giver relativt konstante betingelser for eksistensen af celler. Dette er af yderste vigtighed for hele organismens funktion. Det illustrerer vi med eksempler. Kroppens celler hos varmblodede dyr, det vil sige dyr med en konstant kropstemperatur, fungerer normalt kun inden for snævre temperaturgrænser (hos mennesker inden for 36-38°). Et temperaturskift ud over disse grænser fører til afbrydelse af celleaktivitet. Samtidig kan kroppen af varmblodede dyr normalt eksistere med væsentligt større udsving i miljøtemperaturen. For eksempel kan en isbjørn leve ved temperaturer på -70° og +20-30°. Dette skyldes det faktum, at i hele organismen er dens varmeudveksling med miljøet reguleret, dvs. varmeudvikling (intensiteten af kemiske processer, der forekommer med frigivelse af varme) og varmeoverførsel. Ved lave omgivelsestemperaturer øges varmeudviklingen, og varmeoverførslen falder. Derfor, når den ydre temperatur svinger (inden for visse grænser), forbliver kropstemperaturen konstant.
Funktionerne af kroppens celler er kun normale, når det osmotiske tryk er relativt konstant, på grund af det konstante indhold af elektrolytter og vand i cellerne. Ændringer i osmotisk tryk - dets fald eller stigning - fører til skarpe forstyrrelser i cellernes funktioner og struktur. Organismen som helhed kan eksistere i nogen tid selv med overskud og mangel på vand og med store og små mængder salte i maden. Dette forklares af tilstedeværelsen i kroppen af enheder, der hjælper med at vedligeholde
konstanthed af mængden af vand og elektrolytter i kroppen. Ved overskydende vandindtag frigives betydelige mængder af det hurtigt fra kroppen af udskillelsesorganerne (nyrer, svedkirtler, hud), og i tilfælde af vandmangel tilbageholdes det i kroppen. Ligeledes regulerer udskillelsesorganerne indholdet af elektrolytter i kroppen: de fjerner hurtigt overskydende mængder af dem eller tilbageholder dem i kropsvæsker, når der er utilstrækkeligt saltindtag.
Koncentrationen af individuelle elektrolytter i blodet og vævsvæsken på den ene side og i protoplasma af celler på den anden side er forskellig. Blodet og vævsvæsken indeholder flere natriumioner, og cellernes protoplasma indeholder flere kaliumioner. Forskellen i ionkoncentrationer i og uden for cellen opnås ved en særlig mekanisme, der tilbageholder kaliumioner inde i cellen og ikke tillader natriumioner at ophobes i cellen. Denne mekanisme, hvis natur endnu ikke er klar, kaldes natrium-kalium-pumpen og er forbundet med processen med cellemetabolisme.
Kropsceller er meget følsomme over for ændringer i koncentrationen af brintioner. En ændring i koncentrationen af disse ioner i en eller anden retning forstyrrer kraftigt cellernes vitale aktivitet. Kroppens indre miljø er karakteriseret ved en konstant koncentration af brintioner, afhængig af tilstedeværelsen af såkaldte buffersystemer i blodet og vævsvæsken (s. 48) og af udskillelsesorganernes aktivitet. Når indholdet af syrer eller baser i blodet stiger, fjernes de hurtigt fra kroppen og på denne måde opretholdes konstanten af koncentrationen af brintioner i det indre miljø.
Celler, især nerveceller, er meget følsomme over for ændringer i blodsukkerniveauet, som tjener som et vigtigt næringsstof. Derfor er konstanten af blodsukkerniveauet af stor betydning for livsprocessen. Det opnås ved, at når blodsukkerniveauet stiger i leveren og musklerne, syntetiseres det polysaccharid, der er aflejret i cellerne, glykogen, derfra, og når blodsukkerniveauet falder, nedbrydes glykogen i lever og muskler. og druesukker frigives til blodet.
Konstansen af den kemiske sammensætning og fysisk-kemiske egenskaber af det indre miljø er et vigtigt træk ved organismerne hos højere dyr. For at betegne denne konstans foreslog W. Cannon et udtryk, der er blevet udbredt - homeostase. Udtrykket af homeostase er tilstedeværelsen af en række biologiske konstanter, dvs. stabile kvantitative indikatorer, der karakteriserer kroppens normale tilstand. Sådanne konstante indikatorer er: kropstemperatur, osmotisk tryk af blod og vævsvæske, indholdet af natrium-, kalium-, calcium-, klor- og fosforioner samt proteiner og sukker, koncentrationen af hydrogenioner og en række andre.
Ved at bemærke det indre miljøs sammensætning, fysisk-kemiske og biologiske egenskaber, skal det understreges, at det ikke er absolut, men relativt og dynamisk. Denne konstanthed opnås ved det kontinuerligt udførte arbejde af en række organer og væv, som følge heraf de skift i det indre miljøs sammensætning og fysisk-kemiske egenskaber, der opstår under påvirkning af ændringer i det ydre miljø og som følge af kroppens vitale aktivitet udjævnes.
Rollen af forskellige organer og deres systemer i at opretholde homeostase er forskellig. Således sørger fordøjelsessystemet for, at næringsstoffer kommer ind i blodbanen i den form, som de kan bruges af kroppens celler. Kredsløbssystemet udfører den kontinuerlige bevægelse af blod og transport af forskellige stoffer i kroppen, som et resultat af, at næringsstoffer, ilt og forskellige kemiske forbindelser dannet i kroppen selv tilføres til cellerne, og nedbrydningsprodukter, herunder kuldioxid, frigivet af cellerne overføres til organerne, som fjerner dem fra kroppen. Åndedrætsorganerne sikrer tilførsel af ilt til blodet og fjernelse af kuldioxid fra kroppen. Leveren og en række andre organer udfører et betydeligt antal kemiske transformationer - syntese og nedbrydning af mange kemiske forbindelser, der er vigtige i cellernes liv. Udskillelsesorganerne - nyrer, lunger, svedkirtler, hud - fjerner slutprodukterne fra nedbrydningen af organiske stoffer fra kroppen og opretholder et konstant indhold af vand og elektrolytter i blodet og derfor i kroppens vævsvæske og celler .
Nervesystemet spiller en afgørende rolle i at opretholde homeostase. Den reagerer følsomt på forskellige ændringer i det ydre eller indre miljø og regulerer aktiviteten af organer og systemer på en sådan måde, at forskydninger og forstyrrelser, der opstår eller kunne forekomme i kroppen, forhindres og udjævnes.
Takket være udviklingen af enheder, der sikrer den relative konstanthed af kroppens indre miljø, er dens celler mindre modtagelige for de skiftende påvirkninger fra det ydre miljø. Ifølge Cl. Bernard, "konstant i det indre miljø er en betingelse for frit og uafhængigt liv."
Homeostase har visse grænser. Når en organisme opholder sig, især i lang tid, under forhold, der adskiller sig væsentligt fra dem, den er tilpasset til, forstyrres homeostasen, og der kan forekomme ændringer, som er uforenelige med det normale liv. Med en væsentlig ændring i den ydre temperatur i retning af enten stigende eller faldende kan kropstemperaturen stige eller falde, og overophedning eller afkøling af kroppen kan forekomme, hvilket fører til døden. Ligeledes med en betydelig begrænsning af indtagelsen af vand og salte i kroppen eller en fuldstændig fratagelse af disse stoffer, forstyrres den relative konstanthed af det indre miljøs sammensætning og fysisk-kemiske egenskaber efter nogen tid, og livet ophører.
Et højt niveau af homeostase forekommer kun på visse stadier af arter og individuel udvikling. Lavere dyr har ikke tilstrækkeligt udviklede tilpasninger til at afbøde eller eliminere virkningerne af ændringer i det ydre miljø. For eksempel opretholdes relativ konstant kropstemperatur (homeothermi) kun hos varmblodede dyr. Hos såkaldt koldblodede dyr er kropstemperaturen tæt på temperaturen i det ydre miljø og er variabel (poikilotermi). Et nyfødt dyr har ikke den samme konstanthed af kropstemperatur, sammensætning og egenskaber i det indre miljø som en voksen organisme.
Selv små forstyrrelser af homeostase fører til patologi, og derfor er bestemmelsen af relativt konstante fysiologiske indikatorer, såsom kropstemperatur, blodtryk, sammensætning, fysisk-kemiske og biologiske egenskaber af blod osv., af stor diagnostisk betydning.
Som det er kendt, er en levende celle et mobilt, selvregulerende system. Dens interne organisation understøttes af aktive processer, der sigter mod at begrænse, forhindre eller eliminere forskydninger forårsaget af forskellige påvirkninger fra det eksterne og interne miljø. Evnen til at vende tilbage til den oprindelige tilstand efter en afvigelse fra et vist gennemsnitsniveau forårsaget af en eller anden "forstyrrende" faktor er cellens hovedegenskab. En flercellet organisme er en integreret organisation, hvis cellulære elementer er specialiserede til at udføre forskellige funktioner. Interaktion i kroppen udføres af komplekse regulerende, koordinerende og korrelerende mekanismer med deltagelse af nervøse, humorale, metaboliske og andre faktorer. Mange individuelle mekanismer, der regulerer intra- og intercellulære forhold, har i nogle tilfælde gensidigt modsatte (antagonistiske) virkninger, der balancerer hinanden. Dette fører til etableringen af en mobil fysiologisk baggrund (fysiologisk balance) i kroppen og gør det muligt for det levende system at opretholde en relativ dynamisk konstans på trods af ændringer i miljøet og skift, der opstår i løbet af organismens liv.
Udtrykket "homeostase" blev foreslået i 1929 af fysiologen W. Cannon, som mente, at de fysiologiske processer, der opretholder stabiliteten i kroppen, er så komplekse og mangfoldige, at det er tilrådeligt at kombinere dem under det generelle navn homeostase. Men tilbage i 1878 skrev C. Bernard, at alle livsprocesser kun har ét mål - at opretholde konstante levevilkår i vores indre miljø. Lignende udsagn findes i mange forskeres værker i det 19. og første halvdel af det 20. århundrede. (E. Pfluger, S. Richet, Frederic (L.A. Fredericq), I.M. Sechenov, I.P. Pavlov, K.M. Bykov og andre). L.S.s værker var af stor betydning for studiet af problemet med homeostase. Stern (med kolleger), viet til rollen som barrierefunktioner, der regulerer sammensætningen og egenskaberne af mikromiljøet af organer og væv.
Selve ideen om homeostase svarer ikke til begrebet stabil (ikke-fluktuerende) ligevægt i kroppen - ligevægtsprincippet er ikke anvendeligt til komplekse fysiologiske og biokemiske processer, der forekommer i levende systemer. Det er også forkert at sammenligne homeostase med rytmiske udsving i det indre miljø. Homeostase i bred forstand dækker spørgsmål om det cykliske og faseforløb af reaktioner, kompensation, regulering og selvregulering af fysiologiske funktioner, dynamikken i den indbyrdes afhængighed af nervøse, humorale og andre komponenter i reguleringsprocessen. Grænserne for homeostase kan være stive og fleksible og ændre sig afhængigt af individuel alder, køn, sociale, professionelle og andre forhold.
Af særlig betydning for kroppens liv er konstansen af blodets sammensætning - kroppens flydende matrix, som W. Cannon udtrykker det. Stabiliteten af dens aktive reaktion (pH), osmotiske tryk, forholdet mellem elektrolytter (natrium, calcium, chlor, magnesium, phosphor), glucoseindhold, antal dannede grundstoffer og så videre er velkendt. For eksempel går blodets pH som regel ikke ud over 7,35-7,47. Selv alvorlige forstyrrelser i syre-base metabolisme med patologi af syreakkumulering i vævsvæske, for eksempel ved diabetisk acidose, har meget lille effekt på den aktive blodreaktion. På trods af det faktum, at det osmotiske tryk af blod og vævsvæske er genstand for kontinuerlige udsving på grund af den konstante forsyning af osmotisk aktive produkter af interstitiel metabolisme, forbliver det på et vist niveau og ændrer sig kun under visse alvorlige patologiske tilstande.
At opretholde et konstant osmotisk tryk er af afgørende betydning for vandstofskiftet og opretholdelse af ionbalancen i kroppen (se Vand-saltmetabolisme). Koncentrationen af natriumioner i det indre miljø er den mest konstante. Indholdet af andre elektrolytter varierer også inden for snævre grænser. Tilstedeværelsen af et stort antal osmoreceptorer i væv og organer, herunder i centralnerveformationerne (hypothalamus, hippocampus), og et koordineret system af regulatorer af vandmetabolisme og ionsammensætning gør det muligt for kroppen hurtigt at eliminere skift i det osmotiske tryk af blod, der for eksempel opstår, når vand indføres i kroppen.
På trods af det faktum, at blod repræsenterer det generelle indre miljø i kroppen, kommer cellerne i organer og væv ikke direkte i kontakt med det.
I flercellede organismer har hvert organ sit eget indre miljø (mikromiljø), svarende til dets strukturelle og funktionelle egenskaber, og organernes normale tilstand afhænger af den kemiske sammensætning, fysisk-kemiske, biologiske og andre egenskaber af dette mikromiljø. Dens homeostase er bestemt af den funktionelle tilstand af histohematiske barrierer og deres permeabilitet i retningerne blod→vævsvæske, vævsvæske→blod.
Konstansen af det indre miljø for aktiviteten af centralnervesystemet er af særlig betydning: selv mindre kemiske og fysisk-kemiske ændringer, der forekommer i cerebrospinalvæsken, glia og pericellulære rum kan forårsage en skarp forstyrrelse i strømmen af vitale processer i individuelle neuroner eller i deres ensembler. Et komplekst homøostatisk system, herunder forskellige neurohumorale, biokemiske, hæmodynamiske og andre reguleringsmekanismer, er systemet til at sikre optimale blodtryksniveauer. I dette tilfælde er den øvre grænse for blodtryksniveauet bestemt af funktionaliteten af baroreceptorerne i kroppens vaskulære system, og den nedre grænse bestemmes af kroppens blodforsyningsbehov.
De mest avancerede homøostatiske mekanismer i kroppen af højere dyr og mennesker omfatter termoreguleringsprocesser; Hos homøotermiske dyr overstiger temperaturudsving i de indre dele af kroppen ikke tiendedele af en grad under de mest dramatiske ændringer i temperaturen i miljøet.
Forskellige forskere forklarer de generelle biologiske mekanismer, der ligger til grund for homeostase, på forskellige måder. W. Cannon lagde således særlig vægt på det højere nervesystem; Den organiserende rolle af nerveapparatet (princippet om nervisme) ligger til grund for vidt kendte ideer om essensen af principperne for homeostase (I. M. Sechenov, I. P. Pavlov, A. D. Speransky og andre). Men hverken princippet om dominans (A. A. Ukhtomsky) eller teorien om barrierefunktioner (L. S. Stern), eller det generelle tilpasningssyndrom (G. Selye), eller teorien om funktionelle systemer (P. K. Anokhin), eller den hypotalamiske regulering af homeostase (N.I. Grashchenkov) og mange andre teorier løser ikke fuldstændigt problemet med homeostase.
I nogle tilfælde er ideen om homeostase ikke helt legitimt brugt til at forklare isolerede fysiologiske tilstande, processer og endda sociale fænomener. Sådan optrådte udtrykkene "immunologisk", "elektrolyt", "systemisk", "molekylær", "fysisk-kemisk", "genetisk homeostase" og lignende i litteraturen. Der er blevet gjort forsøg på at reducere problemet med homeostase til princippet om selvregulering. Et eksempel på løsning af problemet med homeostase fra kybernetikkens perspektiv er Ashbys forsøg (W. R. Ashby, 1948) på at konstruere en selvregulerende enhed, der modellerer levende organismers evne til at opretholde niveauet af visse mængder inden for fysiologisk acceptable grænser. Nogle forfattere betragter kroppens indre miljø i form af et komplekst kædesystem med mange "aktive input" (indre organer) og individuelle fysiologiske indikatorer (blodgennemstrømning, blodtryk, gasudveksling osv.), værdien af hver af som er bestemt af aktiviteten af "input".
I praksis står forskere og klinikere over for spørgsmål om vurdering af kroppens adaptive (adaptive) eller kompenserende evner, deres regulering, styrkelse og mobilisering og forudsigelse af kroppens reaktioner på forstyrrende påvirkninger. Nogle tilstande af vegetativ ustabilitet, forårsaget af insufficiens, overskud eller utilstrækkelighed af reguleringsmekanismer, betragtes som "homeostasesygdomme". Med en vis konvention kan disse omfatte funktionelle forstyrrelser i kroppens normale funktion i forbindelse med dens aldring, tvungen omstrukturering af biologiske rytmer, nogle fænomener med vegetativ dystoni, hyper- og hypokompensatorisk reaktivitet under stressende og ekstreme påvirkninger og så videre.
At vurdere tilstanden af homeostatiske mekanismer i physiol. I eksperimenter og i wedge, praksis anvendes en række forskellige doserede funktionelle tests (kulde, varme, adrenalin, insulin, mesaton og andre) med bestemmelse af forholdet mellem biologisk aktive stoffer (hormoner, mediatorer, metabolitter) i blod og urin og så videre.
Biofysiske mekanismer for homeostase
Biofysiske mekanismer for homeostase. Fra kemisk biofysiks synspunkt er homeostase en tilstand, hvor alle processer, der er ansvarlige for energitransformationer i kroppen, er i dynamisk ligevægt. Denne tilstand er den mest stabile og svarer til det fysiologiske optimum. I overensstemmelse med termodynamikkens begreber kan en organisme og en celle eksistere og tilpasse sig sådanne miljøforhold, hvorunder et stationært forløb af fysiske og kemiske processer, det vil sige homeostase, kan etableres i et biologisk system. Hovedrollen i etableringen af homeostase tilhører primært cellulære membransystemer, som er ansvarlige for bioenergetiske processer og regulerer hastigheden for indgang og frigivelse af stoffer fra celler.
Fra dette synspunkt er hovedårsagerne til lidelsen ikke-enzymatiske reaktioner, der forekommer i membraner, som er usædvanlige for normalt liv; i de fleste tilfælde er disse oxidationskædereaktioner, der involverer frie radikaler, der forekommer i cellefosfolipider. Disse reaktioner fører til beskadigelse af cellernes strukturelle elementer og forstyrrelse af regulatorisk funktion. Faktorer, der forårsager forstyrrelse af homeostase, omfatter også midler, der forårsager radikal dannelse - ioniserende stråling, smitsomme toksiner, visse fødevarer, nikotin, samt mangel på vitaminer og så videre.
En af de vigtigste faktorer, der stabiliserer den homøostatiske tilstand og funktioner af membraner, er bioantioxidanter, som hæmmer udviklingen af oxidative radikalreaktioner.
Aldersrelaterede træk ved homeostase hos børn
Aldersrelaterede træk ved homeostase hos børn. Konstansen af det indre miljø i kroppen og den relative stabilitet af fysiske og kemiske indikatorer i barndommen sikres af en udtalt overvægt af anabolske metaboliske processer over kataboliske. Dette er en uundværlig betingelse for vækst og adskiller barnets krop fra voksnes krop, hvor intensiteten af metaboliske processer er i en tilstand af dynamisk ligevægt. I denne henseende viser den neuroendokrine regulering af homeostasen af barnets krop sig at være mere intens end hos voksne. Hver aldersperiode er karakteriseret ved specifikke træk ved homeostasemekanismer og deres regulering. Derfor forekommer der hos børn, meget oftere end hos voksne, alvorlige forstyrrelser af homeostase, ofte livstruende. Disse lidelser er oftest forbundet med umodenhed af de homøostatiske funktioner i nyrerne, med lidelser i mave-tarmkanalen eller lungernes respiratoriske funktion.
Et barns vækst, udtrykt i en stigning i massen af dets celler, er ledsaget af tydelige ændringer i væskefordelingen i kroppen (se Vand-saltmetabolisme). Den absolutte stigning i volumen af ekstracellulær væske halter efter hastigheden af den samlede vægtøgning, så det relative volumen af det indre miljø, udtrykt som en procentdel af kropsvægt, falder med alderen. Denne afhængighed er især udtalt i det første år efter fødslen. Hos ældre børn falder ændringshastigheden i det relative volumen af ekstracellulær væske. Systemet til regulering af væskevolumens konstanthed (volumenregulering) giver kompensation for afvigelser i vandbalancen inden for ret snævre grænser. Den høje grad af vævshydrering hos nyfødte og små børn bestemmer, at barnets behov for vand (pr. kropsvægtenhed) er væsentligt højere end hos voksne. Tab af vand eller dets begrænsning fører hurtigt til udviklingen af dehydrering på grund af den ekstracellulære sektor, det vil sige det indre miljø. Samtidig giver nyrerne - de vigtigste udøvende organer i volumenreguleringssystemet - ikke vandbesparelser. Den begrænsende faktor for regulering er umodenhed af det renale tubulære system. Et kritisk træk ved neuroendokrin kontrol af homeostase hos nyfødte og små børn er den relativt høje sekretion og renale udskillelse af aldosteron, som har en direkte indvirkning på vævshydreringsstatus og renal tubulær funktion.
Regulering af osmotisk tryk af blodplasma og ekstracellulær væske hos børn er også begrænset. Osmolariteten af det indre miljø svinger over et bredere område (±50 mOsm/L) end hos voksne (±6 mOsm/L). Dette skyldes det større kropsoverfladeareal pr. 1 kg vægt og følgelig mere signifikante vandtab under respiration, såvel som umodenhed af nyremekanismerne for urinkoncentration hos børn. Forstyrrelser af homeostase, manifesteret ved hyperosmose, er især almindelige hos børn i den neonatale periode og de første måneder af livet; i ældre aldre begynder hypoosmose at dominere, hovedsageligt forbundet med mave-tarmsygdomme eller natlige sygdomme. Mindre undersøgt er den ioniske regulering af homeostase, som er tæt forbundet med nyrernes aktivitet og ernæringens art.
Tidligere mente man, at den vigtigste faktor, der bestemmer det osmotiske tryk i den ekstracellulære væske, var natriumkoncentrationen, men nyere undersøgelser har vist, at der ikke er nogen tæt sammenhæng mellem natriumindholdet i blodplasmaet og værdien af det totale osmotiske tryk. i patologi. Undtagelsen er plasmatisk hypertension. Derfor kræver udførelse af homøostatisk terapi ved at administrere glucose-saltopløsninger overvågning ikke kun af natriumindholdet i serum eller blodplasma, men også ændringer i den totale osmolaritet af den ekstracellulære væske. Koncentrationen af sukker og urinstof er af stor betydning for at opretholde det generelle osmotiske tryk i det indre miljø. Indholdet af disse osmotisk aktive stoffer og deres virkning på vand-saltmetabolismen kan stige kraftigt ved mange patologiske tilstande. Derfor, i tilfælde af forstyrrelser i homeostase, er det nødvendigt at bestemme koncentrationen af sukker og urinstof. På grund af ovenstående kan der hos små børn, når vand-salt- og proteinregimerne er forstyrret, udvikle en tilstand af latent hyper- eller hypoosmose, hyperazotæmi (E. Kerpel-Froniusz, 1964).
En vigtig indikator, der karakteriserer homøostase hos børn, er koncentrationen af brintioner i blodet og ekstracellulær væske. I de prænatale og tidlige postnatale perioder er reguleringen af syre-basebalancen tæt forbundet med graden af iltmætning af blodet, hvilket forklares med den relative overvægt af anaerob glykolyse i bioenergetiske processer. Desuden er selv moderat hypoxi hos fosteret ledsaget af ophobning af mælkesyre i dets væv. Derudover skaber umodenheden af nyrernes acidogenetiske funktion forudsætningerne for udvikling af "fysiologisk" acidose. På grund af homeostases ejendommeligheder oplever nyfødte ofte lidelser, der grænser mellem fysiologiske og patologiske.
Omstrukturering af det neuroendokrine system under puberteten er også forbundet med ændringer i homeostase. Men funktionerne i de udøvende organer (nyrer, lunger) når deres maksimale modenhedsgrad i denne alder, så alvorlige syndromer eller sygdomme i homeostase er sjældne, og oftere taler vi om kompenserede ændringer i stofskiftet, som kun kan påvises med en biokemisk blodprøve. I klinikken, for at karakterisere homeostase hos børn, er det nødvendigt at undersøge følgende indikatorer: hæmatokrit, totalt osmotisk tryk, indhold af natrium, kalium, sukker, bikarbonater og urinstof i blodet samt blodets pH, pO 2 og pCO 2.
Funktioner af homeostase i gammel og senil alder
Funktioner af homeostase i gammel og senil alder. Det samme niveau af homøostatiske værdier i forskellige aldersperioder opretholdes på grund af forskellige skift i systemerne for deres regulering. For eksempel opretholdes konstanten af blodtryksniveauet hos unge på grund af et højere hjertevolumen og lav total perifer vaskulær modstand, og hos ældre og senile - på grund af en højere total perifer modstand og et fald i hjertevolumen. Efterhånden som kroppen ældes, opretholdes konstanten af de vigtigste fysiologiske funktioner under forhold med faldende pålidelighed og en reduktion i det mulige område af fysiologiske ændringer i homeostase. Bevarelsen af relativ homeostase under betydelige strukturelle, metaboliske og funktionelle ændringer opnås ved, at ikke kun udryddelse, forstyrrelse og nedbrydning sker samtidigt, men også udviklingen af specifikke adaptive mekanismer. På grund af dette opretholdes et konstant niveau af blodsukker, blod-pH, osmotisk tryk, cellemembranpotentiale og så videre.
Af væsentlig betydning for at opretholde homeostase under ældningsprocessen er ændringer i mekanismerne for neurohumoral regulering, en stigning i vævets følsomhed over for virkningen af hormoner og mediatorer på baggrund af en svækkelse af nervøse påvirkninger.
Efterhånden som kroppen ældes, ændres hjertets funktion, lungeventilation, gasudveksling, nyrefunktion, sekretion af fordøjelseskirtlerne, de endokrine kirtlers funktion, stofskifte og andre væsentligt. Disse ændringer kan karakteriseres som homeoresis - en naturlig bane (dynamik) af ændringer i stofskiftehastighed og fysiologiske funktioner med alderen over tid. Betydningen af forløbet af aldersrelaterede ændringer er meget vigtig for at karakterisere en persons aldringsprocessen og bestemme hans biologiske alder.
I høj alder og alderdom falder det generelle potentiale for adaptive mekanismer. Derfor, i alderdommen, under øgede belastninger, stress og andre situationer, øges sandsynligheden for svigt af tilpasningsmekanismer og forstyrrelse af homeostase. Dette fald i pålideligheden af homeostasemekanismer er en af de vigtigste forudsætninger for udviklingen af patologiske lidelser i alderdommen.
Er du kategorisk utilfreds med udsigten til at forsvinde fra denne verden for altid? Vil du leve et andet liv? Starte forfra? Ret fejlene i dette liv? Gøre uopfyldte drømme til virkelighed? Følg linket:
Homeostase(fra græsk - lignende, identisk + tilstand, immobilitet) - den relative dynamiske konstanthed af det indre miljøs sammensætning og egenskaber og stabiliteten af de grundlæggende fysiologiske funktioner i en levende organisme; opretholdelse af konstanten af artssammensætning og antal individer i biocenoser; en populations evne til at opretholde en dynamisk balance af genetisk sammensætning, som sikrer dens maksimale levedygtighed. ( TSB)
Homeostase- Konstans af egenskaber, der er afgørende for systemets levetid, ved tilstedeværelse af forstyrrelser i det ydre miljø; en tilstand af relativ konstanthed; det indre miljøs relative uafhængighed af eksterne forhold. (Novoseltsev V.N.)
Homeostase - et åbent systems evne til at opretholde konstantheden af dets indre tilstand gennem koordinerede reaktioner rettet mod at opretholde dynamisk ligevægt.
Den amerikanske fysiolog Walter B. Cannon foreslog i sin bog The Wisdom of the Body fra 1932 udtrykket som et navn for "de koordinerede fysiologiske processer, der understøtter de fleste af kroppens stabile tilstande."
Ordet " homeostase" kan oversættes som "stabilitetens kraft."
Udtrykket homeostase bruges oftest i biologien. Flercellede organismer har brug for at opretholde et konstant indre miljø for at eksistere. Mange økologer er overbevist om, at dette princip også gælder for det ydre miljø. Hvis systemet ikke er i stand til at genoprette balancen, kan det i sidste ende holde op med at fungere.
Komplekse systemer - såsom den menneskelige krop - skal have homeostase for at forblive stabile og eksistere. Disse systemer skal ikke kun stræbe efter at overleve, de skal også tilpasse sig miljøændringer og udvikle sig.
Homeostatiske systemer har følgende egenskaber:
- Ustabilitet: systemet tester, hvordan man bedst tilpasser sig.
- Stræben efter balance: Hele den interne, strukturelle og funktionelle organisering af systemer bidrager til at opretholde balancen.
- Uforudsigelighed: Den resulterende effekt af en bestemt handling kan ofte afvige fra det forventede.
Eksempler på homeostase hos pattedyr:
- Regulering af mængden af mineraler og vand i kroppen - osmoregulering. Udført i nyrerne.
- Fjernelse af affaldsstoffer fra stofskifteprocessen - udskillelse. Det udføres af eksokrine organer - nyrer, lunger, svedkirtler.
- Regulering af kropstemperatur. Sænkning af temperaturen gennem svedtendens, forskellige termoregulerende reaktioner.
- Regulering af blodsukkerniveauer. Hovedsageligt udført af leveren, insulin og glukagon udskilt af bugspytkirtlen.
Det er vigtigt at bemærke, at selvom kroppen er i ligevægt, kan dens fysiologiske tilstand være dynamisk. Mange organismer udviser endogene ændringer i form af døgnrytme, ultradiske og infradiske rytmer. Selv i homeostase er kropstemperatur, blodtryk, puls og de fleste metaboliske indikatorer således ikke altid på et konstant niveau, men ændrer sig over tid.
Homeostasemekanismer: feedback
Når der sker en ændring i variabler, er der to hovedtyper af feedback, som systemet reagerer på:
1. Negativ feedback, udtrykt som en reaktion, hvor systemet reagerer på en sådan måde, at ændringsretningen vendes. Da feedback tjener til at opretholde systemets konstanthed, gør det det muligt at opretholde homeostase.
For eksempel, når koncentrationen af kuldioxid i menneskekroppen stiger, kommer der et signal til lungerne om at øge deres aktivitet og udånde mere kuldioxid.
Termoregulering er et andet eksempel på negativ feedback. Når kropstemperaturen stiger (eller falder), registrerer termoreceptorer i huden og hypothalamus ændringen, hvilket udløser et signal fra hjernen. Dette signal forårsager igen et svar - et fald i temperaturen.
2. Positiv feedback, hvilket kommer til udtryk ved at øge ændringen i variablen. Det har en destabiliserende effekt og fører derfor ikke til homeostase. Positiv feedback er mindre almindelig i naturlige systemer, men det har også sine anvendelser.
For eksempel i nerver forårsager et elektrisk tærskelpotentiale generering af et meget større aktionspotentiale. Blodpropper og begivenheder ved fødslen er andre eksempler på positiv feedback.
Stabile systemer kræver kombinationer af begge typer feedback. Mens negativ feedback tillader en tilbagevenden til en homøostatisk tilstand, bruges positiv feedback til at flytte til en helt ny (og måske mindre ønskværdig) tilstand af homeostase, en situation kaldet "metastabilitet". Sådanne katastrofale ændringer kan for eksempel forekomme med en stigning i næringsstoffer i floder med klart vand, hvilket fører til en homøostatisk tilstand med høj eutrofiering (algeovervækst af flodlejet) og turbiditet.
Økologisk homeostase observeret i klimakssamfund med den maksimale tilgængelige biologiske variabilitet under gunstige miljøforhold.
I forstyrrede økosystemer, eller subklimaks biologiske samfund - såsom øen Krakatoa, efter et massivt vulkanudbrud i 1883 - blev tilstanden af homeostase i det tidligere skovklimaks-økosystem ødelagt, ligesom alt liv på den ø. Krakatoa gennemgik i årene efter udbruddet en kæde af økologiske ændringer, hvor nye arter af planter og dyr afløste hinanden, hvilket førte til biodiversitet og det resulterende klimakssamfund. Økologisk succession på Krakatoa fandt sted i flere etaper. Den komplette kæde af successioner, der fører til klimaks, kaldes preseria. I eksemplet med Krakatoa udviklede øen et klimakssamfund med otte tusinde forskellige arter registreret i 1983, hundrede år efter udbruddet udslettede livet på den. Dataene bekræfter, at situationen forbliver i homeostase i nogen tid, hvor fremkomsten af nye arter meget hurtigt fører til den hurtige forsvinden af gamle.
Tilfældet med Krakatoa og andre forstyrrede eller intakte økosystemer viser, at indledende kolonisering af pionerarter sker gennem positive feedback-reproduktionsstrategier, hvor arter spredes og producerer så mange afkom som muligt, men med ringe investering i hvert individs succes. Hos sådanne arter er der hurtig udvikling og lige så hurtigt sammenbrud (for eksempel gennem en epidemi). Når et økosystem nærmer sig klimaks, erstattes sådanne arter af mere komplekse klimaksarter, der gennem negativ feedback tilpasser sig de specifikke forhold i deres miljø. Disse arter styres omhyggeligt af økosystemets potentielle bæreevne og følger en anden strategi - producerer færre afkom, hvis reproduktive succes investeres mere energi i mikromiljøet i dets specifikke økologiske niche.
Udvikling begynder med pionersamfundet og slutter med klimaksfællesskabet. Dette klimaksfællesskab dannes, når flora og fauna kommer i balance med det lokale miljø.
Sådanne økosystemer danner heterarkier, hvor homeostase på ét niveau bidrager til homøostatiske processer på et andet komplekst niveau. For eksempel giver tabet af blade fra et modent tropisk træ plads til ny vækst og beriger jorden. På samme måde reducerer det tropiske træ lysadgang til lavere niveauer og hjælper med at forhindre invasion af andre arter. Men træer falder også til jorden, og skovens udvikling afhænger af den konstante ændring af træer og kredsløbet af næringsstoffer, som udføres af bakterier, insekter og svampe. Tilsvarende bidrager sådanne skove til økologiske processer såsom regulering af mikroklimaer eller hydrologiske cyklusser i et økosystem, og flere forskellige økosystemer kan interagere for at opretholde homeostase af floddræning inden for en biologisk region. Bioregional variabilitet spiller også en rolle i den homøostatiske stabilitet af en biologisk region eller biom.
Biologisk homeostase fungerer som en grundlæggende egenskab ved levende organismer og forstås som at opretholde det indre miljø inden for acceptable grænser.
Det indre miljø i kroppen omfatter kropsvæsker - blodplasma, lymfe, intercellulært stof og cerebrospinalvæske. At opretholde stabiliteten af disse væsker er afgørende for organismer, mens deres fravær fører til skader på det genetiske materiale.
Med hensyn til enhver parameter er organismer opdelt i konformationelle og regulatoriske. Regulerende organismer holder parameteren på et konstant niveau, uanset hvad der sker i miljøet. Konformationelle organismer tillader miljøet at bestemme parameteren. For eksempel opretholder varmblodede dyr en konstant kropstemperatur, mens koldblodede dyr udviser en lang række temperaturer.
Dette er ikke til at sige, at konformationelle organismer ikke har adfærdsmæssige tilpasninger, der tillader dem at regulere en given parameter til en vis grad. Krybdyr, for eksempel, sidder ofte på opvarmede sten om morgenen for at hæve deres kropstemperatur.
Fordelen ved homeostatisk regulering er, at den tillader kroppen at fungere mere effektivt. For eksempel har koldblodede dyr en tendens til at blive sløve i kolde temperaturer, mens varmblodede dyr er næsten lige så aktive som nogensinde. På den anden side kræver regulering energi. Grunden til, at nogle slanger kun kan spise en gang om ugen, er, at de bruger meget mindre energi på at opretholde homeostase end pattedyr.
Homeostase i den menneskelige krop
Forskellige faktorer påvirker kropsvæskernes evne til at understøtte livet, herunder parametre som temperatur, saltholdighed, surhedsgrad og koncentrationen af næringsstoffer - glukose, forskellige ioner, oxygen og affaldsprodukter - kuldioxid og urin. Da disse parametre påvirker de kemiske reaktioner, der holder kroppen i live, er der indbyggede fysiologiske mekanismer til at holde dem på det nødvendige niveau.
Homeostase kan ikke betragtes som årsagen til disse ubevidste tilpasningsprocesser. Det skal opfattes som en generel karakteristik af mange normale processer, der virker sammen, og ikke som deres grundlæggende årsag. Desuden er der mange biologiske fænomener, som ikke passer til denne model, såsom anabolisme. ( Fra internettet)
Homeostase- relativ dynamisk stabilitet af egenskaberne ved det indre miljø af biologiske og sociale (suprabiologiske) objekter.
I forhold til til virksomheden homeostase- dette er stabiliteten af interne processer med et minimum af personaleindsats. ( Korolev V.A.)
Homeostat
Homeostat- en mekanisme til at opretholde den dynamiske konstanthed af systemets funktion inden for specificerede grænser.
(Stepanov A.M.)
Homeostat(gammelgræsk - lignende, identisk + stående, ubevægelig) - en mekanisme til at sikre homeostase, et ensemble af signalregulerende forbindelser, der koordinerer aktiviteten og interaktionen af dele virksomheder, og også justere sin adfærd i forhold til et skiftende ydre miljø for at sikre homeostase. Et synonym for det arkaiske udtryk "ledelse", som i virksomheder med lavere udviklingsniveauer traditionelt forstås som kommando og følgelig en mekanisme til at sikre passage og udførelse af kommandoer; dem. udfører kun en del af de homøostatiske funktioner. ( Korolev V.A.)
Homeostat- et selvorganiserende system, der modellerer levende organismers evne til at opretholde visse værdier inden for fysiologisk acceptable grænser. Foreslået i 1948 af den engelske videnskabsmand inden for biologi og kybernetik W. R. Ashby, som designede den i form af en enhed bestående af fire elektromagneter med krydsfeedback-forbindelser. ( TSB)
Homeostat- en analog elektromekanisk enhed, der simulerer levende organismers evne til at opretholde nogle af deres egenskaber (f.eks. kropstemperatur, iltindhold i blodet) inden for acceptable grænser. Homeostatprincippet bruges til at bestemme de optimale værdier af parametrene for tekniske automatiske kontrolsystemer (for eksempel autopiloter). ( BEKM)
"I forbindelse med spørgsmålet om den effektive mængde af offentlig information skal det bemærkes som en af de mest slående kendsgerninger i livet af staten, at der er meget få effektive homøostatiske processer
. I mange lande er det en udbredt opfattelse, at fri konkurrence i sig selv er en homøostatisk proces, dvs. at på et frit marked vil de handlendes egoisme, der hver især stræber efter at sælge så højt som muligt og købe så billigt som muligt, i sidste ende føre til en stabil prisbevægelse og fremme det største fælles bedste. Denne udtalelse hænger sammen med den "trøstende" opfattelse, at den private iværksætter, der søger at sikre sin egen fordel, på en eller anden måde er en offentlig velgører og derfor fortjener de store belønninger, som samfundet overøser ham. Desværre taler fakta imod denne enfoldige teori.
Markedet er et spil. Det er strengt underlagt det generelle spilteori, som blev udviklet af von Neumann og Morgenstern. Denne teori er baseret på den antagelse, at hver spiller på et hvilket som helst stadie af spillet, baseret på den information, der er tilgængelig for ham, spiller efter en fuldstændig fornuftig strategi, som i sidste ende skulle give ham den største matematiske forventning om at vinde. Dette er et markedsspil spillet af fuldstændig fornuftige og fuldstændig skamløse forretningsmænd. Selv med to spillere er teorien kompleks, selvom den ofte fører til valget af en bestemt spilleretning. Men med tre spillere i mange tilfælde, og med mange spillere i langt de fleste tilfælde spillets udfald er præget af ekstrem usikkerhed og ustabilitet. Drevet af deres egen grådighed danner individuelle spillere koalitioner; men disse koalitioner er normalt ikke etableret på nogen bestemt måde og ender normalt i et pandemonium af forræderi, overløbere og bedrag. Dette er et nøjagtigt billede af det højeste erhvervsliv og det politiske, diplomatiske og militære liv, der er tæt forbundet med det. I sidste ende vil selv den mest geniale og skrupelløse mægler stå over for ruin. Men lad os sige, at mæglerne blev trætte af dette og blev enige om at leve i fred indbyrdes. Så vil belønningen gå til den, der vælger det rigtige øjeblik, bryder aftalen og forråder sine partnere. Der er ingen homeostase her. Vi skal gennemgå cyklusser af boom og bust i erhvervslivet, de successive ændringer af diktatur og revolution, de krige, hvor alle taber, og som er så karakteristiske for vores tid.
Naturligvis repræsenterer billedet af spilleren tegnet af von Neumann som en fuldstændig fornuftig og fuldstændig skamløs person en abstraktion og en forvrængning af virkeligheden. Det er sjældent at se et stort antal helt fornuftige og skruppelløse mennesker spille sammen. Hvor svindlere samles, er der altid tåber; og hvis der er et tilstrækkeligt antal tåber, repræsenterer de et mere rentabelt udnyttelsesobjekt for svindlere. Psykologien af et fjols er blevet et spørgsmål, der fortjener seriøs opmærksomhed fra svindlere. I stedet for at forfølge sin ultimative gevinst, som von Neumanns gamblere, handler tåberen på en måde, der generelt er lige så forudsigelig som en rottes forsøg på at finde vej gennem en labyrint. Den illustrerede avis vil blive solgt af en præcist defineret blanding af religion, pornografi og pseudovidenskab. En kombination af inhabilitet, bestikkelse og intimidering vil tvinge en ung videnskabsmand til at arbejde på styrede missiler eller en atombombe. For at bestemme opskrifterne for disse blandinger er der en mekanisme med radioafstemninger, foreløbige afstemninger, stikprøveundersøgelser af den offentlige mening og andre psykologiske undersøgelser, hvis genstand er den almindelige mand; og der er altid statistikere, sociologer og økonomer klar til at sælge deres tjenester til disse virksomheder.
Små, tæt sammentømrede samfund har en høj grad af homeostase, hvad enten disse vil være kulturelle fællesskaber i et civiliseret land eller landsbyer med primitive vilde. Uanset hvor mærkelige og endog frastødende skikkene hos mange barbariske stammer kan forekomme os, har disse skikke som regel en meget bestemt homøostatisk værdi, hvis forklaring er en af antropologernes opgaver. Kun i et stort samfund, hvor tingenes virkelige herrer beskytter sig mod sult med deres rigdom, mod den offentlige mening ved hemmeligholdelse og anonymitet, mod privat kritik af love mod injurier og det faktum, at kommunikationsmidlerne står til deres rådighed. , kun i et sådant fællesskab kan skamløshed nå det højeste niveau. Af alle disse anti-homeostatiske sociale faktorer kommunikationsstyring er den mest effektive og vigtige."
(N. Wiener. Kybernetik. 1948)
CERTICOM Ledelsesrådgivning
Homøostase (græsk homoios - samme, lignende, stasis - stabilitet, balance) er et sæt af koordinerede reaktioner, der sikrer opretholdelse eller genoprettelse af konstanten i kroppens indre miljø. I midten af det nittende århundrede introducerede den franske fysiolog Claude Bernard begrebet det indre miljø, som han betragtede som en samling af kropsvæsker. Dette koncept blev udvidet af den amerikanske fysiolog Walter Cannon, som med det indre miljø mente hele det sæt af væsker (blod, lymfe, vævsvæske), der er involveret i metabolisme og opretholdelse af homeostase. Den menneskelige krop tilpasser sig konstant skiftende miljøforhold, men det indre miljø forbliver konstant, og dets indikatorer svinger inden for meget snævre grænser. Derfor kan en person leve under forskellige miljøforhold. Nogle fysiologiske parametre reguleres særligt omhyggeligt og subtilt, for eksempel kropstemperatur, blodtryk, glukose, gasser, salte, calciumioner i blodet, syre-base-balance, blodvolumen, dets osmotiske tryk, appetit og mange andre. Regulering udføres efter princippet om negativ feedback mellem receptorer f, som registrerer ændringer i disse indikatorer og kontrolsystemer. Således fanges et fald i en af parametrene af den tilsvarende receptor, hvorfra impulser sendes til den ene eller anden struktur i hjernen, på kommando af hvilken det autonome nervesystem tænder på komplekse mekanismer til at udligne de ændringer, der er sket . Hjernen bruger to hovedsystemer til at opretholde homeostase: autonom og endokrin. Lad os huske på, at hovedfunktionen af det autonome nervesystem er at opretholde konstantheden af det indre miljø i kroppen, som udføres på grund af ændringer i aktiviteten af de sympatiske og parasympatiske dele af det autonome nervesystem. Sidstnævnte styres til gengæld af hypothalamus og hypothalamus af hjernebarken. Det endokrine system regulerer funktionen af alle organer og systemer gennem hormoner. Desuden er det endokrine system selv under kontrol af hypothalamus og hypofysen. Homeostase (græsk homoios - identisk og stasis - tilstand, immobilitet)
Efterhånden som vores ideer om normal, og endnu mere patologisk, fysiologi blev mere kompleks, blev dette begreb afklaret som homeokinese, dvs. bevægende ligevægt, balance mellem konstant skiftende processer. Kroppen er vævet af millioner af "homeokinesics". Denne enorme levende galakse bestemmer den funktionelle status for alle organer og celler, der kommunikerer med regulatoriske peptider. Ligesom de globale økonomiske og finansielle systemer - mange firmaer, industrier, fabrikker, banker, børser, markeder, butikker... Og mellem dem - "konvertibel valuta" - neuropeptider. Alle kroppens celler syntetiserer og opretholder konstant et vist, funktionelt nødvendigt niveau af regulatoriske peptider. Men når der opstår afvigelser fra "stationaritet", øges eller falder deres biosyntese (i kroppen som helhed eller i dens individuelle "loci"). Sådanne udsving opstår konstant, når det kommer til adaptive reaktioner (tilvænning til nye forhold), udførelse af arbejdet (fysiske eller følelsesmæssige handlinger), tilstanden før sygdom - når kroppen "tænder" øget beskyttelse mod forstyrrelser i den funktionelle balance . Et klassisk tilfælde af at opretholde balancen er reguleringen af blodtrykket. Der er grupper af peptider, mellem hvilke der er konstant konkurrence – for at øge/sænke blodtrykket. For at løbe, bestige et bjerg, dampe i en sauna, optræde på scenen og til sidst tænke, er en funktionelt tilstrækkelig stigning i blodtrykket nødvendig. Men så snart arbejdet er slut, træder regulatorer i kraft, der sikrer "beroelse" af hjertet og normalt tryk i blodkarrene. Vasoaktive peptider interagerer konstant for at "tillade" trykket at stige til et sådant og et sådant niveau (ikke mere, ellers vil det vaskulære system gå "ud af slag"; et velkendt og bittert eksempel er et slagtilfælde) og således at efter færdiggørelse af fysiologisk nødvendigt arbejde
Emne 4.1. Homeostase
Homeostase(fra græsk homoios- lignende, identiske og status- immobilitet) er levende systemers evne til at modstå ændringer og opretholde konstanten af sammensætningen og egenskaberne af biologiske systemer.
Udtrykket "homeostase" blev foreslået af W. Cannon i 1929 for at karakterisere de tilstande og processer, der sikrer kroppens stabilitet. Ideen om eksistensen af fysiske mekanismer rettet mod at opretholde et konstant indre miljø blev udtrykt i anden halvdel af det 19. århundrede af C. Bernard, der betragtede stabiliteten af fysiske og kemiske forhold i det indre miljø som grundlaget for frihed og uafhængighed af levende organismer i et konstant skiftende ydre miljø. Fænomenet homeostase observeres på forskellige niveauer af organisering af biologiske systemer.
Generelle mønstre for homeostase. Evnen til at opretholde homeostase er en af de vigtigste egenskaber ved et levende system, der er i en tilstand af dynamisk ligevægt med miljøforhold.
Normalisering af fysiologiske parametre udføres på grundlag af egenskaben af irritabilitet. Evnen til at opretholde homeostase varierer mellem forskellige arter. Efterhånden som organismer bliver mere komplekse, udvikler denne evne sig, hvilket gør dem mere uafhængige af udsving i ydre forhold. Dette er især tydeligt hos højerestående dyr og mennesker, som har komplekse nervøse, endokrine og immunregulerende mekanismer. Miljøets indflydelse på den menneskelige krop er hovedsageligt ikke direkte, men indirekte på grund af skabelsen af et kunstigt miljø, teknologiens og civilisationens succes.
I de systemiske mekanismer for homeostase fungerer det kybernetiske princip om negativ feedback: med enhver forstyrrende påvirkning aktiveres nervøse og endokrine mekanismer, som er tæt forbundet.
Genetisk homeostase på det molekylærgenetiske, cellulære og organismemæssige niveau er det rettet mod at opretholde et afbalanceret gensystem, der indeholder al kroppens biologiske information. Mekanismerne for ontogenetisk (organismel) homeostase er fikseret i den historisk etablerede genotype. På populations-artsniveau er genetisk homeostase en populations evne til at opretholde den relative stabilitet og integritet af arveligt materiale, hvilket sikres af processerne med reduktionsdeling og fri krydsning af individer, hvilket hjælper med at opretholde den genetiske balance af allelfrekvenser .
Fysiologisk homeostase forbundet med dannelse og kontinuerlig vedligeholdelse af specifikke fysisk-kemiske forhold i cellen. Konstansen af det indre miljø af flercellede organismer opretholdes af systemerne for respiration, cirkulation, fordøjelse, udskillelse og reguleres af nerve- og endokrine systemer.
Strukturel homeostase er baseret på regenereringsmekanismer, der sikrer morfologisk konstans og integritet af det biologiske system på forskellige organisationsniveauer. Dette kommer til udtryk i genoprettelse af intracellulære og organstrukturer gennem deling og hypertrofi.
Krænkelse af de mekanismer, der ligger til grund for homeostatiske processer, betragtes som en "sygdom" af homeostase.
At studere mønstrene for human homeostase er af stor betydning for at vælge effektive og rationelle metoder til behandling af mange sygdomme.
Mål. Har en idé om homeostase som en egenskab ved levende ting, der sikrer selvvedligeholdelse af organismens stabilitet. Kend hovedtyperne af homeostase og mekanismerne for dens vedligeholdelse. Kend de grundlæggende mønstre for fysiologisk og reparativ regenerering og de faktorer, der stimulerer den, betydningen af regenerering for praktisk medicin. Kend den biologiske essens af transplantation og dens praktiske betydning.
Arbejde 2. Genetisk homøostase og dens lidelser
Studer og omskriv tabellen.
Slut på bordet.
Måder at opretholde genetisk homeostase | Mekanismer for genetiske homøostaselidelser | Resultatet af forstyrrelser af genetisk homeostase |
DNA reparation | 1. Arvelige og ikke-arvelige skader på det reparative system. 2. Funktionsfejl i det reparative system | Genmutationer |
fordeling af arvemateriale under mitose | 1. Overtrædelse af spindeldannelse. 2. Krænkelse af kromosomdivergens | 1. Kromosomafvigelser. 2. Heteroploidi. 3. Polyploidi |
Immunitet | 1. Immundefekt er arvelig og erhvervet. 2. Funktionel immunitetsmangel | Bevarelse af atypiske celler, hvilket fører til ondartet vækst, reduceret resistens over for et fremmed middel |
Arbejde 3. Reparation af mekanismer ved hjælp af eksemplet med post-strålingsgendannelse af DNA-struktur
Reparation eller korrektion af beskadigede sektioner af en af DNA-strengene betragtes som begrænset replikation. Den mest undersøgte er reparationsprocessen, når DNA-strenge beskadiges af ultraviolet (UV) stråling. Der er flere enzymreparationssystemer i celler, der blev dannet under evolutionen. Da alle organismer har udviklet sig og eksisterer under forhold med UV-bestråling, har celler et separat lysreparationssystem, som er det mest undersøgte i øjeblikket. Når et DNA-molekyle beskadiges af UV-stråler, dannes thymidindimerer, dvs. "tværbindinger" mellem tilstødende thyminnukleotider. Disse dimerer kan ikke fungere som en skabelon, så de korrigeres af lysreparationsenzymer, der findes i celler. Excision reparation genopretter beskadigede områder ved hjælp af både UV-bestråling og andre faktorer. Dette reparationssystem har flere enzymer: reparation endonuklease
og exonuklease, DNA-polymerase, DNA-ligase. Post-replikativ reparation er ufuldstændig, da den går rundt, og den beskadigede sektion fjernes ikke fra DNA-molekylet. Undersøg reparationsmekanismerne ved at bruge eksemplet med fotoreaktivering, udskæringsreparation og postreplikativ reparation (fig. 1).
Ris. 1. Reparation
Arbejde 4. Former for beskyttelse af organismens biologiske individualitet
Studer og omskriv tabellen.
Beskyttelsesformer | Biologisk enhed |
Uspecifikke faktorer | Naturlig individuel uspecifik resistens over for fremmede stoffer |
Beskyttende barrierer organisme: hud, epitel, hæmatolymfatisk, hepatisk, hæmatoencefalisk, hæmatophthalmisk, hæmatotestikulær, hæmatofollikulær, hæmatosalivar | Forhindrer fremmedlegemer i at trænge ind i kroppen og organerne |
Uspecifikt cellulært forsvar (blod- og bindevævsceller) | Fagocytose, indkapsling, dannelse af cellulære aggregater, plasmakoagulation |
Uspecifikt humoralt forsvar | Virkningen på patogene stoffer af uspecifikke stoffer i sekretet af hudkirtlerne, spyt, tårevæske, mave- og tarmsaft, blod (interferon) osv. |
Immunitet | Immunsystemets specialiserede reaktioner på genetisk fremmede stoffer, levende organismer, maligne celler |
Forfatningsmæssig immunitet | Genetisk forudbestemt resistens hos visse arter, populationer og individer over for patogener af visse sygdomme eller midler af molekylær natur på grund af mismatch mellem fremmede stoffer og cellemembranreceptorer, fraværet i kroppen af visse stoffer, uden hvilke det fremmede agens ikke kan eksistere ; tilstedeværelsen i kroppen af enzymer, der ødelægger et fremmed middel |
Cellulær | Fremkomsten af et øget antal T-lymfocytter, der selektivt reagerer med dette antigen |
Humoralsk | Dannelse af specifikke antistoffer, der cirkulerer i blodet mod visse antigener |
Arbejde 5. Blod-spytbarriere
Spytkirtlerne har evnen til selektivt at transportere stoffer fra blodet til spyt. Nogle af dem udskilles i spyt i højere koncentrationer, mens andre frigives i lavere koncentrationer end i blodplasma. Overgangen af forbindelser fra blod til spyt udføres på samme måde som transport gennem enhver histo-blodbarriere. Den høje selektivitet af stoffer, der overføres fra blod til spyt, gør det muligt at isolere blod-spytbarrieren.
Diskuter processen med spytsekretion i de acinære celler i spytkirtlen i fig. 2.
Ris. 2. Spytsekretion
Arbejde 6. Regenerering
Regenerering- dette er et sæt af processer, der sikrer genoprettelse af biologiske strukturer; det er en mekanisme til at opretholde både strukturel og fysiologisk homeostase.
Fysiologisk regenerering genopretter strukturer, der er slidte under kroppens normale funktion. Reparativ regenerering- dette er genoprettelse af strukturen efter skade eller efter en patologisk proces. Regenereringsevne
tion varierer både i forskellige strukturer og i forskellige typer af levende organismer.
Restaurering af strukturel og fysiologisk homeostase kan opnås ved at transplantere organer eller væv fra en organisme til en anden, dvs. ved transplantation.
Udfyld tabellen ved hjælp af materialet fra forelæsningerne og lærebogen.
Arbejde 7. Transplantation som en mulighed for at genoprette strukturel og fysiologisk homeostase
Transplantation- udskiftning af tabte eller beskadigede væv og organer med egne eller taget fra en anden organisme.
Implantation- organtransplantation fra kunstige materialer.
Studer og kopier tabellen ind i din projektmappe.
Spørgsmål til selvstudium
1. Definer den biologiske essens af homeostase og navngiv dens typer.
2. På hvilke niveauer af organisering af levende ting opretholdes homeostase?
3. Hvad er genetisk homeostase? Afslør mekanismerne for dens vedligeholdelse.
4. Hvad er den biologiske essens af immunitet? 9. Hvad er regenerering? Typer af regenerering.
10. På hvilke niveauer af kroppens strukturelle organisering manifesterer regenereringsprocessen sig?
11. Hvad er fysiologisk og reparativ regenerering (definition, eksempler)?
12. Hvad er typerne af reparativ regenerering?
13. Hvad er metoderne til reparativ regenerering?
14. Hvad er materialet til regenereringsprocessen?
15. Hvordan udføres processen med reparativ regenerering hos pattedyr og mennesker?
16. Hvordan reguleres den reparative proces?
17. Hvad er mulighederne for at stimulere den regenerative evne af organer og væv hos mennesker?
18. Hvad er transplantation og hvilken betydning har den for medicin?
19. Hvad er isotransplantation og hvordan adskiller det sig fra allo- og xenotransplantation?
20. Hvad er problemerne og udsigterne ved organtransplantation?
21. Hvilke metoder findes til at overvinde vævsinkompatibilitet?
22. Hvad er fænomenet vævstolerance? Hvad er mekanismerne for at opnå det?
23. Hvad er fordele og ulemper ved implantation af kunstige materialer?
Test opgaver
Vælg et rigtigt svar.
1. HOMEOSTASIS OPBEHOLDES PÅ BEFOLKNINGSART-NIVEAU:
1. Strukturel
2. Genetisk
3. Fysiologisk
4. Biokemisk
2. FYSIOLOGISK REGENERERING GIVER:
1. Dannelse af et tabt organ
2. Selvfornyelse på vævsniveau
3. Vævsreparation som reaktion på skade
4. Restaurering af en del af et tabt orgel
3. REGENERERING EFTER FJERNELSE AF EN LEVERLAP
EN PERSON GÅR VEJEN:
1. Kompensatorisk hypertrofi
2. Epimorfose
3. Morfolakse
4. Regenerativ hypertrofi
4. VÆVS- OG ORGANTRANSPLANTERING FRA DONOR
TIL MODTAGEREN AF SAMME ART:
1. Auto- og isotransplantation
2. Allo- og homotransplantation
3. Xeno- og heterotransplantation
4. Implantation og xenotransplantation
Vælg flere rigtige svar.
5. IKKE-SPECIFIKKE FAKTORER AF IMMUNFORSVAR HOS PATTEdyr INKL.:
1. Barrierefunktioner af epitelet i huden og slimhinderne
2. Lysozym
3. Antistoffer
4. Baktericide egenskaber af mave- og tarmsaft
6. KONSTITUTIONEL IMMUNITET SKYLDES:
1. Fagocytose
2. Manglende interaktion mellem cellulære receptorer og antigen
3. Antistofdannelse
4. Enzymer, der ødelægger fremmede stoffer
7. VEDLIGEHOLDELSE AF GENETISK HOMEOSTASIS PÅ MOLEKYLÆRT NIVEAU SKYLDES:
1. Immunitet
2. DNA-replikation
3. DNA reparation
4. Mitose
8. REGENERATIV HYPERTROFI ER KARAKTERISTISK:
1. Gendannelse af den oprindelige masse af det beskadigede organ
2. Gendannelse af formen på det beskadigede organ
3. Forøgelse af antallet og størrelsen af celler
4. Ardannelse på skadestedet
9. I MENNESKELIGE IMMUNSYSTEM ER ORGANER:
2. Lymfeknuder
3. Peyers pletter
4. Knoglemarv
5. Pose af Fabritius
Kamp.
10. TYPER OG REGENERERINGSMETODER:
1. Epimorfose
2. Heteromorfose
3. Homomorfose
4. Endomorfose
5. Interkalær vækst
6. Morfolakse
7. Somatisk embryogenese
BIOLOGISK
ESSENS:
a) Atypisk regenerering
b) Genvækst fra såroverfladen
c) Kompensatorisk hypertrofi
d) Regenerering af kroppen fra individuelle celler
e) Regenerativ hypertrofi
f) Typisk regenerering g) Omstrukturering af den resterende del af organet
h) Regenerering af gennemfejl
Litteratur
Hoved
Biologi / Red. V.N. Yarygina. - M.: Higher School, 2001. -
s. 77-84, 372-383.
Slyusarev A.A., Zhukova S.V. Biologi. - Kiev: Videregående skole,
1987. - s. 178-211.