Homeostasis adalah setiap proses pengaturan diri di mana sistem biologis berusaha untuk menjaga stabilitas internal dengan beradaptasi dengan kondisi optimal untuk bertahan hidup. Jika homeostasis berhasil, maka hidup terus berjalan; jika tidak, bencana atau kematian akan terjadi. Stabilitas yang dicapai sebenarnya merupakan keseimbangan dinamis di mana perubahan terus menerus terjadi, tetapi kondisi yang relatif homogen berlaku.

Fitur dan peran homeostasis

Setiap sistem dalam keseimbangan dinamis ingin mencapai keadaan stabil, keseimbangan yang menolak perubahan eksternal. Ketika sistem seperti itu terganggu, perangkat pengatur bawaan bereaksi terhadap penyimpangan untuk membangun keseimbangan baru. Proses seperti itu adalah salah satu elemen kontrol umpan balik. Contoh regulasi homeostatik adalah semua proses integrasi dan koordinasi fungsi yang dimediasi oleh sirkuit listrik dan sistem saraf atau hormonal.

Contoh lain dari pengaturan homeostatik dalam sistem mekanis adalah pengoperasian pengontrol suhu ruangan atau termostat. Inti termostat adalah strip bimetal yang merespons perubahan suhu dengan menyelesaikan atau memutus sirkuit listrik. Saat ruangan mendingin, sirkuit berakhir dan pemanas menyala, dan suhu naik. Pada tingkat yang ditentukan, sirkuit terputus, oven berhenti dan suhu turun.

Namun, sistem biologis, yang sangat kompleks, memiliki regulator yang sulit dibandingkan dengan perangkat mekanis.

Seperti disebutkan sebelumnya, istilah homeostasis mengacu pada pemeliharaan lingkungan internal tubuh dalam batas yang sempit dan dikontrol ketat. Fungsi utama yang penting untuk mempertahankan homeostasis adalah keseimbangan cairan dan elektrolit, regulasi asam, termoregulasi, dan kontrol metabolik.

Kontrol suhu tubuh pada manusia dianggap sebagai contoh homeostasis yang sangat baik dalam sistem biologis. Suhu tubuh manusia normal adalah sekitar 37°C, tetapi berbagai faktor dapat mempengaruhi hal ini, termasuk hormon, tingkat metabolisme, dan penyakit yang menyebabkan suhu terlalu tinggi atau rendah. Pengaturan suhu tubuh dikendalikan oleh area otak yang disebut hipotalamus.

Umpan balik tentang suhu tubuh dibawa melalui aliran darah ke otak dan menghasilkan penyesuaian kompensasi dalam tingkat pernapasan, kadar gula darah, dan tingkat metabolisme. Kehilangan panas pada manusia dimediasi oleh berkurangnya aktivitas, berkeringat, dan mekanisme perpindahan panas yang memungkinkan lebih banyak darah bersirkulasi di dekat permukaan kulit.

Kehilangan panas dikurangi melalui isolasi, pengurangan sirkulasi pada kulit, dan perubahan budaya seperti penggunaan pakaian, perumahan, dan sumber panas pihak ketiga. Kisaran antara tingkat suhu tubuh yang tinggi dan rendah merupakan dataran homeostatis - kisaran "normal" yang menopang kehidupan. Saat salah satu dari dua ekstrem didekati, tindakan korektif (melalui umpan balik negatif) membawa sistem kembali ke kisaran normal.

Konsep homeostasis juga berlaku untuk kondisi lingkungan. Pertama kali diusulkan oleh ahli ekologi Amerika Robert MacArthur pada tahun 1955, gagasan bahwa homeostasis adalah produk dari kombinasi keanekaragaman hayati dan banyak interaksi ekologis yang terjadi antar spesies.

Asumsi semacam itu dianggap sebagai konsep yang dapat membantu menjelaskan keberlanjutan suatu sistem ekologi, yaitu kegigihannya sebagai tipe ekosistem tertentu dari waktu ke waktu. Sejak itu, konsepnya agak berubah, dan memasukkan komponen ekosistem yang tidak hidup. Istilah ini telah digunakan oleh banyak ahli ekologi untuk menggambarkan timbal balik yang terjadi antara komponen hidup dan tak hidup dari suatu ekosistem untuk mempertahankan status quo.

Hipotesis Gaia adalah model Bumi yang diusulkan oleh ilmuwan Inggris James Lovelock, yang menganggap berbagai komponen hidup dan tidak hidup sebagai komponen dari sistem yang lebih besar atau organisme tunggal, menunjukkan bahwa upaya kolektif organisme individu berkontribusi pada homeostasis di tingkat planet.

Homeostasis seluler

Tergantung pada lingkungan tubuh untuk tetap hidup dan berfungsi dengan baik. Homeostasis mempertahankan lingkungan tubuh di bawah kendali dan mempertahankan kondisi yang menguntungkan untuk proses seluler. Tanpa kondisi tubuh yang tepat, proses tertentu (misalnya osmosis) dan protein (misalnya enzim) tidak akan berfungsi dengan baik.

Mengapa homeostasis penting bagi sel? Sel hidup bergantung pada pergerakan bahan kimia di sekitarnya. Bahan kimia seperti oksigen, karbon dioksida, dan makanan terlarut perlu diangkut masuk dan keluar sel. Ini dilakukan oleh proses difusi dan osmosis, yang bergantung pada keseimbangan air dan garam dalam tubuh, yang dipertahankan oleh homeostasis.

Sel bergantung pada enzim untuk mempercepat banyak reaksi kimia yang membuat sel tetap hidup dan berfungsi. Enzim ini bekerja paling baik pada suhu tertentu dan sekali lagi homeostasis sangat penting untuk sel karena mempertahankan suhu tubuh yang konstan.

Contoh dan mekanisme homeostasis

Berikut adalah beberapa contoh dasar homeostasis dalam tubuh manusia, serta mekanisme yang mendukungnya:

Suhu tubuh

Contoh paling umum dari homeostasis pada manusia adalah pengaturan suhu tubuh. Suhu tubuh normal, seperti yang kami tulis di atas, adalah 37 ° C. Suhu di atas atau di bawah normal dapat menyebabkan komplikasi serius.

Kegagalan otot terjadi pada suhu 28 ° C. Pada 33 ° C, kehilangan kesadaran terjadi. Pada suhu 42 ° C, sistem saraf pusat mulai runtuh. Kematian terjadi pada suhu 44°C. Tubuh mengontrol suhu dengan memproduksi atau melepaskan panas berlebih.

konsentrasi glukosa

Konsentrasi glukosa mengacu pada jumlah glukosa (gula darah) yang ada dalam aliran darah. Tubuh menggunakan glukosa sebagai sumber energi, tetapi terlalu banyak atau terlalu sedikit dapat menyebabkan komplikasi serius. Beberapa hormon mengatur konsentrasi glukosa dalam darah. Insulin menurunkan konsentrasi glukosa, sedangkan kortisol, glukagon, dan katekolamin meningkatkannya.

kadar kalsium

Tulang dan gigi mengandung sekitar 99% kalsium dalam tubuh, sedangkan 1% sisanya beredar di dalam darah. Terlalu banyak atau terlalu sedikit kalsium dalam darah memiliki konsekuensi negatif. Jika kadar kalsium darah turun terlalu rendah, kelenjar paratiroid mengaktifkan reseptor penginderaan kalsium dan melepaskan hormon paratiroid.

PTH memberi sinyal ke tulang bahwa ia perlu melepaskan kalsium untuk meningkatkan konsentrasinya dalam aliran darah. Jika kadar kalsium meningkat terlalu banyak, kelenjar tiroid melepaskan kalsitonin dan memperbaiki kelebihan kalsium di tulang, sehingga mengurangi jumlah kalsium dalam darah.

volume cairan

Tubuh harus mempertahankan lingkungan internal yang konstan, yang berarti perlu mengatur kehilangan atau pengisian cairan. Hormon membantu mengatur keseimbangan ini dengan menyebabkan ekskresi atau retensi cairan. Jika tubuh tidak memiliki cukup cairan, hormon antidiuretik memberi sinyal pada ginjal untuk menghemat cairan dan mengurangi keluaran urin. Jika tubuh mengandung terlalu banyak cairan, itu akan menekan aldosteron dan memberi sinyal untuk memproduksi lebih banyak urin.

Seperti yang Anda ketahui, sel hidup adalah sistem yang bergerak dan mengatur diri sendiri. Organisasi internalnya didukung oleh proses aktif yang bertujuan untuk membatasi, mencegah atau menghilangkan pergeseran yang disebabkan oleh berbagai pengaruh dari lingkungan dan lingkungan internal. Kemampuan untuk kembali ke keadaan semula setelah penyimpangan dari tingkat rata-rata tertentu, yang disebabkan oleh satu atau lain faktor "pengganggu", adalah sifat utama sel. Organisme multiseluler adalah organisasi holistik, elemen seluler yang khusus untuk melakukan berbagai fungsi. Interaksi di dalam tubuh dilakukan oleh mekanisme pengaturan, koordinasi, dan korelasi yang kompleks dengan partisipasi faktor saraf, humoral, metabolisme, dan lainnya. Banyak mekanisme individu yang mengatur hubungan intra dan interseluler, dalam beberapa kasus, memiliki efek yang saling berlawanan (antagonistik) yang menyeimbangkan satu sama lain. Ini mengarah pada pembentukan latar belakang fisiologis bergerak (keseimbangan fisiologis) dalam tubuh dan memungkinkan sistem kehidupan untuk mempertahankan keteguhan dinamis relatif, meskipun ada perubahan lingkungan dan pergeseran yang terjadi selama kehidupan organisme.

Istilah "homeostasis" diusulkan pada tahun 1929 oleh ahli fisiologi W. Cannon, yang percaya bahwa proses fisiologis yang menjaga stabilitas dalam tubuh begitu kompleks dan beragam sehingga disarankan untuk menggabungkannya dengan nama umum homeostasis. Namun, pada tahun 1878, K. Bernard menulis bahwa semua proses kehidupan hanya memiliki satu tujuan - untuk menjaga keteguhan kondisi kehidupan di lingkungan internal kita. Pernyataan serupa ditemukan dalam karya banyak peneliti abad ke-19 dan paruh pertama abad ke-20. (E. Pfluger, S. Richet, L.A. Fredericq, I.M. Sechenov, I.P. Pavlov, K.M. Bykov, dan lainnya). Karya-karya L.S. Stern (dengan kolaborator), dikhususkan untuk peran fungsi penghalang yang mengatur komposisi dan sifat lingkungan mikro organ dan jaringan.

Gagasan homeostasis tidak sesuai dengan konsep keseimbangan yang stabil (tidak berfluktuasi) dalam tubuh - prinsip keseimbangan tidak berlaku untuk proses fisiologis dan biokimia kompleks yang terjadi dalam sistem kehidupan. Juga salah untuk menentang homeostasis terhadap fluktuasi ritmis di lingkungan internal. Homeostasis dalam arti luas mencakup masalah siklus dan fase aliran reaksi, kompensasi, pengaturan dan pengaturan diri dari fungsi fisiologis, dinamika saling ketergantungan saraf, humoral dan komponen lain dari proses pengaturan. Batas-batas homeostasis bisa kaku dan plastis, bervariasi tergantung pada usia individu, jenis kelamin, sosial, profesional dan kondisi lainnya.

Yang sangat penting bagi kehidupan organisme adalah keteguhan komposisi darah - dasar cairan tubuh (matriks cairan), menurut W. Cannon. Kestabilan reaksi aktifnya (pH), tekanan osmotik, rasio elektrolit (natrium, kalsium, klor, magnesium, fosfor), kandungan glukosa, jumlah unsur yang terbentuk, dan sebagainya sudah diketahui dengan baik. Jadi, misalnya, pH darah, sebagai suatu peraturan, tidak melebihi 7,35-7,47. Bahkan gangguan metabolisme asam-basa yang parah dengan patologi akumulasi asam dalam cairan jaringan, misalnya, pada asidosis diabetikum, memiliki efek yang sangat kecil pada reaksi aktif darah. Terlepas dari kenyataan bahwa tekanan osmotik darah dan cairan jaringan tunduk pada fluktuasi terus-menerus karena pasokan konstan produk metabolisme interstisial yang aktif secara osmotik, ia tetap pada tingkat tertentu dan hanya berubah dalam beberapa kondisi patologis yang parah.

Mempertahankan tekanan osmotik konstan sangat penting untuk metabolisme air dan menjaga keseimbangan ion dalam tubuh (lihat Metabolisme air-garam). Keteguhan terbesar adalah konsentrasi ion natrium di lingkungan internal. Kandungan elektrolit lain juga berfluktuasi dalam batas yang sempit. Kehadiran sejumlah besar osmoreseptor dalam jaringan dan organ, termasuk dalam formasi saraf pusat (hipotalamus, hipokampus), dan sistem pengatur metabolisme air dan komposisi ionik yang terkoordinasi memungkinkan tubuh untuk dengan cepat menghilangkan perubahan tekanan darah osmotik yang terjadi, misalnya, ketika air dimasukkan ke dalam tubuh.

Terlepas dari kenyataan bahwa darah mewakili lingkungan internal umum tubuh, sel-sel organ dan jaringan tidak secara langsung bersentuhan dengannya.

Dalam organisme multiseluler, setiap organ memiliki lingkungan internalnya sendiri (lingkungan mikro) yang sesuai dengan fitur struktural dan fungsionalnya, dan keadaan normal organ tergantung pada komposisi kimia, fisikokimia, biologi, dan sifat lain dari lingkungan mikro ini. Homeostasisnya ditentukan oleh status fungsional sawar histohematik dan permeabilitasnya dalam arah darah→cairan jaringan, cairan jaringan→darah.

Yang paling penting adalah keteguhan lingkungan internal untuk aktivitas sistem saraf pusat: bahkan sedikit perubahan kimia dan fisikokimia yang terjadi di cairan serebrospinal, glia, dan ruang periseluler dapat menyebabkan gangguan tajam dalam proses kehidupan individu. neuron atau dalam ansambelnya. Sistem homeostatis yang kompleks, termasuk berbagai mekanisme pengaturan neurohumoral, biokimia, hemodinamik dan lainnya, adalah sistem untuk memastikan tingkat tekanan darah yang optimal. Pada saat yang sama, batas atas tingkat tekanan arteri ditentukan oleh fungsi baroreseptor sistem vaskular tubuh, dan batas bawah ditentukan oleh kebutuhan tubuh akan suplai darah.

Mekanisme homeostatis yang paling sempurna dalam tubuh hewan tingkat tinggi dan manusia meliputi proses termoregulasi; pada hewan homoiothermic, fluktuasi suhu di bagian dalam tubuh selama perubahan suhu paling dramatis di lingkungan tidak melebihi sepersepuluh derajat.

Berbagai peneliti menjelaskan mekanisme sifat biologis umum yang mendasari homeostasis dengan cara yang berbeda. Jadi, W. Cannon sangat mementingkan sistem saraf yang lebih tinggi, L. A. Orbeli menganggap fungsi trofik adaptif dari sistem saraf simpatik sebagai salah satu faktor utama homeostasis. Peran pengorganisasian aparatus saraf (prinsip nervisme) mendasari ide-ide terkenal tentang esensi prinsip-prinsip homeostasis (I. M. Sechenov, I. P. Pavlov, A. D. Speransky, dan lainnya). Namun, baik prinsip dominan (A. A. Ukhtomsky), maupun teori fungsi penghalang (L. S. Stern), maupun sindrom adaptasi umum (G. Selye), maupun teori sistem fungsional (P. K. Anokhin), maupun regulasi hipotalamus homeostasis (N. I. Grashchenkov) dan banyak teori lain tidak sepenuhnya menyelesaikan masalah homeostasis.

Dalam beberapa kasus, konsep homeostasis tidak cukup tepat digunakan untuk menjelaskan keadaan fisiologis yang terisolasi, proses, dan bahkan fenomena sosial. Ini adalah bagaimana istilah "imunologis", "elektrolit", "sistemik", "molekuler", "fisiko-kimia", "homeostasis genetik" dan sejenisnya muncul dalam literatur. Upaya telah dilakukan untuk mengurangi masalah homeostasis dengan prinsip pengaturan diri. Contoh pemecahan masalah homeostasis dari sudut pandang sibernetika adalah upaya Ashby (W. R. Ashby, 1948) untuk merancang perangkat pengaturan diri yang mensimulasikan kemampuan organisme hidup untuk mempertahankan tingkat kuantitas tertentu dalam batas yang dapat diterima secara fisiologis. Beberapa penulis menganggap lingkungan internal tubuh sebagai sistem rantai kompleks dengan banyak "input aktif" (organ internal) dan parameter fisiologis individu (aliran darah, tekanan darah, pertukaran gas, dll.), Nilai masing-masing ditentukan oleh aktivitas "input".

Dalam praktiknya, para peneliti dan dokter menghadapi masalah menilai kemampuan adaptif (adaptif) atau kompensasi tubuh, regulasinya, penguatan dan mobilisasi, memprediksi respons tubuh terhadap pengaruh yang mengganggu. Beberapa keadaan ketidakstabilan vegetatif, yang disebabkan oleh ketidakcukupan, kelebihan atau ketidakcukupan mekanisme pengaturan, dianggap sebagai "penyakit homeostasis". Dengan konvensionalitas tertentu, mereka dapat mencakup gangguan fungsional dalam fungsi normal tubuh yang terkait dengan penuaannya, restrukturisasi paksa ritme biologis, beberapa fenomena distonia vegetatif, reaktivitas hiper dan hipokompensasi di bawah pengaruh stres dan ekstrem, dan sebagainya.

Untuk menilai keadaan mekanisme homeostatis di fiziol. percobaan dan dalam irisan, praktek berbagai tes fungsional dosis diterapkan (dingin, termal, adrenalin, insulin, mezaton dan lain-lain) dengan definisi dalam darah dan urin dari paritas agen biologis aktif (hormon, mediator, metabolit) dan sebagainya.

Mekanisme biofisik homeostasis

Mekanisme biofisik homeostasis. Dari sudut pandang biofisika kimia, homeostasis adalah keadaan di mana semua proses yang bertanggung jawab untuk transformasi energi dalam tubuh berada dalam keseimbangan dinamis. Keadaan ini adalah yang paling stabil dan sesuai dengan kondisi optimum fisiologis. Sesuai dengan konsep termodinamika, organisme dan sel dapat hidup dan beradaptasi dengan kondisi lingkungan yang memungkinkan untuk menetapkan proses stasioner dari proses fisikokimia, yaitu homeostasis, dalam sistem biologis. Peran utama dalam membangun homeostasis terutama milik sistem membran seluler, yang bertanggung jawab untuk proses bioenergi dan mengatur laju masuk dan pelepasan zat oleh sel.

Dari posisi ini, penyebab utama gangguan adalah reaksi non-enzimatik yang tidak biasa untuk aktivitas kehidupan normal, yang terjadi di membran; dalam kebanyakan kasus, ini adalah reaksi berantai oksidasi yang melibatkan radikal bebas yang terjadi pada fosfolipid sel. Reaksi ini menyebabkan kerusakan pada elemen struktural sel dan gangguan fungsi regulasi. Faktor penyebab gangguan homeostasis juga termasuk agen yang menyebabkan pembentukan radikal - radiasi pengion, racun menular, makanan tertentu, nikotin, serta kekurangan vitamin, dan sebagainya.

Salah satu faktor utama yang menstabilkan keadaan homeostatik dan fungsi membran adalah bioantioksidan, yang menghambat perkembangan reaksi radikal oksidatif.

Fitur usia homeostasis pada anak-anak

Fitur usia homeostasis pada anak-anak. Keteguhan lingkungan internal tubuh dan stabilitas relatif parameter fisiko-kimiawi di masa kanak-kanak diberikan dengan dominasi proses metabolisme anabolik dibandingkan katabolik. Ini adalah kondisi yang sangat diperlukan untuk pertumbuhan dan membedakan tubuh anak dari tubuh orang dewasa, di mana intensitas proses metabolisme berada dalam keadaan keseimbangan dinamis. Dalam hal ini, regulasi neuroendokrin homeostasis tubuh anak lebih intens daripada pada orang dewasa. Setiap periode usia dicirikan oleh fitur spesifik dari mekanisme homeostasis dan regulasinya. Oleh karena itu, pada anak-anak lebih sering daripada pada orang dewasa, ada pelanggaran homeostasis yang parah, seringkali mengancam jiwa. Gangguan ini paling sering dikaitkan dengan ketidakmatangan fungsi homeostatis ginjal, dengan gangguan fungsi saluran pencernaan atau fungsi pernapasan paru-paru.

Pertumbuhan anak, dinyatakan dalam peningkatan massa sel-selnya, disertai dengan perubahan yang jelas dalam distribusi cairan dalam tubuh (lihat Metabolisme air-garam). Peningkatan absolut dalam volume cairan ekstraseluler tertinggal di belakang laju kenaikan berat badan secara keseluruhan, sehingga volume relatif lingkungan internal, yang dinyatakan sebagai persentase berat badan, menurun seiring bertambahnya usia. Ketergantungan ini terutama diucapkan pada tahun pertama setelah kelahiran. Pada anak yang lebih besar, kecepatan perubahan volume relatif cairan ekstraseluler menurun. Sistem untuk mengatur keteguhan volume cairan (pengaturan volume) memberikan kompensasi untuk penyimpangan dalam neraca air dalam batas yang cukup sempit. Tingkat hidrasi jaringan yang tinggi pada bayi baru lahir dan anak kecil menentukan kebutuhan air yang jauh lebih tinggi daripada pada orang dewasa (per unit berat badan). Kehilangan air atau keterbatasannya dengan cepat menyebabkan perkembangan dehidrasi karena sektor ekstraseluler, yaitu lingkungan internal. Pada saat yang sama, ginjal - organ eksekutif utama dalam sistem pengaturan volume - tidak memberikan penghematan air. Faktor pembatas regulasi adalah ketidakmatangan sistem tubulus ginjal. Fitur paling penting dari kontrol neuroendokrin homeostasis pada bayi baru lahir dan anak kecil adalah sekresi dan ekskresi aldosteron yang relatif tinggi melalui ginjal, yang memiliki efek langsung pada keadaan hidrasi jaringan dan fungsi tubulus ginjal.

Pengaturan tekanan osmotik plasma darah dan cairan ekstraseluler pada anak-anak juga terbatas. Osmolaritas lingkungan internal bervariasi pada rentang yang lebih luas (±50 mosm/l) dibandingkan pada orang dewasa ±6 mosm/l). Hal ini disebabkan oleh permukaan tubuh yang lebih besar per 1 kg berat badan dan, akibatnya, kehilangan air yang lebih signifikan selama respirasi, serta ketidakmatangan mekanisme ginjal konsentrasi urin pada anak-anak. Gangguan homeostasis, dimanifestasikan oleh hiperosmosis, sangat umum pada anak-anak selama periode neonatal dan bulan-bulan pertama kehidupan; pada usia yang lebih tua, hipoosmosis mulai mendominasi, terutama terkait dengan penyakit gastrointestinal atau malam hari. Kurang dipelajari adalah regulasi ionik homeostasis, yang terkait erat dengan aktivitas ginjal dan sifat nutrisi.

Sebelumnya diyakini bahwa faktor utama yang menentukan nilai tekanan osmotik cairan ekstraseluler adalah konsentrasi natrium, tetapi penelitian yang lebih baru menunjukkan bahwa tidak ada korelasi erat antara kandungan natrium dalam plasma darah dan nilai konsentrasi natrium. tekanan osmotik total dalam patologi. Pengecualiannya adalah hipertensi plasma. Oleh karena itu, terapi homeostatis dengan pemberian larutan glukosa-garam memerlukan pemantauan tidak hanya kandungan natrium dalam serum atau plasma, tetapi juga perubahan total osmolaritas cairan ekstraseluler. Yang sangat penting dalam menjaga tekanan osmotik total di lingkungan internal adalah konsentrasi gula dan urea. Kandungan zat aktif osmotik ini dan pengaruhnya terhadap metabolisme air-garam dapat meningkat tajam dalam banyak kondisi patologis. Oleh karena itu, untuk setiap pelanggaran homeostasis, perlu untuk menentukan konsentrasi gula dan urea. Mengingat hal tersebut di atas, pada anak-anak usia dini, melanggar rezim air-garam dan protein, keadaan hiper atau hipoosmosis laten, hiperazotemia dapat berkembang (E. Kerpel-Froniusz, 1964).

Indikator penting yang mencirikan homeostasis pada anak-anak adalah konsentrasi ion hidrogen dalam darah dan cairan ekstraseluler. Pada periode antenatal dan awal postnatal, pengaturan keseimbangan asam-basa terkait erat dengan tingkat saturasi oksigen darah, yang dijelaskan oleh dominasi relatif glikolisis anaerobik dalam proses bioenergi. Selain itu, bahkan hipoksia sedang pada janin disertai dengan akumulasi asam laktat di jaringannya. Selain itu, ketidakmatangan fungsi asidogenetik ginjal menciptakan prasyarat untuk pengembangan asidosis "fisiologis". Sehubungan dengan kekhasan homeostasis pada bayi baru lahir, sering terjadi gangguan yang berada di ambang antara fisiologis dan patologis.

Restrukturisasi sistem neuroendokrin pada masa pubertas juga dikaitkan dengan perubahan homeostasis. Namun, fungsi organ eksekutif (ginjal, paru-paru) mencapai tingkat kematangan maksimum pada usia ini, sehingga sindrom parah atau penyakit homeostasis jarang terjadi, tetapi lebih sering kita berbicara tentang perubahan metabolisme yang dikompensasi, yang hanya dapat dideteksi dengan tes darah biokimia. Di klinik, untuk mengkarakterisasi homeostasis pada anak-anak, perlu untuk memeriksa indikator berikut: hematokrit, tekanan osmotik total, natrium, kalium, gula, bikarbonat dan urea dalam darah, serta pH darah, pO 2 dan pCO 2.

Fitur homeostasis pada usia lanjut dan pikun

Fitur homeostasis pada usia lanjut dan pikun. Tingkat nilai homeostatis yang sama pada periode usia yang berbeda dipertahankan karena berbagai pergeseran dalam sistem pengaturannya. Misalnya, tekanan darah konstan pada usia muda dipertahankan karena curah jantung yang lebih tinggi dan resistensi pembuluh darah perifer total yang rendah, dan pada orang tua dan pikun - karena resistensi perifer total yang lebih tinggi dan penurunan curah jantung. Dengan penuaan tubuh, keteguhan fungsi fisiologis yang paling penting dipertahankan dalam kondisi penurunan keandalan dan mengurangi kemungkinan berbagai perubahan fisiologis dalam homeostasis. Pelestarian homeostasis relatif dengan perubahan struktural, metabolisme dan fungsional yang signifikan dicapai dengan fakta bahwa pada saat yang sama tidak hanya kepunahan, gangguan dan degradasi terjadi, tetapi juga pengembangan mekanisme adaptif spesifik. Karena ini, tingkat gula yang konstan dalam darah, pH darah, tekanan osmotik, potensial membran sel, dan sebagainya dipertahankan.

Perubahan mekanisme regulasi neurohumoral, peningkatan sensitivitas jaringan terhadap aksi hormon dan mediator dengan latar belakang melemahnya pengaruh saraf, sangat penting dalam mempertahankan homeostasis selama proses penuaan.

Dengan bertambahnya usia tubuh, kerja jantung, ventilasi paru, pertukaran gas, fungsi ginjal, sekresi kelenjar pencernaan, fungsi kelenjar endokrin, metabolisme, dan lain-lain berubah secara signifikan. Perubahan ini dapat dicirikan sebagai homeoresis - lintasan reguler (dinamika) perubahan intensitas metabolisme dan fungsi fisiologis seiring bertambahnya usia dari waktu ke waktu. Nilai perjalanan perubahan terkait usia sangat penting untuk mengkarakterisasi proses penuaan seseorang, menentukan usia biologisnya.

Pada usia lanjut dan pikun, potensi umum mekanisme adaptif menurun. Oleh karena itu, di usia tua, dengan peningkatan beban, stres, dan situasi lain, kemungkinan gangguan mekanisme adaptif dan gangguan homeostasis meningkat. Penurunan keandalan mekanisme homeostasis seperti itu adalah salah satu prasyarat terpenting untuk perkembangan gangguan patologis di usia tua.

Apakah Anda benar-benar tidak puas dengan kemungkinan menghilang dari dunia ini? Apakah Anda ingin menjalani kehidupan lain? Mulai dari awal lagi? Memperbaiki kesalahan hidup ini? Memenuhi impian yang belum tercapai? Ikuti tautan ini:

Homeostasis adalah proses yang berlangsung secara mandiri di dalam tubuh dan ditujukan untuk menstabilkan keadaan sistem manusia ketika kondisi internal (perubahan suhu, tekanan) atau kondisi eksternal (perubahan iklim, zona waktu) berubah. Nama ini diusulkan oleh ahli fisiologi Amerika Cannon. Selanjutnya, homeostasis mulai disebut kemampuan sistem apa pun (termasuk lingkungan) untuk mempertahankan keteguhan internalnya.

dalam kontak dengan

Konsep dan karakteristik homeostasis

Wikipedia mencirikan istilah ini sebagai keinginan untuk bertahan hidup, beradaptasi dan berkembang. Agar homeostasis benar, kerja terkoordinasi dari semua organ dan sistem diperlukan. Dalam hal ini, semua parameter dalam diri seseorang akan normal. Jika beberapa parameter tidak diatur dalam tubuh, ini menunjukkan pelanggaran homeostasis.

Ciri-ciri utama homeostasis adalah sebagai berikut:

• analisis kemungkinan mengadaptasi sistem dengan kondisi baru;
• keinginan untuk menjaga keseimbangan;
• ketidakmungkinan memprediksi hasil regulasi indikator terlebih dahulu.

Masukan

Umpan balik adalah mekanisme aksi homeostasis yang sebenarnya. Dengan demikian tubuh bereaksi terhadap setiap perubahan. Tubuh berfungsi terus menerus sepanjang hidup seseorang. Namun, sistem individu harus memiliki waktu untuk beristirahat dan memulihkan diri. Selama periode ini, kerja organ individu melambat atau berhenti sama sekali. Proses ini disebut umpan balik. Contohnya adalah istirahatnya kerja lambung, ketika makanan tidak masuk ke dalamnya. Gangguan pencernaan seperti itu menghentikan produksi asam karena aksi hormon dan impuls saraf.

Ada dua jenis mekanisme ini, yang akan dijelaskan selanjutnya.

umpan balik negatif

Jenis mekanisme ini didasarkan pada fakta bahwa tubuh bereaksi terhadap perubahan, mencoba mengarahkannya ke arah yang berlawanan. Artinya, ia berusaha lagi untuk stabilitas. Misalnya, jika karbon dioksida menumpuk di dalam tubuh, paru-paru mulai bekerja lebih aktif, pernapasan menjadi lebih cepat, sehingga kelebihan karbon dioksida dihilangkan. Dan juga berkat umpan balik negatif termoregulasi dilakukan, sehingga tubuh terhindar dari panas berlebih atau hipotermia.

kritik yang baik

Mekanisme ini secara langsung berlawanan dengan yang sebelumnya. Dalam hal aksinya, perubahan variabel hanya diperkuat oleh mekanisme, yang membawa organisme keluar dari keseimbangan. Ini adalah proses yang agak langka dan kurang diinginkan. Contohnya adalah adanya potensial listrik di saraf., yang alih-alih mengurangi tindakan, mengarah pada peningkatannya.

Namun, berkat mekanisme ini, perkembangan dan transisi ke keadaan baru terjadi, yang berarti bahwa itu juga diperlukan untuk kehidupan.

Parameter apa yang diatur homeostasis?

Terlepas dari kenyataan bahwa tubuh terus-menerus berusaha mempertahankan nilai-nilai parameter penting bagi kehidupan, mereka tidak selalu stabil. Suhu tubuh masih akan berubah dalam kisaran kecil, seperti halnya detak jantung atau tekanan darah. Tugas homeostasis adalah mempertahankan kisaran nilai ini, serta membantu fungsi tubuh.

Contoh homeostasis adalah ekskresi produk limbah dari tubuh manusia, yang dilakukan oleh ginjal, kelenjar keringat, saluran pencernaan, serta ketergantungan metabolisme pada diet. Sedikit lebih banyak tentang parameter yang dapat disesuaikan akan dibahas nanti.

Suhu tubuh

Contoh homeostasis yang paling jelas dan paling sederhana adalah pemeliharaan suhu tubuh normal. Tubuh yang terlalu panas bisa dihindari dengan berkeringat. Kisaran suhu normal adalah 36 hingga 37 derajat Celcius. Peningkatan nilai-nilai ini dapat dipicu oleh proses inflamasi, gangguan hormonal dan metabolisme, atau penyakit apa pun.

Bagian otak yang disebut hipotalamus bertanggung jawab untuk mengontrol suhu tubuh dalam tubuh. Ada sinyal tentang kegagalan rezim suhu, yang juga dapat diekspresikan dalam pernapasan cepat, peningkatan jumlah gula, percepatan metabolisme yang tidak sehat. Semua ini menyebabkan kelesuan, penurunan aktivitas organ, setelah itu sistem mulai mengambil tindakan untuk mengatur indikator suhu. Contoh sederhana dari respons termoregulasi tubuh adalah berkeringat..

Perlu dicatat bahwa proses ini juga bekerja dengan penurunan suhu tubuh yang berlebihan. Jadi tubuh bisa menghangatkan diri karena pemecahan lemak, di mana panas dilepaskan.

Keseimbangan air-garam

Air diperlukan untuk tubuh, dan semua orang tahu ini dengan baik. Bahkan ada norma asupan cairan harian, dalam jumlah 2 liter. Faktanya, setiap organisme membutuhkan jumlah airnya sendiri, dan untuk beberapa organisme mungkin melebihi nilai rata-rata, sementara untuk yang lain mungkin tidak mencapainya. Namun, tidak peduli berapa banyak air yang diminum seseorang, tubuh tidak akan mengumpulkan semua kelebihan cairan. Air akan tetap pada tingkat yang dibutuhkan, sedangkan semua kelebihannya akan dikeluarkan dari tubuh karena osmoregulasi yang dilakukan oleh ginjal.

Homeostasis darah

Dengan cara yang sama, jumlah gula, yaitu glukosa, yang merupakan elemen penting dari darah, diatur. Seseorang tidak bisa sepenuhnya sehat jika kadar gulanya jauh dari normal. Indikator ini diatur oleh fungsi pankreas dan hati. Dalam kasus ketika kadar glukosa melebihi norma, pankreas bertindak, di mana insulin dan glukagon diproduksi. Jika jumlah gula menjadi terlalu rendah, glikogen dari darah diproses ke dalamnya dengan bantuan hati.

tekanan normal

Homeostasis juga bertanggung jawab atas tekanan darah normal dalam tubuh. Jika rusak, sinyal tentang ini akan datang dari jantung ke otak. Otak bereaksi terhadap masalah dan, dengan bantuan impuls, membantu jantung mengurangi tekanan tinggi.

Definisi homeostasis tidak hanya mencirikan fungsi yang benar dari sistem satu organisme, tetapi juga dapat berlaku untuk seluruh populasi. Tergantung pada ini, ada beberapa jenis homeostasis dijelaskan di bawah ini.

Homeostasis ekologis

Spesies ini hadir dalam komunitas yang dilengkapi dengan kondisi kehidupan yang diperlukan. Ini muncul melalui aksi mekanisme umpan balik positif, ketika organisme yang mulai menghuni ekosistem berkembang biak dengan cepat, sehingga meningkatkan jumlah mereka. Tetapi penyelesaian yang begitu cepat dapat menyebabkan kehancuran spesies baru yang lebih cepat lagi jika terjadi epidemi atau perubahan kondisi menjadi kurang menguntungkan. Jadi organisme perlu beradaptasi dan menstabilkan, yang disebabkan oleh umpan balik negatif. Dengan demikian, jumlah penduduk berkurang, tetapi mereka menjadi lebih beradaptasi.

Homeostasis biologis

Tipe ini hanya khas untuk individu yang tubuhnya berusaha untuk menjaga keseimbangan internal, khususnya, dengan mengatur komposisi dan jumlah darah, zat antar sel dan cairan lain yang diperlukan untuk fungsi normal tubuh. Pada saat yang sama, homeostasis tidak selalu mengharuskan untuk menjaga parameter konstan, kadang-kadang dicapai dengan mengadaptasi dan menyesuaikan tubuh dengan kondisi yang berubah. Karena perbedaan ini, organisme dibagi menjadi dua jenis:

• konformasi - mereka yang berusaha untuk melestarikan nilai-nilai (misalnya, hewan berdarah panas, yang suhu tubuhnya harus lebih atau kurang konstan);
• peraturan, yang beradaptasi (berdarah dingin, memiliki suhu yang berbeda tergantung pada kondisi).

Pada saat yang sama, homeostasis masing-masing organisme ditujukan untuk mengkompensasi biaya. Jika hewan berdarah panas tidak mengubah gaya hidupnya saat suhu lingkungan turun, maka hewan berdarah dingin menjadi lesu dan pasif agar tidak membuang energi.

Di samping itu, Homeostasis biologis mencakup subspesies berikut:

• homeostasis seluler ditujukan untuk mengubah struktur sitoplasma dan aktivitas enzim, serta regenerasi jaringan dan organ;
• homeostasis dalam tubuh dipastikan dengan mengatur indikator suhu, konsentrasi zat yang diperlukan untuk kehidupan, dan pembuangan limbah.

Tipe yang lain

Selain digunakan dalam biologi dan kedokteran, istilah telah menemukan aplikasi di daerah lain.

Pemeliharaan homeostasis

Homeostasis dipertahankan karena kehadiran dalam tubuh yang disebut sensor yang mengirim impuls ke otak yang berisi informasi tentang tekanan dan suhu tubuh, keseimbangan air-garam, komposisi darah dan parameter lain yang penting untuk kehidupan normal. Segera setelah beberapa nilai mulai menyimpang dari norma, sinyal tentang ini memasuki otak, dan tubuh mulai mengatur kinerjanya.

Mekanisme penyesuaian yang kompleks ini sangat penting bagi kehidupan. Keadaan normal seseorang dipertahankan dengan rasio yang benar dari bahan kimia dan unsur-unsur dalam tubuh. Asam dan basa diperlukan untuk fungsi stabil sistem pencernaan dan organ lainnya.

Kalsium adalah bahan struktural yang sangat penting, tanpa jumlah yang tepat seseorang tidak akan memiliki tulang dan gigi yang sehat. Oksigen sangat penting untuk pernapasan.

Racun dapat mengganggu kelancaran fungsi tubuh. Tetapi agar kesehatan tidak terganggu, mereka dikeluarkan karena kerja sistem kemih.

Homeostasis bekerja tanpa usaha manusia. Jika tubuh sehat, tubuh akan mengatur sendiri semua prosesnya. Jika orang kepanasan, pembuluh darah melebar, yang ditunjukkan dengan kemerahan pada kulit. Jika dingin - ada menggigil. Berkat respons tubuh terhadap rangsangan seperti itu, kesehatan manusia dipertahankan pada tingkat yang tepat.

homeostasis Saya Homeostasis (Yunani homoios serupa, identik + Yunani stasis berdiri, imobilitas)

kemampuan suatu organisme untuk mempertahankan variabel-variabel yang signifikan secara fungsional dalam batas-batas yang menjamin aktivitas vitalnya yang optimal. Mekanisme pengaturan yang mempertahankan keadaan fisiologis atau sifat-sifat sel, organ, dan sistem seluruh organisme pada tingkat yang sesuai dengan kebutuhannya saat ini disebut homeostatis.

Awalnya, istilah "homeostasis" berarti hanya menjaga keteguhan lingkungan internal, yaitu. darah, getah bening, cairan antar sel (lihat Metabolisme air-garam , keseimbangan asam basa) . Di masa depan, berbagai substrat biokimia dan struktural pada berbagai tingkat organisasinya (sel, organ, dan sistemnya) mulai dikaitkan dengan indikator signifikan G..

Dalam arti luas, G. mencakup isu-isu jalannya reaksi kompensasi (lihat. Proses kompensasi) , regulasi dan pengaturan diri fungsi fisiologis (lihat Pengaturan diri fungsi fisiologis) , sifat dan dinamika hubungan antara saraf, humoral, dan komponen lain dari proses pengaturan di seluruh organisme. Batas-batas G dapat bervariasi tergantung pada usia individu, jenis kelamin, sosial, profesional dan kondisi lainnya.

Bibliografi: Anokhin P.K. Esai tentang fisiologi sistem fungsional. M., 1975; Homeostatis, edisi. P.D. Gorizontova, M., 1976; Pengaturan fungsi visceral. Pola dan Mekanisme, ed. N.P. Bekhtereva, hal. 129, L., 1987; Sarkisov D.S. Esai tentang fondasi struktural homeostasis, M., 1977; sistem saraf otonom, ed. O.G. Baklavadzhyan, hal. 536, L., 1981.

II Homeostasis (Homeo- + Yunani stasis berdiri, imobilitas; . homeostasis)

dalam fisiologi - keteguhan dinamis relatif dari lingkungan internal (darah, getah bening, cairan jaringan) dan stabilitas fungsi fisiologis dasar (sirkulasi, respirasi, termoregulasi, metabolisme, dll.) tubuh.

1. Ensiklopedia medis kecil. - M.: Ensiklopedia Kedokteran. 1991-96 2. Pertolongan pertama. - M.: Ensiklopedia Besar Rusia. 1994 3. Kamus ensiklopedis istilah medis. - M.: Ensiklopedia Soviet. - 1982-1984.

Sinonim:

Lihat apa itu "Homeostasis" di kamus lain:

Homeostatis... Kamus Ejaan

homeostasis- Prinsip umum pengaturan diri organisme hidup. Perls sangat menekankan pentingnya konsep ini dalam karyanya The Gestalt Approach and Eye Witness to Therapy. Kamus psikologi dan psikiatri penjelasan singkat. Ed. igisheva. 2008 ... Ensiklopedia Psikologi Hebat

Homeostasis (dari bahasa Yunani. serupa, identik dan negara), properti tubuh untuk mempertahankan parameter dan fisiologisnya. fungsi di def. kisaran, berdasarkan stabilitas internal. lingkungan tubuh dalam kaitannya dengan pengaruh yang mengganggu ... Ensiklopedia Filsafat

HOMEOSTASIS- (dari bahasa Yunani homoios sama, serupa dan Yunani stasis imobilitas, berdiri), homeostasis, kemampuan organisme atau sistem organisme untuk mempertahankan keseimbangan (dinamis) yang stabil dalam kondisi lingkungan yang berubah. Homeostasis dalam suatu populasi kamus ekologi

Homeostasis (dari homeo... dan Yunani stasis imobilitas, keadaan), kemampuan biol. sistem untuk menolak perubahan dan tetap dinamis. mengacu pada keteguhan komposisi dan sifat. Istilah "G". diusulkan oleh W. Kennon pada tahun 1929 untuk mengkarakterisasi negara bagian ... Kamus ensiklopedis biologi

- (dari homeo ... dan keadaan imobilitas stasis Yunani), keteguhan dinamis relatif dari komposisi dan sifat-sifat lingkungan internal dan stabilitas fungsi fisiologis dasar tubuh. Konsep homeostasis juga diterapkan pada biocenosis (pengawetan ... ... Kamus Ensiklopedis Besar

- (dari bahasa Yunani homoios serupa dan stasis imobilitas) suatu proses yang dengannya keteguhan relatif dari lingkungan internal tubuh tercapai (kekonstanan suhu tubuh, tekanan darah, konsentrasi gula darah). Sebagai terpisah... Kamus Psikologi

HOMEOSTASIS (IS) [Kamus kata-kata asing dari bahasa Rusia

homeostasis- Keadaan keseimbangan bergerak dinamis dari ekosistem homeostasis homeostasis Suatu keadaan keseimbangan yang stabil dari sistem terbuka dalam interaksinya dengan lingkungan. Konsep ini telah memasuki ekonomi ... Buku Pegangan Penerjemah Teknis

HOMEOSTASIS, dalam biologi, proses mempertahankan kondisi konstan dalam sel atau organisme, terlepas dari perubahan internal atau eksternal ... Kamus ensiklopedis ilmiah dan teknis

HOMEOSTASIS, homeostasis (Yunani homois serupa, identik dan stasis tak bergerak, keadaan) adalah milik sistem biologis untuk menjaga stabilitas dinamis relatif dari parameter komposisi dan fungsi. Dasar dari kemampuan ini adalah kemampuan untuk ... ... Kamus filosofis terbaru

Buku

• Homeostasis dan nutrisi. Buku teks, Mezenova Olga Yakovlevna. Aspek sejarah dan ciri-ciri nasional ilmu gizi, struktur dan fungsi sistem pencernaan, dasar biokimia homeostasis tubuh, pentingnya berbagai…