Pentru ca organismele pluricelulare să existe, este necesar să se mențină constanta mediului intern. Mulți ecologiști sunt convinși că acest principiu se aplică și mediului extern. Dacă sistemul nu poate să-și restabilească echilibrul, în cele din urmă poate înceta să funcționeze.

Sistemele complexe – de exemplu, corpul uman – trebuie să aibă homeostazie pentru a menține stabilitatea și a exista. Aceste sisteme nu trebuie doar să se străduiască să supraviețuiască, ci și să se adapteze la schimbările de mediu și să evolueze.

proprietățile homeostaziei

Sistemele homeostatice au următoarele proprietăți:

• instabilitate sistem: testează modul în care se poate adapta cel mai bine.
• Luptă pentru echilibru: toată organizarea internă, structurală și funcțională a sistemelor contribuie la menținerea echilibrului.
• imprevizibilitate: Efectul rezultat al unei anumite acțiuni poate fi adesea diferit de ceea ce era de așteptat.

• Reglarea cantității de micronutrienți și apă din organism - osmoreglare. Se efectuează în rinichi.
• Eliminarea produselor reziduale ale procesului metabolic - izolare. Este efectuat de organe exocrine - rinichi, plămâni, glande sudoripare și tractul gastrointestinal.
• Reglarea temperaturii corpului. Scăderea temperaturii prin transpirație, o varietate de reacții de termoreglare.
• Reglarea nivelului de glucoză din sânge. Efectuate în principal de ficat, insulină și glucagon secretate de pancreas.
• Reglarea nivelului metabolismului de bază în funcție de alimentație.

Este important de menționat că, deși organismul este în echilibru, starea sa fiziologică poate fi dinamică. Multe organisme prezintă modificări endogene sub formă de ritmuri circadian, ultradian și infradian. Deci, chiar și în timpul homeostaziei, temperatura corpului, tensiunea arterială, ritmul cardiac și majoritatea indicatorilor metabolici nu sunt întotdeauna la un nivel constant, ci se modifică în timp.

Mecanisme de homeostazie: feedback

Când există o modificare a variabilelor, există două tipuri principale de feedback la care sistemul răspunde:

1. Feedback negativ, exprimat ca o reacție în care sistemul răspunde în așa fel încât să inverseze direcția schimbării. Deoarece feedback-ul servește la menținerea constantă a sistemului, vă permite să mențineți homeostazia.
   • De exemplu, atunci când concentrația de dioxid de carbon din corpul uman crește, plămânii primesc un semnal pentru a-și crește activitatea și a expira. Mai mult dioxid de carbon.
   • Termoregularea este un alt exemplu de feedback negativ. Când temperatura corpului crește (sau scade), termoreceptorii din piele și hipotalamus înregistrează schimbarea, declanșând un semnal de la creier. Acest semnal, la rândul său, provoacă un răspuns - o scădere a temperaturii (sau creștere).
2. Feedback pozitiv, care este exprimat ca o amplificare a modificării unei variabile. Are efect destabilizator, deci nu duce la homeostazie. Feedback-ul pozitiv este mai puțin frecvent în sistemele naturale, dar are și întrebuințările sale.
   • De exemplu, în nervi, un potențial electric de prag determină generarea unui potențial de acțiune mult mai mare. Coagularea sângelui și evenimentele de naștere sunt alte exemple de feedback pozitiv.

Sistemele stabile au nevoie de combinații ale ambelor tipuri de feedback. În timp ce feedback-ul negativ vă permite să reveniți la o stare homeostatică, feedback-ul pozitiv este folosit pentru a trece la o stare de homeostazie complet nouă (și foarte posibil mai puțin dorită), o situație numită „metastabilitate”. Astfel de schimbări catastrofale pot apărea, de exemplu, cu o creștere a nutrienților în râuri cu apă limpede, ceea ce duce la o stare homeostatică de mare eutrofizare (aglomerare excesivă de alge) și turbiditate.

Homeostazia ecologică

În ecosistemele perturbate, sau comunitățile biologice subclimax - cum ar fi, de exemplu, insula Krakatoa, după o puternică erupție vulcanică în - starea de homeostazie a ecosistemului de climax al pădurii anterior a fost distrusă, ca toată viața de pe această insulă. Krakatoa a trecut prin lanț în anii de la erupție schimbarea mediului, în care s-au succedat noi specii de plante și animale, ceea ce a dus la diversitatea biologică și, în consecință, la o comunitate culminant. Succesiunea ecologică în Krakatoa a avut loc în mai multe etape. Lanț complet Succesiunea care duce la punctul culminant se numește preserie. În exemplul Krakatoa, această insulă a dezvoltat o comunitate culminală cu opt mii de specii diferite înregistrate în , la o sută de ani după ce erupția a distrus viața pe ea. Datele confirmă că poziția se menține în homeostazie de ceva timp, în timp ce apariția unor noi specii duce foarte rapid la dispariția rapidă a celor vechi.

Cazul Krakatoa și al altor ecosisteme perturbate sau intacte arată că colonizarea inițială de către speciile pionier are loc prin strategii de reproducere cu feedback pozitiv în care specia se dispersează, producând cât mai mulți descendenți, dar cu investiții reduse sau deloc în succesul fiecărui individ. . La astfel de specii, există o dezvoltare rapidă și un colaps la fel de rapid (de exemplu, printr-o epidemie). Pe măsură ce un ecosistem se apropie de climax, astfel de specii sunt înlocuite cu specii de climax mai complexe care se adaptează prin feedback negativ la condițiile specifice ale mediului lor. Aceste specii sunt atent controlate de capacitatea potențială a ecosistemului și urmează o strategie diferită - producând descendenți mai mici, în succesul reproductiv al cărora, în condițiile micromediului nișei sale ecologice specifice, se investește mai multă energie.

Dezvoltarea începe cu comunitatea de pionier și se termină cu comunitatea culminant. Această comunitate culminală se formează atunci când flora și fauna intră în echilibru cu mediul local.

Astfel de ecosisteme formează heterarhii, în care homeostazia la un nivel contribuie la procesele homeostatice la un alt nivel complex. De exemplu, pierderea frunzelor unui copac tropical matur face loc pentru noi creșteri și îmbogățește solul. LA la fel de arborele tropical reduce accesul la lumină la nivelurile inferioare și ajută la prevenirea invaziei altor specii. Dar copacii cad și ei la pământ și dezvoltarea pădurii depinde de schimbarea constantă a copacilor, de ciclul nutrienților efectuat de bacterii, insecte, ciuperci. În mod similar, astfel de păduri contribuie la procese ecologice- cum ar fi reglarea microclimatelor sau a ciclurilor hidrologice ale unui ecosistem și mai multe ecosisteme diferite pot interacționa pentru a menține homeostazia drenajului râului într-o regiune biologică. Variabilitatea bioregiunilor joacă, de asemenea, un rol în stabilitatea homeostatică a unei regiuni biologice sau biom.

Homeostazia biologică

Homeostazia acționează ca o caracteristică fundamentală a organismelor vii și este înțeleasă ca menținerea mediului intern în limite acceptabile.

Mediul intern al corpului include fluide corporale - plasma sanguina, limfa, substanta intercelulara si lichidul cefalorahidian. Menținerea stabilității acestor fluide este vitală pentru organisme, în timp ce absența acesteia duce la deteriorarea materialului genetic.

3) țesuturi, care se caracterizează în principal sau exclusiv prin regenerare intracelulară (celule miocard și ganglionare ale sistemului nervos central)

În procesul de evoluție s-au format 2 tipuri de regenerare: fiziologică și reparatorie.

Homeostazia în corpul uman

Diverși factori afectează capacitatea fluidelor corporale de a susține viața. Printre aceștia se numără parametri precum temperatura, salinitatea, aciditatea și concentrația de nutrienți - glucoză, diverși ioni, oxigen și produse reziduale - dioxid de carbon și urină. Deoarece acești parametri afectează reacțiile chimice care țin un organism în viață, există mecanisme fiziologice încorporate pentru a le menține la nivelul necesar.

Homeostazia nu poate fi considerată cauza proceselor acestor adaptări inconștiente. Ar trebui luată ca o caracteristică generală a multor procese normale care acționează împreună și nu ca cauza principală a acestora. Mai mult, există multe fenomene biologice care nu se potrivesc acestui model - de exemplu, anabolismul.

Alte domenii

Conceptul de „homeostazie” este folosit și în alte domenii.

Scrieți o recenzie la articolul „Homeostaza”

Un fragment care caracterizează homeostazia

La șase și jumătate, Napoleon a mers călare în satul Shevardin.
A început să răsară, cerul s-a limpezit, doar un nor zăcea în est. Focuri abandonate s-au stins în lumina slabă a dimineții.
În dreapta, o lovitură groasă de tun singuratic a răsunat, a măturat și a înghețat în tăcerea generală. Au trecut câteva minute. Se auzi un al doilea, al treilea împușcătură, aerul se cutremură; al patrulea şi al cincilea răsunau aproape şi solemn undeva în dreapta.
Primele împușcături încă nu se terminaseră de sunat înainte ca altele să răsuna, iar și iar, îmbinându-se și întrerupându-se unul pe altul.
Napoleon a urcat cu alaiul său la reduta Shevardinsky și a descălecat de pe cal. Jocul a început.

Întorcându-se de la prințul Andrei la Gorki, Pierre, după ce i-a poruncit bereator să pregătească caii și să-l trezească dimineața devreme, a adormit imediat în spatele despărțitorului, în colțul pe care i-l dădu Boris.
Când Pierre s-a trezit complet a doua zi dimineață, nu era nimeni în colibă. Sticla zdrăngăni în ferestrele mici. Rectorul rămase în picioare, împingându-l deoparte.
„Excelența voastră, excelența voastră, excelența voastră...” spuse bereytor cu încăpățânare, fără să se uite la Pierre și, aparent, își pierduse speranța de a-l trezi, scuturându-l de umăr.
- Ce? Au inceput? E timpul? vorbi Pierre trezindu-se.
„Dacă vă rog, auziți tragerile”, a spus bereytor, un soldat pensionar, „deja toți domnii s-au ridicat, cei mai străluciți înșiși au trecut de mult.
Pierre s-a îmbrăcat în grabă și a fugit pe verandă. Afară era senin, proaspăt, plin de rouă și vesel. Soarele, care tocmai scăpase din spatele norului care îl întuneca, a împroșcat până la jumătate din razele lui rupte de nor prin acoperișurile străzii opuse, pe praful acoperit de rouă al drumului, pe pereții caselor, pe pereții caselor. ferestrele gardului și spre caii lui Pierre care stăteau lângă colibă. Bubuitul tunurilor se auzea mai clar în curte. Un adjutant cu un cazac a hohotit pe stradă.
- E timpul, conte, e timpul! strigă adjutantul.
Poruncindu-i să conducă calul în spatele lui, Pierre a coborât pe stradă până la movilă, de pe care se uitase ieri la câmpul de luptă. Pe această movilă era o mulțime de militari și se auzea dialectul francez al personalului și se vedea capul cărunt al lui Kutuzov, cu șapca lui albă cu bandă roșie și ceafa cărunt înfiptă în umeri. Kutuzov se uită prin conducta din față, de-a lungul drumului mare.
Intrând pe treptele de la intrarea în movilă, Pierre se uită înaintea lui și încremeni de admirație în fața frumuseții spectacolului. Era aceeași panoramă pe care o admirase ieri din această movilă; dar acum toată această zonă era acoperită de trupe și de fumul împușcăturilor, iar razele oblice ale soarelui strălucitor, răsărind în spate, la stânga lui Pierre, aruncau asupra ei în aerul limpede al dimineții o lumină pătrunzătoare cu o nuanță aurie și roz. și umbre întunecate, lungi. Pădurile îndepărtate care întregesc panorama, parcă cioplite dintr-un fel de piatră prețioasă galben-verzuie, se zăreau cu linia lor curbă de vârfuri la orizont, iar între ele, în spatele Valuev, marele drum Smolensk tăiat, toate acoperite. cu trupe. Mai aproape, câmpurile aurii și câștigurile străluceau. Peste tot - în față, în dreapta și în stânga - erau vizibile trupe. Toate acestea erau vii, maiestuoase și neașteptate; dar ceea ce l-a frapat cel mai mult pe Pierre a fost priveliștea câmpului de luptă însuși, Borodino și golul de deasupra Kolochaya de ambele părți ale acestuia.
Deasupra Kolochaya, în Borodino și pe ambele părți ale acesteia, în special spre stânga, unde Voyna se varsă în Kolocha pe malurile mlăștinoase, era acea ceață care se topește, se estompează și strălucește când iese soarele strălucitor și colorează și conturează magic. tot ce se vede prin ea. Această ceață i s-a alăturat fumul împușcăturilor și prin această ceață și fum fulgere de lumină dimineață străluceau peste tot – când pe apă, când pe rouă, când pe baionetele trupelor care se înghesuiau de-a lungul malurilor și în Borodino. Prin această ceață se vedeau biserica albă, pe alocuri acoperișurile colibelor lui Borodin, pe alocuri mase solide de soldați, pe alocuri cutii verzi, tunuri. Și totul s-a mișcat, sau părea că se mișcă, pentru că ceața și fumul se întindeau peste tot acest spațiu. Atât în ​​această localitate a părților inferioare de lângă Borodino, acoperită de ceață, cât și în afara ei, mai sus și mai ales la stânga pe toată linia, prin păduri, prin câmpuri, în părțile inferioare, pe vârfurile cotelor, s-au născut continuu din ei înșiși, din nimic, tun, apoi singuratic, când cocoloși, când rari, când deseori nori de fum, care, umflându-se, crescând, învolburându-se, contopindu-se, erau vizibili în tot acest spațiu.
Aceste împușcături fumează și, ciudat de spus, sunetele lor au produs principala frumusețe a spectacolului.
Sufla! - deodată s-a putut vedea fum rotund, dens jucându-se cu culorile violet, gri și alb lăptos, și boom! - sunetul acestui fum s-a auzit într-o secundă.
"Poof puf" - două fumuri s-au ridicat, împingându-se și contopindu-se; și „boom boom” – a confirmat sunetele pe care ochiul le-a văzut.
Pierre s-a uitat înapoi la primul fum pe care l-a lăsat într-o minge densă rotunjită și deja în locul lui erau bile de fum care se întindeau în lateral și puf ... (cu oprire) puf puf - încă trei, încă patru, și pentru fiecare, cu aceleași constelații, bum... bum bum bum - au răspuns sunete frumoase, solide, adevărate. Părea că aceste fumuri curg, că stăteau, iar pe lângă ele treceau păduri, câmpuri și baionete strălucitoare. În stânga, peste câmpuri și tufișuri, s-au născut continuu aceste fumuri mari, cu ecourile lor solemne, și mai aproape, de-a lungul cotelor de jos și pădurilor, mici fumuri de puști, care nu au avut timp să se rotunjească, s-au aprins și și-au dat micile ecouri în același mod. Fuck ta ta tah - pistoalele trosneau, deși des, dar incorect și prost în comparație cu împușcăturile de armă.
Pierre a vrut să fie acolo unde erau aceste fumuri, aceste baionete și tunuri strălucitoare, această mișcare, aceste sunete. S-a uitat înapoi la Kutuzov și la alaiul său pentru a-și verifica impresia cu alții. Toți erau exact la fel ca și el și, după cum i se părea, așteptau cu nerăbdare câmpul de luptă cu același sentiment. Pe toate fețele strălucea acum că căldură latentă(chaleur latente) un sentiment pe care Pierre l-a observat ieri și pe care l-a înțeles pe deplin după conversația cu prințul Andrei.
„Du-te, draga mea, du-te, Hristos este cu tine”, i-a spus Kutuzov, fără să-și ia ochii de la câmpul de luptă, către generalul care stătea lângă el.
După ce a ascultat ordinul, acest general a trecut pe lângă Pierre, până la ieșirea din movilă.
- Spre trecere! - spuse generalul rece și sever, ca răspuns la întrebarea unuia din personal, unde se ducea. „Și eu, și eu”, se gândi Pierre și se duse în direcția generalului.
Generalul a urcat pe un cal, care i-a fost dat de un cazac. Pierre se apropie de bereytor, care ținea caii în brațe. Întrebând care dintre ele este mai tăcut, Pierre a urcat pe cal, a apucat coama, și-a apăsat călcâiele picioarelor răsucite de stomacul calului și, simțind că îi cădeau ochelarii și că nu-și poate lua mâinile de pe coamă și hăițe. , a galopat după general, stârnind zâmbetele personalului, din tumulă privindu-l.

Generalul, în spatele căruia călărea Pierre, a coborât la vale, s-a întors brusc la stânga, iar Pierre, pierzându-l din vedere, a sărit în rândurile soldaților de infanterie care mergeau înaintea lui. A încercat să iasă din ei mai întâi la dreapta, apoi la stânga; dar peste tot erau soldați, cu fețe la fel de preocupate, ocupați cu niște afaceri invizibile, dar evident importante. Toată lumea se uita cu aceeași privire nemulțumită și întrebătoare la acest om gras cu pălărie albă, dintr-un motiv necunoscut, călcându-i cu calul.
- De ce călărește în mijlocul batalionului! a strigat unul la el. Altul și-a împins calul cu fundul, iar Pierre, agățat de pom și abia ținând calul timid, a sărit înainte soldatul, unde era mai încăpător.
În fața lui era un pod și alți soldați stăteau lângă pod și trăgeau. Pierre s-a apropiat de ei. Fără să știe el însuși, Pierre a condus până la podul peste Kolocha, care se afla între Gorki și Borodino și care, în prima acțiune a bătăliei (luarea lui Borodino), a fost atacat de francezi. Pierre văzu că înaintea lui era un pod și că de ambele părți ale podului și în poienă, în rândurile alea de fân pe care le-a observat ieri, soldații făceau ceva în fum; dar, în ciuda împuşcăturii neîncetate care aveau loc în acest loc, nu credea că acesta este câmpul de luptă. Nu a auzit zgomotele gloanțelor care scârțâiau din toate părțile, iar obuzele zburând peste el, nu a văzut inamicul care era de cealaltă parte a râului și nu a văzut multă vreme morții și răniții, deși mulți a căzut nu departe de el. Cu un zâmbet care nu i-a părăsit fața, se uită în jur.
- Ce conduce acesta în fața liniei? Cineva a strigat din nou la el.
„Ia la stânga, ia la dreapta”, i-au strigat ei. Pierre a luat-o pe dreapta și s-a mutat pe neașteptate cu adjutantul generalului Raevsky, pe care îl cunoștea. Acest adjutant se uită furios la Pierre, intenționând evident să strige și la el, dar, recunoscându-l, dădu din cap spre el.
– Cum ești aici? spuse el şi merse mai departe.
Pierre, simțindu-se deplasat și inactiv, temându-se să se amestece din nou cu cineva, galopă după adjutant.
- E aici, nu? Pot să vin cu tine? el a intrebat.
— Acum, acum, răspunse adjutantul și, sărind la colonelul gras care stătea pe pajiște, îi întinse ceva și apoi se întoarse către Pierre.
— De ce ai venit aici, conte? i-a spus el zâmbind. Sunteți curioși?
— Da, da, spuse Pierre. Dar adjutantul, întorcându-și calul, a mers mai departe.
„Iată, slavă Domnului”, spuse adjutantul, „dar pe flancul stâng al lui Bagration are loc o prăjire groaznică.
- Într-adevăr? întrebă Pierre. - Unde este?
- Da, hai să mergem cu mine la movilă, vezi de la noi. Și este încă tolerabil cu noi pe baterie ”, a spus adjutantul. - Ei bine, mergi?
— Da, sunt cu tine, spuse Pierre, uitându-se în jurul lui și căutându-și cu ochii pe bereatorul. Aici, numai pentru prima dată, Pierre i-a văzut pe răniți, rătăcind pe jos și cărați pe o targă. Pe aceeași poiană cu șiruri de fân parfumate prin care trecuse ieri, peste rânduri, întorcând stângaci capul, zăcea nemișcat un soldat cu un shako căzut. De ce nu au adus-o în discuție? - începu Pierre; dar, văzând chipul sever al adjutantului, care se uită înapoi în aceeași direcție, tăcu.
Pierre nu și-a găsit bereytor și, împreună cu adjutantul, a coborât în ​​adâncime până la tumul Raevsky. Calul lui Pierre a rămas în urmă adjutantului și l-a zguduit uniform.
- Tu, aparent, nu ești obișnuit cu călăria, conte? întrebă adjutantul.
— Nu, nimic, dar sare foarte mult, spuse Pierre uluit.
- Eh! .. da, a fost ranita, - spuse adjutantul, - dreapta fata, deasupra genunchiului. Glonțul trebuie să fie. Felicitări, domnule conte”, a spus el, „le bapteme de feu [botez prin foc].
Trecând prin fum de-a lungul corpului al șaselea, în spatele artileriei, care, împinsă înainte, a tras, asurzind cu împușcăturile sale, au ajuns la o pădure mică. Pădurea era răcoroasă, liniștită și mirosea a toamnă. Pierre și adjutantul au descălecat de pe cai și au urcat pe munte.
Generalul este aici? întrebă adjutantul apropiindu-se de movilă.
„Abia acum eram, hai să mergem aici”, i-au răspuns ei, arătând spre dreapta.
Adjutantul se uită înapoi la Pierre, de parcă nu știa ce să facă cu el acum.
— Nu-ți face griji, spuse Pierre. - Mă duc la movilă, pot?
- Da, du-te, totul se vede de acolo și nu atât de periculos. Și am să te iau.
Pierre s-a dus la baterie, iar adjutantul a mers mai departe. Nu s-au mai văzut și mult mai târziu Pierre a aflat că brațul acestui adjutant fusese rupt în ziua aceea.
Tumul în care a intrat Pierre a fost cel faimos (cunoscut mai târziu de ruși sub numele de baterie kurgan, sau baterie Raevsky, și de francezi sub numele de la grande redoute, la fatale redoute, la redoute du centre [redută mare, reduta fatală, reduta centrală ] loc în jurul căruia s-au așezat zeci de mii de oameni și pe care francezii îl considerau cel mai important punct al poziției.
Această reduta era formată dintr-o movilă, pe care erau săpate șanțuri pe trei laturi. Într-un loc săpat de șanțuri stăteau zece tunuri de tragere ieșind prin deschiderile meterezelor.
Tunurile stăteau în linie cu movila de ambele părți, trăgând și ele neîncetat. Puțin în spatele tunurilor se aflau trupe de infanterie. Intrând în această movilă, Pierre nu s-a gândit niciodată că acest loc săpat cu șanțuri mici, pe care stăteau și trăgeau mai multe tunuri, era cel mai important loc al luptei.
Pierre, dimpotrivă, părea că acest loc (tocmai pentru că se afla pe el) era unul dintre cele mai neînsemnate locuri ale bătăliei.
Intrând în movilă, Pierre s-a așezat la capătul șanțului din jurul bateriei și, cu un zâmbet inconștient de bucurie, a privit ce se întâmpla în jurul lui. Din când în când, Pierre se ridica cu același zâmbet și, încercând să nu se amestece cu soldații care încărcau și rostogoleau armele, care alergau constant pe lângă el cu saci și încărcături, se plimbau în jurul bateriei. Tunurile din această baterie trăgeau continuu unul după altul, asurzind cu sunetele lor și acoperind tot cartierul cu fum de praf de pușcă.
Spre deosebire de senzația ciudată dintre soldații infanteriei de acoperire, aici, pe baterie, unde un număr mic de oameni angajați în afaceri sunt albi limitati, despărțiți de alții printr-un șanț, aici se simțea la fel și comun tuturor, parcă animație de familie.
Apariția figurii non-militare a lui Pierre într-o pălărie albă i-a lovit mai întâi neplăcut pe acești oameni. Soldații, trecând pe lângă el, priveau cu surprindere și chiar cu teamă silueta lui. Ofițerul superior de artilerie, un bărbat înalt, zbârcit, cu picioare lungi, parcă pentru a privi acțiunea ultimului tun, se apropie de Pierre și îl privi curios.
Un ofiţer tânăr, cu faţa rotundă, încă un copil perfect, evident abia eliberat din corp, aruncând cu multă sârguinţă cele două arme încredinţate, se întoarse cu severitate către Pierre.
„Domnule, permiteți-mi să vă întreb în afara drumului”, i-a spus el, „nu este permis aici.
Soldații au clătinat din cap cu dezaprobare, uitându-se la Pierre. Dar când toată lumea s-a convins că acest bărbat cu pălărie albă nu numai că nu a greșit cu nimic, ci fie stătea liniștit pe panta meterezei, fie cu un zâmbet timid, evitând cu curtență soldații, mergea de-a lungul bateriei sub împușcături la fel de calm ca de-a lungul bulevardului, apoi încetul cu încetul, un sentiment de nedumerire neprietenoasă față de el a început să se transforme în participare afectuoasă și jucăușă, asemănătoare cu cea pe care o au soldații pentru animalele lor: câini, cocoși, capre și, în general, animale care trăiesc cu echipe militare. Acești soldați l-au acceptat imediat mental pe Pierre în familia lor, și l-au însușit și i-au dat o poreclă. L-au numit „Stăpânul nostru” și au râs cu afecțiune între ei de el.
Un miez a aruncat în aer pământul la o aruncătură de băţ de Pierre. El, curăţând pământul presărat cu o ghiule de tun din rochie, se uită în jur zâmbind.
- Și cum nu ți-e frică, stăpâne, cu adevărat! - soldatul lat cu faţa roşie se întoarse către Pierre, dezvăluindu-şi dinţii albi şi puternici.
- Ți-e frică? întrebă Pierre.
- Dar cum? răspunse soldatul. „Pentru că ea nu va avea milă. Ea trântește, așa că curajul. Nu poți să nu-ți fie frică”, a spus el râzând.
Câțiva soldați cu chipuri vesele și afectuoase s-au oprit lângă Pierre. Nu păreau să se aștepte ca el să vorbească ca toți ceilalți, iar această descoperire i-a încântat.
„Afacerea noastră este soldatul. Dar domnule, atât de uimitor. Acesta este barinul!
- In locuri! – strigă un tânăr ofițer către soldații adunați în jurul lui Pierre. Acest tânăr ofițer, se pare, și-a îndeplinit funcția pentru prima sau a doua oară și, prin urmare, ia tratat atât pe soldați, cât și pe comandant cu o distincție și uniformitate deosebită.

homeostaziei(greaca veche ὁμοιοστάσις din ὅμοιος - același, similar și στάσις - în picioare, imobilitate) - autoreglare, capacitatea unui sistem deschis de a-și menține constanța stare internă prin răspunsuri coordonate care vizează menținerea echilibrului dinamic. Dorința sistemului de a se reproduce, de a restabili echilibrul pierdut, de a depăși rezistența mediului extern. Homeostazia populației este capacitatea unei populații de a menține un anumit număr de indivizi pentru o perioadă lungă de timp.

Informatii generale

proprietățile homeostaziei

• instabilitate
• Luptă pentru echilibru
• imprevizibilitate

• Reglarea nivelului metabolismului de bază în funcție de alimentație.

Articolul principal: Părere

Homeostazia ecologică

Homeostazia biologică

Homeostazia celulară

Reglarea activității chimice a celulei se realizează printr-o serie de procese, printre care modificarea structurii citoplasmei în sine, precum și structura și activitatea enzimelor, este de o importanță deosebită. Autoreglarea depinde de temperatură, de gradul de aciditate, de concentrația substratului, de prezența anumitor macro și microelemente. Mecanismele celulare ale homeostaziei au ca scop restabilirea celulelor moarte natural ale țesuturilor sau organelor în caz de încălcare a integrității acestora.

Regenerare-procesul de actualizare a elementelor structurale ale corpului și refacerea numărului acestora după deteriorare, care vizează asigurarea activității funcționale necesare

În funcție de răspunsul regenerativ, țesuturile și organele mamiferelor pot fi împărțite în 3 grupe:

1) țesuturi și organe care se caracterizează prin regenerare celulară (oase, țesut conjunctiv lax, sistem hematopoietic, endoteliu, mezoteliu, mucoase ale tractului gastrointestinal, tractului respiratorși sistemul urinar)

2) țesuturi și organe care se caracterizează prin regenerare celulară și intracelulară (ficat, rinichi, plămâni, mușchi netezi și scheletici, sistem nervos autonom, pancreas, sistem endocrin)

3) țesuturi, care se caracterizează în principal sau exclusiv prin regenerare intracelulară (celule miocard și ganglionare ale sistemului nervos central)

În procesul de evoluție s-au format 2 tipuri de regenerare: fiziologică și reparatorie.

Alte domenii

Actuarul poate vorbi despre riscul homeostazieiîn care, de exemplu, persoanele care au instalat în mașină un sistem de frânare antiblocare nu se află într-o poziție mai sigură decât cei care nu îl au instalat, deoarece acești oameni compensează inconștient o mașină mai sigură printr-o conducere riscantă. Acest lucru se întâmplă deoarece unele dintre mecanismele de reținere - cum ar fi frica - nu mai funcționează.

homeostazia stresului

Exemple

• termoreglare
  • Tremurul mușchilor scheletici poate începe dacă temperatura corpului este prea scăzută.
• Reglementarea chimică

Surse

1. O.-Ya.L.Bekish. Biologie medicală. - Minsk: Urajay, 2000. - 520 p. - ISBN 985-04-0336-5.

Subiectul № 13. Homeostazia, mecanismele de reglare a acesteia.

Corpul ca sistem deschis de autoreglare.

Un organism viu este un sistem deschis conectat cu mediu inconjurator prin sistemul nervos, digestiv, respirator, excretor etc.

În procesul de metabolism cu alimente, apă, în timpul schimbului de gaze, diverși compuși chimici intră în organism, care suferă modificări în organism, intră în structura corpului, dar nu rămân permanent. Substanțele asimilate se descompun, eliberează energie, produsele de degradare sunt îndepărtate în mediul extern. Molecula distrusă este înlocuită cu una nouă și așa mai departe.

Corpul este un sistem deschis, dinamic. Într-un mediu în continuă schimbare, organismul menține o stare stabilă pentru un anumit timp.

Conceptul de homeostazie. Modele generale de homeostazie a sistemelor vii.

homeostaziei - proprietatea unui organism viu de a menține o relativă constanță dinamică a mediului intern. Homeostazia se exprimă în constanța relativă a compoziției chimice, presiunea osmotică, stabilitatea funcțiilor fiziologice de bază. Homeostazia este specifică și determinată de genotip.

Păstrarea integrității proprietăților individuale ale unui organism este una dintre cele mai generale legi biologice. Această lege este prevăzută în seria verticală a generațiilor de mecanismele de reproducere și de-a lungul vieții individului - de mecanismele de homeostazie.

Fenomenul homeostaziei este o proprietate adaptativă a organismului dezvoltată evolutiv, fixată ereditar la condițiile normale de mediu. Cu toate acestea, aceste condiții pot fi pe termen scurt sau lung în afara intervalului normal. În astfel de cazuri, fenomenele de adaptare se caracterizează nu numai prin restabilirea proprietăților obișnuite ale mediului intern, ci și prin modificări pe termen scurt ale funcției (de exemplu, o creștere a ritmului activității cardiace și o creștere a frecvența mișcărilor respiratorii cu muncă musculară crescută). Reacțiile de homeostază pot fi direcționate către:

menținerea nivelurilor de stare de echilibru cunoscute;

eliminarea sau limitarea factorilor nocivi;

dezvoltarea sau păstrarea formelor optime de interacţiune între organism şi mediu în condiţiile modificate ale existenţei sale. Toate aceste procese determină adaptarea.

Prin urmare, conceptul de homeostazie înseamnă nu numai o anumită constanță a diferitelor constante fiziologice ale corpului, ci include și procesele de adaptare și coordonare a proceselor fiziologice care asigură unitatea corpului nu numai în normă, ci și în condițiile în schimbare. a existenței sale.

Principalele componente ale homeostaziei au fost definite de C. Bernard și pot fi împărțite în trei grupe:

A. Substanțe care asigură nevoile celulare:

Substanțe necesare pentru formarea energiei, pentru creștere și refacere - glucoză, proteine, grăsimi.

NaCl, Ca și alte substanțe anorganice.

Oxigen.

secretie interna.

B. Factori de mediu care afectează activitatea celulară:

presiune osmotica.

Temperatura.

Concentrația ionilor de hidrogen (pH).

B. Mecanisme care asigură unitatea structurală și funcțională:

Ereditate.

Regenerare.

reactivitate imunobiologică.

Principiul reglării biologice asigură starea internă a organismului (conținutul acestuia), precum și relația dintre etapele ontogenezei și filogenezei. Acest principiu a devenit larg răspândit. Când a studiat-o, a apărut cibernetica - știința controlului intenționat și optim al proceselor complexe în viața sălbatică, în societatea umană, industrie (Berg I.A., 1962).

Un organism viu este un sistem complex controlat în care interacționează multe variabile ale mediului extern și intern. Comun tuturor sistemelor este prezența intrare variabile, care, în funcție de proprietățile și legile comportamentului sistemului, se transformă în weekenduri variabile (Fig. 10).

Orez. 10 - Schema generală a homeostaziei sistemelor vii

Variabilele de ieșire depind de variabilele de intrare și de legile comportamentului sistemului.

Se numește influența semnalului de ieșire asupra părții de control a sistemului părere , care are mare importanțăîn autoreglare (reacţie homeostatică). Distinge negativ șipozitiv părere.

negativ feedback-ul reduce influența semnalului de intrare asupra valorii ieșirii conform principiului: „cu cât mai mult (la ieșire), cu atât mai puțin (la intrare)”. Ajută la restabilirea homeostaziei sistemului.

La pozitiv feedback, valoarea semnalului de intrare crește conform principiului: „cu cât mai mult (la ieșire), cu atât mai mult (la intrare)”. Îmbunătățește abaterea rezultată de la starea inițială, ceea ce duce la o încălcare a homeostaziei.

Totuși, toate tipurile de autoreglare funcționează pe același principiu: autoabaterea de la starea inițială, care servește drept stimul pentru pornirea mecanismelor de corecție. Deci, pH-ul normal al sângelui este 7,32 - 7,45. O schimbare a pH-ului cu 0,1 duce la o încălcare a activității cardiace. Acest principiu a fost descris de Anokhin P.K. în 1935 și numit principiul feedback-ului, care servește la implementarea reacțiilor adaptative.

Principiul general al răspunsului homeostatic(Anokhin: „Teoria sistemelor funcționale”):

abatere de la nivelul inițial → semnal → activarea mecanismelor de reglare pe baza principiului feedbackului → corectarea modificărilor (normalizare).

Da, la munca fizica concentrația de CO 2 în sânge crește → pH-ul se schimbă pe partea acidă → semnalul intră în centrul respirator al medulei oblongate → nervii centrifugi conduc un impuls către mușchii intercostali și respirația se adâncește → o scădere a CO 2 în sânge, pH-ul este restabilit.

Mecanisme de reglare a homeostaziei la nivel molecular-genetic, celular, organism, populație-specie și biosferic.

Mecanismele homeostatice de reglare funcționează la nivel genic, celular și sistemic (organismic, populație-specie și biosferic).

Mecanismele genelor homeostaziei. Toate fenomenele de homeostazie a organismului sunt determinate genetic. Deja la nivelul produselor genice primare există o legătură directă - „o genă structurală – un lanț polipeptidic”. Mai mult, există o corespondență coliniară între secvența de nucleotide ADN și secvența de aminoacizi a lanțului polipeptidic. Programul ereditar al dezvoltării individuale a unui organism prevede formarea de caracteristici specifice speciei nu în condiții constante, ci în schimbare de mediu, în limitele unei norme de reacție determinate ereditar. Helixul dublu al ADN-ului este esențial în procesele de replicare și reparare a acestuia. Ambele sunt direct legate de asigurarea stabilității funcționării materialului genetic.

Din punct de vedere genetic, se poate distinge între manifestările elementare și sistemice ale homeostaziei. Exemple de manifestări elementare ale homeostaziei sunt: ​​controlul genic a treisprezece factori de coagulare a sângelui, controlul genic al histocompatibilității țesuturilor și organelor, care permite transplantul.

Zona transplantată se numește transplant. Organismul din care se prelevează țesutul pentru transplant este donator , și cui transplantează - destinatar . Succesul transplantului depinde de reacțiile imunologice ale organismului. Există autotransplant, transplant singeneic, alotransplant și xenotransplant.

Autotransplant – transplantul de țesuturi în același organism. În acest caz, proteinele (antigenele) transplantului nu diferă de proteinele primitorului. Nu există reacție imunologică.

Transplant singeneic efectuat la gemeni identici cu același genotip.

alotransplant – transplantul de țesuturi de la un individ la altul aparținând aceleiași specii. Donatorul și primitorul diferă în antigene, prin urmare, la animalele superioare, se observă grefarea pe termen lung a țesuturilor și organelor.

Xenotransplant Donatorul și receptorul aparțin unor tipuri diferite de organisme. Acest tip de transplant reușește la unele nevertebrate, dar astfel de transplanturi nu prind rădăcini la animalele superioare.

În transplant, fenomenul este de mare importanță toleranta imunologica (compatibilitate tisulară). Suprimarea imunității în cazul transplantului de țesut (imunosupresia) se realizează prin: suprimarea activității sistemului imunitar, radiații, administrarea de ser antilimfotic, hormoni ai cortexului suprarenal, preparate chimice - antidepresive (imuran). Sarcina principală este de a suprima nu doar imunitatea, ci și imunitatea la transplant.

imunitatea la transplant determinată de constituţia genetică a donatorului şi a primitorului. Gene responsabile de sinteza antigenelor provocând o reacție pe țesutul transplantat se numesc gene de incompatibilitate tisulară.

La om, principalul sistem genetic de histocompatibilitate este sistemul HLA (Human Leucocyte Antigen). Antigenele sunt suficient de bine reprezentate pe suprafața leucocitelor și sunt determinate folosind antiseruri. Planul structurii sistemului la oameni și animale este același. A fost adoptată o terminologie unificată pentru a descrie locii genetici și alelele sistemului HLA. Antigenii sunt desemnaţi: HLA-A1; HLA-A 2 etc. Antigeni noi care nu au fost identificați în final sunt desemnați - W (Work). Antigenii sistemului HLA sunt împărțiți în 2 grupe: SD și LD (Fig. 11).

Antigenii grupului SD sunt determinați prin metode serologice și sunt determinați prin genele a 3 subloci ai sistemului HLA: HLA-A; HLA-B; HLA-C.

Orez. 11 - HLA principalul sistem genetic de histocompatibilitate umană

LD - antigenele sunt controlate de sublocul HLA-D al celui de-al șaselea cromozom și sunt determinați prin metoda culturilor mixte de leucocite.

Fiecare dintre genele care controlează HLA - antigenele umane, are un număr mare de alele. Deci sublocusul HLA-A controlează 19 antigene; HLA-B - 20; HLA-C - 5 antigene „de lucru”; HLA-D - 6. Astfel, aproximativ 50 de antigene au fost deja găsite la om.

Polimorfismul antigenic al sistemului HLA este rezultatul originii unuia din celălalt și apropiat legătura geneticăîntre ele. Identitatea donatorului și a primitorului în funcție de antigenele sistemului HLA este necesară pentru transplant. Transplantul unui rinichi identic în 4 antigeni ai sistemului asigură supraviețuirea cu 70%; 3 - 60%; 2 - 45%; 1 - 25%.

Există centre speciale care efectuează selecția donatorului și a primitorului pentru transplant, de exemplu, în Țările de Jos - „Eurotransplant”. Tiparea prin antigeni ai sistemului HLA se efectuează și în Republica Belarus.

Mecanisme celulare homeostazia vizează refacerea celulelor țesuturilor, organelor în caz de încălcare a integrității acestora. Se numește totalitatea proceselor care vizează refacerea structurilor biologice distructibile regenerare. Un astfel de proces este caracteristic tuturor nivelurilor: reînnoirea proteinelor, componente ale organitelor celulare, organele întregi și celulele în sine. Restaurarea funcțiilor organelor după o leziune sau ruptura unui nerv, vindecarea rănilor este importantă pentru medicină în ceea ce privește stăpânirea acestor procese.

Țesuturile, în funcție de capacitatea lor de regenerare, sunt împărțite în 3 grupe:

Țesuturile și organele care sunt caracterizate celular regenerare (oase, țesut conjunctiv lax, sistem hematopoietic, endoteliu, mezoteliu, mucoase ale tractului intestinal, tractului respirator și sistemului genito-urinar.

Țesuturile și organele care sunt caracterizate celulare și intracelulare regenerare (ficat, rinichi, plămâni, mușchi netezi și scheletici, sistem nervos autonom, endocrin, pancreas).

Țesături care sunt predominant intracelular regenerare (miocard) sau regenerare exclusiv intracelulară (celule ganglionare ale sistemului nervos central). Acoperă procesele de restaurare a macromoleculelor și organelelor celulare prin asamblarea structurilor elementare sau prin diviziunea acestora (mitocondrii).

În procesul de evoluție s-au format 2 tipuri de regenerare fiziologice şi reparatorii .

Regenerare fiziologică - Acesta este un proces natural de refacere a elementelor corpului de-a lungul vieții. De exemplu, refacerea eritrocitelor și leucocitelor, modificarea epiteliului pielii, părului, înlocuirea dinților de lapte cu cei permanenți. Aceste procese sunt influențate de factori externi și interni.

Regenerare reparatorie este restaurarea organelor și țesuturilor pierdute din cauza leziunilor sau rănilor. Procesul are loc după leziuni mecanice, arsuri, leziuni chimice sau radiații, precum și ca urmare a unor boli și operații chirurgicale.

Regenerarea reparatorie se imparte in tipic (homomorfoză) și atipic (heteromorfoză). În primul caz, regenerează un organ care a fost îndepărtat sau distrus, în al doilea, un alt organ se dezvoltă în locul organului îndepărtat.

Regenerare atipică mai frecvent la nevertebrate.

Hormonii stimulează regenerarea glanda pituitară și glanda tiroida . Există mai multe moduri de regenerare:

Epimorfoza sau regenerare completă - refacerea suprafeței rănii, completarea părții la întreg (de exemplu, creșterea unei cozi la o șopârlă, a membrelor la un triton).

Morfolaxie - restructurarea părții rămase a organului la întreg, doar mai mică. Această metodă se caracterizează prin restructurarea noului din rămășițele vechiului (de exemplu, restaurarea unui membru într-un gândac).

Endomorfoza - refacere datorită restructurării intracelulare a țesuturilor și organelor. Datorită creșterii numărului de celule și a dimensiunii acestora, masa organului se apropie de cea inițială.

La vertebrate, regenerarea reparatorie are loc sub următoarea formă:

Regenerare completă - refacerea țesutului original după deteriorarea acestuia.

Hipertrofie regenerativă caracteristice organelor interne. În acest caz, suprafața rănii se vindecă cu o cicatrice, zona îndepărtată nu crește înapoi și forma organului nu este restabilită. Masa părții rămase a organului crește din cauza creșterii numărului de celule și a dimensiunii acestora și se apropie de valoarea inițială. Deci, la mamifere, ficatul, plămânii, rinichii, glandele suprarenale, pancreasul, salivare, glandele tiroide se regenerează.

Hiperplazie compensatorie intracelulară ultrastructuri celulare. În acest caz, la locul deteriorării se formează o cicatrice, iar restabilirea masei inițiale are loc din cauza creșterii volumului celulelor, și nu a numărului acestora, pe baza creșterii (hiperplaziei) structurilor intracelulare (țesut nervos). ).

Mecanismele sistemice sunt asigurate de interacțiunea sistemelor de reglementare: nervos, endocrin și imunitar .

Reglarea nervoasă efectuate şi coordonate de sistemul nervos central. Impulsurile nervoase, care intră în celule și țesuturi, provoacă nu numai excitație, ci și reglează procesele chimice, schimbă biologic. substanțe active. În prezent, sunt cunoscuți peste 50 de neurohormoni. Deci, în hipotalamus se produc vasopresină, oxitocină, liberine și statine care reglează funcția glandei pituitare. Exemple de manifestări sistemice ale homeostaziei sunt menținerea unei temperaturi constante, a tensiunii arteriale.

Din punct de vedere al homeostaziei și adaptării, sistemul nervos este principalul organizator al tuturor proceselor corpului. În centrul adaptării, echilibrarea organismelor cu condițiile de mediu, conform N.P. Pavlov, sunt procese reflexe. Între diferitele niveluri de reglare homeostatică există o subordonare ierarhică privată în sistemul de reglare a proceselor interne ale organismului (Fig. 12).

cortexul emisferic și părți ale creierului

autoreglarea feedback-ului

procese neuro-reglatoare periferice, reflexe locale

Nivelurile celulare și tisulare ale homeostaziei

Orez. 12. - Subordonarea ierarhică în sistemul de reglare a proceselor interne ale organismului.

Nivelul cel mai primar este sistemele homeostatice ale nivelurilor celulare și tisulare. Deasupra lor se află procese de reglare nervoasă periferică, cum ar fi reflexele locale. Mai departe în această ierarhie se află sistemele de autoreglare a anumitor funcții fiziologice cu diverse canale de „feedback”. Vârful acestei piramide este ocupat de cortexul cerebral și creier.

Într-un organism multicelular complex, atât conexiunile directe, cât și cele de feedback sunt realizate nu numai prin mecanisme nervoase, ci și prin mecanisme hormonale (endocrine). Fiecare dintre glandele care alcătuiesc sistemul endocrin afectează celelalte organe ale acestui sistem și, la rândul lor, este influențată de acestea din urmă.

Mecanisme endocrine homeostazia conform B.M. Zavadsky, acesta este un mecanism de interacțiune plus sau minus, adică. echilibrând activitatea funcțională a glandei cu concentrația hormonului. Cu o concentrație mare a hormonului (peste normal), activitatea glandei este slăbită și invers. Acest efect este realizat prin acțiunea hormonului asupra glandei care îl produce. Într-un număr de glande, reglarea este stabilită prin hipotalamus și glanda pituitară anterioară, în special în timpul unui răspuns la stres.

Glandele endocrine pot fi împărțite în două grupe în raport cu relația lor cu glanda pituitară anterioară. Acesta din urmă este considerat central, iar celelalte glande endocrine sunt considerate periferice. Această diviziune se bazează pe faptul că glanda pituitară anterioară produce așa-numiții hormoni tropicali, care activează anumite glande endocrine periferice. La rândul lor, hormonii glandelor endocrine periferice acționează asupra glandei pituitare anterioare, inhibând secreția de hormoni tropicali.

Reacțiile care asigură homeostazia nu pot fi limitate la o singură glandă endocrină, ci captează toate glandele într-un grad sau altul. Reacția rezultată capătă un flux în lanț și se răspândește la alți efectori. Semnificația fiziologică a hormonilor constă în reglarea altor funcții ale corpului și, prin urmare, caracterul lanțului ar trebui exprimat cât mai mult posibil.

Încălcări constante ale mediului organismului contribuie la păstrarea homeostaziei acestuia pe parcursul unei vieți lungi. Dacă creați astfel de condiții de viață în care nimic nu provoacă schimbări semnificative în mediul intern, atunci organismul va fi complet dezarmat atunci când va întâlni mediul și va muri în curând.

Combinația de mecanisme nervoase și endocrine de reglare în hipotalamus permite reacții homeostatice complexe asociate cu reglarea funcției viscerale a organismului. Sistemele nervos și endocrin sunt mecanismul unificator al homeostaziei.

Un exemplu de răspuns general al mecanismelor nervoase și umorale este o stare de stres care se dezvoltă în condiții nefavorabile de viață și există o amenințare de perturbare a homeostaziei. În condiții de stres, are loc o schimbare în starea majorității sistemelor: musculare, respiratorii, cardiovasculare, digestive, organe senzoriale, tensiune arterială, compoziția sângelui. Toate aceste modificări sunt o manifestare a reacțiilor homeostatice individuale care vizează creșterea rezistenței organismului la factorii adversi. Mobilizarea rapida a fortelor organismului actioneaza ca o reactie protectoare la o stare de stres.

Cu „stresul somatic” sarcina de a crește rezistența globală a organismului este rezolvată conform schemei prezentate în Figura 13.

Orez. 13 - Schema de crestere a rezistentei globale a organismului cand

Homeostazia - ce este? Conceptul de homeostazie

Homeostazia este un proces de autoreglare în care toate sistemele biologice se străduiesc să mențină stabilitatea în perioada de adaptare la anumite condiții care sunt optime pentru supraviețuire. Orice sistem, fiind în echilibru dinamic, se străduiește să atingă o stare stabilă care să reziste factorilor și stimulilor externi.

Conceptul de homeostazie

Toate sistemele corpului trebuie să lucreze împreună pentru a menține o homeostazie adecvată în organism. Homeostazia este reglarea temperaturii corpului, a conținutului de apă și a nivelului de dioxid de carbon. De exemplu, diabetul zaharat este o afecțiune în care organismul nu poate regla nivelul de glucoză din sânge.

Homeostazia este un termen care este folosit atât pentru a descrie existența organismelor într-un ecosistem, cât și pentru a descrie funcționarea cu succes a celulelor într-un organism. Organismele și populațiile pot menține homeostazia în condiții de întreținere nivel stabil fertilitatea si mortalitatea.

Părere

Feedback-ul este un proces care are loc atunci când sistemele corpului trebuie să fie încetinite sau complet oprite. Când o persoană mănâncă, alimentele intră în stomac și începe digestia. Între mese, stomacul nu ar trebui să funcționeze. Sistemul digestiv lucrează cu o serie de hormoni și impulsuri nervoase pentru a opri și începe producția de acid în stomac.

Un alt exemplu de feedback negativ poate fi observat în cazul creșterii temperaturii corpului. Reglarea homeostaziei se manifestă prin transpirație, o reacție de protecție a organismului la supraîncălzire. În acest fel, se oprește creșterea temperaturii și se neutralizează problema supraîncălzirii. In caz de hipotermie, organismul prevede si o serie de masuri luate pentru a se incalzi.

Mentinerea echilibrului intern

Homeostazia poate fi definită ca o proprietate a unui organism sau a unui sistem care îl ajută să mențină parametrii dați în intervalul normal de valori. Aceasta este cheia vieții, iar echilibrul greșit în menținerea homeostaziei poate duce la boli precum hipertensiunea arterială și diabetul.

Homeostazia este un element cheie în înțelegerea modului în care funcționează corpul uman. O astfel de definiție formală caracterizează un sistem care își reglează mediul intern și urmărește să mențină stabilitatea și regularitatea tuturor proceselor care au loc în organism.

Reglarea homeostatică: temperatura corpului

Controlul temperaturii corpului la om este un bun exemplu de homeostazie într-un sistem biologic. Când o persoană este sănătoasă, temperatura corpului său fluctuează în jurul + 37°C, dar diverși factori pot afecta această valoare, inclusiv hormonii, rata metabolică și diverse boli care provoacă febră.

În organism, reglarea temperaturii este controlată într-o parte a creierului numită hipotalamus. Prin fluxul sanguin către creier, sunt primite semnale de temperatură, precum și analiza rezultatelor datelor privind frecvența respirației, zahărul din sânge și metabolismul. Pierderea de căldură în corpul uman contribuie, de asemenea, la reducerea activității.

Echilibrul apă-sare

Indiferent câtă apă bea o persoană, corpul nu se umflă ca un balon, iar corpul uman nu se micșorează ca stafidele dacă bei foarte puțin. Probabil, cineva s-a gândit măcar o dată la asta. Într-un fel sau altul, organismul știe cât de mult lichid trebuie depozitat pentru a menține nivelul dorit.

Concentrația de sare și glucoză (zahăr) în organism este menținută la un nivel constant (în absența factorilor negativi), cantitatea de sânge din organism este de aproximativ 5 litri.

Reglarea zahărului din sânge

Glucoza este un tip de zahăr care se găsește în sânge. Corpul uman trebuie să mențină un nivel adecvat de glucoză pentru ca o persoană să rămână sănătoasă. Când nivelul de glucoză devine prea mare, pancreasul eliberează hormonul insulină.

Dacă nivelul glucozei din sânge scade prea mult, ficatul transformă glicogenul din sânge, crescând astfel nivelul zahărului. Când bacterii patogene sau virușii pătrund în organism, acesta începe să lupte împotriva infecției înainte ca elementele patogene să poată duce la orice probleme de sănătate.

Presiune sub control

Menținerea tensiunii arteriale sănătoase este, de asemenea, un exemplu de homeostazie. Inima poate simți modificări ale tensiunii arteriale și poate trimite semnale creierului pentru procesare. Apoi, creierul trimite un semnal înapoi către inimă cu instrucțiuni despre cum să răspundă corect. Dacă tensiunea arterială este prea mare, aceasta trebuie scăzută.

Cum se realizează homeostazia?

Cum reglează corpul uman toate sistemele și organele și cum compensează schimbările continue în mediu? Acest lucru se datorează prezenței multor senzori naturali care controlează temperatura, compoziția sării din sânge, tensiunea arterială și mulți alți parametri. Acești detectoare trimit semnale către creier, către centrul principal de control, în cazul în care unele valori se abat de la normă. După aceea, sunt lansate măsuri compensatorii pentru a restabili starea normală.

Menținerea homeostaziei este incredibil de importantă pentru organism. Corpul uman conține o anumită cantitate substanțe chimice, cunoscute sub numele de acizi și alcaline, echilibrul lor corect este esențial pentru funcționarea optimă a tuturor organelor și sistemelor corpului. Nivelul de calciu din sânge trebuie menținut la nivelul corespunzător. Deoarece respirația este involuntară, sistemul nervos oferă organismului oxigenul atât de necesar. Când toxinele intră în sânge, ele perturbă homeostazia organismului. Organismul uman răspunde la această tulburare cu ajutorul sistemului urinar.

Este important de subliniat că homeostazia organismului funcționează automat dacă sistemul funcționează normal. De exemplu, o reacție la căldură - pielea devine roșie, deoarece vasele sale mici de sânge se dilată automat. Tremuratul este un răspuns la frig. Astfel, homeostazia nu este un ansamblu de organe, ci sinteza și echilibrul funcțiilor corpului. Împreună, acest lucru vă permite să mențineți întregul corp într-o stare stabilă.

9.4. Conceptul de homeostazie. Modele generale de homeostazie a sistemelor vii

În ciuda faptului că un organism viu este un sistem deschis care schimbă materie și energie cu mediul înconjurător și există în unitate cu acesta, el se păstrează în timp și spațiu ca unitate biologică separată, își păstrează structura (morfologia), reacțiile comportamentale, reacțiile specifice condiţii fizico-chimice în celule, lichid tisular. Capacitatea sistemelor vii de a rezista la schimbări și de a menține constanta dinamică a compoziției și proprietăților se numește homeostazie. Termenul de „homeostază” a fost propus de W. Cannon în 1929. Cu toate acestea, ideea existenței unor mecanisme fiziologice care asigură menținerea constantă a mediului intern al organismelor a fost exprimată în a doua jumătate a secolului al XIX-lea de C. Bernard.

Homeostazia s-a îmbunătățit în cursul evoluției. Organismele pluricelulare au un mediu intern în care se află celulele diverse corpuriși țesături. S-au format apoi sisteme de organe specializate (circulația, nutriția, respirația, excreția etc.), care sunt implicate în asigurarea homeostaziei la toate nivelurile de organizare (molecular, subcelular, celular, tisular, organ și organism). Cele mai perfecte mecanisme de homeostazie s-au format la mamifere, ceea ce a contribuit la o extindere semnificativă a posibilităților de adaptare a acestora la mediu. Mecanismele și tipurile de homeostazie au evoluat în procesul de evoluție pe termen lung, fiind fixate genetic. Apariția în organism a informațiilor genetice extraterestre, care este adesea introdusă de bacterii, viruși, celule ale altor organisme, precum și propriile celule mutante, poate perturba în mod semnificativ homeostazia organismului. Ca protecție împotriva informațiilor genetice extraterestre, a cărei pătrundere în organism și implementarea sa ulterioară ar duce la otrăvire cu toxine (proteine ​​străine), un astfel de tip de homeostazie a apărut ca homeostazia genetică, care asigură constanța genetică a mediului intern al organismului. Se bazeaza pe mecanisme imunologice, inclusiv protecția nespecifică și specifică a integrității și individualității proprii a organismului. Mecanisme nespecifice stau la baza imunității înnăscute, constituționale, a speciilor, precum și a rezistenței individuale nespecifice. Acestea includ funcția de barieră a pielii și a membranelor mucoase, acțiunea bactericidă a secreției glandelor sudoripare și sebacee, proprietățile bactericide ale conținutului stomacului și intestinelor, secreția de lizozimă a glandelor salivare și lacrimale. Dacă organismele pătrund în mediul intern, ele sunt eliminate în timpul reacției inflamatorii, care este însoțită de fagocitoză sporită, precum și de efectul virusostatic al interferonului (o proteină cu o greutate moleculară de 25.000 - 110.000).

Mecanisme imunologice specifice formează baza imunității dobândite, realizată de sistemul imunitar, care recunoaște, procesează și elimină antigenele străine. Imunitatea umorală se realizează prin formarea de anticorpi care circulă în sânge. Baza imunității celulare este formarea limfocitelor T, apariția limfocitelor T și B cu viață lungă de „memorie imunologică”, apariția alergiilor (hipersensibilitate la un antigen specific). La om, reacțiile de protecție intră în vigoare abia în a 2-a săptămână de viață, ating cea mai mare activitate până la vârsta de 10 ani, scad ușor de la 10 la 20 de ani, rămân aproximativ la același nivel de la 20 la 40 de ani, apoi dispar treptat. .

Mecanismele de apărare imunologică reprezintă un obstacol serios în transplantul de organe, determinând resorbția grefei. Cele mai de succes sunt în prezent rezultatele autotransplantului (transplant de țesuturi în interiorul corpului) și alotransplantului între gemeni identici. Au mult mai puțin succes în transplantul interspecie (heterotransplant sau xenotransplant).

Un alt tip de homeostazie este homeostazia biochimică ajută la menținerea constantă a compoziției chimice a mediului extracelular (intern) lichid al corpului (sânge, limfa, lichid tisular), precum și la constanța compoziției chimice a citoplasmei și plasmolemei celulelor. Homeostazia fiziologică asigură constanta proceselor de activitate vitală a organismului. Datorită lui, au apărut și sunt îmbunătățite izoosmia (constanța conținutului de substanțe active osmotic), izotermia (menținerea temperaturii corpului păsărilor și mamiferelor în anumite limite) etc. Homeostazia structurală asigură constanţa structurii (organizarea morfologică) la toate nivelurile (molecular, subcelular, celular etc.) de organizare a celor vii.

Homeostazia populației asigură constanţa numărului de indivizi din populaţie. Homeostazia biocenotică contribuie la constanța compoziției speciilor și a numărului de indivizi în biocenoze.

Datorită faptului că organismul funcționează și interacționează cu mediul ca un singur sistem, procesele care stau la baza diferitelor tipuri de reacții homeostatice sunt strâns interconectate unele cu altele. Mecanismele homeostatice separate sunt combinate și implementate într-o reacție adaptativă holistică a corpului ca întreg. O astfel de asociere se realizează datorită activității (funcției) sistemelor de reglare integratoare (nervos, endocrin, imunitar). Cele mai rapide schimbări în starea obiectului reglementat sunt furnizate de sistemul nervos, care este asociat cu viteza proceselor de apariție și conduită. impuls nervos(de la 0,2 la 180 m/s). Funcția de reglare a sistemului endocrin se desfășoară mai lent, deoarece este limitată de rata de eliberare a hormonilor de către glande și de transferul lor în sânge. Cu toate acestea, efectul hormonilor care se acumulează în ea asupra unui obiect (organ) reglat este mult mai lung decât în ​​cazul reglării nervoase.

Corpul este un sistem viu autoreglabil. Datorită prezenței mecanismelor homeostatice, organismul este un sistem complex de autoreglare. Principiile existenței și dezvoltării unor astfel de sisteme sunt studiate de cibernetică, în timp ce cele ale sistemelor vii sunt studiate de cibernetica biologică.

Autoreglementarea sistemelor biologice se bazează pe principiul direct și feedback.

Informațiile despre abaterea valorii controlate de la nivelul setat sunt transmise controlerului prin canalele de feedback și își modifică activitatea în așa fel încât valoarea controlată să revină la nivelul inițial (optim) (Fig. 122). Feedback-ul poate fi negativ(când variabila controlată deviază în Partea pozitivă(sinteza unei substanțe, de exemplu, a crescut excesiv)) si pune-

Orez. 122. Schema directă și feedback într-un organism viu:

P - regulator (centrul nervos, glanda endocrina); RO - obiect reglat (celula, tesut, organ); 1 – activitatea funcțională optimă a RO; 2 - activitate funcțională redusă a RO cu feedback pozitiv; 3 - creșterea activității funcționale a RO cu feedback negativ

corp(când valoarea controlată a deviat în sens negativ (substanța este sintetizată în cantitate insuficientă)). Acest mecanism, precum și combinații mai complexe ale mai multor mecanisme, au loc la diferite niveluri de organizare a sistemelor biologice. Ca exemplu al operațiunii lor pe nivel molecular se poate specifica inhibarea unei enzime cheie cu formarea excesiva a produsului final sau reprimarea sintezei enzimatice. La nivel celular, mecanismele de direct și feedback asigură reglarea hormonală și densitatea (numărul) optimă a populației celulare. O manifestare a directă și feedback la nivelul organismului este reglarea glicemiei. Într-un organism viu, mecanismele de reglare și control automat (studiate de biocibernetică) sunt deosebit de complexe. Gradul de complexitate a acestora contribuie la creșterea nivelului de „fiabilitate” și stabilitatea sistemelor vii în raport cu schimbările de mediu.

Mecanismele homeostaziei sunt duplicate la diferite niveluri. Acest lucru în natură realizează principiul reglării în mai multe bucle a sistemelor. Principalele circuite sunt reprezentate de mecanisme homeostatice celulare și tisulare. Au un grad ridicat de automatism. Rolul principal în controlul mecanismelor homeostatice celulare și tisulare revine factorilor genetici, influențelor reflexe locale, interacțiunilor chimice și de contact dintre celule.

Mecanismele homeostaziei suferă modificări semnificative pe parcursul ontogenezei umane. La doar 2 saptamani de la nastere

Orez. 123. Opțiuni de pierdere și recuperare în organism

intră în joc reacțiile biologice de apărare (se formează celule care asigură imunitate celulară și umorală), iar eficacitatea lor continuă să crească până la vârsta de 10 ani. În această perioadă, mecanismele de protecție împotriva informațiilor genetice extraterestre sunt îmbunătățite și crește și maturitatea sistemelor de reglare nervos și endocrin. Mecanismele homeostaziei ajung la cea mai mare fiabilitate la vârsta adultă, până la sfârșitul perioadei de dezvoltare și creștere a organismului (19-24 ani). Îmbătrânirea organismului este însoțită de o scădere a eficacității mecanismelor de homeostazie genetică, structurală, fiziologică, o slăbire a influențelor reglatoare ale sistemelor nervos și endocrin.

5. Homeostazia.

Un organism poate fi definit ca un sistem fizico-chimic care există în mediu într-o stare staționară. Această capacitate a sistemelor vii de a menține o stare staționară într-un mediu în continuă schimbare este cea care determină supraviețuirea lor. Pentru a asigura o stare de echilibru, toate organismele - de la cele mai simple din punct de vedere morfologic la cele mai complexe - au dezvoltat o varietate de adaptări anatomice, fiziologice și comportamentale care servesc aceluiași scop - de a menține constanța mediului intern.

Pentru prima dată, ideea că constanța mediului intern oferă condiții optime pentru viața și reproducerea organismelor a fost exprimată în 1857 de fiziologul francez Claude Bernard. Pe tot parcursul lui activitate științifică Claude Bernard a fost surprins de capacitatea organismelor de a regla și menține în limite destul de înguste parametri fiziologici precum temperatura corpului sau conținutul de apă. El a rezumat această idee de autoreglare ca bază a stabilității fiziologice sub forma afirmației clasice: „Constanța mediului intern este o condiție prealabilă. viata Libera».

Claude Bernard a subliniat distincția dintre mediul extern în care trăiesc organismele și mediul intern în care locuiesc celulele lor individuale și a înțeles importanța menținerii mediului intern neschimbat. De exemplu, mamiferele sunt capabile să mențină temperatura corpului în ciuda fluctuațiilor temperaturii ambientale. Dacă devine prea frig, animalul se poate muta într-un loc mai cald sau mai adăpostit, iar dacă acest lucru nu este posibil, intră în joc mecanisme de autoreglare care cresc temperatura corpului și previn pierderea căldurii. Semnificația adaptativă a acestui lucru constă în faptul că organismul în ansamblu funcționează mai eficient, deoarece celulele din care este compus sunt situate în conditii optime. Sistemele de autoreglare operează nu numai la nivelul organismului, ci și la nivelul celulelor. Un organism este suma celulelor sale constitutive, iar funcționarea optimă a organismului ca întreg depinde de funcționarea optimă a părților sale constitutive. Orice sistem de auto-organizare păstrează constanța compoziției sale - calitative și cantitative. Acest fenomen se numește homeostazie și este comun pentru majoritatea sistemelor biologice și sociale. Termenul de homeostazie a fost introdus în 1932 de către fiziologul american Walter Cannon.

homeostaziei(Greac homoios - asemănător, la fel; stază-stare, imobilitate) - relativă constanță dinamică a mediului intern (sânge, limfa, lichid tisular) și stabilitatea funcțiilor fiziologice de bază (circulația sângelui, respirația, termoreglarea, metabolismul etc. . ) de oameni și animale. Mecanismele de reglare care mențin starea fiziologică sau proprietățile celulelor, organelor și sistemelor întregului organism la un nivel optim sunt numite homeostatice. Din punct de vedere istoric și genetic, conceptul de homeostazie are premise biologice și biomedicale. Acolo este corelat ca un proces final, o perioadă de viață cu un organism izolat separat sau un individ uman ca un fenomen pur biologic. Finitudinea existentei si nevoia de a-si indeplini destinul - reproduceri de genul propriu - permit determinarea unei strategii de supravietuire organism individual prin conceptul de „conservare”. „Conservarea stabilității structurale și funcționale” este esența oricărei homeostazie, controlată de un homeostat sau autoreglabil.

După cum știți, o celulă vie este un sistem mobil, autoreglabil. Organizarea sa internă este menținută procese active care vizează limitarea, prevenirea sau eliminarea deplasărilor cauzate de diverse influențe din mediu și mediul intern. Capacitatea de a reveni la starea inițială după o abatere de la un anumit nivel mediu, cauzată de unul sau altul factor „deranjant”, este principala proprietate a celulei. Un organism multicelular este o organizație holistică, ale cărei elemente celulare sunt specializate să funcționeze diverse funcții. Interacțiunea în organism se realizează prin mecanisme complexe de reglare, coordonare și corelare, cu participarea factorilor nervoși, umorali, metabolici și alți factori. Multe mecanisme individuale care reglează relațiile intra și intercelulare, în unele cazuri, au efecte reciproc opuse care se echilibrează reciproc. Acest lucru duce la stabilirea unui fond fiziologic mobil (echilibrul fiziologic) în organism și permite sistemului viu să mențină o relativă constanță dinamică, în ciuda schimbărilor în mediu și a schimbărilor care au loc în timpul vieții organismului.

După cum arată studiile, metodele de reglare existente în organismele vii au multe caracteristici în comun cu dispozitivele de reglare din sistemele nevii, cum ar fi mașinile. În ambele cazuri, stabilitatea se realizează printr-o anumită formă de management.

Însuși conceptul de homeostazie nu corespunde conceptului de echilibru stabil (nu fluctuant) în organism - principiul echilibrului nu este aplicabil proceselor fiziologice și biochimice complexe care apar în sistemele vii. De asemenea, este greșit să opunem homeostazia fluctuațiilor ritmice din mediul intern. Homeostazia în sens larg acoperă problemele fluxului ciclic și de fază al reacțiilor, compensarea, reglarea și autoreglarea funcțiilor fiziologice, dinamica interdependenței componentelor nervoase, umorale și a altor componente ale procesului de reglare. Limitele homeostaziei pot fi rigide și plastice, variază în funcție de vârstă individuală, sex, condiții sociale, profesionale și alte condiții.

De o importanță deosebită pentru viața organismului este constanța compoziției sângelui - baza lichidă a corpului (fluidmatrix), conform lui W. Cannon. Este bine cunoscută stabilitatea reacției sale active (pH), presiunea osmotică, raportul electroliților (sodiu, calciu, clor, magneziu, fosfor), conținutul de glucoză, numărul de elemente formate etc.. De exemplu, pH-ul sângelui, ca un regula, nu depășește 7.35-7.47. Chiar și tulburările severe ale metabolismului acido-bazic cu o acumulare patologică de acizi în lichidul tisular, de exemplu, în acidoza diabetică, au un efect foarte mic asupra reacției active a sângelui. În ciuda faptului că presiunea osmotică a sângelui și a fluidului tisular este supusă fluctuațiilor continue din cauza aprovizionării constante cu produse osmotic active ale metabolismului interstițial, aceasta rămâne la un anumit nivel și se modifică numai în unele condiții patologice severe. Menținerea unei presiuni osmotice constante este de o importanță capitală pentru metabolismul apei și menținerea echilibrului ionic în organism. Cea mai mare constanță este concentrația ionilor de sodiu în mediul intern. Conținutul altor electroliți fluctuează, de asemenea, în limite înguste. Prezența unui număr mare de osmoreceptori în țesuturi și organe, inclusiv în centrală formațiuni nervoase(hipotalamus, hipocamp) și un sistem coordonat de regulatori ai metabolismului apei și a compoziției ionice permite organismului să elimine rapid schimbările tensiunii arteriale osmotice care apar, de exemplu, atunci când apa este introdusă în organism.

În ciuda faptului că sângele reprezintă mediul intern general al corpului, celulele organelor și țesuturilor nu intră direct în contact cu acesta. În organismele multicelulare, fiecare organ are propriul său mediu intern (micromediu) corespunzător caracteristicilor sale structurale și funcționale, iar starea normală a organelor depinde de compoziția chimică, fizico-chimică, biologică și alte proprietăți ale acestui micromediu. Homeostazia sa este determinată de starea funcțională a barierelor histohematice și de permeabilitatea acestora în direcțiile sânge - lichid tisular; lichid tisular – sânge.

De o importanță deosebită este constanța mediului intern pentru activitatea sistemului nervos central: chiar și schimbările chimice și fizico-chimice minore care apar în lichidul cefalorahidian, glia și spațiile pericelulare pot provoca o întrerupere bruscă în cursul proceselor de viață la nivel individual. neuronii sau în ansamblurile lor. Un sistem homeostatic complex, care include diverse mecanisme neuroumorale, biochimice, hemodinamice și alte mecanisme de reglare, este sistemul pentru asigurarea nivelului optim al tensiunii arteriale. În același timp, limita superioară a nivelului presiunii arteriale este determinată de funcționalitatea baroreceptorilor sistemului vascular al corpului, iar limita inferioară este determinată de nevoile organismului de alimentare cu sânge.

Cele mai perfecte mecanisme homeostatice din corpul animalelor superioare și al oamenilor includ procesele de termoreglare; la animalele homoioterme, fluctuațiile de temperatură în părțile interne ale corpului în timpul celor mai dramatice schimbări de temperatură din mediu nu depășesc zecimi de grad.

Rolul organizator al aparatului nervos (principiul nervismului) stă la baza ideilor binecunoscute despre esența principiilor homeostaziei. Totuși, nici principiul dominant, nici teoria funcțiilor de barieră, nici sindromul general de adaptare, nici teoria sistemelor funcționale, nici reglarea hipotalamică a homeostaziei și multe alte teorii nu pot rezolva complet problema homeostaziei.

În unele cazuri, conceptul de homeostazie nu este folosit pe bună dreptate pentru a explica stările fiziologice izolate, procesele și chiar fenomenele sociale. Așa apar în literatură termenii „imunologic”, „electrolit”, „sistemic”, „molecular”, „fizico-chimic”, „homeostazie genetică” etc. S-au încercat să se reducă problema homeostaziei la principiul autoreglării. Un exemplu de rezolvare a problemei homeostaziei din punctul de vedere al ciberneticii este încercarea lui Ashby (W.R. Ashby, 1948) de a proiecta un dispozitiv de autoreglare care simulează capacitatea organismelor vii de a menține nivelul anumitor cantități în limite acceptabile fiziologic.

În practică, cercetătorii și clinicienii se confruntă cu problemele de evaluare a capacităților adaptative (adaptative) sau compensatorii ale organismului, reglarea, întărirea și mobilizarea acestora, prezicerea răspunsului organismului la influențele perturbatoare. Unele stări de instabilitate vegetativă, cauzate de insuficiența, excesul sau inadecvarea mecanismelor de reglare, sunt considerate „boli ale homeostaziei”. Cu o anumită convenționalitate, pot include tulburări funcționale ale activității normale a organismului asociate cu îmbătrânirea acestuia, restructurarea forțată ritmuri biologice, unele fenomene de distonie vegetativă, reactivitate hiper- și hipocompensatoare în timpul stresant și expunere extremă etc.

Pentru a evalua starea mecanismelor homeostatice într-un experiment fiziologic și în practica clinică se folosesc diverse teste funcționale dozate (rece, termice, adrenalină, insulină, mezaton etc.) cu determinarea raportului substanțelor biologic active (hormoni, mediatori). , metaboliți) în sânge și urină etc. .d.

Mecanisme biofizice ale homeostaziei.

Din punctul de vedere al biofizicii chimice, homeostazia este o stare în care toate procesele responsabile de transformările energetice din organism sunt în echilibru dinamic. Această stare este cea mai stabilă și corespunde optimului fiziologic. În conformitate cu conceptele de termodinamică, un organism și o celulă pot exista și se pot adapta la astfel de condiții de mediu în care un flux staționar poate fi stabilit într-un sistem biologic. procese fizice si chimice, adică homeostaziei. Rolul principal în stabilirea homeostaziei revine în primul rând sistemelor membranare celulare, care sunt responsabile de procesele bioenergetice și reglează rata de intrare și eliberare a substanțelor de către celule.

Din aceste poziții, principalele cauze ale perturbării sunt reacțiile neenzimatice neobișnuite pentru activitatea normală de viață, care apar în membrane; în cele mai multe cazuri, acestea sunt reacții în lanț de oxidare care implică radicali liberi care apar în fosfolipidele celulare. Aceste reacții duc la deteriorarea elementelor structurale ale celulelor și la perturbarea funcției de reglare. Factorii care cauzează tulburări de homeostazie includ, de asemenea, agenți care provoacă formarea radicalilor, - radiatii ionizante, toxine infecțioase, anumite alimente, nicotină și deficiențe de vitamine etc.

Unul dintre principalii factori de stabilizare a stării homeostatice și a funcțiilor membranelor sunt bioantioxidanții, care inhibă dezvoltarea reacțiilor radicale oxidative.

Caracteristicile de vârstă ale homeostaziei la copii.

Constanta mediului intern al organismului si stabilitatea relativa a parametrilor fizico-chimici in copilarie sunt asigurate de o predominanta pronuntata a proceselor metabolice anabolice fata de cele catabolice. Aceasta este o condiție indispensabilă pentru creștere și deosebește corpul copilului de corpul adulților, în care intensitatea proceselor metabolice se află într-o stare de echilibru dinamic. În acest sens, reglarea neuroendocrină a homeostaziei corpului copilului este mai intensă decât la adulți. Fiecare perioadă de vârstă este caracterizată de caracteristicile specifice ale mecanismelor de homeostazie și de reglarea acestora. Prin urmare, la copii mult mai des decât la adulți, există încălcări severe ale homeostaziei, adesea punând viața în pericol. Aceste tulburări sunt cel mai adesea asociate cu imaturitatea funcțiilor homeostatice ale rinichilor, cu tulburări ale funcțiilor tractului gastro-intestinal sau ale funcției respiratorii ale plămânilor.

Creșterea copilului, exprimată printr-o creștere a masei celulelor sale, este însoțită de modificări distincte în distribuția lichidului în organism. Creșterea absolută a volumului lichidului extracelular rămâne în urmă cu rata creșterii totale în greutate, astfel încât volumul relativ al mediului intern, exprimat ca procent din greutatea corporală, scade odată cu vârsta. Această dependență este deosebit de pronunțată în primul an după naștere. La copiii mai mari, rata de modificare a volumului relativ al lichidului extracelular scade. Sistemul de reglare a constantei volumului de lichid (reglarea volumului) asigură compensarea abaterilor în balanța apei în limite destul de înguste. Un grad ridicat de hidratare a țesuturilor la nou-născuți și copiii mici determină o nevoie semnificativ mai mare de apă decât la adulți (pe unitate de greutate corporală). Pierderile de apă sau limitarea acesteia duc rapid la dezvoltarea deshidratării din cauza sectorului extracelular, adică a mediului intern. În același timp, rinichii - principalele organe executive în sistemul de reglare a volumului - nu asigură economii de apă. Factorul limitator de reglare este imaturitatea sistemului tubular al rinichilor. Cea mai importantă caracteristică a controlului neuroendocrin al homeostaziei la nou-născuți și copiii mici este secreția relativ mare și excreția renală de aldosteron, care are un efect direct asupra stării de hidratare a țesuturilor și a funcției tubilor renali.

Reglarea presiunii osmotice a plasma sanguină și a lichidului extracelular la copii este, de asemenea, limitată. Osmolaritatea mediului intern fluctuează într-un interval mai larg ( 50 mosm/l) , decât adulții

( 6 mosm/l) . Este legat de mai mare suprafata corporala la 1 kg greutate și, în consecință, cu pierderi mai importante de apă în timpul respirației, precum și cu imaturitatea mecanismelor renale de concentrare a urinei la copii. Tulburările homeostaziei, manifestate prin hiperosmoză, sunt frecvente mai ales la copii în perioada neonatală și în primele luni de viață; la vârste mai înaintate începe să predomine hipoosmoza asociată în principal cu boli gastrointestinale sau boli de rinichi. Mai puțin studiată este reglarea ionică a homeostaziei, care este strâns legată de activitatea rinichilor și de natura nutriției.

Anterior, se credea că principalul factor care determină valoarea presiunii osmotice a lichidului extracelular este concentrația de sodiu, dar studii mai recente au arătat că nu există o corelație strânsă între conținutul de sodiu din plasma sanguină și valoarea presiunea osmotică totală în patologie. Excepția este hipertensiunea plasmatică. Prin urmare, terapia homeostatică prin administrarea de soluții de glucoză-sare necesită monitorizarea nu numai a conținutului de sodiu din ser sau plasmă, ci și modificări ale osmolarității totale a lichidului extracelular. De mare importanță în menținerea presiunii osmotice totale în mediul intern este concentrația de zahăr și uree. Conținutul acestor substanțe active osmotic și efectul lor asupra metabolismului apă-sare poate crește brusc în multe condiții patologice. Prin urmare, pentru orice încălcare a homeostaziei, este necesar să se determine concentrația de zahăr și uree. Având în vedere cele de mai sus, la copiii de vârstă fragedă, cu încălcarea regimurilor apă-sare și proteine, se poate dezvolta o stare de hiper- sau hipoosmoză latentă, hiperazotemie.

Un indicator important care caracterizează homeostazia la copii este concentrația ionilor de hidrogen în sânge și în lichidul extracelular. În perioadele prenatale și postnatale timpurii, reglarea echilibrului acido-bazic este strâns legată de gradul de saturație cu oxigen din sânge, care se explică prin predominanța relativă a glicolizei anaerobe în procesele bioenergetice. Mai mult, chiar și hipoxia moderată la făt este însoțită de acumularea de acid lactic în țesuturile acestuia. În plus, imaturitatea funcției acidogenetice a rinichilor creează premisele pentru dezvoltarea acidozei „fiziologice” (o schimbare a echilibrului acido-bazic în organism către o creștere relativă a numărului de anioni acizi.). În legătură cu particularitățile homeostaziei la nou-născuți, apar adesea tulburări care stau la limita între fiziologic și patologic.

Restructurarea sistemului neuroendocrin în timpul pubertății (pubertatea) este, de asemenea, asociată cu modificări ale homeostaziei. Cu toate acestea, funcțiile organele executive(rinichi, plămâni) ating gradul maxim de maturitate la această vârstă, astfel încât sindroamele severe sau bolile homeostaziei sunt rare, dar mai des vorbim de modificări compensate ale metabolismului, care pot fi depistate doar printr-un studiu biochimic al sângelui. În clinică, pentru a caracteriza homeostazia la copii, este necesar să se examineze următorii indicatori: hematocrit, presiune osmotică totală, sodiu, potasiu, zahăr, bicarbonați și uree în sânge, precum și pH-ul sângelui, p0 2 și pCO 2.

Caracteristicile homeostaziei la vârstnici și senile.

Același nivel de valori homeostatice în diferite perioade de vârstă susţinute de diverse schimbări în sistemele de reglementare a acestora. De exemplu, constanta tensiunii arteriale la o varsta frageda se mentine datorita unui debit cardiac mai mare si rezistentei vasculare periferice totale scazute, iar la varstnici si senili - datorita unei rezistente periferice totale mai mari si scaderii debitului cardiac. În timpul îmbătrânirii organismului, se menține constanta celor mai importante funcții fiziologice în condiții de scădere a fiabilității și de reducere a posibilelor game de modificări fiziologice ale homeostaziei. Păstrarea homeostaziei relative cu modificări structurale, metabolice și funcționale semnificative se realizează prin faptul că în același timp are loc nu numai extincția, perturbarea și degradarea, ci și dezvoltarea unor mecanisme adaptative specifice. Din acest motiv, un nivel constant de zahăr în sânge, pH-ul sângelui, presiunea osmotică, potențial de membrană celule etc.

Modificările mecanismelor de reglare neuroumorală, o creștere a sensibilității țesuturilor la acțiunea hormonilor și a mediatorilor pe fondul unei slăbiri a influențelor nervoase, sunt esențiale în menținerea homeostaziei în timpul procesului de îmbătrânire.

Odată cu îmbătrânirea corpului, activitatea inimii, ventilația pulmonară, schimbul de gaze, funcțiile renale, secreția glandelor digestive, funcția glandelor endocrine, metabolismul etc., se modifică semnificativ Aceste modificări pot fi caracterizate ca homeoreză. - o traiectorie (dinamica) regulata a modificarilor intensitatii metabolismului si functiilor fiziologice cu varsta in timp. Valoarea cursului modificărilor legate de vârstă este foarte importantă pentru caracterizarea procesului de îmbătrânire al unei persoane, determinând vârsta sa biologică.

La vârstnici și senile, potențialul general al mecanismelor de adaptare scade. Prin urmare, la bătrânețe, cu sarcini crescute, stres și alte situații, probabilitatea perturbării mecanismelor de adaptare și a tulburărilor homeostaziei crește. O astfel de scădere a fiabilității mecanismelor de homeostazie este una dintre cele precondiții esențiale dezvoltarea tulburărilor patologice la bătrânețe.

Astfel, homeostazia este un concept integral care unește funcțional și morfologic sistemul cardiovascular, sistemul respirator, sistemul renal, metabolismul hidro-electrolitic, echilibrul acido-bazic.

Scop principal a sistemului cardio-vascular – furnizarea și distribuirea sângelui în toate bazinele de microcirculație. Cantitatea de sânge ejectată de inimă într-un minut este volumul pe minut. Cu toate acestea, funcția sistemului cardiovascular nu este doar de a menține un anumit volum minut și distribuția acestuia între bazine, ci de a modifica volumul de minute în conformitate cu dinamica nevoilor de țesut în diferite situații.

Sarcina principală a sângelui este transportul oxigenului. Mulți pacienți cu intervenție chirurgicală experimentează o scădere acută a volumului minut, care afectează livrarea de oxigen către țesuturi și poate provoca moartea celulelor, organelor și chiar a întregului corp. Prin urmare, evaluarea funcției sistemului cardiovascular ar trebui să ia în considerare nu numai volumul minute, ci și furnizarea de oxigen a țesuturilor și nevoia acestora.

Scop principal sistemele respiratorii - asigurarea unui schimb adecvat de gaze intre organism si mediu intr-un ritm in continua schimbare a proceselor metabolice. Funcția normală a sistemului respirator este de a menține un nivel constant de oxigen și dioxid de carbon în sângele arterial cu rezistență vasculară normală în circulația pulmonară și cu cost obișnuit energie pentru respirație.

Acest sistem este strâns legat de alte sisteme și, în primul rând, de sistemul cardiovascular. Funcția sistemului respirator include ventilația, circulația pulmonară, difuzia gazelor prin membrana alveolo-capilară, transportul gazelor prin sânge și respirația tisulară.

Funcții sistemul renal : Rinichii sunt organul principal menit sa mentina constanta conditiilor fizico-chimice din organism. Principala funcție a acestora este excretorie. Acesta include: reglarea echilibrului hidric și electrolitic, menținerea echilibrului acido-bazic și eliminarea produselor metabolice ai proteinelor și grăsimilor din organism.

Funcții metabolismul apei și electroliților : apa din organism joacă un rol de transport, umplând celulele, spațiile interstițiale (intermediare) și vasculare, este un solvent de săruri, coloizi și cristaloizi și participă la reacții biochimice. Toate fluidele biochimice sunt electroliți, deoarece sărurile și coloizii dizolvați în apă sunt în stare disociată. Este imposibil să enumerați toate funcțiile electroliților, dar principalele sunt: ​​menținerea presiunii osmotice, menținerea reacției mediului intern, participarea la reacții biochimice.

Scop principal echilibrul acido-bazic este de a menține constanta pH-ului mediilor lichide ale corpului ca bază pentru reacțiile biochimice normale și, în consecință, pentru viață. Metabolismul are loc cu participarea indispensabilă a sistemelor enzimatice, a căror activitate depinde îndeaproape de reacția chimică a electrolitului. Împreună cu metabolismul apă-electroliți, echilibrul acido-bazic joacă un rol decisiv în ordonarea reacțiilor biochimice. Sistemele tampon și multe sisteme fiziologice ale corpului participă la reglarea echilibrului acido-bazic.

homeostaziei

Homeostazia, homeoreza, homeomorfoza - caracteristici ale stării corpului. Esența sistemului a organismului se manifestă în primul rând în capacitatea sa de a se auto-regla în condiții de mediu în continuă schimbare. Deoarece toate organele și țesuturile corpului constau din celule, fiecare dintre acestea fiind un organism relativ independent, starea mediului intern corpul uman este de mare importanță pentru funcționarea sa normală. Pentru corpul uman - o creatură terestră - mediul este atmosfera și biosfera, în timp ce acesta interacționează într-o anumită măsură cu litosfera, hidrosfera și noosfera. În același timp, majoritatea celulelor corpului uman sunt scufundate într-un mediu lichid, care este reprezentat de sânge, limfă și lichid intercelular. Doar țesuturile tegumentare interacționează direct cu mediul uman, toate celelalte celule sunt izolate de lumea exterioară, ceea ce permite organismului să standardizeze în mare măsură condițiile existenței lor. În special, capacitatea de a menține o temperatură constantă a corpului de aproximativ 37 ° C asigură stabilitatea proceselor metabolice, deoarece toate reacțiile biochimice care alcătuiesc esența metabolismului sunt foarte dependente de temperatură. Este la fel de important să se mențină o tensiune constantă a oxigenului, dioxidului de carbon, concentrației diferiților ioni etc. în mediile lichide ale corpului. În condiții normale de existență, inclusiv în timpul adaptării și activității, apar mici abateri ale unor astfel de parametri, dar sunt eliminate rapid, mediul intern al corpului revine la o normă stabilă. Mare fiziolog francez al secolului al XIX-lea. Claude Bernard a susținut: „Constanța mediului intern este o condiție prealabilă pentru o viață liberă”. Mecanismele fiziologice care asigură menținerea constantei mediului intern se numesc homeostatice, iar fenomenul în sine, care reflectă capacitatea organismului de a autoregla mediul intern, se numește homeostazie. Acest termen a fost introdus în 1932 de W. Cannon, unul dintre acei fiziologi ai secolului XX, care, alături de N.A. Bernstein, P.K. Anokhin și N. Wiener, s-au aflat la originile științei controlului - cibernetica. Termenul "homeostazie" este folosit nu numai în cercetarea fiziologică, ci și în cercetarea cibernetică, deoarece tocmai menținerea constantă a oricăror caracteristici ale unui sistem complex este cea care este scopul principal orice management.

Un alt cercetător remarcabil, K. Waddington, a atras atenția asupra faptului că organismul este capabil să mențină nu numai stabilitatea stării sale interne, ci și constanta relativă a caracteristicilor dinamice, adică fluxul proceselor în timp. Acest fenomen, prin analogie cu homeostazia, a fost numit homeoreza. Are o importanță deosebită pentru un organism în creștere și dezvoltare și constă în faptul că organismul este capabil să mențină (în anumite limite, desigur) „canalul dezvoltării” în cursul transformărilor sale dinamice. În special, dacă un copil, din cauza unei boli sau a unei deteriorari accentuate a condițiilor de viață cauzate de motive sociale(război, cutremur etc.), rămâne semnificativ în urma colegilor săi în curs de dezvoltare normală, asta nu înseamnă că un astfel de decalaj este fatal și ireversibil. Dacă perioada de evenimente adverse se termină și copilul primește condiții adecvate pentru dezvoltare, atunci atât în ​​ceea ce privește creșterea, cât și nivelul dezvoltarea functionala el ajunge curând din urmă cu semenii săi și în viitor nu diferă semnificativ de ei. Așa se explică faptul că cei transferați la vârstă fragedă boală gravă, copiii cresc adesea în adulți sănătoși și proporțional construiti. Homeoreza joacă un rol crucial atât în ​​management dezvoltarea ontogeneticăşi în procesele de adaptare. Între timp, mecanismele fiziologice ale homeorezei sunt încă insuficient studiate.

A treia formă de autoreglare a constanței corpului este homeomorfoza - capacitatea de a menţine invarianţa formei. Această caracteristică este mai caracteristică unui organism adult, deoarece creșterea și dezvoltarea sunt incompatibile cu invarianța formei. Cu toate acestea, dacă luăm în considerare perioade scurte de timp, în special în perioadele de inhibare a creșterii, atunci la copii se poate detecta capacitatea de homeomorfoză. Vorbim despre faptul că în organism are loc o schimbare continuă de generații a celulelor sale constitutive. Celulele nu trăiesc mult (singura excepție sunt celulele nervoase): durata normală de viață a celulelor corpului este de săptămâni sau luni. Cu toate acestea, fiecare nouă generație de celule repetă aproape exact forma, dimensiunea, locația și, în consecință, proprietățile funcționale ale generației anterioare. Mecanismele fiziologice speciale previn modificări semnificative ale greutății corporale în condiții de foame sau supraalimentare. În special, în timpul înfometării, digestibilitatea nutrienților crește brusc, iar în timpul supraalimentării, dimpotrivă, majoritatea proteinelor, grăsimilor și carbohidraților care vin cu alimente sunt „arse” fără niciun beneficiu pentru organism. S-a dovedit (N.A. Smirnova) că la un adult, schimbările ascuțite și semnificative ale greutății corporale (în principal din cauza cantității de grăsime) în orice direcție sunt semne sigure ale unei căderi de adaptare, suprasolicitare și indică o disfuncție funcțională a organismului. . Corpul copilului devine deosebit de sensibil la influențele externe în perioadele de cea mai rapidă creștere. Încălcarea homeomorfozei este același semn nefavorabil ca și încălcările homeostaziei și homeorezei.

Conceptul de constante biologice. Corpul este un complex dintr-un număr mare de substanțe variate. Pe parcursul vieții celulelor corpului, concentrația acestor substanțe se poate modifica semnificativ, ceea ce înseamnă o schimbare a mediului intern. Ar fi de neconceput dacă sistemele de control ale organismului ar fi forțate să monitorizeze concentrația tuturor acestor substanțe, adică. au o mulțime de senzori (receptori), analizează continuu starea actuală, iau decizii de management și monitorizează eficacitatea acestora. Nici informația și nici resursele energetice ale organismului nu ar fi suficiente pentru un astfel de regim de control al tuturor parametrilor. Prin urmare, organismul se limitează la monitorizarea unui număr relativ mic dintre cei mai semnificativi indicatori care trebuie menținuți la un nivel relativ constant de dragul bunăstării. majoritate absolută celulele corpului. Acești parametri cel mai rigid homeostatici se transformă astfel în „constante biologice”, iar invarianța lor este asigurată de fluctuații uneori destul de semnificative ale altor parametri care nu aparțin categoriei celor homeostatici. Astfel, nivelurile de hormoni implicați în reglarea homeostaziei se pot modifica de zece ori în sânge, în funcție de starea mediului intern și de impactul factorilor externi. În același timp, parametrii homeostatici se modifică doar cu 10-20%.

Cele mai importante constante biologice. Dintre cele mai importante constante biologice, de menținerea cărora la un nivel relativ neschimbat sunt responsabile diverse sisteme fiziologice ale organismului, trebuie menționat temperatura corpului, nivelul glucozei din sânge, conținutul de ioni H+ în fluidele corporale, tensiune parțială oxigen și dioxid de carbon în țesuturi.

Boala ca simptom sau consecință a tulburărilor de homeostazie. Aproape toate bolile umane sunt asociate cu o încălcare a homeostaziei. Deci, de exemplu, în multe boli infecțioase, precum și în cazul procese inflamatorii, homeostazia temperaturii este brusc perturbată în organism: apare febră (febră), uneori care pune viața în pericol. Motivul unei astfel de încălcări a homeostaziei poate sta atât în ​​caracteristicile reacției neuroendocrine, cât și în încălcări ale activității țesuturilor periferice. În acest caz, manifestarea bolii - febră- este o consecință a unei încălcări a homeostaziei.

De obicei, condițiile febrile sunt însoțite de acidoză - o încălcare a echilibrului acido-bazic și o schimbare a reacției fluidelor corporale la partea acidă. Acidoza este, de asemenea, caracteristică tuturor bolilor asociate cu deteriorarea sistemului cardiovascular și sistemele respiratorii(boli ale inimii și vaselor de sânge, leziuni inflamatorii și alergice ale sistemului bronhopulmonar etc.). Adesea, acidoza însoțește primele ore din viața unui nou-născut, mai ales dacă respirația normală nu a început imediat după naștere. Pentru a elimina această afecțiune, nou-născutul este plasat într-o cameră specială cu un conținut ridicat de oxigen. Acidoza metabolică cu efort muscular intens poate apărea la persoanele de orice vârstă și se manifestă prin dificultăți de respirație și transpirație crescută, precum și senzații dureroase la nivelul mușchilor. După terminarea lucrărilor, starea de acidoză poate persista de la câteva minute până la 2-3 zile, în funcție de gradul de oboseală, fitness și eficacitatea mecanismelor homeostatice.

Foarte periculoase sunt bolile care duc la o încălcare a homeostaziei apei-sare, de exemplu, holera, în care o cantitate mare apa si tesuturile isi pierd proprietatile functionale. Multe boli de rinichi duc, de asemenea, la o încălcare a homeostaziei apă-sare. Ca urmare a unora dintre aceste boli, se poate dezvolta alcaloza - o creștere excesivă a concentrației de substanțe alcaline în sânge și o creștere a pH-ului (deplasare pe partea alcalină).

În unele cazuri, tulburări minore, dar pe termen lung ale homeostaziei pot provoca dezvoltarea anumitor boli. Deci, există dovezi că consumul excesiv de zahăr și alte surse de carbohidrați care perturbă homeostazia glucozei duce la deteriorarea pancreasului, ca urmare, o persoană dezvoltă diabet. De asemenea, este periculos și consumul excesiv de săruri de masă și alte minerale, condimente iute etc., care cresc încărcătura asupra sistemului excretor. Rinichii pot să nu facă față abundenței de substanțe care trebuie îndepărtate din organism, ceea ce duce la o încălcare a homeostaziei apă-sare. Una dintre manifestările sale este edemul - acumularea de lichid în țesuturile moi ale corpului. Cauza edemului constă de obicei fie în insuficiența sistemului cardiovascular, fie în încălcări ale rinichilor și, ca urmare, a metabolismului mineral.

Homeostazia este:

homeostaziei

homeostaziei(greaca veche ὁμοιοστάσις din ὁμοιος - același, asemănător și στάσις - în picioare, imobilitate) - autoreglare, capacitatea unui sistem deschis de a menține constanța stării sale interne prin reacții coordonate care vizează menținerea echilibrului dinamic. Dorința sistemului de a se reproduce, de a restabili echilibrul pierdut, de a depăși rezistența mediului extern.

Homeostazia populației este capacitatea unei populații de a menține un anumit număr de indivizi pentru o perioadă lungă de timp.

Fiziologul american Walter B. Cannon a propus termenul în 1932 în cartea sa The Wisdom of the Body ca denumire pentru „procesele fiziologice coordonate care mențin cele mai stabile stări ale corpului”. Mai târziu, acest termen a fost extins la capacitatea de a menține în mod dinamic constanta stării sale interne a oricărui sistem deschis. Totuși, conceptul de constanță a mediului intern a fost formulat încă din 1878 de omul de știință francez Claude Bernard.

Informatii generale

Termenul de „homeostază” este cel mai des folosit în biologie. Pentru ca organismele pluricelulare să existe, este necesar să se mențină constanta mediului intern. Mulți ecologiști sunt convinși că acest principiu se aplică și mediului extern. Dacă sistemul nu poate să-și restabilească echilibrul, în cele din urmă poate înceta să funcționeze.

Sistemele complexe – de exemplu, corpul uman – trebuie să aibă homeostazie pentru a menține stabilitatea și a exista. Aceste sisteme nu trebuie doar să se străduiască să supraviețuiască, ci și să se adapteze la schimbările de mediu și să evolueze.

proprietățile homeostaziei

Sistemele homeostatice au următoarele proprietăți:

• instabilitate sistem: testează modul în care se poate adapta cel mai bine.
• Luptă pentru echilibru: toată organizarea internă, structurală și funcțională a sistemelor contribuie la menținerea echilibrului.
• imprevizibilitate: Efectul rezultat al unei anumite acțiuni poate fi adesea diferit de ceea ce era de așteptat.

Exemple de homeostazie la mamifere:

• Reglarea cantității de micronutrienți și apă din organism - osmoreglare. Se efectuează în rinichi.
• Eliminarea produselor reziduale ale procesului metabolic - izolare. Efectuat de organe exocrine - rinichi, plămâni, glandele sudoripareși tractul gastrointestinal.
• Reglarea temperaturii corpului. Scăderea temperaturii prin transpirație, o varietate de reacții de termoreglare.
• Reglarea nivelului de glucoză din sânge. Este efectuată în principal de ficat, insulină și glucagon secretate de pancreas.

Este important de menționat că, deși organismul este în echilibru, starea sa fiziologică poate fi dinamică. Multe organisme prezintă modificări endogene sub formă de ritmuri circadian, ultradian și infradian. Deci, chiar și în timpul homeostaziei, temperatura corpului, tensiunea arterială, ritmul cardiac și majoritatea indicatorilor metabolici nu sunt întotdeauna la un nivel constant, ci se modifică în timp.

Mecanisme de homeostazie: feedback

Articolul principal: Părere

Când există o modificare a variabilelor, există două tipuri principale de feedback la care sistemul răspunde:

1. Feedback negativ, exprimat ca o reacție în care sistemul răspunde în așa fel încât să inverseze direcția schimbării. Deoarece feedback-ul servește la menținerea constantă a sistemului, vă permite să mențineți homeostazia.
   • De exemplu, atunci când concentrația de dioxid de carbon din corpul uman crește, plămânilor li se semnalează să își mărească activitatea și să expire mai mult dioxid de carbon.
   • Termoregularea este un alt exemplu de feedback negativ. Când temperatura corpului crește (sau scade), termoreceptorii din piele și hipotalamus înregistrează schimbarea, declanșând un semnal de la creier. Acest semnal, la rândul său, provoacă un răspuns - o scădere a temperaturii (sau creștere).
2. Feedback pozitiv, care este exprimat ca o creștere a modificării unei variabile. Are efect destabilizator, deci nu duce la homeostazie. Feedback-ul pozitiv este mai puțin frecvent în sistemele naturale, dar are și întrebuințările sale.
   • De exemplu, în nervi, un potențial electric de prag determină generarea unui potențial de acțiune mult mai mare. Coagularea sângelui și evenimentele de naștere sunt alte exemple de feedback pozitiv.

Sistemele stabile au nevoie de combinații ale ambelor tipuri de feedback. În timp ce feedback-ul negativ vă permite să reveniți la o stare homeostatică, feedback-ul pozitiv este folosit pentru a trece la o stare de homeostazie complet nouă (și foarte posibil mai puțin dorită), o situație numită „metastabilitate”. Astfel de schimbări catastrofale pot apărea, de exemplu, cu o creștere a nutrienților în râurile cu apă limpede, ceea ce duce la o stare homeostatică de mare eutrofizare (creșterea excesivă de alge a canalului) și turbiditate.

Homeostazia ecologică

Homeostazia ecologică se observă în comunitățile climax cu cea mai mare biodiversitate posibilă în condiții de mediu favorabile.

În ecosistemele perturbate, sau comunitățile biologice sub-climax - precum insula Krakatoa, după o puternică erupție vulcanică în 1883 - starea de homeostazie a ecosistemului de climax al pădurii anterior a fost distrusă, ca toată viața de pe această insulă. Krakatoa a trecut printr-un lanț de schimbări ecologice în anii de după erupție, în care noi specii de plante și animale s-au succedat, ceea ce a dus la biodiversitate și, ca urmare, la o comunitate de climax. Succesiunea ecologică în Krakatoa a avut loc în mai multe etape. Un lanț complet de succesiuni care duc la un punct culminant se numește preserie. În exemplul Krakatoa, această insulă a dezvoltat o comunitate culminală cu 8.000 de specii diferite înregistrate în 1983, la o sută de ani după ce erupția a distrus viața pe ea. Datele confirmă că poziția se menține în homeostazie de ceva timp, în timp ce apariția unor noi specii duce foarte rapid la dispariția rapidă a celor vechi.

Cazul Krakatoa și al altor ecosisteme perturbate sau intacte arată că colonizarea inițială de către speciile pionier are loc prin strategii de reproducere cu feedback pozitiv în care specia se dispersează, producând cât mai mulți descendenți, dar cu investiții reduse sau deloc în succesul fiecărui individ. . La astfel de specii, există o dezvoltare rapidă și un colaps la fel de rapid (de exemplu, printr-o epidemie). Pe măsură ce un ecosistem se apropie de climax, astfel de specii sunt înlocuite cu specii de climax mai complexe care se adaptează prin feedback negativ la condițiile specifice ale mediului lor. Aceste specii sunt atent controlate de capacitatea potențială a ecosistemului și urmează o strategie diferită - producerea de descendenți mai mici, în al cărui succes reproductiv este investit în micromediul nișei sale ecologice specifice. mai multă energie.

Dezvoltarea începe cu comunitatea de pionier și se termină cu comunitatea culminant. Această comunitate culminală se formează atunci când flora și fauna intră în echilibru cu mediul local.

Astfel de ecosisteme formează heterarhii în care homeostazia la un nivel contribuie la procesele homeostatice la un alt nivel complex. De exemplu, pierderea frunzelor unui copac tropical matur face loc pentru noi creșteri și îmbogățește solul. În egală măsură, arborele tropical reduce accesul la lumină la niveluri inferioare și ajută la prevenirea invadării altor specii. Dar copacii cad și ei la pământ, iar dezvoltarea pădurii depinde de schimbarea constantă a copacilor, de ciclul de nutrienți efectuat de bacterii, insecte, ciuperci. În mod similar, astfel de păduri contribuie la procesele ecologice, cum ar fi reglarea microclimatelor sau a ciclurilor hidrologice ale ecosistemelor, iar mai multe ecosisteme diferite pot interacționa pentru a menține homeostazia drenajului râului într-o regiune biologică. Variabilitatea bioregiunilor joacă, de asemenea, un rol în stabilitatea homeostatică a unei regiuni biologice sau biom.

Homeostazia biologică

Informații suplimentare: Echilibrul acido-bazic

Homeostazia acționează ca o caracteristică fundamentală a organismelor vii și este înțeleasă ca menținerea mediului intern în limite acceptabile.

Mediul intern al corpului include fluide corporale - plasma sanguina, limfa, substanta intercelulara si lichidul cefalorahidian. Menținerea stabilității acestor fluide este vitală pentru organisme, în timp ce absența acesteia duce la deteriorarea materialului genetic.

În ceea ce privește orice parametru, organismele sunt împărțite în conformațional și reglator. Organismele de reglementare mențin parametrul la un nivel constant, indiferent de ceea ce se întâmplă în mediu. Organismele conformaționale permit mediului să determine parametrul. De exemplu, animalele cu sânge cald mențin o temperatură constantă a corpului, în timp ce animalele cu sânge rece prezintă o gamă largă de temperatură.

Nu vorbim despre faptul că organismele conformaționale nu au adaptări comportamentale care să le permită să regleze parametrul dat într-o oarecare măsură. Reptilele, de exemplu, stau adesea pe pietre încălzite dimineața pentru a-și ridica temperatura corpului.

Avantajul reglării homeostatice este că permite organismului să funcționeze mai eficient. De exemplu, animalele cu sânge rece tind să devină letargice la temperaturi scăzute, în timp ce animalele cu sânge cald sunt aproape la fel de active ca întotdeauna. Pe de altă parte, reglementarea necesită energie. Motivul pentru care unii șerpi pot mânca doar o dată pe săptămână este că folosesc mult mai puțină energie pentru a menține homeostazia decât mamiferele.

Homeostazia celulară

Reglarea activității chimice a celulei se realizează printr-o serie de procese, printre care modificarea structurii citoplasmei în sine, precum și structura și activitatea enzimelor, este de o importanță deosebită. Autoreglarea depinde de temperatură, de gradul de aciditate, de concentrația substratului, de prezența anumitor macro și microelemente.

Homeostazia în corpul uman

Informații suplimentare: Echilibrul acido-bazic Vezi și: Sisteme tampon pentru sânge

Diverși factori afectează capacitatea fluidelor corporale de a susține viața. Acestea includ parametri precum temperatura, salinitatea, aciditatea și concentrația de nutrienți - glucoză, diverși ioni, oxigen și produse reziduale - dioxid de carbon și urină. Deoarece acești parametri afectează reacțiile chimice care țin organismul în viață, există mecanisme fiziologice încorporate pentru a le menține la nivelul necesar.

Homeostazia nu poate fi considerată cauza proceselor acestor adaptări inconștiente. Ar trebui luată ca o caracteristică generală a multor procese normale care acționează împreună și nu ca cauza principală a acestora. Mai mult, există multe fenomene biologice care nu se potrivesc acestui model - de exemplu, anabolismul.

Alte domenii

Conceptul de „homeostazie” este folosit și în alte domenii.

Actuarul poate vorbi despre riscul homeostaziei, în care, de exemplu, persoanele care au frâne antiaderente la mașini nu se află într-o poziție mai sigură decât cei care nu au, pentru că acești oameni compensează inconștient mașina mai sigură printr-o conducere riscantă. Acest lucru se întâmplă deoarece unele dintre mecanismele de reținere - cum ar fi frica - nu mai funcționează.

Sociologii și psihologii pot vorbi despre homeostazia stresului- dorinta unei populatii sau a unui individ de a ramane la un anumit nivel de stres, deseori provocand artificial stres daca nivelul „natural” de stres nu este suficient.

Exemple

• termoreglare
  • Tremurul mușchilor scheletici poate începe dacă temperatura corpului este prea scăzută.
  • Un alt tip de termogeneză implică descompunerea grăsimilor pentru a elibera căldură.
  • Transpirația răcește corpul prin evaporare.
• Reglementarea chimică
  • Pancreasul secretă insulină și glucagon pentru a controla nivelul de glucoză din sânge.
  • Plămânii iau oxigen și eliberează dioxid de carbon.
  • Rinichii excretă urina și reglează nivelul de apă și un număr de ioni din organism.

Multe dintre aceste organe sunt controlate de hormoni din sistemul hipotalamo-hipofizar.

Vezi si

Categorii:

• homeostaziei
• sisteme deschise
• Procese fiziologice

Fundația Wikimedia. 2010.

Homeostazia (greacă homoios - același, asemănător, stază - stabilitate, echilibru) este un ansamblu de reacții coordonate care mențin sau restabilesc constanța mediului intern al organismului. La mijlocul secolului al XIX-lea, fiziologul francez Claude Bernard a introdus conceptul de mediu intern, pe care îl considera ca o colecție de fluide corporale. Acest concept a fost extins de fiziologul american Walter Cannon, care a înțeles prin mediul intern totalitatea fluidelor (sânge, limfa, lichid tisular) care sunt implicate în metabolism și menținerea homeostaziei. Corpul uman se adaptează la condițiile de mediu în continuă schimbare, dar mediul intern rămâne constant și indicatorii săi fluctuează în limite foarte înguste. Prin urmare, o persoană poate trăi în diferite condiții de mediu. Unii parametri fiziologici sunt reglați deosebit de atent și fin, de exemplu, temperatura corpului, tensiunea arterială, glucoza, gazele, sărurile, ionii de calciu din sânge, echilibrul acido-bazic, volumul sanguin, presiunea osmotică a acestuia, apetitul și multe altele. Reglarea se efectuează conform principiului feedback-ului negativ între receptorii f , care detectează modificări ale indicatorilor și sistemelor de control indicate. Deci, o scădere a unuia dintre parametri este capturată de receptorul corespunzător, de la care impulsurile sunt trimise către una sau alta structură a creierului, la comanda căreia sistemul nervos autonom pornește. mecanisme complexe echilibrarea schimbărilor. Creierul folosește două sisteme principale pentru a menține homeostazia: autonom și endocrin. Amintește-ți asta functie principala sistemul nervos autonom este păstrarea constantă a mediului intern al corpului, care se realizează ca urmare a unei modificări a activității părților simpatice și parasimpatice ale sistemului nervos autonom. Acesta din urmă, la rândul său, este controlat de hipotalamus, iar hipotalamusul de cortexul cerebral. Sistemul endocrin reglează funcția tuturor organelor și sistemelor prin hormoni. În plus, sistemul endocrin în sine este sub controlul hipotalamusului și al glandei pituitare. Homeostazia (greacă homoios - același și staza - stare, imobilitate)

Pe măsură ce înțelegerea noastră a fiziologiei normale și chiar mai patologice a devenit mai complexă, acest concept a fost rafinat ca homeochineză, adică. echilibrul mobil, echilibrul proceselor în continuă schimbare. Corpul este țesut din milioane de „homeocinesice”. Această galaxie uriașă vie determină starea funcțională a tuturor organelor și celulelor care sunt legate de peptide reglatoare. La fel ca sistemul economic și financiar mondial - multe firme, industrii, fabrici, bănci, burse, piețe, magazine... Și între ele - „monedă convertibilă” - neuropeptide. Toate celulele corpului sintetizează și mențin în mod constant un anumit nivel, necesar funcțional, de peptide reglatoare. Dar atunci când apar abateri de la „staționaritate”, biosinteza lor (în organism în ansamblu sau în „locii” săi individuali) fie crește, fie slăbește. Astfel de fluctuații apar în mod constant când vine vorba de reacții adaptative (obișnuirea cu noile condiții), efectuarea muncii (acțiuni fizice sau emoționale), starea de pre-boală - când organismul „se aprinde” protecție sporită împotriva dezechilibrului funcțional. Cazul clasic de menținere a echilibrului este reglarea tensiunii arteriale. Exista grupe de peptide intre care exista competitie constanta – pentru cresterea/scaderea presiunii. Pentru a alerga, a urca un munte, a face baie într-o saună, a juca pe scenă și, în sfârșit, a gândi, este necesară o creștere suficientă funcțional a tensiunii arteriale. Dar de îndată ce munca se termină, regulatoarele intră în acțiune, asigurând „calmarea” inimii și presiunea normală în vase. Peptidele vasoactive interacționează în mod constant pentru a „permite” creșterea presiunii până la un astfel de nivel (nu mai mult, altfel sistemul vascular va merge „comerciant”; un exemplu binecunoscut și amar este un accident vascular cerebral) și astfel încât, după finalizarea munca necesara din punct de vedere fiziologic

Istoria dezvoltării doctrinei homeostaziei

K. Bernard și rolul său în dezvoltarea doctrinei mediului intern

Pentru prima dată, procesele homeostatice din organism ca procese care asigură constanța mediului său intern au fost considerate de naturalistul și fiziologul francez C. Bernard în mijlocul al XIX-leaîn. Termenul în sine homeostaziei a fost propus de fiziologul american W. Kennon abia în 1929.

În dezvoltarea doctrinei homeostaziei, rolul principal l-a jucat ideea lui C. Bernard că pentru un organism viu există „de fapt, două medii: unul extern în care este plasat organismul, celălalt mediu intern. în care trăiesc elementele tisulare.” În 1878, omul de știință formulează conceptul de constanță a compoziției și proprietățile mediului intern. Ideea cheie a acestui concept a fost ideea că mediul intern nu este doar sânge, ci și toate fluidele de plasmă și blastom care provin din acesta. „Mediul intern”, scria K. Bernard, „... este format din toate părțile constitutive ale sângelui - azotat și lipsit de azot, proteine, fibrină, zahăr, grăsimi etc., ... cu excepția globule de sânge, care sunt deja elemente organice independente.”

Mediul intern include doar componentele lichide ale corpului, care spală toate elementele țesuturilor, adică. plasma sanguina, limfa si lichidul tisular. K. Bernard considera că atributul mediului intern este „în contact direct cu elementele anatomice ale unei ființe vii”. El a observat că atunci când se studiază proprietățile fiziologice ale acestor elemente, este necesar să se ia în considerare condițiile de manifestare a acestora și dependența lor de mediu.

Claude Bernard (1813-1878) Cel mai mare fiziolog, patolog, naturalist francez. În 1839 a absolvit Universitatea din Paris. În 1854–1868 a condus departamentul fiziologie generală Universitatea din Paris, din 1868 - angajat al Muzeului de Istorie Naturală. Membru al Academiei din Paris (din 1854), vicepreședinte (1868) și președinte (1869), membru corespondent străin al Academiei de Științe din Sankt Petersburg (din 1860). Studiile științifice ale lui C. Bernard sunt dedicate fiziologiei sistemului nervos, digestiei și circulației sângelui. Meritele omului de știință în dezvoltarea fiziologiei experimentale sunt mari. A efectuat studii clasice privind anatomia și fiziologia tractului gastrointestinal, rolul pancreasului, metabolismul carbohidraților, funcțiile sucurilor digestive, a descoperit formarea glicogenului în ficat, a studiat inervația vaselor de sânge, efectul vasoconstrictiv al simpaticului. nervii, etc. Unul dintre creatorii doctrinei homeostaziei, a introdus conceptul de mediu intern al corpului. A pus bazele farmacologiei și toxicologiei. El a arătat comunitatea și unitatea unui număr de fenomene vitale la animale și plante.

Omul de știință a crezut pe bună dreptate că manifestările vieții se datorează conflictului dintre forțele existente ale corpului (constituție) și influența mediului extern. Conflictul de viață din corp se manifestă sub forma a două fenomene opuse și înrudite dialectic: sinteza și decăderea. Ca rezultat al acestor procese, organismul se adaptează, sau se adaptează, la condițiile de mediu.

O analiză a lucrărilor lui K. Bernard ne permite să concluzionam că toate mecanismele fiziologice, oricât de diferite ar fi, servesc la menținerea constantă a condițiilor de viață în mediul intern. „Constanța mediului intern este condiția unei vieți libere, independente. Acest lucru se realizează printr-un proces care menține în mediul intern toate condițiile necesare vieții elementelor. Constanța mediului presupune o astfel de perfecțiune a organismului, în care variabilele externe ar fi compensate și echilibrate în fiecare moment. Pentru un mediu lichid au fost determinate principalele condiții pentru menținerea lui constantă: prezența apei, oxigenului, nutrienților și o anumită temperatură.

Independența vieții față de mediul extern, despre care a vorbit K. Bernard, este foarte relativă. Mediul intern este strâns legat de cel extern. Mai mult decât atât, a păstrat multe proprietăți ale mediului primar în care a apărut cândva viața. Ființele vii, parcă, au închis apa mării într-un sistem de vase de sânge și au transformat mediul extern în continuă fluctuație într-un mediu intern, a cărui constanță este protejată de mecanisme fiziologice speciale.

Funcția principală a mediului intern este de a aduce „elementele organice în relație între ele și cu mediul extern”. K. Bernard a explicat că există un schimb constant de substanțe între mediul intern și celulele corpului datorită diferențelor lor calitative și cantitative în interiorul și în afara celulelor. Mediul intern este creat de organismul însuși, iar constanța compoziției sale este menținută de organele de digestie, respirație, excreție etc., a căror funcție principală este de a „pregăti un fluid nutritiv comun” pentru celulele corp. Activitatea acestor organe este reglată de sistemul nervos și cu ajutorul „substanțelor special produse”. Aceasta „constă într-un cerc neîntrerupt de influențe reciproce care formează armonia vieții”.

Astfel, C. Bernard este încă în repriza secundă secolul al 19-lea a dat o definiție științifică corectă a mediului intern al organismului, a evidențiat elementele acestuia, a descris compoziția, proprietățile, originea evolutivă și a subliniat importanța acestuia în asigurarea activității vitale a organismului.

Doctrina homeostaziei de W. Kennon

Spre deosebire de C. Bernard, ale cărui concluzii s-au bazat pe generalizări biologice largi, W. Kennon a ajuns la concluzia despre importanța constanței mediului intern al organismului printr-o altă metodă: pe baza unor studii fiziologice experimentale. Omul de știință a atras atenția asupra faptului că viața unui animal și a unei persoane, în ciuda efectelor adverse destul de frecvente, se desfășoară în mod normal timp de mulți ani.

fiziolog american. Născut în Prairie-du-Chine (Wisconsin), în 1896 a absolvit Universitatea Harvard. În 1906–1942 - profesor de fiziologie la Harvard liceu, Membru străin de onoare al Academiei de Științe a URSS (din 1942). Principal munca stiintifica dedicat fiziologiei sistemului nervos. El a descoperit rolul adrenalinei ca transmițător simpatic și a formulat conceptul de sistem simpatico-suprarenal. El a descoperit că atunci când fibrele nervoase simpatice sunt stimulate, simpatia este eliberată în terminațiile lor - o substanță care este similară în acțiune cu adrenalina. Unul dintre creatorii doctrinei homeostaziei, pe care a conturat-o în lucrarea sa „Înțelepciunea corpului” (1932). El a considerat corpul uman ca un sistem de autoreglare cu rolul principal al sistemului nervos autonom.

W. Kennon a remarcat că condițiile constante menținute în organism ar putea fi numite echilibru. Cu toate acestea, acest cuvânt a fost deja complet reparat o anumită valoare: denotă starea cea mai probabilă a unui sistem izolat în care toate forțele cunoscute sunt echilibrate reciproc, prin urmare, în stare de echilibru parametrii sistemului nu depind de timp și nu există fluxuri de materie sau energie în sistem. În organism au loc procese fiziologice coordonate complexe, care asigură stabilitatea stărilor sale. Un exemplu este activitatea coordonată a creierului, a nervilor, a inimii, a plămânilor, a rinichilor, a splinei și a altor organe și sisteme interne. Prin urmare, W. Kennon a propus o desemnare specială pentru astfel de state - homeostaziei. Acest cuvânt nu implică deloc ceva înghețat și nemișcat. Înseamnă o condiție care se poate schimba, dar rămâne relativ constantă.

Termen homeostaziei format din două cuvinte grecești: homoios asemănător, asemănător și stază- stând pe loc. În interpretarea acestui termen, W. Kennon a subliniat că cuvântul stază implică nu numai o stare stabilă, ci și o condiție care duce la acest fenomen, și cuvântul homoios indică asemănarea și asemănarea fenomenelor.

Conceptul de homeostazie, conform lui W. Kennon, include și mecanisme fiziologice care asigură stabilitatea ființelor vii. Această stabilitate specială nu este caracterizată de stabilitatea proceselor, dimpotrivă, ele sunt dinamice și în continuă schimbare, cu toate acestea, în condițiile „normei”, fluctuațiile indicatorilor fiziologici sunt destul de sever limitate.

Mai târziu, W. Kennon a arătat că toate procesele metabolice și principalele condiții în care sunt îndeplinite cele mai importante funcții vitale ale organismului - temperatura corpului, concentrația de glucoză și săruri minerale în plasma sanguină, presiunea în vase - fluctuează în termen de foarte mult timp. limite înguste în apropierea anumitor valori medii - constante fiziologice. Menținerea acestor constante în organism este condiție cerută existenţă.

W. Kennon a remarcat și a clasificat componentele principale ale homeostaziei. S-a referit la ei materiale care asigură nevoile celulare(materiale necesare pentru creștere, reparare și reproducere - glucoză, proteine, grăsimi; apă; cloruri de sodiu, potasiu și alte săruri; oxigen; compuși reglatori) și factori fizici si chimici care afectează activitatea celulară (presiunea osmotică, temperatura, concentrația ionilor de hidrogen etc.). În stadiul actual de dezvoltare a cunoștințelor despre homeostazie, această clasificare a fost completată mecanisme care asigură constanța structurală a mediului intern al organismului și integritatea structurală și funcționalăîntregul organism. Acestea includ:

a) ereditatea;
b) regenerare şi reparare;
c) reactivitate imunobiologică.

conditii automat menținerea homeostaziei, potrivit lui W. Kennon, sunt:

– un sistem de alarma care functioneaza impecabil care anunta dispozitivele de reglementare centrale si periferice despre orice modificari care ameninta homeostazia;
- prezenta unor dispozitive corective care intră în vigoare în timp util și întârzie declanșarea acestor modificări.

E.Pfluger, Sh.Richet, I.M. Sechenov, L. Frederick, D. Haldane și alți cercetători care au lucrat la începutul secolelor 19-20 au abordat, de asemenea, ideea existenței unor mecanisme fiziologice care asigură stabilitatea organismului și au folosit propria terminologie. Cu toate acestea, termenul homeostaziei, propus de W. Kennon pentru a caracteriza stările și procesele care creează o astfel de abilitate.

Pentru științele biologice, în înțelegerea homeostaziei conform lui W. Kennon, este valoros ca organismele vii să fie considerate ca sisteme deschise care au multe conexiuni cu mediul. Aceste conexiuni se realizează prin organele respiratorii și digestive, receptorii de suprafață, nervoși și sisteme musculareși altele. Schimbările din mediu afectează direct sau indirect aceste sisteme, provocând modificări corespunzătoare în ele. Cu toate acestea, aceste efecte nu sunt de obicei însoțite de abateri mari de la normă și nu provoacă încălcări graveîn procesele fiziologice.

Contribuția L.S. Sever în dezvoltarea ideilor despre homeostazie

Fiziolog rus, academician al Academiei de Științe a URSS (din 1939). Născut în Libava (Lituania). În 1903 a absolvit Universitatea din Geneva și a lucrat acolo până în 1925. În 1925–1948 - Profesor al 2-a Moscova institut medicalși în același timp director al Institutului de Fiziologie al Academiei de Științe a URSS. Din 1954 până în 1968 a fost responsabilă de departamentul de fiziologie la Institutul de Biofizică al Academiei de Științe a URSS. Lucrări de L.S. Stern sunt dedicați studiului fundamentelor chimice ale proceselor fiziologice care apar în diferite părți ale sistemului nervos central. Ea a studiat rolul catalizatorilor în procesul de oxidare biologică, a propus o metodă de introducere a medicamentelor în lichidul cefalorahidian în tratamentul anumitor boli.

Concomitent cu W. Cannon în 1929 în Rusia, fiziologul rus L.S. Rautacios. „Spre deosebire de cele mai simple, la organismele pluricelulare mai complexe, schimbul cu mediul are loc prin așa-numitul mediu, din care țesuturile și organele individuale extrag materialul de care au nevoie și în care secretă produsele metabolismului lor. ... Pe măsură ce părțile individuale ale corpului (organe și țesuturi) se diferențiază și se dezvoltă, fiecare organ, fiecare țesut trebuie să creeze și să dezvolte propriul mediu nutritiv imediat, a cărui compoziție și proprietăți trebuie să corespundă caracteristicilor structurale și funcționale ale acestui organ. . Acest mediu imediat hrănitor, sau intim, trebuie să aibă o anumită constanță pentru a asigura funcționarea normală a organului spălat. ... Mediul nutritiv imediat al organelor și țesuturilor individuale este fluidul intercelular sau tisular.

L.S. Stern a stabilit importanța pentru activitatea normală a organelor și țesuturilor a constanței compoziției și proprietăților nu numai a sângelui, ci și a fluidului tisular. Ea a arătat existenţa barierelor histohematice- bariere fiziologice care separă sângele și țesuturile. Aceste formațiuni, în opinia ei, constau din endoteliu capilar, membrană bazală, țesut conjunctiv, membrane de lipoproteine ​​celulare. Permeabilitatea selectivă a barierelor contribuie la menținerea homeostaziei și la specificitatea cunoscută a mediului intern necesar pentru funcționarea normală a unui anumit organ sau țesut. Propus și bine fundamentat de L.S. Teoria lui Stern a mecanismelor de barieră este o contribuție fundamental nouă la studiul mediului intern.

Histohematic , sau tesut vascular , barieră - acesta este, în esență, un mecanism fiziologic care determină constanta relativă a compoziției și proprietăților mediului propriu al organului și celulei. Îndeplinește două funcții importante: de reglementare și de protecție, adică. asigură reglarea compoziției și proprietăților mediului propriu al organului și celulei și îl protejează de aportul de substanțe din sânge care sunt străine acestui organ sau întregului organism.

Barierele histohematice sunt prezente în aproape toate organele și poartă denumirea potrivită: hematoencefalice, hematooftalmice, hemato-birintice, hematolichior, hematolimfatice, hemato-pulmonare și hematopleurale, hematorenale, precum și bariera hemato-gonadală (de exemplu, hematotesticulară) etc.

Concepte moderne de homeostazie

Ideea de homeostazie s-a dovedit a fi foarte fructuoasă și pe tot parcursul secolului al XX-lea. a fost dezvoltat de mulți oameni de știință autohtoni și străini. Cu toate acestea, acest concept este încă stiinta biologica nu are o definiție terminologică clară. În științifice și literatură educațională se poate întâlni fie echivalența termenilor „mediu intern” și „homeostază”, fie o interpretare diferită a conceptului de „homeostază”.

Fiziolog rus, academician al Academiei de Științe a URSS (1966), membru titular al Academiei de Științe Medicale a URSS (1945). Absolvent al Institutului de Cunoștințe Medicale din Leningrad. Din 1921, a lucrat la Institutul Creierului sub conducerea lui V.M. Bekhterev, în 1922–1930. la Academia de Medicină Militară din laboratorul I.P. Pavlova. În 1930–1934 Profesor al Departamentului de Fiziologie al Institutului Medical Gorki. În 1934–1944 - Șeful Departamentului Institutului de Medicină Experimentală All-Union din Moscova. În 1944–1955 a lucrat la Institutul de Fiziologie al Academiei de Științe Medicale a URSS (din 1946 - director). Din 1950 - șef al Laboratorului de neurofiziologie al Academiei de Științe Medicale a URSS, apoi șef al Departamentului de neurofiziologie al Institutului de Normal și fiziologie patologică URSS AMS. Laureat al Premiului Lenin (1972). Principalele lucrări sunt dedicate studiului activității corpului și mai ales a creierului pe baza teoriei sistemelor funcționale dezvoltate de el. Aplicarea acestei teorii la evoluția funcțiilor a făcut posibil ca P.K. Anokhin pentru a formula conceptul de sistemogeneză ca model general al procesului evolutiv.

Mediul intern al corpului numit întregul ansamblu de fluide corporale circulante: sânge, limfa, lichid intercelular (țesut), spălarea celulelor și țesuturilor structurale, implicate în metabolism, transformări chimice și fizice. Componentele mediului intern includ si lichidul intracelular (citosol), avand in vedere ca este direct mediul in care au loc principalele reactii ale metabolismului celular. Volumul citoplasmei în corpul unui adult este de aproximativ 30 de litri, volumul lichidului intercelular este de aproximativ 10 litri, iar volumul de sânge și limfa care ocupă spațiul intravascular este de 4-5 litri.

În unele cazuri, termenul „homeostază” este folosit pentru a se referi la constanța mediului intern și la capacitatea organismului de a-l asigura. Homeostazia este o dinamică relativă, fluctuantă în limitele strict definite, de constanța mediului intern și de stabilitatea (stabilitatea) funcțiilor fiziologice de bază ale organismului. În alte cazuri, homeostazia este înțeleasă ca procese fiziologice sau sisteme de control care reglează, coordonează și corectează activitatea vitală a organismului în vederea menținerii unei stări stabile.

Astfel, definiția conceptului de homeostazie este abordată din două părți. Pe de o parte, homeostazia este văzută ca o constanță cantitativă și calitativă a parametrilor fizico-chimici și biologici. Pe de altă parte, homeostazia este definită ca un set de mecanisme care mențin constanta mediului intern al organismului.

Analiza definiţiilor disponibile în domeniul biologic şi literatura de referinta, a făcut posibilă evidențierea celor mai importante aspecte ale acestui concept și formularea unei definiții generale: homeostazia este o stare de echilibru dinamic relativ al sistemului, susținută de mecanisme de autoreglare. Această definiție nu include doar cunoașterea relativității constanței mediului intern, dar demonstrează și importanța mecanismelor homeostatice ale sistemelor biologice care asigură această constanță.

Funcțiile vitale ale organismului includ mecanisme homeostatice de o natură și acțiune foarte diferite: nervos, umoral-hormonal, de barieră, de control și menținere a constanței mediului intern și care acționează la diferite niveluri.

Principiul de funcționare al mecanismelor homeostatice

Principiul de funcționare a mecanismelor homeostatice care asigură reglarea și autoreglarea la diferite niveluri de organizare a materiei vii a fost descris de G.N. Kassil. Există următoarele niveluri de reglementare:

1) submolecular;
2) moleculară;
3) subcelular;
4) celulare;
5) lichid (mediu intern, relații umoral-hormonal-ionice, funcții de barieră, imunitate);
6) țesut;
7) nervos (central și periferic mecanisme neuronale, complex neuroumoral-hormonal-barieră);
8) organismic;
9) populație (populații de celule, organisme pluricelulare).

Trebuie luat în considerare nivelul homeostatic elementar al sistemelor biologice organismului. În limitele sale, se disting o serie de altele: homeostazie citogenetică, somatică, ontogenetică și funcțională (fiziologică), genostază somatică.

Homeostazia citogeneticăîntrucât adaptabilitatea morfologică şi funcţională exprimă restructurarea continuă a organismelor în conformitate cu condiţiile de existenţă. Direct sau indirect, funcțiile unui astfel de mecanism sunt îndeplinite de aparatul ereditar al celulei (genele).

Homeostazia somatică- directia deplasarilor totale in activitatea functionala a organismului pentru a stabili cea mai optima relatie cu mediul.

Homeostazia ontogenetică- aceasta este dezvoltarea individuală a organismului de la formarea unei celule germinale până la moarte sau încetarea existenței în calitatea anterioară.

Sub homeostaziei funcționale să înțeleagă activitatea fiziologică optimă a diferitelor organe, sisteme și a întregului organism în condiții specifice de mediu. La rândul său, include: homeostazia metabolică, respiratorie, digestivă, excretorie, reglatoare (asigurând un nivel optim de reglare neuroumorală în condiții date) și psihologică.

Genostaza somatică este un control asupra constanței genetice a celulelor somatice care alcătuiesc organismul individual.

Este posibil să se distingă homeostazia circulatorie, motrică, senzorială, psihomotorie, psihologică și chiar informațională, care asigură răspunsul optim al organismului la informațiile primite. Separat, se distinge un nivel patologic - boli ale homeostaziei, adică. perturbarea mecanismelor homeostatice și a sistemelor de reglare.

Hemostaza ca mecanism adaptativ

Hemostaza este un complex vital de procese complexe interconectate, o parte integrantă a mecanismului adaptativ al organismului. Datorită rolului deosebit al sângelui în menținerea parametrilor de bază ai organismului, acesta este izolat în vedere independentă reacții homeostatice.

Componenta principală a hemostazei este un sistem complex mecanisme adaptative care asigură fluiditatea sângelui în vase și coagularea acestuia cu încălcarea integrității acestora. Cu toate acestea, hemostaza nu numai că menține starea lichidă a sângelui în vase, rezistența pereților vaselor și oprește sângerarea, dar afectează și hemodinamica și permeabilitatea vasculară, participă la vindecarea rănilor, la dezvoltarea reacțiilor inflamatorii și imune și este legată de rezistenţa nespecifică a organismului.

Sistemul de hemostază este în interacțiune funcțională cu sistemul imunitar. Aceste două sisteme formează un singur mecanism umoral de apărare, ale cărui funcții sunt asociate, pe de o parte, cu lupta pentru puritatea codului genetic și prevenirea diferitelor boli și, pe de altă parte, cu menținerea stării lichide. de sânge în patul circulator și oprirea sângerării în caz de încălcare a integrității vaselor. Activitatea lor funcțională este reglată de sistemul nervos și endocrin.

Prezența unor mecanisme comune de „pornire” a sistemelor de apărare ale organismului – imunitar, coagulator, fibrinolitic etc. – ne permite să le considerăm ca un singur sistem definit structural și funcțional.

Caracteristicile sale sunt: ​​1) principiul în cascadă de includere și activare secvențială a factorilor până la formarea substanțelor finale fiziologic active: trombina, plasmina, kinine; 2) posibilitatea de activare a acestor sisteme în orice parte a patului vascular; 3) mecanismul general de pornire a sistemelor; 4) feedback în mecanismul de interacțiune al acestor sisteme; 5) existenţa inhibitorilor comuni.

Asigurarea fiabilității funcționării sistemului de hemostază, precum și a altor sisteme biologice, se realizează în conformitate cu principiul general al fiabilității. Aceasta înseamnă că fiabilitatea sistemului se realizează prin redundanța elementelor de control și interacțiunea dinamică a acestora, duplicarea funcțiilor sau interschimbabilitatea elementelor de control cu ​​o revenire rapidă perfectă la starea anterioară, capacitatea de auto-organizare dinamică și căutarea unui sistem stabil. state.

Circulația fluidelor între spațiile celulare și tisulare, precum și vasele de sânge și limfatice

Homeostazia celulară

Cel mai important loc în autoreglarea și conservarea homeostaziei este ocupat de homeostazia celulară. Se mai numeste autoreglare celulară.

Nici sistemul hormonal, nici sistemul nervos nu sunt capabili în mod fundamental să facă față sarcinii de a menține constanța compoziției citoplasmei unei celule individuale. Fiecare celulă a unui organism multicelular are propriul său mecanism de autoreglare a proceselor din citoplasmă.

Locul principal în această reglementare aparține membranei citoplasmatice exterioare. Asigură transmiterea semnalelor chimice către și dinspre celulă, modificându-i permeabilitatea, participă la reglarea compoziției electrolitice a celulei și funcționează ca „pompe” biologice.

Homeostate și modele tehnice ale proceselor homeostatice

În ultimele decenii, problema homeostaziei a fost luată în considerare din punctul de vedere al ciberneticii - știința controlului intenționat și optim al proceselor complexe. Sistemele biologice precum celulele, creierul, organismele, populațiile, ecosistemele funcționează după aceleași legi.

Ludwig von Bertalanffy (1901–1972) Biolog teoretician austriac, creator al „teoriei generale a sistemelor”. Din 1949 a lucrat în SUA și Canada. Abordând obiectele biologice ca sisteme dinamice organizate, Bertalanffy a făcut o analiză detaliată a contradicțiilor dintre mecanism și vitalism, apariția și dezvoltarea ideilor despre integritatea organismului și, pe baza acestora din urmă, formarea conceptelor sistemice în biologie. Bertalanffy este responsabil pentru o serie de încercări de a aplica o abordare „organismică” (adică o abordare din punct de vedere al integrității) în studiul respirației tisulare și a relației dintre metabolism și creștere la animale. Propus metoda savantului Analiza sistemelor echifinale deschise (care vizează un scop) a făcut posibilă utilizarea pe scară largă a ideilor de termodinamică, cibernetică și chimie fizică în biologie. Ideile sale și-au găsit aplicare în medicină, psihiatrie și alte discipline aplicate. Fiind unul dintre pionierii abordării sistemelor, omul de știință a prezentat primul concept de sistem generalizat din știința modernă, ale cărui sarcini sunt de a dezvolta un aparat matematic pentru descrierea diferitelor tipuri de sisteme, pentru a stabili izomorfismul legilor în diverse domenii ale cunoștințe și să caute mijloace de integrare a științei („ Teoria generală sisteme”, 1968). Aceste sarcini, însă, au fost realizate numai în legătură cu anumite tipuri de sisteme biologice deschise.

Fondatorul teoriei controlului în obiectele vii este N. Wiener. În centrul ideilor sale se află principiul autoreglementării - menținerea automată a constantei sau schimbarea conform legii cerute a parametrului reglementat. Cu toate acestea, cu mult înainte de N. Wiener și W. Kennon, ideea controlului automat a fost exprimată de I.M. Sechenov: „... în organismul animal, regulatorii nu pot fi decât automati, adică. să fie puse în acțiune de condițiile schimbate în starea sau cursul mașinii (organismului) și să dezvolte activități prin care aceste nereguli să fie eliminate. În această frază, există o indicație a necesității atât a relațiilor directe, cât și a celor de feedback care stau la baza autoreglementării.

Ideea de autoreglare în sistemele biologice a fost aprofundată și dezvoltată de L. Bertalanffy, care a înțeles un sistem biologic ca „un set ordonat de elemente interconectate”. El a luat în considerare și mecanismul biofizic general al homeostaziei în contextul sistemelor deschise. Pe baza ideilor teoretice ale lui L. Bertalanffy în biologie, s-a dezvoltat o nouă direcție, numită abordarea sistemelor. Părerile lui L. Bertalanffy au fost împărtășite de V.N. Novoseltsev, care a prezentat problema homeostaziei ca o problemă a controlului fluxurilor de materie și energie pe care un sistem deschis le schimbă cu mediul.

Prima încercare de modelare a homeostaziei și stabilire a posibilelor mecanisme de control a acesteia aparține lui W.R. Ashby. El a proiectat un dispozitiv artificial de autoreglare numit „homeostat”. Homeostat U.R. Ashby era un sistem de circuite potențiometrice și reproducea doar aspectele funcționale ale fenomenului. Acest model nu a putut afișa în mod adecvat esența proceselor care stau la baza homeostaziei.

Următorul pas în dezvoltarea homeostaticei a fost făcut de S. Beer, care a subliniat două noi puncte fundamentale: principiul ierarhic al construirii sistemelor homeostatice pentru gestionarea obiectelor complexe și principiul supraviețuirii. S. Beer a încercat să aplice anumite principii homeostatice în dezvoltare practică sisteme de control organizate, au scos la iveală unele analogii cibernetice între un sistem viu și producție complexă.

Calitativ noua etapa Dezvoltarea acestei direcții a venit după crearea unui model formal de homeostat de către Yu.M. Gorsky. Părerile lui au fost influențate idei științifice G. Selye, care a susținut că „... dacă este posibil să se includă contradicții în modele care reflectă munca sistemelor vii și chiar în același timp să se înțeleagă de ce natura, atunci când a creat viețuitoare, a procedat astfel, aceasta va fi o nouă descoperire în secretele viețuitoarelor cu rezultate practice deosebite.

Homeostazia fiziologică

Homeostazia fiziologică este menținută de sistemul nervos autonom și somatic, un complex de mecanisme umoral-hormonale și ionice care alcătuiesc sistemul fizico-chimic al organismului, precum și comportamentul, în care rolul ambelor. forme ereditareși dobândit experiență individuală.

Ideea rolului principal al sistemului nervos autonom, în special al departamentului simpatoadrenal, a fost dezvoltată în lucrările lui E. Gelgorn, B.R. Hess, W. Kennon, L.A. Orbeli, A.G. Ginetsinsky și alții.Rolul organizator al aparatului nervos (principiul nervismului) stă la baza școlii fiziologice rusești a lui I.P. Pavlova, I.M. Sechenov, A.D. Speransky.

Teoriile umoral-hormonale (principiul umoralismului) au fost dezvoltate în străinătate în lucrările lui G. Dale, O. Levy, G. Selye, C. Sherrington și alții.Oamenii de știință ruși I.P. Razenkov și L.S. Rautacios.

Materialul factual colosal acumulat care descrie diferite manifestări ale homeostaziei în viața, tehnică, socială, sisteme ecologice, necesită studiu și luare în considerare dintr-un punct de vedere metodologic unificat. Teoria unificatoare care a fost capabilă să combine toate abordările diverse pentru înțelegerea mecanismelor și manifestărilor homeostaziei a fost teoria sistemelor funcționale creat de P.K. Anokhin. În opinia sa, omul de știință s-a bazat pe ideile lui N. Wiener despre sistemele de auto-organizare.

Cunoștințele științifice moderne despre homeostazia întregului organism se bazează pe înțelegerea acestuia ca o activitate de autoreglare prietenoasă și coordonată a diferitelor sisteme funcționale, caracterizată prin modificări cantitative și calitative ale parametrilor acestora în timpul proceselor fiziologice, fizice și chimice.

Mecanismul de menținere a homeostaziei seamănă cu un pendul (solzi). În primul rând, citoplasma celulei ar trebui să aibă o compoziție constantă - homeostazia etapei I (vezi diagrama). Acest lucru este asigurat de mecanismele homeostaziei etapei a 2-a - fluidele circulante, mediul intern. La rândul său, homeostazia lor este asociată cu sistemele vegetative pentru stabilizarea compoziției substanțelor, lichidelor și gazelor primite și eliberarea produselor finite ale metabolismului - etapa 3. Astfel, temperatura, conținutul de apă și concentrația de electroliți, oxigen și dioxid de carbon, iar cantitatea de nutrienti se mentine la un nivel relativ constant.si produsele metabolice excretate.

Al patrulea pas în menținerea homeostaziei este comportamentul. Pe lângă reacțiile rapide, include emoții, motivații, memorie și gândire. A patra etapă interacționează activ cu cea anterioară, se bazează pe ea și o influențează. La animale, comportamentul se exprimă în alegerea hranei, a locurilor de hrănire, a locurilor de cuibărit, a migrațiilor zilnice și sezoniere etc., a căror esență este dorința de pace, restabilirea echilibrului perturbat.

Deci homeostazia este:

1) starea mediului intern și proprietatea acestuia;
2) un ansamblu de reacții și procese care mențin constanta mediului intern;
3) capacitatea organismului de a rezista schimbărilor din mediu;
4) condiția existenței, libertății și independenței vieții: „Constanța mediului intern este condiția unei vieți libere” (K. Bernard).

Deoarece conceptul de homeostazie este unul cheie în biologie, trebuie menționat atunci când studiezi toate cursurile școlare: „Botanică”, „Zoologie”, „ Biologie generală”, „Ecologie”. Dar, desigur, atenția principală ar trebui acordată dezvăluirii acestui concept în cursul „Omul și sănătatea lui”. Iată câteva exemple de subiecte care pot fi studiate folosind materialele articolului. „Organe. Sisteme de organe, organismul ca întreg. „Nervos și reglare umorală funcții în organism. „Mediul intern al corpului. Sânge, limfa, lichid tisular. Compoziția și proprietățile sângelui. "Circulaţie". "Suflare". Metabolismul ca funcție principală a organismului. "Izolare". „Termoreglare”.

În organismul animalelor superioare s-au dezvoltat adaptări care contracarează numeroase influențe ale mediului extern, oferind condiții relativ constante pentru existența celulelor. Are esenţial pentru viata intregului organism. Ilustram acest lucru cu exemple. Celulele corpului animalelor cu sânge cald, adică animalele cu o temperatură constantă a corpului, funcționează în mod normal numai în limite înguste de temperatură (la om, între 36-38 °). O schimbare de temperatură dincolo de aceste limite duce la întreruperea activității celulare. În același timp, corpul animalelor cu sânge cald poate exista în mod normal cu fluctuații mult mai mari ale temperaturii mediului extern. De exemplu, un urs polar poate trăi la temperaturi de -70° și +20-30°. Acest lucru se datorează faptului că în întregul organism schimbul său de căldură cu mediul este reglat, adică generarea de căldură (intensitatea proceselor chimice care au loc odată cu eliberarea de căldură) și transferul de căldură. Deci, la o temperatură ambientală scăzută, generarea de căldură crește, iar transferul de căldură scade. Prin urmare, la fluctuațiile temperaturii exterioare (în anumite limite), se menține constanta temperaturii corpului.

Funcțiile celulelor corpului sunt normale doar cu o relativă constanță a presiunii osmotice, datorită constantei conținutului de electroliți și apă din celule. Modificările presiunii osmotice - scăderea sau creșterea acesteia - duc la încălcări severe ale funcțiilor și structurii celulelor. Organismul în ansamblu poate exista de ceva timp atât cu aport excesiv și cu privare de apă, cât și cu cantități mari și mici de săruri în alimente. Acest lucru se datorează prezenței în organism a adaptărilor care contribuie la menținerea
constanța cantității de apă și electroliți din organism. În cazul aportului în exces de apă, cantități semnificative din aceasta sunt rapid eliminate din organism de către organele excretoare (rinichi, glande sudoripare, piele), iar în lipsă de apă, aceasta este reținută în organism. În același mod, organele excretoare reglează conținutul de electroliți din organism: îndepărtează rapid cantitățile în exces ale acestora sau îi mențin în fluidele corporale cu un aport insuficient de săruri.

Concentrația electroliților individuali în sânge și lichidul tisular, pe de o parte, și în protoplasma celulelor, pe de altă parte, este diferită. Sângele și lichidul tisular conțin mai mulți ioni de sodiu, iar protoplasma celulelor conține mai mulți ioni de potasiu. Diferența de concentrație a ionilor din interiorul celulei și din exteriorul acesteia se realizează printr-un mecanism special care menține ionii de potasiu în interiorul celulei și nu permite acumularea ionilor de sodiu în celulă. Acest mecanism, a cărui natură nu este încă clară, se numește pompă de sodiu-potasiu și este asociat cu procesul de metabolism celular.

Celulele corpului sunt foarte sensibile la schimbările concentrației ionilor de hidrogen. O modificare a concentrației acestor ioni într-o direcție sau alta perturbă brusc activitatea vitală a celulelor. Mediul intern al organismului se caracterizează printr-o concentrație constantă de ioni de hidrogen, care depinde de prezența așa-numitelor sisteme tampon în sânge și lichid tisular (p. 48) și de activitatea organelor excretoare. Odată cu creșterea conținutului de acizi sau alcaline din sânge, acestea sunt rapid excretate din organism și în acest fel se menține constanta concentrației ionilor de hidrogen în mediul intern.

Celulele, în special celulele nervoase, sunt foarte sensibile la modificările zahărului din sânge, un nutrient important. Prin urmare, constanța conținutului de zahăr din sânge este de mare importanță pentru procesul de viață. Se realizează prin faptul că, odată cu creșterea nivelului de zahăr din sânge în ficat și mușchi, din acesta este sintetizat un polizaharid, glicogenul, depus în celule, iar odată cu scăderea nivelului de zahăr din sânge, glicogenul este descompus în ficatul și mușchii și zahărul din struguri este eliberat în sânge.

Constanța compoziției chimice și proprietăților fizico-chimice ale mediului intern este caracteristică importantă organisme animale superioare. Pentru a denota această constanță, W. Cannon a propus un termen care a devenit larg răspândit – homeostazia. Expresia homeostaziei este prezența unui număr de constante biologice, adică indicatori cantitativi stabili care caracterizează starea normală a corpului. Astfel de valori constante sunt: ​​temperatura corpului, presiunea osmotică a sângelui și a fluidului tisular, conținutul de ioni de sodiu, potasiu, calciu, clor și fosfor, precum și proteine ​​și zahăr, concentrația de ioni de hidrogen și o serie de altele.

Observând constanța compoziției, proprietățile fizico-chimice și biologice ale mediului intern, trebuie subliniat că acesta nu este absolut, ci relativ și dinamic. Această constanță este obținută prin munca efectuată în mod continuu a unui număr de organe și țesuturi, ca urmare a schimbărilor în compoziția și proprietățile fizico-chimice ale mediului intern care apar sub influența schimbărilor din mediul extern și ca urmare a activitatea vitală a organismului sunt nivelate.

Rol diverse organe iar sistemele lor în menținerea homeostaziei sunt diferite. Astfel, sistemul digestiv asigură fluxul de nutrienți în sânge sub forma în care acestea pot fi folosite de celulele organismului. Sistemul circulator realizează mișcarea continuă a sângelui și transportul diferitelor substanțe în organism, drept urmare nutrienți, oxigenul și diverși compuși chimici formați în organismul însuși intră în celule, iar produșii de descompunere, inclusiv dioxidul de carbon, eliberați de celule sunt transferați către organele care îi îndepărtează din organism. Organele respiratorii furnizează oxigen sângelui și elimină dioxidul de carbon din organism. Ficatul și o serie de alte organe efectuează un număr semnificativ de transformări chimice - sinteza și descompunerea multor compuși chimici care sunt importanți în viața celulelor. Organe excretoare - rinichi, plămâni, glande sudoripare, piele - elimină produsele finale ale cariilor din organism materie organicăși menține constanta conținutului de apă și electroliți în sânge și, în consecință, în lichidul tisular și în celulele corpului.

joacă un rol important în menținerea homeostaziei sistem nervos. Reacționând sensibil la diferite schimbări din mediul extern sau intern, reglează activitatea organelor și sistemelor în așa fel încât schimbările și tulburările care apar sau ar putea apărea în organism sunt prevenite și nivelate.

Datorită dezvoltării adaptărilor care asigură constanta relativă a mediului intern al corpului, celulele acestuia sunt mai puțin susceptibile la influențele schimbătoare ale mediului extern. Potrivit lui Cl. Bernard, „constanța mediului intern este o condiție pentru o viață liberă și independentă”.

Homeostazia are anumite limite. Când organismul stă, mai ales pentru o perioadă lungă de timp, în condiții care diferă semnificativ de cele la care este adaptat, homeostazia este perturbată și pot apărea schimbări incompatibile cu viața normală. Deci, cu o schimbare semnificativă a temperaturii exterioare atât în ​​direcția creșterii, cât și a scăderii acesteia, temperatura corpului poate crește sau scădea și poate apărea supraîncălzirea sau răcirea corpului, ducând la moarte. În mod similar, cu o restricție semnificativă a aportului de apă și săruri în organism sau o privare completă a acestor substanțe, constanta relativă a compoziției și proprietăților fizico-chimice ale mediului intern este perturbată după un timp și viața se oprește.

Nivel inalt homeostazia apare numai în anumite stadii ale speciilor și ale dezvoltării individuale. Animalele inferioare nu au adaptări suficient de dezvoltate pentru a atenua sau elimina influențele schimbărilor din mediul extern. Deci, de exemplu, constanta relativă a temperaturii corpului (homeotermia) este menținută numai la animalele cu sânge cald. La așa-numitele animale cu sânge rece, temperatura corpului este apropiată de temperatura mediului extern și reprezintă o valoare variabilă (poikilotermie). Un animal nou-născut nu are o astfel de constantă a temperaturii corpului, compoziției și proprietăților mediului intern, ca într-un organism adult.

Chiar și micile încălcări ale homeostaziei duc la patologie și, prin urmare, determinarea unor parametri fiziologici relativ constanti, cum ar fi temperatura corpului, tensiunea arterială, compoziția, proprietățile fizico-chimice și biologice ale sângelui etc., are o mare valoare diagnostică.