Homeostáza je akýkoľvek samoregulačný proces, ktorým sa biologické systémy snažia udržať vnútornú stabilitu prispôsobovaním sa optimálnym podmienkam prežitia. Ak je homeostáza úspešná, život ide ďalej; inak dôjde ku katastrofe alebo smrti. Dosiahnutá stabilita je v skutočnosti dynamickou rovnováhou, v ktorej dochádza k kontinuálnym zmenám, ale prevládajú relatívne homogénne podmienky.
Vlastnosti a úloha homeostázy
Každý systém v dynamickej rovnováhe chce dosiahnuť stabilný stav, rovnováhu, ktorá odoláva vonkajším zmenám. Pri narušení takéhoto systému reagujú vstavané regulačné zariadenia na odchýlky, aby nastolili novú rovnováhu. Takýto proces je jedným z prvkov spätnoväzbového riadenia. Príkladom homeostatickej regulácie sú všetky procesy integrácie a koordinácie funkcií sprostredkované elektrickými obvodmi a nervovými alebo hormonálnymi systémami.
Ďalším príkladom homeostatickej regulácie v mechanickom systéme je činnosť regulátora izbovej teploty alebo termostatu. Srdcom termostatu je bimetalový pásik, ktorý reaguje na zmeny teploty dokončením alebo prerušením elektrického obvodu. Keď sa miestnosť ochladí, okruh sa dokončí a zapne sa kúrenie a teplota sa zvýši. Pri nastavenej úrovni sa okruh preruší, rúra sa zastaví a teplota klesne.
Avšak biologické systémy, ktoré sú veľmi zložité, majú regulátory, ktoré je ťažké porovnávať s mechanickými zariadeniami.
Ako už bolo uvedené, termín homeostáza sa vzťahuje na udržiavanie vnútorného prostredia tela v úzkych a prísne kontrolovaných medziach. Hlavné funkcie dôležité pre udržanie homeostázy sú rovnováha tekutín a elektrolytov, regulácia kyslosti, termoregulácia a kontrola metabolizmu.
Kontrola telesnej teploty u ľudí sa považuje za vynikajúci príklad homeostázy v biologickom systéme. Normálna teplota ľudského tela je okolo 37 °C, ale môžu to ovplyvniť rôzne faktory, vrátane hormónov, rýchlosti metabolizmu a chorôb, ktoré vedú k nadmerne vysokým alebo nízkym teplotám. Regulácia telesnej teploty je riadená oblasťou mozgu nazývanou hypotalamus.
Spätná väzba o telesnej teplote sa prenáša cez krvný obeh do mozgu a vedie ku kompenzačným úpravám rýchlosti dýchania, hladiny cukru v krvi a rýchlosti metabolizmu. Strata tepla u ľudí je sprostredkovaná zníženou aktivitou, potením a mechanizmami prenosu tepla, ktoré umožňujú viac krvi cirkulovať v blízkosti povrchu kože.
Tepelné straty sa znižujú izoláciou, zníženou cirkuláciou na pokožke a kultúrnymi zmenami, ako je používanie oblečenia, bývania a zdrojov tepla tretích strán. Rozsah medzi vysokou a nízkou úrovňou telesnej teploty tvorí homeostatickú plató – „normálny“ rozsah, ktorý udržuje život. Keď sa blíži jeden z dvoch extrémov, nápravné opatrenie (prostredníctvom negatívnej spätnej väzby) vráti systém späť do normálneho rozsahu.
Koncept homeostázy sa vzťahuje aj na podmienky prostredia. Prvýkrát navrhol americký ekológ Robert MacArthur v roku 1955 myšlienku, že homeostáza je produktom kombinácie biodiverzity a mnohých ekologických interakcií, ktoré sa vyskytujú medzi druhmi.
Takýto predpoklad bol považovaný za koncept, ktorý by mohol pomôcť vysvetliť udržateľnosť ekologického systému, teda jeho pretrvávanie ako konkrétneho typu ekosystému v priebehu času. Odvtedy sa tento koncept trochu zmenil a zahŕňal neživú zložku ekosystému. Tento termín použili mnohí ekológovia na opis reciprocity, ktorá sa vyskytuje medzi živými a neživými zložkami ekosystému, aby sa zachoval status quo.
Hypotéza Gaia je model Zeme navrhnutý anglickým vedcom Jamesom Lovelockom, ktorý považuje rôzne živé a neživé zložky za zložky väčšieho systému alebo jedného organizmu, čo naznačuje, že kolektívne úsilie jednotlivých organizmov prispieva k homeostáze v planetárnej úrovni.
Bunková homeostáza
Aby ste zostali nažive a správne fungovali, spoliehajte sa na prostredie tela. Homeostáza udržuje pod kontrolou prostredie tela a udržiava priaznivé podmienky pre bunkové procesy. Bez správnych telesných podmienok niektoré procesy (napr. osmóza) a bielkoviny (napr. enzýmy) nebudú správne fungovať.
Prečo je homeostáza pre bunky dôležitá?Živé bunky závisia od pohybu chemikálií okolo nich. Chemikálie, ako je kyslík, oxid uhličitý a rozpustené potraviny, musia byť transportované dovnútra a von z buniek. Toto sa uskutočňuje procesmi difúzie a osmózy, ktoré závisia od rovnováhy vody a soli v tele, ktoré sú udržiavané homeostázou.
Bunky sú závislé od enzýmov, ktoré urýchľujú mnohé z chemických reakcií, ktoré udržujú bunky nažive a fungujú. Tieto enzýmy fungujú najlepšie pri určitých teplotách, a preto je pre bunky opäť životne dôležitá homeostáza, pretože udržiava stálu telesnú teplotu.
Príklady a mechanizmy homeostázy
Tu je niekoľko základných príkladov homeostázy v ľudskom tele, ako aj mechanizmov, ktoré ju podporujú:
Telesná teplota
Najčastejším príkladom homeostázy u ľudí je regulácia telesnej teploty. Normálna telesná teplota, ako sme písali vyššie, je 37 ° C. Teploty nad alebo pod normou môžu spôsobiť vážne komplikácie.
Svalové zlyhanie nastáva pri teplote 28 ° C. Pri 33 ° C nastáva strata vedomia. Pri teplote 42 °C začína kolabovať centrálny nervový systém. Smrť nastáva pri 44 ° C. Telo riadi teplotu vytváraním alebo uvoľňovaním prebytočného tepla.
Koncentrácia glukózy
Koncentrácia glukózy sa vzťahuje na množstvo glukózy (krvného cukru) prítomného v krvnom obehu. Telo využíva glukózu ako zdroj energie, ale príliš veľa alebo príliš málo môže spôsobiť vážne komplikácie. Niektoré hormóny regulujú koncentráciu glukózy v krvi. Inzulín znižuje koncentráciu glukózy, zatiaľ čo kortizol, glukagón a katecholamíny ju zvyšujú.
Hladiny vápnika
Kosti a zuby obsahujú približne 99 % vápnika v tele, pričom zvyšné 1 % cirkuluje v krvi. Príliš veľa alebo príliš málo vápnika v krvi má negatívne dôsledky. Ak hladina vápnika v krvi klesne príliš nízko, prištítne telieska aktivujú svoje receptory citlivé na vápnik a uvoľnia parathormón.
PTH signalizuje kostiam, že potrebuje uvoľniť vápnik, aby sa zvýšila jeho koncentrácia v krvnom obehu. Ak sa hladina vápnika príliš zvýši, štítna žľaza uvoľní kalcitonín a fixuje prebytočný vápnik v kostiach, čím sa zníži množstvo vápnika v krvi.
Objem kvapaliny
Telo si musí udržiavať stále vnútorné prostredie, čo znamená, že potrebuje regulovať stratu tekutín alebo ich dopĺňanie. Hormóny pomáhajú regulovať túto rovnováhu tým, že spôsobujú vylučovanie alebo zadržiavanie tekutín. Ak telo nemá dostatok tekutín, antidiuretický hormón signalizuje obličkám, aby šetrili tekutinu a znižuje produkciu moču. Ak telo obsahuje príliš veľa tekutín, potláča aldosterón a dáva signály, aby produkovalo viac moču.
Ako viete, živá bunka je mobilný, samoregulačný systém. Jeho vnútorná organizácia je podporovaná aktívnymi procesmi zameranými na obmedzenie, predchádzanie alebo elimináciu posunov spôsobených rôznymi vplyvmi z okolia a vnútorného prostredia. Schopnosť vrátiť sa do pôvodného stavu po odchýlke od určitej priemernej úrovne, spôsobenej tým či oným „rušivým“ faktorom, je hlavnou vlastnosťou bunky. Mnohobunkový organizmus je holistická organizácia, ktorej bunkové prvky sú špecializované na vykonávanie rôznych funkcií. Interakcia v tele sa uskutočňuje komplexnými regulačnými, koordinačnými a korelačnými mechanizmami za účasti nervových, humorálnych, metabolických a iných faktorov. Mnohé jednotlivé mechanizmy, ktoré regulujú vnútro- a medzibunkové vzťahy, majú v niektorých prípadoch vzájomne opačné (antagonistické) účinky, ktoré sa navzájom vyrovnávajú. To vedie k vytvoreniu mobilného fyziologického zázemia (fyziologickej rovnováhy) v organizme a umožňuje živému systému udržiavať relatívnu dynamickú stálosť aj napriek zmenám prostredia a posunom, ku ktorým počas života organizmu dochádza.
Termín „homeostáza“ navrhol v roku 1929 fyziológ W. Cannon, ktorý veril, že fyziologické procesy, ktoré udržujú stabilitu v tele, sú také zložité a rôznorodé, že je vhodné ich kombinovať pod všeobecným názvom homeostáza. Už v roku 1878 však K. Bernard napísal, že všetky životné procesy majú jediný cieľ – udržať stálosť životných podmienok v našom vnútornom prostredí. Podobné tvrdenia nachádzame v prácach mnohých bádateľov 19. a prvej polovice 20. storočia. (E. Pfluger, S. Richet, L.A. Fredericq, I.M. Sechenov, I.P. Pavlov, K.M. Bykov a ďalší). Diela L.S. Stern (so spolupracovníkmi), venovaný úlohe bariérových funkcií, ktoré regulujú zloženie a vlastnosti mikroprostredia orgánov a tkanív.
Samotná myšlienka homeostázy nezodpovedá konceptu stabilnej (nekolísavej) rovnováhy v tele - princíp rovnováhy nie je použiteľný pre zložité fyziologické a biochemické procesy prebiehajúce v živých systémoch. Rovnako je nesprávne stavať homeostázu proti rytmickým výkyvom vo vnútornom prostredí. Homeostáza v širšom zmysle pokrýva problematiku cyklického a fázového toku reakcií, kompenzáciu, reguláciu a samoreguláciu fyziologických funkcií, dynamiku vzájomnej závislosti nervových, humorálnych a iných zložiek regulačného procesu. Hranice homeostázy môžu byť pevné a plastické, líšia sa v závislosti od individuálneho veku, pohlavia, sociálnych, profesionálnych a iných podmienok.
Mimoriadny význam pre život organizmu má stálosť zloženia krvi – tekutý základ tela (fluidná matrica), podľa W. Cannona. Známa je stabilita jeho aktívnej reakcie (pH), osmotický tlak, pomer elektrolytov (sodík, vápnik, chlór, horčík, fosfor), obsah glukózy, počet vytvorených prvkov a pod. Takže napríklad pH krvi spravidla nepresahuje 7,35-7,47. Aj ťažké poruchy acidobázického metabolizmu s patológiou akumulácie kyseliny v tkanivovej tekutine, napríklad pri diabetickej acidóze, majú veľmi malý vplyv na aktívnu reakciu krvi. Napriek tomu, že osmotický tlak krvi a tkanivového moku podlieha neustálym výkyvom v dôsledku neustáleho prísunu osmoticky aktívnych produktov intersticiálneho metabolizmu, zostáva na určitej úrovni a mení sa len pri niektorých závažných patologických stavoch.
Udržiavanie konštantného osmotického tlaku má prvoradý význam pre metabolizmus vody a udržiavanie iónovej rovnováhy v tele (pozri Metabolizmus voda-soľ). Najväčšia stálosť je koncentrácia sodných iónov vo vnútornom prostredí. Obsah ostatných elektrolytov tiež kolíše v úzkych medziach. Prítomnosť veľkého počtu osmoreceptorov v tkanivách a orgánoch vrátane centrálnych nervových formácií (hypotalamus, hipokampus) a koordinovaný systém regulátorov metabolizmu vody a iónového zloženia umožňuje telu rýchlo eliminovať zmeny osmotického krvného tlaku, ktoré vyskytujú sa napríklad vtedy, keď sa do tela dostane voda .
Napriek tomu, že krv predstavuje celkové vnútorné prostredie tela, bunky orgánov a tkanív s ňou neprichádzajú priamo do kontaktu.
V mnohobunkových organizmoch má každý orgán svoje vnútorné prostredie (mikroprostredie) zodpovedajúce jeho štruktúrnym a funkčným vlastnostiam a normálny stav orgánov závisí od chemického zloženia, fyzikálno-chemických, biologických a iných vlastností tohto mikroprostredia. Jeho homeostáza je určená funkčným stavom histohematických bariér a ich priepustnosťou v smere krv→tkanivový mok, tkanivový mok→krv.
Mimoriadny význam má stálosť vnútorného prostredia pre činnosť centrálneho nervového systému: aj malé chemické a fyzikálno-chemické posuny, ku ktorým dochádza v mozgovomiechovom moku, gliách a pericelulárnych priestoroch, môžu spôsobiť prudké narušenie priebehu životných procesov v jedincoch. neuróny alebo v ich súboroch. Systémom na zabezpečenie optimálnej hladiny krvného tlaku je komplexný homeostatický systém zahŕňajúci rôzne neurohumorálne, biochemické, hemodynamické a iné regulačné mechanizmy. Zároveň je horná hranica hladiny arteriálneho tlaku určená funkčnosťou baroreceptorov cievneho systému tela a dolná hranica je určená potrebami organizmu na prekrvenie.
K najdokonalejším homeostatickým mechanizmom v tele vyšších živočíchov a človeka patria procesy termoregulácie; u homoiotermných živočíchov kolísanie teploty vo vnútorných častiach tela pri najdramatickejších zmenách teploty prostredia nepresahuje desatiny stupňa.
Rôzni výskumníci vysvetľujú mechanizmy všeobecnej biologickej povahy, ktoré sú základom homeostázy, rôznymi spôsobmi. Takže W. Cannon pripisoval mimoriadny význam vyššiemu nervovému systému, L. A. Orbeli považoval adaptívno-trofickú funkciu sympatického nervového systému za jeden z vedúcich faktorov homeostázy. Organizačná úloha nervového aparátu (princíp nervizmu) je základom známych predstáv o podstate princípov homeostázy (I. M. Sechenov, I. P. Pavlov, A. D. Speransky a ďalší). Avšak ani dominantný princíp (A. A. Ukhtomsky), ani teória bariérových funkcií (L. S. Stern), ani všeobecný adaptačný syndróm (G. Selye), ani teória funkčných systémov (P. K. Anokhin), ani hypotalamická regulácia homeostázy (N. I. Grashchenkov) a mnohé ďalšie teórie úplne neriešia problém homeostázy.
V niektorých prípadoch sa pojem homeostáza nepoužíva celkom správne na vysvetlenie izolovaných fyziologických stavov, procesov a dokonca aj sociálnych javov. Takto sa v literatúre objavili pojmy „imunologický“, „elektrolyt“, „systémový“, „molekulárny“, „fyzikálno-chemický“, „genetická homeostáza“ a podobne. Boli urobené pokusy zredukovať problém homeostázy na princíp samoregulácie. Príkladom riešenia problému homeostázy z pohľadu kybernetiky je Ashbyho pokus (W. R. Ashby, 1948) navrhnúť samoregulačné zariadenie, ktoré simuluje schopnosť živých organizmov udržiavať hladinu určitých veličín vo fyziologicky prijateľných medziach. Niektorí autori považujú vnútorné prostredie tela za komplexný reťazový systém s mnohými „aktívnymi vstupmi“ (vnútornými orgánmi) a jednotlivými fyziologickými ukazovateľmi (prúd krvi, krvný tlak, výmena plynov a pod.), z ktorých každý má hodnotu k činnosti „vstupov“.
V praxi sa výskumníci a lekári stretávajú s otázkami hodnotenia adaptačných (adaptívnych) alebo kompenzačných schopností organizmu, ich regulácie, posilňovania a mobilizácie, predikcie reakcie organizmu na rušivé vplyvy. Niektoré stavy vegetatívnej nestability, spôsobené nedostatočnosťou, nadbytkom alebo nedostatočnosťou regulačných mechanizmov, sú považované za „choroby homeostázy“. S určitou konvenčnosťou medzi ne možno zaradiť funkčné poruchy normálneho fungovania organizmu spojené s jeho starnutím, nútenú reštrukturalizáciu biologických rytmov, niektoré javy vegetatívnej dystónie, hyper- a hypokompenzačnú reaktivitu pri stresových a extrémnych vplyvoch a pod.
Posúdiť stav homeostatických mechanizmov vo fiziol. experiment a v klinovej praxi sa aplikujú rôzne dávkované funkčné testy (chladové, termické, adrenalínové, inzulínové, mezatónové a iné) s určením parity biologicky aktívnych látok v krvi a moči (hormóny, mediátory, metabolity) a pod.
Biofyzikálne mechanizmy homeostázy
Biofyzikálne mechanizmy homeostázy. Homeostáza je z hľadiska chemickej biofyziky stav, v ktorom sú všetky procesy zodpovedné za energetické premeny v organizme v dynamickej rovnováhe. Tento stav je najstabilnejší a zodpovedá fyziologickému optimu. V súlade s pojmami termodynamiky môže organizmus a bunka existovať a prispôsobiť sa takým podmienkam prostredia, za ktorých je možné vytvoriť stacionárny priebeh fyzikálno-chemických procesov, to znamená homeostázu v biologickom systéme. Hlavná úloha pri vytváraní homeostázy patrí predovšetkým bunkovým membránovým systémom, ktoré sú zodpovedné za bioenergetické procesy a regulujú rýchlosť vstupu a uvoľňovania látok bunkami.
Z týchto pozícií sú hlavnými príčinami poruchy neenzymatické reakcie, ktoré sú nezvyčajné pre normálnu životnú aktivitu, vyskytujúce sa v membránach; vo väčšine prípadov ide o reťazové reakcie oxidácie zahŕňajúce voľné radikály, ktoré sa vyskytujú v bunkových fosfolipidoch. Tieto reakcie vedú k poškodeniu štrukturálnych prvkov buniek a narušeniu regulačnej funkcie. Medzi faktory spôsobujúce poruchy homeostázy patria aj látky spôsobujúce tvorbu radikálov – ionizujúce žiarenie, infekčné toxíny, niektoré potraviny, nikotín, ale aj nedostatok vitamínov a pod.
Jedným z hlavných faktorov stabilizujúcich homeostatický stav a funkcie membrán sú bioantioxidanty, ktoré inhibujú rozvoj reakcií oxidačných radikálov.
Vekové znaky homeostázy u detí
Vekové znaky homeostázy u detí. Stálosť vnútorného prostredia tela a relatívna stálosť fyzikálno-chemických parametrov v detskom veku zabezpečuje výraznú prevahu anabolických metabolických procesov nad katabolickými. Toto je nevyhnutná podmienka rastu a odlišuje telo dieťaťa od tela dospelých, v ktorom je intenzita metabolických procesov v stave dynamickej rovnováhy. V tomto smere je neuroendokrinná regulácia homeostázy tela dieťaťa intenzívnejšia ako u dospelých. Každé vekové obdobie je charakterizované špecifickými vlastnosťami mechanizmov homeostázy a ich regulácie. Preto u detí oveľa častejšie ako u dospelých dochádza k závažným porušeniam homeostázy, často až k ohrozeniu života. Tieto poruchy sú najčastejšie spojené s nezrelosťou homeostatických funkcií obličiek, s poruchami funkcií tráviaceho traktu alebo respiračnej funkcie pľúc.
Rast dieťaťa, ktorý sa prejavuje nárastom hmotnosti jeho buniek, je sprevádzaný výraznými zmenami v distribúcii tekutín v tele (pozri Metabolizmus voda-soľ). Absolútny nárast objemu extracelulárnej tekutiny zaostáva za rýchlosťou celkového prírastku hmotnosti, preto relatívny objem vnútorného prostredia, vyjadrený v percentách telesnej hmotnosti, s vekom klesá. Táto závislosť je obzvlášť výrazná v prvom roku po narodení. U starších detí sa rýchlosť zmeny relatívneho objemu extracelulárnej tekutiny znižuje. Systém na reguláciu stálosti objemu kvapaliny (regulácia objemu) poskytuje kompenzáciu odchýlok vo vodnej bilancii v pomerne úzkych medziach. Vysoký stupeň hydratácie tkanív u novorodencov a malých detí podmieňuje výrazne vyššiu potrebu vody ako u dospelých (na jednotku telesnej hmotnosti). Strata vody alebo jej obmedzenie rýchlo vedie k rozvoju dehydratácie v dôsledku extracelulárneho sektora, teda vnútorného prostredia. Zároveň obličky - hlavné výkonné orgány v systéme regulácie objemu - nezabezpečujú úsporu vody. Limitujúcim faktorom regulácie je nezrelosť tubulárneho systému obličiek. Najdôležitejšou črtou neuroendokrinnej kontroly homeostázy u novorodencov a malých detí je relatívne vysoká sekrécia a renálna exkrécia aldosterónu, ktorá má priamy vplyv na stav hydratácie tkanív a funkciu renálnych tubulov.
Obmedzená je aj regulácia osmotického tlaku krvnej plazmy a extracelulárnej tekutiny u detí. Osmolarita vnútorného prostredia kolíše v širšom rozsahu (±50 mosm/l) ako u dospelých ±6 mosm/l). Je to spôsobené väčším povrchom tela na 1 kg hmotnosti a následne výraznejšou stratou vody pri dýchaní, ako aj nezrelosťou obličkových mechanizmov koncentrácie moču u detí. Poruchy homeostázy, prejavujúce sa hyperosmózou, sú časté najmä u detí v novorodeneckom období a prvých mesiacoch života; vo vyššom veku začína prevládať hypoosmóza spojená najmä s gastrointestinálnymi alebo nočnými ochoreniami. Menej skúmaná je iónová regulácia homeostázy, ktorá úzko súvisí s činnosťou obličiek a charakterom výživy.
Predtým sa verilo, že hlavným faktorom určujúcim hodnotu osmotického tlaku extracelulárnej tekutiny je koncentrácia sodíka, ale novšie štúdie ukázali, že neexistuje úzka korelácia medzi obsahom sodíka v krvnej plazme a hodnotou celkový osmotický tlak v patológii. Výnimkou je plazmatická hypertenzia. Preto homeostatická terapia podávaním roztokov glukózy a soli vyžaduje sledovanie nielen obsahu sodíka v sére alebo plazme, ale aj zmien celkovej osmolarity extracelulárnej tekutiny. Veľký význam pri udržiavaní celkového osmotického tlaku vo vnútornom prostredí má koncentrácia cukru a močoviny. Obsah týchto osmoticky aktívnych látok a ich vplyv na metabolizmus voda-soľ sa môže pri mnohých patologických stavoch prudko zvýšiť. Preto pri akomkoľvek porušení homeostázy je potrebné určiť koncentráciu cukru a močoviny. Vzhľadom na vyššie uvedené, u detí v ranom veku sa pri porušení režimu voda-soľ a proteín môže vyvinúť stav latentnej hyper- alebo hypoosmózy, hyperazotémia (E. Kerpel-Froniusz, 1964).
Dôležitým ukazovateľom charakterizujúcim homeostázu u detí je koncentrácia vodíkových iónov v krvi a extracelulárnej tekutine. V prenatálnom a skorom postnatálnom období regulácia acidobázickej rovnováhy úzko súvisí so stupňom saturácie krvi kyslíkom, čo sa vysvetľuje relatívnou prevahou anaeróbnej glykolýzy v bioenergetických procesoch. Navyše aj mierna hypoxia u plodu je sprevádzaná akumuláciou kyseliny mliečnej v jeho tkanivách. Navyše, nezrelosť acidogenetickej funkcie obličiek vytvára predpoklady pre vznik „fyziologickej“ acidózy. V súvislosti so zvláštnosťami homeostázy u novorodencov sa často vyskytujú poruchy, ktoré stoja na hranici medzi fyziologickým a patologickým.
Reštrukturalizácia neuroendokrinného systému v puberte je tiež spojená so zmenami v homeostáze. Funkcie výkonných orgánov (obličky, pľúca) však v tomto veku dosahujú maximálny stupeň zrelosti, takže ťažké syndrómy alebo choroby homeostázy sú zriedkavé, ale častejšie hovoríme o kompenzovaných zmenách metabolizmu, ktoré sa dajú zistiť len biochemickým krvným testom. Na klinike, na charakterizáciu homeostázy u detí, je potrebné vyšetriť nasledujúce ukazovatele: hematokrit, celkový osmotický tlak, sodík, draslík, cukor, hydrogénuhličitany a močovinu v krvi, ako aj pH krvi, pO 2 a pCO 2.
Vlastnosti homeostázy v staršom a senilnom veku
Vlastnosti homeostázy v staršom a senilnom veku. Rovnaká úroveň homeostatických hodnôt v rôznych vekových obdobiach je udržiavaná v dôsledku rôznych posunov v systémoch ich regulácie. Napríklad stálosť krvného tlaku v mladom veku je udržiavaná v dôsledku vyššieho srdcového výdaja a nízkej celkovej periférnej vaskulárnej rezistencie a u starších a senilných osôb - v dôsledku vyššieho celkového periférneho odporu a poklesu srdcového výdaja. So starnutím organizmu sa udržiava stálosť najdôležitejších fyziologických funkcií v podmienkach klesajúcej spoľahlivosti a znižovania možného rozsahu fyziologických zmien homeostázy. Zachovanie relatívnej homeostázy s výraznými štrukturálnymi, metabolickými a funkčnými zmenami sa dosahuje tým, že súčasne dochádza nielen k zániku, narušeniu a degradácii, ale aj k rozvoju špecifických adaptačných mechanizmov. Vďaka tomu sa udržiava stála hladina cukru v krvi, pH krvi, osmotický tlak, potenciál bunkovej membrány a pod.
Zmeny v mechanizmoch neurohumorálnej regulácie, zvýšenie citlivosti tkanív na pôsobenie hormónov a mediátorov na pozadí oslabenia nervových vplyvov, sú nevyhnutné pre udržanie homeostázy počas procesu starnutia.
Starnutím organizmu sa výrazne mení práca srdca, pľúcna ventilácia, výmena plynov, funkcie obličiek, sekrécia tráviacich žliaz, funkcia žliaz s vnútorným vylučovaním, metabolizmus a iné. Tieto zmeny možno charakterizovať ako homeorézu – pravidelnú trajektóriu (dynamiku) zmien intenzity metabolizmu a fyziologických funkcií s vekom v priebehu času. Hodnota priebehu zmien súvisiacich s vekom je veľmi dôležitá pre charakterizáciu procesu starnutia človeka, určenie jeho biologického veku.
V staršom a senilnom veku sa všeobecný potenciál adaptačných mechanizmov znižuje. Preto v starobe, pri zvýšenej záťaži, strese a iných situáciách sa zvyšuje pravdepodobnosť narušenia adaptačných mechanizmov a porúch homeostázy. Takéto zníženie spoľahlivosti mechanizmov homeostázy je jedným z najdôležitejších predpokladov pre vznik patologických porúch v starobe.
Nie ste kategoricky spokojní s vyhliadkou nenávratne zmiznúť z tohto sveta? Chceš žiť iný život? Začať odznova? Napraviť chyby tohto života? Splniť si nesplnené sny? Nasledujte tento odkaz:
Homeostáza je proces, ktorý prebieha nezávisle v organizme a je zameraný na stabilizáciu stavu ľudských systémov pri zmene vnútorných podmienok (zmeny teploty, tlaku) alebo vonkajších podmienok (zmeny klímy, časového pásma). Tento názov navrhol americký fyziológ Cannon. Následne sa homeostáza začala nazývať schopnosť akéhokoľvek systému (vrátane prostredia) udržiavať si svoju vnútornú stálosť.
V kontakte s
Pojem a charakteristika homeostázy
Wikipedia tento pojem charakterizuje ako túžbu prežiť, prispôsobiť sa a rozvíjať sa. Aby bola homeostáza správna, je potrebná koordinovaná práca všetkých orgánov a systémov. V tomto prípade budú všetky parametre v osobe normálne. Ak niektorý parameter nie je v tele regulovaný, to naznačuje porušenie homeostázy.
Hlavné charakteristiky homeostázy sú nasledovné:
- analýza možností prispôsobenia systému novým podmienkam;
- túžba udržiavať rovnováhu;
- nemožnosť vopred predpovedať výsledky regulácie ukazovateľov.
Spätná väzba
Spätná väzba je skutočný mechanizmus účinku homeostázy. Telo tak reaguje na akékoľvek zmeny. Telo funguje nepretržite počas celého života človeka. Jednotlivé systémy však musia mať čas na odpočinok a zotavenie. V tomto období práca jednotlivých orgánov spomalí alebo úplne zastaví. Tento proces sa nazýva spätná väzba. Jeho príkladom je prerušenie práce žalúdka, keď sa doň nedostane jedlo. Takáto prestávka v trávení poskytuje zastavenie tvorby kyseliny v dôsledku pôsobenia hormónov a nervových impulzov.
Existujú dva typy tohto mechanizmu, ktorý bude popísaný ďalej.
negatívna odozva
Tento typ mechanizmu je založený na skutočnosti, že telo reaguje na zmeny a snaží sa ich nasmerovať opačným smerom. To znamená, že sa opäť usiluje o stabilitu. Napríklad, ak sa v tele nahromadí oxid uhličitý, pľúca začnú pracovať aktívnejšie, dýchanie sa zrýchli, čím sa odstráni nadbytočný oxid uhličitý. A tiež vďaka negatívnej spätnej väzbe dochádza k termoregulácii, vďaka ktorej sa telo vyhýba prehriatiu alebo podchladeniu.
Pozitívna spätná väzba
Tento mechanizmus je priamo opačný ako predchádzajúci. V prípade jeho pôsobenia je zmena premennej len zosilnená mechanizmom, ktorý vyvedie organizmus z rovnováhy. Toto je pomerne zriedkavý a menej žiaduci proces. Príkladom toho je prítomnosť elektrického potenciálu v nervoch., čo namiesto znižovania akcie vedie k jej zvýšeniu.
Vďaka tomuto mechanizmu však dochádza k vývoju a prechodu do nových stavov, čo znamená, že je aj nevyhnutný pre život.
Aké parametre reguluje homeostáza?
Napriek tomu, že sa telo neustále snaží udržiavať hodnoty parametrov dôležitých pre život, nie sú vždy stabilné. Telesná teplota sa bude stále meniť v malom rozsahu, rovnako ako srdcová frekvencia alebo krvný tlak. Úlohou homeostázy je udržiavať tento rozsah hodnôt, ako aj pomáhať pri fungovaní organizmu.
Príkladom homeostázy je vylučovanie odpadových látok z ľudského tela, uskutočňované obličkami, potnými žľazami, gastrointestinálnym traktom, ako aj závislosť metabolizmu od stravy. Trochu viac o nastaviteľných parametroch bude diskutované neskôr.
Telesná teplota
Najjasnejším a najjednoduchším príkladom homeostázy je udržiavanie normálnej telesnej teploty. Prehriatiu organizmu sa dá predísť potením. Normálny teplotný rozsah je 36 až 37 stupňov Celzia. Zvýšenie týchto hodnôt môže byť vyvolané zápalovými procesmi, hormonálnymi a metabolickými poruchami alebo akýmikoľvek chorobami.
Časť mozgu nazývaná hypotalamus je zodpovedná za kontrolu telesnej teploty v tele. Existujú signály o zlyhaní teplotného režimu, ktoré sa môžu prejaviť aj zrýchleným dýchaním, zvýšením množstva cukru, nezdravým zrýchlením metabolizmu. To všetko vedie k letargii, zníženiu aktivity orgánov, po ktorej systémy začnú prijímať opatrenia na reguláciu ukazovateľov teploty. Jednoduchým príkladom termoregulačnej reakcie organizmu je potenie..
Stojí za zmienku, že tento proces funguje aj pri nadmernom znížení telesnej teploty. Telo sa teda dokáže zahriať štiepením tukov, pri ktorých sa uvoľňuje teplo.
Rovnováha voda-soľ
Voda je pre telo nevyhnutná a každý to dobre vie. Dokonca je stanovená norma denného príjmu tekutín, a to v množstve 2 litre. V skutočnosti každý organizmus potrebuje svoje množstvo vody a u niekoho môže prekročiť priemernú hodnotu, u iného ju nemusí dosiahnuť. Avšak bez ohľadu na to, koľko vody človek vypije, telo nebude hromadiť všetku prebytočnú tekutinu. Voda zostane na požadovanej úrovni, pričom všetok prebytok bude z tela odstránený v dôsledku osmoregulácie vykonávanej obličkami.
Homeostáza krvi
Rovnakým spôsobom sa reguluje množstvo cukru, konkrétne glukózy, ktorá je dôležitým prvkom krvi. Človek nemôže byť úplne zdravý, ak je hladina cukru ďaleko od normálu. Tento indikátor je regulovaný fungovaním pankreasu a pečene. V prípade, že hladina glukózy prekročí normu, pôsobí pankreas, v ktorom sa produkuje inzulín a glukagón. Ak sa množstvo cukru príliš zníži, pomocou pečene sa doň spracuje glykogén z krvi.
normálny tlak
Homeostáza je tiež zodpovedná za normálny krvný tlak v tele. Ak je zlomený, signály o tom prídu zo srdca do mozgu. Mozog reaguje na problém a pomocou impulzov pomáha srdcu znižovať vysoký tlak.
Definícia homeostázy charakterizuje nielen správne fungovanie systémov jedného organizmu, ale môže sa vzťahovať aj na celé populácie. V závislosti od toho existujú typy homeostázy popísané nižšie.
Ekologická homeostáza
Tento druh je prítomný v spoločenstve, ktoré poskytuje potrebné životné podmienky. Vzniká pôsobením mechanizmu pozitívnej spätnej väzby, keď sa organizmy, ktoré začnú osídľovať ekosystém, rýchlo množia, čím sa zvyšuje ich počet. Ale takéto rýchle osídlenie môže viesť k ešte rýchlejšiemu zničeniu nového druhu v prípade epidémie alebo zmeny podmienok na menej priaznivé. Takže organizmy sa musia prispôsobiť a stabilizovať, čo je spôsobené negatívnou spätnou väzbou. Počet obyvateľov teda klesá, no viac sa prispôsobujú.
Biologická homeostáza
Tento typ je typický práve pre jedincov, ktorých telo sa snaží udržiavať vnútornú rovnováhu najmä reguláciou zloženia a množstva krvi, medzibunkových látok a iných tekutín potrebných pre normálne fungovanie organizmu. Homeostáza zároveň nie vždy zaväzuje udržiavať parametre konštantné, niekedy sa dosahuje prispôsobením a prispôsobením tela meniacim sa podmienkam. Kvôli tomuto rozdielu sú organizmy rozdelené do dvoch typov:
- konformačné - tí, ktorí sa snažia zachovať hodnoty (napríklad teplokrvné zvieratá, ktorých telesná teplota by mala byť viac-menej konštantná);
- regulačné, ktoré sa prispôsobujú (studenokrvné, majúce inú teplotu v závislosti od podmienok).
Homeostáza každého z organizmov je zároveň zameraná na kompenzáciu nákladov. Ak teplokrvné zvieratá nezmenia svoj životný štýl, keď teplota okolia klesne, potom sa studenokrvné zvieratá stanú letargickými a pasívnymi, aby neplytvali energiou.
okrem toho Biologická homeostáza zahŕňa nasledujúce poddruhy:
- bunková homeostáza je zameraná na zmenu štruktúry cytoplazmy a aktivity enzýmov, ako aj na regeneráciu tkanív a orgánov;
- homeostáza v organizme je zabezpečená reguláciou teplotných ukazovateľov, koncentráciou látok potrebných pre život a odstraňovaním odpadu.
Iné typy
Okrem využitia v biológii a medicíne, termín našiel uplatnenie aj v iných oblastiach.
Udržiavanie homeostázy
Homeostáza je udržiavaná vďaka prítomnosti takzvaných senzorov v tele, ktoré vysielajú impulzy do mozgu obsahujúce informácie o tlaku a telesnej teplote, rovnováhe vody a soli, zložení krvi a ďalších parametroch dôležitých pre normálny život. Akonáhle sa niektoré hodnoty začnú odchyľovať od normy, signál o tom vstúpi do mozgu a telo začne regulovať svoj výkon.
Tento zložitý mechanizmus nastavenia neuveriteľne dôležité pre život. Normálny stav človeka je udržiavaný správnym pomerom chemikálií a prvkov v tele. Kyseliny a zásady sú nevyhnutné pre stabilné fungovanie tráviaceho systému a iných orgánov.
Vápnik je veľmi dôležitý stavebný materiál, bez ktorého správneho množstva človek nebude mať zdravé kosti a zuby. Kyslík je nevyhnutný pre dýchanie.
Toxíny môžu narušiť hladké fungovanie tela. Ale aby nedošlo k poškodeniu zdravia, vylučujú sa kvôli práci močového systému.
Homeostáza funguje bez akéhokoľvek ľudského úsilia. Ak je telo zdravé, telo si samo reguluje všetky procesy. Ak je ľuďom horúco, cievy sa rozširujú, čo sa prejavuje sčervenaním kože. Ak je zima - dochádza k triaške. Vďaka takýmto reakciám tela na podnety sa zdravie človeka udržiava na správnej úrovni.
homeostázy ja
Homeostáza (grécky homoios podobný, identický + grécky stázový státie, nehybnosť)
schopnosť organizmu udržiavať funkčne významné premenné v medziach, ktoré zabezpečujú jeho optimálnu životnú činnosť. Regulačné mechanizmy, ktoré udržujú fyziologický stav alebo vlastnosti buniek, orgánov a systémov celého organizmu na úrovni zodpovedajúcej jeho aktuálnym potrebám, sa nazývajú homeostatické. Spočiatku pojem „homeostáza“ znamenal len udržiavanie stálosti vnútorného prostredia, t.j. krv, lymfa, medzibunková tekutina (pozri Metabolizmus voda-soľ ,
acidobázická rovnováha) .
K funkčne významným ukazovateľom G.. sa v budúcnosti začali pripisovať rôzne biochemické a štrukturálne substráty na rôznych úrovniach ich organizácie (bunky, orgány a ich systémy). V širšom zmysle pokrýva G. problematiku priebehu kompenzačných reakcií (pozri. Kompenzačné procesy) ,
regulácia a samoregulácia fyziologických funkcií (pozri Samoregulácia fyziologických funkcií) ,
povaha a dynamika vzťahu medzi nervovými, humorálnymi a inými zložkami regulačného procesu v celom organizme. Hranice G sa môžu líšiť v závislosti od individuálneho veku, pohlavia, sociálnych, profesionálnych a iných podmienok. Bibliografia: Anokhin P.K. Eseje o fyziológii funkčných systémov. M., 1975; Homeostáza, ed. P.D. Gorizontová, M., 1976; Regulácia viscerálnych funkcií. Patterns and Mechanisms, ed. N.P. Bekhtereva, p. 129, L., 1987; Sarkisov D.S. Eseje o štrukturálnych základoch homeostázy, M., 1977; autonómny nervový systém, vyd. O.G. Baklavadzhyan, p. 536, L., 1981. vo fyziológii - relatívna dynamická stálosť vnútorného prostredia (krv, lymfa, tkanivový mok) a stálosť základných fyziologických funkcií (obeh, dýchanie, termoregulácia, metabolizmus a pod.) organizmu.
1. Malá lekárska encyklopédia. - M.: Lekárska encyklopédia. 1991-96 2. Prvá pomoc. - M.: Veľká ruská encyklopédia. 1994 3. Encyklopedický slovník medicínskych termínov. - M.: Sovietska encyklopédia. - 1982-1984.
Synonymá:Pozrite si, čo je „Homeostáza“ v iných slovníkoch:
Homeostáza... Slovník pravopisu
homeostázy- Všeobecný princíp samoregulácie živých organizmov. Perls vo svojej práci The Gestalt Approach and Eye Witness to Therapy dôrazne zdôrazňuje dôležitosť tohto konceptu. Stručný výkladový psychologický a psychiatrický slovník. Ed. igisheva. 2008... Veľká psychologická encyklopédia
Homeostáza (z gréc. podobný, identický a stav), vlastnosť tela udržiavať svoje parametre a fyziologické. funkcie v def. rozsah, na základe stability vnútorného. telesné prostredie vo vzťahu k rušivým vplyvom... Filozofická encyklopédia
HOMEOSTÁZA- (z gr. homoios rovnaký, podobný a gr. stáza nehybnosť, státie), homeostáza, schopnosť organizmu alebo sústavy organizmov udržiavať stabilnú (dynamickú) rovnováhu v meniacich sa podmienkach prostredia. Homeostáza v populácii Ekologický slovník
Homeostáza (z homeo... a gr. stáza nehybnosť, stav), schopnosť biol. odolať zmenám a zostať dynamickými. sa vzťahuje na stálosť zloženia a vlastností. Výraz "G." navrhol W. Kennon v roku 1929 na charakterizáciu štátov ... Biologický encyklopedický slovník
- (z homeo ... a gr. stázový nehybný stav), relatívna dynamická stálosť zloženia a vlastností vnútorného prostredia a stálosť základných fyziologických funkcií organizmu. Koncept homeostázy sa aplikuje aj na biocenózy (zachovanie ... ... Veľký encyklopedický slovník
- (z gr. homoios podobný a stázová nehybnosť) proces, vďaka ktorému sa dosahuje relatívna stálosť vnútorného prostredia tela (stálosť telesnej teploty, krvného tlaku, koncentrácie cukru v krvi). Ako samostatný... Psychologický slovník
HOMEOSTASIS (IS) [Slovník cudzích slov ruského jazyka
homeostázy- Stav dynamicky pohyblivej rovnováhy ekosystému homeostáza homeostáza Stabilný stav rovnováhy otvoreného systému v jeho interakcii s prostredím. Tento koncept vstúpil do ekonomiky... Technická príručka prekladateľa
HOMEOSTÁZA, v biológii, proces udržiavania konštantných podmienok v bunke alebo organizme, bez ohľadu na vnútorné alebo vonkajšie zmeny ... Vedecko-technický encyklopedický slovník
HOMEOSTÁZA, homeostáza (grécky homois podobný, identický a stáza nehybný, stav) je vlastnosť biologických systémov udržiavať relatívnu dynamickú stabilitu parametrov zloženia a funkcií. Základom tejto schopnosti je schopnosť ... ... Najnovší filozofický slovník
knihy
- Homeostáza a výživa. Učebnica, Mezenová Olga Yakovlevna. Historické aspekty a národné črty vedy o výžive, stavba a funkcie tráviaceho systému, biochemické základy homeostázy tela, význam rôznych…
