Механизм регуляции гомеостаза

Содержание
  1. Механизмы гомеостаза
  2. Гомеостатические реакции, противодействующие отклонению гомеостатической константы
  3. Переключение регуляции гомеостаза с внутренних нейрогуморальных механизмов на внешние поведенческие
  4. Что такое гомеостаз
  5. Гомеостаз – динамическое постоянство
  6. Как регулируется гомеостаз
  7. Отрицательная обратная связь
  8. Упреждающее регулирование систем организма
  9. Обеспечение регулирования
  10. Положительный ответ
  11. Уровни физиологической регуляции
  12. Гомеостаз организма: способность к поддержанию и регуляции гомеостаза, процесс приспособления к нему и примеры этого у человека
  13. Понятие о гомеостазе
  14. Обратная связь
  15. Поддержание внутреннего баланса
  16. Гомеостатическое регулирование: температура тела
  17. Водно-солевой баланс
  18. Регулирование уровня сахара в крови
  19. Давление под контролем
  20. Как достигается гомеостаз?
  21. Понятие гомеостаза в разных сферах наук
  22. Гомеостаз Клода Бернара
  23. Гомеостаз Уолтера Кеннона
  24. Гомеостаз – это… Понятие, виды и свойства гомеостаза
  25. Гомеостаз с биологической и экологической точки зрения
  26. Для чего нужен гомеостаз и его виды
  27. Генетический гомеостаз
  28. Физиологический гомеостаз
  29. Функции гомеостаза
  30. Свойства гомеостаза
  31. Как улучшить работу механизмов гомеостатической системы
  32. Характеристика, функции, примеры и механизмы поддержания гомеостаза
  33. Особенности и роль гомеостаза
  34. Клеточный гомеостаз
  35. Примеры и механизмы гомеостаза
  36. Температура тела
  37. Концентрация глюкозы
  38. Уровни кальция
  39. Объем жидкости

Механизмы гомеостаза

Механизм регуляции гомеостаза

Сазонов В.Ф. Механизмы гомеостаза

Гомеостаз в биологии – это поддержание постоянства внутренней среды организма.
В основе гомеостаза лежит чувствительность организма к отклонению определённых параметров (гомеостатических констант) от заданного значения.

Пределы допустимых колебаний гомеостатического параметра (гомеостатической константы) могут быть широкими и узкими. Узкие пределы имеют: температура тела, рН крови, содержание глюкозы в крови. Широкие пределы имеют: давление крови, масса тела, концентрация аминокислот в крови.

Специальные внутриорганизменные рецепторы (интерорецепторы) реагируют на отклонение гомеостатических параметров от заданных пределов. Такие интерорецепторы имеются внутри таламуса, гипоталамуса, в сосудах и в органах.

В ответ на отклонение параметров они запускают восстановительные гомеостатические реакции.

Общий механизм нейроэндокринных гомеостатических реакций для внутренней регуляции гомеостаза

Параметры гомеостатической константы отклоняются, интерорецепторы возбуждаются, затем возбуждаются соответствующие центры гипоталамуса, они стимулируют выброс гипоталамусом соответствующих либеринов. В ответ на действие либеринов происходит выброс гормонов гипофизом, а затем под их действием идёт выброс гормонов других эндокринных желёз.

Гормоны, выделившись из желёз внутренней секреции в кровь, изменяют обмен веществ и режим работы органов и тканей. В итоге установившийся новый режим работы органов и тканей смещает изменившиеся параметры в сторону прежнего заданного значения и восстанавливает величину гомеостатической константы.

Таков общий принцип восстановления гомеостатических констант при их отклонении.

Примеры
Мочеобразование и выведение мочи. Дыхание: чувствительность к избытку СО2 заставляет дышать чаще и восстанавливать тем самым стандартную концентрацию СО2. Теплообмен.

Механизм гомеостаза первого порядка

Гомеостаз поддерживается механизмами нескольких уровней, как это обычно свойственно иерархическим системам. При отклонении избранного параметра от средней линии в сторону верхнего или нижнего предела сразу же включаются “ближайшие” компенсационные механизмы, которые гасят это отклонение.

Собственно это и будет называться регуляцией гомеостаза как устойчивого состояния, а поскольку процессы автоматизированы за счёт отрицательных обратных связей, то данное явление можно назвать саморегуляцией.
Итак, колебание гомеостатической константы допустимо в определённых пределах.

За счет автоматического гашения отклонений гомеостатический параметр настойчиво возвращается к средней линии. В идеале данный механизм стремится миминизировать колебания гомеостатического параметра вокруг средней линии. Чем лучше работает этот механизм, тем меньше будут колебания.

Можно назвать это первым гомеостатическим механизмом, он является базовым. Например, именно так работают различные буферные системы, компенсирующие небольшие отклонения, в частности отклонения в рН среды.

Механизм гомеостаза второго порядка

Это регуляция гомеостаза второго порядка, которая накладывается на первый механизм поддержания гомеостаза.

При выходе гомеостатического параметра за определённый верхний или нижний предел допустимых колебаний включается гомеостатический механизм второго порядка и возвращает параметр в заданные пределы.

Если происходят какие-либо более мощные изменения и достигаются более амплитудные пределы, то подключаются механизмы гомеостаза следующего уровня и так далее.

Механизм гомеостаза третьего порядка

При длительном или постоянном смещении гомеостатического параметра от средней линии к одному из пределов (верхнему или нижнему) включаются компенсационные процессы по гашению процесса смещения, для возврате параметра к средней линии. Система этого вида гомеостаза чувствительна к длительному общему смещению средней линии вверх или вниз. Механизмы компенсации должны быть другими, по сравнению с гомеостазом первого порядка.

В качестве примера можно представить себе нормально работающий холодильник, в котором вдруг начали непрерывно открывать и закрывать дверцу. Обычных механизмов поддержания холода при этом становится уже недостаточно.Признаки холодильника с хорошим гомеостазом:1.

Не допускает значительных отклонений от средней линии.2. Быстро компенсирует появившиеся отклонения3. Имеет способность к самообучению – в процессе адаптации размах колебания уменьшается.

В отличие от искусственных автоматических систем гомеостатические живые системы, обладают уникальным свойством пластичности. Они перестраивают свою деятельность в результате постоянной нагрузки определённого рода.

Самый впечатляющий пример биологической пластичности – это смена знака при управлении обратной связью с «-» на «+» и наоборот.

Гомеостатические реакции, противодействующие отклонению гомеостатической константы

1. Обратимые кратковременные функциональные изменения.

Пример:

При повышении температуры окружающей среды повышается температура тела. В ответ на это начинается кратковременное усиление потоотделения. За счёт этого усиливается испарение и, как следствие – происходит охлаждение организма. После нормализации температуры тела потоотделение возвращается к норме. Таким образом, это было обратимое кратковременное функциональное изменение.

2. Обратимые долговременные функциональные изменения.

Пример:

При воздействии…

3. Необратимые долговременные функциональные изменения.

4. Обратимые кратковременные структурные изменения.

5. Обратимые долговременные структурные изменения.

Пример:

При воздействии на организм интенсивного солнечного света возникают повреждения глубоких слоёв кожи. В ответ на это начинается усиление выработки пигмента меланина клетками кожи. В результате появляется загар, который препятствует глубокому проникновению солнечных лучей под кожу.

Процесс повреждения клеток солнечным светом прекращается. После прекращения действия солнечного света через длительный срок пигмент исчезает, и кожные покровы возвращаются к первоначальному состоянию. Таким образом, это был пример обратимого долговременного структурного изменения.

6. Необратимые долговременные структурные изменения.

7. Кратковременные поведенческие реакции.

8. Долговременные поведенческие изменения.

9. Наследственные изменения.

10. Изменения образа жизни.

11. Изменения популяции.

12. Изменение биологического вида.

Переключение регуляции гомеостаза с внутренних нейрогуморальных механизмов на внешние поведенческие

Для понимания того, как просиходит переключение регуляции гомеостаза с внутренних механизмов на внешние, необходимо рассмотреть представления о потребности и мотивации с точки зрения психофизиологии.

1. Сенсорные интерорецепторы, реагирующие на изменение гомеостатических констант организма, через афферентные нейроны передают возникающее в них сенсорное возбуждение в соответствующие функциональные нервные центры продолговатого мозга, среднего мозга и гипоталамуса, которые можно назвать центрами биорегуляции.

2. В этих функциональных нервных центрах определяется отклонение данных констант от нормы. Отклонение констант в заданных пределах устраняется за счёт регуляторных возможностей самих функциональных центров.

3. Однако при отклонении любой гомеостатической константы выше или ниже допустимых пределов функциональные центры передают возбуждение выше: в “потребностные центры” гипоталамуса. Это необходимо для того, чтобы переключиться с внутренней нейрогуморальной регуляции гомеостаза на внешнюю — поведенческую.

4. Возбуждение того или иного потребностного центра гипоталамуса формирует соответствующее ему функциональное состояние, которое субъективно переживается как потребность в чём-то: пище, воде, тепле, холоде или сексе. Возникает активирующее и побуждающее к действию психоэмоциональное состояние неудовлетворённости.

5. Для организации целенаправленного поведения необходимо выбрать только одну из потребностей в качестве первоочередной и создать для её удовлетворения рабочую доминанту.

Считается, что главную роль в этом играют миндалины мозга (Сorpus amygdoloideum).

Получается, что на основе одной из потребностей, которые формирует гипоталамус, миндалина создаёт ведущую мотивацию, организующую целенаправленное поведение для удовлетворения только одной этой избранной потребности.

6. Следующим этапом можно считать запуск подготовительного поведения, или драйв-рефлекса, который должен повысить вероятность для запуска исполнительного рефлекса в ответ на пусковой стимул. Драйв-рефлекс побуждает организм к созданию такой ситуации, в которой будет повышена вероятность обнаружения объекта, подходящего для удовлетворения текущей потребности.

Это может быть, например, перемещение в место, богатое пищей, или водой, или сексульными партнёрами, в зависимости от ведущей потребности.

Когда же в достигнутой ситуации обнаруживается конкретный объект, подходящий для удовлетворения данной доминантной потребности, то он запускает исполнительное рефлекторное поведение, направленное на удовлетворение потребности с помощью именно этого объекта.

© 2014-2018 Сазонов В.Ф.  © 2014-2016 kineziolog.bodhy.ru. © 2016-2018 kineziolog.su.

Системы гомеостаза – подробный образовательный ресурс по гомеостазу.

Источник: https://kineziolog.su/content/mehanizmy-gomeostaza

Что такое гомеостаз

Механизм регуляции гомеостаза

Клетки являются основными структурными и функциональными единицами организма.

Для выполнения своих функций им нужна подходящая среда, характеризующаяся относительным постоянством источников энергии, воды, температуры и кислотности.

Под гомеостазом подразумеваются средства поддержания относительной стабильности основных физиологических особенностей организма. Термин был введен Кэнноном в 1929 году.

Организм функционирует лучше всего, когда все его показатели находятся в оптимальных пределах. Основными физиологическими показатели являются состав и объем крови, кровяное давление, температура тела и другие.

Гомеостаз – динамическое постоянство

По своей сути гомеостаз представляет собой динамическое постоянство, которое поддерживается несмотря на непрерывный обмен веществами и энергией между внеклеточной и внутриклеточной жидкой средой, а также между организмом и окружающей средой.

Основные физиологические процессы не всегда постоянны, но варьируются в определенных пределах. Гомеостаз в организме является не статичным, а динамическим постоянством, которое достигается за счет точной регуляции.

Основными компонентами гомеостаза являются изогидрия, изотермия, изоиония, изоосмия, изоволемия и изоксемия.

https://www.youtube.com/watch?v=NKoenzPCals

Живые организмы имеют регуляторные механизмы, которые поддерживают телесный гомеостаз. Благодаря этим механизмам они существуют как саморегулирующаяся система. Все органы и ткани участвуют в поддержании согласованности. При нарушении механизмов регуляции возникает заболевание, а при больших нарушениях может наступить смерть.

Благодаря специальным системам управления происходит жизнь клеток в организме. Регулирование осуществляется двумя системами:

  • гуморальная – регуляция осуществляется специфическими химическими веществами (гормонами);
  • нервная регуляция распространяется сигналами (импульсами), идущими по нервной системе.

Как регулируется гомеостаз

Каждая система регулирования имеет вход и выход. В зависимости от отношений между ними существуют открытые и закрытые системы. При открытой системе отсутствует связь между выходом и входом.

Примером такой системы является нейрон, который через свои дендриты воспринимает множество входных сигналов, обрабатывает их и направляет их в качестве выходных данных на другой блок, который может быть нейроном, железой, мышцей.

В закрытых системах информация с выхода одной системы прямо или косвенно связана с входом той же системы. Если есть ответ, в замкнутых системах формируется регуляторный круг, в рамках которого устанавливается динамическое регулирование измененного индикатора или функции. Закрытая система регулирования, построенная по типу обратной связи, состоит из нижеследующих элементов.

Регулируемое значение – объект регулирования. Он имеет одно фактическое значение, которое может быть определено в любое время, и одно оптимальное значение, которое определяется генетически.

Датчик – воспринимает и считывает фактическое значение регулируемой величины. Роль сенсоров играют специализированные клетки, называемые рецепторами.

Механизм сравнения – значение, воспринимаемое датчиком, передается в интегративный центр центральной нервной системы. Там фактическое значение сравнивается с оптимальным. Так оценивается степень различия. Сигнал ошибки генерируется и доставляется следующему элементу регуляторной системы через эффекторные нервы* или гормоны.

Эффектор – это исполнительный орган, от деятельности которого зависит восстановление оптимального значения измененного параметра. Иногда регуляторный механизм может включать несколько эффекторов.

По принципу отрицательной обратной связи регулируются такие параметры, как регуляция артериального давления, уровень сахара в крови, концентрация кислорода во внеклеточной жидкости. Благодаря этим регулирующим механизмам сохраняется относительный гомеостаз в организме.

Отрицательная обратная связь

Регулирование отрицательной обратной связи характеризуется:

  • задержкой (латентный период) – время, прошедшее с момента возникновения отклонения регулируемой величины до начала действия рецептора. Различные механизмы регулирования имеют разные периоды задержки;
  • инерцией – скорость, с которой значение возвращается к своему заданному параметру после того, как эффектор начинает действовать. Некоторые параметры имеют низкую инерцию (кровяное давление), а другие имеют более высокую (температура тела);
  • коэффициент обратной связи – в некоторых случаях регулирования существует остаточное отклонение, т.е. механизмы могли бы довести значение до его оптимального значения. Значение между остатком и начальным отклонением называется коэффициентом обратной связи;
  • усиление – показывает силу влияния эффектора на регулируемый показатель. Чем выше коэффициент усиления, тем эффективнее регулирование;
  • нормативные колебания – колебания регулируемого значения вокруг заданного параметра в процессе возврата к оптимальному.
  • стабильность – показывает, в какой период времени наблюдаются отклонения регулируемого значения от заданного параметра.

Различные факторы определяют эффективность и точность, с которой регулируемое количество контролируется. Регулирование осуществляется лучше всего, если есть короткий латентный период, достаточная прочность и стабильность. Эффективность механизмов изменяется в течение жизни человека – они становятся менее эффективными с возрастом.

Упреждающее регулирование систем организма

В большинстве случаев механизмы управления включаются после отклонения регулируемого значения от установленного параметра. Однако есть те, которые включаются до того, как это произойдет. Это так называемое упреждающее регулирование.

Оно достигается путем включения дополнительных рецепторов, чувствительных к фактору, вызывающему изменение регулируемой величины. В результате этого регулирования происходят незначительные отклонения, то есть помехи и обратная связь включаются одновременно.

Предварительное регулирование особенно эффективно в отношении механизмов с длительным латентным периодом, таких как регулирование температуры тела.

Обеспечение регулирования

Предиктивный контроль включается до того, как происходят изменения в регулируемой величине, и до появления триггера. Эти механизмы запускаются заранее и подготавливают организм к ожидаемым изменениям.

Этот тип регуляции включается в тех случаях, когда у нас происходит регулярное повторение одних и тех же процессов в организме, вызывающих повышение реактивности регуляторного механизма. Например, в первой половине дня человек наиболее активен и потребляет больше энергии, что является необходимым условием для гипогликемии.

Прогнозирующая регуляция способствует предварительной стабилизации уровня глюкозы. Это предсказывает эффект триггеров.

Положительный ответ

В дополнение к отрицательному управлению обратной связью, которое возвращает регулируемое значение к заданному параметру, существует также положительное управление обратной связью, которое увеличивает отклонение. При положительном регулировании обратной связи система дестабилизируется. Механизмы этого типа характерны для болезненных состояний, но также могут наблюдаться в физиологических условиях.

Уровни физиологической регуляции

Многие регуляторные системы, которые действуют в клетках, органах и организме в целом, действуют на разных уровнях внутриклеточно, органически и системно.

При внутриклеточной регуляции сенсор и эффектор находятся в одной и той же клетке.

Когда лиганд связывается с белком, который имеет два сайта связывания, молекула-модулятор может изменять конфигурацию второго сайта связывания. Этот эффект известен как аллостерическая модуляция.

Местная (органная) регуляция встречается только в некоторых органах. Также называется местным гомеостатическим ответом. Она зависит от концентрации определенных продуктов метаболизма, от выделения локально действующих гормонов или гормоноподобных веществ, называемых паракринными гормонами.

Регуляция всего организма основана на рефлексах. Реакция осуществляется по механизму отрицательной обратной связи. Регуляторные реакции основаны на принципе рефлексии и делятся на три группы.

  1. Соматомоторные рефлексы – контролируется деятельность скелетных мышц. Благодаря этому механизму сохраняется осанка тела и некоторые защитные рефлексы.
  2. Вегетативные рефлексы – они контролируют постоянство показателей, характерных для внутренней среды организма. Регулирование осуществляется с помощью рецепторов, которые воспринимают изменение регулируемой величины. Такими рецепторами являются барорецепторы, хеморецепторы, осморецепторы и терморецепторы.
  3. Нейро-гуморальные рефлексы – регуляторная система также включает гормоны, которые влияют на деятельность целевых органов, взаимодействуя со специфическими рецепторами.

Гомеостаз в организме является необходимым условием клеточной жизни. Для его поддержания действуют специальные регулирующие механизмы, которые включаются, когда происходят отклонения в регулируемом параметре.

Источник: http://medicine-simply.ru/just-medicine/chto-takoe-gomeostaz

Гомеостаз организма: способность к поддержанию и регуляции гомеостаза, процесс приспособления к нему и примеры этого у человека

Механизм регуляции гомеостаза

Гомеостаз – это саморегулирующийся процесс, в котором все биологические системы стремятся сохранить стабильность в период адаптации к определенным условиям, оптимальным для выживания.

Любая система, находясь в динамическом равновесии, стремится к достижению устойчивого состояния, которое сопротивляется внешним факторам и раздражителям.

Понятие о гомеостазе

Все системы организма должны работать вместе для поддержания правильного гомеостаза внутри тела. Гомеостаз — это регуляция в организме таких показателей, как температура, содержание воды и уровень углекислого газа. Например, сахарный диабет — это состояние, при котором организм не может регулировать уровень глюкозы в крови.

Гомеостаз — это термин, который используется как для описания существования организмов в экосистеме, так и для описания успешного функционирования клеток внутри организма. Организмы и популяции могут поддерживать гомеостаз в условиях поддержания стабильного уровня рождаемости и смертности.

Обратная связь

Обратная связь — это процесс, который происходит, когда системы организма необходимо замедлить или полностью остановить. Когда человек ест, пища поступает в желудок, и начинается пищеварение.

В перерывах между приемами пищи желудок работать не должен. Пищеварительная система работает с серией гормонов и нервных импульсов, чтобы остановить и начать выработку секреции кислоты в желудке.

Другой пример отрицательной обратной связи можно наблюдать в случае повышения температуры тела. Регуляция гомеостаза проявляется потоотделением, защитной реакцией организма на перегрев.

Таким образом, рост температуры прекращается, и проблема перегрева нейтрализуется. В случае переохлаждения организмом также предусмотрен ряд мер, принимаемых для того, чтобы согреться.

Поддержание внутреннего баланса

Гомеостаз можно определить как свойство организма или системы, которое помогает ему поддерживать заданные параметры в пределах нормального диапазона значений. Это ключ к жизни, и неправильный баланс в поддержании гомеостаза может привести к таким болезням, как гипертония и диабет.

Гомеостаз – это ключевой элемент в понимании того, как устроено человеческое тело. Такое формальное определение характеризует систему, которая регулирует свою внутреннюю среду и стремится поддерживать стабильность и регулярность всех процессов, происходящих в организме.

Гомеостатическое регулирование: температура тела

Контроль температуры тела у человека является хорошим примером гомеостаза в биологической системе. Когда человек здоров, его температура тела колеблется около значения + 37°C, но различные факторы могут повлиять на это значение, в том числе гормоны, скорость обмена веществ и различные заболевания, вызывающие повышение температуры.

В организме регуляция температуры контролируется в части мозга, которая называется гипоталамус. Через кровоток к мозгу осуществляется поступление сигналов о температурных показателях, а также анализ результатов данных по частоте дыхания, уровня сахара в крови и метаболизма. Потеря тепла в организме человека также способствует снижению активности.

Водно-солевой баланс

Независимо от того, сколько воды выпивает человек, организм не раздувается, как воздушный шар, также тело человека не сморщивается, как изюм, если пить очень мало. Наверное, кто-то когда-то об этом хоть раз задумывался. Так или иначе, организм знает, какое количество жидкости нужно сохранить для поддержания нужного уровня.

Концентрация соли и глюкозы (сахара) в организме поддерживается на постоянном уровне (при отсутствии негативных факторов), количество крови в организме составляет около 5 литров.

Регулирование уровня сахара в крови

Глюкоза — это вид сахара, который содержится в крови. В теле человека должен поддерживаться надлежащий уровень глюкозы для того, чтобы человек оставался здоровым. Когда уровень глюкозы становится слишком высоким, поджелудочная железа вырабатывает гормон инсулин.

Если уровень глюкозы в крови опускается слишком низко, печень преобразует гликоген в крови, тем самым повышая уровень сахара. Когда болезнетворные бактерии или вирусы попадают в организм, он начинает бороться с инфекцией прежде, чем патогенные элементы смогут привести к каким-либо проблемам со здоровьем.

Давление под контролем

Поддержание здорового кровяного давления также является примером гомеостаза. Сердце может ощущать изменения в кровяном давлении и посылать сигналы в мозг для обработки. Далее мозг отправляет обратно сигнал к сердцу с инструкцией, как правильно реагировать. Если кровяное давление слишком высокое, его нужно снизить.

Как достигается гомеостаз?

Каким образом человеческий организм регулирует все системы и органы и компенсирует происходящие изменения в окружающей среде? Это происходит благодаря наличию множества естественных датчиков, контролирующих температуру, солевой состав крови, артериальное давление и многие другие параметры. Эти детекторы посылают сигналы в мозг, в главный центр управления, в случае, если некоторые значения отклонились от нормы. После этого запускаются компенсаторные мероприятия для восстановления нормального состояния.

Поддержание гомеостаза невероятно важно для организма. Человеческое тело содержит определенное количество химических веществ, известных как кислоты и щелочи, их правильный баланс необходим для оптимального функционирования всех органов и систем тела.

Уровень кальция в крови должен поддерживаться на должном уровне. Поскольку дыхание является непроизвольным, нервная система обеспечивает организму получение столь необходимого кислорода. Когда токсины попадают в вашу кровь, они нарушают гомеостаз организма.

Человеческое тело реагирует на это нарушение с помощью мочевыделительной системы.

Важно подчеркнуть, что гомеостаз организма работает автоматически, если система функционирует нормально. Например, реакция на нагревание — кожа краснеет, потому что ее мелкие кровеносные сосуды автоматически расширяются. Дрожь — это ответная реакция на охлаждение.

Таким образом, гомеостаз — это не набор органов, а синтез и баланс телесных функций. В совокупности это позволяет поддерживать весь организм в стабильном состоянии.

Источник:

Понятие гомеостаза в разных сферах наук

Приставка “гомео” с древнегреческого языка “подобный”, “схожий”. Стаз определяет остановку содержимого любого органа, подобного трубке. Гомеостаз — свойство биологических систем, заключающееся в сохранении динамического равновесия, для защиты от внешних раздражителей.

Гомеостаз Клода Бернара

Неизменность внутренней среды первым проанализировал французский физиолог Клод Бернар в середине XIX века. 1929 считается годом появления термина, характеризующий явление постоянства в работах американского физиолога Уолтеру Кеннону.

Клод выдвинул следующую идею: живые существа обитают в двух средах: внешней (первая среда) и внутренней (вторая среда, где живут структурные элементы тканей). Концепция учений основывалась на следующем: вторая среда состоит из жидких структур, омывающих ткани.

Бернар отмечал, что внутренняя среда не существует без внешней. Организмы населяющие планету эволюционируя впитали воду морей в свой кровоток. Между ними беспрерывный обмен веществ.

Внутренняя среда создает сам орган, поддерживая неизменность внутреннего строения. Все органы человека приготавливают питательные элементы для клеток. Их работу регулирует нервная система. Это и называется безостановочным кругом двусторонних воздействий.

Гомеостаз Уолтера Кеннона

Уолтер Кеннон отмечал неизменность внутренней среды живых существ по экспериментальным исследованиям. Результаты показали, что жизнь животных и людей протекает стабильно несколько лет. Постоянные условия протекания он назвал равновесием этой системы.

В органических системах непрерывно протекают физиологические процессы во всех внутренних органах. Такие процессы Кеннон назвал гомеостазами. Гомеостаз: homoios – подобный, сходный и stasis – стояние, неподвижность. Слово stasis задает условия, ведущие к постоянному явлению; homoios определяет подобие явлений.

Гомеостаз, по Кеннону, учитывает физиологические основы для устойчивости особей. Процессы динамичны и постоянно изменяются, но в определенных рамках (определяемые физиологическими константами, которые показывают колебания около среднего значения).

Кеннон выделил два компонента гомеостаза:

  1. материалы, необходимые для нормального функционирования и развития клеток: рост, размножение, восстановление (жиры, вода и соли, белки, глюкоза);
  2. физико-химические факторы. Здесь оказывается влияние на работоспособность клеток (давление, температура и др.).

Источник: https://obraz-ola.ru/prochee/kakoe-opredelenie-gomeostaza-organizma.html

Гомеостаз – это… Понятие, виды и свойства гомеостаза

Механизм регуляции гомеостаза

Гомеостаз – это способность человеческого организма подстраиваться под изменяющиеся условия внешней и внутренней среды. Стабильная работа процессов гомеостаза гарантирует человеку комфортное самочувствие в любой ситуации, поддерживая постоянство жизненно важных показателей организма.

Гомеостаз с биологической и экологической точки зрения

В биологии понятие гомеостаз применяют к любым многоклеточным организмам. При этом экологи зачастую обращают внимание на сбалансированность внешней среды. Считается, что это гомеостаз экосистемы, которая также подвергается изменениям и постоянно перестраивается для дальнейшего существования.

Если баланс в какой-либо системе нарушен и она не в состоянии его восстановить, то это приводит к полному прекращению функционирования.

Человек не исключение, гомеостатические механизмы играют важнейшую роль в ежедневной жизнедеятельности, а допустимая степень изменения основных показателей у человеческого организма очень невелика. При необычных колебаниях внешней или внутренней среды сбой в работе гомеостаза может привести к летальным последствиям.

Для чего нужен гомеостаз и его виды

Ежедневно человек подвергается воздействию различных факторов окружающей его среды, но для того, чтобы основные биологические процессы в организме продолжали стабильно работать, их условия не должны измениться. Именно в поддержании этой стабильности и заключается основная роль гомеостаза.

Принято выделять три основных вида:

  1. Генетический.
  2. Физиологический.
  3. Структурный (регенерационный или клеточный).

Для полноценного существования человеку необходима работа всех трех видов гомеостаза в комплексе, если один из них выходит из строя, то это приводит к неприятным последствиям для здоровья. Слаженная работа процессов позволит не замечать или же переносить с минимальными неудобствами наиболее распространенные изменения и чувствовать себя уверенно.

Генетический гомеостаз

Такой вид гомеостаза – это способность сохранения единого генотипа внутри одной популяции. На молекулярно-клеточном уровне поддерживается единая генетическая система, которая несет в себе определенный набор наследственной информации.

Механизм позволяет особям скрещиваться между собой, сохраняя при этом равновесие и единообразие условно закрытой группы людей (популяции).

Физиологический гомеостаз

Данный вид гомеостаза отвечает за поддержание в оптимальном состоянии основных жизненно важных показателей:

  • Температуры тела.
  • Артериального давления.
  • Стабильность пищеварения.

За его правильную работу отвечают иммунная, эндокринная и нервная система. В случае возникновения непредвиденного сбоя в работе одной из систем, это незамедлительно отражается на самочувствии всего организма, приводит к ослаблению защитных функций и развитию заболеваний.

Этот вид носит также название “регенерационный”, что, вероятно, лучше всего описывает функциональные особенности.

Основные силы такого гомеостаза направлены на восстановление и излечение поврежденных клеток внутренних органов человеческого организма. Именно такие механизмы при правильной работе позволяют организму восстановиться после болезней или травм.

Основные механизмы гомеостаза развиваются и эволюционируют вместе с человеком, лучше подстраиваясь под изменения внешней среды.

Функции гомеостаза

Для того чтобы правильно понимать функции и свойства гомеостаза, лучше всего рассматривать его действие на конкретных примерах.

Так, например, при занятиях спортом человеческое дыхание и пульс учащаются, что говорит о стремлении организма сохранить внутреннее равновесие при измененных окружающих условиях.

При переезде в страну с климатом, значительно отличающимся от привычного, какое-то время можно испытывать недомогание.

В зависимости от общего здоровья человека, механизмы гомеостаза позволяют адаптироваться в новых условиях жизни.

У кого-то акклиматизация не чувствуется и внутренний баланс оперативно подстраивается, кому-то приходится немного подождать, прежде чем организм настроит свои показатели.

В условиях повышенной температуры человеку становится жарко и начинается потоотделение. Такое явление считается прямым доказательством функционирования механизмов саморегуляции.

Во многом работа основных гомеостатических функций зависит от наследственности, генетического материала, переданного от старшего поколения семьи.

Опираясь на приведенные примеры, четко можно проследить основные функции:

  • Энергетическая.
  • Адаптационная.
  • Репродуктивная.

Важно обратить внимание на то, что в старости, а также в младенческом возрасте стабильная работа гомеостаза требует особенного внимания, из-за того, что реакция основных систем регуляции в эти периоды жизни замедленна.

Свойства гомеостаза

Зная об основных функциях саморегуляции, полезно также понимать, какими свойствами она обладает. Гомеостаз – это сложная взаимосвязь процессов и реакций. Среди свойств гомеостаза выделяют:

  • Нестабильность.
  • Стремление к равновесию.
  • Непредсказуемость.

Механизмы находятся в постоянном изменении, тестируют условия, чтобы выбрать оптимальный вариант приспособления к ним. В этом проявляется свойство нестабильности.

Равновесие – это основная цель и свойство любого организма, он стремится к нему постоянно, как структурно, так и функционально.

В некоторых случаях реакция организма на изменения внешней или внутренней среды может стать неожиданной, привести к перестройкам жизненно важных систем. Непредсказуемость гомеостаза может вызывать определенный дискомфорт, что не говорит о дальнейшем пагубном воздействии на состоянии организма.

Как улучшить работу механизмов гомеостатической системы

С точки зрения медицины любое заболевание является доказательством сбоя в работе гомеостаза. Внешние и внутренние угрозы постоянно оказываются воздействие на организм, и только слаженность в работе основных систем поможет с ними справиться.

Ослабление иммунитета не происходит беспричинно. Современная медицина обладает большим диапазоном средств, которые способны помочь человеку сохранить свое здоровье, вне зависимости от того, что стало причиной сбоя.

Изменение погодных условий, стрессовые ситуации, травмы – все это способно привести к развитию заболеваний разной тяжести.

Для того чтобы функции гомеостаза работали правильно и максимально быстро, необходимо следить за общим состоянием своего здоровья. Для этого можно обратиться к врачу за обследованием, чтобы определить свои уязвимые места и выбрать комплекс терапии для их устранения. Регулярная диагностика поможет лучше контролировать основные процессы жизнедеятельности.

При этом важно самостоятельно следовать нехитрым рекомендациям:

  • Избегать стрессовых ситуаций, чтобы защитить нервную систему от постоянного перенапряжения.
  • Следить за рационом питания, не перегружать себя тяжелыми продуктами, не допускать бессмысленного голодания, что позволит пищеварительной системе легче справляться со своей работой.
  • Выбрать подходящие витаминные комплексы, чтобы снизить влияние сезонных изменений погоды.

Бдительное отношение к собственному здоровью поможет гомеостатическим процессам своевременно и правильно реагировать на любые изменения.

Источник: https://FB.ru/article/58829/gomeostaz---eto-sohranenie-ravnovesiya-v-prirode

Характеристика, функции, примеры и механизмы поддержания гомеостаза

Механизм регуляции гомеостаза

Гомеостаз – любой саморегулирующийся процесс, с помощью которого биологические системы устремляются к поддержанию внутренней стабильности, приспосабливаясь к оптимальным для выживания условиям.

Если гомеостаз успешен, то жизнь продолжается; в противном случае, произойдет бедствие или смерть.

Достигнутая стабильность фактически является динамическим равновесием, в котором происходят непрерывные изменения, но преобладают относительно однородные условия.

Особенности и роль гомеостаза

Любая система в динамическом равновесии желает достичь устойчивого состояния, баланса, который противостоит внешним изменениям.

Когда такая система нарушена, встроенные регулирующие устройства реагируют на отклонения, чтобы установить новый баланс. Такой процесс является одним из элементов управления с обратной связью.

Примерами гомеостатической регуляции являются все процессы интеграции и координации функций, опосредованные электрическими цепями и нервными или гормональными системами.

Другим примером гомеостатической регуляции в механической системе является действие регулятора комнатной температуры или термостата.

Сердцем термостата является биметаллическая полоса, которая реагирует на изменения температуры, завершая или нарушая электрическую цепь.

Когда помещение охлаждается, то контур завершается и включается обогрев, а температура поднимается. На заданном уровне цепь прерывается, печь останавливается, и температура падает.

Однако биологические системы, имеющие большую сложность, обладают регуляторами, которые сложно сравнивать с механическими устройствами.

Как отмечалось ранее, термин гомеостаз относится к поддержанию внутренней среды тела в узких и жестко контролируемых пределах. Основными функциями, важными для поддержания гомеостаза, являются баланс жидкости и электролита, регулирование кислотной среды, терморегуляция и метаболический контроль.

Контроль температура тела у людей считается отличным примером гомеостаза в биологической системе.

Нормальная температура тела человека составляет около 37° C, но различные факторы могут влиять на этот показатель, включая гормоны, скорость метаболизма и болезни, приводящие к чрезмерно высоким или низким температурам. Регулирование температуры тела контролируется областью мозга, называемой Гипоталамус.

Обратная связь о температуре тела переносится через кровоток в мозг и приводит к компенсационным корректировкам в скорости дыхания, уровне сахара в крови и скорости метаболизма. Потеря тепла у людей обеспечивается уменьшением активности, потоотделением и механизмами теплообмена, которые позволяют большему количеству крови циркулировать вблизи поверхности кожи.

https://www.youtube.com/watch?v=ZsPaTE-E3LI

Снижение потерь тепла осуществляется за счет изоляции, уменьшения циркуляции на коже и культурных изменений, таких как использование одежды, жилья и сторонних источников тепла.

Диапазон между высокими и низкими уровнями температуры тела составляет гомеостатическое плато – «нормальный» диапазон, который поддерживает жизнь.

По мере приближения к любой из двух крайностей, корректирующее действие (через отрицательную обратную связь) возвращает систему в нормальный диапазон.

Концепция гомеостаза также применяется к экологическим условиям. Впервые предложенная американским экологом Робертом Макартуром в 1955 году идея, что гомеостаз в экосистемах является продуктом сочетания биоразнообразия и большого количества экологических взаимодействий, происходящих между видами.

Такое предположение считалось концепцией, которая могла бы помочь объяснить устойчивость экологической системы, то есть ее сохранение как определенного типа экосистемы с течением времени.

С тех пор концепция несколько изменилась, и включила неживую составляющую экосистемы.

Этот термин использовался многими экологами для описания взаимности, которая происходит между живыми и неживыми составляющими экосистемы для поддержания статус-кво.

Гипотеза Геи – модель Земли, предложенная английским ученым Джеймсом Лавлоком, которая рассматривает различные живые и неживые составляющие, как компоненты более крупной системы или единого организма, делая предположение, что коллективные усилия отдельных организмов вносят вклад в гомеостаз на планетарном уровне.

Клеточный гомеостаз

Клетки зависят от среды тела, чтобы сохранять жизнеспособность и правильно функционировать. Гомеостаз поддерживает среду тела под контролем и сохраняет благоприятные условия для клеточных процессов. Без правильных условий тела определенные процессы (к примеру, осмос) и белки (к примеру, ферменты) не будут функционировать должным образом.

Почему гомеостаз важен для клеток? Живые клетки зависят от движения химических веществ вокруг них. Химические вещества, такие как кислород, углекислый газ и растворенная пища, необходимо транспортировать в клетки и из них. Это осуществляется процессами диффузии и осмоса, зависящих от баланса воды и соли в теле, которые поддерживаются гомеостазом.

Клетки зависят от ферментов, чтобы ускорить многие химические реакции, поддерживающие жизнедеятельность и функциональность клеток. Эти ферменты работают лучше всего при определенных температурах, и поэтому снова гомеостаз жизненно важен для клеток, поскольку он поддерживает постоянную температуру тела.

Примеры и механизмы гомеостаза

Вот несколько основных примеров гомеостаза в теле человека, а также поддерживающие их механизмы:

Температура тела

Наиболее распространенным примером гомеостаза у людей является регулирование температуры тела. Нормальная температура тела, как мы писали выше составляет 37° C. Температура выше или ниже нормальных показателей может вызывать серьезные осложнения.

Мышечная недостаточность возникает при температуре 28° C. При 33° C происходит потеря сознания. При температуре 42° C центральная нервная система начинает разрушаться. Смерть наступает при температуре 44° C. Тело контролирует температуру путем выработки или высвобождения избыточного тепла.

Концентрация глюкозы

Концентрация глюкозы относится к количеству глюкозы (сахара в крови), присутствующего в кровотоке.

Организм использует глюкозу в качестве источника энергии, но ее избыток или недостаток может вызвать серьезные осложнения. Некоторые гормоны осуществляют регулирования концентрации глюкозы в крови.

Инсулин снижает концентрацию глюкозы, в то время как кортизол, глюкагон и катехоламины увеличивают.

Уровни кальция

Кости и зубы содержат приблизительно 99% кальция в организме, в то время как оставшийся 1% циркулируют в крови. Слишком большое или недостаточное содержание кальция в крови имеют негативные последствия. Если уровень кальция в крови слишком сильно снижается, паращитовидные железы активируют свои рецепторы, чувствительные к кальцию, и высвобождают паратиреоидный гормон.

https://www.youtube.com/watch?v=XuPP5YALZXk

ПТГ сигнализирует костям он необходимости высвобождения кальция, чтобы увеличить его концентрацию в кровотоке. Если уровень кальция увеличивается слишком сильно, щитовидная железа высвобождает кальцитонин и фиксирует избыток кальция в костях, тем самым уменьшая количество кальция в крови.

Объем жидкости

Тело должно поддерживать постоянную внутреннюю среду, а это означает, что ему необходимо регулировать потерю или восполнение жидкости. Гормоны помогают регулировать этот баланс, вызывая экскрецию или удерживание жидкости.

Если организму не хватает жидкости, антидиуретический гормон сигнализирует почкам о сохранении жидкости и уменьшает выход мочи.

Если организм содержит слишком много жидкости, он подавляет альдостерон и сигнализирует о выделении большего количества мочи.

Источник: https://NatWorld.info/raznoe-o-prirode/harakteristika-funkcii-primery-i-mehanizmy-podderzhanija-gomeostaza

Медицина и здоровье
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: