Homeostasis adalah keupayaan tubuh manusia untuk menyesuaikan diri dengan perubahan keadaan persekitaran luaran dan dalaman. Operasi stabil proses homeostasis menjamin seseorang keadaan kesihatan yang selesa dalam apa jua keadaan, mengekalkan keteguhan penunjuk penting badan.
Homeostasis dari sudut biologi dan ekologi
Homeostasis terpakai kepada mana-mana organisma multiselular. Pada masa yang sama, ahli ekologi sering memberi perhatian kepada keseimbangan persekitaran luaran. Adalah dipercayai bahawa ini adalah homeostasis ekosistem, yang juga mengalami perubahan dan sentiasa dibina semula untuk kewujudan berterusan.
Sekiranya keseimbangan dalam mana-mana sistem terganggu dan ia tidak dapat memulihkannya, maka ini membawa kepada pemberhentian sepenuhnya berfungsi.
Manusia tidak terkecuali; mekanisme homeostatik memainkan peranan penting dalam kehidupan seharian, dan tahap perubahan yang dibenarkan dalam penunjuk utama tubuh manusia adalah sangat kecil. Dengan turun naik luar biasa dalam persekitaran luaran atau dalaman, kegagalan dalam homeostasis boleh membawa kepada akibat yang membawa maut.
Mengapakah homeostasis diperlukan dan jenisnya?
Setiap hari seseorang terdedah kepada pelbagai faktor persekitaran, tetapi agar proses biologi asas dalam badan terus berfungsi dengan stabil, keadaan mereka tidak boleh berubah. Dalam mengekalkan kestabilan inilah peranan utama homeostasis terletak.
Adalah lazim untuk membezakan tiga jenis utama:
- Genetik.
- fisiologi.
- Struktur (regeneratif atau selular).
Untuk kewujudan sepenuhnya, seseorang memerlukan kerja ketiga-tiga jenis homeostasis dalam kombinasi; jika salah satu daripada mereka gagal, ini membawa kepada akibat yang tidak menyenangkan untuk kesihatan. Kerja proses yang diselaraskan akan membolehkan anda tidak melihat atau mengalami perubahan yang paling biasa dengan kesulitan yang minimum dan berasa yakin.
Jenis homeostasis ini ialah keupayaan untuk mengekalkan genotip tunggal dalam satu populasi. Pada peringkat molekul-selular, sistem genetik tunggal dikekalkan, yang membawa set maklumat keturunan tertentu.
Mekanisme ini membolehkan individu membiak antara satu sama lain, sambil mengekalkan keseimbangan dan keseragaman kumpulan orang yang tertutup bersyarat (populasi).
Homeostasis fisiologi
Jenis homeostasis ini bertanggungjawab untuk mengekalkan tanda-tanda vital utama dalam keadaan optimum:
- Suhu badan.
- Tekanan darah.
- Kestabilan penghadaman.
Sistem imun, endokrin dan saraf bertanggungjawab untuk berfungsi dengan betul. Sekiranya berlaku kerosakan yang tidak dijangka dalam operasi salah satu sistem, ini serta-merta menjejaskan kesejahteraan seluruh badan, yang membawa kepada kelemahan fungsi perlindungan dan perkembangan penyakit.
Homeostasis selular (struktur)
Jenis ini juga dipanggil "penjanaan semula", yang mungkin paling sesuai menerangkan ciri fungsi.
Kuasa utama homeostasis sedemikian bertujuan untuk memulihkan dan menyembuhkan sel-sel yang rosak pada organ dalaman tubuh manusia. Mekanisme inilah, apabila berfungsi dengan betul, yang membolehkan tubuh pulih daripada penyakit atau kecederaan.
Mekanisme asas homeostasis berkembang dan berkembang bersama seseorang, lebih baik menyesuaikan diri dengan perubahan dalam persekitaran luaran.
Fungsi homeostasis
Untuk memahami dengan betul fungsi dan sifat homeostasis, sebaiknya pertimbangkan tindakannya menggunakan contoh khusus.
Sebagai contoh, apabila bermain sukan, pernafasan manusia dan kadar denyutan jantung meningkat, yang menunjukkan keinginan badan untuk mengekalkan keseimbangan dalaman di bawah keadaan persekitaran yang berubah.
Apabila berpindah ke negara dengan iklim yang jauh berbeza daripada negara biasa anda, anda mungkin berasa tidak sihat untuk beberapa lama. Bergantung pada kesihatan umum seseorang, mekanisme homeostasis membenarkan penyesuaian kepada keadaan hidup baru. Sesetengah orang tidak merasakan penyesuaian dan keseimbangan dalaman dengan cepat menyesuaikan diri, sementara yang lain perlu menunggu sedikit sebelum badan menyesuaikan parameternya.
Dalam keadaan suhu tinggi, seseorang menjadi panas dan berpeluh. Fenomena ini dianggap sebagai bukti langsung tentang fungsi mekanisme pengawalseliaan diri.
Dalam banyak cara, kerja fungsi homeostatik asas bergantung pada keturunan, bahan genetik yang diwarisi daripada generasi keluarga yang lebih tua.
Berdasarkan contoh yang diberikan, fungsi utama dapat dilihat dengan jelas:
- Tenaga.
- Adaptif.
- Pembiakan.
Adalah penting untuk memberi perhatian kepada fakta bahawa pada usia tua, serta pada masa bayi, fungsi homeostasis yang stabil memerlukan perhatian khusus, kerana fakta bahawa tindak balas sistem pengawalseliaan utama adalah perlahan dalam tempoh kehidupan ini.
Sifat homeostasis
Mengetahui tentang fungsi utama kawal selia kendiri, ia juga berguna untuk memahami sifat yang dimilikinya. Homeostasis ialah perkaitan kompleks proses dan tindak balas. Antara sifat homeostasis ialah:
- Ketidakstabilan.
- Berusaha untuk keseimbangan.
- Ketidakpastian.
Mekanisme sentiasa berubah, menguji keadaan untuk memilih pilihan terbaik untuk menyesuaikan diri dengannya. Ini menunjukkan sifat ketidakstabilan.
Keseimbangan adalah matlamat dan harta utama mana-mana organisma; ia sentiasa berusaha untuk mendapatkannya, baik dari segi struktur dan fungsi.
Dalam sesetengah kes, tindak balas badan terhadap perubahan dalam persekitaran luaran atau dalaman mungkin menjadi tidak dijangka dan membawa kepada penstrukturan semula sistem penting. Ketidakpastian homeostasis boleh menyebabkan beberapa ketidakselesaan, yang tidak menunjukkan kesan buruk selanjutnya terhadap keadaan badan.
Bagaimana untuk meningkatkan fungsi mekanisme sistem homeostatik
Dari sudut pandangan perubatan, sebarang penyakit adalah bukti kerosakan dalam homeostasis. Ancaman luaran dan dalaman sentiasa memberi kesan kepada badan, dan hanya koheren dalam operasi sistem utama akan membantu mengatasinya.
Kelemahan sistem imun tidak berlaku tanpa sebab. Perubatan moden mempunyai pelbagai alat yang boleh membantu seseorang mengekalkan kesihatan mereka, tanpa mengira apa yang menyebabkan kegagalan.
Mengubah keadaan cuaca, situasi tertekan, kecederaan - semua ini boleh membawa kepada perkembangan penyakit yang berbeza-beza keparahan.
Agar fungsi homeostasis berfungsi dengan betul dan secepat mungkin, adalah perlu untuk memantau keadaan umum kesihatan anda. Untuk melakukan ini, anda boleh berunding dengan doktor untuk pemeriksaan bagi mengenal pasti kelemahan anda dan memilih satu set terapi untuk menghapuskannya. Diagnostik tetap akan membantu mengawal proses asas kehidupan dengan lebih baik.
Adalah penting untuk mengikuti cadangan mudah ini sendiri:
- Elakkan situasi yang tertekan untuk melindungi sistem saraf daripada tekanan berlebihan yang berterusan.
- Pantau diet anda, jangan membebankan diri anda dengan makanan berat, dan elakkan berpuasa yang sia-sia, yang akan membolehkan sistem pencernaan mengatasi kerjanya dengan lebih mudah.
- Pilih kompleks vitamin yang sesuai untuk mengurangkan kesan perubahan cuaca bermusim.
Sikap berwaspada terhadap kesihatan anda sendiri akan membantu proses homeostatik bertindak balas dengan segera dan betul kepada sebarang perubahan.
Seperti yang diketahui, sel hidup ialah sistem mudah alih yang mengawal selia. Organisasi dalamannya disokong oleh proses aktif yang bertujuan untuk mengehadkan, mencegah atau menghapuskan anjakan yang disebabkan oleh pelbagai pengaruh daripada persekitaran luaran dan dalaman. Keupayaan untuk kembali ke keadaan asal selepas penyelewengan dari tahap purata tertentu yang disebabkan oleh satu atau lain faktor "mengganggu" adalah sifat utama sel. Organisma multisel ialah satu organisasi penting, unsur-unsur selularnya dikhususkan untuk melaksanakan pelbagai fungsi. Interaksi dalam badan dijalankan oleh mekanisme pengawalseliaan, penyelarasan dan kaitan yang kompleks dengan penyertaan faktor saraf, humoral, metabolik dan lain-lain. Banyak mekanisme individu yang mengawal hubungan intra dan antara sel mempunyai, dalam beberapa kes, kesan yang saling bertentangan (antagonis) yang mengimbangi antara satu sama lain. Ini membawa kepada penubuhan latar belakang fisiologi mudah alih (keseimbangan fisiologi) dalam badan dan membolehkan sistem hidup mengekalkan kestabilan dinamik relatif, walaupun perubahan dalam persekitaran dan anjakan yang timbul semasa hayat organisma.
Istilah "homeostasis" telah dicadangkan pada tahun 1929 oleh ahli fisiologi W. Cannon, yang percaya bahawa proses fisiologi yang mengekalkan kestabilan dalam badan adalah sangat kompleks dan pelbagai sehingga dinasihatkan untuk menggabungkannya di bawah nama umum homeostasis. Walau bagaimanapun, pada tahun 1878, C. Bernard menulis bahawa semua proses kehidupan hanya mempunyai satu matlamat - mengekalkan kestabilan keadaan hidup dalam persekitaran dalaman kita. Kenyataan yang sama terdapat dalam karya ramai penyelidik pada separuh ke-19 dan pertama abad ke-20. (E. Pfluger, S. Richet, Frederic (L.A. Fredericq), I.M. Sechenov, I.P. Pavlov, K.M. Bykov dan lain-lain). Kerja-kerja L.S. sangat penting untuk mengkaji masalah homeostasis. Stern (dengan rakan sekerja), menumpukan kepada peranan fungsi penghalang yang mengawal komposisi dan sifat persekitaran mikro organ dan tisu.
Idea homeostasis tidak sesuai dengan konsep keseimbangan yang stabil (tidak berubah-ubah) dalam badan - prinsip keseimbangan tidak terpakai untuk proses fisiologi dan biokimia yang kompleks yang berlaku dalam sistem hidup. Ia juga tidak betul untuk membezakan homeostasis dengan turun naik berirama dalam persekitaran dalaman. Homeostasis dalam erti kata yang luas merangkumi isu-isu proses kitaran dan fasa tindak balas, pampasan, pengawalseliaan dan kawal selia kendiri fungsi fisiologi, dinamik saling kebergantungan saraf, humoral dan komponen lain dalam proses pengawalseliaan. Sempadan homeostasis boleh menjadi tegar dan fleksibel, berubah bergantung pada umur individu, jantina, sosial, profesional dan keadaan lain.
Kepentingan khusus untuk kehidupan badan ialah ketekalan komposisi darah - matriks bendalir badan, seperti yang dikatakan oleh W. Cannon. Kestabilan tindak balas aktifnya (pH), tekanan osmotik, nisbah elektrolit (natrium, kalsium, klorin, magnesium, fosforus), kandungan glukosa, bilangan unsur yang terbentuk, dan sebagainya diketahui umum. Sebagai contoh, pH darah, sebagai peraturan, tidak melebihi 7.35-7.47. Malah gangguan teruk metabolisme asid-bes dengan patologi pengumpulan asid dalam cecair tisu, contohnya dalam asidosis diabetik, mempunyai kesan yang sangat sedikit pada tindak balas darah aktif. Walaupun fakta bahawa tekanan osmotik darah dan cecair tisu tertakluk kepada turun naik berterusan disebabkan oleh bekalan berterusan produk metabolisme interstisial yang aktif secara osmotik, ia kekal pada tahap tertentu dan berubah hanya di bawah keadaan patologi yang teruk tertentu.
Mengekalkan tekanan osmotik yang berterusan adalah amat penting untuk metabolisme air dan mengekalkan keseimbangan ionik dalam badan (lihat Metabolisme garam air). Kepekatan ion natrium dalam persekitaran dalaman adalah yang paling malar. Kandungan elektrolit lain juga berbeza dalam had yang sempit. Kehadiran sejumlah besar osmoreseptor dalam tisu dan organ, termasuk dalam pembentukan saraf pusat (hipothalamus, hippocampus), dan sistem penyelarasan pengawal selia metabolisme air dan komposisi ion membolehkan badan dengan cepat menghapuskan perubahan dalam tekanan osmotik darah yang berlaku, contohnya, apabila air dimasukkan ke dalam badan .
Walaupun fakta bahawa darah mewakili persekitaran dalaman umum badan, sel-sel organ dan tisu tidak langsung bersentuhan dengannya.
Dalam organisma multiselular, setiap organ mempunyai persekitaran dalaman sendiri (persekitaran mikro), sepadan dengan ciri struktur dan fungsinya, dan keadaan normal organ bergantung pada komposisi kimia, fizikokimia, biologi dan sifat-sifat lain persekitaran mikro ini. Homeostasisnya ditentukan oleh keadaan berfungsi halangan histohematik dan kebolehtelapannya dalam arah darah→cecair tisu, cecair tisu→darah.
Ketekalan persekitaran dalaman untuk aktiviti sistem saraf pusat adalah sangat penting: walaupun perubahan kimia dan fizikokimia kecil yang berlaku dalam cecair serebrospinal, glia dan ruang perisel boleh menyebabkan gangguan mendadak dalam aliran proses penting dalam neuron individu. atau dalam kumpulan mereka. Sistem homeostatik yang kompleks, termasuk pelbagai mekanisme neurohumoral, biokimia, hemodinamik dan lain-lain, adalah sistem untuk memastikan tahap tekanan darah yang optimum. Dalam kes ini, had atas paras tekanan darah ditentukan oleh fungsi baroreseptor sistem vaskular badan, dan had bawah ditentukan oleh keperluan bekalan darah badan.
Mekanisme homeostatik yang paling maju dalam badan haiwan dan manusia yang lebih tinggi termasuk proses termoregulasi; Dalam haiwan homeotermik, turun naik suhu di bahagian dalaman badan tidak melebihi sepersepuluh darjah semasa perubahan suhu yang paling dramatik dalam persekitaran.
Penyelidik yang berbeza menerangkan mekanisme biologi umum yang mendasari homeostasis dengan cara yang berbeza. Oleh itu, W. Cannon mementingkan sistem saraf yang lebih tinggi, L. A. Orbeli menganggap fungsi adaptif-trofik sistem saraf simpatetik sebagai salah satu faktor utama homeostasis. Peranan penyusunan alat saraf (prinsip nervisme) mendasari idea yang diketahui secara meluas tentang intipati prinsip homeostasis (I. M. Sechenov, I. P. Pavlov, A. D. Speransky dan lain-lain). Walau bagaimanapun, baik prinsip penguasaan (A. A. Ukhtomsky), mahupun teori fungsi penghalang (L. S. Stern), mahupun sindrom penyesuaian umum (G. Selye), mahupun teori sistem berfungsi (P. K. Anokhin), mahupun peraturan hipotalamus homeostasis (N.I. Grashchenkov) dan banyak teori lain tidak menyelesaikan masalah homeostasis sepenuhnya.
Dalam sesetengah kes, idea homeostasis tidak sepenuhnya digunakan secara sah untuk menerangkan keadaan fisiologi terpencil, proses, dan juga fenomena sosial. Ini adalah bagaimana istilah "imunologi", "elektrolit", "sistemik", "molekul", "fizikokimia", "homeostasis genetik" dan seumpamanya muncul dalam kesusasteraan. Percubaan telah dibuat untuk mengurangkan masalah homeostasis kepada prinsip pengawalan kendiri. Contoh penyelesaian masalah homeostasis dari perspektif sibernetik ialah percubaan Ashby (W. R. Ashby, 1948) untuk membina alat mengawal kendiri yang menyerupai keupayaan organisma hidup untuk mengekalkan tahap kuantiti tertentu dalam had yang boleh diterima secara fisiologi. Sesetengah penulis menganggap persekitaran dalaman badan dalam bentuk sistem rantai kompleks dengan banyak "input aktif" (organ dalaman) dan penunjuk fisiologi individu (aliran darah, tekanan darah, pertukaran gas, dll.), Nilai setiap yang ditentukan oleh aktiviti "input".
Dalam amalan, penyelidik dan doktor berhadapan dengan soalan menilai keupayaan penyesuaian (adaptif) atau pampasan badan, peraturan, pengukuhan dan mobilisasi mereka, dan meramalkan tindak balas badan terhadap pengaruh yang mengganggu. Sesetengah keadaan ketidakstabilan vegetatif, disebabkan oleh ketidakcukupan, lebihan atau ketidakcukupan mekanisme pengawalseliaan, dianggap sebagai "penyakit homeostasis". Dengan konvensyen tertentu, ini mungkin termasuk gangguan fungsi fungsi normal badan yang berkaitan dengan penuaannya, penstrukturan semula paksa irama biologi, beberapa fenomena dystonia vegetatif, kereaktifan hiper dan hipokompensasi di bawah pengaruh tekanan dan melampau, dan sebagainya.
Untuk menilai keadaan mekanisme homeostatik dalam physiol. Dalam eksperimen dan secara baji, amalan, pelbagai ujian fungsi berdos digunakan (sejuk, haba, adrenalin, insulin, mesaton dan lain-lain) dengan penentuan nisbah bahan aktif biologi (hormon, mediator, metabolit) dalam darah dan air kencing. dan sebagainya.
Mekanisme biofizik homeostasis
Mekanisme biofizik homeostasis. Dari sudut pandangan biofizik kimia, homeostasis adalah keadaan di mana semua proses yang bertanggungjawab untuk transformasi tenaga dalam badan berada dalam keseimbangan dinamik. Keadaan ini adalah yang paling stabil dan sepadan dengan optimum fisiologi. Selaras dengan konsep termodinamik, organisma dan sel boleh wujud dan menyesuaikan diri dengan keadaan persekitaran di mana proses pegun proses fizikokimia, iaitu, homeostasis, boleh diwujudkan dalam sistem biologi. Peranan utama dalam mewujudkan homeostasis adalah terutamanya kepada sistem membran selular, yang bertanggungjawab untuk proses biotenaga dan mengawal kadar kemasukan dan pelepasan bahan oleh sel.
Dari sudut pandangan ini, punca utama gangguan adalah tindak balas bukan enzim yang berlaku dalam membran, luar biasa untuk kehidupan normal; dalam kebanyakan kes, ini adalah tindak balas rantai pengoksidaan yang melibatkan radikal bebas yang berlaku dalam fosfolipid sel. Tindak balas ini membawa kepada kerosakan kepada unsur-unsur struktur sel dan gangguan fungsi pengawalseliaan. Faktor-faktor yang menyebabkan gangguan homeostasis juga termasuk agen yang menyebabkan pembentukan radikal - sinaran mengion, toksin berjangkit, makanan tertentu, nikotin, serta kekurangan vitamin, dan sebagainya.
Salah satu faktor utama yang menstabilkan keadaan homeostatik dan fungsi membran ialah bioantioksidan, yang menghalang perkembangan tindak balas radikal oksidatif.
Ciri homeostasis yang berkaitan dengan usia pada kanak-kanak
Ciri homeostasis yang berkaitan dengan usia pada kanak-kanak. Kestabilan persekitaran dalaman badan dan kestabilan relatif penunjuk fizikal dan kimia pada zaman kanak-kanak dipastikan oleh penguasaan ketara proses metabolik anabolik berbanding yang katabolik. Ini adalah syarat yang sangat diperlukan untuk pertumbuhan dan membezakan badan kanak-kanak daripada badan orang dewasa, di mana intensiti proses metabolik berada dalam keadaan keseimbangan dinamik. Dalam hal ini, peraturan neuroendokrin homeostasis badan kanak-kanak ternyata lebih sengit daripada orang dewasa. Setiap tempoh umur dicirikan oleh ciri khusus mekanisme homeostasis dan peraturannya. Oleh itu, pada kanak-kanak, lebih kerap daripada orang dewasa, gangguan homeostasis yang teruk berlaku, selalunya mengancam nyawa. Gangguan ini paling kerap dikaitkan dengan ketidakmatangan fungsi homeostatik buah pinggang, dengan gangguan saluran gastrousus atau fungsi pernafasan paru-paru.
Pertumbuhan kanak-kanak, yang dinyatakan dalam peningkatan jisim selnya, disertai dengan perubahan yang berbeza dalam pengagihan cecair dalam badan (lihat Metabolisme garam air). Peningkatan mutlak dalam jumlah cecair ekstraselular tertinggal daripada kadar pertambahan berat badan secara keseluruhan, jadi isipadu relatif persekitaran dalaman, dinyatakan sebagai peratusan berat badan, berkurangan dengan usia. Pergantungan ini amat ketara pada tahun pertama selepas kelahiran. Pada kanak-kanak yang lebih tua, kadar perubahan dalam isipadu relatif cecair ekstraselular berkurangan. Sistem untuk mengawal selia ketabahan isipadu bendalir (peraturan isipadu) menyediakan pampasan untuk penyelewengan dalam keseimbangan air dalam had yang agak sempit. Tahap penghidratan tisu yang tinggi pada bayi baru lahir dan kanak-kanak kecil menentukan keperluan kanak-kanak untuk air (seunit berat badan) adalah lebih tinggi daripada orang dewasa. Kehilangan air atau hadnya dengan cepat membawa kepada perkembangan dehidrasi disebabkan oleh sektor ekstraselular, iaitu persekitaran dalaman. Pada masa yang sama, buah pinggang - organ eksekutif utama dalam sistem volumoregulation - tidak memberikan penjimatan air. Faktor pembatas peraturan adalah ketidakmatangan sistem tiub buah pinggang. Ciri kritikal kawalan neuroendokrin terhadap homeostasis pada neonat dan kanak-kanak kecil adalah rembesan yang agak tinggi dan perkumuhan buah pinggang aldosteron, yang mempunyai kesan langsung ke atas status penghidratan tisu dan fungsi tiub buah pinggang.
Peraturan tekanan osmotik plasma darah dan cecair ekstraselular pada kanak-kanak juga terhad. Osmolariti persekitaran dalaman turun naik dalam julat yang lebih luas (±50 mOsm/L) berbanding orang dewasa (±6 mOsm/L). Ini disebabkan oleh luas permukaan badan yang lebih besar bagi setiap 1 kg berat dan, oleh itu, kehilangan air yang lebih ketara semasa pernafasan, serta ketidakmatangan mekanisme buah pinggang kepekatan air kencing pada kanak-kanak. Gangguan homeostasis, yang ditunjukkan oleh hiperosmosis, adalah perkara biasa pada kanak-kanak semasa tempoh neonatal dan bulan pertama kehidupan; pada usia yang lebih tua, hypoosmosis mula mendominasi, dikaitkan terutamanya dengan penyakit gastrousus atau penyakit malam. Kurang dikaji ialah peraturan ionik homeostasis, yang berkait rapat dengan aktiviti buah pinggang dan sifat pemakanan.
Sebelum ini, dipercayai bahawa faktor utama yang menentukan tekanan osmotik cecair ekstraselular ialah kepekatan natrium, tetapi kajian yang lebih baru menunjukkan bahawa tiada korelasi rapat antara kandungan natrium dalam plasma darah dan nilai jumlah tekanan osmotik. dalam patologi. Pengecualian ialah hipertensi plasma. Oleh itu, menjalankan terapi homeostatik dengan mentadbir larutan glukosa-garam memerlukan pemantauan bukan sahaja kandungan natrium dalam serum atau plasma darah, tetapi juga perubahan dalam jumlah osmolariti cecair ekstraselular. Kepekatan gula dan urea adalah sangat penting dalam mengekalkan tekanan osmotik am dalam persekitaran dalaman. Kandungan bahan aktif secara osmotik ini dan kesannya terhadap metabolisme garam air boleh meningkat secara mendadak dalam banyak keadaan patologi. Oleh itu, sekiranya berlaku sebarang gangguan dalam homeostasis, adalah perlu untuk menentukan kepekatan gula dan urea. Disebabkan perkara di atas, pada kanak-kanak kecil, jika rejim garam air dan protein terganggu, keadaan hiper atau hypoosmosis terpendam, hiperazotemia boleh berkembang (E. Kerpel-Froniusz, 1964).
Penunjuk penting yang mencirikan homeostasis pada kanak-kanak ialah kepekatan ion hidrogen dalam darah dan cecair ekstraselular. Dalam tempoh antenatal dan awal selepas bersalin, peraturan keseimbangan asid-bes berkait rapat dengan tahap ketepuan oksigen darah, yang dijelaskan oleh dominasi relatif glikolisis anaerobik dalam proses biotenaga. Lebih-lebih lagi, walaupun hipoksia sederhana dalam janin disertai dengan pengumpulan asid laktik dalam tisunya. Di samping itu, ketidakmatangan fungsi asidogenetik buah pinggang mewujudkan prasyarat untuk perkembangan asidosis "fisiologi". Disebabkan oleh keanehan homeostasis, bayi yang baru lahir sering mengalami gangguan yang bersempadan antara fisiologi dan patologi.
Penstrukturan semula sistem neuroendokrin semasa baligh juga dikaitkan dengan perubahan dalam homeostasis. Walau bagaimanapun, fungsi organ eksekutif (buah pinggang, paru-paru) mencapai tahap kematangan maksimum pada usia ini, jadi sindrom teruk atau penyakit homeostasis jarang berlaku, dan lebih kerap kita bercakap tentang perubahan pampasan dalam metabolisme, yang hanya dapat dikesan. dengan ujian darah biokimia. Di klinik, untuk mencirikan homeostasis pada kanak-kanak, adalah perlu untuk memeriksa penunjuk berikut: hematokrit, jumlah tekanan osmotik, kandungan natrium, kalium, gula, bikarbonat dan urea dalam darah, serta pH darah, pO 2 dan pCO 2.
Ciri-ciri homeostasis pada usia tua dan nyanyuk
Ciri-ciri homeostasis pada usia tua dan nyanyuk. Tahap nilai homeostatik yang sama dalam tempoh umur yang berbeza dikekalkan kerana pelbagai perubahan dalam sistem peraturan mereka. Sebagai contoh, kestabilan tahap tekanan darah pada orang muda dikekalkan kerana output jantung yang lebih tinggi dan jumlah rintangan vaskular periferi yang rendah, dan pada orang tua dan nyanyuk - disebabkan oleh jumlah rintangan periferi yang lebih tinggi dan penurunan output jantung. Semasa penuaan badan, kestabilan fungsi fisiologi yang paling penting dikekalkan dalam keadaan mengurangkan kebolehpercayaan dan mengurangkan kemungkinan julat perubahan fisiologi dalam homeostasis. Pemeliharaan homeostasis relatif semasa perubahan struktur, metabolik dan fungsi yang ketara dicapai oleh fakta bahawa bukan sahaja kepupusan, gangguan dan degradasi berlaku serentak, tetapi juga pembangunan mekanisme penyesuaian khusus. Disebabkan ini, tahap gula darah yang berterusan, pH darah, tekanan osmotik, potensi membran sel, dan sebagainya dikekalkan.
Kepentingan penting dalam mengekalkan homeostasis semasa proses penuaan adalah perubahan dalam mekanisme peraturan neurohumoral, peningkatan sensitiviti tisu terhadap tindakan hormon dan mediator terhadap latar belakang kelemahan pengaruh saraf.
Apabila badan semakin tua, fungsi jantung, pengudaraan pulmonari, pertukaran gas, fungsi buah pinggang, rembesan kelenjar pencernaan, fungsi kelenjar endokrin, metabolisme dan lain-lain berubah dengan ketara. Perubahan ini boleh dicirikan sebagai homeoresis - trajektori semula jadi (dinamik) perubahan dalam kadar metabolisme dan fungsi fisiologi dengan usia dari semasa ke semasa. Kepentingan perjalanan perubahan berkaitan usia adalah sangat penting untuk mencirikan proses penuaan seseorang dan menentukan umur biologinya.
Pada usia tua dan usia tua, potensi umum mekanisme penyesuaian berkurangan. Oleh itu, pada usia tua, di bawah peningkatan beban, tekanan dan situasi lain, kemungkinan kegagalan mekanisme penyesuaian dan gangguan homeostasis meningkat. Penurunan kebolehpercayaan mekanisme homeostasis ini adalah salah satu prasyarat yang paling penting untuk perkembangan gangguan patologi pada usia tua.
Adakah anda pasti tidak berpuas hati dengan prospek untuk hilang dari dunia ini selama-lamanya? Adakah anda mahu menjalani kehidupan lain? Mulakan semula? Betulkan kesilapan hidup ini? Jadikan impian yang tidak tercapai menjadi kenyataan? Ikuti pautan ini:
Homeostasis ialah proses mengawal kendiri di mana semua sistem biologi berusaha untuk mengekalkan kestabilan semasa tempoh penyesuaian kepada keadaan tertentu yang optimum untuk terus hidup. Mana-mana sistem, berada dalam keseimbangan dinamik, berusaha untuk mencapai keadaan stabil yang menentang faktor luaran dan rangsangan.
Konsep homeostasis
Semua sistem badan mesti bekerjasama untuk mengekalkan homeostasis yang betul di dalam badan. Homeostasis ialah peraturan penunjuk dalam badan seperti suhu, kandungan air dan paras karbon dioksida. Sebagai contoh, diabetes adalah keadaan di mana badan tidak dapat mengawal paras glukosa darah.
Homeostasis ialah istilah yang digunakan untuk menggambarkan kewujudan organisma dalam ekosistem dan untuk menggambarkan kejayaan berfungsi sel dalam organisma. Organisma dan populasi boleh mengekalkan homeostasis dengan mengekalkan tahap kesuburan dan kematian yang stabil.
Maklum balas
Maklum balas adalah proses yang berlaku apabila sistem badan perlu diperlahankan atau dihentikan sepenuhnya. Apabila seseorang makan, makanan memasuki perut dan pencernaan bermula. Perut tidak boleh berfungsi di antara waktu makan. Sistem penghadaman berfungsi dengan siri hormon dan impuls saraf untuk menghentikan dan memulakan pengeluaran rembesan asid dalam perut.
Satu lagi contoh maklum balas negatif boleh diperhatikan dalam kes peningkatan suhu badan. Peraturan homeostasis ditunjukkan oleh berpeluh, tindak balas perlindungan badan terhadap terlalu panas. Oleh itu, kenaikan suhu berhenti dan masalah terlalu panas dinetralkan. Dalam kes hipotermia, badan juga menyediakan beberapa langkah yang diambil untuk memanaskan badan.
Mengekalkan keseimbangan dalaman
Homeostasis boleh ditakrifkan sebagai sifat organisma atau sistem yang membantunya mengekalkan parameter yang diberikan dalam julat nilai normal. Ia adalah kunci kepada kehidupan dan keseimbangan yang tidak betul dalam mengekalkan homeostasis boleh membawa kepada penyakit seperti hipertensi dan diabetes.
Homeostasis adalah elemen penting dalam memahami bagaimana tubuh manusia berfungsi. Definisi formal ini mencirikan sistem yang mengawal persekitaran dalamannya dan berusaha untuk mengekalkan kestabilan dan keteraturan semua proses yang berlaku dalam badan.
Peraturan homeostatik: suhu badan
Kawalan suhu badan pada manusia adalah contoh baik homeostasis dalam sistem biologi. Apabila seseorang itu sihat, suhu badannya berlegar sekitar +37°C, tetapi pelbagai faktor boleh mempengaruhi nilai ini, termasuk hormon, kadar metabolisme dan pelbagai penyakit yang menyebabkan demam.
Dalam badan, peraturan suhu dikawal di bahagian otak yang dipanggil hipotalamus. Melalui aliran darah, isyarat tentang penunjuk suhu diterima ke otak, serta hasil data mengenai kadar pernafasan, tahap gula dalam darah dan metabolisme dianalisis. Kehilangan haba dalam badan manusia juga menyumbang kepada penurunan aktiviti.
Keseimbangan air-garam
Tidak kira berapa banyak air yang diminum seseorang, tubuh tidak mengembang seperti belon, dan tubuh manusia juga tidak mengecut seperti kismis jika seseorang minum sedikit. Mungkin seseorang telah memikirkan perkara ini sekurang-kurangnya sekali. Satu cara atau yang lain, badan tahu berapa banyak cecair yang perlu dikekalkan untuk mengekalkan tahap yang diingini.
Kepekatan garam dan glukosa (gula) dalam badan dikekalkan pada tahap yang tetap (jika tiada faktor negatif), jumlah darah dalam badan adalah kira-kira 5 liter.
Mengawal Tahap Gula Darah
Glukosa adalah sejenis gula yang terdapat dalam darah. Tubuh manusia mesti mengekalkan paras glukosa yang betul agar seseorang itu kekal sihat. Apabila tahap glukosa menjadi terlalu tinggi, pankreas menghasilkan hormon insulin.
Jika paras glukosa darah turun terlalu rendah, hati menukarkan glikogen dalam darah, seterusnya meningkatkan paras gula. Apabila bakteria atau virus patogen memasuki badan, ia mula melawan jangkitan sebelum unsur patogen boleh membawa kepada sebarang masalah kesihatan.
Tekanan darah terkawal
Mengekalkan tekanan darah yang sihat juga merupakan contoh homeostasis. Jantung boleh merasakan perubahan dalam tekanan darah dan menghantar isyarat ke otak untuk diproses. Otak kemudian menghantar isyarat kembali ke jantung dengan arahan tentang cara bertindak balas dengan betul. Jika tekanan darah anda terlalu tinggi, ia perlu diturunkan.
Bagaimanakah homeostasis dicapai?
Bagaimanakah tubuh manusia mengawal semua sistem dan organ dan mengimbangi perubahan dalam persekitaran? Ini berlaku kerana kehadiran banyak sensor semula jadi yang memantau suhu, komposisi garam darah, tekanan darah dan banyak parameter lain. Pengesan ini menghantar isyarat ke otak, pusat kawalan utama, jika nilai tertentu menyimpang dari norma. Selepas ini, langkah pampasan dilancarkan untuk memulihkan keadaan normal.
Mengekalkan homeostasis adalah sangat penting untuk badan. Tubuh manusia mengandungi sejumlah bahan kimia yang dikenali sebagai asid dan alkali, keseimbangan yang betul diperlukan untuk fungsi optimum semua organ dan sistem badan. Tahap kalsium dalam darah mesti dikekalkan pada tahap yang sepatutnya. Memandangkan pernafasan tidak disengajakan, sistem saraf memastikan badan menerima oksigen yang sangat diperlukan. Apabila toksin memasuki aliran darah anda, ia mengganggu homeostasis badan. Tubuh manusia bertindak balas terhadap gangguan ini melalui sistem kencing.
Adalah penting untuk ditekankan bahawa homeostasis badan berfungsi secara automatik jika sistem berfungsi secara normal. Sebagai contoh, tindak balas terhadap haba - kulit menjadi merah kerana saluran darah kecilnya mengembang secara automatik. Menggigil adalah tindak balas kepada penyejukan. Oleh itu, homeostasis bukanlah koleksi organ, tetapi sintesis dan keseimbangan fungsi tubuh. Bersama-sama, ini membolehkan anda mengekalkan seluruh badan dalam keadaan stabil.
2. Objektif pembelajaran:
Ketahui intipati homeostasis, mekanisme fisiologi mengekalkan homeostasis, asas peraturan homeostasis.
Kaji jenis utama homeostasis. Ketahui ciri homeostasis yang berkaitan dengan usia
3. Soalan untuk persediaan diri untuk menguasai topik ini:
1) Definisi homeostasis
2) Jenis-jenis homeostasis.
3) Homeostasis genetik
4) Homeostasis struktur
5) Homeostasis persekitaran dalaman badan
6) Homeostasis imunologi
7) Mekanisme peraturan homeostasis: neurohumoral dan endokrin.
8) Peraturan hormon homeostasis.
9) Organ yang terlibat dalam pengawalan homeostasis
10) Prinsip umum tindak balas homeostatik
11) Kekhususan spesies homeostasis.
12) Ciri homeostasis yang berkaitan dengan usia
13) Proses patologi yang disertai dengan gangguan homeostasis.
14) Pembetulan homeostasis badan adalah tugas utama doktor.
__________________________________________________________________
4. Jenis pelajaran: ekstrakurikuler
5. Tempoh pelajaran- 3 jam.
6. Peralatan. Persembahan elektronik "Kuliah biologi", jadual, boneka
Homeostasis(gr. homoios - sama, stasis - keadaan) - keupayaan organisma untuk mengekalkan ketekalan persekitaran dalaman dan ciri-ciri utama organisasi yang wujud, walaupun terdapat kebolehubahan parameter persekitaran luaran dan tindakan mengganggu dalaman faktor.
Homeostasis setiap individu adalah khusus dan ditentukan oleh genotipnya.
Badan adalah sistem dinamik terbuka. Aliran bahan dan tenaga yang diperhatikan dalam badan menentukan pembaharuan diri dan pembiakan diri di semua peringkat daripada molekul kepada organisma dan populasi.
Dalam proses metabolisme dengan pertukaran makanan, air, dan gas, pelbagai sebatian kimia memasuki badan dari persekitaran, yang, selepas transformasi, menjadi serupa dengan komposisi kimia badan dan memasuki struktur morfologinya. Selepas tempoh tertentu, bahan yang diserap dimusnahkan, melepaskan tenaga, dan molekul yang dimusnahkan digantikan oleh yang baru, tanpa melanggar integriti komponen struktur badan.
Organisma berada dalam persekitaran yang sentiasa berubah, walaupun ini, penunjuk fisiologi utama terus dijalankan dalam parameter tertentu dan badan mengekalkan keadaan kesihatan yang stabil untuk masa yang lama, terima kasih kepada proses pengawalan diri.
Oleh itu, konsep homeostasis tidak dikaitkan dengan kestabilan proses. Sebagai tindak balas kepada tindakan faktor dalaman dan luaran, beberapa perubahan dalam penunjuk fisiologi berlaku, dan kemasukan sistem pengawalseliaan memastikan pengekalan ketekalan relatif persekitaran dalaman. Mekanisme homeostatik pengawalseliaan berfungsi pada tahap selular, organ, organisma dan supraorganisma.
Dalam istilah evolusi, homeostasis ialah penyesuaian turun-temurun badan kepada keadaan persekitaran biasa.
Jenis utama homeostasis berikut dibezakan:
1) genetik
2) struktur
3) homeostasis bahagian cecair persekitaran dalaman (darah, limfa, cecair interstisial)
4) imunologi.
Homeostasis genetik- pemeliharaan kestabilan genetik kerana kekuatan ikatan fizikal dan kimia DNA dan keupayaannya pulih selepas kerosakan (pembaikan DNA). Pembiakan sendiri adalah harta asas makhluk hidup; ia berdasarkan proses reduplikasi DNA. Mekanisme proses ini, di mana untaian DNA baru dibina secara lengkap di sekeliling setiap molekul konstituen dua helai lama, adalah optimum untuk penghantaran maklumat yang tepat. Ketepatan proses ini adalah tinggi, tetapi ralat masih boleh berlaku semasa penggandaan. Gangguan struktur molekul DNA juga boleh berlaku dalam rantai utamanya tanpa kaitan dengan reduplikasi di bawah pengaruh faktor mutagenik. Dalam kebanyakan kes, genom sel dipulihkan, kerosakan diperbetulkan, terima kasih kepada pembaikan. Apabila mekanisme pembaikan rosak, homeostasis genetik terganggu pada kedua-dua peringkat selular dan organisma.
Mekanisme penting untuk mengekalkan homeostasis genetik ialah keadaan diploid sel somatik dalam eukariota. Sel diploid dicirikan oleh kestabilan fungsi yang lebih besar, kerana kehadiran dua program genetik di dalamnya meningkatkan kebolehpercayaan genotip. Penstabilan sistem genotip kompleks dipastikan oleh fenomena pempolimeran dan jenis interaksi gen yang lain. Gen pengawalseliaan yang mengawal aktiviti operon memainkan peranan utama dalam proses homeostasis.
Homeostasis struktur- ini adalah ketekalan organisasi morfologi pada semua peringkat sistem biologi. Adalah dinasihatkan untuk menyerlahkan homeostasis sel, tisu, organ, dan sistem badan. Homeostasis struktur asas memastikan ketekalan morfologi struktur yang lebih tinggi dan merupakan asas aktiviti kehidupan mereka.
Sel, sebagai sistem biologi yang kompleks, dicirikan oleh peraturan kendiri. Penubuhan homeostasis dalam persekitaran selular dipastikan oleh sistem membran, yang dikaitkan dengan proses biotenaga dan peraturan pengangkutan bahan masuk dan keluar dari sel. Dalam sel, proses perubahan dan pemulihan organel berterusan berlaku, dan sel itu sendiri dimusnahkan dan dipulihkan. Pemulihan struktur intrasel, sel, tisu, organ semasa hayat badan berlaku disebabkan oleh penjanaan semula fisiologi. Pemulihan struktur selepas kerosakan - penjanaan semula reparatif.
Homeostasis bahagian cecair persekitaran dalaman- ketekalan komposisi darah, limfa, cecair tisu, tekanan osmotik, jumlah kepekatan elektrolit dan kepekatan ion individu, kandungan nutrien dalam darah, dsb. Penunjuk ini, walaupun dengan perubahan ketara dalam keadaan persekitaran, dikekalkan pada tahap tertentu, terima kasih kepada mekanisme yang kompleks.
Sebagai contoh, salah satu parameter fizikokimia yang paling penting dalam persekitaran dalaman badan ialah keseimbangan asid-bes. Nisbah ion hidrogen dan hidroksil dalam persekitaran dalaman bergantung kepada kandungan dalam cecair badan (darah, limfa, cecair tisu) asid - penderma proton dan bes penampan - penerima proton. Lazimnya, tindak balas aktif medium dinilai oleh ion H+. Nilai pH (kepekatan ion hidrogen dalam darah) adalah salah satu penunjuk fisiologi yang stabil dan berbeza-beza dalam julat sempit pada manusia - dari 7.32 hingga 7.45. Aktiviti beberapa enzim, kebolehtelapan membran, proses sintesis protein, dan lain-lain banyak bergantung pada nisbah ion hidrogen dan hidroksil.
Tubuh mempunyai pelbagai mekanisme yang memastikan pengekalan keseimbangan asid-bes. Pertama, ini adalah sistem penampan darah dan tisu (karbonat, penampan fosfat, protein tisu). Hemoglobin juga mempunyai sifat penimbal; ia mengikat karbon dioksida dan menghalang pengumpulannya dalam darah. Pengekalan kepekatan normal ion hidrogen juga difasilitasi oleh aktiviti buah pinggang, kerana sejumlah besar metabolit yang mempunyai tindak balas berasid dikumuhkan dalam air kencing. Jika mekanisme yang disenaraikan tidak mencukupi, kepekatan karbon dioksida dalam darah meningkat, dan sedikit perubahan dalam pH berlaku ke bahagian berasid. Dalam kes ini, pusat pernafasan teruja, pengudaraan pulmonari meningkat, yang membawa kepada penurunan kandungan karbon dioksida dan normalisasi kepekatan ion hidrogen.
Kepekaan tisu kepada perubahan dalam persekitaran dalaman berbeza-beza. Oleh itu, peralihan pH 0.1 dalam satu arah atau yang lain daripada norma membawa kepada gangguan yang ketara dalam fungsi jantung, dan sisihan 0.3 adalah mengancam nyawa. Sistem saraf sangat sensitif terhadap penurunan paras oksigen. Turun naik dalam kepekatan ion kalsium melebihi 30%, dsb., adalah berbahaya bagi mamalia.
Homeostasis imunologi- mengekalkan kestabilan persekitaran dalaman badan dengan memelihara keperibadian antigenik individu. Kekebalan difahami sebagai satu cara untuk melindungi tubuh daripada badan hidup dan bahan yang membawa tanda-tanda maklumat asing secara genetik (Petrov, 1968).
Maklumat genetik asing dibawa oleh bakteria, virus, protozoa, helminths, protein, sel, termasuk sel-sel badan yang diubahsuai itu sendiri. Semua faktor ini adalah antigen. Antigen ialah bahan yang, apabila dimasukkan ke dalam badan, boleh mencetuskan pembentukan antibodi atau bentuk tindak balas imun yang lain. Antigen sangat pelbagai, selalunya ia adalah protein, tetapi ia juga boleh menjadi molekul besar lipopolisakarida dan asid nukleik. Sebatian tak organik (garam, asid), sebatian organik ringkas (karbohidrat, asid amino) tidak boleh menjadi antigen, kerana tidak mempunyai kekhususan. Saintis Australia F. Burnet (1961) merumuskan kedudukan bahawa kepentingan utama sistem imun adalah untuk mengenali "diri" dan "asing", i.e. dalam mengekalkan kestabilan persekitaran dalaman - homeostasis.
Sistem imun mempunyai pautan pusat (sumsum tulang merah, kelenjar timus) dan periferal (limpa, nodus limfa). Reaksi perlindungan dilakukan oleh limfosit yang terbentuk dalam organ ini. Limfosit jenis B, apabila menghadapi antigen asing, membezakan sel plasma, yang melepaskan protein khusus ke dalam darah - imunoglobulin (antibodi). Antibodi ini, bergabung dengan antigen, meneutralkannya. Tindak balas ini dipanggil imuniti humoral.
Limfosit jenis T memberikan imuniti selular dengan memusnahkan sel asing, seperti penolakan pemindahan, dan sel bermutasi badan sendiri. Mengikut pengiraan yang diberikan oleh F. Bernet (1971), dalam setiap perubahan genetik pembahagian sel manusia, kira-kira 10 - 6 mutasi spontan terkumpul dalam satu hari, i.e. Pada peringkat selular dan molekul, proses berterusan berlaku yang mengganggu homeostasis. Limfosit T mengenali dan memusnahkan sel mutan badan mereka sendiri, dengan itu menyediakan fungsi pengawasan imun.
Sistem imun mengawal kestabilan genetik badan. Sistem ini, yang terdiri daripada organ yang dipisahkan secara anatomi, mewakili kesatuan berfungsi. Harta pertahanan imun telah mencapai perkembangan tertinggi dalam burung dan mamalia.
Peraturan homeostasis dijalankan oleh organ dan sistem berikut (Rajah 91):
1) sistem saraf pusat;
2) sistem neuroendokrin, yang merangkumi hipotalamus, kelenjar pituitari, dan kelenjar endokrin periferi;
3) sistem endokrin meresap (DES), diwakili oleh sel endokrin yang terletak di hampir semua tisu dan organ (jantung, paru-paru, saluran gastrousus, buah pinggang, hati, kulit, dll.). Sebahagian besar sel DES (75%) tertumpu pada epitelium sistem pencernaan.
Kini diketahui bahawa sejumlah hormon hadir secara serentak dalam struktur saraf pusat dan sel endokrin saluran gastrousus. Oleh itu, hormon enkephalin dan endorfin terdapat dalam sel saraf dan sel endokrin pankreas dan perut. Chocystokinin dikesan dalam otak dan duodenum. Fakta sedemikian menimbulkan hipotesis bahawa terdapat satu sistem sel maklumat kimia dalam badan. Keanehan peraturan saraf adalah kelajuan permulaan tindak balas, dan kesannya ditunjukkan secara langsung di tempat isyarat tiba melalui saraf yang sepadan; tindak balas adalah jangka pendek.
Dalam sistem endokrin, pengaruh pengawalseliaan dikaitkan dengan tindakan hormon yang dibawa dalam darah ke seluruh badan; kesannya tahan lama dan bukan setempat.
Penyepaduan mekanisme pengawalseliaan saraf dan endokrin berlaku dalam hipotalamus. Sistem neuroendokrin umum membolehkan pelaksanaan tindak balas homeostatik kompleks yang berkaitan dengan peraturan fungsi visceral badan.
Hipotalamus juga mempunyai fungsi kelenjar, menghasilkan neurohormon. Neurohormones, memasuki lobus anterior kelenjar pituitari dengan darah, mengawal pembebasan hormon tropik pituitari. Hormon tropika secara langsung mengawal fungsi kelenjar endokrin. Sebagai contoh, hormon perangsang tiroid daripada kelenjar pituitari merangsang kelenjar tiroid, meningkatkan tahap hormon tiroid dalam darah. Apabila kepekatan hormon meningkat melebihi norma untuk organisma tertentu, fungsi merangsang tiroid kelenjar pituitari dihalang dan aktiviti kelenjar tiroid menjadi lemah. Oleh itu, untuk mengekalkan homeostasis, adalah perlu untuk mengimbangi aktiviti fungsi kelenjar dengan kepekatan hormon dalam darah yang beredar.
Contoh ini menunjukkan prinsip umum tindak balas homeostatik: sisihan daripada tahap awal --- isyarat --- pengaktifan mekanisme pengawalseliaan berdasarkan prinsip maklum balas --- pembetulan perubahan (normalisasi).
Sesetengah kelenjar endokrin tidak bergantung secara langsung kepada kelenjar pituitari. Ini adalah pulau kecil pankreas yang menghasilkan insulin dan glukagon, medula adrenal, kelenjar pineal, timus, dan kelenjar paratiroid.
Timus menduduki kedudukan istimewa dalam sistem endokrin. Ia menghasilkan bahan seperti hormon yang merangsang pembentukan T-limfosit, dan hubungan diwujudkan antara mekanisme imun dan endokrin.
Keupayaan untuk mengekalkan homeostasis adalah salah satu sifat terpenting sistem hidup yang berada dalam keadaan keseimbangan dinamik dengan keadaan persekitaran. Keupayaan untuk mengekalkan homeostasis berbeza-beza antara spesies yang berbeza; ia tinggi pada haiwan dan manusia yang lebih tinggi, yang mempunyai mekanisme pengawalan saraf, endokrin dan imun yang kompleks.
Dalam ontogenesis, setiap tempoh umur dicirikan oleh ciri-ciri metabolisme, tenaga dan mekanisme homeostasis. Dalam badan kanak-kanak, proses asimilasi mengatasi disimilasi, yang menentukan pertumbuhan dan penambahan berat badan; mekanisme homeostasis belum cukup matang, yang meninggalkan kesan pada perjalanan kedua-dua proses fisiologi dan patologi.
Dengan usia, proses metabolik dan mekanisme pengawalseliaan bertambah baik. Pada masa dewasa, proses asimilasi dan disimilasi, sistem normalisasi homeostasis memberikan pampasan. Dengan penuaan, keamatan proses metabolik berkurangan, kebolehpercayaan mekanisme pengawalseliaan melemahkan, fungsi beberapa organ memudar, dan pada masa yang sama mekanisme khusus baru berkembang yang menyokong pemeliharaan homeostasis relatif. Ini dinyatakan, khususnya, dalam peningkatan sensitiviti tisu terhadap tindakan hormon bersama-sama dengan kelemahan kesan saraf. Dalam tempoh ini, ciri penyesuaian menjadi lemah, jadi beban kerja yang meningkat dan keadaan tekanan boleh dengan mudah mengganggu mekanisme homeostatik dan sering menjadi punca keadaan patologi.
Pengetahuan tentang corak ini diperlukan untuk doktor masa depan, kerana penyakit ini adalah akibat daripada pelanggaran mekanisme dan cara memulihkan homeostasis pada manusia.
Topik 4.1. Homeostasis
Homeostasis(dari bahasa Yunani homoios- serupa, serupa dan status- imobilitas) ialah keupayaan sistem hidup untuk menentang perubahan dan mengekalkan ketekalan komposisi dan sifat sistem biologi.
Istilah "homeostasis" telah dicadangkan oleh W. Cannon pada tahun 1929 untuk mencirikan keadaan dan proses yang memastikan kestabilan badan. Idea kewujudan mekanisme fizikal yang bertujuan untuk mengekalkan kestabilan persekitaran dalaman telah dinyatakan pada separuh kedua abad ke-19 oleh C. Bernard, yang menganggap kestabilan keadaan fizikal dan kimia dalam persekitaran dalaman sebagai asas. untuk kebebasan dan kebebasan organisma hidup dalam persekitaran luaran yang sentiasa berubah. Fenomena homeostasis diperhatikan pada tahap organisasi sistem biologi yang berbeza.
Corak umum homeostasis. Keupayaan untuk mengekalkan homeostasis adalah salah satu sifat terpenting sistem hidup yang berada dalam keadaan keseimbangan dinamik dengan keadaan persekitaran.
Normalisasi parameter fisiologi dijalankan berdasarkan sifat kerengsaan. Keupayaan untuk mengekalkan homeostasis berbeza-beza antara spesies. Apabila organisma menjadi lebih kompleks, keupayaan ini berkembang, menjadikannya lebih bebas daripada turun naik dalam keadaan luaran. Ini amat ketara pada haiwan dan manusia yang lebih tinggi, yang mempunyai mekanisme pengawalan saraf, endokrin dan imun yang kompleks. Pengaruh alam sekitar pada tubuh manusia terutamanya tidak langsung, tetapi tidak langsung disebabkan oleh penciptaan persekitaran buatan, kejayaan teknologi dan tamadun.
Dalam mekanisme sistemik homeostasis, prinsip sibernetik maklum balas negatif beroperasi: dengan sebarang pengaruh yang mengganggu, mekanisme saraf dan endokrin, yang saling berkait rapat, diaktifkan.
Homeostasis genetik pada peringkat genetik molekul, selular dan organisma, ia bertujuan untuk mengekalkan sistem gen yang seimbang yang mengandungi semua maklumat biologi badan. Mekanisme homeostasis ontogenetik (organisma) ditetapkan dalam genotip yang dibangunkan secara sejarah. Pada peringkat populasi-spesies, homeostasis genetik ialah keupayaan populasi untuk mengekalkan kestabilan relatif dan integriti bahan keturunan, yang dipastikan oleh proses pembahagian pengurangan dan persilangan bebas individu, yang membantu mengekalkan keseimbangan genetik frekuensi alel. .
Homeostasis fisiologi dikaitkan dengan pembentukan dan penyelenggaraan berterusan keadaan fizikokimia tertentu dalam sel. Ketekalan persekitaran dalaman organisma multisel dikekalkan oleh sistem pernafasan, peredaran, pencernaan, perkumuhan dan dikawal oleh sistem saraf dan endokrin.
Homeostasis struktur adalah berdasarkan mekanisme penjanaan semula yang memastikan ketekalan morfologi dan integriti sistem biologi pada peringkat organisasi yang berbeza. Ini dinyatakan dalam pemulihan struktur intrasel dan organ melalui pembahagian dan hipertrofi.
Pelanggaran mekanisme yang mendasari proses homeostatik dianggap sebagai "penyakit" homeostasis.
Mengkaji corak homeostasis manusia adalah sangat penting untuk memilih kaedah yang berkesan dan rasional untuk merawat banyak penyakit.
Sasaran. Mempunyai idea tentang homeostasis sebagai harta benda hidup yang memastikan penyelenggaraan diri kestabilan organisma. Ketahui jenis utama homeostasis dan mekanisme penyelenggaraannya. Mengetahui corak asas penjanaan semula fisiologi dan reparatif dan faktor-faktor yang merangsangnya, kepentingan penjanaan semula untuk perubatan praktikal. Ketahui intipati biologi pemindahan dan kepentingan praktikalnya.
Kerja 2. Homeostasis genetik dan gangguannya
Kaji dan tulis semula jadual.
Hujung meja.
Cara untuk mengekalkan homeostasis genetik | Mekanisme gangguan homeostasis genetik | Akibat gangguan homeostasis genetik |
Pembaikan DNA | 1. Kerosakan keturunan dan bukan keturunan pada sistem reparatif. 2. Kegagalan fungsi sistem reparatif | Mutasi gen |
pengedaran bahan keturunan semasa mitosis | 1. Pelanggaran pembentukan gelendong. 2. Pelanggaran perbezaan kromosom | 1. Penyimpangan kromosom. 2. Heteroploidi. 3. Poliploidi |
Kekebalan | 1. Kekurangan imun adalah keturunan dan diperolehi. 2. Kekurangan imuniti fungsional | Pemeliharaan sel atipikal, yang membawa kepada pertumbuhan malignan, mengurangkan daya tahan terhadap agen asing |
Kerja 3. Mekanisme pembaikan menggunakan contoh pemulihan pasca sinaran struktur DNA
Pembaikan atau pembetulan bahagian yang rosak pada salah satu helai DNA dianggap sebagai replikasi terhad. Yang paling dikaji ialah proses pembaikan apabila untaian DNA dirosakkan oleh sinaran ultraungu (UV). Terdapat beberapa sistem pembaikan enzim dalam sel yang terbentuk semasa evolusi. Memandangkan semua organisma telah berkembang dan wujud dalam keadaan penyinaran UV, sel mempunyai sistem pembaikan cahaya yang berasingan, yang paling banyak dikaji pada masa ini. Apabila molekul DNA rosak oleh sinar UV, dimer timidin terbentuk, i.e. "pautan silang" antara nukleotida timin yang bersebelahan. Dimer ini tidak boleh berfungsi sebagai templat, jadi ia diperbetulkan oleh enzim pembaikan ringan yang terdapat dalam sel. Pembaikan pemotongan memulihkan kawasan yang rosak menggunakan penyinaran UV dan faktor lain. Sistem pembaikan ini mempunyai beberapa enzim: pembaikan endonuklease
dan exonuclease, DNA polimerase, DNA ligase. Pembaikan selepas replikatif tidak lengkap, kerana ia memintas dan bahagian yang rosak tidak dikeluarkan daripada molekul DNA. Kaji mekanisme pembaikan menggunakan contoh fotoreaktivasi, pembaikan eksisi dan pembaikan selepas replikatif (Rajah 1).
nasi. 1. baiki
Kerja 4. Bentuk perlindungan keperibadian biologi organisma
Kaji dan tulis semula jadual.
Bentuk perlindungan | Entiti biologi |
Faktor tidak spesifik | Rintangan tidak spesifik individu semulajadi terhadap agen asing |
Halangan pelindung organisma: kulit, epitelium, hematolymphatic, hepatic, hematoencephalic, hematoophthalmic, hematotesticular, hematofollicular, hematosalivar | Menghalang agen asing daripada memasuki badan dan organ |
Pertahanan selular tidak spesifik (darah dan sel tisu penghubung) | Fagositosis, enkapsulasi, pembentukan agregat selular, pembekuan plasma |
Pertahanan humoral tidak spesifik | Kesan pada agen patogen bahan tidak spesifik dalam rembesan kelenjar kulit, air liur, cecair pemedih mata, jus gastrik dan usus, darah (interferon), dll. |
Kekebalan | Tindak balas khusus sistem imun kepada agen asing secara genetik, organisma hidup, sel malignan |
Kekebalan perlembagaan | Rintangan yang telah ditetapkan secara genetik bagi spesies, populasi dan individu tertentu kepada patogen penyakit atau agen tertentu yang bersifat molekul, disebabkan oleh ketidakpadanan agen asing dan reseptor membran sel, ketiadaan dalam badan bahan tertentu, tanpanya agen asing tidak boleh wujud. ; kehadiran dalam badan enzim yang memusnahkan agen asing |
Selular | Penampilan peningkatan bilangan T-limfosit bertindak balas secara selektif dengan antigen ini |
Humoral | Pembentukan antibodi khusus yang beredar dalam darah kepada antigen tertentu |
Kerja 5. Penghalang darah-air liur
Kelenjar air liur mempunyai keupayaan untuk mengangkut bahan secara selektif dari darah ke dalam air liur. Sebahagian daripada mereka dikumuhkan dalam air liur dalam kepekatan yang lebih tinggi, manakala yang lain dikeluarkan dalam kepekatan yang lebih rendah daripada dalam plasma darah. Peralihan sebatian daripada darah ke air liur dilakukan dengan cara yang sama seperti pengangkutan melalui sebarang penghalang histo-darah. Selektiviti tinggi bahan yang dipindahkan dari darah ke air liur memungkinkan untuk mengasingkan penghalang darah-air liur.
Bincangkan proses rembesan air liur dalam sel acinar kelenjar air liur dalam Rajah. 2.
nasi. 2. Rembesan air liur
Kerja 6. Penjanaan semula
Penjanaan semula- ini adalah satu set proses yang memastikan pemulihan struktur biologi; ia adalah mekanisme untuk mengekalkan homeostasis struktur dan fisiologi.
Penjanaan semula fisiologi memulihkan struktur yang haus semasa fungsi normal badan. Penjanaan semula reparatif- ini adalah pemulihan struktur selepas kecederaan atau selepas proses patologi. Keupayaan penjanaan semula
tion berbeza dalam struktur yang berbeza dan dalam pelbagai jenis organisma hidup.
Pemulihan homeostasis struktur dan fisiologi boleh dicapai dengan memindahkan organ atau tisu dari satu organisma ke yang lain, i.e. secara pemindahan.
Isi jadual menggunakan bahan daripada kuliah dan buku teks.
Kerja 7. Pemindahan sebagai peluang untuk memulihkan homeostasis struktur dan fisiologi
Pemindahan- penggantian tisu dan organ yang hilang atau rosak dengan milik sendiri atau diambil daripada organisma lain.
Implantasi- pemindahan organ daripada bahan tiruan.
Kaji dan salin jadual ke dalam buku kerja anda.
Soalan untuk belajar sendiri
1. Takrifkan intipati biologi homeostasis dan namakan jenisnya.
2. Pada tahap apakah organisasi hidupan homeostasis dikekalkan?
3. Apakah homeostasis genetik? Mendedahkan mekanisme penyelenggaraannya.
4. Apakah intipati biologi imuniti? 9. Apakah penjanaan semula? Jenis penjanaan semula.
10. Pada tahap manakah dalam organisasi struktur badan proses penjanaan semula itu nyata?
11. Apakah penjanaan semula fisiologi dan reparatif (takrif, contoh)?
12. Apakah jenis penjanaan semula reparatif?
13. Apakah kaedah penjanaan semula reparatif?
14. Apakah bahan untuk proses penjanaan semula?
15. Bagaimanakah proses penjanaan semula reparatif dijalankan pada mamalia dan manusia?
16. Bagaimanakah proses reparatif dikawal?
17. Apakah kemungkinan untuk merangsang keupayaan regeneratif organ dan tisu pada manusia?
18. Apakah pemindahan dan apakah kepentingannya untuk perubatan?
19. Apakah isotransplantasi dan bagaimana ia berbeza daripada allo- dan xenotransplantation?
20. Apakah masalah dan prospek pemindahan organ?
21. Apakah kaedah yang wujud untuk mengatasi ketidakserasian tisu?
22. Apakah fenomena toleransi tisu? Apakah mekanisme untuk mencapainya?
23. Apakah kebaikan dan keburukan implantasi bahan tiruan?
Tugasan ujian
Pilih satu jawapan yang betul.
1. HOMEOSTASIS DIKEKALKAN PADA PERINGKAT POPULASI SPESIES:
1. Struktural
2. Genetik
3. Fisiologikal
4. Biokimia
2. PENJANAAN SEMULA FISIOLOGI MENYEDIAKAN:
1. Pembentukan organ yang hilang
2. Pembaharuan diri pada peringkat tisu
3. Pembaikan tisu sebagai tindak balas kepada kerosakan
4. Memulihkan bahagian organ yang hilang
3. PENJANAAN SEMULA SELEPAS PEMBUANG LOBE HATI
SESEORANG MENJADI LALUAN:
1. Hipertrofi pampasan
2. Epimorfosis
3. Morflaksis
4. Hipertrofi regeneratif
4. PINDAHKAN TISU DAN ORGAN DARIPADA PENDERMA
KEPADA PENERIMA SPESIES YANG SAMA:
1. Autotransplantasi dan isotransplantasi
2. Allo- dan homotransplantation
3. Xeno- dan heterotransplantasi
4. Implantasi dan xenotransplantasi
Pilih beberapa jawapan yang betul.
5. FAKTOR-FAKTOR PERTAHANAN IMUN BUKAN KHUSUS DALAM MAMALIA TERMASUK:
1. Fungsi penghalang epitelium kulit dan membran mukus
2. Lisozim
3. Antibodi
4. Sifat bakteria jus gastrik dan usus
6. KEIMUNIAN PERLEMBAGAAN ADALAH AKIBAT:
1. Fagositosis
2. Kurang interaksi antara reseptor selular dan antigen
3. Pembentukan antibodi
4. Enzim yang memusnahkan agen asing
7. PENYELENGGARAAN HOMEOSTASIS GENETIK PADA PERINGKAT MOLEKUL ADALAH AKIBAT:
1. Kekebalan
2. Replikasi DNA
3. Pembaikan DNA
4. Mitosis
8. HIPERTROFI REGENERATIF ADALAH CIRI-CIRI:
1. Memulihkan jisim asal organ yang rosak
2. Memulihkan bentuk organ yang rosak
3. Pertambahan bilangan dan saiz sel
4. Pembentukan parut di tempat kecederaan
9. DALAM SISTEM IMUN MANUSIA ORGAN ADALAH:
2. Nodus limfa
3. Tompok Peyer
4. Sumsum tulang
5. Beg Fabritius
Perlawanan.
10. JENIS DAN KAEDAH PENJANAAN SEMULA:
1. Epimorfosis
2. Heteromorfosis
3. Homomorfosis
4. Endomorfosis
5. Pertumbuhan interkalari
6. Morflaksis
7. Embriogenesis somatik
BIOLOGI
PATI:
a) Penjanaan semula atipikal
b) Pertumbuhan semula dari permukaan luka
c) Hipertrofi pampasan
d) Penjanaan semula badan daripada sel individu
e) Hipertrofi regeneratif
f) Penjanaan semula biasa g) Penstrukturan semula bahagian organ yang tinggal
h) Penjanaan semula melalui kecacatan
kesusasteraan
Utama
Biologi / Ed. V.N. Yarygina. - M.: Sekolah Tinggi, 2001. -
ms 77-84, 372-383.
Slyusarev A.A., Zhukova S.V. Biologi. - Kyiv: Sekolah tinggi,
1987. - ms 178-211.