Homeostase er menneskekroppens evne til å tilpasse seg endrede forhold i det ytre og indre miljøet. Den stabile driften av homeostase-prosesser garanterer en person en komfortabel helsetilstand i enhver situasjon, og opprettholder konstansen til kroppens vitale indikatorer.
Homeostase fra et biologisk og økologisk synspunkt
Homeostase gjelder alle flercellede organismer. Samtidig er økologer ofte oppmerksomme på balansen i det ytre miljøet. Det antas at dette er homeostasen til økosystemet, som også gjennomgår endringer og stadig gjenoppbygges for fortsatt eksistens.
Hvis balansen i et system er forstyrret og det ikke er i stand til å gjenopprette den, fører dette til fullstendig funksjonsstans.
Mennesker er intet unntak; homeostatiske mekanismer spiller en viktig rolle i dagliglivet, og den tillatte graden av endring i hovedindikatorene til menneskekroppen er svært liten. Med uvanlige svingninger i det ytre eller indre miljøet kan en svikt i homeostase føre til fatale konsekvenser.
Hvorfor er homeostase nødvendig og dens typer?
Hver dag utsettes en person for ulike miljøfaktorer, men for at de grunnleggende biologiske prosessene i kroppen skal fortsette å fungere stabilt, må deres forhold ikke endres. Det er i å opprettholde denne stabiliteten at hovedrollen til homeostase ligger.
Det er vanlig å skille mellom tre hovedtyper:
- Genetisk.
- Fysiologisk.
- Strukturell (regenerativ eller cellulær).
For en fullverdig tilværelse trenger en person arbeidet med alle tre typer homeostase i kombinasjon; hvis en av dem mislykkes, fører dette til ubehagelige konsekvenser for helsen. Koordinert arbeid med prosesser vil tillate deg å ikke legge merke til eller tåle de vanligste endringene med minimal ulempe og føle deg trygg.
Denne typen homeostase er evnen til å opprettholde en enkelt genotype innenfor en populasjon. På molekylært-cellulært nivå opprettholdes et enkelt genetisk system, som bærer et visst sett med arvelig informasjon.
Mekanismen lar individer blande seg med hverandre, samtidig som balansen og enhetligheten til en betinget lukket gruppe mennesker (befolkning) opprettholdes.
Fysiologisk homeostase
Denne typen homeostase er ansvarlig for å opprettholde de viktigste vitale tegnene i en optimal tilstand:
- Kroppstemperaturer.
- Blodtrykk.
- Fordøyelsesstabilitet.
Immunsystemet, det endokrine og nervesystemet er ansvarlig for at det fungerer korrekt. I tilfelle en uventet funksjonsfeil i driften av et av systemene, påvirker dette umiddelbart hele kroppens velvære, noe som fører til en svekkelse av beskyttende funksjoner og utvikling av sykdommer.
Cellulær homeostase (strukturell)
Denne typen kalles også «regenerativ», som sannsynligvis best beskriver de funksjonelle egenskapene.
Hovedkreftene til slik homeostase er rettet mot å gjenopprette og helbrede skadede celler i de indre organene i menneskekroppen. Det er disse mekanismene, når de fungerer riktig, som gjør at kroppen kan komme seg etter sykdom eller skade.
De grunnleggende mekanismene for homeostase utvikler og utvikler seg sammen med en person, og tilpasser seg bedre endringer i det ytre miljøet.
Funksjoner av homeostase
For å korrekt forstå funksjonene og egenskapene til homeostase, er det best å vurdere handlingen ved å bruke spesifikke eksempler.
For eksempel, når du spiller sport, øker menneskelig pust og hjertefrekvens, noe som indikerer kroppens ønske om å opprettholde indre balanse under endrede miljøforhold.
Når du flytter til et land med et klima som er vesentlig forskjellig fra ditt vanlige, kan du føle deg uvel en stund. Avhengig av den generelle helsen til en person, tillater homeostase-mekanismer tilpasning til nye levekår. Noen føler ikke akklimatisering og den indre balansen justerer seg raskt, mens andre må vente litt før kroppen justerer sine parametere.
Under forhold med forhøyet temperatur blir en person varm og svetter. Dette fenomenet anses som direkte bevis på funksjonen til selvreguleringsmekanismer.
På mange måter er arbeidet med grunnleggende homeostatiske funksjoner avhengig av arv, genetisk materiale videreført fra den eldre generasjonen av familien.
Basert på eksemplene som er gitt, kan hovedfunksjonene sees tydelig:
- Energi.
- Adaptiv.
- Reproduktiv.
Det er viktig å ta hensyn til det faktum at i alderdommen, så vel som i spedbarnsalderen, krever stabil funksjon av homeostase spesiell oppmerksomhet, på grunn av det faktum at reaksjonen til de viktigste reguleringssystemene er langsom i disse periodene av livet.
Egenskaper til homeostase
Å vite om hovedfunksjonene til selvregulering, er det også nyttig å forstå hvilke egenskaper den har. Homeostase er en kompleks sammenheng mellom prosesser og reaksjoner. Blant egenskapene til homeostase er:
- Ustabilitet.
- Streber etter balanse.
- Uforutsigbarhet.
Mekanismene er i konstant endring, tester forhold for å velge det beste alternativet for å tilpasse seg dem. Dette viser egenskapen til ustabilitet.
Balanse er hovedmålet og egenskapen til enhver organisme; den streber hele tiden etter det, både strukturelt og funksjonelt.
I noen tilfeller kan kroppens reaksjon på endringer i det ytre eller indre miljøet bli uventet og føre til restrukturering av vitale systemer. Uforutsigbarheten til homeostase kan forårsake noe ubehag, noe som ikke indikerer en ytterligere skadelig effekt på kroppens tilstand.
Hvordan forbedre funksjonen til mekanismene til det homeostatiske systemet
Fra et medisinsk synspunkt er enhver sykdom bevis på en funksjonsfeil i homeostase. Eksterne og interne trusler påvirker hele tiden kroppen, og bare sammenheng i driften av hovedsystemene vil bidra til å takle dem.
Svekkelse av immunforsvaret skjer ikke uten grunn. Moderne medisin har et bredt spekter av verktøy som kan hjelpe en person å opprettholde helsen, uavhengig av hva som forårsaket feilen.
Skiftende værforhold, stressende situasjoner, skader - alt dette kan føre til utvikling av sykdommer av ulik alvorlighetsgrad.
For at funksjonene til homeostase skal fungere riktig og så raskt som mulig, er det nødvendig å overvåke den generelle helsetilstanden din. For å gjøre dette, kan du konsultere en lege for en undersøkelse for å identifisere sårbarhetene dine og velge et sett med terapi for å eliminere dem. Regelmessig diagnostikk vil bidra til bedre å kontrollere de grunnleggende prosessene i livet.
Det er viktig å følge disse enkle anbefalingene selv:
- Unngå stressende situasjoner for å beskytte nervesystemet mot konstant overbelastning.
- Overvåk kostholdet ditt, ikke overbelast deg selv med tung mat, og unngå meningsløs faste, noe som vil tillate fordøyelsessystemet å takle arbeidet lettere.
- Velg passende vitaminkomplekser for å redusere virkningen av sesongmessige værendringer.
En årvåken holdning til din egen helse vil hjelpe homeostatiske prosesser til å reagere raskt og riktig på eventuelle endringer.
Som kjent er en levende celle et mobilt, selvregulerende system. Dens interne organisasjon støttes av aktive prosesser rettet mot å begrense, forhindre eller eliminere skift forårsaket av ulike påvirkninger fra det ytre og indre miljøet. Evnen til å gå tilbake til den opprinnelige tilstanden etter et avvik fra et visst gjennomsnittsnivå forårsaket av en eller annen "forstyrrende" faktor er hovedegenskapen til cellen. En flercellet organisme er en integrert organisasjon, hvis cellulære elementer er spesialiserte til å utføre ulike funksjoner. Interaksjon i kroppen utføres av komplekse regulatoriske, koordinerende og korrelerende mekanismer med deltagelse av nervøse, humorale, metabolske og andre faktorer. Mange individuelle mekanismer som regulerer intra- og intercellulære forhold har i noen tilfeller gjensidig motsatte (antagonistiske) effekter som balanserer hverandre. Dette fører til etablering av en mobil fysiologisk bakgrunn (fysiologisk balanse) i kroppen og lar det levende systemet opprettholde relativ dynamisk konstanthet, til tross for endringer i miljøet og endringer som oppstår i løpet av organismens liv.
Begrepet "homeostase" ble foreslått i 1929 av fysiolog W. Cannon, som mente at de fysiologiske prosessene som opprettholder stabiliteten i kroppen er så komplekse og mangfoldige at det er tilrådelig å kombinere dem under det generelle navnet homeostase. Men tilbake i 1878 skrev C. Bernard at alle livsprosesser har bare ett mål - å opprettholde konstante levekår i vårt indre miljø. Lignende utsagn finnes i verkene til mange forskere på 1800- og første halvdel av 1900-tallet. (E. Pfluger, S. Richet, Frederic (L.A. Fredericq), I.M. Sechenov, I.P. Pavlov, K.M. Bykov og andre). Arbeidene til L.S. var av stor betydning for studiet av problemet med homeostase. Stern (med kolleger), viet rollen til barrierefunksjoner som regulerer sammensetningen og egenskapene til mikromiljøet til organer og vev.
Selve ideen om homeostase samsvarer ikke med begrepet stabil (ikke-fluktuerende) likevekt i kroppen - prinsippet om likevekt er ikke anvendelig for komplekse fysiologiske og biokjemiske prosesser som forekommer i levende systemer. Det er også feil å kontrastere homeostase med rytmiske svingninger i det indre miljøet. Homeostase i bred forstand dekker spørsmål om det sykliske og faseforløpet av reaksjoner, kompensasjon, regulering og selvregulering av fysiologiske funksjoner, dynamikken i den gjensidige avhengigheten av nervøse, humorale og andre komponenter i reguleringsprosessen. Grensene for homeostase kan være stive og fleksible, og endres avhengig av individuell alder, kjønn, sosiale, faglige og andre forhold.
Av spesiell betydning for kroppens liv er konstansen i blodets sammensetning - kroppens væskematrise, som W. Cannon uttrykker det. Stabiliteten til dens aktive reaksjon (pH), osmotisk trykk, forholdet mellom elektrolytter (natrium, kalsium, klor, magnesium, fosfor), glukoseinnhold, antall dannede elementer og så videre er velkjent. For eksempel går blodets pH som regel ikke utover 7,35-7,47. Selv alvorlige forstyrrelser i syre-base-metabolismen med patologi av syreakkumulering i vevsvæske, for eksempel ved diabetisk acidose, har svært liten effekt på den aktive blodreaksjonen. Til tross for at det osmotiske trykket av blod og vevsvæske er utsatt for kontinuerlige svingninger på grunn av konstant tilførsel av osmotisk aktive produkter av interstitiell metabolisme, forblir det på et visst nivå og endres bare under visse alvorlige patologiske forhold.
Å opprettholde et konstant osmotisk trykk er av største betydning for vannmetabolismen og opprettholdelse av ionisk balanse i kroppen (se Vann-saltmetabolisme). Konsentrasjonen av natriumioner i det indre miljøet er den mest konstante. Innholdet av andre elektrolytter varierer også innenfor snevre grenser. Tilstedeværelsen av et stort antall osmoreseptorer i vev og organer, inkludert i sentralnerveformasjonene (hypothalamus, hippocampus), og et koordinert system av regulatorer av vannmetabolisme og ionesammensetning gjør at kroppen raskt kan eliminere endringer i det osmotiske trykket i blod som oppstår, for eksempel når vann føres inn i kroppen.
Til tross for at blod representerer det generelle indre miljøet i kroppen, kommer ikke cellene i organer og vev direkte i kontakt med det.
I flercellede organismer har hvert organ sitt eget indre miljø (mikromiljø), som tilsvarer dets strukturelle og funksjonelle egenskaper, og den normale tilstanden til organene avhenger av den kjemiske sammensetningen, de fysisk-kjemiske, biologiske og andre egenskapene til dette mikromiljøet. Dens homeostase bestemmes av den funksjonelle tilstanden til histohematiske barrierer og deres permeabilitet i retningene blod→vevsvæske, vevsvæske→blod.
Konstansen til det indre miljøet for aktiviteten til sentralnervesystemet er av spesiell betydning: selv mindre kjemiske og fysisk-kjemiske endringer som oppstår i cerebrospinalvæsken, glia og pericellulære rom kan forårsake en kraftig forstyrrelse i strømmen av vitale prosesser i individuelle nevroner eller i deres ensembler. Et komplekst homeostatisk system, inkludert ulike nevrohumorale, biokjemiske, hemodynamiske og andre reguleringsmekanismer, er systemet for å sikre optimale blodtrykksnivåer. I dette tilfellet bestemmes den øvre grensen for blodtrykksnivået av funksjonaliteten til baroreseptorene i kroppens vaskulære system, og den nedre grensen bestemmes av kroppens blodforsyningsbehov.
De mest avanserte homeostatiske mekanismene i kroppen til høyere dyr og mennesker inkluderer termoreguleringsprosesser; Hos homeotermiske dyr overstiger ikke temperatursvingninger i de indre delene av kroppen tideler av en grad under de mest dramatiske endringene i temperaturen i miljøet.
Ulike forskere forklarer de generelle biologiske mekanismene som ligger til grunn for homeostase på forskjellige måter. Dermed la W. Cannon spesiell vekt på det høyere nervesystemet; L. A. Orbeli anså den adaptive-trofiske funksjonen til det sympatiske nervesystemet for å være en av de ledende faktorene for homeostase. Den organiserende rollen til nerveapparatet (prinsippet om nervisme) ligger til grunn for viden kjente ideer om essensen av prinsippene for homeostase (I. M. Sechenov, I. P. Pavlov, A. D. Speransky og andre). Men verken prinsippet om dominans (A. A. Ukhtomsky), eller teorien om barrierefunksjoner (L. S. Stern), eller det generelle tilpasningssyndromet (G. Selye), eller teorien om funksjonelle systemer (P. K. Anokhin), eller hypotalamisk regulering av homeostase (N.I. Grashchenkov) og mange andre teorier løser ikke helt problemet med homeostase.
I noen tilfeller er ideen om homeostase ikke helt legitimt brukt til å forklare isolerte fysiologiske tilstander, prosesser og til og med sosiale fenomener. Slik dukket begrepene "immunologisk", "elektrolytt", "systemisk", "molekylær", "fysiskkjemisk", "genetisk homeostase" og lignende opp i litteraturen. Det er gjort forsøk på å redusere problemet med homeostase til prinsippet om selvregulering. Et eksempel på å løse problemet med homeostase fra kybernetikkens perspektiv er Ashbys forsøk (W.R. Ashby, 1948) på å konstruere en selvregulerende enhet som simulerer evnen til levende organismer til å opprettholde nivået av visse mengder innenfor fysiologisk akseptable grenser. Noen forfattere vurderer det indre miljøet i kroppen i form av et komplekst kjedesystem med mange "aktive innganger" (indre organer) og individuelle fysiologiske indikatorer (blodstrøm, blodtrykk, gassutveksling, etc.), verdien av hver av som bestemmes av aktiviteten til "inngangene".
I praksis står forskere og klinikere overfor spørsmål om å vurdere kroppens adaptive (adaptive) eller kompenserende evner, deres regulering, styrking og mobilisering, og forutsi kroppens respons på forstyrrende påvirkninger. Noen tilstander av vegetativ ustabilitet, forårsaket av insuffisiens, overskudd eller utilstrekkelighet av reguleringsmekanismer, regnes som "homeostase-sykdommer". Med en viss konvensjon kan disse inkludere funksjonelle forstyrrelser i kroppens normale funksjon assosiert med dens aldring, tvungen restrukturering av biologiske rytmer, noen fenomener med vegetativ dystoni, hyper- og hypokompensatorisk reaktivitet under stressende og ekstreme påvirkninger, og så videre.
For å vurdere tilstanden til homeostatiske mekanismer i physiol. I eksperimentet og i wedge, praksis brukes en rekke doserte funksjonstester (kulde, varme, adrenalin, insulin, mesaton og andre) med bestemmelse av forholdet mellom biologisk aktive stoffer (hormoner, mediatorer, metabolitter) i blod og urin og så videre.
Biofysiske mekanismer for homeostase
Biofysiske mekanismer for homeostase. Fra kjemisk biofysikks synspunkt er homeostase en tilstand der alle prosesser som er ansvarlige for energitransformasjoner i kroppen er i dynamisk likevekt. Denne tilstanden er den mest stabile og tilsvarer det fysiologiske optimum. I samsvar med termodynamikkbegrepene kan en organisme og en celle eksistere og tilpasse seg miljøforhold der et stasjonært forløp av fysisk-kjemiske prosesser, det vil si homeostase, kan etableres i et biologisk system. Hovedrollen i etableringen av homeostase tilhører først og fremst cellulære membransystemer, som er ansvarlige for bioenergetiske prosesser og regulerer hastigheten for inngang og frigjøring av stoffer fra celler.
Fra dette synspunktet er hovedårsakene til lidelsen ikke-enzymatiske reaksjoner som oppstår i membraner, uvanlige for normalt liv; i de fleste tilfeller er dette oksidasjonskjedereaksjoner som involverer frie radikaler som forekommer i cellefosfolipider. Disse reaksjonene fører til skade på de strukturelle elementene i cellene og forstyrrelse av regulatorisk funksjon. Faktorer som forårsaker forstyrrelse av homeostase inkluderer også midler som forårsaker radikal dannelse - ioniserende stråling, smittsomme giftstoffer, visse matvarer, nikotin, samt mangel på vitaminer, og så videre.
En av hovedfaktorene som stabiliserer den homeostatiske tilstanden og funksjonene til membraner er bioantioksidanter, som hemmer utviklingen av oksidative radikalreaksjoner.
Aldersrelaterte trekk ved homeostase hos barn
Aldersrelaterte trekk ved homeostase hos barn. Konstansen til det indre miljøet i kroppen og den relative stabiliteten til fysiske og kjemiske indikatorer i barndommen sikres av en uttalt overvekt av anabole metabolske prosesser fremfor katabolske. Dette er en uunnværlig betingelse for vekst og skiller barnets kropp fra kroppen til voksne, der intensiteten av metabolske prosesser er i en tilstand av dynamisk likevekt. I denne forbindelse viser den nevroendokrine reguleringen av homeostasen til barnets kropp å være mer intens enn hos voksne. Hver aldersperiode er preget av spesifikke trekk ved homeostasemekanismer og deres regulering. Derfor oppstår det hos barn, mye oftere enn hos voksne, alvorlige forstyrrelser av homeostase, ofte livstruende. Disse lidelsene er oftest assosiert med umodenhet av de homeostatiske funksjonene til nyrene, med forstyrrelser i mage-tarmkanalen eller luftveisfunksjonen i lungene.
Veksten til et barn, uttrykt i en økning i cellemassen, er ledsaget av tydelige endringer i væskefordelingen i kroppen (se Vann-saltmetabolisme). Den absolutte økningen i volumet av ekstracellulær væske henger etter hastigheten på total vektøkning, så det relative volumet av det indre miljøet, uttrykt som en prosentandel av kroppsvekten, avtar med alderen. Denne avhengigheten er spesielt uttalt det første året etter fødselen. Hos eldre barn avtar endringshastigheten i det relative volumet av ekstracellulær væske. Systemet for regulering av væskevolumets konstans (volumregulering) gir kompensasjon for avvik i vannbalansen innenfor ganske snevre grenser. Den høye graden av vevshydrering hos nyfødte og små barn bestemmer at barnets behov for vann (per kroppsvektenhet) er betydelig høyere enn hos voksne. Tap av vann eller dets begrensning fører raskt til utvikling av dehydrering på grunn av den ekstracellulære sektoren, det vil si det indre miljøet. Samtidig gir ikke nyrene - de viktigste utøvende organene i volumreguleringssystemet - vannbesparelser. Den begrensende faktoren for regulering er umodenhet av det renale tubulære systemet. Et kritisk trekk ved nevroendokrin kontroll av homeostase hos nyfødte og små barn er den relativt høye sekresjonen og renal utskillelse av aldosteron, som har en direkte innvirkning på vevshydreringsstatus og renal tubulær funksjon.
Regulering av osmotisk trykk av blodplasma og ekstracellulær væske hos barn er også begrenset. Osmolariteten til det indre miljøet svinger over et bredere område (±50 mOsm/L) enn hos voksne (±6 mOsm/L). Dette skyldes det større kroppsoverflatearealet per 1 kg vekt og derfor mer betydelig vanntap under respirasjon, samt umodenhet av nyremekanismene for urinkonsentrasjon hos barn. Forstyrrelser av homeostase, manifestert av hyperosmose, er spesielt vanlig hos barn i nyfødtperioden og de første månedene av livet; i eldre aldre begynner hypoosmose å dominere, hovedsakelig assosiert med gastrointestinale sykdommer eller nattlige sykdommer. Mindre studert er den ioniske reguleringen av homeostase, som er nært knyttet til nyrenes aktivitet og ernæringens natur.
Tidligere ble det antatt at hovedfaktoren som bestemmer det osmotiske trykket i den ekstracellulære væsken var natriumkonsentrasjonen, men nyere studier har vist at det ikke er noen nær sammenheng mellom natriuminnholdet i blodplasmaet og verdien av det totale osmotiske trykket. i patologi. Unntaket er plasmatisk hypertensjon. Derfor krever å utføre homeostatisk terapi ved å administrere glukosesaltløsninger overvåking av ikke bare natriuminnholdet i serum eller blodplasma, men også endringer i den totale osmolariteten til den ekstracellulære væsken. Konsentrasjonen av sukker og urea er av stor betydning for å opprettholde det generelle osmotiske trykket i det indre miljøet. Innholdet av disse osmotisk aktive stoffene og deres effekt på vann-saltmetabolismen kan øke kraftig ved mange patologiske tilstander. Derfor, i tilfelle forstyrrelser i homeostase, er det nødvendig å bestemme konsentrasjonen av sukker og urea. På grunn av det ovennevnte kan det utvikles hyperazotemi hos små barn hvis vann-salt- og proteinregimet er forstyrret, en tilstand av latent hyper- eller hypoosmose (E. Kerpel-Froniusz, 1964).
En viktig indikator som karakteriserer homeostase hos barn er konsentrasjonen av hydrogenioner i blodet og ekstracellulær væske. I prenatale og tidlige postnatale perioder er reguleringen av syre-basebalansen nært knyttet til graden av oksygenmetning i blodet, noe som forklares av den relative overvekten av anaerob glykolyse i bioenergetiske prosesser. Dessuten er selv moderat hypoksi hos fosteret ledsaget av akkumulering av melkesyre i vevet. I tillegg skaper umodenheten av den acidogenetiske funksjonen til nyrene forutsetningene for utvikling av "fysiologisk" acidose. På grunn av homeostases særegenheter opplever nyfødte ofte lidelser som grenser mellom fysiologiske og patologiske.
Restrukturering av det nevroendokrine systemet under puberteten er også assosiert med endringer i homeostase. Imidlertid når funksjonene til de utøvende organene (nyrer, lunger) sin maksimale modenhet i denne alderen, så alvorlige syndromer eller sykdommer i homeostase er sjeldne, og oftere snakker vi om kompenserte endringer i metabolisme, som bare kan oppdages med en biokjemisk blodprøve. I klinikken, for å karakterisere homeostase hos barn, er det nødvendig å undersøke følgende indikatorer: hematokrit, totalt osmotisk trykk, innhold av natrium, kalium, sukker, bikarbonater og urea i blodet, samt blodets pH, pO 2 og pCO 2.
Egenskaper ved homeostase i gammel og senil alder
Egenskaper ved homeostase i gammel og senil alder. Det samme nivået av homeostatiske verdier i forskjellige aldersperioder opprettholdes på grunn av forskjellige endringer i reguleringssystemene deres. For eksempel opprettholdes konstanten av blodtrykksnivået hos unge mennesker på grunn av høyere hjertevolum og lav total perifer vaskulær motstand, og hos eldre og senile - på grunn av høyere total perifer motstand og en reduksjon i hjertevolum. Under aldring av kroppen opprettholdes konstansen til de viktigste fysiologiske funksjonene under forhold som reduserer påliteligheten og reduserer det mulige spekteret av fysiologiske endringer i homeostase. Bevaring av relativ homeostase under betydelige strukturelle, metabolske og funksjonelle endringer oppnås ved det faktum at ikke bare utryddelse, forstyrrelse og nedbrytning skjer samtidig, men også utviklingen av spesifikke adaptive mekanismer. På grunn av dette opprettholdes et konstant nivå av blodsukker, blod-pH, osmotisk trykk, cellemembranpotensial og så videre.
Av betydelig betydning for å opprettholde homeostase under aldringsprosessen er endringer i mekanismene for nevrohumoral regulering, en økning i følsomheten til vev for virkningen av hormoner og mediatorer mot bakgrunnen av en svekkelse av nervøse påvirkninger.
Etter hvert som kroppen eldes, endres funksjonen til hjertet, lungeventilasjon, gassutveksling, nyrefunksjon, sekresjon av fordøyelseskjertlene, funksjonen til de endokrine kjertlene, metabolisme og andre betydelig. Disse endringene kan karakteriseres som homeorese - en naturlig bane (dynamikk) av endringer i metabolsk hastighet og fysiologiske funksjoner med alderen over tid. Betydningen av forløpet av aldersrelaterte endringer er svært viktig for å karakterisere aldringsprosessen til en person og bestemme hans biologiske alder.
I høy alder og alderdom reduseres det generelle potensialet til adaptive mekanismer. Derfor, i høy alder, under økte belastninger, stress og andre situasjoner, øker sannsynligheten for svikt i tilpasningsmekanismer og forstyrrelse av homeostase. Denne nedgangen i påliteligheten til homeostasemekanismer er en av de viktigste forutsetningene for utvikling av patologiske lidelser i alderdommen.
Er du kategorisk misfornøyd med utsiktene til å forsvinne fra denne verden for alltid? Vil du leve et annet liv? Start på nytt? Rette feilene i dette livet? Gjøre uoppfylte drømmer til virkelighet? Følg denne linken:
Homeostase er en selvregulerende prosess der alle biologiske systemer streber etter å opprettholde stabilitet i perioden med tilpasning til visse forhold som er optimale for å overleve. Ethvert system, som er i dynamisk likevekt, streber etter å oppnå en stabil tilstand som motstår ytre faktorer og stimuli.
Konseptet med homeostase
Alle kroppssystemer må jobbe sammen for å opprettholde riktig homeostase i kroppen. Homeostase er regulering av indikatorer i kroppen som temperatur, vanninnhold og karbondioksidnivåer. For eksempel er diabetes en tilstand der kroppen ikke kan regulere blodsukkernivået.
Homeostase er et begrep som brukes både for å beskrive eksistensen av organismer i et økosystem og for å beskrive den vellykkede funksjonen til celler i en organisme. Organismer og populasjoner kan opprettholde homeostase ved å opprettholde stabile nivåer av fruktbarhet og dødelighet.
Tilbakemelding
Tilbakemelding er en prosess som oppstår når kroppens systemer må bremses eller stoppes helt. Når en person spiser, kommer maten inn i magen og fordøyelsen starter. Magen skal ikke fungere mellom måltidene. Fordøyelsessystemet arbeider med en rekke hormoner og nerveimpulser for å stoppe og starte produksjonen av syresekresjon i magen.
Et annet eksempel på negativ tilbakemelding kan observeres ved økt kroppstemperatur. Regulering av homeostase manifesteres av svette, kroppens beskyttende reaksjon på overoppheting. Dermed stopper temperaturstigningen og problemet med overoppheting nøytraliseres. Ved hypotermi sørger kroppen også for en rekke tiltak for å varme opp.
Opprettholde indre balanse
Homeostase kan defineres som en egenskap til en organisme eller et system som hjelper den å opprettholde gitte parametere innenfor et normalt verdiområde. Det er nøkkelen til livet og en feil balanse i å opprettholde homeostase kan føre til sykdommer som hypertensjon og diabetes.
Homeostase er et nøkkelelement for å forstå hvordan menneskekroppen fungerer. Denne formelle definisjonen karakteriserer et system som regulerer dets indre miljø og streber etter å opprettholde stabiliteten og regelmessigheten til alle prosesser som skjer i kroppen.
Homeostatisk regulering: kroppstemperatur
Kontroll av kroppstemperatur hos mennesker er et godt eksempel på homeostase i et biologisk system. Når en person er frisk, svinger kroppstemperaturen rundt +37°C, men ulike faktorer kan påvirke denne verdien, inkludert hormoner, stoffskifte og ulike sykdommer som forårsaker feber.
I kroppen styres temperaturreguleringen i en del av hjernen som kalles hypothalamus. Gjennom blodbanen mottas signaler om temperaturindikatorer til hjernen, samt analyseres resultatene av data om respirasjonsfrekvens, blodsukkernivå og metabolisme. Tap av varme i menneskekroppen bidrar også til redusert aktivitet.
Vann-saltbalanse
Uansett hvor mye vann en person drikker, blåses ikke kroppen opp som en ballong, og menneskekroppen krymper heller ikke som en rosin hvis man drikker veldig lite. Sannsynligvis har noen tenkt på dette minst en gang. På en eller annen måte vet kroppen hvor mye væske som må beholdes for å opprettholde ønsket nivå.
Konsentrasjonen av salt og glukose (sukker) i kroppen opprettholdes på et konstant nivå (i fravær av negative faktorer), mengden blod i kroppen er omtrent 5 liter.
Regulering av blodsukkernivået
Glukose er en type sukker som finnes i blodet. Menneskekroppen må opprettholde riktige glukosenivåer for at en person skal forbli sunn. Når glukosenivået blir for høyt, produserer bukspyttkjertelen hormonet insulin.
Hvis blodsukkernivået faller for lavt, omdanner leveren glykogen i blodet, og øker dermed sukkernivået. Når patogene bakterier eller virus kommer inn i kroppen, begynner den å bekjempe infeksjonen før de patogene elementene kan føre til helseproblemer.
Blodtrykket under kontroll
Å opprettholde sunt blodtrykk er også et eksempel på homeostase. Hjertet kan registrere endringer i blodtrykket og sende signaler til hjernen for behandling. Hjernen sender deretter et signal tilbake til hjertet med instruksjoner om hvordan de skal reagere riktig. Hvis blodtrykket ditt er for høyt, må det senkes.
Hvordan oppnås homeostase?
Hvordan regulerer menneskekroppen alle systemer og organer og kompenserer for endringer i miljøet? Dette skyldes tilstedeværelsen av mange naturlige sensorer som overvåker temperatur, saltsammensetning av blodet, blodtrykk og mange andre parametere. Disse detektorene sender signaler til hjernen, hovedkontrollsenteret, hvis visse verdier avviker fra normen. Etter dette settes det i gang kompenserende tiltak for å gjenopprette normaltilstanden.
Å opprettholde homeostase er utrolig viktig for kroppen. Menneskekroppen inneholder en viss mengde kjemikalier kjent som syrer og alkalier, hvis riktig balanse er nødvendig for optimal funksjon av alle organer og systemer i kroppen. Kalsiumnivået i blodet må holdes på riktig nivå. Siden pusten er ufrivillig, sørger nervesystemet for at kroppen får sårt tiltrengt oksygen. Når giftstoffer kommer inn i blodet, forstyrrer de kroppens homeostase. Menneskekroppen reagerer på denne lidelsen gjennom urinsystemet.
Det er viktig å understreke at kroppens homeostase fungerer automatisk dersom systemet fungerer normalt. For eksempel en reaksjon på varme - huden blir rød fordi dens små blodårer utvides automatisk. Skjelving er et svar på avkjøling. Dermed er homeostase ikke en samling av organer, men en syntese og balanse av kroppsfunksjoner. Sammen gjør dette at du kan holde hele kroppen i en stabil tilstand.
2. Læringsmål:
Kjenne til essensen av homeostase, de fysiologiske mekanismene for å opprettholde homeostase, det grunnleggende om homeostaseregulering.
Studer hovedtypene av homeostase. Kjenne til aldersrelaterte trekk ved homeostase
3. Spørsmål for selvforberedelse for å mestre dette emnet:
1) Definisjon av homeostase
2) Typer homeostase.
3) Genetisk homeostase
4) Strukturell homeostase
5) Homeostase av det indre miljøet i kroppen
6) Immunologisk homeostase
7) Mekanismer for regulering av homeostase: nevrohumoral og endokrin.
8) Hormonell regulering av homeostase.
9) Organer involvert i reguleringen av homeostase
10) Generelt prinsipp for homeostatiske reaksjoner
11) Artsspesifisitet for homeostase.
12) Aldersrelaterte trekk ved homeostase
13) Patologiske prosesser ledsaget av forstyrrelse av homeostase.
14) Korrigering av kroppens homeostase er legens hovedoppgave.
__________________________________________________________________
4. Type leksjon: utenomfaglige
5. Varighet av leksjonen- 3 timer.
6. Utstyr. Elektronisk presentasjon "Forelesninger om biologi", tabeller, dummies
Homeostase(gr. homoios - lik, stasis - tilstand) - evnen til en organisme til å opprettholde konstantheten til det indre miljøet og hovedtrekkene i dens iboende organisasjon, til tross for variasjonen av parametrene til det ytre miljøet og handlingen av indre forstyrrende faktorer.
Homeostasen til hvert individ er spesifikk og bestemt av dens genotype.
Kroppen er et åpent dynamisk system. Strømmen av stoffer og energi observert i kroppen bestemmer selvfornyelse og selvreproduksjon på alle nivåer fra molekylær til organisme og populasjon.
I prosessen med metabolisme med mat, vann og gassutveksling kommer forskjellige kjemiske forbindelser inn i kroppen fra miljøet, som etter transformasjoner blir lik kroppens kjemiske sammensetning og går inn i dens morfologiske strukturer. Etter en viss periode blir de absorberte stoffene ødelagt, frigjør energi, og det ødelagte molekylet erstattes av et nytt, uten å krenke integriteten til kroppens strukturelle komponenter.
Organismer er i et miljø i stadig endring, til tross for dette fortsetter de viktigste fysiologiske indikatorene å bli utført innenfor visse parametere, og kroppen opprettholder en stabil helsetilstand i lang tid, takket være selvreguleringsprosesser.
Dermed er konseptet homeostase ikke assosiert med stabiliteten til prosesser. Som svar på virkningen av interne og eksterne faktorer oppstår noen endringer i fysiologiske indikatorer, og inkluderingen av reguleringssystemer sikrer opprettholdelsen av en relativ konstanthet i det indre miljøet. Regulerende homeostatiske mekanismer fungerer på celle-, organ-, organisme- og supraorganismenivå.
I evolusjonære termer er homeostase den arvelige faste tilpasningen av kroppen til normale miljøforhold.
Følgende hovedtyper av homeostase skilles ut:
1) genetisk
2) strukturelle
3) homeostase av den flytende delen av det indre miljøet (blod, lymfe, interstitiell væske)
4) immunologisk.
Genetisk homeostase- bevaring av genetisk stabilitet på grunn av styrken til de fysiske og kjemiske bindingene til DNA og dets evne til å komme seg etter skade (DNA-reparasjon). Selvreproduksjon er en grunnleggende egenskap ved levende ting; den er basert på prosessen med DNA-reduplisering. Selve mekanismen i denne prosessen, der en ny DNA-streng bygges strengt komplementært rundt hver av molekylene i de to gamle strengene, er optimal for nøyaktig overføring av informasjon. Nøyaktigheten i denne prosessen er høy, men feil kan fortsatt oppstå under reduplikering. Forstyrrelse av strukturen til DNA-molekyler kan også forekomme i primærkjedene uten sammenheng med reduplikasjon under påvirkning av mutagene faktorer. I de fleste tilfeller gjenopprettes cellegenomet, skaden korrigeres, takket være reparasjon. Når reparasjonsmekanismer er skadet, blir genetisk homeostase forstyrret både på celle- og organismenivå.
En viktig mekanisme for å opprettholde genetisk homeostase er den diploide tilstanden til somatiske celler i eukaryoter. Diploide celler er preget av større stabilitet i funksjon, fordi tilstedeværelsen av to genetiske programmer i dem øker påliteligheten til genotypen. Stabilisering av et komplekst genotypesystem er sikret av fenomenene polymerisering og andre typer geninteraksjon. Regulerende gener som kontrollerer aktiviteten til operoner spiller en stor rolle i prosessen med homeostase.
Strukturell homeostase- dette er konstanten til morfologisk organisering på alle nivåer av biologiske systemer. Det er tilrådelig å fremheve homeostasen til en celle, vev, organ og kroppssystemer. Homeostase av underliggende strukturer sikrer den morfologiske konstansen til høyere strukturer og er grunnlaget for deres livsaktivitet.
Cellen, som et komplekst biologisk system, er preget av selvregulering. Etableringen av homeostase i cellemiljøet sikres av membransystemer, som er forbundet med bioenergetiske prosesser og regulering av transport av stoffer inn og ut av cellen. I cellen foregår det kontinuerlig prosesser med endring og restaurering av organeller, og selve cellene blir ødelagt og gjenopprettet. Restaurering av intracellulære strukturer, celler, vev, organer i løpet av kroppens levetid skjer på grunn av fysiologisk regenerering. Restaurering av strukturer etter skade - reparerende regenerering.
Homeostase av den flytende delen av det indre miljøet- Konstans av sammensetningen av blod, lymfe, vevsvæske, osmotisk trykk, total konsentrasjon av elektrolytter og konsentrasjon av individuelle ioner, innhold av næringsstoffer i blodet, etc. Disse indikatorene, selv med betydelige endringer i miljøforhold, opprettholdes på et visst nivå, takket være komplekse mekanismer.
For eksempel er en av de viktigste fysisk-kjemiske parametrene i det indre miljøet i kroppen syre-basebalansen. Forholdet mellom hydrogen og hydroksylioner i det indre miljøet avhenger av innholdet i kroppsvæsker (blod, lymfe, vevsvæske) av syrer - protondonorer og bufferbaser - protonakseptorer. Vanligvis vurderes den aktive reaksjonen til mediet av H+-ionet. pH-verdien (konsentrasjon av hydrogenioner i blodet) er en av de stabile fysiologiske indikatorene og varierer innenfor et smalt område hos mennesker - fra 7,32 til 7,45. Aktiviteten til en rekke enzymer, membranpermeabilitet, proteinsynteseprosesser osv. avhenger i stor grad av forholdet mellom hydrogen og hydroksylioner.
Kroppen har ulike mekanismer som sikrer opprettholdelse av syre-base-balansen. For det første er dette buffersystemene til blod og vev (karbonat, fosfatbuffere, vevsproteiner). Hemoglobin har også bufferegenskaper; det binder karbondioksid og forhindrer akkumulering i blodet. Opprettholdelsen av en normal konsentrasjon av hydrogenioner lettes også av nyrenes aktivitet, siden en betydelig mengde metabolitter som har en sur reaksjon skilles ut i urinen. Hvis de listede mekanismene er utilstrekkelige, øker konsentrasjonen av karbondioksid i blodet, og det oppstår en liten endring i pH til den sure siden. I dette tilfellet er respirasjonssenteret begeistret, lungeventilasjonen øker, noe som fører til en reduksjon i karbondioksidinnholdet og normalisering av konsentrasjonen av hydrogenioner.
Følsomheten til vev for endringer i det indre miljøet varierer. En pH-forskyvning på 0,1 i en eller annen retning fra normen fører altså til betydelige forstyrrelser i hjertets funksjon, og et avvik på 0,3 er livstruende. Nervesystemet er spesielt følsomt for reduserte oksygennivåer. Svingninger i konsentrasjonen av kalsiumioner som overstiger 30 % osv. er farlige for pattedyr.
Immunologisk homeostase- opprettholde konstantheten til det indre miljøet i kroppen ved å bevare individets antigene individualitet. Immunitet forstås som en måte å beskytte kroppen mot levende kropper og stoffer som bærer tegn på genetisk fremmed informasjon (Petrov, 1968).
Fremmed genetisk informasjon bæres av bakterier, virus, protozoer, helminths, proteiner, celler, inkludert endrede celler i selve kroppen. Alle disse faktorene er antigener. Antigener er stoffer som, når de introduseres i kroppen, kan utløse dannelsen av antistoffer eller en annen form for immunrespons. Antigener er svært forskjellige, oftest er de proteiner, men de kan også være store molekyler av lipopolysakkarider og nukleinsyrer. Uorganiske forbindelser (salter, syrer), enkle organiske forbindelser (karbohydrater, aminosyrer) kan ikke være antigener, fordi har ingen spesifisitet. Den australske vitenskapsmannen F. Burnet (1961) formulerte posisjonen at hovedbetydningen av immunsystemet er å gjenkjenne «selv» og «fremmed», dvs. i å opprettholde konstansen til det indre miljøet - homeostase.
Immunsystemet har en sentral (rød benmarg, thymuskjertel) og perifer (milt, lymfeknuter) kobling. Den beskyttende reaksjonen utføres av lymfocytter dannet i disse organene. Type B-lymfocytter, når de møter fremmede antigener, differensierer til plasmaceller, som frigjør spesifikke proteiner i blodet - immunoglobuliner (antistoffer). Disse antistoffene, i kombinasjon med antigenet, nøytraliserer dem. Denne reaksjonen kalles humoral immunitet.
Type T-lymfocytter gir cellulær immunitet ved å ødelegge fremmede celler, slik som transplantasjonsavvisning, og muterte celler i ens egen kropp. I følge beregninger gitt av F. Bernet (1971) akkumuleres det i hver genetisk endring av delende humane celler omtrent 10 - 6 spontane mutasjoner i løpet av en dag, dvs. På celle- og molekylnivå skjer det kontinuerlig prosesser som forstyrrer homeostase. T-lymfocytter gjenkjenner og ødelegger mutante celler i sin egen kropp, og gir dermed funksjonen til immunovervåking.
Immunsystemet kontrollerer kroppens genetiske stabilitet. Dette systemet, som består av anatomisk adskilte organer, representerer en funksjonell enhet. Egenskapen til immunforsvar har nådd sin høyeste utvikling hos fugler og pattedyr.
Regulering av homeostase utføres av følgende organer og systemer (fig. 91):
1) sentralnervesystemet;
2) det nevroendokrine systemet, som inkluderer hypothalamus, hypofysen og perifere endokrine kjertler;
3) diffust endokrine system (DES), representert av endokrine celler lokalisert i nesten alle vev og organer (hjerte, lunge, mage-tarmkanalen, nyrer, lever, hud, etc.). Hovedtyngden av DES-celler (75%) er konsentrert i epitelet i fordøyelsessystemet.
Det er nå kjent at en rekke hormoner er tilstede samtidig i sentralnervestrukturen og endokrine celler i mage-tarmkanalen. Således finnes hormonene enkefaliner og endorfiner i nerveceller og endokrine celler i bukspyttkjertelen og magesekken. Chocystokinin ble påvist i hjernen og tolvfingertarmen. Slike fakta ga opphav til hypotesen om at det er et enkelt system av kjemiske informasjonsceller i kroppen. Det særegne ved nerveregulering er hastigheten på responsens begynnelse, og dens effekt manifesteres direkte på stedet hvor signalet kommer gjennom den tilsvarende nerven; reaksjonen er kortvarig.
I det endokrine systemet er regulatoriske påvirkninger assosiert med virkningen av hormoner som bæres i blodet gjennom hele kroppen; effekten er langvarig og ikke-lokal.
Integreringen av nervøse og endokrine reguleringsmekanismer skjer i hypothalamus. Det generelle nevroendokrine systemet tillater implementering av komplekse homeostatiske reaksjoner assosiert med regulering av kroppens viscerale funksjoner.
Hypothalamus har også kjertelfunksjoner, og produserer nevrohormoner. Nevrohormoner, som kommer inn i den fremre lappen av hypofysen med blodet, regulerer frigjøringen av tropiske hypofysehormoner. Tropiske hormoner regulerer direkte funksjonen til de endokrine kjertlene. For eksempel stimulerer skjoldbruskkjertelstimulerende hormon fra hypofysen skjoldbruskkjertelen, og øker nivået av skjoldbruskkjertelhormon i blodet. Når konsentrasjonen av hormonet øker over normen for en gitt organisme, hemmes den skjoldbruskkjertelstimulerende funksjonen til hypofysen og aktiviteten til skjoldbruskkjertelen svekkes. For å opprettholde homeostase er det derfor nødvendig å balansere kjertelens funksjonelle aktivitet med konsentrasjonen av hormonet i det sirkulerende blodet.
Dette eksemplet demonstrerer det generelle prinsippet for homeostatiske reaksjoner: avvik fra startnivået --- signal --- aktivering av reguleringsmekanismer basert på tilbakemeldingsprinsippet --- korrigering av endringen (normalisering).
Noen endokrine kjertler er ikke direkte avhengige av hypofysen. Dette er bukspyttkjerteløyene som produserer insulin og glukagon, binyremargen, pinealkjertelen, thymus og biskjoldbruskkjertlene.
Thymus inntar en spesiell posisjon i det endokrine systemet. Den produserer hormonlignende stoffer som stimulerer dannelsen av T-lymfocytter, og det etableres en sammenheng mellom immun- og endokrine mekanismer.
Evnen til å opprettholde homeostase er en av de viktigste egenskapene til et levende system som er i en tilstand av dynamisk likevekt med miljøforhold. Evnen til å opprettholde homeostase varierer mellom forskjellige arter; den er høy hos høyerestående dyr og mennesker, som har komplekse nervøse, endokrine og immunregulerende mekanismer.
I ontogenese er hver aldersperiode preget av egenskapene til metabolisme, energi og homeostasemekanismer. I et barns kropp råder assimileringsprosessene over dissimilering, som bestemmer vekst og vektøkning; mekanismene for homeostase er ennå ikke modne nok, noe som etterlater et avtrykk på forløpet av både fysiologiske og patologiske prosesser.
Med alderen forbedres metabolske prosesser og reguleringsmekanismer. I voksen alder gir prosessene med assimilering og dissimilering, systemet for normalisering av homeostase kompensasjon. Med aldring avtar intensiteten av metabolske prosesser, påliteligheten til reguleringsmekanismer svekkes, funksjonen til en rekke organer blekner, og samtidig utvikles nye spesifikke mekanismer som støtter bevaring av relativ homeostase. Dette uttrykkes spesielt i en økning i følsomheten til vev for virkningen av hormoner sammen med en svekkelse av nervøse effekter. I løpet av denne perioden svekkes adaptive funksjoner, så økt arbeidsbelastning og stressende forhold kan lett forstyrre homeostatiske mekanismer og ofte bli årsaken til patologiske tilstander.
Kunnskap om disse mønstrene er nødvendig for den fremtidige legen, siden sykdommen er en konsekvens av et brudd på mekanismene og måtene å gjenopprette homeostase hos mennesker.
Tema 4.1. Homeostase
Homeostase(fra gresk homoios- lignende, identiske og status- immobilitet) er evnen til levende systemer til å motstå endringer og opprettholde konstansen i sammensetningen og egenskapene til biologiske systemer.
Begrepet "homeostase" ble foreslått av W. Cannon i 1929 for å karakterisere tilstandene og prosessene som sikrer kroppens stabilitet. Ideen om eksistensen av fysiske mekanismer rettet mot å opprettholde det indre miljøets konstanthet ble uttrykt i andre halvdel av 1800-tallet av C. Bernard, som anså stabiliteten til fysiske og kjemiske forhold i det indre miljøet som grunnlaget. for friheten og uavhengigheten til levende organismer i et kontinuerlig skiftende ytre miljø. Fenomenet homeostase er observert på forskjellige nivåer av organisering av biologiske systemer.
Generelle mønstre for homeostase. Evnen til å opprettholde homeostase er en av de viktigste egenskapene til et levende system som er i en tilstand av dynamisk likevekt med miljøforhold.
Normalisering av fysiologiske parametere utføres på grunnlag av egenskapen til irritabilitet. Evnen til å opprettholde homeostase varierer mellom ulike arter. Etter hvert som organismer blir mer komplekse, utvikler denne evnen seg, noe som gjør dem mer uavhengige av svingninger i ytre forhold. Dette er spesielt tydelig hos høyerestående dyr og mennesker, som har komplekse nerve-, endokrine- og immunreguleringsmekanismer. Påvirkningen av miljøet på menneskekroppen er hovedsakelig ikke direkte, men indirekte på grunn av opprettelsen av et kunstig miljø, suksessen til teknologi og sivilisasjon.
I de systemiske mekanismene for homeostase fungerer det kybernetiske prinsippet om negativ tilbakemelding: med enhver forstyrrende påvirkning aktiveres nervøse og endokrine mekanismer, som er tett sammenkoblet.
Genetisk homeostase på molekylærgenetiske, cellulære og organismale nivåer er det rettet mot å opprettholde et balansert gensystem som inneholder all den biologiske informasjonen til kroppen. Mekanismene for ontogenetisk (organisme) homeostase er fiksert i den historisk utviklede genotypen. På populasjonsartsnivå er genetisk homeostase evnen til en populasjon til å opprettholde den relative stabiliteten og integriteten til arvemateriale, som sikres av prosessene med reduksjonsdeling og fri kryssing av individer, som bidrar til å opprettholde den genetiske balansen av allelfrekvenser. .
Fysiologisk homeostase assosiert med dannelse og kontinuerlig vedlikehold av spesifikke fysisk-kjemiske forhold i cellen. Konstansen i det indre miljøet til flercellede organismer opprettholdes av systemene for respirasjon, sirkulasjon, fordøyelse, utskillelse og reguleres av nerve- og endokrine systemer.
Strukturell homeostase er basert på regenereringsmekanismer som sikrer morfologisk konstans og integritet til det biologiske systemet på ulike organisasjonsnivåer. Dette kommer til uttrykk i restaurering av intracellulære og organstrukturer gjennom deling og hypertrofi.
Brudd på mekanismene som ligger til grunn for homeostatiske prosesser regnes som en "sykdom" av homeostase.
Å studere mønstrene for human homeostase er av stor betydning for å velge effektive og rasjonelle metoder for behandling av mange sykdommer.
Mål. Ha en ide om homeostase som en egenskap ved levende ting som sikrer selvvedlikehold av organismens stabilitet. Kjenn til hovedtypene av homeostase og mekanismene for vedlikehold. Kjenne til de grunnleggende mønstrene for fysiologisk og reparativ regenerering og faktorene som stimulerer den, betydningen av regenerering for praktisk medisin. Kjenn til den biologiske essensen av transplantasjon og dens praktiske betydning.
Arbeid 2. Genetisk homeostase og dens lidelser
Studer og omskriv tabellen.
Slutt på tabellen.
Måter å opprettholde genetisk homeostase | Mekanismer for genetiske homeostaseforstyrrelser | Resultatet av forstyrrelser av genetisk homeostase |
DNA-reparasjon | 1. Arvelig og ikke-arvelig skade på det reparative systemet. 2. Funksjonssvikt i det reparative systemet | Genmutasjoner |
fordeling av arvestoff under mitose | 1. Brudd på spindeldannelse. 2. Brudd på kromosomdivergens | 1. Kromosomavvik. 2. Heteroploidi. 3. Polyploidi |
Immunitet | 1. Immunsvikt er arvelig og ervervet. 2. Funksjonell immunitetsmangel | Bevaring av atypiske celler, som fører til ondartet vekst, redusert motstand mot et fremmed middel |
Arbeid 3. Reparer mekanismer ved å bruke eksemplet med post-stråling restaurering av DNA-struktur
Reparasjon eller korrigering av skadede deler av en av DNA-trådene anses som begrenset replikasjon. Den mest studerte er reparasjonsprosessen når DNA-tråder blir skadet av ultrafiolett (UV) stråling. Det er flere enzymreparasjonssystemer i celler som ble dannet under evolusjon. Siden alle organismer har utviklet seg og eksisterer under forhold med UV-bestråling, har celler et eget lysreparasjonssystem, som er det mest studerte i dag. Når et DNA-molekyl skades av UV-stråler, dannes det tymidin-dimerer, d.v.s. "kryssbindinger" mellom nærliggende tyminnukleotider. Disse dimerene kan ikke fungere som en mal, så de blir korrigert av lysreparasjonsenzymer som finnes i celler. Eksisjonsreparasjon gjenoppretter skadede områder ved hjelp av både UV-bestråling og andre faktorer. Dette reparasjonssystemet har flere enzymer: reparasjonsendonuklease
og eksonuklease, DNA-polymerase, DNA-ligase. Post-replikativ reparasjon er ufullstendig, da den omgår og den skadede delen ikke fjernes fra DNA-molekylet. Studer reparasjonsmekanismene ved å bruke eksemplet med fotoreaktivering, eksisjonsreparasjon og postreplikativ reparasjon (fig. 1).
Ris. 1. Reparere
Arbeid 4. Former for beskyttelse av organismens biologiske individualitet
Studer og omskriv tabellen.
Former for beskyttelse | Biologisk enhet |
Uspesifikke faktorer | Naturlig individuell uspesifikk motstand mot fremmede stoffer |
Beskyttende barrierer organisme: hud, epitel, hematolymfatisk, hepatisk, hematoencefalisk, hematooftalmisk, hematotestikulær, hematofollikulær, hematosalivar | Forhindrer at fremmede stoffer kommer inn i kroppen og organene |
Ikke-spesifikt cellulært forsvar (blod- og bindevevsceller) | Fagocytose, innkapsling, dannelse av cellulære aggregater, plasmakoagulasjon |
Uspesifikt humoralt forsvar | Effekten på patogene midler av uspesifikke stoffer i sekresjonene fra hudkjertlene, spytt, tårevæske, mage- og tarmsaft, blod (interferon), etc. |
Immunitet | Spesialiserte reaksjoner av immunsystemet på genetisk fremmede stoffer, levende organismer, ondartede celler |
Konstitusjonell immunitet | Genetisk forhåndsbestemt resistens hos visse arter, populasjoner og individer mot patogener av visse sykdommer eller midler av molekylær natur, på grunn av misforhold mellom fremmede stoffer og cellemembranreseptorer, fraværet i kroppen av visse stoffer, uten hvilke det fremmede middelet ikke kan eksistere ; tilstedeværelsen i kroppen av enzymer som ødelegger et fremmedmiddel |
Cellular | Utseendet til et økt antall T-lymfocytter som selektivt reagerer med dette antigenet |
Humoralsk | Dannelse av spesifikke antistoffer som sirkulerer i blodet mot visse antigener |
Arbeid 5. Blod-spyttbarriere
Spyttkjertlene har evnen til å selektivt transportere stoffer fra blodet til spytt. Noen av dem skilles ut i spytt i høyere konsentrasjoner, mens andre frigjøres i lavere konsentrasjoner enn i blodplasma. Overgangen av forbindelser fra blod til spytt utføres på samme måte som transport gjennom enhver histo-blodbarriere. Den høye selektiviteten til stoffer som overføres fra blod til spytt gjør det mulig å isolere blod-spyttbarrieren.
Diskuter prosessen med spyttsekresjon i acinarcellene i spyttkjertelen i fig. 2.
Ris. 2. Spyttsekresjon
Arbeid 6. Regenerering
Regenerering- dette er et sett med prosesser som sikrer restaurering av biologiske strukturer; det er en mekanisme for å opprettholde både strukturell og fysiologisk homeostase.
Fysiologisk regenerering gjenoppretter strukturer som er utslitt under normal funksjon av kroppen. Reparativ regenerering- dette er restaurering av strukturen etter skade eller etter en patologisk prosess. Regenereringsevne
sjonen varierer både i ulike strukturer og i ulike typer levende organismer.
Gjenoppretting av strukturell og fysiologisk homeostase kan oppnås ved å transplantere organer eller vev fra en organisme til en annen, dvs. ved transplantasjon.
Fyll ut tabellen med materialet fra forelesningene og læreboka.
Arbeid 7. Transplantasjon som en mulighet til å gjenopprette strukturell og fysiologisk homeostase
Transplantasjon- erstatning av tapt eller skadet vev og organer med eget eller tatt fra en annen organisme.
Implantasjon- organtransplantasjon fra kunstige materialer.
Studer og kopier tabellen inn i arbeidsboken din.
Spørsmål til selvstudium
1. Definer den biologiske essensen av homeostase og navngi dens typer.
2. På hvilke nivåer av organisering av levende ting opprettholdes homeostase?
3. Hva er genetisk homeostase? Avslør mekanismene for vedlikeholdet.
4. Hva er den biologiske essensen av immunitet? 9. Hva er regenerering? Typer av regenerering.
10. På hvilke nivåer av kroppens strukturelle organisering manifesterer regenereringsprosessen seg?
11. Hva er fysiologisk og reparativ regenerering (definisjon, eksempler)?
12. Hva er typene av reparativ regenerering?
13. Hva er metodene for reparativ regenerering?
14. Hva er materialet for regenereringsprosessen?
15. Hvordan utføres prosessen med reparativ regenerering hos pattedyr og mennesker?
16. Hvordan reguleres den reparative prosessen?
17. Hva er mulighetene for å stimulere regenerasjonsevnen til organer og vev hos mennesker?
18. Hva er transplantasjon og hvilken betydning har den for medisinen?
19. Hva er isotransplantasjon og hvordan skiller det seg fra allo- og xenotransplantasjon?
20. Hva er problemene og utsiktene ved organtransplantasjon?
21. Hvilke metoder finnes for å overvinne vevsinkompatibilitet?
22. Hva er fenomenet vevstoleranse? Hva er mekanismene for å oppnå det?
23. Hva er fordelene og ulempene ved implantasjon av kunstige materialer?
Testoppgaver
Velg ett riktig svar.
1. HOMEOSTASIS HOLDES PÅ BEFOLKNINGSART-NIVÅET:
1. Strukturell
2. Genetisk
3. Fysiologisk
4. Biokjemisk
2. FYSIOLOGISK REGENERERING GIR:
1. Dannelse av et tapt organ
2. Selvfornyelse på vevsnivå
3. Vevsreparasjon som svar på skade
4. Gjenopprette en del av et tapt orgel
3. REGENERERING ETTER FJERNING AV EN LEVERLAP
EN PERSON GÅR VEIEN:
1. Kompensatorisk hypertrofi
2. Epimorfose
3. Morfolakse
4. Regenerativ hypertrofi
4. VEV- OG ORGANTRANSPLANTERING FRA EN DONOR
TIL MOTTAKER AV SAMME ART:
1. Auto- og isotransplantasjon
2. Allo- og homotransplantasjon
3. Xeno- og heterotransplantasjon
4. Implantasjon og xenotransplantasjon
Velg flere riktige svar.
5. IKKE-SPESIFIKKE IMMUNFORSVARSFAKTORER HOS PATTEDYR INKLUSIVE:
1. Barrierefunksjoner av epitelet i huden og slimhinnene
2. Lysozym
3. Antistoffer
4. Baktericide egenskaper til mage- og tarmjuice
6. KONSTITUSJONELL IMMUNITET SKYLDES:
1. Fagocytose
2. Mangel på interaksjon mellom cellulære reseptorer og antigen
3. Antistoffdannelse
4. Enzymer som ødelegger fremmede stoffer
7. VEDLIKEHOLD AV GENETISK HOMEOSTASIS PÅ MOLEKYLÆRT NIVÅ SKYLDES:
1. Immunitet
2. DNA-replikasjon
3. DNA-reparasjon
4. Mitose
8. REGENERATIV HYPERTROFI ER KARAKTERISTISK:
1. Gjenopprette den opprinnelige massen til det skadede organet
2. Gjenopprette formen på det skadede organet
3. Økning i antall og størrelse på celler
4. Arrdannelse på skadestedet
9. I MENNESKELIGE IMMUNSYSTEM ER ORGANER:
2. Lymfeknuter
3. Peyers lapper
4. Benmarg
5. Pose med Fabritius
Kamp.
10. TYPER OG METODER FOR REGENERERING:
1. Epimorfose
2. Heteromorfose
3. Homomorfose
4. Endomorfose
5. Interkalær vekst
6. Morfolakse
7. Somatisk embryogenese
BIOLOGISK
ESSENS:
a) Atypisk regenerering
b) Gjenvekst fra såroverflaten
c) Kompensatorisk hypertrofi
d) Regenerering av kroppen fra individuelle celler
e) Regenerativ hypertrofi
f) Typisk regenerering g) Restrukturering av den gjenværende delen av orgelet
h) Regenerering av gjennomfeil
Litteratur
Hoved
Biologi / Ed. V.N. Yarygina. - M.: Videregående skole, 2001. -
s. 77-84, 372-383.
Slyusarev A.A., Zhukova S.V. Biologi. - Kiev: Videregående skole,
1987. - s. 178-211.