สภาวะสมดุลเป็นแนวคิดของระบบการกำกับดูแลของร่างกาย กลไกการควบคุมการทำงานทางสรีรวิทยา

สภาวะสมดุล, สภาวะสมดุล (สภาวะสมดุล; กรีก homoios ที่คล้ายกัน, สถานะ + ภาวะหยุดนิ่ง, ความไม่สามารถเคลื่อนที่ได้), - ความคงตัวแบบไดนามิกสัมพัทธ์ของสภาพแวดล้อมภายใน (เลือด, น้ำเหลือง, ของเหลวในเนื้อเยื่อ) และความเสถียรของการทำงานทางสรีรวิทยาขั้นพื้นฐาน (การไหลเวียน, การหายใจ, การควบคุมอุณหภูมิ, เมแทบอลิซึมและอื่น ๆ ) ของร่างกายมนุษย์และสัตว์ กลไกการควบคุมที่รักษาสถานะทางสรีรวิทยาหรือคุณสมบัติของเซลล์ อวัยวะ และระบบของสิ่งมีชีวิตทั้งหมดในระดับที่เหมาะสมเรียกว่าสภาวะสมดุล

ดังที่ทราบกันดีว่าเซลล์ที่มีชีวิตเป็นระบบเคลื่อนที่และควบคุมตนเองได้ องค์กรภายในได้รับการสนับสนุนจากกระบวนการที่กระตือรือร้นซึ่งมุ่งเป้าไปที่การจำกัด ป้องกัน หรือขจัดการเปลี่ยนแปลงที่เกิดจากอิทธิพลต่างๆ จากสภาพแวดล้อมภายนอกและภายใน ความสามารถในการกลับสู่สถานะเดิมหลังจากการเบี่ยงเบนจากระดับเฉลี่ยที่เกิดจากปัจจัย "รบกวน" อย่างใดอย่างหนึ่งเป็นคุณสมบัติหลักของเซลล์ สิ่งมีชีวิตหลายเซลล์เป็นองค์กรหนึ่งซึ่งมีองค์ประกอบของเซลล์ที่มีความเชี่ยวชาญในการทำหน้าที่ต่างๆ ปฏิสัมพันธ์ภายในร่างกายนั้นดำเนินการโดยกลไกการกำกับดูแลที่ซับซ้อนการประสานงานและเชื่อมโยงด้วย

การมีส่วนร่วมของระบบประสาท ร่างกาย เมแทบอลิซึม และปัจจัยอื่นๆ กลไกส่วนบุคคลหลายอย่างที่ควบคุมความสัมพันธ์ภายในและระหว่างเซลล์ ในบางกรณี มีผลกระทบที่ตรงกันข้ามกัน (เป็นปฏิปักษ์) ที่สร้างความสมดุลระหว่างกัน สิ่งนี้นำไปสู่การสร้างภูมิหลังทางสรีรวิทยาที่เคลื่อนที่ได้ (ความสมดุลทางสรีรวิทยา) ในร่างกาย และช่วยให้ระบบสิ่งมีชีวิตสามารถรักษาความมั่นคงแบบไดนามิกสัมพัทธ์ แม้ว่าสภาพแวดล้อมจะเปลี่ยนแปลงและการเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นในช่วงชีวิตของสิ่งมีชีวิตก็ตาม

คำว่า "สภาวะสมดุล" ถูกเสนอในปี 1929 โดยนักสรีรวิทยา ดับเบิลยู. แคนนอน ซึ่งเชื่อว่ากระบวนการทางสรีรวิทยาที่รักษาเสถียรภาพในร่างกายนั้นซับซ้อนและหลากหลายมากจนแนะนำให้รวมเข้าด้วยกันภายใต้ชื่อทั่วไปว่าสภาวะสมดุล อย่างไรก็ตาม ย้อนกลับไปในปี 1878 ซี. เบอร์นาร์ดเขียนว่ากระบวนการของชีวิตทั้งหมดมีเป้าหมายเดียวเท่านั้น นั่นก็คือการรักษาความคงอยู่ของสภาพความเป็นอยู่ในสภาพแวดล้อมภายในของเรา ข้อความที่คล้ายกันนี้พบได้ในผลงานของนักวิจัยหลายคนในช่วงศตวรรษที่ 19 และครึ่งแรกของศตวรรษที่ 20 (E. Pfluger, S. Richet, Frederic (L.A. Fredericq), I.M. Sechenov, I.P. Pavlov, K.M. Bykov และคนอื่น ๆ ) งานของ L.S. มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการศึกษาปัญหาสภาวะสมดุล สเติร์น (กับเพื่อนร่วมงาน) อุทิศให้กับบทบาทของฟังก์ชั่นอุปสรรคที่ควบคุมองค์ประกอบและคุณสมบัติของสภาพแวดล้อมจุลภาคของอวัยวะและเนื้อเยื่อ

แนวคิดเรื่องสภาวะสมดุลไม่สอดคล้องกับแนวคิดเรื่องความสมดุลที่มั่นคง (ไม่ผันผวน) ในร่างกาย - หลักการของความสมดุลใช้ไม่ได้กับ

ทางสรีรวิทยาและชีวเคมีที่ซับซ้อน

กระบวนการที่เกิดขึ้นในระบบสิ่งมีชีวิต นอกจากนี้ยังไม่ถูกต้องที่จะเปรียบเทียบสภาวะสมดุลกับความผันผวนของจังหวะในสภาพแวดล้อมภายใน สภาวะสมดุลในความหมายกว้างๆ ครอบคลุมถึงประเด็นของวงจรและระยะของปฏิกิริยา การชดเชย การควบคุมและการควบคุมตนเองของการทำงานทางสรีรวิทยา พลวัตของการพึ่งพาซึ่งกันและกันของระบบประสาท ร่างกาย และส่วนประกอบอื่นๆ ของกระบวนการกำกับดูแล ขอบเขตของสภาวะสมดุลสามารถเข้มงวดและยืดหยุ่นได้ โดยเปลี่ยนแปลงขึ้นอยู่กับอายุ เพศ สังคม อาชีพ และเงื่อนไขอื่นๆ ของแต่ละบุคคล

สิ่งที่สำคัญที่สุดสำหรับชีวิตของร่างกายคือความสม่ำเสมอขององค์ประกอบของเลือด - เมทริกซ์ของเหลวของร่างกายดังที่ W. Cannon กล่าวไว้ ความเสถียรของปฏิกิริยาแอคทีฟ (pH) แรงดันออสโมติก อัตราส่วนของอิเล็กโทรไลต์ (โซเดียม แคลเซียม คลอรีน แมกนีเซียม ฟอสฟอรัส) ปริมาณกลูโคส จำนวนองค์ประกอบที่ก่อตัว และอื่นๆ เป็นที่ทราบกันดี ตัวอย่างเช่น ค่า pH ของเลือด ตามกฎแล้วจะต้องไม่เกิน 7.35-7.47 แม้แต่ความผิดปกติที่รุนแรงของการเผาผลาญกรดเบสด้วยพยาธิสภาพของการสะสมของกรดในของเหลวในเนื้อเยื่อเช่นในภาวะกรดในเบาหวานก็มีผลน้อยมากต่อปฏิกิริยาของเลือดที่ใช้งานอยู่ แม้ว่าแรงดันออสโมติกของเลือดและของเหลวในเนื้อเยื่ออาจมีความผันผวนอย่างต่อเนื่องเนื่องจากมีปริมาณผลิตภัณฑ์ที่มีฤทธิ์ออสโมติกในการเผาผลาญสิ่งของคั่นระหว่างหน้าอย่างต่อเนื่อง แต่ก็ยังอยู่ในระดับหนึ่งและเปลี่ยนแปลงภายใต้สภาวะทางพยาธิวิทยาที่รุนแรงบางอย่างเท่านั้น

แม้ว่าเลือดจะเป็นตัวแทนของสภาพแวดล้อมภายในร่างกายโดยทั่วไป แต่เซลล์ของอวัยวะและเนื้อเยื่อไม่ได้สัมผัสโดยตรงกับเลือด

ในสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์ แต่ละอวัยวะมีสภาพแวดล้อมภายในของตัวเอง (สภาพแวดล้อมจุลภาค) ซึ่งสอดคล้องกับลักษณะโครงสร้างและหน้าที่ของมัน และสภาวะปกติของอวัยวะต่างๆ ขึ้นอยู่กับองค์ประกอบทางเคมี เคมีกายภาพ ชีวภาพ และคุณสมบัติอื่น ๆ ของสภาพแวดล้อมจุลภาคนี้ สภาวะสมดุลของมันถูกกำหนดโดยสถานะการทำงานของสิ่งกีดขวางทางจุลพยาธิวิทยาและการซึมผ่านของสิ่งเหล่านั้นในทิศทางของเลือด → ของเหลวในเนื้อเยื่อ, ของเหลวในเนื้อเยื่อ → เลือด

ความคงตัวของสภาพแวดล้อมภายในสำหรับกิจกรรมของระบบประสาทส่วนกลางมีความสำคัญเป็นพิเศษ: แม้แต่การเปลี่ยนแปลงทางเคมีและเคมีกายภาพเล็กน้อยที่เกิดขึ้นในน้ำไขสันหลัง, glia และช่องว่างในเซลล์ก็สามารถทำให้เกิดการหยุดชะงักอย่างรุนแรงในการไหลของกระบวนการที่สำคัญใน เซลล์ประสาทแต่ละตัวหรือในตระการตา ระบบชีวเคมีที่ซับซ้อน รวมถึงกลไกทางระบบประสาท ชีวเคมี การไหลเวียนโลหิต และกลไกการควบคุมอื่นๆ เป็นระบบที่รับรองระดับความดันโลหิตที่เหมาะสม ในกรณีนี้ ขีดจำกัดบนของระดับความดันโลหิตจะกำหนดโดยการทำงานของตัวรับความรู้สึกของระบบหลอดเลือดของร่างกาย และขีดจำกัดล่างจะกำหนดโดยความต้องการการจัดหาโลหิตของร่างกาย

กลไกสภาวะสมดุลที่ก้าวหน้าที่สุดในร่างกายของสัตว์และมนุษย์ชั้นสูง ได้แก่ กระบวนการควบคุมอุณหภูมิ

ในทางชีววิทยา สิ่งนี้คือการรักษาความคงที่ของสภาพแวดล้อมภายในร่างกาย
สภาวะสมดุลของร่างกายขึ้นอยู่กับความไวของร่างกายต่อการเบี่ยงเบนของพารามิเตอร์บางอย่าง (ค่าคงที่สภาวะสมดุล) จากค่าที่กำหนด ขีดจำกัดของความผันผวนที่อนุญาตของพารามิเตอร์สภาวะสมดุล ( ค่าคงที่สภาวะสมดุล) อาจกว้างหรือแคบก็ได้ ขีดจำกัดที่แคบ ได้แก่ อุณหภูมิร่างกาย pH ในเลือด ระดับน้ำตาลในเลือด ขีดจำกัดกว้างๆ ได้แก่ ความดันโลหิต น้ำหนักตัว ความเข้มข้นของกรดอะมิโนในเลือด
ตัวรับภายในอวัยวะพิเศษ ( ตัวรับระหว่างกัน) ตอบสนองต่อการเบี่ยงเบนของพารามิเตอร์สภาวะสมดุลจากขีดจำกัดที่ระบุ ตัวรับระหว่างเซลล์ดังกล่าวพบได้ในฐานดอก ไฮโปทาลามัส ในหลอดเลือด และในอวัยวะต่างๆ เพื่อตอบสนองต่อความเบี่ยงเบนของพารามิเตอร์ พวกมันจะกระตุ้นให้เกิดปฏิกิริยาการรักษาสมดุล

กลไกทั่วไปของปฏิกิริยาสมดุลของระบบประสาทต่อมไร้ท่อสำหรับการควบคุมสภาวะสมดุลภายใน

พารามิเตอร์ของการเบี่ยงเบนค่าคงที่ของสภาวะสมดุล, ตัวรับระหว่างกันรู้สึกตื่นเต้น, จากนั้นศูนย์กลางของไฮโปทาลามัสที่เกี่ยวข้องจะตื่นเต้น, พวกมันกระตุ้นการปล่อยเสรีนิยมที่สอดคล้องกันโดยไฮโปทาลามัส เพื่อตอบสนองต่อการกระทำของ liberins ฮอร์โมนจะถูกปล่อยออกมาจากต่อมใต้สมองและจากนั้นฮอร์โมนของต่อมไร้ท่ออื่น ๆ จะถูกปล่อยออกมาภายใต้การกระทำของพวกเขา ฮอร์โมนที่ปล่อยออกมาจากต่อมไร้ท่อเข้าสู่กระแสเลือด เปลี่ยนแปลงการเผาผลาญและการทำงานของอวัยวะและเนื้อเยื่อ เป็นผลให้รูปแบบใหม่ของการทำงานของอวัยวะและเนื้อเยื่อเปลี่ยนพารามิเตอร์ที่เปลี่ยนแปลงไปเป็นค่าที่ตั้งไว้ก่อนหน้าและคืนค่าของค่าคงที่สภาวะสมดุล นี่เป็นหลักการทั่วไปในการกู้คืนค่าคงที่สภาวะสมดุลเมื่อค่าเบี่ยงเบนไป

2. ในศูนย์ประสาทที่ใช้งานได้เหล่านี้จะกำหนดค่าเบี่ยงเบนของค่าคงที่เหล่านี้จากบรรทัดฐาน การเบี่ยงเบนของค่าคงที่ภายในขีดจำกัดที่กำหนดจะถูกตัดออกเนื่องจากความสามารถในการควบคุมของศูนย์การทำงานเอง

3. อย่างไรก็ตาม เมื่อค่าคงตัวของสภาวะสมดุลเบี่ยงเบนสูงหรือต่ำกว่าขีดจำกัดที่ยอมรับได้ ศูนย์ฟังก์ชันจะส่งการกระตุ้นที่สูงขึ้น: "ต้องการศูนย์" ไฮโปทาลามัส นี่เป็นสิ่งจำเป็นเพื่อเปลี่ยนจากการควบคุมสภาวะสมดุลของระบบประสาทภายในไปสู่พฤติกรรมภายนอก

4. การกระตุ้นศูนย์กลางความต้องการอย่างใดอย่างหนึ่งของไฮโปทาลามัสทำให้เกิดสถานะการทำงานที่สอดคล้องกัน ซึ่งมีประสบการณ์โดยอัตนัยว่าเป็นความต้องการบางสิ่งบางอย่าง: อาหาร น้ำ ความร้อน ความเย็น หรือเพศ สภาวะความไม่พอใจทางจิตเกิดขึ้นซึ่งกระตุ้นและกระตุ้นให้เกิดการกระทำ

5. ในการจัดระเบียบพฤติกรรมที่มีจุดมุ่งหมาย จำเป็นต้องเลือกความต้องการเพียงข้อเดียวเป็นลำดับความสำคัญ และสร้างงานที่โดดเด่นเพื่อตอบสนองความต้องการนั้น เชื่อกันว่าบทบาทหลักในเรื่องนี้เล่นโดยต่อมทอนซิลของสมอง (Corpus amygdoloideum) ปรากฎว่าตามความต้องการประการหนึ่งที่เกิดขึ้นในไฮโปทาลามัส ต่อมทอนซิลสร้างแรงจูงใจหลักที่จัดพฤติกรรมที่มุ่งเป้าไปที่เป้าหมายเพื่อตอบสนองความต้องการที่เลือกไว้เท่านั้น

6. ขั้นต่อไปถือได้ว่าเป็นการเปิดตัวของพฤติกรรมการเตรียมการหรือการสะท้อนกลับของไดรฟ์ ซึ่งควรเพิ่มความเป็นไปได้ในการเปิดตัวการตอบสนองของผู้บริหารเพื่อตอบสนองต่อสิ่งกระตุ้นที่กระตุ้น การสะท้อนกลับของไดรฟ์กระตุ้นให้ร่างกายสร้างสถานการณ์ที่โอกาสในการค้นหาวัตถุที่เหมาะสมกับความต้องการในปัจจุบันจะเพิ่มขึ้น เช่น การย้ายไปยังสถานที่ที่มีอาหาร น้ำ หรือคู่นอน ขึ้นอยู่กับความต้องการในการขับขี่ ในสถานการณ์ที่บรรลุผลสำเร็จ วัตถุเฉพาะถูกค้นพบซึ่งเหมาะสมกับการตอบสนองความต้องการที่โดดเด่นที่กำหนด มันจะกระตุ้นให้เกิดพฤติกรรมสะท้อนกลับของผู้บริหารที่มุ่งตอบสนองความต้องการด้วยความช่วยเหลือของวัตถุนั้นโดยเฉพาะ

© 2014-2018 Sazonov V.F. © 2014-2016 kineziolog.bodhy.ru..

ระบบสภาวะสมดุล - แหล่งข้อมูลการศึกษาโดยละเอียดเกี่ยวกับสภาวะสมดุล

ระบบทางชีววิทยาที่มีความซับซ้อนใด ๆ ตั้งแต่โครงสร้างเซลล์ย่อยของระบบการทำงานและสิ่งมีชีวิตทั้งหมดนั้นมีลักษณะเฉพาะด้วยความสามารถในการจัดระเบียบและควบคุมตนเอง ความสามารถในการจัดระเบียบตนเองนั้นแสดงโดยเซลล์และอวัยวะต่าง ๆ เมื่อมีหลักการทั่วไปของโครงสร้างเบื้องต้น (เมมเบรน, ออร์แกเนลล์ ฯลฯ ) การควบคุมตนเองนั้นมั่นใจได้ด้วยกลไกที่มีอยู่ในแก่นแท้ของสิ่งมีชีวิต

ร่างกายมนุษย์ประกอบด้วยอวัยวะที่มักรวมเข้ากับอวัยวะอื่นเพื่อทำหน้าที่ของตนจึงก่อให้เกิดระบบการทำงาน ด้วยเหตุนี้ โครงสร้างทุกระดับของความซับซ้อน ตั้งแต่โมเลกุลไปจนถึงสิ่งมีชีวิตทั้งหมด จำเป็นต้องมีระบบการกำกับดูแล ระบบเหล่านี้ช่วยให้มั่นใจได้ว่าปฏิสัมพันธ์ของโครงสร้างต่างๆ อยู่ในสภาวะพักทางสรีรวิทยาแล้ว สิ่งเหล่านี้มีความสำคัญอย่างยิ่งในสภาวะกระฉับกระเฉงเมื่อร่างกายมีปฏิสัมพันธ์กับสภาพแวดล้อมภายนอกที่เปลี่ยนแปลง เนื่องจากการเปลี่ยนแปลงใดๆ จำเป็นต้องได้รับการตอบสนองที่เพียงพอจากร่างกาย ในกรณีนี้หนึ่งในเงื่อนไขบังคับสำหรับการจัดการตนเองและการควบคุมตนเองคือการรักษาสภาพคงที่ของลักษณะสภาพแวดล้อมภายในของร่างกายซึ่งแสดงโดยแนวคิดของสภาวะสมดุล

จังหวะของการทำงานทางสรีรวิทยา กระบวนการทางสรีรวิทยาของชีวิต แม้จะอยู่ภายใต้เงื่อนไขของการพักผ่อนทางสรีรวิทยาโดยสมบูรณ์ ก็สามารถดำเนินกิจกรรมต่างๆ ได้ การเสริมสร้างความเข้มแข็งหรือความอ่อนแอเกิดขึ้นภายใต้อิทธิพลของปฏิสัมพันธ์ที่ซับซ้อนของปัจจัยภายนอกและภายนอกซึ่งเรียกว่า "จังหวะทางชีวภาพ" นอกจากนี้ ช่วงเวลาของความผันผวนของฟังก์ชันต่างๆ จะแตกต่างกันไปภายในขีดจำกัดที่กว้างมาก ตั้งแต่ช่วงระยะเวลาสูงสุด 0.5 ชั่วโมงไปจนถึงช่วงหลายวันหรือหลายปี

แนวคิดของสภาวะสมดุล

การทำงานที่มีประสิทธิภาพของกระบวนการทางชีววิทยาจำเป็นต้องมีเงื่อนไขบางประการ ซึ่งส่วนใหญ่จะต้องคงที่ และยิ่งมีเสถียรภาพมากเท่าใด ระบบทางชีววิทยาก็จะทำงานได้อย่างน่าเชื่อถือมากขึ้นเท่านั้น เงื่อนไขเหล่านี้ก่อนอื่นต้องรวมถึงเงื่อนไขที่ช่วยรักษาระดับการเผาผลาญให้เป็นปกติ ซึ่งจำเป็นต้องมีการจัดหาส่วนผสมในการเผาผลาญเริ่มต้นและออกซิเจน เช่นเดียวกับการกำจัดสารเมตาบอไลต์สุดท้าย ประสิทธิภาพของกระบวนการเมตาบอลิซึมนั้นมั่นใจได้ด้วยความเข้มข้นของกระบวนการภายในเซลล์ซึ่งกำหนดโดยกิจกรรมของเอนไซม์เป็นหลัก ในเวลาเดียวกัน กิจกรรมของเอนไซม์ยังขึ้นอยู่กับปัจจัยภายนอกที่ดูเหมือน เช่น อุณหภูมิ

ความเสถียรในสภาวะส่วนใหญ่เป็นสิ่งจำเป็นในทุกระดับโครงสร้างและการทำงาน โดยเริ่มจากปฏิกิริยาทางชีวเคมีแต่ละอย่าง เซลล์ และสิ้นสุดด้วยระบบการทำงานที่ซับซ้อนของร่างกาย ในชีวิตจริง เงื่อนไขเหล่านี้มักถูกละเมิดได้ การปรากฏตัวของการเปลี่ยนแปลงสะท้อนให้เห็นในสถานะของวัตถุทางชีวภาพและการไหลของกระบวนการเผาผลาญในวัตถุเหล่านั้น นอกจากนี้ ยิ่งโครงสร้างของระบบทางชีววิทยามีความซับซ้อนมากขึ้นเท่าใด ความเบี่ยงเบนจากสภาวะมาตรฐานก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้นที่สามารถทนต่อได้โดยไม่กระทบต่อการทำงานที่สำคัญอย่างมีนัยสำคัญ นี่เป็นเพราะการมีกลไกที่เหมาะสมอยู่ในร่างกายโดยมีเป้าหมายเพื่อขจัดการเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้น ตัวอย่างเช่น กิจกรรมของกระบวนการเอนไซม์ในเซลล์ลดลง 2-3 เท่า โดยอุณหภูมิจะลดลงทุกๆ 10 °C ในเวลาเดียวกันสัตว์เลือดอุ่นเนื่องจากมีกลไกการควบคุมอุณหภูมิจึงรักษาอุณหภูมิภายในให้คงที่ตลอดการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิภายนอกที่ค่อนข้างกว้าง เป็นผลให้รักษาความเสถียรของสภาวะนี้สำหรับการเกิดปฏิกิริยาของเอนไซม์ในระดับคงที่ และตัวอย่างเช่น บุคคลที่มีความฉลาด มีเสื้อผ้า มีที่อยู่อาศัย สามารถดำรงอยู่ได้เป็นเวลานานที่อุณหภูมิภายนอกต่ำกว่า 0 ° C อย่างมีนัยสำคัญ

ในกระบวนการวิวัฒนาการ ปฏิกิริยาการปรับตัวถูกสร้างขึ้นโดยมีจุดประสงค์เพื่อรักษาสภาพคงที่ของสภาพแวดล้อมภายนอกของสิ่งมีชีวิต มีอยู่ทั้งในระดับกระบวนการทางชีวภาพส่วนบุคคลและสิ่งมีชีวิตทั้งหมด แต่ละเงื่อนไขเหล่านี้มีลักษณะเฉพาะด้วยพารามิเตอร์ที่เกี่ยวข้อง ดังนั้นระบบในการควบคุมความคงที่ของเงื่อนไขจึงควบคุมความคงที่ของพารามิเตอร์เหล่านี้ และหากพารามิเตอร์เหล่านี้เบี่ยงเบนไปจากบรรทัดฐานด้วยเหตุผลบางประการ กลไกด้านกฎระเบียบจะช่วยให้มั่นใจได้ว่าค่าเหล่านั้นจะกลับสู่ระดับเดิม

เรียกว่าคุณสมบัติสากลของสิ่งมีชีวิตเพื่อรักษาเสถียรภาพของการทำงานของร่างกายแม้ว่าจะมีอิทธิพลภายนอกที่อาจขัดขวางไอทีก็ตาม สภาวะสมดุล

สถานะของระบบชีวภาพในระดับโครงสร้างและการทำงานใดๆ ขึ้นอยู่กับชุดของอิทธิพล ความซับซ้อนนี้ประกอบด้วยปฏิสัมพันธ์ของปัจจัยหลายประการทั้งภายนอกและปัจจัยที่อยู่ภายในหรือเกิดขึ้นจากกระบวนการที่เกิดขึ้น. ระดับการสัมผัสกับปัจจัยภายนอกถูกกำหนดโดยสภาวะแวดล้อมที่เกี่ยวข้อง: อุณหภูมิ ความชื้น ไฟส่องสว่าง ความดัน องค์ประกอบของก๊าซ สนามแม่เหล็ก ฯลฯ อย่างไรก็ตาม ร่างกายสามารถและควรรักษาระดับอิทธิพลของปัจจัยภายนอกและภายในทั้งหมดให้อยู่ในระดับคงที่ วิวัฒนาการได้เลือกสิ่งที่จำเป็นสำหรับการอนุรักษ์ชีวิตหรือเพื่อการดำรงไว้ซึ่งกลไกที่เหมาะสม

ค่าคงที่พารามิเตอร์สภาวะสมดุล พวกเขาไม่มีความมั่นคงที่ชัดเจน การเบี่ยงเบนจากระดับเฉลี่ยในทิศทางเดียวหรืออีกทิศทางหนึ่งใน "ทางเดิน" ก็เป็นไปได้เช่นกัน พารามิเตอร์แต่ละตัวมีขีดจำกัดของการเบี่ยงเบนสูงสุดที่เป็นไปได้ของตัวเอง พวกเขายังแตกต่างกันในช่วงเวลาที่ร่างกายสามารถทนต่อการละเมิดพารามิเตอร์สภาวะสมดุลเฉพาะโดยไม่มีผลกระทบร้ายแรง ในเวลาเดียวกันการเบี่ยงเบนของพารามิเตอร์ที่อยู่นอก "ทางเดิน" เพียงอย่างเดียวอาจทำให้โครงสร้างที่เกี่ยวข้องเสียชีวิตได้ไม่ว่าจะเป็นเซลล์หรือแม้แต่สิ่งมีชีวิตโดยรวม ดังนั้นโดยปกติแล้วค่า pH ของเลือดจะอยู่ที่ประมาณ 7.4 แต่สามารถผันผวนได้ระหว่าง 6.8-7.8 ร่างกายมนุษย์สามารถทนต่อความเบี่ยงเบนในระดับสูงสุดของพารามิเตอร์นี้ได้โดยไม่มีผลกระทบที่เป็นอันตรายในเวลาเพียงไม่กี่นาที พารามิเตอร์ homeostatic อื่น - อุณหภูมิของร่างกาย - ในโรคติดเชื้อบางชนิดสามารถเพิ่มขึ้นได้ถึง 40 ° C ขึ้นไปและคงอยู่ที่ระดับนี้เป็นเวลาหลายชั่วโมงหรือหลายวัน ดังนั้นค่าคงที่ของร่างกายบางส่วนจึงค่อนข้างคงที่ - - ค่าคงที่ยากคนอื่นมีช่วงการสั่นสะเทือนที่กว้างกว่า - ค่าคงที่พลาสติก

การเปลี่ยนแปลงของสภาวะสมดุลสามารถเกิดขึ้นได้ภายใต้อิทธิพลของปัจจัยภายนอกใด ๆ และอาจมาจากภายนอกด้วย: ความเข้มข้นของกระบวนการเมแทบอลิซึมมีแนวโน้มที่จะเปลี่ยนพารามิเตอร์ของสภาวะสมดุล ในเวลาเดียวกัน การเปิดใช้งานระบบการกำกับดูแลช่วยให้มั่นใจได้ว่าระบบจะกลับมาสู่ระดับที่มั่นคงได้อย่างง่ายดาย แต่ถ้าอยู่ในสภาพพักผ่อนในคนที่มีสุขภาพดีกระบวนการเหล่านี้มีความสมดุลและกลไกการฟื้นฟูทำงานด้วยการสำรองพลังงานจากนั้นในกรณีที่สภาพความเป็นอยู่เปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วในระหว่างที่โรคจะเกิดขึ้นพร้อมกับกิจกรรมสูงสุด การปรับปรุงระบบควบคุมสภาวะสมดุลยังสะท้อนให้เห็นในการพัฒนาเชิงวิวัฒนาการด้วย ดังนั้นการไม่มีระบบในการรักษาอุณหภูมิของร่างกายให้คงที่ในสัตว์เลือดเย็นทำให้เกิดการพึ่งพากระบวนการชีวิตกับอุณหภูมิภายนอกที่แปรผันทำให้การพัฒนาวิวัฒนาการของพวกมัน จำกัด อย่างมาก อย่างไรก็ตาม การมีอยู่ของระบบดังกล่าวในสัตว์เลือดอุ่นทำให้แน่ใจได้ว่าพวกมันจะตั้งถิ่นฐานได้ทั่วโลก และทำให้สิ่งมีชีวิตดังกล่าวเป็นอิสระอย่างแท้จริงและมีศักยภาพในการวิวัฒนาการสูง

ในทางกลับกัน แต่ละคนมีความสามารถเฉพาะตัวของระบบควบคุมสภาวะสมดุลด้วยตนเอง สิ่งนี้ส่วนใหญ่จะกำหนดความรุนแรงของปฏิกิริยาของร่างกายต่ออิทธิพลใด ๆ และส่งผลต่ออายุขัยในท้ายที่สุด

สภาวะสมดุลของเซลล์ - หนึ่งในพารามิเตอร์เฉพาะของสภาวะสมดุลคือ "ความบริสุทธิ์ทางพันธุกรรม" ของจำนวนเซลล์ในร่างกาย ระบบภูมิคุ้มกันของร่างกายจะคอยติดตามการเพิ่มจำนวนเซลล์ตามปกติ หากถูกรบกวนหรือการอ่านข้อมูลทางพันธุกรรมบกพร่อง เซลล์จะปรากฏขึ้นซึ่งต่างจากสิ่งมีชีวิตที่กำหนด ระบบดังกล่าวจะทำลายพวกมัน เราสามารถพูดได้ว่ากลไกที่คล้ายกันนี้ยังต่อสู้กับการเข้ามาของเซลล์แปลกปลอม (แบคทีเรีย หนอน) หรือผลิตภัณฑ์จากเซลล์เหล่านี้เข้าสู่ร่างกาย และนี่ก็มั่นใจได้ด้วยระบบภูมิคุ้มกัน (ดูหัวข้อ C - "ลักษณะทางสรีรวิทยาของเม็ดเลือดขาว")

กลไกของสภาวะสมดุลและการควบคุม

ระบบที่ควบคุมพารามิเตอร์ของสภาวะสมดุลประกอบด้วยกลไกของความซับซ้อนของโครงสร้างที่แตกต่างกัน: ทั้งองค์ประกอบที่ค่อนข้างง่ายและคอมเพล็กซ์ฮอร์โมนประสาทที่ค่อนข้างซับซ้อน เมตาบอไลต์ถือเป็นกลไกที่ง่ายที่สุดอย่างหนึ่ง ซึ่งบางส่วนอาจส่งผลต่อการทำงานของกระบวนการเอนไซม์และส่วนประกอบโครงสร้างต่างๆ ของเซลล์และเนื้อเยื่อในท้องถิ่น กลไกที่ซับซ้อนมากขึ้น (neuroendocrine) ที่ดำเนินการปฏิสัมพันธ์ระหว่างอวัยวะจะถูกเปิดใช้งานเมื่อกลไกธรรมดาไม่เพียงพอที่จะคืนพารามิเตอร์ให้อยู่ในระดับที่ต้องการอีกต่อไป

กระบวนการควบคุมอัตโนมัติเฉพาะที่ที่มีการตอบรับเชิงลบเกิดขึ้นในเซลล์ ตัวอย่างเช่น ในระหว่างการทำงานของกล้ามเนื้ออย่างรุนแรง ซับออกไซด์ของ NEP และผลิตภัณฑ์จากเมตาบอลิซึมจะสะสมในกล้ามเนื้อโครงร่างโดยผ่านการขาดสัมพัทธ์ที่ 02 พวกมันเปลี่ยนค่า pH ของซาร์โคพลาสซึมไปทางด้านที่เป็นกรด ซึ่งอาจทำให้โครงสร้างส่วนบุคคล ทั้งเซลล์ หรือแม้แต่สิ่งมีชีวิตเสียชีวิตได้ เมื่อ pH ลดลง คุณสมบัติเชิงโครงสร้างของโปรตีนไซโตพลาสซึมและคอมเพล็กซ์เมมเบรนจะเปลี่ยนไป อย่างหลังทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในรัศมีของรูพรุน ความสามารถในการซึมผ่านของเยื่อหุ้มเซลล์ (พาร์ติชั่น) ของโครงสร้างเซลล์ย่อยทั้งหมดเพิ่มขึ้น และการหยุดชะงักของการไล่ระดับไอออน

บทบาทของของเหลวในร่างกายต่อสภาวะสมดุลของเหลวในร่างกายถือเป็นจุดเชื่อมโยงหลักในการรักษาสภาวะสมดุล สำหรับอวัยวะส่วนใหญ่นี่คือเลือดและน้ำเหลือง และสำหรับสมองคือเลือดและน้ำไขสันหลัง (CSF) เลือดมีบทบาทสำคัญอย่างยิ่ง นอกจากนี้สื่อของเหลวสำหรับเซลล์คือไซโตพลาสซึมและของเหลวระหว่างเซลล์

หน้าที่ของสื่อของเหลวการรักษาสภาวะสมดุลนั้นค่อนข้างหลากหลาย ประการแรก สื่อของเหลวให้กระบวนการเผาผลาญกับเนื้อเยื่อ พวกเขาไม่เพียงแต่นำสารที่จำเป็นสำหรับชีวิตไปยังเซลล์เท่านั้น แต่ยังขนส่งสารเมตาบอไลต์จากพวกมันด้วย ซึ่งอาจสะสมในเซลล์ที่มีความเข้มข้นสูง

ประการที่สอง สื่อของเหลวมีกลไกของตัวเองที่จำเป็นในการรักษาพารามิเตอร์บางอย่างของสภาวะสมดุล ตัวอย่างเช่น ระบบบัฟเฟอร์จะบรรเทาการเปลี่ยนแปลงในสถานะกรด-เบสเมื่อกรดหรือเบสเข้าสู่กระแสเลือด

ประการที่สามสื่อของเหลวมีส่วนร่วมในการจัดระบบควบคุมสภาวะสมดุล นอกจากนี้ยังมีกลไกหลายอย่างที่นี่ ดังนั้นเนื่องจากการขนส่งสารเมตาบอไลต์ อวัยวะและระบบที่อยู่ห่างไกล (ไต ปอด ฯลฯ) จึงมีส่วนร่วมในกระบวนการรักษาสภาวะสมดุล นอกจากนี้ สารที่มีอยู่ในเลือดซึ่งออกฤทธิ์ต่อโครงสร้างและตัวรับของอวัยวะและระบบอื่นๆ สามารถกระตุ้นการตอบสนองที่ซับซ้อนและกลไกของฮอร์โมนได้ ตัวอย่างเช่น ตัวรับความร้อนตอบสนองต่อเลือด "ร้อน" หรือ "เย็น" และเปลี่ยนกิจกรรมของอวัยวะที่เกี่ยวข้องกับการสร้างและการถ่ายเทความร้อนตามลำดับ

ตัวรับยังอยู่ที่ผนังหลอดเลือดด้วย พวกเขามีส่วนร่วมในการควบคุมองค์ประกอบทางเคมีของเลือด ปริมาตร และความดัน เมื่อเกิดการระคายเคืองต่อตัวรับหลอดเลือด ปฏิกิริยาตอบสนองจะเริ่มต้นขึ้น ส่วนเอฟเฟกต์คืออวัยวะและระบบต่างๆ ของร่างกาย ความสำคัญอย่างยิ่งของเลือดในการรักษาสภาวะสมดุลกลายเป็นพื้นฐานสำหรับการสร้างระบบสภาวะสมดุลแบบพิเศษสำหรับพารามิเตอร์ต่างๆ ของเลือดและปริมาตรของมัน เพื่อรักษาไว้ มีกลไกที่ซับซ้อนซึ่งรวมอยู่ในระบบที่เป็นหนึ่งเดียวในการควบคุมสภาวะสมดุลของร่างกาย

ข้อมูลข้างต้นสามารถอธิบายได้อย่างชัดเจนโดยใช้ตัวอย่างกิจกรรมของกล้ามเนื้ออย่างเข้มข้น ในระหว่างการดำเนินการผลิตภัณฑ์เมตาบอลิซึมในรูปแบบของแลคติก, ไพรูวิค, อะซิโตอะซิติกและกรดอื่น ๆ จะถูกปล่อยออกจากกล้ามเนื้อเข้าสู่กระแสเลือด สารที่เป็นกรดจะถูกทำให้เป็นกลางเป็นครั้งแรกโดยปริมาณเลือดอัลคาไลน์ นอกจากนี้ยังกระตุ้นการไหลเวียนโลหิตและการหายใจผ่านกลไกการสะท้อนกลับ ในทางหนึ่ง การเชื่อมโยงระบบต่างๆ ของร่างกายเหล่านี้ช่วยเพิ่มการจ่าย 02 ไปยังกล้ามเนื้อ และลดการก่อตัวของผลิตภัณฑ์ภายใต้การออกซิไดซ์ ในทางกลับกัน จะช่วยเพิ่มการปล่อย CO2 ผ่านทางปอด สารเมตาบอไลต์จำนวนมากผ่านทางไต และต่อมเหงื่อ

สภาวะสมดุลเป็นกระบวนการควบคุมตนเองซึ่งระบบทางชีววิทยาทั้งหมดพยายามรักษาเสถียรภาพในช่วงเวลาของการปรับตัวให้เข้ากับสภาวะที่เหมาะสมที่สุดสำหรับการอยู่รอด ระบบใดก็ตามที่อยู่ในสมดุลแบบไดนามิก มุ่งมั่นที่จะบรรลุสภาวะที่มั่นคงซึ่งต้านทานปัจจัยภายนอกและสิ่งเร้า

แนวคิดของสภาวะสมดุล

ระบบร่างกายทั้งหมดจะต้องทำงานร่วมกันเพื่อรักษาสภาวะสมดุลภายในร่างกายอย่างเหมาะสม สภาวะสมดุลคือการควบคุมตัวบ่งชี้ต่างๆ ในร่างกาย เช่น อุณหภูมิ ปริมาณน้ำ และระดับคาร์บอนไดออกไซด์ ตัวอย่างเช่น โรคเบาหวานเป็นภาวะที่ร่างกายไม่สามารถควบคุมระดับน้ำตาลในเลือดได้

สภาวะสมดุลเป็นคำที่ใช้อธิบายการดำรงอยู่ของสิ่งมีชีวิตในระบบนิเวศและเพื่ออธิบายการทำงานของเซลล์ที่ประสบความสำเร็จภายในสิ่งมีชีวิต สิ่งมีชีวิตและประชากรสามารถรักษาสภาวะสมดุลโดยรักษาระดับภาวะเจริญพันธุ์และอัตราการตายให้คงที่

ข้อเสนอแนะ

คำติชมเป็นกระบวนการที่เกิดขึ้นเมื่อระบบของร่างกายจำเป็นต้องชะลอตัวหรือหยุดลงโดยสิ้นเชิง เมื่อบุคคลรับประทานอาหาร อาหารจะเข้าสู่กระเพาะและการย่อยอาหารจะเริ่มขึ้น กระเพาะอาหารไม่ควรทำงานระหว่างมื้ออาหาร ระบบย่อยอาหารทำงานร่วมกับฮอร์โมนและกระแสประสาทหลายชุดเพื่อหยุดและเริ่มการผลิตการหลั่งกรดในกระเพาะอาหาร

อีกตัวอย่างหนึ่งของผลตอบรับเชิงลบสามารถสังเกตได้ในกรณีที่อุณหภูมิร่างกายเพิ่มขึ้น การควบคุมสภาวะสมดุลนั้นแสดงออกมาโดยการขับเหงื่อ ซึ่งเป็นปฏิกิริยาป้องกันของร่างกายต่อความร้อนสูงเกินไป ดังนั้นอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นจะหยุดลงและปัญหาเรื่องความร้อนสูงเกินไปจะถูกทำให้เป็นกลาง ในกรณีของภาวะอุณหภูมิร่างกายต่ำกว่าปกติ ร่างกายยังจัดให้มีมาตรการหลายอย่างเพื่อวอร์มร่างกาย

การรักษาสมดุลภายใน

สภาวะสมดุลสามารถกำหนดได้ว่าเป็นคุณสมบัติของสิ่งมีชีวิตหรือระบบที่ช่วยรักษาพารามิเตอร์ที่กำหนดให้อยู่ในช่วงค่าปกติ มันเป็นกุญแจสำคัญในการดำรงชีวิต และความสมดุลที่ไม่เหมาะสมในการรักษาสภาวะสมดุลสามารถนำไปสู่โรคต่างๆ เช่น ความดันโลหิตสูงและโรคเบาหวาน

สภาวะสมดุลเป็นองค์ประกอบสำคัญในการทำความเข้าใจวิธีการทำงานของร่างกายมนุษย์ คำจำกัดความที่เป็นทางการนี้เป็นลักษณะของระบบที่ควบคุมสภาพแวดล้อมภายในและมุ่งมั่นที่จะรักษาเสถียรภาพและความสม่ำเสมอของกระบวนการทั้งหมดที่เกิดขึ้นในร่างกาย

การควบคุม Homeostatic: อุณหภูมิของร่างกาย

การควบคุมอุณหภูมิของร่างกายในมนุษย์เป็นตัวอย่างที่ดีของสภาวะสมดุลในระบบชีวภาพ เมื่อคนเรามีสุขภาพดี อุณหภูมิร่างกายจะอยู่ที่ประมาณ +37°C แต่ปัจจัยต่างๆ อาจส่งผลต่อค่านี้ รวมถึงฮอร์โมน อัตราการเผาผลาญ และโรคต่างๆ ที่ทำให้เกิดไข้

ในร่างกาย การควบคุมอุณหภูมิจะถูกควบคุมในส่วนหนึ่งของสมองที่เรียกว่าไฮโปทาลามัส สมองจะรับสัญญาณเกี่ยวกับตัวบ่งชี้อุณหภูมิผ่านทางกระแสเลือด รวมถึงวิเคราะห์ผลลัพธ์ของข้อมูลเกี่ยวกับอัตราการหายใจ ระดับน้ำตาลในเลือด และการเผาผลาญ การสูญเสียความร้อนในร่างกายมนุษย์ยังส่งผลให้กิจกรรมลดลงอีกด้วย

ความสมดุลของน้ำ-เกลือ

ไม่ว่าคนเราดื่มน้ำมากแค่ไหน ร่างกายก็ไม่พองเหมือนบอลลูน และร่างกายมนุษย์ก็ไม่หดตัวเหมือนลูกเกดถ้าเราดื่มเพียงเล็กน้อย อาจมีคนคิดเกี่ยวกับเรื่องนี้อย่างน้อยหนึ่งครั้ง ไม่ทางใดก็ทางหนึ่งร่างกายรู้ว่าต้องกักเก็บของเหลวไว้เท่าใดเพื่อรักษาระดับที่ต้องการ

ความเข้มข้นของเกลือและกลูโคส (น้ำตาล) ในร่างกายจะคงอยู่ที่ระดับคงที่ (ในกรณีที่ไม่มีปัจจัยลบ) ปริมาณเลือดในร่างกายประมาณ 5 ลิตร

ควบคุมระดับน้ำตาลในเลือด

กลูโคสเป็นน้ำตาลในเลือดชนิดหนึ่ง ร่างกายมนุษย์จะต้องรักษาระดับกลูโคสที่เหมาะสมเพื่อให้บุคคลมีสุขภาพที่ดี เมื่อระดับกลูโคสสูงเกินไป ตับอ่อนจะผลิตฮอร์โมนอินซูลิน

หากระดับน้ำตาลในเลือดลดลงต่ำเกินไป ตับจะเปลี่ยนไกลโคเจนในเลือด ซึ่งจะทำให้ระดับน้ำตาลในเลือดเพิ่มขึ้น เมื่อแบคทีเรียหรือไวรัสที่ทำให้เกิดโรคเข้าสู่ร่างกาย แบคทีเรียจะเริ่มต่อสู้กับการติดเชื้อก่อนที่องค์ประกอบที่ทำให้เกิดโรคจะนำไปสู่ปัญหาสุขภาพได้

ความดันโลหิตอยู่ภายใต้การควบคุม

การรักษาความดันโลหิตให้แข็งแรงก็เป็นตัวอย่างหนึ่งของสภาวะสมดุลเช่นกัน หัวใจสามารถรับรู้การเปลี่ยนแปลงของความดันโลหิตและส่งสัญญาณไปยังสมองเพื่อประมวลผล จากนั้นสมองจะส่งสัญญาณกลับไปยังหัวใจพร้อมคำแนะนำในการตอบสนองอย่างถูกต้อง หากความดันโลหิตสูงเกินไป จะต้องลดลง

สภาวะสมดุลเกิดขึ้นได้อย่างไร?

ร่างกายมนุษย์ควบคุมระบบและอวัยวะทั้งหมดและชดเชยการเปลี่ยนแปลงของสภาพแวดล้อมอย่างไร นี่เป็นเพราะการมีเซ็นเซอร์ตามธรรมชาติจำนวนมากที่คอยติดตามอุณหภูมิ องค์ประกอบเกลือของเลือด ความดันโลหิต และพารามิเตอร์อื่นๆ อีกมากมาย เครื่องตรวจจับเหล่านี้จะส่งสัญญาณไปยังสมองซึ่งเป็นศูนย์ควบคุมหลักหากค่าบางอย่างเบี่ยงเบนไปจากบรรทัดฐาน หลังจากนั้นจะมีมาตรการชดเชยเพื่อฟื้นฟูสภาวะปกติ

การรักษาสภาวะสมดุลเป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งต่อร่างกาย ร่างกายมนุษย์ประกอบด้วยสารเคมีจำนวนหนึ่งที่เรียกว่ากรดและด่าง ซึ่งมีความสมดุลที่ถูกต้องซึ่งจำเป็นสำหรับการทำงานที่ดีที่สุดของอวัยวะและระบบต่างๆ ของร่างกาย ต้องรักษาระดับแคลเซียมในเลือดให้อยู่ในระดับที่เหมาะสม เนื่องจากการหายใจเกิดขึ้นโดยไม่สมัครใจ ระบบประสาทจึงช่วยให้แน่ใจว่าร่างกายได้รับออกซิเจนที่จำเป็นมาก เมื่อสารพิษเข้าสู่กระแสเลือด จะรบกวนการรักษาสมดุลของร่างกาย ร่างกายมนุษย์ตอบสนองต่อความผิดปกตินี้ผ่านทางระบบทางเดินปัสสาวะ

สิ่งสำคัญคือต้องเน้นย้ำว่าสภาวะสมดุลของร่างกายจะทำงานโดยอัตโนมัติหากระบบทำงานได้ตามปกติ ตัวอย่างเช่น ปฏิกิริยาต่อความร้อน ผิวหนังเปลี่ยนเป็นสีแดงเนื่องจากหลอดเลือดเล็กๆ ของมันจะขยายตัวโดยอัตโนมัติ การสั่นเป็นการตอบสนองต่อความเย็น ดังนั้นสภาวะสมดุลจึงไม่ใช่กลุ่มของอวัยวะ แต่เป็นการสังเคราะห์และความสมดุลของการทำงานของร่างกาย เมื่อรวมกันแล้วจะช่วยให้คุณสามารถรักษาร่างกายให้อยู่ในสภาพที่มั่นคงได้

YouTube สารานุกรม

• 1 / 5

  คำว่า "สภาวะสมดุล" มักใช้ในทางชีววิทยา สิ่งมีชีวิตหลายเซลล์จำเป็นต้องรักษาสภาพแวดล้อมภายในให้คงที่เพื่อให้ดำรงอยู่ได้ นักนิเวศวิทยาหลายคนเชื่อว่าหลักการนี้สามารถนำไปใช้กับสภาพแวดล้อมภายนอกได้เช่นกัน หากระบบไม่สามารถคืนสมดุลได้ ระบบอาจหยุดทำงานในที่สุด

  ระบบที่ซับซ้อน เช่น ร่างกายมนุษย์ จะต้องมีสภาวะสมดุลเพื่อรักษาเสถียรภาพและดำรงอยู่ ระบบเหล่านี้ไม่เพียงแต่ต้องมุ่งมั่นเพื่อความอยู่รอดเท่านั้น แต่ยังต้องปรับตัวให้เข้ากับการเปลี่ยนแปลงสิ่งแวดล้อมและพัฒนาอีกด้วย

  คุณสมบัติของสภาวะสมดุล

  ระบบ Homeostatic มีคุณสมบัติดังต่อไปนี้:

  • ความไม่แน่นอนระบบ: ทดสอบว่าจะปรับตัวอย่างไรให้ดีที่สุด
  • มุ่งมั่นเพื่อความสมดุล: โครงสร้างภายใน โครงสร้าง และการทำงานของระบบทั้งหมดมีส่วนช่วยในการรักษาสมดุล
  • ความคาดเดาไม่ได้: ผลลัพธ์ของการกระทำบางอย่างมักจะแตกต่างไปจากที่คาดไว้
  • การควบคุมปริมาณสารอาหารรองและน้ำในร่างกาย - osmoregulation ดำเนินการในไต
  • การกำจัดของเสียออกจากกระบวนการเผาผลาญ-ขับถ่าย ดำเนินการโดยอวัยวะภายนอก - ไต, ปอด, ต่อมเหงื่อและระบบทางเดินอาหาร
  • การควบคุมอุณหภูมิของร่างกาย การลดอุณหภูมิโดยการขับเหงื่อ ปฏิกิริยาการควบคุมอุณหภูมิต่างๆ
  • การควบคุมระดับน้ำตาลในเลือด ส่วนใหญ่ดำเนินการโดยตับ อินซูลิน และกลูคากอนที่หลั่งจากตับอ่อน
  • การควบคุมระดับการเผาผลาญพื้นฐานขึ้นอยู่กับอาหาร

  สิ่งสำคัญคือต้องสังเกตว่าแม้ว่าร่างกายจะอยู่ในสมดุล แต่สถานะทางสรีรวิทยาก็สามารถเปลี่ยนแปลงได้ สิ่งมีชีวิตหลายชนิดแสดงการเปลี่ยนแปลงภายนอกในรูปแบบของจังหวะนาฬิกาชีวภาพ อัลตราเดียน และจังหวะอินฟราเรด ดังนั้น แม้ว่าจะอยู่ในสภาวะสมดุล อุณหภูมิร่างกาย ความดันโลหิต อัตราการเต้นของหัวใจ และตัวชี้วัดการเผาผลาญส่วนใหญ่ไม่ได้อยู่ที่ระดับคงที่เสมอไป แต่จะเปลี่ยนแปลงไปตามกาลเวลา

  กลไกสภาวะสมดุล: ข้อเสนอแนะ

  เมื่อมีการเปลี่ยนแปลงตัวแปรเกิดขึ้น จะมีการตอบสนองสองประเภทหลักๆ ที่ระบบจะตอบสนอง:

  1. ข้อเสนอแนะเชิงลบ แสดงในปฏิกิริยาที่ระบบตอบสนองในลักษณะที่จะกลับทิศทางของการเปลี่ยนแปลง เนื่องจากการป้อนกลับทำหน้าที่รักษาความสม่ำเสมอของระบบ จึงทำให้สามารถรักษาสภาวะสมดุลได้
     • ตัวอย่างเช่น เมื่อความเข้มข้นของคาร์บอนไดออกไซด์ในร่างกายมนุษย์เพิ่มขึ้น สัญญาณจะเข้าสู่ปอดเพื่อเพิ่มกิจกรรมและหายใจออกคาร์บอนไดออกไซด์มากขึ้น
     • การควบคุมอุณหภูมิเป็นอีกตัวอย่างหนึ่งของการตอบรับเชิงลบ เมื่ออุณหภูมิของร่างกายสูงขึ้น (หรือลดลง) ตัวรับความร้อนในผิวหนังและไฮโปทาลามัสจะบันทึกการเปลี่ยนแปลง เพื่อกระตุ้นสัญญาณจากสมอง ในทางกลับกันสัญญาณนี้ทำให้เกิดการตอบสนอง - อุณหภูมิลดลง (หรือเพิ่มขึ้น)
  2. ผลตอบรับเชิงบวกซึ่งแสดงออกมาในการเพิ่มการเปลี่ยนแปลงในตัวแปร มันมีผลทำให้ไม่เสถียรและไม่ทำให้เกิดสภาวะสมดุล เสียงตอบรับเชิงบวกพบได้น้อยในระบบธรรมชาติ แต่ก็มีประโยชน์เช่นกัน
     • ตัวอย่างเช่น ในเส้นประสาท ขีดจำกัดศักย์ไฟฟ้าทำให้เกิดศักยะงานที่มีขนาดใหญ่กว่ามาก การแข็งตัวของเลือดและเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นเป็นอีกตัวอย่างหนึ่งของผลตอบรับเชิงบวก

  ระบบที่เสถียรจำเป็นต้องมีข้อเสนอแนะทั้งสองประเภทรวมกัน ในขณะที่ผลตอบรับเชิงลบช่วยให้สามารถกลับไปสู่สภาวะสมดุลได้ แต่ผลตอบรับเชิงบวกจะถูกนำมาใช้เพื่อเข้าสู่สภาวะสมดุลใหม่ทั้งหมด (และอาจไม่เป็นที่ต้องการน้อยกว่า) ซึ่งเป็นสถานการณ์ที่เรียกว่า "การแพร่กระจายได้" การเปลี่ยนแปลงหายนะดังกล่าวสามารถเกิดขึ้นได้ เช่น เมื่อมีสารอาหารเพิ่มขึ้นในแม่น้ำที่มีน้ำใส นำไปสู่สภาวะสมดุลของยูโทรฟิเคชั่นในระดับสูง (สาหร่ายเจริญเติบโตมากเกินไปในแม่น้ำ) และความขุ่น

  สภาวะสมดุลทางนิเวศวิทยา

  ในระบบนิเวศที่ถูกรบกวนหรือชุมชนทางชีววิทยาที่ต่ำกว่าจุดไคลแม็กซ์ เช่น เกาะกรากะตัว หลังจากการปะทุของภูเขาไฟครั้งใหญ่ สภาวะสมดุลของระบบนิเวศจุดไคลแม็กซ์ของป่าครั้งก่อนถูกทำลาย เช่นเดียวกับสิ่งมีชีวิตทั้งหมดบนเกาะนั้น ในช่วงหลายปีหลังการปะทุ กรากะตัวต้องผ่านการเปลี่ยนแปลงทางนิเวศเป็นลูกโซ่ โดยพืชและสัตว์สายพันธุ์ใหม่เข้ามาสืบทอดซึ่งกันและกัน ซึ่งนำไปสู่ความหลากหลายทางชีวภาพและชุมชนถึงจุดสุดยอด การสืบทอดทางนิเวศวิทยาบน Krakatoa เกิดขึ้นในหลายขั้นตอน ลำดับการสืบทอดที่สมบูรณ์ซึ่งนำไปสู่จุดไคลแม็กซ์เรียกว่า พรีเซเรีย ในตัวอย่างเกาะกรากะตัว เกาะนี้ได้พัฒนาชุมชนไคลแม็กซ์ซึ่งมีสัตว์สายพันธุ์ต่างๆ แปดพันชนิดบันทึกไว้ใน หนึ่งร้อยปีหลังจากการปะทุได้ทำลายสิ่งมีชีวิตบนเกาะ ข้อมูลยืนยันว่าสถานการณ์ยังคงอยู่ในสภาวะสมดุลเป็นระยะเวลาหนึ่ง โดยการปรากฏตัวของสายพันธุ์ใหม่อย่างรวดเร็ว นำไปสู่การสูญพันธุ์อย่างรวดเร็วของสายพันธุ์เก่า

  กรณีของ Krakatoa และระบบนิเวศอื่นๆ ที่ถูกรบกวนหรือไม่เสียหาย แสดงให้เห็นว่าการล่าอาณานิคมครั้งแรกโดยสายพันธุ์บุกเบิกเกิดขึ้นจากกลยุทธ์การสืบพันธุ์ที่มีการตอบสนองเชิงบวก โดยที่สายพันธุ์ต่างๆ กระจายตัวออกไป โดยให้กำเนิดลูกหลานให้ได้มากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ แต่ใช้เงินลงทุนเพียงเล็กน้อยเพื่อความสำเร็จของแต่ละคน ในสายพันธุ์ดังกล่าวมีการพัฒนาอย่างรวดเร็วและการล่มสลายอย่างรวดเร็วไม่แพ้กัน (เช่นจากการแพร่ระบาด) เมื่อระบบนิเวศเข้าใกล้จุดไคลแม็กซ์ สายพันธุ์ดังกล่าวจะถูกแทนที่ด้วยสายพันธุ์ไคลแม็กซ์ที่ซับซ้อนมากขึ้น ซึ่งปรับให้เข้ากับเงื่อนไขเฉพาะของสภาพแวดล้อมผ่านการตอบรับเชิงลบ สัตว์เหล่านี้ได้รับการควบคุมอย่างรอบคอบโดยศักยภาพในการรองรับของระบบนิเวศ และปฏิบัติตามกลยุทธ์ที่แตกต่างกัน โดยให้กำเนิดลูกหลานน้อยลง ซึ่งความสำเร็จในการสืบพันธุ์จะต้องลงทุนพลังงานมากขึ้นในสภาพแวดล้อมจุลภาคของระบบนิเวศเฉพาะของมัน

  การพัฒนาเริ่มต้นจากชุมชนผู้บุกเบิกและสิ้นสุดที่ชุมชนไคลแม็กซ์ ชุมชนไคลแม็กซ์นี้เกิดขึ้นเมื่อพืชและสัตว์มีความสมดุลกับสภาพแวดล้อมในท้องถิ่น

  ระบบนิเวศดังกล่าวก่อให้เกิดความหลากหลาย ซึ่งสภาวะสมดุลในระดับหนึ่งมีส่วนทำให้เกิดกระบวนการสภาวะสมดุลในอีกระดับที่ซับซ้อน ตัวอย่างเช่น การสูญเสียใบจากต้นไม้เขตร้อนที่โตเต็มที่จะทำให้มีพื้นที่สำหรับการเจริญเติบโตใหม่และทำให้ดินอุดมสมบูรณ์ ต้นไม้เขตร้อนลดการเข้าถึงแสงไปยังระดับล่างและช่วยป้องกันการบุกรุกของสายพันธุ์อื่นในทำนองเดียวกัน แต่ต้นไม้ก็ล้มลงกับพื้นเช่นกัน และการพัฒนาป่าก็ขึ้นอยู่กับการเปลี่ยนแปลงอย่างต่อเนื่องของต้นไม้และวงจรของสารอาหารที่เกิดจากแบคทีเรีย แมลง และเชื้อรา ในทำนองเดียวกัน ป่าดังกล่าวมีส่วนช่วยในกระบวนการทางนิเวศ เช่น การควบคุมจุลภาคหรือวัฏจักรอุทกวิทยาของระบบนิเวศ และระบบนิเวศที่แตกต่างกันหลายแห่งอาจมีปฏิกิริยาโต้ตอบเพื่อรักษาสภาวะสมดุลของการระบายน้ำในแม่น้ำภายในภูมิภาคทางชีววิทยา ความแปรปรวนทางชีวภาพของภูมิภาคยังมีบทบาทในเสถียรภาพทางชีวะสมดุลของภูมิภาคทางชีววิทยาหรือชีวนิเวศอีกด้วย

  สภาวะสมดุลทางชีวภาพ

  สภาวะสมดุลทำหน้าที่เป็นลักษณะพื้นฐานของสิ่งมีชีวิต และเป็นที่เข้าใจกันว่าเป็นการรักษาสภาพแวดล้อมภายในให้อยู่ในขอบเขตที่ยอมรับได้

  สภาพแวดล้อมภายในร่างกายประกอบด้วยของเหลวในร่างกาย ได้แก่ พลาสมาในเลือด น้ำเหลือง สารระหว่างเซลล์ และน้ำไขสันหลัง การรักษาความคงตัวของของเหลวเหล่านี้ถือเป็นสิ่งสำคัญสำหรับสิ่งมีชีวิต ในขณะที่การไม่มีของเหลวเหล่านี้ทำให้เกิดความเสียหายต่อสารพันธุกรรม

  ด้วยความเคารพต่อพารามิเตอร์ใด ๆ สิ่งมีชีวิตจะถูกแบ่งออกเป็นโครงสร้างและกฎระเบียบ หน่วยงานกำกับดูแลจะรักษาพารามิเตอร์ให้อยู่ในระดับคงที่ ไม่ว่าอะไรจะเกิดขึ้นในสภาพแวดล้อมก็ตาม สิ่งมีชีวิตตามโครงสร้างช่วยให้สภาพแวดล้อมสามารถกำหนดพารามิเตอร์ได้ ตัวอย่างเช่น สัตว์เลือดอุ่นจะรักษาอุณหภูมิของร่างกายให้คงที่ ในขณะที่สัตว์เลือดเย็นจะมีอุณหภูมิที่หลากหลาย

  นี่ไม่ได้เป็นการบอกว่าสิ่งมีชีวิตที่มีโครงสร้างไม่มีการปรับตัวทางพฤติกรรมที่ช่วยให้พวกมันควบคุมพารามิเตอร์ที่กำหนดได้ในระดับหนึ่ง ตัวอย่างเช่น สัตว์เลื้อยคลานมักจะนั่งบนหินที่ร้อนในตอนเช้าเพื่อเพิ่มอุณหภูมิร่างกาย

  ประโยชน์ของการควบคุมสภาวะสมดุลคือช่วยให้ร่างกายทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น ตัวอย่างเช่น สัตว์เลือดเย็นมีแนวโน้มที่จะเซื่องซึมในอุณหภูมิที่เย็น ในขณะที่สัตว์เลือดอุ่นมักจะมีความกระตือรือร้นเช่นเคย ในทางกลับกัน กฎระเบียบต้องใช้พลังงาน เหตุผลที่งูบางตัวสามารถกินได้สัปดาห์ละครั้งเท่านั้นก็คือ พวกมันใช้พลังงานเพื่อรักษาสภาวะสมดุลน้อยกว่าสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมมาก

  สภาวะสมดุลของเซลล์

  การควบคุมกิจกรรมทางเคมีของเซลล์ทำได้ผ่านกระบวนการจำนวนหนึ่ง ซึ่งการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างของไซโตพลาสซึมเองตลอดจนโครงสร้างและกิจกรรมของเอนไซม์มีความสำคัญเป็นพิเศษ การควบคุมอัตโนมัติขึ้นอยู่กับ