Homeostazė (iš graikų - homois - reiškia panašus, stasis - trukmė arba būsena) unikalus sistemos gebėjimas išlaikyti vidinės aplinkos stabilumą, nepaisant išorinių veiksnių įtakos. Kas yra homeostazė? Kokios yra homeostazės sutrikimų priežastys?

Homeostazėyra ne kas kita, kaip organizmo gebėjimas išlaikyti santykinę vidinę pusiausvyrą. Norint išlaikyti vidinį gyvybinių funkcijų stabilumą, būtina nuolat stebėti svarbiausių sistemos parametrų reikšmes. Žmogaus kūnas turi apie tūkstantį skirtingų valdymo ir reguliavimo sistemų, o gyvybė ir sveikata dažnai priklauso nuo jų tinkamo veikimo.

Svarbiausi veiksniai, kurie gali keistis ir tiksliai kontroliuoti:

  • cheminių medžiagų koncentracija kūno skysčiuose (kraujyje arba plazmoje)
  • osmosinis slėgis,
  • kūno skysčių pH,
  • kraujospūdis,
  • kūno skysčių kiekis,
  • kūno temperatūra (šiltakraujų organizmų).

Ląstelės kūrimas ir homeostazės palaikymas

Visos žmogaus sistemos dalyvauja palaikant tinkamą homeostazę. Tačiau jau pagrindiniame ląstelių struktūros lygyje puikiai matomi esminiai homeostazės palaikymo bruožai pasauliniu lygmeniu.

Viena iš svarbiausių organelių, reikalingų tinkamiems skysčių ir slėgio parametrams palaikyti, yra ląstelės membrana, skirianti ląstelę nuo išorinės aplinkos. Jame yra vadinamasis „Skystoji mozaika“, kai b altymai plūduriuoja dvigubame fosfolipidų molekulių sluoksnyje.

Dėl sudėtingos ir polinės struktūros ląstelių membranos leidžia selektyviai transportuoti įvairias medžiagas, kurios vyksta tiek difuzijos būdu – tai yra tekant pagal tirpalų koncentracijos gradientą, bet ir aktyviai – per b altymus.

Savo ruožtu specialių receptorių b altymų, esančių membranų paviršiuje, dėka galima gauti informaciją iš išorės. Signalo priėmimas sukelia trumpalaikių ir ilgalaikių reakcijų seriją, kurių tikslas yra:

  • fermentų aktyvinimas arba deaktyvavimas,
  • ląstelių metabolizmo stimuliavimas arba susilpninimas,
  • genų ekspresija ląstelės branduolyje (turinti sintezei būtiną genetinę informacijąnauji b altymai, modifikuojantys ląstelių metabolizmą).

Kad ląstelės ir visos sistemos išliktų energetiškai nepriklausomos, mitochondrijos turi nuolat dirbti.

Šios mažytės organelės veikia kaip mažos energijos gamyklos ląstelėje. Dėl ypatingos, šukos formos vidinės mitochondrijų struktūros galima atlikti daugybę procesų, iš kurių susidaro vadinamoji. intraląstelinis kvėpavimas.

Šio proceso metu galima gaminti energiją iš maistinių medžiagų (įskaitant gliukozę). Jis saugomas ATP, kuris yra universalus energijos nešiklis ląstelėje ir naudojamas šimtuose kitų reakcijų. Šis procesas gali būti modifikuojamas, atsižvelgiant į deguonies buvimą.

Intensyviai sportuojant mūsų raumenims pradeda trūkti būtinojo deguonies – štai kodėl mitochondrijos „persijungia“ į anaerobinį kvėpavimą, kur pieno rūgštis susidaro kaip šalutinis produktas.

Būtent šis mechanizmas yra atsakingas už skausmingo skausmo susidarymą. Nepaisant laikinai nepalankių sąlygų, kūnas vis tiek gali atlikti darbą ir reaguoti į dirgiklius.

Smegenys ir homeostazė

Pagrindinis centras, kontroliuojantis visus organizme vykstančius procesus, žinoma, yra smegenys – o tiksliau – centrinės nervų sistemos (CNS) nerviniai centrai, kurie informaciją gauna iš viso kūno receptorių.

Gauta informacija daugiausia apdorojama smegenų dalyje, vadinamoje pagumburiu. Atsakas į konkretų dirgiklį perduodamas per autonominę nervų sistemą (t. y. sistemą, kuri perduoda nervinius impulsus į vidaus organus) ir per endokrinines liaukas.

Iš neuronų galūnių išsiskiriantys cheminiai siųstuvai (veikiantys kaip siųstuvai) taip pat atlieka svarbų vaidmenį komunikacijoje ir vidinės pusiausvyros reguliavime.

Vienas iš svarbiausių šiltakraujų organizmų evoliucinių pasiekimų buvo nepriklausomybė nuo pavojingų temperatūrų pokyčių gyvenamoje aplinkoje. Tai tapo įmanoma dėl smegenų vystymosi ir termoreguliacijos centro, esančio pagumburyje, susidarymo.

Ši terpė veikia kaip jautrus termostatas, kuris prireikus nusprendžia arba padidinti šilumos gamybą, arba apriboti šilumos nuostolius. Būtent dėl ​​šio mechanizmo jaučiame š altkrėtį (t. y. raumenų ląstelių susitraukimus, skatinančius šilumos gamybą griaučių raumenyse) arba poodinių kraujagyslių susiaurėjimą.

Kiti, akiai nematomi pokyčiai, reguliuojantys kūno temperatūrą, taip pat kontroliuojami termoreguliacijos centro, yra, pavyzdžiui:

  • simpatinės nervų sistemos stimuliavimas ir norepinefrino sekrecija(be kita ko, pagreitina riebalinio audinio ląstelių metabolizmą),
  • endokrininių liaukų sekrecijos stimuliavimas (pvz., adrenalino išsiskyrimas, kuris pagreitina gliukozės apykaitą),
  • skydliaukės hormonų sekrecijos stimuliavimas

Kaip matyti iš termoreguliacijos centro pavyzdžio, tik vieno besikeičiančio mūsų kūno parametro (temperatūros) valdymas yra labai sudėtingas nervų ir endokrininės sistemos sąveikos tinklas.

Homeostazė kaip efektyvaus bendravimo efektas

Žmogaus sistemoje tinkama beveik visų funkcijų eiga priklauso nuo efektyvaus ryšio tarp ląstelių ir sistemų – ne tik arti, bet ir toliau.

Toks nuotolinis bendravimas galimas, be kita ko išskirdamas aktyvias chemines medžiagas į kūno skysčius (pvz., kraują arba smegenų skystį). Tai vadinama humoralinis reguliavimas.

Cheminiai pasiuntiniai apima hormonus, kuriuos gali gaminti endokrininės liaukos (pvz., skydliaukė, hipofizė ar antinksčiai), bet taip pat veikia lokaliai (pvz., histaminas ar prostaglandinai, veikiantys alergines reakcijas) arba per organizmą. duotas audinys (pvz., sekretinas arba gastrinas).

Pagrindinį hormonų vaidmenį palaikant homeostazę žmogaus organizme galima iliustruoti adrenalino, dar žinomo kaip baimės, kovos ar bėgimo hormonas, pavyzdžiu.

Adrenaliną gamina antinksčių smegenys, visų stuburinių gyvūnų akimirksniu reaguojant į grėsmę. Svarbiausi jo efektai:

  • greitesnis širdies ritmas,
  • kraujospūdžio padidėjimas,
  • bronchodilatacija,
  • vyzdžio išsiplėtimas,
  • centrinės nervų sistemos stimuliavimas,
  • gliukozės kiekio kraujyje padidėjimas (padidėjus glikogeno skaidymui kepenyse).

Visomis šiomis reakcijomis siekiama įvesti organizmą į „pasiruošimo“ būseną, kuri evoliucijos eigoje apsaugojo individą nuo valgymo arba paskatino efektyviai pabėgti.

Atsiliepimai palaikant homeostazę

Aukštesniuosiuose organizmuose kai kurių sistemų veikimas yra nuolat kontroliuojamas kitų. Tokia sudėtinga valdymo sistema yra homeostazės palaikymo pagrindas.

Dauguma žmogaus fiziologinių procesų yra reguliuojami vadinamųjų dėka Atsiliepimas. Skirtingai nuo vienkrypčio valdymo (ir nervinio, ir humoralinio) – kai informacija tarp dviejų organų perduodama tik viena kryptimi, grįžtamojo ryšio sistemoje yra dvipusis informacijos perdavimas.

Atsiliepimo ciklegrįžtamasis ryšys, vieno organo veikimas turi įtakos kito organo stimuliacijai, o tai savo ruožtu siunčia informaciją, kuri slopina pirmojo organo veiklą (neigiamas grįžtamasis ryšys).

Neigiamas grįžtamasis ryšysyra labiausiai paplitęs parametrų reguliavimo būdas žmogaus organizme. Tokios kilpos pavyzdys gali būti, pavyzdžiui, skydliaukės hormonų sekrecija.

Skydliaukės hormonai (T3 ir T4) – apskritai – padidina medžiagų apykaitą ir kontroliuoja daugumos audinių funkciją. Jų veikimas yra būtinas tinkamam daugelio mūsų kūno sistemų ir funkcijų funkcionavimui.

Skydliaukės darbą savo ruožtu reguliuoja hipofizė ir kitas hormonas – tirotropinas (TSH), kuris skatina skydliaukę gaminti hormonus. Padidėjus T3 ir T4 koncentracijai, TSH koncentracija mažėja, o esant šių dviejų hormonų trūkumui - TSH koncentracija didėja. Šio tipo reguliavimas apsaugo organizmą nuo per didelės medžiagų gamybos, veikdamas kaip natūralus stabdis.

Teigiami atsiliepimaipasitaiko daug rečiau ir yra susiję su konkretaus produkto gamybos paspartėjimu. Puikus tokio mechanizmo pavyzdys žinduoliams yra, pvz., laktacija.

Kūdikiui žindant motinos krūtį, skatinama prolaktino gamyba, todėl padidėja pieno gamyba.

Kuo daugiau pieno, tuo kūdikis nori valgyti, o tai padidina pieno gamybą. Kai nustosite maitinti krūtimi, jūsų prolaktino kiekis sumažės ir pieno išsiskyrimas sustos.

Koks yra sutrikusios homeostazės poveikis?

Aprašyti fiziologinių reguliavimų pavyzdžiai užtikrina ne tik tinkamą organų ir vidaus sistemų funkcionavimą. Homeostazės palaikymas leidžia organizmui prisitaikyti prie supančios aplinkos sąlygų pokyčių.

Tai tikriausiai buvo vienas iš pagrindinių žmogaus rūšies gebėjimų, kurie jai suteikė precedento neturinčią evoliucinę sėkmę per šimtmečius. Svyruojantys ir žalingi reguliavimo mechanizmai yra dažniausia daugelio žmonių ligų priežastis.

Parametrų sutrikimai, kurių reikšmės viršys tam tikras nustatytas kritines ribas, gali sukelti organizmo mirtį. Nors kiekvienas iš mūsų turime individualų polinkį toleruoti tam tikrus veiksnius (kurie, be kita ko, atsiranda dėl genetinių sąlygų), tokie skirtumai tarp individų yra nedideli.

Kas gali turėti įtakos homeostazės sutrikimams?

Tokių veiksnių pavyzdžiai:

  • genetinių defektų,
  • įgimti organų struktūros defektai,
  • aplinkos tarša,
  • be mankštos,
  • netinkama dieta,
  • lėtinis stresas.

Nors toliaumes neturime įtakos genetinėms sąlygoms ar aplinkos veiksniams, tačiau verta pasirūpinti teisingu kūno svoriu, fiziniu pasirengimu ir tinkama atsipalaidavimo doze.

Nepamirškime, kad mūsų kūnas yra savotiška „sujungta kraujagyslių sistema“, kur visumos pusiausvyrą sudaro tinkamas visų atskirų sistemų funkcionavimas.

Kategorija:

Genetinės ligos