Гомеостаз осуществляется благодаря. Механизмы гомеостаза

Содержание

Механизмы гомеостаза

Гомеостаз осуществляется благодаря. Механизмы гомеостаза

Сазонов В.Ф. Механизмы гомеостаза

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

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

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

В ответ на отклонение параметров они запускают восстановительные гомеостатические реакции.

Общий механизм нейроэндокринных гомеостатических реакций для внутренней регуляции гомеостаза

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

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

Таков общий принцип восстановления гомеостатических констант при их отклонении.

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

Механизм гомеостаза первого порядка

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

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

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

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

Механизм гомеостаза второго порядка

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

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

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

Механизм гомеостаза третьего порядка

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

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

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

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

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

Гомеостатические реакции, противодействующие отклонению гомеостатической константы

1. Обратимые кратковременные функциональные изменения.

Пример:

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

2. Обратимые долговременные функциональные изменения.

Пример:

При воздействии…

3. Необратимые долговременные функциональные изменения.

4. Обратимые кратковременные структурные изменения.

5. Обратимые долговременные структурные изменения.

Пример:

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

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

6. Необратимые долговременные структурные изменения.

7. Кратковременные поведенческие реакции.

8. Долговременные поведенческие изменения.

9. Наследственные изменения.

10. Изменения образа жизни.

11. Изменения популяции.

12. Изменение биологического вида.

Переключение регуляции гомеостаза с внутренних нейрогуморальных механизмов на внешние поведенческие

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Системы гомеостаза – подробный образовательный ресурс по гомеостазу.

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

Понятие гомеостаза организма человека в биологии и медицине: определение, свойства, виды и параметры

Гомеостаз осуществляется благодаря. Механизмы гомеостаза

> Наука > Биология > Понятие гомеостаза организма человека в медицине и биологии

Гомеостазом называется процесс, самостоятельно протекающий в организме и направленный на стабилизацию состояния систем человека при изменении внутренних условий (изменение температуры, давления) или внешних (смена климата, часового пояса). Такое название было предложено американским физиологом Кенноном. Впоследствии гомеостазом стали называть способность любой системы (в том числе окружающей среды) к сохранению своего внутреннего постоянства.

  • Понятие и характеристики гомеостаза
  • Обратная связь
  • Какие параметры регулирует гомеостаз
  • Основные виды гомеостаза
  • Поддержание гомеостаза

Понятие и характеристики гомеостаза

Википедия характеризует этот термин, как стремление выживать, адаптироваться и развиваться. Для того чтобы гомеостаз был правильным, нужна слаженная работа всех органов и систем. В таком случае все параметры у человека будут в норме. Если в теле не регулируется какой-то параметр, это говорит о нарушениях гомеостаза.

: немембранные органоиды клетки, их особенности.

Главные характеристики гомеостаза заключаются в следующем:

  • анализ возможностей адаптации системы к новым условиям;
  • стремление к сохранению баланса;
  • невозможность заранее предсказать результаты регулирования показателей.

Обратная связь

Обратная связь — это собственно механизм действия гомеостаза. Таким образом тело реагирует на какие-либо изменения. Организм функционирует непрерывно на протяжении жизни человека. Однако отдельные системы должны иметь время на отдых и восстановление.

В этот период работа отдельных органов замедляется или вовсе останавливается. Такой процесс называется обратной связью. Её примером является перерыв в работе желудка, когда пища в него не поступает.

Такой перерыв в пищеварении обеспечивает остановка выработки кислоты за счёт действий гормонов и нервных импульсов.

Существует два типа этого механизма, которые будут описаны далее.

: примером рационального природопользования является… что?

Отрицательная обратная связь

Такой тип механизма основан на том, что тело реагирует на изменения, стремясь направить их в противоположную сторону. То есть оно стремится снова к стабильности.

Например, если в организме накапливается диоксид углерода, лёгкие начинают работать активнее, дыхание учащается, за счёт чего удаляются излишки углекислого газа.

А также именно благодаря отрицательной обратной связи осуществляется терморегуляция, за счёт которой тело избегает перегревания или переохлаждения.

Положительная обратная связь

Такой механизм прямо противоположен предыдущему. В случае его действия изменение переменной только усиливается механизмом, что выводит организм из состояния равновесия. Это довольно редкий и менее желательный процесс. Его примером может выступать наличие электрического потенциала в нервах, который вместо уменьшения действия, приводит к его увеличению.

Однако благодаря такому механизму происходит развитие и переход к новым состояниям, а значит, он также является необходимым для жизнедеятельности.

Какие параметры регулирует гомеостаз

Несмотря на то что организм всё время пытается поддержать значения важных для жизни параметров, они не всегда стабильны. Температура тела всё равно будет изменяться в небольшом диапазоне так же как и частота сердечных сокращений или артериальное давление. Задачей гомеостаза является поддержание этого диапазона значений, а также помощь в функционировании организма.

Примерами гомеостаза является выведение отходов жизнедеятельности из тела человека, осуществляемое почками, потовыми железами, желудочно-кишечным трактом, а также зависимость метаболизма от режима питания. Немного подробнее о регулируемых параметрах будет рассказано далее.

Температура тела

Самый яркий и простой пример гомеостаза — это поддержание нормальной температуры тела. Перегрева организма можно избежать посредством потоотделения. Нормальной температурой является диапазон от 36 до 37 градусов Цельсия. Повышение этих значений может быть спровоцировано воспалительными процессами, нарушениями гормонального фона и метаболизма или какими-либо заболеваниями.

За контроль температура тела в организме отвечает часть мозга, называемая гипоталамусом.

Туда поступают сигналы о сбое температурного режима, который также может выражаться в учащённом дыхании, увеличении количества сахара, нездоровом ускорении обмена веществ.

Всё это приводит к вялости, снижению активности работы органов, после чего системы начинают принимать меры по регуляции температурных показателей. Простым примером терморегулирующей реакции организма является потоотделение.

Стоит заметить, что этот процесс также работает и при чрезмерном понижении температуры тела. Так организм может согреть сам себя за счёт расщепления жиров, при котором выделяется тепло.

Водно-солевой баланс

Вода необходима организму, и все это хорошо знают. Существует даже норма ежедневного употребления жидкости, в количестве 2 литров.

На самом деле, каждому организму нужно своё количество воды, и у кого-то оно может превышать среднее значение, а у кого-то до него не дотягивать. Тем не менее, сколько бы воды ни выпил человек, организм не станет накапливать всю излишнюю жидкость.

Вода сохранится на необходимом уровне, в то время как все излишки будут выведены из организма за счёт осморегуляции, осуществляемой почками.

Гомеостаз крови

Таким же образом регулируется и количество сахара, а именно глюкозы, которая является важным элементом крови. Человек не может быть полностью здоровым, если в уровень сахара далёк от нормы.

Регулируется этот показатель функционированием поджелудочной железы и печени. В случае когда уровень глюкозы превышает норму — действует поджелудочная железа, в которой вырабатывается инсулин и глюкагон.

Если количество сахара становится слишком низким, с помощью печени в него перерабатывается гликоген из крови.

Нормальное давление

Гомеостаз также отвечает и за нормальное давление крови в организме. Если оно нарушено, сигналы об этом будут поступать от сердца в мозг. Мозг реагирует на проблему и с помощью импульсов помогает сердцу снизить высокое давление.

Основные виды гомеостаза

Определение гомеостаза характеризует не только правильную работу систем одного организма, но и может относиться к целым популяциям. В зависимости от этого различают виды гомеостаза, описываемые далее.

Экологический гомеостаз

Такой вид присутствует в обеспеченном необходимыми условиями жизни сообществе. Оно зарождается путём действия механизма положительной обратной связи, когда начинающие населять какую-либо экосистему организмы быстро размножаются, увеличивая тем самым свою численность.

Но такое стремительное заселение может привести к ещё более быстрому уничтожению нового вида в случае эпидемии или изменения условий на менее благоприятные. Поэтому организмам нужно адаптироваться и стабилизироваться, что происходит благодаря отрицательной обратной связи.

Таким образом количество жителей уменьшается, но они становятся более приспособленными.

Биологический гомеостаз

Такой вид как раз характерен для отдельных особей, чей организм стремится к поддержанию внутреннего равновесия, в частности, путём регулирования состава и количества крови, межклеточного вещества и других жидкостей, необходимых для нормальной работы организма. При этом не всегда гомеостаз обязывает к сохранению параметров постоянными, иногда он достигается путём приспособления и адаптации организма к изменившимся условиям. По причине такого различия организмы делят на два вида:

  • конформационные — это те, кто стремятся к сохранению значений (например, теплокровные животные, температура тела которых должна быть более или менее постоянной);
  • регуляторные, которые приспосабливаются (холоднокровные, имеющие различную температуру в зависимости от условий).

При этом гомеостаз каждого из организмов направлен на то, чтобы компенсировать затраты. Если теплокровные животные не меняют образ жизни при понижении температуры окружающей среды, то холоднокровные становятся вялыми и пассивными, чтобы не тратить энергию.

Кроме того, в биологический гомеостаз входят следующие подвиды:

  • клеточный гомеостаз направлен на изменение структуры цитоплазмы и активности ферментов, а также регенерацию тканей и органов;
  • гомеостаз в организме обеспечивается путём регулирования показателей температуры, концентрации необходимых для жизни веществ, выведения отходов.

Другие виды

Помимо использования в биологии и медицине, этот термин нашёл применение и в других сферах.

  • В страховых компаниях существует понятие рискового гомеостаза, при которых люди, застрахованные от несчастных случаев, более расслаблены, чем те, кто этого не сделал. Таким образом вторые более осторожны в своих действиях, и в меньшей степени попадают в ситуации, в которых могут оказаться более склонные к риску первые.
  • В психологии применяется определение стрессового гомеостаза. Казалось бы, все стараются избегать стресса и конфликтных ситуаций, даже принимают специальные препараты, чтобы уменьшить его уровень в повседневной жизни. Но согласно понятию гомеостаза в социологии и психологии человек искусственно может вызвать опасную ситуацию, чтобы находиться на привычном уровне беспокойства.

Поддержание гомеостаза

Гомеостаз поддерживается благодаря наличию в организме так называемых датчиков, которые посылают в мозг импульсы, содержащие информацию о показателях давления и температуры тела, водно-солевом балансе, составе крови и других важных для нормальной жизни параметрах. Как только какие-то значения начинают отклоняться от нормы, в мозг поступает сигнал об этом, и организм начинает регулировать свои показатели.

Этот сложный механизм регулировки невероятно важен для жизни. Нормальное состояние человека поддерживается при правильном соотношении химических веществ и элементов в организме. Кислоты и щёлочи необходимы для стабильной работы пищеварительной системы и других органов.

Кальций — очень важный структурный материал, без нужного количества которого у человека не будет здоровых костей и зубов. Кислород незаменим для дыхания.

Нарушить слаженную работу организма могут попадающие в него токсины. Но чтобы здоровью не был нанесён вред, они выводятся благодаря работе мочевыделительной системы.

Гомеостаз работает без каких-либо усилий со стороны человека. Если организм здоров, тело будет само регулировать все процессы. Если людям жарко, сосуды расширяются, что выражается в покраснении кожи. Если холодно — появляется дрожь. Благодаря таким откликам организма на раздражители, здоровье человека поддерживается на нужном уровне. Гомеостаз вы найдете ответ по ссылке.

Источник: https://obrazovanie.guru/nauka/biologiya/ponyatie-gomeostaza-organizma-cheloveka-v-meditsine.html

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

Гомеостаз осуществляется благодаря. Механизмы гомеостаза

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

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

Понятие о гомеостазе

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

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

Поддержание внутреннего баланса

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

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

Гомеостатическое регулирование: температура тела

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

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

Регулирование уровня сахара в крови

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

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

Давление под контролем

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

Как достигается гомеостаз?

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

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

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

Человеческое тело реагирует на это нарушение с помощью мочевыделительной системы.

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

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

Источник:

Понятие гомеостаза в разных сферах наук

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

Гомеостаз Клода Бернара

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

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

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

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

Гомеостаз Уолтера Кеннона

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

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

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

Кеннон выделил два компонента гомеостаза:

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

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

Характеристика, функции, примеры и механизмы поддержания гомеостаза

Гомеостаз осуществляется благодаря. Механизмы гомеостаза

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

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

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

Особенности и роль гомеостаза

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Клеточный гомеостаз

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

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

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

Примеры и механизмы гомеостаза

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

Концентрация глюкозы

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

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

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

Уровни кальция

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

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

Объем жидкости

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

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

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

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

Что такое гомеостаз

Гомеостаз осуществляется благодаря. Механизмы гомеостаза

Клетки являются основными структурными и функциональными единицами организма.

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

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

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

Гомеостаз – динамическое постоянство

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

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

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

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

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

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

Как регулируется гомеостаз

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

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

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

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

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

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

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

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

Упреждающее регулирование систем организма

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

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

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

Обеспечение регулирования

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

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

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

Положительный ответ

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

Уровни физиологической регуляции

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

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

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

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

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

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

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

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

Поделиться:
Нет комментариев

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.