Ang konsepto ng homeostasis. Pagpapakita ng homeostasis sa iba't ibang antas ng organisasyon ng mga biological system. Structural homeostasis, mga mekanismo ng pagpapanatili nito. Homeostasis at ang mga kadahilanan sa pagtukoy nito; biological na kahalagahan ng homeostasis. Ang papel ng nervous at humoral system sa

Ang homeostasis ay anumang proseso sa pagsasaayos sa sarili kung saan ang mga biological system ay nagsusumikap na mapanatili ang panloob na katatagan sa pamamagitan ng pag-angkop sa pinakamainam na mga kondisyon para sa kaligtasan. Kung matagumpay ang homeostasis, magpapatuloy ang buhay; kung hindi, sakuna o kamatayan ang mangyayari. Ang nakamit na katatagan ay sa katunayan ay isang dinamikong ekwilibriyo kung saan ang patuloy na pagbabago ay nagaganap ngunit medyo homogenous na mga kondisyon ang nananaig.

Mga tampok at papel ng homeostasis

Ang anumang sistema sa dynamic na equilibrium ay gustong makamit ang isang matatag na estado, isang balanse na lumalaban sa mga panlabas na pagbabago. Kapag ang ganitong sistema ay nabalisa, ang mga built-in na regulated device ay tumutugon sa mga deviation upang magtatag ng bagong balanse. Ang prosesong ito ay isa sa mga kontrol ng feedback. Ang mga halimbawa ng homeostatic regulation ay ang lahat ng proseso ng pagsasama at koordinasyon ng mga function na pinapamagitan ng mga electrical circuit at nervous o hormonal system.

Ang isa pang halimbawa ng homeostatic regulation sa isang mekanikal na sistema ay ang pagkilos ng isang room temperature controller o thermostat. Ang puso ng thermostat ay isang bimetallic strip na tumutugon sa mga pagbabago sa temperatura sa pamamagitan ng pagkumpleto o pagsira ng isang electrical circuit. Kapag ang silid ay lumalamig, ang circuit ay nagtatapos at ang pag-init ay lumiliko, at ang temperatura ay tumataas. Sa isang naibigay na antas ang circuit ay nagambala, ang hurno ay huminto at ang temperatura ay bumaba.

Gayunpaman, ang mga biological system, na may mas kumplikado, ay may mga regulator na mahirap ihambing sa mga mekanikal na aparato.

Gaya ng nabanggit kanina, ang terminong homeostasis ay tumutukoy sa pagpapanatili ng panloob na kapaligiran ng katawan sa loob ng makitid at mahigpit na kinokontrol na mga limitasyon. Ang mga pangunahing pag-andar na mahalaga para sa pagpapanatili ng homeostasis ay balanse ng likido at electrolyte, regulasyon ng acid, thermoregulation at metabolic control.

Ang pagkontrol sa temperatura ng katawan sa mga tao ay itinuturing na isang mahusay na halimbawa ng homeostasis sa isang biological system. Ang normal na temperatura ng katawan ng tao ay nasa paligid ng 37°C, ngunit maaaring makaapekto dito ang iba't ibang salik, kabilang ang mga hormone, metabolic rate at mga sakit na nagdudulot ng labis na mataas o mababang temperatura. Ang regulasyon ng temperatura ng katawan ay kinokontrol ng isang lugar ng utak na tinatawag na Hypothalamus.

Ang feedback tungkol sa temperatura ng katawan ay dinadala sa daloy ng dugo patungo sa utak at humahantong sa mga compensatory adjustment sa bilis ng paghinga, mga antas ng asukal sa dugo at metabolic rate. Ang pagkawala ng init sa mga tao ay sanhi ng pagbaba ng aktibidad, pagpapawis, at mga mekanismo ng palitan ng init na nagpapahintulot sa mas maraming dugo na umikot malapit sa ibabaw ng balat.

Ang pagbabawas ng pagkawala ng init ay nakakamit sa pamamagitan ng pagkakabukod, pagbawas ng sirkulasyon ng balat, at mga pagbabago sa kultura tulad ng paggamit ng damit, pabahay, at panlabas na pinagmumulan ng init. Ang hanay sa pagitan ng mataas at mababang antas ng temperatura ng katawan ay bumubuo sa homeostatic plateau - ang "normal" na hanay na sumusuporta sa buhay. Habang nalalapit na ang alinman sa sukdulan, ibinabalik ng pagkilos ng pagwawasto (sa pamamagitan ng negatibong feedback) ang system sa normal na hanay.

Ang konsepto ng homeostasis ay nalalapat din sa mga kondisyon sa kapaligiran. Unang iminungkahi ng American ecologist na si Robert MacArthur noong 1955, ang ideya na ang homeostasis ay produkto ng kumbinasyon ng biodiversity at ang malaking bilang ng mga ekolohikal na interaksyon na nagaganap sa pagitan ng mga species.

Ang pagpapalagay na ito ay itinuturing na isang konsepto na maaaring makatulong na ipaliwanag ang pananatili ng isang ekolohikal na sistema, iyon ay, ang pananatili nito bilang isang partikular na uri ng ecosystem sa paglipas ng panahon. Simula noon, medyo nagbago ang konsepto upang isama ang hindi nabubuhay na bahagi ng ecosystem. Ang termino ay ginamit ng maraming ecologist upang ilarawan ang reciprocity na nangyayari sa pagitan ng mga buhay at walang buhay na bahagi ng isang ecosystem upang mapanatili ang status quo.

Ang Gaia hypothesis ay isang modelo ng Earth na iminungkahi ng English scientist na si James Lovelock na tumitingin sa iba't ibang nabubuhay at walang buhay na mga constituent bilang mga bahagi ng isang mas malaking sistema o nag-iisang organismo, na nagmumungkahi na ang sama-samang pagsisikap ng mga indibidwal na organismo ay nakakatulong sa homeostasis sa planetary level.

Cellular homeostasis

Depende sa kapaligiran ng katawan upang mapanatili ang sigla at gumana ng maayos. Pinapanatili ng homeostasis ang kapaligiran ng katawan sa ilalim ng kontrol at pinapanatili ang mga kanais-nais na kondisyon para sa mga proseso ng cellular. Kung walang tamang kondisyon sa katawan, ang ilang mga proseso (tulad ng osmosis) at mga protina (tulad ng mga enzyme) ay hindi gagana nang maayos.

Bakit mahalaga ang homeostasis para sa mga selula? Ang mga buhay na selula ay nakasalalay sa paggalaw ng mga kemikal sa kanilang paligid. Ang mga kemikal tulad ng oxygen, carbon dioxide at natunaw na pagkain ay kailangang dalhin sa loob at labas ng mga cell. Ito ay nagagawa ng mga proseso ng pagsasabog at osmosis, na nakasalalay sa balanse ng tubig at asin sa katawan, na pinapanatili ng homeostasis.

Ang mga cell ay umaasa sa mga enzyme upang pabilisin ang marami sa mga kemikal na reaksyon na nagpapanatili sa mga cell na buhay at gumagana. Ang mga enzyme na ito ay pinakamahusay na gumagana sa ilang mga temperatura at kaya muli ang homeostasis ay mahalaga para sa mga cell dahil ito ay nagpapanatili ng isang pare-parehong temperatura ng katawan.

Mga halimbawa at mekanismo ng homeostasis

Narito ang ilang pangunahing halimbawa ng homeostasis sa katawan ng tao, pati na rin ang mga mekanismong sumusuporta sa kanila:

Temperatura ng katawan

Ang pinakakaraniwang halimbawa ng homeostasis sa mga tao ay ang regulasyon ng temperatura ng katawan. Ang normal na temperatura ng katawan, gaya ng isinulat namin sa itaas, ay 37° C. Ang mga temperaturang mas mataas o mas mababa sa normal na antas ay maaaring magdulot ng malubhang komplikasyon.

Ang kabiguan ng kalamnan ay nangyayari sa temperatura na 28° C. Sa 33° C, nangyayari ang pagkawala ng malay. Sa 42°C ang central nervous system ay nagsisimulang masira. Ang kamatayan ay nangyayari sa temperatura na 44° C. Kinokontrol ng katawan ang temperatura sa pamamagitan ng paggawa o pagpapalabas ng sobrang init.

Konsentrasyon ng glucose

Ang konsentrasyon ng glucose ay tumutukoy sa dami ng glucose (asukal sa dugo) na nasa daloy ng dugo. Gumagamit ang katawan ng glucose bilang pinagmumulan ng enerhiya, ngunit ang sobra o masyadong maliit nito ay maaaring magdulot ng malubhang komplikasyon. Ang ilang mga hormone ay kumokontrol sa konsentrasyon ng glucose sa dugo. Binabawasan ng insulin ang mga konsentrasyon ng glucose, habang tumataas ang cortisol, glucagon at catecholamines.

Mga antas ng kaltsyum

Ang mga buto at ngipin ay naglalaman ng humigit-kumulang 99% ng calcium ng katawan, habang ang natitirang 1% ay umiikot sa dugo. Masyadong marami o masyadong maliit na calcium sa dugo ay may negatibong kahihinatnan. Kung ang mga antas ng calcium sa dugo ay masyadong bumaba, ang mga glandula ng parathyroid ay nag-a-activate ng kanilang mga receptor ng calcium-sensing at naglalabas ng parathyroid hormone.

Sinenyasan ng PTH ang mga buto na maglabas ng calcium upang mapataas ang konsentrasyon nito sa daluyan ng dugo. Kung ang mga antas ng calcium ay tumaas nang labis, ang thyroid gland ay naglalabas ng calcitonin at nag-aayos ng labis na kaltsyum sa mga buto, at sa gayon ay binabawasan ang dami ng calcium sa dugo.

Dami ng likido

Ang katawan ay dapat na mapanatili ang isang palaging panloob na kapaligiran, na nangangahulugang kailangan nitong ayusin ang pagkawala o pagpapalit ng likido. Tinutulungan ng mga hormone na i-regulate ang balanseng ito sa pamamagitan ng pagdudulot ng likido na mailabas o mananatili. Kung ang katawan ay walang sapat na likido, ang antidiuretic hormone ay senyales sa mga bato na mag-imbak ng likido at binabawasan ang paglabas ng ihi. Kung ang katawan ay naglalaman ng labis na likido, pinipigilan nito ang aldosteron at mga senyales na gumawa ng mas maraming ihi.

Nagsusumikap silang mapanatili ang katatagan sa panahon ng pagbagay sa ilang mga kundisyon na pinakamainam para sa kaligtasan. Anumang sistema, na nasa dinamikong ekwilibriyo, ay nagsusumikap na makamit ang isang matatag na estado na lumalaban sa mga panlabas na salik at stimuli.

Ang konsepto ng homeostasis

Ang lahat ng mga sistema ng katawan ay dapat magtulungan upang mapanatili ang tamang homeostasis sa loob ng katawan. Ang homeostasis ay ang regulasyon ng mga tagapagpahiwatig sa katawan tulad ng temperatura, nilalaman ng tubig at mga antas ng carbon dioxide. Halimbawa, ang diabetes ay isang kondisyon kung saan hindi makontrol ng katawan ang mga antas ng glucose sa dugo.

Ang Homeostasis ay isang terminong ginagamit upang parehong ilarawan ang pagkakaroon ng mga organismo sa isang ecosystem at upang ilarawan ang matagumpay na paggana ng mga selula sa loob ng isang organismo. Maaaring mapanatili ng mga organismo at populasyon ang homeostasis sa pamamagitan ng pagpapanatili ng matatag na antas ng fertility at mortality.

Feedback

Ang feedback ay isang proseso na nangyayari kapag ang mga sistema ng katawan ay kailangang bumagal o ganap na huminto. Kapag kumakain ang isang tao, pumapasok ang pagkain sa tiyan at nagsisimula ang panunaw. Ang tiyan ay hindi dapat gumana sa pagitan ng mga pagkain. Gumagana ang digestive system sa isang serye ng mga hormone at nerve impulses upang ihinto at simulan ang paggawa ng acid secretion sa tiyan.

Ang isa pang halimbawa ng negatibong feedback ay maaaring maobserbahan sa kaso ng pagtaas ng temperatura ng katawan. Ang regulasyon ng homeostasis ay ipinahayag sa pamamagitan ng pagpapawis, ang proteksiyon na reaksyon ng katawan sa sobrang pag-init. Kaya, ang pagtaas ng temperatura ay humihinto at ang problema ng overheating ay neutralisado. Sa kaso ng hypothermia, ang katawan ay nagbibigay din ng ilang mga hakbang na ginawa upang magpainit.

Pagpapanatili ng panloob na balanse

Maaaring tukuyin ang homeostasis bilang isang pag-aari ng isang organismo o sistema na tumutulong dito na mapanatili ang mga ibinigay na parameter sa loob ng isang normal na hanay ng mga halaga. Ito ang susi sa buhay at ang hindi tamang balanse sa pagpapanatili ng homeostasis ay maaaring humantong sa mga sakit tulad ng hypertension at diabetes.

Ang homeostasis ay isang pangunahing elemento sa pag-unawa kung paano gumagana ang katawan ng tao. Ang pormal na depinisyon na ito ay nagpapakilala sa isang sistema na kumokontrol sa panloob na kapaligiran nito at nagsusumikap na mapanatili ang katatagan at kaayusan ng lahat ng prosesong nagaganap sa katawan.

Regulasyon ng homeostatic: temperatura ng katawan

Ang kontrol sa temperatura ng katawan sa mga tao ay isang magandang halimbawa ng homeostasis sa isang biological system. Kapag malusog ang isang tao, ang temperatura ng kanyang katawan ay umabot sa +37°C, ngunit maaaring makaapekto sa halagang ito ang iba't ibang salik, kabilang ang mga hormone, metabolic rate at iba't ibang sakit na nagdudulot ng lagnat.

Sa katawan, ang regulasyon ng temperatura ay kinokontrol sa isang bahagi ng utak na tinatawag na hypothalamus. Sa pamamagitan ng daluyan ng dugo, ang mga signal tungkol sa mga tagapagpahiwatig ng temperatura ay natatanggap sa utak, pati na rin ang mga resulta ng data sa rate ng paghinga, mga antas ng asukal sa dugo at metabolismo ay sinusuri. Ang pagkawala ng init sa katawan ng tao ay nakakatulong din sa pagbaba ng aktibidad.

Balanse ng tubig-asin

Gaano man karaming tubig ang inumin ng isang tao, ang katawan ay hindi namumulaklak na parang lobo, ni ang katawan ng tao ay lumiliit na parang pasas kung kakaunti ang iniinom. Marahil ay may nag-isip tungkol dito kahit isang beses. Sa isang paraan o iba pa, alam ng katawan kung gaano karaming likido ang kailangang panatilihin upang mapanatili ang nais na antas.

Ang konsentrasyon ng asin at glucose (asukal) sa katawan ay pinananatili sa isang pare-parehong antas (sa kawalan ng mga negatibong kadahilanan), ang dami ng dugo sa katawan ay halos 5 litro.

Pag-regulate ng Mga Antas ng Asukal sa Dugo

Ang glucose ay isang uri ng asukal na matatagpuan sa dugo. Ang katawan ng tao ay dapat mapanatili ang tamang antas ng glucose upang ang isang tao ay manatiling malusog. Kapag masyadong mataas ang antas ng glucose, ang pancreas ay gumagawa ng hormone na insulin.

Kung ang mga antas ng glucose sa dugo ay bumaba nang masyadong mababa, ang atay ay nagko-convert ng glycogen sa dugo, sa gayon ay tumataas ang mga antas ng asukal. Kapag ang pathogenic bacteria o virus ay pumasok sa katawan, nagsisimula itong labanan ang impeksyon bago ang pathogenic elements ay maaaring humantong sa anumang mga problema sa kalusugan.

Kontrolado ang presyon ng dugo

Ang pagpapanatili ng malusog na presyon ng dugo ay isa ring halimbawa ng homeostasis. Ang puso ay maaaring makadama ng mga pagbabago sa presyon ng dugo at magpadala ng mga signal sa utak para sa pagproseso. Ang utak ay nagpapadala ng signal pabalik sa puso na may mga tagubilin kung paano tumugon nang tama. Kung ang iyong presyon ng dugo ay masyadong mataas, kailangan itong babaan.

Paano nakakamit ang homeostasis?

Paano kinokontrol ng katawan ng tao ang lahat ng mga sistema at organo at binabayaran ang mga pagbabago sa kapaligiran? Ito ay dahil sa pagkakaroon ng maraming natural na sensor na sumusubaybay sa temperatura, komposisyon ng asin ng dugo, presyon ng dugo at marami pang ibang mga parameter. Ang mga detektor na ito ay nagpapadala ng mga signal sa utak, ang pangunahing sentro ng kontrol, kung ang ilang mga halaga ay lumihis mula sa pamantayan. Pagkatapos nito, inilunsad ang mga compensatory measure upang maibalik ang normal na estado.

Ang pagpapanatili ng homeostasis ay hindi kapani-paniwalang mahalaga para sa katawan. Ang katawan ng tao ay naglalaman ng isang tiyak na dami ng mga kemikal na kilala bilang mga acid at alkali, ang tamang balanse nito ay kinakailangan para sa pinakamainam na paggana ng lahat ng mga organo at sistema ng katawan. Ang antas ng calcium sa dugo ay dapat mapanatili sa tamang antas. Dahil ang paghinga ay hindi sinasadya, tinitiyak ng nervous system na ang katawan ay tumatanggap ng kinakailangang oxygen. Kapag ang mga lason ay pumasok sa iyong daluyan ng dugo, sinisira nila ang homeostasis ng katawan. Ang katawan ng tao ay tumutugon sa karamdamang ito sa pamamagitan ng sistema ng ihi.

Mahalagang bigyang-diin na ang homeostasis ng katawan ay awtomatikong gumagana kung ang sistema ay gumagana nang normal. Halimbawa, isang reaksyon sa init - ang balat ay nagiging pula dahil ang maliliit na daluyan ng dugo nito ay awtomatikong lumawak. Ang panginginig ay isang tugon sa paglamig. Kaya, ang homeostasis ay hindi isang koleksyon ng mga organo, ngunit isang synthesis at balanse ng mga function ng katawan. Sama-sama, pinapayagan ka nitong mapanatili ang buong katawan sa isang matatag na estado.

Feedback.

Kapag may naganap na pagbabago sa mga variable, mayroong dalawang pangunahing uri ng feedback kung saan tumutugon ang system:

Negatibong Feedback, na ipinahayag bilang isang reaksyon kung saan tumutugon ang system sa paraang baligtarin ang direksyon ng pagbabago. Dahil ang feedback ay nagsisilbing mapanatili ang constancy ng system, pinapayagan nitong mapanatili ang homeostasis.

Halimbawa, kapag ang konsentrasyon carbon dioxide pagtaas sa katawan ng tao, isang senyales ang dumarating sa mga baga upang pataasin ang kanilang aktibidad at huminga ng mas maraming carbon dioxide.

Thermoregulation -- isa pang halimbawa ng negatibong feedback. Kapag tumaas (o bumaba ang temperatura ng katawan) mga thermoreceptor V balat At hypothalamus itala ang pagbabago sa pamamagitan ng pag-trigger ng signal mula sa utak. Ang signal na ito, sa turn, ay nagiging sanhi ng isang tugon - isang pagbaba sa temperatura (o pagtaas).

Positibong feedback , na ipinahayag sa pagtaas ng pagbabago sa variable. Ito ay may destabilizing effect at samakatuwid ay hindi humahantong sa homeostasis. Ang positibong feedback ay hindi gaanong karaniwan sa mga natural na sistema, ngunit mayroon din itong mga gamit.

Halimbawa, sa nerbiyos threshold na potensyal na elektrikal nagiging sanhi ng henerasyon ng higit pa potensyal na pagkilos. Namumuo dugo at mga pangyayari habang kapanganakan maaaring banggitin bilang iba pang mga halimbawa ng positibong feedback.

Ang mga matatag na system ay nangangailangan ng mga kumbinasyon ng parehong uri ng feedback. Bagama't ang negatibong feedback ay nagbibigay-daan sa pagbabalik sa isang homeostatic na estado, ang positibong feedback ay ginagamit upang lumipat sa isang ganap na bago (at marahil ay hindi gaanong kanais-nais) na estado ng homeostasis—isang sitwasyong tinatawag na "metastability." Ang ganitong mga sakuna na pagbabago ay maaaring mangyari, halimbawa, na may pagtaas sa sustansya sa mga ilog na may malinaw na tubig, na humahantong sa isang homeostatic na estado ng mataas eutrophication(paglaki ng kama algae) at labo.

Mga biophysical na mekanismo ng homeostasis.

Mula sa pananaw ng kemikal na biophysics, ang homeostasis ay isang estado kung saan ang lahat ng mga proseso na responsable para sa mga pagbabagong-anyo ng enerhiya sa katawan ay nasa dynamic na equilibrium. Ang estado na ito ay ang pinaka-matatag at tumutugma sa physiological pinakamabuting kalagayan. Alinsunod sa mga konsepto ng thermodynamics, ang isang organismo at isang cell ay maaaring umiral at umangkop sa mga ganitong kondisyon sa kapaligiran kung saan ang isang nakatigil na kurso ng mga prosesong pisikal at kemikal ay maaaring maitatag sa isang biological system, i.e. homeostasis. Ang pangunahing papel sa pagtatatag ng homeostasis ay kabilang sa mga sistema ng cellular membrane, na responsable para sa mga proseso ng bioenergetic at kinokontrol ang rate ng pagpasok at paglabas ng mga sangkap ng mga cell.

Mula sa puntong ito ng pananaw, ang mga pangunahing sanhi ng karamdaman ay mga di-enzymatic na reaksyon na nangyayari sa mga lamad, hindi karaniwan para sa normal na buhay; sa karamihan ng mga kaso, ito ay mga oxidation chain reaction na kinasasangkutan ng mga libreng radical na nangyayari sa mga cell phospholipid. Ang mga reaksyong ito ay humahantong sa pinsala sa mga elemento ng istruktura ng mga selula at pagkagambala sa paggana ng regulasyon. Ang mga salik na nagdudulot ng pagkagambala sa homeostasis ay kinabibilangan din ng mga ahente na nagdudulot ng radical formation (ionizing radiation, infectious toxins, ilang pagkain, nikotina, at kakulangan ng bitamina, atbp.).

Ang mga salik na nagpapatatag sa homeostatic na estado at mga pag-andar ng mga lamad ay kinabibilangan ng mga bioantioxidant, na pumipigil sa pagbuo ng mga reaksiyong radikal na oxidative.

Ecological homeostasis.

Ang ekolohikal na homeostasis ay sinusunod sa mga komunidad ng kasukdulan na may pinakamataas na posibleng biodiversity sa ilalim ng paborableng kondisyon sa kapaligiran.

Sa mga nababagabag na ecosystem, o subclimax biological na komunidad - tulad ng isla ng Krakatoa, pagkatapos ng napakalaking pagsabog ng bulkan noong 1883 - ang estado ng homeostasis ng nakaraang climax ecosystem ng kagubatan ay nawasak, tulad ng lahat ng buhay sa isla na iyon.

Ang Krakatoa, sa mga taon kasunod ng pagsabog, ay dumaan sa isang hanay ng mga pagbabago sa ekolohiya kung saan ang mga bagong species ng mga halaman at hayop ay nagtagumpay sa isa't isa, na humahantong sa biodiversity at ang nagresultang climax na komunidad. Ang sunod-sunod na ekolohiya sa Krakatoa ay naganap sa ilang yugto. Ang kumpletong hanay ng mga sunod-sunod na humahantong sa kasukdulan ay tinatawag na preseria. Sa halimbawa ng Krakatoa, ang isla ay nakabuo ng isang climax na komunidad na may walong libong iba't ibang uri ng hayop na naitala noong 1983, isang daang taon pagkatapos ng pagsabog ay nawalan ng buhay dito. Kinukumpirma ng data na ang sitwasyon ay nananatili sa homeostasis sa loob ng ilang panahon, kasama ang paglitaw ng mga bagong species nang napakabilis na humahantong sa mabilis na pagkawala ng mga luma.

Ang kaso ng Krakatoa at iba pang nababagabag o buo na ecosystem ay nagpapakita na ang paunang kolonisasyon ng mga pioneer na species ay nangyayari sa pamamagitan ng positibong feedback na mga diskarte sa reproductive kung saan ang mga species ay nagkakalat, na gumagawa ng maraming mga supling hangga't maaari, ngunit may maliit na pamumuhunan sa tagumpay ng bawat indibidwal. Sa ganitong mga species mayroong mabilis na pag-unlad at pantay na mabilis na pagbagsak (halimbawa, sa pamamagitan ng isang epidemya). Habang papalapit ang ecosystem sa kasukdulan, ang mga naturang species ay pinapalitan ng mas kumplikadong climax species na, sa pamamagitan ng negatibong feedback, ay umaangkop sa mga partikular na kondisyon ng kanilang kapaligiran. Ang mga species na ito ay maingat na kinokontrol ng potensyal na carrying capacity ng ecosystem at sumusunod sa ibang diskarte - paggawa ng mas kaunting mga supling, ang reproductive success na kung saan ay namuhunan ng mas maraming enerhiya sa microenvironment ng partikular na ecological niche nito.

Ang pag-unlad ay nagsisimula sa pioneer na komunidad at nagtatapos sa climax na komunidad. Ang kasukdulan na komunidad ay nabubuo kapag ang mga flora at fauna ay naging balanse sa lokal na kapaligiran.

Ang ganitong mga ecosystem ay bumubuo ng mga heterarchies kung saan ang homeostasis sa isang antas ay nag-aambag sa mga proseso ng homeostatic sa isa pang kumplikadong antas.

Halimbawa, ang pagkawala ng mga dahon mula sa isang mature na tropikal na puno ay nagbibigay ng espasyo para sa bagong paglaki at nagpapayaman sa lupa. Sa parehong paraan, binabawasan ng tropikal na puno ang liwanag na pag-access sa mas mababang antas at tumutulong na maiwasan ang pagsalakay ng iba pang mga species. Ngunit ang mga puno ay nahuhulog din sa lupa at ang pag-unlad ng kagubatan ay nakasalalay sa patuloy na pagbabago ng mga puno at ang siklo ng mga sustansya na isinasagawa ng bakterya, insekto, at fungi.

Gayundin, ang mga kagubatan ay nag-aambag sa mga prosesong ekolohikal tulad ng regulasyon ng mga microclimate o ecosystem hydrologic cycle, at ilang iba't ibang ecosystem ay maaaring makipag-ugnayan upang mapanatili ang homeostasis ng drainage ng ilog sa loob ng isang biological na rehiyon. May papel din ang bioregional variability sa homeostatic stability ng isang biological region, o biome.

Biological homeostasis.

Ang homeostasis ay gumaganap bilang isang pangunahing katangian ng mga buhay na organismo at nauunawaan bilang pagpapanatili ng panloob na kapaligiran sa loob ng mga katanggap-tanggap na limitasyon.

Ang panloob na kapaligiran ng katawan ay kinabibilangan ng mga likido sa katawan - plasma ng dugo, lymph, intercellular substance at cerebrospinal fluid. Ang pagpapanatili ng katatagan ng mga likidong ito ay mahalaga para sa mga organismo, habang ang kawalan nito ay humahantong sa pinsala sa genetic na materyal.

Sa paggalang sa anumang parameter, ang mga organismo ay nahahati sa conformational at regulatory. Pinapanatili ng mga regulatory organism ang parameter sa isang pare-parehong antas, anuman ang nangyayari sa kapaligiran. Ang mga conformational organism ay nagpapahintulot sa kapaligiran na matukoy ang parameter. Halimbawa, ang mga hayop na may mainit na dugo ay nagpapanatili ng pare-parehong temperatura ng katawan, habang ang mga hayop na may malamig na dugo ay nagpapakita ng malawak na hanay ng mga temperatura.

Hindi ito nangangahulugan na ang mga conformational na organismo ay walang mga adaptasyon sa pag-uugali na nagpapahintulot sa kanila na ayusin ang isang ibinigay na parameter sa ilang lawak. Ang mga reptilya, halimbawa, ay madalas na nakaupo sa pinainit na mga bato sa umaga upang itaas ang temperatura ng kanilang katawan.

Ang pakinabang ng homeostatic regulation ay pinapayagan nito ang katawan na gumana nang mas mahusay. Halimbawa, ang mga hayop na may malamig na dugo ay may posibilidad na maging matamlay sa malamig na temperatura, habang ang mga hayop na may mainit na dugo ay halos kasing aktibo. Sa kabilang banda, ang regulasyon ay nangangailangan ng enerhiya. Ang dahilan kung bakit ang ilang mga ahas ay nakakakain lamang ng isang beses sa isang linggo ay dahil sila ay gumugugol ng mas kaunting enerhiya upang mapanatili ang homeostasis kaysa sa mga mammal.

Cellular homeostasis.

Ang regulasyon ng aktibidad ng kemikal ng cell ay nakamit sa pamamagitan ng isang bilang ng mga proseso, bukod sa kung saan ang mga pagbabago sa istraktura ng cytoplasm mismo, pati na rin ang istraktura at aktibidad ng mga enzyme, ay partikular na kahalagahan. Ang autoregulation ay nakasalalay sa temperatura, antas ng kaasiman, konsentrasyon ng substrate, at pagkakaroon ng ilang mga macro- at microelement.

Homeostasis sa katawan ng tao.

Ang iba't ibang mga kadahilanan ay nakakaapekto sa kakayahan ng mga likido sa katawan na suportahan ang buhay. Kabilang dito ang mga parameter tulad ng temperatura, kaasinan, kaasiman at konsentrasyon ng mga sustansya - glucose, iba't ibang mga ions, oxygen, at basura - carbon dioxide at ihi. Dahil ang mga parameter na ito ay nakakaimpluwensya sa mga kemikal na reaksyon na nagpapanatili sa katawan na buhay, mayroong mga built-in na physiological na mekanismo upang mapanatili ang mga ito sa kinakailangang antas.

Ang homeostasis ay hindi maaaring ituring na sanhi ng mga walang malay na proseso ng adaptasyon na ito. Dapat itong isipin bilang isang pangkalahatang katangian ng maraming normal na proseso na kumikilos nang sama-sama, at hindi bilang kanilang ugat na sanhi. Bukod dito, maraming biological phenomena na hindi akma sa modelong ito—halimbawa, anabolismo.

Gaya ng nalalaman, ang buhay na cell ay isang mobile, self-regulating system. Ang panloob na organisasyon nito ay sinusuportahan ng mga aktibong proseso na naglalayong limitahan, pigilan o alisin ang mga pagbabagong dulot ng iba't ibang impluwensya mula sa panlabas at panloob na kapaligiran. Ang kakayahang bumalik sa orihinal na estado pagkatapos ng isang paglihis mula sa isang tiyak na average na antas na sanhi ng isa o isa pang "nakakagambala" na kadahilanan ay ang pangunahing pag-aari ng cell. Ang isang multicellular na organismo ay isang mahalagang organisasyon, ang mga elemento ng cellular na kung saan ay dalubhasa upang magsagawa ng iba't ibang mga function. Ang pakikipag-ugnayan sa loob ng katawan ay isinasagawa sa pamamagitan ng kumplikadong regulasyon, pag-uugnay at pag-uugnay na mga mekanismo na may partisipasyon ng nerbiyos, humoral, metabolic at iba pang mga kadahilanan. Maraming mga indibidwal na mekanismo na kumokontrol sa mga intra- at intercellular na relasyon ay may, sa ilang mga kaso, magkasalungat (antagonistic) na mga epekto na nagbabalanse sa isa't isa. Ito ay humahantong sa pagtatatag ng isang mobile physiological background (physiological balanse) sa katawan at nagbibigay-daan sa buhay na sistema upang mapanatili ang relatibong dynamic constancy, sa kabila ng mga pagbabago sa kapaligiran at mga pagbabago na lumitaw sa panahon ng buhay ng organismo.

Ang terminong "homeostasis" ay iminungkahi noong 1929 ng physiologist na si W. Cannon, na naniniwala na ang mga proseso ng physiological na nagpapanatili ng katatagan sa katawan ay napakasalimuot at magkakaibang na ipinapayong pagsamahin ang mga ito sa ilalim ng pangkalahatang pangalang homeostasis. Gayunpaman, noong 1878, isinulat ni C. Bernard na ang lahat ng mga proseso ng buhay ay may isang layunin lamang - ang pagpapanatili ng pare-pareho ng mga kondisyon ng pamumuhay sa ating panloob na kapaligiran. Ang mga katulad na pahayag ay matatagpuan sa mga gawa ng maraming mananaliksik noong ika-19 at unang kalahati ng ika-20 siglo. (E. Pfluger, S. Richet, Frederic (L.A. Fredericq), I.M. Sechenov, I.P. Pavlov, K.M. Bykov at iba pa). Ang mga gawa ng L.S. ay napakahalaga para sa pag-aaral ng problema ng homeostasis. Stern (kasama ang mga kasamahan), na nakatuon sa papel na ginagampanan ng mga pag-andar ng hadlang na kumokontrol sa komposisyon at mga katangian ng microenvironment ng mga organo at tisyu.

Ang mismong ideya ng homeostasis ay hindi tumutugma sa konsepto ng stable (non-fluctuating) equilibrium sa katawan - ang prinsipyo ng equilibrium ay hindi naaangkop sa mga kumplikadong proseso ng physiological at biochemical na nagaganap sa mga buhay na sistema. Hindi rin tama na ihambing ang homeostasis sa mga ritmikong pagbabago sa panloob na kapaligiran. Ang homeostasis sa isang malawak na kahulugan ay sumasaklaw sa mga isyu ng cyclic at phase course ng mga reaksyon, kompensasyon, regulasyon at self-regulation ng mga physiological function, ang dynamics ng interdependence ng nervous, humoral at iba pang bahagi ng proseso ng regulasyon. Ang mga hangganan ng homeostasis ay maaaring maging mahigpit at nababaluktot, nagbabago depende sa indibidwal na edad, kasarian, panlipunan, propesyonal at iba pang mga kondisyon.

Ang partikular na kahalagahan para sa buhay ng katawan ay ang katatagan ng komposisyon ng dugo - ang tuluy-tuloy na matrix ng katawan, gaya ng inilalagay ni W. Cannon. Ang katatagan ng aktibong reaksyon nito (pH), osmotic pressure, ratio ng electrolytes (sodium, calcium, chlorine, magnesium, phosphorus), glucose content, bilang ng mga nabuong elemento, at iba pa ay kilala. Halimbawa, ang pH ng dugo, bilang panuntunan, ay hindi lalampas sa 7.35-7.47. Kahit na ang mga malubhang karamdaman ng acid-base metabolism na may patolohiya ng acid accumulation sa tissue fluid, halimbawa sa diabetic acidosis, ay may napakakaunting epekto sa aktibong reaksyon ng dugo. Sa kabila ng katotohanan na ang osmotic pressure ng dugo at tissue fluid ay napapailalim sa patuloy na pagbabagu-bago dahil sa patuloy na supply ng osmotically active na mga produkto ng interstitial metabolism, ito ay nananatili sa isang tiyak na antas at nagbabago lamang sa ilalim ng ilang mga malubhang kondisyon ng pathological.

Ang pagpapanatili ng pare-parehong osmotic pressure ay pinakamahalaga para sa metabolismo ng tubig at pagpapanatili ng ionic na balanse sa katawan (tingnan ang Water-salt metabolism). Ang konsentrasyon ng mga sodium ions sa panloob na kapaligiran ay ang pinaka pare-pareho. Ang nilalaman ng iba pang mga electrolyte ay nag-iiba din sa loob ng makitid na mga limitasyon. Ang pagkakaroon ng isang malaking bilang ng mga osmoreceptor sa mga tisyu at organo, kabilang ang mga pagbuo ng gitnang nerbiyos (hypothalamus, hippocampus), at isang coordinated system ng mga regulator ng metabolismo ng tubig at komposisyon ng ion ay nagpapahintulot sa katawan na mabilis na maalis ang mga pagbabago sa osmotic pressure ng dugo na nangyayari, halimbawa, kapag ang tubig ay ipinapasok sa katawan .

Sa kabila ng katotohanan na ang dugo ay kumakatawan sa pangkalahatang panloob na kapaligiran ng katawan, ang mga selula ng mga organo at tisyu ay hindi direktang nakikipag-ugnayan dito.

Sa mga multicellular na organismo, ang bawat organ ay may sariling panloob na kapaligiran (microenvironment), na tumutugma sa mga katangian ng istruktura at pagganap nito, at ang normal na estado ng mga organo ay nakasalalay sa komposisyon ng kemikal, physicochemical, biological at iba pang mga katangian ng microenvironment na ito. Ang homeostasis nito ay tinutukoy ng functional na estado ng histohematic barrier at ang kanilang permeability sa mga direksyon ng dugo → tissue fluid, tissue fluid → dugo.

Ang pagiging matatag ng panloob na kapaligiran para sa aktibidad ng gitnang sistema ng nerbiyos ay partikular na kahalagahan: kahit na ang mga menor de edad na pagbabago sa kemikal at physico-kemikal na nangyayari sa cerebrospinal fluid, glia at pericellular space ay maaaring magdulot ng matinding pagkagambala sa daloy ng mahahalagang proseso sa mga indibidwal na neuron o sa kanilang mga ensemble. Ang isang kumplikadong homeostatic system, kabilang ang iba't ibang neurohumoral, biochemical, hemodynamic at iba pang mekanismo ng regulasyon, ay ang sistema para sa pagtiyak ng pinakamainam na antas ng presyon ng dugo. Sa kasong ito, ang itaas na limitasyon ng antas ng presyon ng dugo ay tinutukoy ng pag-andar ng mga baroreceptor ng vascular system ng katawan, at ang mas mababang limitasyon ay tinutukoy ng mga pangangailangan ng suplay ng dugo ng katawan.

Ang pinaka-advanced na mga mekanismo ng homeostatic sa katawan ng mas matataas na hayop at tao ay kinabibilangan ng mga proseso ng thermoregulation; Sa mga homeothermic na hayop, ang mga pagbabago sa temperatura sa mga panloob na bahagi ng katawan ay hindi lalampas sa ikasampu ng isang degree sa panahon ng mga pinaka-dramatikong pagbabago sa temperatura sa kapaligiran.

Ipinapaliwanag ng iba't ibang mga mananaliksik ang mga pangkalahatang biological na mekanismo na pinagbabatayan ng homeostasis sa iba't ibang paraan. Kaya, ang W. Cannon ay nagbigay ng espesyal na kahalagahan sa mas mataas na sistema ng nerbiyos; itinuturing ni L. A. Orbeli ang adaptive-trophic function ng sympathetic nervous system bilang isa sa mga nangungunang salik ng homeostasis. Ang pag-aayos ng papel ng nervous apparatus (ang prinsipyo ng nervism) ay sumasailalim sa malawak na kilalang mga ideya tungkol sa kakanyahan ng mga prinsipyo ng homeostasis (I.M. Sechenov, I.P. Pavlov, A.D. Speransky at iba pa). Gayunpaman, ni ang prinsipyo ng pangingibabaw (A. A. Ukhtomsky), o ang teorya ng mga pag-andar ng hadlang (L. S. Stern), o ang pangkalahatang adaptation syndrome (G. Selye), o ang teorya ng mga functional system (P. K. Anokhin), o ang hypothalamic na regulasyon ng homeostasis (N.I. Grashchenkov) at maraming iba pang mga teorya ay hindi ganap na malulutas ang problema ng homeostasis.

Sa ilang mga kaso, ang ideya ng homeostasis ay hindi ganap na lehitimong ginagamit upang ipaliwanag ang mga nakahiwalay na estado ng physiological, mga proseso, at maging ang mga social phenomena. Ito ay kung paano lumitaw ang mga terminong "immunological", "electrolyte", "systemic", "molecular", "physicochemical", "genetic homeostasis" at mga katulad nito. Ang mga pagtatangka ay ginawa upang bawasan ang problema ng homeostasis sa prinsipyo ng self-regulation. Ang isang halimbawa ng paglutas ng problema ng homeostasis mula sa pananaw ng cybernetics ay ang pagtatangka ni Ashby (W. R. Ashby, 1948) na bumuo ng isang self-regulating device na nagmomodelo sa kakayahan ng mga buhay na organismo na mapanatili ang antas ng ilang mga dami sa loob ng mga limitasyon na katanggap-tanggap sa physiologically. Isinasaalang-alang ng ilang mga may-akda ang panloob na kapaligiran ng katawan sa anyo ng isang kumplikadong sistema ng kadena na may maraming "aktibong input" (mga panloob na organo) at mga indibidwal na tagapagpahiwatig ng physiological (daloy ng dugo, presyon ng dugo, palitan ng gas, atbp.), Ang halaga ng bawat isa na tinutukoy ng aktibidad ng "mga input".

Sa pagsasagawa, ang mga mananaliksik at clinician ay nahaharap sa mga tanong ng pagtatasa ng adaptive (adaptive) o compensatory na mga kakayahan ng katawan, kanilang regulasyon, pagpapalakas at pagpapakilos, at paghula ng mga tugon ng katawan sa mga nakakagambalang impluwensya. Ang ilang mga estado ng vegetative instability, sanhi ng kakulangan, labis o kakulangan ng mga mekanismo ng regulasyon, ay itinuturing na "mga sakit ng homeostasis". Sa isang tiyak na kombensiyon, maaaring kabilang dito ang mga kaguluhan sa paggana sa normal na paggana ng katawan na nauugnay sa pagtanda nito, sapilitang muling pagsasaayos ng mga biyolohikal na ritmo, ilang phenomena ng vegetative dystonia, hyper- at hypocompensatory reactivity sa ilalim ng stress at matinding impluwensya, at iba pa.

Upang masuri ang estado ng mga mekanismo ng homeostatic sa physiol. Sa eksperimento at sa wedge, pagsasanay, ang iba't ibang dosed functional na mga pagsubok ay ginagamit (malamig, init, adrenaline, insulin, mesatone at iba pa) na may pagpapasiya ng ratio ng mga biologically active substance (mga hormone, mediator, metabolites) sa dugo at ihi at iba pa.

Mga biophysical na mekanismo ng homeostasis

Mga biophysical na mekanismo ng homeostasis. Mula sa pananaw ng kemikal na biophysics, ang homeostasis ay isang estado kung saan ang lahat ng mga proseso na responsable para sa mga pagbabagong-anyo ng enerhiya sa katawan ay nasa dynamic na equilibrium. Ang estado na ito ay ang pinaka-matatag at tumutugma sa physiological pinakamabuting kalagayan. Alinsunod sa mga konsepto ng thermodynamics, ang isang organismo at isang cell ay maaaring umiral at umangkop sa mga ganitong kondisyon sa kapaligiran kung saan ang isang nakatigil na kurso ng mga prosesong pisikal at kemikal, iyon ay, homeostasis, ay maaaring maitatag sa isang biological system. Ang pangunahing papel sa pagtatatag ng homeostasis ay pangunahing nabibilang sa mga sistema ng cellular membrane, na responsable para sa mga bioenergetic na proseso at kinokontrol ang rate ng pagpasok at paglabas ng mga sangkap ng mga cell.

Mula sa puntong ito ng pananaw, ang mga pangunahing sanhi ng karamdaman ay mga di-enzymatic na reaksyon na nangyayari sa mga lamad, hindi karaniwan para sa normal na buhay; sa karamihan ng mga kaso, ito ay mga oxidation chain reaction na kinasasangkutan ng mga libreng radical na nangyayari sa mga cell phospholipid. Ang mga reaksyong ito ay humahantong sa pinsala sa mga elemento ng istruktura ng mga selula at pagkagambala sa paggana ng regulasyon. Ang mga kadahilanan na nagdudulot ng pagkagambala sa homeostasis ay kinabibilangan din ng mga ahente na nagdudulot ng radical formation - ionizing radiation, mga nakakahawang toxin, ilang mga pagkain, nikotina, pati na rin ang kakulangan ng bitamina, at iba pa.

Ang isa sa mga pangunahing kadahilanan na nagpapatatag sa estado ng homeostatic at mga pag-andar ng mga lamad ay ang mga bioantioxidant, na pumipigil sa pagbuo ng mga reaksyon ng radikal na oxidative.

Mga tampok na nauugnay sa edad ng homeostasis sa mga bata

Mga tampok na nauugnay sa edad ng homeostasis sa mga bata. Ang katatagan ng panloob na kapaligiran ng katawan at ang kamag-anak na katatagan ng pisikal at kemikal na mga tagapagpahiwatig sa pagkabata ay tinitiyak ng isang binibigkas na pamamayani ng mga anabolic metabolic na proseso sa mga catabolic. Ito ay isang kailangang-kailangan na kondisyon para sa paglaki at nakikilala ang katawan ng bata mula sa katawan ng mga matatanda, kung saan ang intensity ng mga metabolic na proseso ay nasa isang estado ng dynamic na balanse. Kaugnay nito, ang regulasyon ng neuroendocrine ng homeostasis ng katawan ng bata ay lumalabas na mas matindi kaysa sa mga matatanda. Ang bawat yugto ng edad ay nailalarawan sa pamamagitan ng mga tiyak na tampok ng mga mekanismo ng homeostasis at ang kanilang regulasyon. Samakatuwid, sa mga bata, mas madalas kaysa sa mga may sapat na gulang, ang mga malubhang kaguluhan ng homeostasis ay nangyayari, kadalasang nagbabanta sa buhay. Ang mga karamdamang ito ay kadalasang nauugnay sa pagiging immaturity ng mga homeostatic function ng mga bato, na may mga karamdaman sa gastrointestinal tract o respiratory function ng mga baga.

Ang paglaki ng isang bata, na ipinahayag sa isang pagtaas sa masa ng mga selula nito, ay sinamahan ng mga natatanging pagbabago sa pamamahagi ng likido sa katawan (tingnan ang metabolismo ng tubig-asin). Ang ganap na pagtaas sa dami ng extracellular fluid ay nahuhuli sa rate ng kabuuang pagtaas ng timbang, kaya ang relatibong dami ng panloob na kapaligiran, na ipinahayag bilang isang porsyento ng timbang ng katawan, ay bumababa sa edad. Ang pag-asa na ito ay lalo na binibigkas sa unang taon pagkatapos ng kapanganakan. Sa mas matatandang mga bata, ang rate ng pagbabago sa kamag-anak na dami ng extracellular fluid ay bumababa. Ang sistema para sa pag-regulate ng constancy ng fluid volume (volume regulation) ay nagbibigay ng kabayaran para sa mga deviations sa balanse ng tubig sa loob ng medyo makitid na limitasyon. Ang mataas na antas ng tissue hydration sa mga bagong silang at maliliit na bata ay tumutukoy sa pangangailangan ng bata para sa tubig (bawat yunit ng timbang ng katawan) ay makabuluhang mas mataas kaysa sa mga matatanda. Ang pagkawala ng tubig o ang limitasyon nito ay mabilis na humahantong sa pag-unlad ng dehydration dahil sa extracellular sector, iyon ay, ang panloob na kapaligiran. Kasabay nito, ang mga bato - ang pangunahing mga organo ng ehekutibo sa sistema ng volumoregulation - ay hindi nagbibigay ng pagtitipid ng tubig. Ang naglilimita sa kadahilanan ng regulasyon ay ang kawalan ng gulang ng renal tubular system. Ang isang kritikal na tampok ng neuroendocrine control ng homeostasis sa neonates at maliliit na bata ay ang medyo mataas na pagtatago at renal excretion ng aldosterone, na may direktang epekto sa tissue hydration status at renal tubular function.

Ang regulasyon ng osmotic pressure ng plasma ng dugo at extracellular fluid sa mga bata ay limitado rin. Ang osmolarity ng panloob na kapaligiran ay nagbabago sa mas malawak na saklaw (±50 mOsm/L) kaysa sa mga nasa hustong gulang (±6 mOsm/L). Ito ay dahil sa mas malaking lugar sa ibabaw ng katawan sa bawat 1 kg ng timbang at, samakatuwid, sa mas makabuluhang pagkawala ng tubig sa panahon ng paghinga, pati na rin ang immaturity ng mga mekanismo ng bato ng konsentrasyon ng ihi sa mga bata. Ang mga kaguluhan ng homeostasis, na ipinakita ng hyperosmosis, ay karaniwan sa mga bata sa panahon ng neonatal at mga unang buwan ng buhay; sa mas matatandang edad, ang hypoosmosis ay nagsisimulang mangibabaw, na nauugnay pangunahin sa gastrointestinal na sakit o mga sakit sa gabi. Ang hindi gaanong pinag-aralan ay ang ionic na regulasyon ng homeostasis, na malapit na nauugnay sa aktibidad ng mga bato at ang likas na katangian ng nutrisyon.

Noong nakaraan, pinaniniwalaan na ang pangunahing kadahilanan na tumutukoy sa osmotic pressure ng extracellular fluid ay ang sodium concentration, ngunit mas kamakailang mga pag-aaral ay nagpakita na walang malapit na ugnayan sa pagitan ng sodium content sa plasma ng dugo at ang halaga ng kabuuang osmotic pressure. sa patolohiya. Ang pagbubukod ay plasmatic hypertension. Samakatuwid, ang pagsasagawa ng homeostatic therapy sa pamamagitan ng pagbibigay ng mga solusyon sa glucose-salt ay nangangailangan ng pagsubaybay hindi lamang sa nilalaman ng sodium sa serum o plasma ng dugo, kundi pati na rin sa mga pagbabago sa kabuuang osmolarity ng extracellular fluid. Ang konsentrasyon ng asukal at urea ay may malaking kahalagahan sa pagpapanatili ng pangkalahatang osmotic pressure sa panloob na kapaligiran. Ang nilalaman ng mga osmotically active substance na ito at ang epekto nito sa metabolismo ng tubig-asin ay maaaring tumaas nang husto sa maraming mga pathological na kondisyon. Samakatuwid, sa kaso ng anumang mga kaguluhan sa homeostasis, kinakailangan upang matukoy ang konsentrasyon ng asukal at urea. Dahil sa itaas, sa mga maliliit na bata, kapag ang tubig-asin at protina rehimen ay nabalisa, isang estado ng tago hyper- o hypoosmosis, hyperazotemia ay maaaring bumuo (E. Kerpel-Froniusz, 1964).

Ang isang mahalagang tagapagpahiwatig na nagpapakilala sa homeostasis sa mga bata ay ang konsentrasyon ng mga hydrogen ions sa dugo at extracellular fluid. Sa antenatal at maagang mga postnatal na panahon, ang regulasyon ng balanse ng acid-base ay malapit na nauugnay sa antas ng saturation ng oxygen ng dugo, na ipinaliwanag ng kamag-anak na pamamayani ng anaerobic glycolysis sa mga bioenergetic na proseso. Bukod dito, kahit na ang katamtamang hypoxia sa fetus ay sinamahan ng akumulasyon ng lactic acid sa mga tisyu nito. Bilang karagdagan, ang immaturity ng acidogenetic function ng mga bato ay lumilikha ng mga kinakailangan para sa pagbuo ng "physiological" acidosis. Dahil sa mga kakaibang katangian ng homeostasis, ang mga bagong panganak ay madalas na nakakaranas ng mga karamdaman na hangganan sa pagitan ng physiological at pathological.

Ang muling pagsasaayos ng sistema ng neuroendocrine sa panahon ng pagdadalaga ay nauugnay din sa mga pagbabago sa homeostasis. Gayunpaman, ang mga pag-andar ng mga organo ng ehekutibo (kidney, baga) ay umabot sa kanilang pinakamataas na antas ng kapanahunan sa edad na ito, kaya ang mga malubhang sindrom o sakit ng homeostasis ay bihira, at mas madalas na pinag-uusapan natin ang tungkol sa mga bayad na pagbabago sa metabolismo, na maaari lamang makita. na may biochemical blood test. Sa klinika, upang makilala ang homeostasis sa mga bata, kinakailangan upang suriin ang mga sumusunod na tagapagpahiwatig: hematocrit, kabuuang osmotic pressure, nilalaman ng sodium, potassium, asukal, bicarbonates at urea sa dugo, pati na rin ang pH ng dugo, pO2 at pCO 2.

Mga tampok ng homeostasis sa gulang at senile age

Mga tampok ng homeostasis sa gulang at senile age. Ang parehong antas ng mga homeostatic na halaga sa iba't ibang mga yugto ng edad ay pinananatili dahil sa iba't ibang mga pagbabago sa mga sistema ng kanilang regulasyon. Halimbawa, ang patuloy na antas ng presyon ng dugo sa mga kabataan ay pinananatili dahil sa isang mas mataas na cardiac output at mababang kabuuang peripheral vascular resistance, at sa mga matatanda at senile - dahil sa isang mas mataas na kabuuang peripheral resistance at isang pagbaba sa cardiac output. Habang tumatanda ang katawan, ang pagiging matatag ng pinakamahalagang pisyolohikal na pag-andar ay pinananatili sa ilalim ng mga kondisyon ng pagbaba ng pagiging maaasahan at isang pagbawas sa posibleng hanay ng mga pagbabagong pisyolohikal sa homeostasis. Ang pagpapanatili ng kamag-anak na homeostasis sa panahon ng makabuluhang mga pagbabago sa istruktura, metabolic at functional ay nakamit sa pamamagitan ng katotohanan na hindi lamang ang pagkalipol, pagkagambala at pagkasira ay nangyayari nang sabay-sabay, kundi pati na rin ang pagbuo ng mga tiyak na mekanismo ng adaptive. Dahil dito, pinapanatili ang isang pare-parehong antas ng asukal sa dugo, pH ng dugo, osmotic pressure, potensyal ng cell lamad, at iba pa.

Ang makabuluhang kahalagahan sa pagpapanatili ng homeostasis sa panahon ng proseso ng pagtanda ay ang mga pagbabago sa mga mekanismo ng regulasyon ng neurohumoral, isang pagtaas sa sensitivity ng mga tisyu sa pagkilos ng mga hormone at mediator laban sa background ng isang pagpapahina ng mga impluwensya ng nerbiyos.

Habang tumatanda ang katawan, malaki ang pagbabago sa paggana ng puso, pulmonary ventilation, gas exchange, renal function, pagtatago ng digestive glands, function ng endocrine glands, metabolism at iba pa. Ang mga pagbabagong ito ay maaaring mailalarawan bilang homeoresis - isang natural na trajectory (dynamics) ng mga pagbabago sa metabolic rate at physiological function na may edad sa paglipas ng panahon. Ang kahalagahan ng kurso ng mga pagbabago na nauugnay sa edad ay napakahalaga para sa pagkilala sa proseso ng pagtanda ng isang tao at pagtukoy ng kanyang biyolohikal na edad.

Sa katandaan at katandaan, ang pangkalahatang potensyal ng mga mekanismo ng adaptive ay bumababa. Samakatuwid, sa katandaan, sa ilalim ng mas mataas na pag-load, stress at iba pang mga sitwasyon, ang posibilidad ng pagkabigo ng mga mekanismo ng pagbagay at pagkagambala ng homeostasis ay tumataas. Ang pagbaba sa pagiging maaasahan ng mga mekanismo ng homeostasis ay isa sa pinakamahalagang kinakailangan para sa pagbuo ng mga pathological disorder sa katandaan.

Sigurado ka tiyak na hindi nasisiyahan sa pag-asang mawala sa mundong ito magpakailanman? Gusto mo bang mamuhay ng panibagong buhay? Magsimula muli? Itama ang mga pagkakamali ng buhay na ito? Gawing totoo ang mga hindi natutupad na pangarap? Sundan ang link na ito:

Homeostasis(mula sa Greek homoios- magkatulad, magkapareho at katayuan- immobility) ay ang kakayahan ng mga nabubuhay na sistema na labanan ang mga pagbabago at mapanatili ang katatagan ng komposisyon at mga katangian ng mga biological system.

Ang terminong "homeostasis" ay iminungkahi ni W. Cannon noong 1929 upang makilala ang mga estado at proseso na nagsisiguro sa katatagan ng katawan. Ang ideya ng pagkakaroon ng mga pisikal na mekanismo na naglalayong mapanatili ang isang palaging panloob na kapaligiran ay ipinahayag sa ikalawang kalahati ng ika-19 na siglo ni C. Bernard, na isinasaalang-alang ang katatagan ng pisikal at kemikal na mga kondisyon sa panloob na kapaligiran bilang batayan para sa kalayaan at kasarinlan ng mga buhay na organismo sa patuloy na pagbabago ng panlabas na kapaligiran. Ang kababalaghan ng homeostasis ay sinusunod sa iba't ibang antas ng organisasyon ng mga biological system.

Pagpapakita ng homeostasis sa iba't ibang antas ng organisasyon ng mga biological system.

Ang mga proseso ng pagpapanumbalik ay patuloy na isinasagawa at sa iba't ibang antas ng istruktura at pagganap ng organisasyon ng indibidwal - molecular genetic, subcellular, cellular, tissue, organ, organismal.

Sa molekular genetic Ang antas ng pagtitiklop ng DNA ay nangyayari (ang molecular repair nito, synthesis ng mga enzyme at protina na gumaganap ng iba pang (non-catalytic) function sa cell, ATP molecules, halimbawa, sa mitochondria, atbp. Marami sa mga prosesong ito ay kasama sa konsepto metabolismo mga selula.

Sa antas ng subcellular Ang pagpapanumbalik ng iba't ibang mga intracellular na istruktura ay nangyayari (pangunahin na pinag-uusapan natin ang tungkol sa cytoplasmic organelles) sa pamamagitan ng neoplasm (membranes, plasmalemma), pagpupulong ng mga subunits (microtubules), dibisyon (mitochondria).

Cellular na antas ng pagbabagong-buhay nagpapahiwatig ng pagpapanumbalik ng istraktura at, sa ilang mga kaso, mga pag-andar ng cell. Kasama sa mga halimbawa ng pagbabagong-buhay sa antas ng cellular ang pagpapanumbalik ng proseso ng nerve cell pagkatapos ng pinsala. Sa mga mammal, ang prosesong ito ay nangyayari sa bilis na 1 mm bawat araw. Ang pagpapanumbalik ng mga pag-andar ng isang cell ng isang tiyak na uri ay maaaring isagawa sa pamamagitan ng proseso ng cellular hypertrophy, iyon ay, isang pagtaas sa dami ng cytoplasm at, dahil dito, ang bilang ng mga organelles (intracellular regeneration ng mga modernong may-akda o regenerative cellular. hypertrophy ng classical histology).

Sa susunod na antas - tissue o cell-populasyon (antas ng mga sistema ng cellular tissue - tingnan ang 3.2) ang muling pagdadagdag ng mga nawawalang selula ng isang tiyak na direksyon ng pagkakaiba-iba ay nangyayari. Ang nasabing muling pagdadagdag ay sanhi ng mga pagbabago sa cellular na materyal sa loob ng mga populasyon ng cell (cellular tissue system), na nagreresulta sa pagpapanumbalik ng mga function ng tissue at organ. Kaya, sa mga tao, ang habang-buhay ng mga bituka na epithelial cells ay 4-5 araw, mga platelet - 5-7 araw, erythrocytes - 120-125 araw. Sa ipinahiwatig na mga rate ng pagkamatay ng mga pulang selula ng dugo sa katawan ng tao, halimbawa, mga 1 milyong pulang selula ng dugo ang nawasak bawat segundo, ngunit ang parehong halaga ay nabuo muli sa pulang buto ng utak. Ang posibilidad ng pagpapanumbalik ng mga cell na pagod sa panahon ng buhay o nawala bilang isang resulta ng pinsala, pagkalason o isang pathological na proseso ay sinisiguro ng katotohanan na sa mga tisyu ng kahit isang mature na organismo, ang mga cambial cell ay napanatili, na may kakayahang mitotic division na may kasunod na cytodifferentiation. Ang mga cell na ito ay tinatawag na ngayong regional o resident stem cell (tingnan ang 3.1.2 at 3.2). Dahil sila ay nakatuon, sila ay may kakayahang magbunga ng isa o higit pang mga partikular na uri ng cell. Bukod dito, ang kanilang pagkita ng kaibhan sa isang tiyak na uri ng cell ay tinutukoy ng mga signal na nagmumula sa labas: lokal, mula sa agarang kapaligiran (ang likas na katangian ng intercellular na pakikipag-ugnayan) at malayong (mga hormone), na nagiging sanhi ng pumipili na pagpapahayag ng mga tiyak na gene. Kaya, sa epithelium ng maliit na bituka, ang mga cambial cell ay matatagpuan sa ilalim na mga zone ng crypts. Sa ilalim ng ilang mga impluwensya, sila ay may kakayahang magbunga ng mga selula ng "marginal" na absorptive epithelium at ilang mga single-celled na glandula ng organ.

Naka-on ang pagbabagong-buhay antas ng organ ay may pangunahing gawain ng pagpapanumbalik ng pag-andar ng isang organ na mayroon o walang pagpaparami ng tipikal na istraktura nito (macroscopic, microscopic). Sa proseso ng pagbabagong-buhay sa antas na ito, hindi lamang ang mga pagbabagong nagaganap sa mga populasyon ng cell (mga sistema ng cellular tissue), kundi pati na rin ang mga proseso ng morphogenetic. Sa kasong ito, ang parehong mga mekanismo ay isinaaktibo tulad ng sa panahon ng pagbuo ng mga organo sa embryogenesis (ang panahon ng pag-unlad ng tiyak na phenotype). Kung ano ang nararapat na sinabi ay ginagawang posible na isaalang-alang ang pagbabagong-buhay bilang isang partikular na variant ng proseso ng pag-unlad.

Structural homeostasis, mga mekanismo ng pagpapanatili nito.

Mga uri ng homeostasis:

 Genetic na homeostasis . Ang genotype ng zygote, kapag nakikipag-ugnayan sa mga kadahilanan sa kapaligiran, ay tumutukoy sa buong kumplikado ng pagkakaiba-iba ng organismo, ang kakayahang umangkop nito, iyon ay, homeostasis. Ang katawan ay tumutugon sa mga pagbabago sa mga kondisyon ng kapaligiran partikular, sa loob ng mga limitasyon ng isang namamana na tinutukoy na pamantayan ng reaksyon. Ang katatagan ng genetic homeostasis ay pinananatili batay sa mga synthesis ng matrix, at ang katatagan ng genetic na materyal ay sinisiguro ng isang bilang ng mga mekanismo (tingnan ang mutagenesis).

 Structural homeostasis. Pagpapanatili ng katatagan ng komposisyon at integridad ng morphological na organisasyon ng mga cell at tissue. Ang multifunctionality ng mga cell ay nagdaragdag sa pagiging compact at pagiging maaasahan ng buong system, na nagdaragdag ng mga potensyal na kakayahan nito. Ang pagbuo ng mga function ng cell ay nangyayari sa pamamagitan ng pagbabagong-buhay.

Pagbabagong-buhay:

1. Cellular (direkta at hindi direktang paghahati)

2. Intracellular (molecular, intraorganoid, organoid)