Εσωτερικό περιβάλλον του σώματος- μια συλλογή σωματικών υγρών που βρίσκονται στο εσωτερικό του, συνήθως σε ορισμένες δεξαμενές και φυσικές συνθήκες και ποτέ σε επαφή με το εξωτερικό περιβάλλον. Ο όρος προτάθηκε από τον Γάλλο φυσιολόγο Claude Bernard.
Τα κύτταρα μπορούν να λειτουργήσουν μόνο σε υγρό περιβάλλον. Το αίμα, το υγρό των ιστών και η λέμφος σχηματίζουν το εσωτερικό περιβάλλον του σώματος. Η βάση του εσωτερικού περιβάλλοντος του σώματος είναι το αίμα, το οποίο παρέχει οξυγόνο και θρεπτικά συστατικά στα κύτταρα και απομακρύνει τα μεταβολικά προϊόντα. Ωστόσο, το αίμα δεν έρχεται σε άμεση επαφή με τα κύτταρα του σώματος. Στους ιστούς, μέρος του πλάσματος του αίματος φεύγει από τα τριχοειδή αγγεία του αίματος και μετατρέπεται σε υγρό ιστού. Η περίσσεια υγρού ιστού απορροφάται από τα λεμφικά τριχοειδή αγγεία και ρέει πίσω στο αίμα με τη μορφή λέμφου μέσω των λεμφικών αγγείων. Έτσι, το αίμα, το υγρό των ιστών και η λέμφος κυκλοφορούν απευθείας μέσα στο σώμα, εξασφαλίζοντας την ανταλλαγή ουσιών μεταξύ των κυττάρων του σώματος και του περιβάλλοντος. Επιστήμονες από πολλές χώρες σε όλο τον κόσμο προσπάθησαν να ανακαλύψουν τη φύση των μηχανισμών που διατηρούν τη σταθερότητα του εσωτερικού περιβάλλοντος των ανθρώπων και των ανώτερων ζώων.
Το σύνολο των παραγόντων και των μηχανισμών που εξασφαλίζουν αυτή τη σταθερότητα ονομάζεται ομοιόσταση. Ομοιοσταση– την ικανότητα των βιολογικών συστημάτων να αντιστέκονται στις αλλαγές και να διατηρούν τη δυναμική σταθερότητα της σύνθεσης και των ιδιοτήτων του οργανισμού.
Η ομοιόσταση είναι η σχετικά δυναμική σταθερότητα του εσωτερικού περιβάλλοντος του σώματος, που εξασφαλίζει τη σταθερότητα των βασικών φυσιολογικών λειτουργιών του.
Claude Bernard (1878) – διατύπωση της έννοιας της ομοιόστασης.
Ο Walter Cannon επινόησε τον όρο ομοιόσταση, την υπόθεσή του - μεμονωμένα μέρη του σώματος είναι σταθερά, αφού το εσωτερικό περιβάλλον που τα περιβάλλει είναι σταθερό.
Ζωντανός οργανισμός– ένα ανοιχτό σύστημα αυτορρύθμισης που αναπτύσσεται σε στενή αλληλεπίδραση με το περιβάλλον. Οι αλλαγές στο περιβάλλον επηρεάζουν άμεσα ή έμμεσα τα εξαρτήματα, προκαλώντας αντίστοιχες αλλαγές σε αυτά.
Χάρη στους μηχανισμούς αυτορρύθμισης, αυτές οι αλλαγές συμβαίνουν εντός του φυσιολογικού εύρους αντίδρασης και δεν προκαλούν σοβαρές διαταραχές στις φυσιολογικές λειτουργίες.
Η παραβίαση των ρυθμιστικών μηχανισμών οδηγεί σε διάσπαση των αντισταθμιστικών ικανοτήτων του σώματος, μείωση της αντίστασής του στις συνεχώς μεταβαλλόμενες περιβαλλοντικές συνθήκες, παραβιάσεις των συνθηκών ομοιόστασης και ανάπτυξη παθολογιών.
Οι μηχανισμοί ομοιόστασης θα πρέπει να στοχεύουν στη διατήρηση του επιπέδου μιας σταθερής κατάστασης, στο συντονισμό των διαδικασιών για την εξάλειψη ή τον περιορισμό της επίδρασης επιβλαβών παραγόντων, στη βέλτιστη αλληλεπίδραση μεταξύ του σώματος και του περιβάλλοντος σε μεταβαλλόμενες συνθήκες ύπαρξης.
Συστατικά της ομοιόστασης:
Συστατικά που παρέχουν κυτταρικές ανάγκες:πρωτεΐνες λίπη υδατάνθρακες? ανόργανες ουσίες? νερό, οξυγόνο, εσωτερική έκκριση.
Συστατικά που επηρεάζουν την κυτταρική δραστηριότητα:οσμωτική πίεση, θερμοκρασία, συγκέντρωση ιόντων υδρογόνου.
Τύποι ομοιόστασης:
Γενετική ομοιόσταση . Ο γονότυπος του ζυγώτη, όταν αλληλεπιδρά με περιβαλλοντικούς παράγοντες, καθορίζει ολόκληρο το σύμπλεγμα μεταβλητότητας του οργανισμού, την προσαρμοστική του ικανότητα, δηλαδή την ομοιόσταση. Το σώμα αντιδρά στις αλλαγές των περιβαλλοντικών συνθηκών ειδικά, εντός των ορίων ενός κληρονομικά καθορισμένου κανόνα αντίδρασης. Η σταθερότητα της γενετικής ομοιόστασης διατηρείται με βάση τις συνθέσεις της μήτρας και η σταθερότητα του γενετικού υλικού εξασφαλίζεται από διάφορους μηχανισμούς (βλ. μεταλλαξογένεση).
Δομική ομοιόσταση. Διατήρηση της σταθερότητας της σύνθεσης και της ακεραιότητας της μορφολογικής οργάνωσης των κυττάρων και των ιστών. Η πολυλειτουργικότητα των κυψελών αυξάνει τη συμπαγή και αξιοπιστία ολόκληρου του συστήματος, αυξάνοντας τις πιθανές δυνατότητές του. Ο σχηματισμός των κυτταρικών λειτουργιών γίνεται μέσω της αναγέννησης.
Αναγέννηση:
1. Κυτταρική (άμεση και έμμεση διαίρεση)
2. Ενδοκυτταρική (μοριακή, ενδοοργανική, οργανική)
Φυσικοχημική ομοιόσταση.
Ομοιόσταση αερίων: η συγκέντρωση οξυγόνου και διοξειδίου του άνθρακα στον οργανισμό διασφαλίζεται από το εξωτερικό σύστημα αναπνοής. Παράγοντες που ρυθμίζουν την εξωτερική αναπνοή: μικρός όγκος αναπνοής του κυψελιδικού αέρα, ανάλογα με τη δραστηριότητα του αναπνευστικού κέντρου. περιεκτικότητα αερίου στο αίμα και στα πνευμονικά τριχοειδή αγγεία. διάχυση αερίων μέσω της μεμβράνης των αιμοσφαιρίων, ομοιόμορφη πνευμονική ροή αίματος και επαρκής αερισμός.
Οξινοβασική ισορροπία του σώματος: pH αίματος = 7,32-7,45, η αναλογία ιόντων υδρογόνου και υδροξυλίου εξαρτάται από την περιεκτικότητα σε οξέα, που δρουν ως δότες πρωτονίων, και αμφοτερικές βάσεις, που είναι δέκτες. Η ρύθμισή του εξασφαλίζεται από ρυθμιστικά συστήματα, πρωτεΐνες ιστού και την ουσία κολλαγόνου του συνδετικού ιστού, η οποία είναι ικανή να προσροφά οξέα.
Οσμωτικές ιδιότητες του αίματος: η οσμωτική πίεση του αίματος εξαρτάται από τη συγκέντρωση του διαλύματος και τη θερμοκρασία, αλλά δεν εξαρτάται από τη φύση της διαλυμένης ουσίας και του διαλύτη. Η σταθερότητα των οσμωτικών ιδιοτήτων του αίματος εξασφαλίζεται από την ισορροπία του νερού. Η υδατική ισορροπία του σώματος διατηρείται με μηχανισμούς παροχής νερού και αλάτων. Ανακατανομή νερού και αλάτων μεταξύ κυττάρων και ενδοκυτταρικών οργανιδίων, απελευθέρωση νερού και αλάτων στο περιβάλλον. Η βάση για την ενσωμάτωση όλης της φυσικοχημικής ομοιόστασης είναι η νευροενδοκρινική ρύθμιση.
Φυσιολογική ομοιόσταση.
Θερμική ομοιόσταση: διατήρηση της περιεκτικότητας σε θερμότητα. Μια σημαντική προϋπόθεση για τη θερμική ισορροπία είναι η κίνηση του μέσου που πλένει το σώμα και τα μέρη του, στο οποίο πραγματοποιείται η ανταλλαγή θερμότητας με τη ροή θερμού αίματος από τις βαθιές περιοχές του σώματος προς την επιφάνειά του
Σύστημα αιμόστασης: ενεργοποίηση του συστήματος πήξης του αίματος, το απαιτούμενο επίπεδο αιμοσφαιρίων, αποκατάσταση των ιδιοτήτων του αγγειακού τοιχώματος.
Βιοχημική ομοιόσταση: η διατήρηση του επιπέδου των μεταβολικών διεργασιών, ιδίως του αναβολισμού και του καταβολισμού, η ισορροπία των διεργασιών σύνθεσης και αποσύνθεσης πραγματοποιείται αλλάζοντας τη δραστηριότητα των ενζύμων, τον ρυθμό των ενζυματικών αντιδράσεων, επάγοντας τη βιοσύνθεση πρωτεϊνών και ενζύμων και ρυθμίζοντας τον ρυθμό της αποσύνθεσης βιολογικά δραστικών ουσιών.
Ανοσολογική ομοιόσταση.
Το ανοσοποιητικό σύστημα προστατεύει τον οργανισμό από εξωγενείς ουσίες, μολυσματικούς παράγοντες που μεταφέρουν γενετικά ξένες πληροφορίες, καθώς και από παθολογικά αλλοιωμένα κύτταρα. Αναγνώριση – καταστροφή – εξάλειψη. Τα κεντρικά όργανα του ανοσοποιητικού συστήματος είναι ο μυελός των οστών και ο θύμος αδένας. Περιφερικά όργανα - σπλήνα και λεμφοειδής ιστός. Ο μυελός των οστών παράγει έναν διεγέρτη των παραγωγών αντισωμάτων, ο οποίος ενεργοποιεί το σύστημα των Β-λεμφοκυττάρων, που παρέχουν το χυμικό συστατικό της ανοσίας, και ο θύμος παράγει θυμοσίνη, η οποία ενεργοποιεί την παραγωγή Τ-λεμφοκυττάρων. Η διατήρηση της ανοσολογικής ομοιόστασης πρέπει να διασφαλίζεται με την απαιτούμενη συγκέντρωση των Τ και Β λεμφοκυττάρων.
Ενδοκρινική ομοιόσταση: σύνθεση και έκκριση ορμονών, μεταφορά ορμονών, ειδικός μεταβολισμός ορμονών στην περιφέρεια και απέκκρισή τους, αλληλεπίδραση ορμονών με κύτταρα στόχους, ρύθμιση και αυτορρύθμιση των λειτουργιών των ενδοκρινών αδένων.
Όλες οι ομοιοστάσεις στο σύνολό τους αποτελούν βιολογική ομοιόσταση , ένα ολοκληρωμένο σύστημα διαφόρων λειτουργιών και δεικτών που διασφαλίζουν τη διατήρηση και διατήρηση της φυσιολογικής λειτουργίας του σώματος σε μεταβαλλόμενες περιβαλλοντικές συνθήκες.
Ρύθμιση της βιολογικής ομοιόστασης:
Τοπικός: πραγματοποιείται μέσω θετικής και αρνητικής ανατροφοδότησης, όταν μια αλλαγή σε έναν δείκτη οδηγεί σε αλλαγή σε έναν άλλο, χαρακτηρίζεται από αυτονομία, αυτή η ιδιότητα είναι εγγενής σε οποιοδήποτε στοιχείο ενός ζωντανού συστήματος.
Ρύθμιση του χιούμορ , συνδέεται με την είσοδο στο εσωτερικό περιβάλλον του σώματος χυμικών παραγόντων - μεσολαβητών, ορμονών, βιολογικά δραστικών ουσιών κ.λπ. το χυμικό σύστημα αντιδρά στις εξωτερικές επιρροές αργά, γιατί δεν έχει καμία σχέση με το περιβάλλον, αλλά δίνει ένα πιο σταθερό και μακροχρόνιο αποτέλεσμα, που παρέχεται από τους ενδοκρινείς αδένες. Με βάση τη χυμική ρύθμιση, αναπτύσσονται προσαρμοστικές αντιδράσεις σε αλλαγές στο εσωτερικό περιβάλλον του σώματος.
Νευρική ρύθμιση: ο κύριος συντονιστής όλων των βιολογικών διεργασιών, που οφείλεται στα δομικά και λειτουργικά χαρακτηριστικά του νευρικού συστήματος: παρουσία σε όλα τα όργανα και ιστούς, άμεση επαφή με το εξωτερικό περιβάλλον μέσω υποδοχέων, υψηλή διεγερσιμότητα, αστάθεια και ακριβής κατεύθυνση των νευρικών ερεθισμάτων και υψηλή ταχύτητα μετάδοσης πληροφοριών. Η ρύθμιση των προσαρμοστικών αντιδράσεων βασίζεται σε αντανακλαστικές διεργασίες. Η νευρική ρύθμιση διασφαλίζει αλλαγές στη λειτουργική δραστηριότητα οργάνων ή λειτουργιών ως απόκριση σε εξωτερικές επιδράσεις και προσαρμογή του σώματος στο εξωτερικό περιβάλλον.
Επίπεδα νευροενδοκρινικής ρύθμισης:
1. Κυτταρική μεμβράνη
2. Ενδοκρινείς αδένες
3. Υπόφυση
4. Υποθάλαμος
Η συμπερίληψη διαφόρων επιπέδων νευροχυμικής ρύθμισης καθορίζεται από την ένταση της επίδρασης του παράγοντα, τον βαθμό απόκλισης των φυσιολογικών παραμέτρων και την αστάθεια των προσαρμοστικών συστημάτων.
Ερώτηση 54.
Ομοιόσταση, ομοιόσταση (ομοιόσταση, ομοιοστάσιο ελληνικό ομοίος, ίδια + κατάσταση στάσης, ακινησία), - η σχετική δυναμική σταθερότητα του εσωτερικού περιβάλλοντος (αίμα, λέμφος, υγρό ιστών) και η σταθερότητα βασικών φυσιολογικών λειτουργιών (κυκλοφορία, αναπνοή, θερμορύθμιση, μεταβολισμού κ.λπ.) του σώματος του ανθρώπου και των ζώων. Οι ρυθμιστικοί μηχανισμοί που διατηρούν τη φυσιολογική κατάσταση ή τις ιδιότητες των κυττάρων, των οργάνων και των συστημάτων ολόκληρου του οργανισμού σε βέλτιστο επίπεδο ονομάζονται ομοιοστατικοί.
Όπως είναι γνωστό, ένα ζωντανό κύτταρο είναι ένα κινητό, αυτορυθμιζόμενο σύστημα. Η εσωτερική του οργάνωση υποστηρίζεται από ενεργές διαδικασίες που στοχεύουν στον περιορισμό, την πρόληψη ή την εξάλειψη των αλλαγών που προκαλούνται από διάφορες επιρροές από το εξωτερικό και το εσωτερικό περιβάλλον. Η δυνατότητα επιστροφής στην αρχική κατάσταση μετά από απόκλιση από ένα ορισμένο μέσο επίπεδο που προκαλείται από έναν ή άλλο «ενοχλητικό» παράγοντα είναι η κύρια ιδιότητα του κυττάρου. Ένας πολυκύτταρος οργανισμός είναι ένας αναπόσπαστος οργανισμός, τα κυτταρικά στοιχεία του οποίου είναι εξειδικευμένα για να εκτελούν διάφορες λειτουργίες. Η αλληλεπίδραση μέσα στο σώμα πραγματοποιείται με πολύπλοκους ρυθμιστικούς, συντονιστικούς και συσχετιστικούς μηχανισμούς με
συμμετοχή νευρικών, χυμικών, μεταβολικών και άλλων παραγόντων. Πολλοί μεμονωμένοι μηχανισμοί που ρυθμίζουν τις ενδοκυτταρικές και μεσοκυτταρικές σχέσεις έχουν, σε ορισμένες περιπτώσεις, αμοιβαία αντίθετα (ανταγωνιστικά) αποτελέσματα που εξισορροπούν το ένα το άλλο. Αυτό οδηγεί στην εγκαθίδρυση ενός κινητού φυσιολογικού υποβάθρου (φυσιολογική ισορροπία) στο σώμα και επιτρέπει στο ζωντανό σύστημα να διατηρεί σχετική δυναμική σταθερότητα, παρά τις αλλαγές στο περιβάλλον και τις αλλαγές που προκύπτουν κατά τη διάρκεια της ζωής του οργανισμού.
Ο όρος «ομοιόσταση» προτάθηκε το 1929 από τον φυσιολόγο W. Cannon, ο οποίος πίστευε ότι οι φυσιολογικές διεργασίες που διατηρούν τη σταθερότητα στο σώμα είναι τόσο περίπλοκες και ποικίλες που είναι σκόπιμο να συνδυαστούν με τη γενική ονομασία ομοιόσταση. Ωστόσο, το 1878, ο C. Bernard έγραψε ότι όλες οι διαδικασίες της ζωής έχουν μόνο έναν στόχο - τη διατήρηση της σταθερότητας των συνθηκών ζωής στο εσωτερικό μας περιβάλλον. Παρόμοιες δηλώσεις υπάρχουν σε έργα πολλών ερευνητών του 19ου και του πρώτου μισού του 20ού αιώνα. (E. Pfluger, S. Richet, Frederic (L.A. Fredericq), I.M. Sechenov, I.P. Pavlov, K.M. Bykov και άλλοι). Οι εργασίες του Λ.Σ. είχαν μεγάλη σημασία για τη μελέτη του προβλήματος της ομοιόστασης. Stern (με συναδέλφους), αφιερωμένο στο ρόλο των λειτουργιών φραγμού που ρυθμίζουν τη σύνθεση και τις ιδιότητες του μικροπεριβάλλοντος των οργάνων και των ιστών.
Η ίδια η ιδέα της ομοιόστασης δεν αντιστοιχεί στην έννοια της σταθερής (μη κυμαινόμενης) ισορροπίας στο σώμα - η αρχή της ισορροπίας δεν ισχύει για
πολύπλοκα φυσιολογικά και βιοχημικά
διεργασίες που συμβαίνουν σε ζωντανά συστήματα. Επίσης, είναι λάθος να αντιπαραβάλλουμε την ομοιόσταση με τις ρυθμικές διακυμάνσεις στο εσωτερικό περιβάλλον. Η ομοιόσταση με ευρεία έννοια καλύπτει ζητήματα της κυκλικής και φάσης πορείας των αντιδράσεων, της αντιστάθμισης, της ρύθμισης και της αυτορρύθμισης των φυσιολογικών λειτουργιών, της δυναμικής της αλληλεξάρτησης των νευρικών, χυμικών και άλλων συστατικών της ρυθμιστικής διαδικασίας. Τα όρια της ομοιόστασης μπορεί να είναι άκαμπτα και ευέλικτα, αλλάζουν ανάλογα με την ατομική ηλικία, το φύλο, τις κοινωνικές, επαγγελματικές και άλλες συνθήκες.
Ιδιαίτερη σημασία για τη ζωή του σώματος έχει η σταθερότητα της σύστασης του αίματος - της ρευστής μήτρας του σώματος, όπως λέει ο W. Cannon. Η σταθερότητα της ενεργού αντίδρασης του (pH), η οσμωτική πίεση, η αναλογία ηλεκτρολυτών (νάτριο, ασβέστιο, χλώριο, μαγνήσιο, φώσφορος), η περιεκτικότητα σε γλυκόζη, ο αριθμός των σχηματιζόμενων στοιχείων κ.λπ. είναι πολύ γνωστή. Για παράδειγμα, το pH του αίματος, κατά κανόνα, δεν υπερβαίνει το 7,35-7,47. Ακόμη και σοβαρές διαταραχές του μεταβολισμού οξέος-βάσης με παθολογία της συσσώρευσης οξέος στο υγρό των ιστών, για παράδειγμα στη διαβητική οξέωση, έχουν πολύ μικρή επίδραση στην ενεργό αντίδραση του αίματος. Παρά το γεγονός ότι η οσμωτική πίεση του αίματος και του υγρού των ιστών υπόκειται σε συνεχείς διακυμάνσεις λόγω της συνεχούς παροχής οσμωτικά ενεργών προϊόντων του διάμεσου μεταβολισμού, παραμένει σε ένα ορισμένο επίπεδο και αλλάζει μόνο υπό ορισμένες σοβαρές παθολογικές καταστάσεις.
Παρά το γεγονός ότι το αίμα αντιπροσωπεύει το γενικό εσωτερικό περιβάλλον του σώματος, τα κύτταρα των οργάνων και των ιστών δεν έρχονται σε άμεση επαφή με αυτό.
Στους πολυκύτταρους οργανισμούς, κάθε όργανο έχει το δικό του εσωτερικό περιβάλλον (μικροπεριβάλλον), που αντιστοιχεί στα δομικά και λειτουργικά χαρακτηριστικά του και η κανονική κατάσταση των οργάνων εξαρτάται από τη χημική σύνθεση, τις φυσικοχημικές, βιολογικές και άλλες ιδιότητες αυτού του μικροπεριβάλλοντος. Η ομοιόστασή του καθορίζεται από τη λειτουργική κατάσταση των ιστοαιμικών φραγμών και τη διαπερατότητά τους στις κατευθύνσεις αίμα→ υγρό ιστού, υγρό ιστού→ αίμα.
Η σταθερότητα του εσωτερικού περιβάλλοντος για τη δραστηριότητα του κεντρικού νευρικού συστήματος είναι ιδιαίτερης σημασίας: ακόμη και μικρές χημικές και φυσικοχημικές αλλαγές που συμβαίνουν στο εγκεφαλονωτιαίο υγρό, τη γλοία και τους περικυτταρικούς χώρους μπορεί να προκαλέσουν απότομη διαταραχή στη ροή των ζωτικών διεργασιών στο μεμονωμένους νευρώνες ή στα σύνολά τους. Ένα πολύπλοκο ομοιοστατικό σύστημα, που περιλαμβάνει διάφορους νευροχυμικούς, βιοχημικούς, αιμοδυναμικούς και άλλους ρυθμιστικούς μηχανισμούς, είναι το σύστημα για την εξασφάλιση βέλτιστων επιπέδων αρτηριακής πίεσης. Σε αυτή την περίπτωση, το ανώτερο όριο του επιπέδου της αρτηριακής πίεσης καθορίζεται από τη λειτουργικότητα των βαροϋποδοχέων του αγγειακού συστήματος του σώματος και το κατώτερο όριο καθορίζεται από τις ανάγκες παροχής αίματος του σώματος.
Οι πιο προηγμένοι ομοιοστατικοί μηχανισμοί στο σώμα των ανώτερων ζώων και των ανθρώπων περιλαμβάνουν διαδικασίες θερμορύθμισης.
Η θετική ανατροφοδότηση προωθεί τη γέννηση ενός παιδιού. Στην αρχή του τοκετού, οι συσπάσεις της μήτρας είναι σχετικά αδύναμες και σπάνιες. Καθώς αυξάνεται η ένταση των διαφόρων διεργασιών κατά τον τοκετό, αυξάνεται σταδιακά η δύναμη και η συχνότητά τους. Ωστόσο, μετά τη γέννηση του μωρού, οι συσπάσεις σταματούν αμέσως.
Διάφορα είδη αλλαγών συμβαίνουν συνεχώς στη ζωή μας, συμπεριλαμβανομένων και βιολογικών. Τρισεκατομμύρια κύτταρα μας παρέχουν τις δικές τους ζωτικές λειτουργίες, διατηρώντας έτσι την κανονική λειτουργία ολόκληρου του σώματος. Για να γίνει αυτό, χρησιμοποιούν συνεχώς τα απαραίτητα θρεπτικά συστατικά και οξυγόνο και απαλλάσσονται από τα απόβλητα. Με άλλα λόγια, κάθε κύτταρο του σώματος είναι σαν ένα νησί, ο πληθυσμός του οποίου εξάγει ό,τι χρειάζεται από τα γύρω νερά και ρίχνει απόβλητα σε αυτό. Αυτά τα «νερά» - το εξωκυττάριο υγρό - αποτελούνται από ένα συστατικό του πλάσματος του αίματος και ένα λεπτό στρώμα υγρού που λούζει κάθε κύτταρο. Μαζί, αυτά τα συστατικά σχηματίζουν αυτό που οι φυσιολόγοι αποκαλούν εσωτερικό περιβάλλον του σώματος.
Επειδή τα κύτταρα απαλλάσσονται από ορισμένες ουσίες και παράγουν άλλες, η σύσταση του εξωκυττάριου υγρού δεν είναι σταθερή. Τέτοιες αδιάκοπες αλλαγές είναι δυνητικά επικίνδυνες: χωρίς μηχανισμούς που εμποδίζουν τις ξαφνικές μετατοπίσεις και ανισορροπίες, το κύτταρο θα πέθαινε από έλλειψη απαραίτητων ουσιών ή από υπερπλήρωση με απόβλητα.
Οι μηχανισμοί που αντισταθμίζουν τις αλλαγές στη θερμοκρασία και άλλους περιβαλλοντικούς παράγοντες είναι επίσης σημαντικοί για την επιβίωσή μας. Στην πραγματικότητα, τα συστήματα οργάνων μας προσαρμόζονται συνεχώς για να διατηρήσουν την απαραίτητη χημική ισορροπία στο εσωτερικό περιβάλλον του σώματος. Αυτή η δυναμική ισορροπία ονομάζεται ομοιόσταση. Μέσω μηχανισμών ανάδρασης που παρέχουν συνεχή ενημέρωση πληροφοριών στον εγκέφαλο και σε άλλα όργανα, το σώμα μας παρακολουθεί τις μεταβαλλόμενες συνθήκες και προσαρμόζεται σε αυτές για να συνεχίσει να ζει.
Ένας μηχανισμός αρνητικής ανάδρασης εμπλέκεται στη ρύθμιση της αρτηριακής πίεσης. Όταν αυξάνεται πάνω από τις φυσιολογικές τιμές, καταγράφεται από υποδοχείς που βρίσκονται σε ορισμένα αγγεία (βαροϋποδοχείς) και μεταδίδει πληροφορίες στο αγγειακό κέντρο του εγκεφάλου. Ως αποτέλεσμα, ο καρδιακός ρυθμός επιβραδύνεται και τα αρτηρίδια διαστέλλονται. Εάν οι υποδοχείς ανιχνεύσουν πτώση της πίεσης, αυτές οι παράμετροι αλλάζουν προς την αντίθετη κατεύθυνση.
ΜΗΧΑΝΙΣΜΟΣ ΑΝΑΔΡΟΜΗΣ
Ο μηχανισμός ανάδρασης εμπλέκεται ευρέως στον έλεγχο της ομοιόστασης. Με τη βοήθειά του, κέντρα ελέγχου όπως ο εγκέφαλος λαμβάνουν πληροφορίες για διάφορες αλλαγές και διασφαλίζουν ότι το σώμα προσαρμόζεται σε αυτές.
Η ρύθμιση των επιπέδων σακχάρου στο αίμα, του καρδιακού ρυθμού και πολλών άλλων λειτουργιών του σώματος γίνεται μέσω ενός μηχανισμού αρνητικής ανάδρασης. Σε αυτή την περίπτωση, μια αλλαγή σε οποιονδήποτε δείκτη, για παράδειγμα την αρτηριακή πίεση, οδηγεί στο γεγονός ότι η δραστηριότητα ολόκληρου του οργανισμού στοχεύει στην επαναφορά του στο φυσιολογικό. Ο μηχανισμός ανάδρασης συχνά συγκρίνεται με έναν οικιακό θερμοστάτη. Ο αισθητήρας ανιχνεύει πτώση της θερμοκρασίας κάτω από ένα προκαθορισμένο επίπεδο και μεταδίδει αυτές τις πληροφορίες στη συσκευή ελέγχου, η οποία ενεργοποιεί το σύστημα θέρμανσης για να επιτύχει το επιθυμητό επίπεδο θερμοκρασίας.
Ορισμένες λειτουργίες ρυθμίζονται από έναν μηχανισμό θετικής ανάδρασης. Ταυτόχρονα, οι συνεχιζόμενες διεργασίες φαίνεται να ωθούνται μέχρι κάποιο άλλο γεγονός να οδηγήσει στην παύση τους. Ένα παράδειγμα θετικής ανατροφοδότησης είναι η διαδικασία του τοκετού, η οποία καταλήγει στη γέννηση ενός παιδιού.
| Η ζωή απαιτεί διατήρηση της ισορροπίας. Μια ποικιλία λειτουργιών του σώματος, όπως η κατάποση και η πέψη της τροφής, η αναπνοή, ο σχηματισμός και η απέκκριση ούρων και άλλων άχρηστων προϊόντων, καθώς και η προσαρμογή στις μεταβαλλόμενες θερμοκρασίες, συμβάλλουν στη διασφάλιση μιας σταθερής σύνθεσης εξωκυττάριου υγρού. | |
|
|
Η εγκεφαλική νόσος μπορεί να διαταράξει την ομοιόσταση. Η τομογραφική εικόνα δείχνει έναν μεγάλο κακοήθη όγκο στον εγκέφαλο (ροζ). Επειδή ο εγκέφαλος είναι υπεύθυνος για πολλές διαδικασίες που ρυθμίζονται από την ανάδραση, τέτοιες ασθένειες μπορεί να οδηγήσουν σε προοδευτικό περιορισμό της ικανότητας του εγκεφάλου να ελέγχει τις λειτουργίες οργάνων και συστημάτων. |
Ωστόσο, η φύση έχει ορίσει έναν μηχανισμό για τη διατήρηση της φυσικής και φυσιολογικής ισορροπίας. Αυτός ο μηχανισμός είναι αρκετά περίπλοκος. Η επιθυμητή ιδανική κατάσταση ονομάζεται συνήθως ομοιόσταση (από τα αρχαία ελληνικά "homeo" και "stasis" - "ίσα" και "σταθερά"). Οι μηχανισμοί που εμπλέκονται στη διατήρηση αυτής της σταθερής κατάστασης, της ομοιόστασης, ονομάζονται ομοιοστατικοί. Η διατήρηση της ομοιόστασης μπορεί να είναι:
Μηχανικός,
Φυσιολογικός,
Συνειδητός.
Ένα παράδειγμα ομοιοστατικών μηχανισμών είναι η εφίδρωση ή το τρέμουλο. Στην πρώτη περίπτωση, το σώμα ψύχεται διαβρέχοντας το δέρμα και δέχεται ψύξη λόγω του εξατμισμένου νερού. Στη δεύτερη περίπτωση, παράγεται επιπλέον μηχανική ενέργεια, η οποία μετατρέπεται σύμφωνα με τους φυσικούς νόμους σε θερμική ενέργεια, η οποία οδηγεί σε αύξηση της θερμοκρασίας του σώματος (θέρμανση).
Η ενεργοποίηση του μηχανισμού εφίδρωσης ή, αντίθετα, του μηχανισμού τρόμου ξεκινά με σήματα που παράγονται από εξειδικευμένους νευρώνες που βρίσκονται στην προοπτική (πρόσθια) περιοχή του υποθαλάμου στη βάση του εγκεφάλου. Αυτοί οι νευρώνες είναι ουσιαστικά βιολογικοί αισθητήρες. Όταν η δική τους θερμοκρασία αλλάζει, αρχίζουν να λειτουργούν διαφορετικά, η φύση της δραστηριότητάς τους αλλάζει, στέλνοντας έτσι σήματα κατά μήκος της αλυσίδας σε άλλους νευρώνες. Ένα αποτέλεσμα αυτού είναι η εφίδρωση ή το τρέμουλο. Ένα άλλο αποτέλεσμα θα είναι μια συνειδητή αίσθηση κρύου ή ζέστης, που μπορεί να σας παρακινήσει να μπείτε σε ένα ζεστό μπάνιο ή τελικά να βγάλετε το γούνινο παλτό σας.
Καθώς οι παράμετροι επανέρχονται στην ιδανική κατάσταση, η ένταση των αισθήσεων μειώνεται, μέχρι να σταματήσουν εντελώς. Είναι ενδιαφέρον να σημειωθεί ότι σε κατάσταση ομοιόστασης, οι αισθήσεις εξαφανίζονται. Η πληροφορία ότι όλα είναι φυσιολογικά προέρχονται ακριβώς από την απουσία δυσάρεστων αισθήσεων. Υπάρχει μια ειδική αίσθηση για «ζεστό» ή «κρύο», αλλά δεν υπάρχει ειδική αίσθηση για κανονική θερμοκρασία.
Είναι επίσης ενδιαφέρον ότι η μακροχρόνια απουσία οποιωνδήποτε δυσάρεστων αισθήσεων (κατάσταση ομοιόστασης) από μόνη της μπορεί να εκληφθεί ως άβολα ένα άτομο αρχίζει να αισθάνεται την ανάγκη για μια ανακίνηση (τουλάχιστον ελαφρά): μπορεί να φορέσει sneakers και πηγαίνετε για τρέξιμο, πηγαίνετε σε μια γεμάτη δράση ταινία, κάντε μια επικίνδυνη εκδήλωση, πηγαίνετε σε ένα νυχτερινό κέντρο διασκέδασης.
Πειράματα έχουν δείξει ότι ο εγκέφαλος μπορεί να εξαπατηθεί ώστε να αισθάνεται ζεστό ή κρύο απλώς αλλάζοντας τη θερμοκρασία ορισμένων νευρώνων στον υποθάλαμο. Η θέρμανση ή η ψύξη αυτών των νευρώνων αναγκάζει ολόκληρο το σώμα να ιδρώσει ή να τρέμει.
Η θερμοκρασία του σώματος είναι μόνο ένα παράδειγμα ομοιοστατικών μηχανισμών που λειτουργούν. Για άλλες φυσικές και φυσιολογικές παραμέτρους, υπάρχει παρόμοια αυτορρύθμιση. Αν όμως στην περίπτωση της θερμοκρασίας το σώμα έχει τα δικά του μέσα για να διατηρήσει την ομοιόσταση (ιδρώτας, τρέμουλο), τότε σε κάποιες άλλες περιπτώσεις απαιτείται η κύρωση της συνείδησης για ορισμένες απαραίτητες ενέργειες.
Το νερό σταδιακά φεύγει από το σώμα: αποβάλλεται με την ούρηση, το δέρμα και την αναπνοή. Υπάρχει πολύ νερό στο σώμα. Αυτό είναι το νερό που περιέχεται στα κύτταρα του σώματος και το νερό που βρίσκεται έξω από τα κύτταρα (αίμα, άλλα υγρά μέσα). Αλλά ακόμα και με μια μικρή απώλεια νερού, εμφανίζεται ήδη ένα αίσθημα δίψας. Υπάρχουν αισθητήρες υποδοχέων στο σώμα που παρακολουθούν στενά την αρτηριακή πίεση και το ποσοστό των αλάτων στο αίμα. Όταν οι υποδοχείς ανιχνεύουν μείωση της αρτηριακής πίεσης, σε συνδυασμό με αύξηση της αναλογίας των αλάτων στο αίμα, ένας αριθμός σημάτων αρχίζει επίσης να εξαπλώνεται κατά μήκος της αλυσίδας: υποδοχείς - υποθάλαμος - υπόφυση. Η υπόφυση απελευθερώνει την αντιδιουρητική ορμόνη (ADH) στην κυκλοφορία του αίματος. Αυτή η ορμόνη αναγκάζει τα νεφρά να συγκρατούν νερό στο αίμα καθώς το φιλτράρει. Ο εγκέφαλος στέλνει επίσης απευθείας ένα νευρικό σήμα στα νεφρά για να απελευθερώσει τη δική του ορμόνη, τη ρενίνη, η οποία αντιδρά χημικά με μια ουσία στο αίμα για να παράγει μια άλλη ορμόνη, την αγγειοτενσίνη. Η αγγειοτενσίνη ταξιδεύει μέσω της κυκλοφορίας του αίματος στους νευρώνες που βρίσκονται βαθιά στον εγκέφαλο, οι οποίοι ήδη προκαλούν μια συνειδητή επιθυμία για κατανάλωση αλκοόλ.
Η κατανομή της ADH είναι μόνο ένα μέτρο εξοικονόμησης νερού και δεν μπορεί να επιστρέψει ιδανικές παραμέτρους. Γιατί για αυτό χρειάζεται να πίνετε νερό. Και για να πιείτε, είναι απαραίτητο το έργο της συνείδησης για να σχεδιάσετε και να εφαρμόσετε αυτήν την πράξη (σηκωθείτε από την καρέκλα - πηγαίνετε στην κουζίνα για να βάλετε τον βραστήρα - περιμένετε λίγο - ετοιμάστε τσάι - περιμένετε λίγο - πετάξτε τη σακούλα - προσθέστε ζάχαρη - ποτό). Αν το σώμα είχε το δικαίωμα να πίνει νερό χωρίς την επέμβαση της συνείδησης, τότε θα έβλεπε κανείς δυσάρεστες σκηνές στο δρόμο, καθώς οι άνθρωποι χωρίς προφανή λόγο πηδάνε σε λακκούβες και πίνουν νερό από αυτές σαν αδέσποτα σκυλιά. Ωστόσο, αξίζει να σημειωθεί ότι σε μια κατάσταση σοβαρής απογοήτευσης σε κάποια παράμετρο (συμπεριλαμβανομένου του νερού), ένα άτομο είναι πραγματικά ικανό για ασυνείδητες (ή κακώς πραγματοποιημένες) ενέργειες που δεν είναι σε θέση να κάνει σε μια κανονική κατάσταση. Έτσι, βλέπουμε ότι η ανθρώπινη συνείδηση συμμετέχει επίσης ενεργά στη διατήρηση της ομοιόστασης.
Βιβλιογραφία
Atkinson R. L., Atkinson R. S., Smith E. E. et al. από τα Αγγλικά κάτω από. εκδ. V. P. Zinchenko. - Μ.: Τρίβολα, 1999.Ανατροφοδότηση.
Όταν συμβαίνει μια αλλαγή στις μεταβλητές, υπάρχουν δύο κύριοι τύποι ανατροφοδότησης στους οποίους ανταποκρίνεται το σύστημα:
Αρνητικά σχόλια, που εκφράζεται ως αντίδραση στην οποία το σύστημα ανταποκρίνεται με τέτοιο τρόπο ώστε να αντιστρέφει την κατεύθυνση της αλλαγής. Δεδομένου ότι η ανάδραση χρησιμεύει για τη διατήρηση της σταθερότητας του συστήματος, επιτρέπει τη διατήρηση της ομοιόστασης.
Για παράδειγμα, όταν η συγκέντρωση διοξείδιο του άνθρακααυξάνει στο ανθρώπινο σώμα, έρχεται ένα σήμα στους πνεύμονες να αυξήσουν τη δραστηριότητά τους και να εκπνεύσουν περισσότερο διοξείδιο του άνθρακα.
Θερμορύθμιση -- άλλο ένα παράδειγμα αρνητικής ανατροφοδότησης. Όταν η θερμοκρασία του σώματος αυξάνεται (ή πέφτει) θερμοϋποδοχείς V δέρμαΚαι υποθάλαμοςκαταγράψτε την αλλαγή πυροδοτώντας ένα σήμα από τον εγκέφαλο. Αυτό το σήμα, με τη σειρά του, προκαλεί μια απόκριση - μείωση της θερμοκρασίας (ή αύξηση).
Θετική ανταπόκριση , η οποία εκφράζεται σε αύξηση της μεταβολής της μεταβλητής. Έχει αποσταθεροποιητική δράση και επομένως δεν οδηγεί σε ομοιόσταση. Η θετική ανάδραση είναι λιγότερο συχνή στα φυσικά συστήματα, αλλά έχει και τις χρήσεις της.
Για παράδειγμα, στα νεύρα ηλεκτρικό δυναμικό κατωφλίουπροκαλεί τη γενιά πολλών περισσότερων δυνατότητες δράσης. Θρόμβωση αίμακαι γεγονότα κατά τη διάρκεια γέννησημπορούν να αναφερθούν ως άλλα παραδείγματα θετικής ανατροφοδότησης.
Τα ισχυρά συστήματα απαιτούν συνδυασμούς και των δύο τύπων ανάδρασης. Ενώ η αρνητική ανάδραση επιτρέπει την επιστροφή σε μια ομοιοστατική κατάσταση, η θετική ανάδραση χρησιμοποιείται για τη μετάβαση σε μια εντελώς νέα (και ίσως λιγότερο επιθυμητή) κατάσταση ομοιόστασης - μια κατάσταση που ονομάζεται «μετασταθερότητα». Τέτοιες καταστροφικές αλλαγές μπορούν να συμβούν, για παράδειγμα, με αύξηση ΘΡΕΠΤΙΚΕΣ ουσιεςσε ποτάμια με καθαρά νερά, που οδηγεί σε ομοιοστατική κατάσταση υψηλής ευτροφισμός(υπερανάπτυξη κλίνης φύκια) και θολότητα.
Βιοφυσικοί μηχανισμοί ομοιόστασης.
Από τη σκοπιά της χημικής βιοφυσικής, η ομοιόσταση είναι μια κατάσταση στην οποία όλες οι διεργασίες που είναι υπεύθυνες για τους μετασχηματισμούς ενέργειας στο σώμα βρίσκονται σε δυναμική ισορροπία. Αυτή η κατάσταση είναι η πιο σταθερή και αντιστοιχεί στο φυσιολογικό βέλτιστο. Σύμφωνα με τις έννοιες της θερμοδυναμικής, ένας οργανισμός και ένα κύτταρο μπορούν να υπάρχουν και να προσαρμοστούν στις περιβαλλοντικές συνθήκες κάτω από τις οποίες μπορεί να δημιουργηθεί μια σταθερή πορεία φυσικών και χημικών διεργασιών σε ένα βιολογικό σύστημα, δηλ. ομοιοσταση. Ο κύριος ρόλος στην καθιέρωση της ομοιόστασης ανήκει στα συστήματα κυτταρικής μεμβράνης, τα οποία είναι υπεύθυνα για τις βιοενεργειακές διεργασίες και ρυθμίζουν τον ρυθμό εισόδου και απελευθέρωσης ουσιών από τα κύτταρα.
Από αυτή την άποψη, οι κύριες αιτίες της διαταραχής είναι οι μη ενζυματικές αντιδράσεις που εμφανίζονται σε μεμβράνες που είναι ασυνήθιστες για την κανονική ζωή. Στις περισσότερες περιπτώσεις, αυτές είναι αλυσιδωτές αντιδράσεις οξείδωσης που περιλαμβάνουν ελεύθερες ρίζες που εμφανίζονται στα φωσφολιπίδια των κυττάρων. Αυτές οι αντιδράσεις οδηγούν σε βλάβη στα δομικά στοιχεία των κυττάρων και διαταραχή της ρυθμιστικής λειτουργίας. Οι παράγοντες που προκαλούν διαταραχή της ομοιόστασης περιλαμβάνουν επίσης παράγοντες που προκαλούν σχηματισμό ριζών (ιονίζουσα ακτινοβολία, μολυσματικές τοξίνες, ορισμένα τρόφιμα, νικοτίνη, καθώς και έλλειψη βιταμινών κ.λπ.).
Οι παράγοντες που σταθεροποιούν την ομοιοστατική κατάσταση και τις λειτουργίες των μεμβρανών περιλαμβάνουν βιοαντιοξειδωτικά, τα οποία αναστέλλουν την ανάπτυξη οξειδωτικών ριζικών αντιδράσεων.
Οικολογική ομοιόσταση.
Η οικολογική ομοιόσταση παρατηρείται σε κοινότητες κορύφωσης με την υψηλότερη δυνατή βιοποικιλότητα υπό ευνοϊκές περιβαλλοντικές συνθήκες.
Σε διαταραγμένα οικοσυστήματα ή υποκορύφωμα βιολογικές κοινότητες - όπως το νησί Κρακατόα, μετά από μια τεράστια ηφαιστειακή έκρηξη το 1883 - η κατάσταση της ομοιόστασης του προηγούμενου οικοσυστήματος κορύφωσης των δασών καταστράφηκε, όπως και όλη η ζωή σε αυτό το νησί.
Το Κρακατόα, στα χρόνια που ακολούθησαν την έκρηξη, πέρασε από μια αλυσίδα οικολογικών αλλαγών στις οποίες νέα είδη φυτών και ζώων διαδέχονταν το ένα το άλλο, οδηγώντας στη βιοποικιλότητα και στην κοινότητα κορύφωσης που προέκυψε. Η οικολογική διαδοχή στο Κρακατόα πραγματοποιήθηκε σε διάφορα στάδια. Η πλήρης αλυσίδα διαδοχών που οδηγεί στην κορύφωση ονομάζεται πρεσέρια. Στο παράδειγμα της Κρακατόα, το νησί ανέπτυξε μια κοινότητα κορύφωσης με οκτώ χιλιάδες διαφορετικά είδη που καταγράφηκαν το 1983, εκατό χρόνια αφότου η έκρηξη εξαφάνισε τη ζωή σε αυτό. Τα δεδομένα επιβεβαιώνουν ότι η κατάσταση παραμένει σε ομοιόσταση για αρκετό καιρό, με την εμφάνιση νέων ειδών πολύ γρήγορα να οδηγεί στην ταχεία εξαφάνιση των παλαιών.
Η περίπτωση του Κρακατόα και άλλων διαταραγμένων ή ανέπαφων οικοσυστημάτων δείχνει ότι ο αρχικός αποικισμός από πρωτοπόρα είδη λαμβάνει χώρα μέσω αναπαραγωγικών στρατηγικών θετικής ανατροφοδότησης στις οποίες τα είδη διασκορπίζονται, παράγοντας όσο το δυνατόν περισσότερους απογόνους, αλλά με μικρή επένδυση στην επιτυχία του κάθε ατόμου. Σε τέτοια είδη υπάρχει ταχεία ανάπτυξη και εξίσου γρήγορη κατάρρευση (για παράδειγμα, μέσω μιας επιδημίας). Καθώς ένα οικοσύστημα πλησιάζει στην κορύφωση, τέτοια είδη αντικαθίστανται από πιο σύνθετα είδη κορύφωσης που, μέσω αρνητικής ανατροφοδότησης, προσαρμόζονται στις συγκεκριμένες συνθήκες του περιβάλλοντός τους. Αυτά τα είδη ελέγχονται προσεκτικά από τη δυνητική φέρουσα ικανότητα του οικοσυστήματος και ακολουθούν διαφορετική στρατηγική - παράγοντας λιγότερους απογόνους, η αναπαραγωγική επιτυχία των οποίων επενδύει περισσότερη ενέργεια στο μικροπεριβάλλον της συγκεκριμένης οικολογικής θέσης του.
Η ανάπτυξη ξεκινά με την κοινότητα των πρωτοπόρων και τελειώνει με την κοινότητα της κορύφωσης. Αυτή η κοινότητα κορύφωσης σχηματίζεται όταν η χλωρίδα και η πανίδα έρχονται σε ισορροπία με το τοπικό περιβάλλον.
Τέτοια οικοσυστήματα σχηματίζουν ετεραρχίες στις οποίες η ομοιόσταση σε ένα επίπεδο συμβάλλει σε ομοιοστατικές διεργασίες σε ένα άλλο πολύπλοκο επίπεδο.
Για παράδειγμα, η απώλεια φύλλων από ένα ώριμο τροπικό δέντρο παρέχει χώρο για νέα ανάπτυξη και εμπλουτίζει το έδαφος. Ομοίως, το τροπικό δέντρο μειώνει την πρόσβαση στο φως σε χαμηλότερα επίπεδα και βοηθά στην πρόληψη της εισβολής από άλλα είδη. Αλλά και τα δέντρα πέφτουν στο έδαφος και η ανάπτυξη του δάσους εξαρτάται από τη συνεχή αλλαγή των δέντρων και τον κύκλο των θρεπτικών ουσιών που πραγματοποιείται από βακτήρια, έντομα και μύκητες.
Ομοίως, τέτοια δάση συμβάλλουν σε οικολογικές διεργασίες, όπως η ρύθμιση των μικροκλίματος ή των υδρολογικών κύκλων του οικοσυστήματος, και πολλά διαφορετικά οικοσυστήματα μπορεί να αλληλεπιδρούν για να διατηρήσουν την ομοιόσταση της αποστράγγισης ποταμών σε μια βιολογική περιοχή. Η βιοπεριφερειακή μεταβλητότητα παίζει επίσης ρόλο στην ομοιοστατική σταθερότητα μιας βιολογικής περιοχής ή βιομάζας.
Βιολογική ομοιόσταση.
Η ομοιόσταση δρα ως θεμελιώδες χαρακτηριστικό των ζωντανών οργανισμών και νοείται ως διατήρηση του εσωτερικού περιβάλλοντος εντός αποδεκτών ορίων.
Το εσωτερικό περιβάλλον του σώματος περιλαμβάνει σωματικά υγρά - πλάσμα αίματος, λέμφο, μεσοκυττάρια ουσία και εγκεφαλονωτιαίο υγρό. Η διατήρηση της σταθερότητας αυτών των υγρών είναι ζωτικής σημασίας για τους οργανισμούς, ενώ η απουσία τους οδηγεί σε βλάβη στο γενετικό υλικό.
Σε σχέση με οποιαδήποτε παράμετρο, οι οργανισμοί χωρίζονται σε διαμορφωτικούς και ρυθμιστικούς. Οι ρυθμιστικοί οργανισμοί διατηρούν την παράμετρο σε σταθερό επίπεδο, ανεξάρτητα από το τι συμβαίνει στο περιβάλλον. Οι διαμορφωτικοί οργανισμοί επιτρέπουν στο περιβάλλον να καθορίσει την παράμετρο. Για παράδειγμα, τα θερμόαιμα ζώα διατηρούν σταθερή θερμοκρασία σώματος, ενώ τα ψυχρόαιμα ζώα παρουσιάζουν μεγάλο εύρος θερμοκρασιών.
Αυτό δεν σημαίνει ότι οι διαμορφωτικοί οργανισμοί δεν έχουν προσαρμογές συμπεριφοράς που τους επιτρέπουν να ρυθμίζουν μια δεδομένη παράμετρο σε κάποιο βαθμό. Τα ερπετά, για παράδειγμα, συχνά κάθονται σε θερμαινόμενους βράχους το πρωί για να αυξήσουν τη θερμοκρασία του σώματός τους.
Το πλεονέκτημα της ομοιοστατικής ρύθμισης είναι ότι επιτρέπει στο σώμα να λειτουργεί πιο αποτελεσματικά. Για παράδειγμα, τα ψυχρόαιμα ζώα τείνουν να γίνονται ληθαργικά σε χαμηλές θερμοκρασίες, ενώ τα θερμόαιμα ζώα είναι σχεδόν τόσο δραστήρια όσο ποτέ. Από την άλλη πλευρά, η ρύθμιση απαιτεί ενέργεια. Ο λόγος για τον οποίο ορισμένα φίδια μπορούν να τρώνε μόνο μία φορά την εβδομάδα είναι ότι ξοδεύουν πολύ λιγότερη ενέργεια για τη διατήρηση της ομοιόστασης από τα θηλαστικά.
Κυτταρική ομοιόσταση.
Η ρύθμιση της χημικής δραστηριότητας του κυττάρου επιτυγχάνεται μέσω μιας σειράς διεργασιών, μεταξύ των οποίων οι αλλαγές στη δομή του ίδιου του κυτταροπλάσματος, καθώς και στη δομή και τη δραστηριότητα των ενζύμων, έχουν ιδιαίτερη σημασία. Η αυτορρύθμιση εξαρτάται από τη θερμοκρασία, τον βαθμό οξύτητας, τη συγκέντρωση του υποστρώματος και την παρουσία ορισμένων μακρο- και μικροστοιχείων.
Ομοιόσταση στο ανθρώπινο σώμα.
Διάφοροι παράγοντες επηρεάζουν την ικανότητα των σωματικών υγρών να υποστηρίζουν τη ζωή. Αυτές περιλαμβάνουν παραμέτρους όπως η θερμοκρασία, η αλατότητα, η οξύτητα και η συγκέντρωση των θρεπτικών συστατικών - γλυκόζη, διάφορα ιόντα, οξυγόνο και απόβλητα - διοξείδιο του άνθρακα και ούρα. Δεδομένου ότι αυτές οι παράμετροι επηρεάζουν τις χημικές αντιδράσεις που κρατούν το σώμα ζωντανό, υπάρχουν ενσωματωμένοι φυσιολογικοί μηχανισμοί για τη διατήρησή τους στο απαιτούμενο επίπεδο.
Η ομοιόσταση δεν μπορεί να θεωρηθεί η αιτία αυτών των ασυνείδητων διαδικασιών προσαρμογής. Θα πρέπει να εκληφθεί ως γενικό χαρακτηριστικό πολλών φυσιολογικών διεργασιών που δρουν μαζί, και όχι ως βασική αιτία τους. Επιπλέον, υπάρχουν πολλά βιολογικά φαινόμενα που δεν ταιριάζουν σε αυτό το μοντέλο—ο αναβολισμός, για παράδειγμα.
- Σε επαφή με 0
- Google+ 0
- Εντάξει 0
- Facebook 0
