A homeosztázis fogalma. A homeosztázis megnyilvánulása a biológiai rendszerek szerveződésének különböző szintjein

Homeosztázis(görögből homoios- hasonló, azonos és állapot- mozdulatlanság) az élő rendszerek azon képessége, hogy ellenálljanak a változásoknak, és fenntartsák a biológiai rendszerek összetételének és tulajdonságainak állandóságát.

A „homeosztázis” kifejezést W. Cannon javasolta 1929-ben a test stabilitását biztosító állapotok és folyamatok jellemzésére. Az állandó belső környezet fenntartását célzó fizikai mechanizmusok létezésének gondolatát a 19. század második felében fogalmazta meg C. Bernard, aki a belső környezet fizikai és kémiai feltételeinek stabilitását tekintette a belső környezet alapjául. az élő szervezetek szabadsága és függetlensége a folyamatosan változó külső környezetben. A homeosztázis jelensége a biológiai rendszerek szerveződésének különböző szintjein figyelhető meg.

A homeosztázis megnyilvánulása a biológiai rendszerek szerveződésének különböző szintjein.

A helyreállító folyamatokat folyamatosan és az egyén szervezetének különböző strukturális és funkcionális szintjein hajtják végre - molekuláris genetikai, szubcelluláris, sejtes, szöveti, szervi, szervezeti.

A molekuláris genetikáról szintű DNS-replikáció történik (molekuláris javítása, más (nem katalitikus) funkciókat ellátó enzimek és fehérjék szintézise a sejtben, ATP-molekulák, például a mitokondriumokban stb. Ezen folyamatok közül sok benne van a koncepcióban anyagcsere sejteket.

Szubcelluláris szinten különböző intracelluláris struktúrák helyreállítása történik (főleg citoplazmatikus organellákról beszélünk) daganatok (membránok, plazmalemma), alegységek (mikrotubulusok), osztódás (mitokondriumok) révén.

A sejtszintű regeneráció magában foglalja a sejt szerkezetének és bizonyos esetekben funkcióinak helyreállítását. A sejtszintű regeneráció példái közé tartozik az idegsejt-folyamat helyreállítása sérülés után. Emlősökben ez a folyamat napi 1 mm sebességgel megy végbe. Egy bizonyos típusú sejt funkcióinak helyreállítása a sejthipertrófia folyamatán keresztül történhet, vagyis a citoplazma térfogatának és ennek következtében az organellumok számának növekedésével (modern szerzők intracelluláris regenerációja vagy regeneratív sejt) klasszikus szövettan hipertrófiája).

A következő szinten - szövet vagy sejtpopuláció (sejtes szövetrendszerek szintje – lásd 3.2) egy bizonyos differenciálódási irányú elveszett sejtek pótlása következik be. Az ilyen utánpótlást a sejtpopulációkon (sejtszövetrendszereken) belüli sejtanyag-változások okozzák, amelyek a szövetek és szervek funkcióinak helyreállítását eredményezik. Így emberben a bélhámsejtek élettartama 4-5 nap, a vérlemezkéké - 5-7 nap, az eritrocitáké - 120-125 nap. Az emberi szervezetben a vörösvértestek jelzett halálozási aránya mellett például másodpercenként körülbelül 1 millió vörösvérsejt pusztul el, de ugyanennyi ismét képződik a vörös csontvelőben. Az élet során elhasználódott vagy sérülés, mérgezés vagy kóros folyamat következtében elveszett sejtek helyreállításának lehetőségét az biztosítja, hogy még egy érett szervezet szöveteiben is megmaradnak a kambális sejtek, amelyek képesek mitotikus osztódásra, majd ezt követő citodifferenciálódásra. Ezeket a sejteket ma regionális vagy rezidens őssejteknek nevezik (lásd 3.1.2 és 3.2). Mivel elkötelezettek, képesek egy vagy több specifikus sejttípust létrehozni. Sőt, egy adott sejttípusba való differenciálódásukat a kívülről érkező jelek határozzák meg: lokális, közvetlen környezetből (az intercelluláris interakciók jellege) és távoli (hormonok) érkező jelek, amelyek specifikus gének szelektív expresszióját okozzák. Így a vékonybél epitéliumában a kambiális sejtek a kripták alsó zónáiban helyezkednek el. Bizonyos hatások hatására képesek a „marginális” abszorpciós hám sejtjeit és a szerv egyes egysejtű mirigyeit létrehozni.

Regeneráció bekapcsolva szervi szinten fő feladata egy szerv működésének helyreállítása tipikus szerkezetének (makroszkópos, mikroszkopikus) reprodukálásával vagy anélkül. A regeneráció folyamatában ezen a szinten nem csak a sejtpopulációkban (sejtszövetrendszerekben) történnek átalakulások, hanem morfogenetikai folyamatok is. Ebben az esetben ugyanazok a mechanizmusok aktiválódnak, mint az embriogenezisben (a definitív fenotípus kialakulásának időszakában) lévő szervek kialakulása során. Az elmondottak joggal teszik lehetővé, hogy a regenerációt a fejlesztési folyamat sajátos változatának tekintsük.

A szerkezeti homeosztázis, fenntartásának mechanizmusai.

A homeosztázis típusai:

 Genetikai homeosztázis . A zigóta genotípusa, amikor kölcsönhatásba lép a környezeti tényezőkkel, meghatározza a szervezet variabilitásának teljes komplexét, adaptációs képességét, vagyis a homeosztázist. A szervezet sajátosan reagál a környezeti feltételek változásaira, egy örökletes reakciónorma határain belül. A genetikai homeosztázis állandóságát mátrixszintézisek alapján tartják fenn, a genetikai anyag stabilitását pedig számos mechanizmus biztosítja (lásd mutagenezis).

 Strukturális homeosztázis. A sejtek és szövetek összetételének és morfológiai szerveződésének integritásának megőrzése. A cellák multifunkcionalitása növeli a teljes rendszer tömörségét és megbízhatóságát, növelve potenciális képességeit. A sejtfunkciók kialakulása regeneráción keresztül történik.

Regeneráció:

1. Sejtes (közvetlen és közvetett osztódás)

2. Intracelluláris (molekuláris, intraorganoid, organoid)

A biológiában ez a test belső környezetének állandóságának fenntartása.
A homeosztázis azon alapul, hogy a szervezet mennyire érzékeny bizonyos paraméterek (homeosztatikus állandók) adott értéktől való eltérésére. A homeosztatikus paraméter megengedett ingadozásának határértékei ( homeosztatikus állandó) lehet széles vagy keskeny. Szűk határok vannak: testhőmérséklet, vér pH, vércukorszint. Széles határok vannak: vérnyomás, testtömeg, aminosavak koncentrációja a vérben.
Speciális szervezeten belüli receptorok ( interoreceptorok) reagálnak a homeosztatikus paraméterek meghatározott határértékektől való eltérésére. Az ilyen interoreceptorok a talamuszban, a hipotalamuszban, az erekben és a szervekben találhatók. A paramétereltérésekre reagálva helyreállító homeosztatikus reakciókat váltanak ki.

A neuroendokrin homeosztatikus reakciók általános mechanizmusa a homeosztázis belső szabályozására

A homeosztatikus állandó paraméterei eltérnek, az interoceptorok gerjesztődnek, majd a hypothalamus megfelelő központjai gerjesztődnek, serkentik a megfelelő liberinek felszabadulását a hypothalamus által. A liberinek hatására az agyalapi mirigyben hormonok szabadulnak fel, majd ezek hatására más endokrin mirigyek hormonjai szabadulnak fel. Az endokrin mirigyekből a vérbe felszabaduló hormonok megváltoztatják a szervek és szövetek anyagcseréjét és működését. Ennek eredményeként a kialakult új szervek és szövetek működési módja a megváltozott paramétereket a korábbi beállított érték felé tolja el és visszaállítja a homeosztatikus állandó értékét. Ez a homeosztatikus állandók visszaállításának általános elve, ha eltérnek.

2. Ezekben a funkcionális idegközpontokban meghatározzák ezen állandók normától való eltérését. Az állandók adott határokon belüli eltérése a funkcionális központok szabályozási képességei miatt kiküszöbölhető.

3. Ha azonban bármely homeosztatikus állandó eltér az elfogadható határértékek fölé vagy alá, a funkcionális központok magasabbra továbbítják a gerjesztést: "központokra van szükség" hipotalamusz. Erre azért van szükség, hogy a homeosztázis belső neurohumorális szabályozásáról a külső - viselkedési szabályozásra váltsunk.

4. A hipotalamusz egyik vagy másik szükségleti központjának gerjesztése megfelelő funkcionális állapotot hoz létre, amelyet szubjektíven úgy élünk meg, mint valami iránti igényt: étel, víz, meleg, hideg vagy szex. Az elégedetlenség pszicho-érzelmi állapota lép fel, amely aktiválja és cselekvésre ösztönöz.

5. A céltudatos magatartás megszervezéséhez csak az egyik szükségletet kell prioritásként kiválasztani, és annak kielégítésére működő dominánst kialakítani. Úgy gondolják, hogy ebben az agy mandulái (Corpus amygdoloideum) játsszák a főszerepet. Kiderült, hogy a hipotalamusz egyik szükséglete alapján az amygdala olyan vezető motivációt hoz létre, amely a célirányos viselkedést úgy szervezi meg, hogy csak ezt az egy kiválasztott szükségletet elégítse ki.

6. A következő szakasznak tekinthetjük az előkészítő magatartás, vagy a hajtóreflex elindítását, ami növeli a végrehajtó reflex elindításának valószínűségét a trigger inger hatására. A hajtóreflex arra ösztönzi a testet, hogy olyan helyzetet teremtsen, amelyben megnő annak a valószínűsége, hogy megtalálja az aktuális szükségletet kielégítő tárgyat. Ez lehet például egy élelmiszerben, vízben vagy szexuális partnerben gazdag helyre költözés, a vezetési igénytől függően. Amikor az elért szituációban egy adott tárgyat fedeznek fel, amely alkalmas egy adott domináns szükséglet kielégítésére, akkor az a szükséglet kielégítésére irányuló végrehajtói reflex viselkedést vált ki az adott tárgy segítségével.

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

Homeosztázis rendszerek – Részletes oktatási forrás a homeosztázisról.

A homeosztázis egy önszabályozó folyamat, amelyben minden biológiai rendszer arra törekszik, hogy megőrizze stabilitását bizonyos, a túléléshez optimális feltételekhez való alkalmazkodás időszakában. Bármely rendszer dinamikus egyensúlyban van, arra törekszik, hogy stabil állapotot érjen el, amely ellenáll a külső tényezőknek és ingereknek.

A homeosztázis fogalma

Minden testrendszernek együtt kell működnie a megfelelő homeosztázis fenntartása érdekében a szervezetben. A homeosztázis a szervezet olyan mutatóinak szabályozása, mint a hőmérséklet, a víztartalom és a szén-dioxid szint. Például a cukorbetegség olyan állapot, amelyben a szervezet nem tudja szabályozni a vércukorszintet.

A homeosztázis egy olyan kifejezés, amelyet egyrészt az élőlények ökoszisztémában való létezésének leírására, másrészt a sejtek szervezeten belüli sikeres működésének leírására használnak. Az élőlények és populációk a termékenység és a mortalitás stabil szintjének fenntartásával fenntarthatják a homeosztázist.

Visszacsatolás

A visszacsatolás olyan folyamat, amely akkor következik be, amikor a szervezet rendszereinek le kell lassulniuk vagy teljesen le kell állniuk. Amikor az ember eszik, az étel bejut a gyomorba, és megkezdődik az emésztés. A gyomornak nem szabad dolgoznia az étkezések között. Az emésztőrendszer hormonok és idegimpulzusok sorozatával működik, hogy leállítsa és elindítsa a savszekréciót a gyomorban.

A negatív visszacsatolás másik példája megemelkedett testhőmérséklet esetén figyelhető meg. A homeosztázis szabályozása az izzadásban, a szervezet túlmelegedéssel szembeni védekező reakciójában nyilvánul meg. Így a hőmérséklet emelkedése leáll, és a túlmelegedés problémája semlegesül. Hipotermia esetén a szervezet számos intézkedést is tesz a felmelegedés érdekében.

A belső egyensúly fenntartása

A homeosztázis úgy definiálható, mint egy szervezet vagy rendszer olyan tulajdonsága, amely segít fenntartani az adott paramétereket a normál értéktartományon belül. Ez az élet kulcsa, és a homeosztázis fenntartásának helytelen egyensúlya olyan betegségekhez vezethet, mint a magas vérnyomás és a cukorbetegség.

A homeosztázis kulcsfontosságú eleme az emberi test működésének megértésének. Ez a formális meghatározás egy olyan rendszert jellemez, amely szabályozza belső környezetét, és arra törekszik, hogy fenntartsa a szervezetben végbemenő összes folyamat stabilitását és szabályszerűségét.

Homeosztatikus szabályozás: testhőmérséklet

Az emberi testhőmérséklet szabályozása jó példa a biológiai rendszerek homeosztázisára. Ha az ember egészséges, akkor a testhőmérséklete +37°C körül mozog, de különböző tényezők befolyásolhatják ezt az értéket, beleértve a hormonokat, az anyagcsere sebességét és a különböző lázzal járó betegségeket.

A testben a hőmérséklet szabályozását az agy hipotalamusznak nevezett részében szabályozzák. A véráramon keresztül a hőmérsékleti mutatókkal kapcsolatos jelek érkeznek az agyba, valamint elemzik a légzésszámra, a vércukorszintre és az anyagcserére vonatkozó adatok eredményeit. Az emberi test hővesztesége szintén hozzájárul az aktivitás csökkenéséhez.

Víz-só egyensúly

Bármennyi vizet iszik az ember, a test nem fújódik fel, mint egy léggömb, és az emberi test sem zsugorodik, mint a mazsola, ha nagyon keveset iszik. Valószínűleg valaki legalább egyszer elgondolkodott ezen. Így vagy úgy, a szervezet tudja, mennyi folyadékot kell visszatartani a kívánt szint fenntartásához.

A só és a glükóz (cukor) koncentrációját a szervezetben állandó szinten tartják (negatív tényezők hiányában), a vér mennyisége a szervezetben körülbelül 5 liter.

A vércukorszint szabályozása

A glükóz egyfajta cukor, amely a vérben található. Az emberi szervezetnek megfelelő glükózszintet kell fenntartania ahhoz, hogy egy személy egészséges maradjon. Ha a glükózszint túl magas, a hasnyálmirigy inzulin hormont termel.

Ha a vércukorszint túl alacsonyra esik, a máj glikogént alakít át a vérben, ezáltal növeli a cukorszintet. Amikor a kórokozó baktériumok vagy vírusok bejutnak a szervezetbe, az elkezd harcolni a fertőzés ellen, mielőtt a kórokozó elemek bármilyen egészségügyi problémához vezethetnének.

Vérnyomás ellenőrzés alatt

Az egészséges vérnyomás fenntartása is a homeosztázis egyik példája. A szív érzékeli a vérnyomás változásait, és jeleket küld az agynak feldolgozásra. Az agy ezután egy jelet küld vissza a szívnek a helyes reagálásra vonatkozó utasításokkal. Ha túl magas a vérnyomása, akkor csökkenteni kell.

Hogyan érhető el a homeosztázis?

Hogyan szabályozza az emberi szervezet az összes rendszert és szervet, és hogyan kompenzálja a környezet változásait? Ennek oka számos természetes érzékelő jelenléte, amelyek figyelik a hőmérsékletet, a vér sóösszetételét, a vérnyomást és sok más paramétert. Ezek az érzékelők jeleket küldenek az agynak, a fő vezérlőközpontnak, ha bizonyos értékek eltérnek a normától. Ezt követően kompenzációs intézkedések indulnak a normál állapot helyreállítására.

A homeosztázis fenntartása hihetetlenül fontos a szervezet számára. Az emberi szervezetben bizonyos mennyiségű savak és lúgok néven ismert vegyi anyagok vannak, amelyek megfelelő egyensúlya szükséges a szervezet összes szervének és rendszerének optimális működéséhez. A vér kalciumszintjét megfelelő szinten kell tartani. Mivel a légzés önkéntelen, az idegrendszer biztosítja, hogy a szervezet megkapja a nagyon szükséges oxigént. Amikor a méreganyagok bejutnak a véráramba, megzavarják a szervezet homeosztázisát. Az emberi szervezet a húgyúti rendszeren keresztül reagál erre a rendellenességre.

Fontos hangsúlyozni, hogy a szervezet homeosztázisa automatikusan működik, ha a rendszer normálisan működik. Például hőre adott reakció – a bőr kipirosodik, mert kis véredényei automatikusan kitágulnak. A borzongás a lehűlésre adott válasz. A homeosztázis tehát nem szervek összessége, hanem a testi funkciók szintézise és egyensúlya. Ez együtt lehetővé teszi, hogy az egész testet stabil állapotban tartsa.

A homeosztázis minden olyan önszabályozó folyamat, amelynek során a biológiai rendszerek a túlélés optimális feltételeihez alkalmazkodva igyekeznek fenntartani a belső stabilitást. Ha a homeosztázis sikeres, akkor az élet folytatódik; ellenkező esetben katasztrófa vagy halál fog bekövetkezni. Az elért stabilitás valójában egy dinamikus egyensúly, amelyben folyamatos változások történnek, de viszonylag homogén feltételek uralkodnak.

A homeosztázis jellemzői és szerepe

Minden dinamikus egyensúlyban lévő rendszer stabil állapotot, egyensúlyt akar elérni, amely ellenáll a külső változásoknak. Egy ilyen rendszer megzavarása esetén a beépített szabályozókészülékek reagálnak az eltérésekre, hogy új egyensúlyt hozzanak létre. Ez a folyamat a visszacsatolásvezérlők egyike. A homeosztatikus szabályozásra példa az elektromos áramkörök és az ideg- vagy hormonrendszerek által közvetített funkciók integrációs és koordinációs folyamatai.

Egy másik példa a homeosztatikus szabályozásra egy mechanikus rendszerben a szobahőmérséklet-szabályozó vagy termosztát működése. A termosztát szíve egy bimetál szalag, amely egy elektromos áramkör befejezésével vagy megszakításával reagál a hőmérséklet változásaira. Amikor a helyiség lehűl, a kör véget ér, a fűtés bekapcsol, és a hőmérséklet emelkedik. Egy adott szinten az áramkör megszakad, a kemence leáll és a hőmérséklet csökken.

A bonyolultabb biológiai rendszerek azonban olyan szabályozókkal rendelkeznek, amelyeket nehéz összehasonlítani a mechanikai eszközökkel.

Ahogy korábban említettük, a homeosztázis kifejezés a szervezet belső környezetének szűk és szigorúan ellenőrzött határokon belüli fenntartását jelenti. A homeosztázis fenntartásához fontos fő funkciók a folyadék- és elektrolit-egyensúly, a savszabályozás, a hőszabályozás és az anyagcsere szabályozása.

Az emberi testhőmérséklet szabályozását a biológiai rendszerek homeosztázisának kiváló példájának tekintik. A normál emberi testhőmérséklet 37°C körül van, de ezt számos tényező befolyásolhatja, beleértve a hormonokat, az anyagcsere sebességét és a túl magas vagy alacsony hőmérsékletet okozó betegségeket. A testhőmérséklet szabályozását az agy hipotalamusznak nevezett területe szabályozza.

A testhőmérsékletre vonatkozó visszajelzés a véráramon keresztül eljut az agyba, és a légzési sebesség, a vércukorszint és az anyagcsere sebességének kompenzációs kiigazításához vezet. Az emberek hőveszteségét a csökkent aktivitás, az izzadás és a hőcserélő mechanizmusok okozzák, amelyek lehetővé teszik több vér keringését a bőr felszíne közelében.

A hőveszteséget csökkenti a szigetelés, a bőr keringésének csökkenése és a kulturális változások, például a ruházat, a lakhatás és a külső hőforrások használata. A testhőmérséklet magas és alacsony szintje közötti tartomány alkotja a homeosztatikus fennsíkot – a „normális” tartományt, amely támogatja az életet. Amint bármelyik szélsőség közeledik, a korrekciós intézkedés (negatív visszacsatoláson keresztül) visszaállítja a rendszert a normál tartományba.

A homeosztázis fogalma a környezeti feltételekre is vonatkozik. Először Robert MacArthur amerikai ökológus javasolta 1955-ben azt az elképzelést, hogy a homeosztázis a biológiai sokféleség és a fajok közötti nagyszámú ökológiai kölcsönhatás kombinációjának eredménye.

Ezt a feltevést olyan fogalomnak tekintették, amely segíthet megmagyarázni egy ökológiai rendszer fennmaradását, vagyis az ökoszisztéma egy bizonyos típusaként való fennmaradását az idő múlásával. Azóta a fogalom némileg megváltozott, és magában foglalja az ökoszisztéma nem élő összetevőit is. A kifejezést sok ökológus használta az ökoszisztéma élő és élettelen összetevői közötti kölcsönösség leírására a status quo fenntartása érdekében.

A Gaia-hipotézis egy olyan modell a Földről, amelyet James Lovelock angol tudós javasolt, és amely a különféle élő és nem élő alkotóelemeket egy nagyobb rendszer vagy egyetlen szervezet alkotóelemeinek tekinti, ami arra utal, hogy az egyes organizmusok kollektív erőfeszítései hozzájárulnak a bolygószintű homeosztázishoz.

Sejtes homeosztázis

A vitalitás fenntartása és a megfelelő működés a test környezetétől függ. A homeosztázis kontroll alatt tartja a szervezet környezetét, és kedvező feltételeket biztosít a sejtfolyamatokhoz. A megfelelő körülmények nélkül a szervezetben bizonyos folyamatok (például ozmózis) és fehérjék (például enzimek) nem működnek megfelelően.

Miért fontos a sejtek számára a homeosztázis? Az élő sejtek a körülöttük lévő vegyi anyagok mozgásától függenek. A vegyi anyagokat, például az oxigént, a szén-dioxidot és az oldott táplálékot a sejtekbe és onnan ki kell szállítani. Ezt a diffúzió és az ozmózis folyamatai érik el, amelyek a szervezetben a víz és só egyensúlyától függenek, amelyet a homeosztázis tart fenn.

A sejtek enzimektől függenek, hogy felgyorsítsák a sejteket életben tartó és működőképes kémiai reakciókat. Ezek az enzimek bizonyos hőmérsékleteken működnek a legjobban, így a homeosztázis ismét létfontosságú a sejtek számára, mivel állandó testhőmérsékletet tart fenn.

A homeosztázis példái és mechanizmusai

Íme néhány alapvető példa az emberi test homeosztázisára, valamint az ezeket támogató mechanizmusokra:

Testhőmérséklet

Az emberi homeosztázis leggyakoribb példája a testhőmérséklet szabályozása. A normál testhőmérséklet, ahogy fentebb írtuk, 37° C. A normál szint feletti vagy alatti hőmérséklet súlyos szövődményeket okozhat.

Az izomelégtelenség 28°C-on lép fel. 33°C-on eszméletvesztés lép fel. 42°C-on a központi idegrendszer elkezd lebomlani. A halál 44°C-os hőmérsékleten következik be. A test úgy szabályozza a hőmérsékletet, hogy felesleges hőt termel vagy bocsát ki.

Glükóz koncentráció

A glükózkoncentráció a véráramban jelenlévő glükóz (vércukor) mennyiségére utal. A szervezet glükózt használ energiaforrásként, de túl sok vagy túl kevés belőle súlyos szövődményeket okozhat. Egyes hormonok szabályozzák a glükóz koncentrációját a vérben. Az inzulin csökkenti a glükózkoncentrációt, míg a kortizol, a glukagon és a katekolaminok növelik.

Kalcium szint

A csontok és a fogak a szervezet kalciumának körülbelül 99%-át tartalmazzák, míg a fennmaradó 1% a vérben kering. A túl sok vagy túl kevés kalcium a vérben negatív következményekkel jár. Ha a vér kalciumszintje túlságosan leesik, a mellékpajzsmirigyek aktiválják a kalciumérzékelő receptoraikat, és mellékpajzsmirigy hormont szabadítanak fel.

A PTH jelzi a csontoknak, hogy felszabadítsák a kalciumot, hogy növeljék annak koncentrációját a véráramban. Ha a kalciumszint túlságosan megemelkedik, a pajzsmirigy kalcitonint szabadít fel, és rögzíti a felesleges kalciumot a csontokban, ezáltal csökkenti a kalcium mennyiségét a vérben.

Folyadék térfogata

A szervezetnek állandó belső környezetet kell fenntartania, ami azt jelenti, hogy szabályoznia kell a folyadékvesztést vagy -pótlást. A hormonok segítenek szabályozni ezt az egyensúlyt azáltal, hogy elősegítik a folyadék kiválasztását vagy visszatartását. Ha a szervezetnek nincs elég folyadéka, az antidiuretikus hormon jelzi a veséknek, hogy takarékoskodjanak a folyadékkal, és csökkenti a vizeletkibocsátást. Ha a szervezet túl sok folyadékot tartalmaz, elnyomja az aldoszteront, és több vizelet termelését jelzi.

Ha hibát talál, jelöljön ki egy szövegrészt, és kattintson rá Ctrl+Enter.

A The Wisdom of the Body című könyvében ezt a kifejezést javasolta "az összehangolt fiziológiai folyamatoknak, amelyek fenntartják a test legtöbb egyensúlyi állapotát". Ezt követően ez a kifejezés kiterjedt arra a képességre, hogy dinamikusan fenntartsa bármely nyitott rendszer belső állapotának állandóságát. A belső környezet állandóságának gondolatát azonban Claude Bernard francia tudós 1878-ban fogalmazta meg.

Általános információ

A "homeosztázis" kifejezést leggyakrabban a biológiában használják. A többsejtű szervezeteknek állandó belső környezetet kell fenntartaniuk a létezéshez. Sok ökológus meg van győződve arról, hogy ez az elv a külső környezetre is érvényes. Ha a rendszer nem tudja visszaállítani egyensúlyát, akkor előbb-utóbb működésképtelenné válhat.

Az összetett rendszereknek – például az emberi testnek – homeosztázissal kell rendelkezniük ahhoz, hogy stabilak maradjanak és létezzenek. Ezeknek a rendszereknek nemcsak a túlélésre kell törekedniük, hanem alkalmazkodniuk kell a környezeti változásokhoz és fejlődniük is.

A homeosztázis tulajdonságai

A homeosztatikus rendszerek a következő tulajdonságokkal rendelkeznek:

• Instabilitás rendszer: annak tesztelése, hogyan lehet a legjobban alkalmazkodni.
• Az egyensúlyra való törekvés: A rendszerek teljes belső, szerkezeti és funkcionális szerveződése hozzájárul az egyensúly megőrzéséhez.
• Kiszámíthatatlanság: Egy bizonyos cselekvés eredménye gyakran eltérhet a várttól.

• A mikroelemek és a víz mennyiségének szabályozása a szervezetben - ozmoreguláció. A vesékben hajtják végre.
• A salakanyagok eltávolítása az anyagcsere-folyamatból - kiválasztás. Az exokrin szervek - vesék, tüdő, verejtékmirigyek és a gyomor-bél traktus - végzik.
• A testhőmérséklet szabályozása. Hőmérséklet csökkenés izzadás, különféle hőszabályozási reakciók révén.
• A vércukorszint szabályozása. Főleg a máj, a hasnyálmirigy által kiválasztott inzulin és glukagon végzi.

Fontos megjegyezni, hogy bár a test egyensúlyban van, élettani állapota dinamikus lehet. Számos organizmus endogén változásokat mutat cirkadián, ultradián és infraritmus formájában. Így még homeosztázisban is a testhőmérséklet, a vérnyomás, a pulzusszám és a legtöbb anyagcsere-mutató nem mindig állandó szinten van, hanem idővel változik.

A homeosztázis mechanizmusai: visszacsatolás

Amikor a változókban változás következik be, a rendszer két fő visszacsatolási típusra reagál:

1. Negatív visszacsatolás, amely olyan reakcióként fejeződik ki, amelyben a rendszer a változás irányát megfordító módon reagál. Mivel a visszacsatolás a rendszer állandóságának fenntartását szolgálja, lehetővé teszi a homeosztázis fenntartását.
   • Például, amikor a szén-dioxid koncentrációja nő az emberi szervezetben, a tüdőhöz jelzés érkezik, hogy fokozzák aktivitásukat és több szén-dioxidot lélegezzenek ki.
   • A hőszabályozás egy másik példa a negatív visszacsatolásra. Amikor a testhőmérséklet emelkedik (vagy csökken), a bőrben és a hipotalamuszban lévő hőreceptorok regisztrálják a változást, ami jelet vált ki az agyból. Ez a jel viszont választ okoz - a hőmérséklet csökkenését (vagy növekedését).
2. Pozitív visszacsatolás, amely egy változó növekvő változásában fejeződik ki. Destabilizáló hatása van, ezért nem vezet homeosztázishoz. A pozitív visszacsatolás kevésbé jellemző a természetes rendszerekben, de ennek is megvan a maga haszna.
   • Például az idegekben az elektromos potenciál küszöbértéke sokkal nagyobb akciós potenciált eredményez. A pozitív visszacsatolás egyéb példáiként a véralvadás és a születéskor bekövetkezett események említhetők.

A stabil rendszerek mindkét típusú visszacsatolás kombinációját igénylik. Míg a negatív visszacsatolás lehetővé teszi a homeosztatikus állapotba való visszatérést, a pozitív visszacsatolás a homeosztázis egy teljesen új (és talán kevésbé kívánatos) állapotába való átlépésre szolgál, ezt a helyzetet „metastabilitásnak” nevezik. Ilyen katasztrofális változások következhetnek be például a tiszta vizű folyók tápanyagtartalmának növekedésével, ami magas eutrofizációs állapothoz (a meder algásodása) és zavarosodáshoz vezethet.

Ökológiai homeosztázis

A megzavart ökoszisztémákban vagy szubklimax biológiai közösségekben – például Krakatau szigetén, egy nagy vulkánkitörés után – az előző erdei klimax ökoszisztéma homeosztázisának állapota megsemmisült, csakúgy, mint a sziget minden élete. A Krakatoa a kitörést követő években olyan ökológiai változások láncolaton ment keresztül, amelyek során új növény- és állatfajok váltották egymást, ami a biológiai sokféleséghez és az ebből eredő csúcsközösséghez vezetett. A Krakatau ökológiai szukcessziója több szakaszban zajlott. A csúcsponthoz vezető sorozatok teljes láncolatát preseria-nak nevezik. A krakatoa példában a szigeten nyolcezer különböző fajból álló csúcsközösség alakult ki ben, száz évvel azután, hogy a kitörés elpusztította rajta az életet. Az adatok megerősítik, hogy a helyzet még egy ideig homeosztázisban marad, az új fajok megjelenése nagyon gyorsan a régiek gyors eltűnéséhez vezet.

A Krakatoa és más zavart vagy érintetlen ökoszisztémák esete azt mutatja, hogy az úttörő fajok kezdeti kolonizációja pozitív visszacsatolású szaporodási stratégiákon keresztül megy végbe, amelyek során a fajok szétszóródnak, és a lehető legtöbb utódot hoznak létre, de kevés befektetéssel az egyes egyedek sikerébe. Az ilyen fajok gyors fejlődése és ugyanolyan gyors összeomlása (például járvány következtében). Ahogy egy ökoszisztéma közeledik a csúcsponthoz, az ilyen fajokat összetettebb csúcsfajok váltják fel, amelyek negatív visszacsatolás révén alkalmazkodnak környezetük sajátos feltételeihez. Ezeket a fajokat gondosan ellenőrzi az ökoszisztéma potenciális teherbíró képessége, és más stratégiát követnek - kevesebb utódnemzést, amelyek szaporodási sikeréhez több energiát fektetnek a sajátos ökológiai résének mikrokörnyezetébe.

A fejlődés az úttörő közösséggel kezdődik, és a csúcsközösséggel ér véget. Ez a csúcsközösség akkor jön létre, amikor a növény- és állatvilág egyensúlyba kerül a helyi környezettel.

Az ilyen ökoszisztémák heterarchiákat alkotnak, amelyekben a homeosztázis egy szinten hozzájárul a homeosztatikus folyamatokhoz egy másik komplex szinten. Például egy érett trópusi fa leveleinek elvesztése teret ad az új növekedésnek, és gazdagítja a talajt. Hasonlóképpen, a trópusi fa csökkenti a fény hozzáférését az alacsonyabb szintekre, és segít megelőzni más fajok invázióját. De a fák a földre is dőlnek, és az erdő fejlődése a fák állandó változásától, valamint a baktériumok, rovarok és gombák által végzett tápanyag-ciklustól függ. Hasonlóképpen, az ilyen erdők hozzájárulnak az ökológiai folyamatokhoz, például egy ökoszisztéma mikroklímájának vagy hidrológiai ciklusainak szabályozásához, és számos különböző ökoszisztéma kölcsönhatásba léphet a folyók vízelvezetésének homeosztázisának fenntartása érdekében egy biológiai régión belül. A bioregionális variabilitás szintén szerepet játszik egy biológiai régió vagy biom homeosztatikus stabilitásában.

Biológiai homeosztázis

A homeosztázis az élő szervezetek alapvető jellemzője, és a belső környezet elfogadható határokon belüli fenntartásaként értendő.

A test belső környezetébe testnedvek tartoznak - vérplazma, nyirok, sejtközi anyag és agy-gerincvelői folyadék. E folyadékok stabilitásának megőrzése létfontosságú az élőlények számára, hiányuk pedig a genetikai anyag károsodásához vezet.

Homeosztázis az emberi szervezetben

Különféle tényezők befolyásolják a testnedvek életfenntartó képességét. Ide tartoznak az olyan paraméterek, mint a hőmérséklet, a sótartalom, a savasság és a tápanyagok - glükóz, különféle ionok, oxigén és hulladék - szén-dioxid és vizelet koncentrációja. Mivel ezek a paraméterek befolyásolják azokat a kémiai reakciókat, amelyek a szervezetet életben tartják, beépített fiziológiai mechanizmusok vannak beépítve, hogy ezeket a kívánt szinten tartsák.

A homeosztázis nem tekinthető okának ezeknek a tudattalan alkalmazkodási folyamatoknak. Sok normális, együtt ható folyamat általános jellemzőjeként kell felfogni, nem pedig kiváltó okként. Sőt, sok olyan biológiai jelenség létezik, amely nem illik ehhez a modellhez – például az anabolizmus.

Más területek

A „homeosztázis” fogalmát más területeken is használják.

Egy aktuárius beszélhet róla kockázati homeosztázis, amelyben például azok, akiknek tapadásmentes fék van az autójukon, nem nagyobb biztonságban, mint azok, akiknek nincs, mert ezek az emberek öntudatlanul kockázatosabb vezetéssel kompenzálják a biztonságosabb autót. Ez azért történik, mert egyes tartó mechanizmusok – például a félelem – megszűnnek működni.

A szociológusok és a pszichológusok beszélhetnek arról stressz homeosztázis- egy populáció vagy egyén azon vágya, hogy egy bizonyos stresszszinten maradjanak, gyakran mesterségesen okoznak stresszt, ha a „természetes” stresszszint nem elegendő.

Példák

• Hőszabályozás
  • Túl alacsony testhőmérséklet esetén a vázizom remegés kezdődhet.
  • A termogenezis egy másik típusa a zsírok lebontása és hőtermelése.
  • Az izzadás a párolgás révén lehűti a testet.
• Kémiai szabályozás
  • A hasnyálmirigy inzulint és glukagont választ ki a vércukorszint szabályozására.
  • A tüdő oxigént kap és szén-dioxidot bocsát ki.
  • A vesék vizeletet termelnek, és szabályozzák a víz és számos ion szintjét a szervezetben.

E szervek közül sokat a hipotalamusz-hipofízis rendszer hormonjai szabályoznak.

Lásd még

Wikimédia Alapítvány.

Szinonimák

Nézze meg, mi a „Homeosztázis” más szótárakban: Homeosztázis...

Helyesírási szótár-kézikönyv homeosztázis - Az élő szervezetek önszabályozásának általános elve. Perls A Gestalt Approach és Eye Witness to Therapy című munkájában erősen hangsúlyozza ennek a koncepciónak a fontosságát. Rövid magyarázó pszichológiai és pszichiátriai szótár. Szerk. igisheva. 2008...

Homeosztázis (a görög hasonló, azonos és állapot), a szervezet azon képessége, hogy fenntartsa paramétereit és élettani. függvények a definícióban tartomány a belső stabilitáson alapul. a test környezete a zavaró hatásokkal kapcsolatban... Filozófiai Enciklopédia

- (a görög homoioszból ugyanaz, hasonló és a görög sztázis mozdulatlanság, állás), homeosztázis, egy szervezet vagy organizmusrendszer azon képessége, hogy a változó környezeti feltételek mellett stabil (dinamikus) egyensúlyt tartson fenn. Homeosztázis a populációban...... Ökológiai szótár

Homeosztázis (homeo... és görög stasis mozdulatlanság, állapot szóból), a biol képessége. rendszereket, hogy ellenálljanak a változásoknak és dinamikusak maradjanak. az összetétel és a tulajdonságok állandóságára utal. A "G" kifejezés. W. Kennon javasolta 1929-ben az államok jellemzésére... Biológiai enciklopédikus szótár