A homeosztázis biológiai jelentősége. Az élettani funkciók szabályozásának mechanizmusai

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 celluláris hipertrófia folyamatával, azaz a citoplazma térfogatának és ennek következtében az organellumok számának növelésével (modern szerzők intracelluláris regenerációja vagy regeneratív sejt) keresztül hajtható végre. 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 koncepciót az amerikai pszichológus, W.B. Ágyú minden olyan folyamatra vonatkozóan, amely megváltoztatja az eredeti állapotot vagy állapotok sorozatát, új folyamatokat indítva el, amelyek célja az eredeti állapot helyreállítása. A mechanikus homeosztát egy termosztát. A kifejezést a fiziológiás pszichológiában az autonóm idegrendszerben működő számos olyan összetett mechanizmus leírására használják, amelyek szabályozzák az olyan tényezőket, mint a testhőmérséklet, a biokémiai összetétel, a vérnyomás, a vízháztartás, az anyagcsere stb. például a testhőmérséklet változása számos folyamatot indít el, mint például a hidegrázás, fokozott anyagcsere, a hő növelése vagy fenntartása a normál hőmérséklet eléréséig. A homeosztatikus természetű pszichológiai elméletekre példa az egyensúlyelmélet (Heider, 1983), a kongruencia elmélete (Osgood, Tannenbaum, 1955), a kognitív disszonancia elmélete (Festinger, 1957), a szimmetria elmélete (Newcomb, 1953). ) stb. A homeosztatikus megközelítés alternatívájaként a heterosztatikus megközelítést javasolják, amely feltételezi az egyensúlyi állapotok egyetlen egészen belüli létezésének alapvető lehetőségét (lásd heterosztázis).

HOMEOSTÁZIS

Homeosztázis) - egyensúly fenntartása az ellentétes mechanizmusok vagy rendszerek között; az élettan alapelve, amelyet a mentális viselkedés alaptörvényének is kell tekinteni.

HOMEOSTÁZIS

homeosztázis) Az élőlények hajlama állandó állapotuk megőrzésére. Cannon (1932), a fogalom létrehozója szerint: „Az állandóság és instabilitás legmagasabb fokával jellemezhető anyagokból álló szervezetek valamilyen módon elsajátították az állandóság és a stabilitás fenntartásának módszereit olyan körülmények között, amelyeket ésszerűen teljesen pusztítónak kell tekinteni. " Freud GYÖRÖMŰ – ELLENŐRZÉS ELVE és Fechner ÁLLANDÓSÁGI ELVE, amit használt, általában a homeosztázis fiziológiai fogalmához hasonló pszichológiai fogalomnak tekintik, ti. programozott hajlamot feltételeznek a pszichológiai FESZÜLTSÉG állandó optimális szinten tartására, hasonlóan a szervezet azon hajlamához, hogy állandó vérkémiát, hőmérsékletet stb.

HOMEOSTÁZIS

egy bizonyos rendszer mozgékony egyensúlyi állapota, amelyet az egyensúlyt megzavaró külső és belső tényezők ellenhatása tart fenn. A szervezet különböző élettani paraméterei állandóságának fenntartása. A homeosztázis fogalmát eredetileg a fiziológiában dolgozták ki, hogy megmagyarázza a szervezet belső környezetének állandóságát és alapvető élettani funkcióinak stabilitását. Ezt az elképzelést W. Cannon amerikai fiziológus dolgozta ki a test bölcsességéről, mint nyitott rendszerről, amely folyamatosan fenntartja a stabilitást. A rendszert fenyegető változásokról szóló jelzéseket fogadva a szervezet bekapcsolja azokat az eszközöket, amelyek tovább működnek, amíg vissza nem lehet egyensúlyi állapotba, a korábbi paraméterértékekre visszaállítani. A homeosztázis elve a fiziológiából átkerült a kibernetikába és más tudományokba, így a pszichológiába is, általánosabb értelmet nyerve a rendszerszemlélet és a visszacsatoláson alapuló önszabályozás elveként. Az a gondolat, hogy minden rendszer a stabilitás fenntartására törekszik, átkerült a szervezet és a környezet közötti kölcsönhatásba. Ez az átvitel jellemző, különösen:

1) a neo-behaviorizmusra, amely úgy véli, hogy egy új motoros reakció konszolidálódik a testnek a homeosztázisát megzavaró szükségletek alóli felszabadulása miatt;

2) J. Piaget koncepciójához, amely szerint a mentális fejlődés a szervezet és a környezet közötti egyensúly megteremtésének folyamatában megy végbe;

3) K. Lewin térelméletére, amely szerint a motiváció egy nem egyensúlyi „feszültségrendszerben” keletkezik;

4) a Gestalt pszichológiához, amely megjegyzi, hogy ha a mentális rendszer valamely összetevőjének egyensúlya megbomlik, annak helyreállítására törekszik. A homeosztázis elve azonban, bár megmagyarázza az önszabályozás jelenségét, nem tudja feltárni a pszichében és tevékenységében bekövetkezett változások forrását.

HOMEOSTÁZIS

görög homeios - hasonló, hasonló, statis - álló, mozdulatlanság). Bármely rendszer (biológiai, mentális) mozgékony, de stabil egyensúlya, az ezt az egyensúlyt megbontó belső és külső tényezőkkel szembeni ellenállása miatt (lásd Cannon thalamus érzelmek elméletét. A G. elvét széles körben alkalmazzák a fiziológiában, kibernetikában, pszichológiában, az alkalmazkodóképességet magyarázza A szervezet mentális egészsége fenntartja az optimális feltételeket az agy és az idegrendszer működéséhez az életfolyamatokban.

HOMEOSTÁZIS (IS)

görögből homoios - hasonló + sztázis - álló; betűk, ami azt jelenti, hogy "ugyanolyan állapotban lenni").

1. Szűk (fiziológiai) értelemben a G. a szervezet belső környezetének fő jellemzői (például a testhőmérséklet állandósága, a vérnyomás, a vércukorszint stb.) viszonylagos állandóságának fenntartása. sokféle külső környezeti körülmény között. A G.-ban fontos szerepet játszik a vegetatív rendszer együttes tevékenysége. s, a hipotalamusz és az agytörzs, valamint az endokrin rendszer, részben a G neurohumorális szabályozásával. A pszichétől és a viselkedéstől „autonóm” módon történik. A hipotalamusz „dönti el”, hogy melyik G. megsértése esetén kell az alkalmazkodás magasabb formáihoz fordulni, és beindítani a viselkedés biológiai motivációjának mechanizmusát (lásd Hajtáscsökkentési hipotézis, Igények).

A "G" kifejezés. bemutatta Amer. Walter Cannon fiziológus (Cannon, 1871-1945) 1929-ben, azonban a belső környezet fogalma és állandóságának fogalma sokkal korábban alakult ki, mint a franciák. Claude Bernard fiziológus (Bernard, 1813-1878).

2. Tág értelemben a "G" fogalma. különféle rendszerekre (biocenózisok, populációk, egyedek, társadalmi rendszerek stb.) alkalmazható. (B.M.)

Homeosztázis

homeosztázis) Az összetett organizmusoknak ahhoz, hogy túléljenek és szabadon mozoghassanak változó és gyakran ellenséges környezeti feltételek között, belső környezetüket viszonylag állandó szinten kell tartaniuk. Ezt a belső konzisztenciát Walter B. Cannon "G"-nek nevezte. Cannon eredményeit a nyílt rendszerekben a stabil állapotok fenntartásának példáiként írta le. 1926-ban a "G" kifejezést javasolta egy ilyen stabil állapotra. és a természetére vonatkozó posztulátumrendszert javasolt, amelyet utólag kibővítettek az akkor ismert homeosztatikus és szabályozási mechanizmusok áttekintésének előkészítéseként. Cannon érvelése szerint a test homeosztatikus reakciókon keresztül képes fenntartani a sejtközi folyadék (fluid mátrix) stabilitását, szabályozni és szabályozni azt. testhőmérséklet, vérnyomás és a belső környezet egyéb paraméterei, amelyek fenntartása bizonyos határokon belül az élethez szükséges. A G. tj a sejtek normális működéséhez szükséges anyagok ellátási szintjéhez képest megmarad. A Cannon által javasolt G.-koncepció az önszabályozó rendszerek létezésére, természetére és elveire vonatkozó rendelkezések halmazaként jelent meg. Kiemelte, hogy az összetett élőlények nyitott rendszerek, változó és instabil komponensekből alakulnak ki, és e nyitottság miatt folyamatosan zavaró külső hatásoknak vannak kitéve. Ezeknek a folyamatosan változásra törekvő rendszereknek tehát a környezethez képest állandóságot kell fenntartaniuk, hogy az életnek kedvező feltételeket fenntarthassák. Az ilyen rendszerekben a korrekciónak folyamatosan meg kell történnie. Ezért G. inkább egy viszonylag, mint egy abszolút stabil állapotot jellemez. A nyitott rendszer koncepciója megkérdőjelezte az összes hagyományos elképzelést a szervezet megfelelő elemzési egységéről. Ha például a szív, a tüdő, a vese és a vér egy önszabályozó rendszer részei, akkor ezek működését vagy funkcióit nem lehet megérteni, ha mindegyiket külön tanulmányozzuk. A teljes megértés csak akkor lehetséges, ha tudjuk, hogy ezek a részek hogyan működnek együtt a többiekkel. A nyitott rendszer koncepciója az okság minden hagyományos nézetét is megkérdőjelezi, és az egyszerű szekvenciális vagy lineáris ok-okozati összefüggés helyett összetett kölcsönös meghatározást javasol. Így G. új perspektívává vált mind a különféle rendszerek viselkedésének vizsgálatában, mind az emberek nyitott rendszerek elemeiként való megértésében. Lásd még: Alkalmazkodás, Általános alkalmazkodási szindróma, Általános rendszerek, Lencsemodell, A lélek és a test kapcsolatának kérdése R. Enfield

HOMEOSTÁZIS

az élő szervezetek önszabályozásának általános elve, amelyet Cannon fogalmazott meg 1926-ban. Perls 1950-ben elkezdett, 1970-ben befejezett és 1973-ban bekövetkezett halála után megjelent munkájában, a The Gestalt Approach and Eye Witness to Therapy című munkájában határozottan hangsúlyozza ennek a koncepciónak a fontosságát.

Homeosztázis

Az a folyamat, amelynek során a szervezet fenntartja az egyensúlyt belső élettani környezetében. A homeosztatikus impulzusok révén fellép az evés, ivás és a testhőmérséklet szabályozása iránti vágy. Például a testhőmérséklet csökkenése számos olyan folyamatot indít el (például hidegrázást), amelyek segítenek a normál hőmérséklet helyreállításában. Így a homeosztázis más folyamatokat indít el, amelyek szabályozóként működnek és visszaállítják az optimális állapotot. Az analóg egy központi fűtési rendszer termosztatikus szabályozással. Amikor a szobahőmérséklet a termosztátban beállított hőmérséklet alá csökken, bekapcsolja a gőzkazánt, amely meleg vizet pumpál a fűtési rendszerbe, megemelve a hőmérsékletet. Amikor a helyiség hőmérséklete eléri a normál szintet, a termosztát kikapcsolja a gőzkazánt.

HOMEOSTÁZIS

homeosztázis) a szervezet belső környezetének állandóságának megőrzésének fiziológiás folyamata (szerk.), amelynek során a szervezet különböző paraméterei (például vérnyomás, testhőmérséklet, sav-bázis egyensúly) egyensúlyban vannak, annak ellenére, hogy változó környezeti feltételek. - Homeosztatikus.

Homeosztázis

Szóalkotás. A görög nyelvből származik. homoios - hasonló + pangás - mozdulatlanság.

Specificitás. Az a folyamat, amelynek során a test belső környezetének relatív állandósága érhető el (testhőmérséklet, vérnyomás, vércukorkoncentráció állandósága). A neuropszichés homeosztázis különálló mechanizmusként azonosítható, amely biztosítja az idegrendszer működéséhez szükséges optimális feltételek megőrzését és fenntartását a különböző tevékenységi formák megvalósítása során.

HOMEOSTÁZIS

Görögről szó szerint lefordítva ugyanazt az állapotot jelenti. Amerikai fiziológus W.B. Cannon megalkotta a kifejezést minden olyan folyamatra, amely megváltoztat egy meglévő állapotot vagy körülményrendszert, és ennek eredményeként más folyamatokat indít el, amelyek szabályozó funkciókat látnak el és visszaállítják az eredeti állapotot. A termosztát mechanikus homeosztát. Ezt a kifejezést a fiziológiás pszichológiában számos olyan összetett biológiai mechanizmusra használják, amelyek az autonóm idegrendszeren keresztül működnek, és olyan tényezőket szabályoznak, mint a testhőmérséklet, a testnedvek és azok fizikai és kémiai tulajdonságai, vérnyomás, vízháztartás, anyagcsere stb. Például a testhőmérséklet csökkenése folyamatok sorozatát indítja be, mint például a hidegrázás, a piloerekció és a fokozott anyagcsere, amelyek magas hőmérsékletet okoznak és fenntartanak a normál hőmérséklet eléréséig.

HOMEOSTÁZIS

görögből homoios – hasonló + sztázis – állapot, mozdulatlanság) – az összetett önszabályozó rendszerekre jellemző dinamikus egyensúly típusa, amely a rendszer számára lényeges paraméterek elfogadható határokon belüli tartásából áll. A "G" kifejezés. W. Cannon amerikai fiziológus javasolta 1929-ben az emberi test, az állatok és a növények állapotának leírására. Aztán ez a fogalom széles körben elterjedt a kibernetikában, pszichológiában, szociológiában stb. A homeosztatikus folyamatok tanulmányozása a következőket foglalja magában: 1) paraméterek, jelentős változások, amelyek megzavarják a rendszer normális működését; 2) e paraméterek megengedett változásának határai külső és belső környezeti feltételek hatására; 3) specifikus mechanizmusok halmaza, amelyek akkor kezdenek működni, amikor a változók értékei túllépik ezeket a határokat (B. G. Yudin, 2001). Bármelyik konfliktus-reakció konfliktus keletkezésekor és kialakulásakor nem más, mint a G megőrzésének vágya. A paraméter, amelynek változása elindítja a konfliktusmechanizmust, az ellenfél cselekedeteinek következményeként megjósolt kár. A konfliktus dinamikáját és eszkalációjának ütemét a visszacsatolás szabályozza: a konfliktusban részt vevő egyik fél reakciója a másik fél cselekedeteire. Az elmúlt 20 évben Oroszország olyan rendszerré fejlődött, ahol a visszacsatoló kapcsolat megszakadt, blokkolt vagy rendkívül meggyengült. Ezért irracionális az állam és a társadalom magatartása a korszak konfliktusaiban, amelyek tönkretették az ország civil társadalmát. G. elméletének alkalmazása a társadalmi konfliktusok elemzésére és szabályozására jelentősen növelheti a hazai konfliktuskutatók munkájának hatékonyságát.

A test mint nyitott önszabályozó rendszer.

Az élő szervezet olyan nyitott rendszer, amely az idegrendszeren, az emésztőrendszeren, a légzőszerveken, a kiválasztó rendszeren, stb. keresztül kapcsolatban áll a környezettel.

A táplálékkal, vízzel, gázcserével zajló anyagcsere során különféle kémiai vegyületek kerülnek a szervezetbe, amelyek a szervezetben változásokon mennek keresztül, bejutnak a szervezet szerkezetébe, de nem maradnak meg tartósan. Az asszimilált anyagok lebomlanak, energiát szabadítanak fel, a bomlástermékek kikerülnek a külső környezetbe. Az elpusztult molekula helyére egy új, stb.

A test nyitott, dinamikus rendszer. Folyamatosan változó környezetben a szervezet egy bizonyos ideig stabil állapotot tart fenn.

A homeosztázis fogalma. A homeosztázis általános mintái élő rendszerekben.

Homeosztázis – az élő szervezet azon tulajdonsága, hogy fenntartsa belső környezetének viszonylagos dinamikus állandóságát. A homeosztázis a kémiai összetétel relatív állandóságában, az ozmotikus nyomásban és az alapvető élettani funkciók stabilitásában fejeződik ki. A homeosztázis specifikus, és a genotípus határozza meg.

A szervezet egyedi tulajdonságainak épségének megőrzése az egyik legáltalánosabb biológiai törvény. Ezt a törvényt a nemzedékek vertikális sorozatában a szaporodási mechanizmusok, az egyed élete során pedig a homeosztázis mechanizmusok biztosítják.

A homeosztázis jelensége a szervezet evolúciósan kialakult, örökletesen rögzült alkalmazkodó tulajdonsága a normál környezeti feltételekhez. Ezek a feltételek azonban rövid vagy hosszú ideig a normál tartományon kívül eshetnek. Ilyen esetekben az adaptációs jelenségekre nemcsak a belső környezet szokásos tulajdonságainak helyreállítása, hanem a funkció rövid távú változásai is jellemzőek (például a szívműködés ritmusának növekedése és a szívműködés gyakoriságának növekedése). légzőmozgások fokozott izommunkával). A homeosztázis reakciók a következőkre irányulhatnak:

az egyensúlyi állapot ismert szintjének fenntartása;

káros tényezők kiküszöbölése vagy korlátozása;

a szervezet és a környezet közötti interakció optimális formáinak kialakítása vagy megőrzése létezésének megváltozott körülményei között.

Mindezek a folyamatok meghatározzák az alkalmazkodást.

Ezért a homeosztázis fogalma nemcsak a test különböző fiziológiai állandóinak bizonyos állandóságát jelenti, hanem magában foglalja a fiziológiai folyamatok adaptációs és koordinációs folyamatait is, amelyek nemcsak normálisan, hanem változó létezési körülményei között is biztosítják a test egységét. .

A homeosztázis fő összetevőit C. Bernard azonosította, és három csoportra oszthatók:

A. A sejtszükségletet biztosító anyagok:

Az energiatermeléshez, növekedéshez és helyreállításhoz szükséges anyagok - glükóz, fehérjék, zsírok.

NaCl, Ca és egyéb szervetlen anyagok.

Oxigén.

Belső szekréció.

B. A sejtaktivitást befolyásoló környezeti tényezők:

Ozmotikus nyomás.

Hőfok.

Hidrogénion-koncentráció (pH).

B. A szerkezeti és funkcionális egységet biztosító mechanizmusok:

Átöröklés.

Regeneráció.

A biológiai szabályozás elve biztosítja a szervezet belső állapotát (tartalmát), valamint az ontogenezis és a filogenezis szakaszai közötti kapcsolatot. Ez az elv széles körben elterjedtnek bizonyult. Tanulmányai során felmerült a kibernetika - az élő természetben, az emberi társadalomban és az iparban zajló összetett folyamatok célirányos és optimális szabályozásának tudománya (Berg I.A., 1962).

Az élő szervezet egy összetett, szabályozott rendszer, amelyben a külső és belső környezet számos változója kölcsönhatásba lép. Minden rendszerben közös a jelenlét bemenet változók, amelyek a rendszer tulajdonságaitól és viselkedési törvényeitől függően átalakulnak hétvége változók (10. ábra).

Rizs. 10 - Az élő rendszerek homeosztázisának általános sémája

A kimeneti változók a bemenettől és a rendszer viselkedésének törvényeitől függenek.

A kimenő jel hatását a rendszer vezérlőrészére ún Visszacsatolás , aminek nagy jelentősége van az önszabályozásban (homeosztatikus válasz). Megkülönböztetni negatív Éspozitív Visszacsatolás.

Negatív A visszacsatolás csökkenti a bemeneti jel hatását a kimeneti értékre a következő elv szerint: „minél több (kimeneten), annál kevesebb (bemeneten).” Segít helyreállítani a rendszer homeosztázisát.

Nál nél pozitív visszacsatolás, a bemeneti jel nagysága a következő elv szerint növekszik: „minél több (kimeneten, annál több (bemeneten).)” Fokozza az ebből eredő eltérést a kezdeti állapottól, ami a homeosztázis megzavarásához vezet.

Az önszabályozás minden típusa azonban ugyanazon elv szerint működik: a kezdeti állapottól való öneltérés, amely ösztönzőleg hat a korrekciós mechanizmusok bekapcsolására. Így a vér normál pH-ja 7,32-7,45. A 0,1-es pH-eltolódás szívműködési zavarokhoz vezet. Ezt az elvet Anokhin P.K. 1935-ben, és a visszacsatolás elvének nevezték, amely az adaptív reakciók végrehajtását szolgálja.

A homeosztatikus válasz általános elve(Anokhin: „Funkcionális rendszerek elmélete”):

eltérés a kezdeti szinttől → jel → visszacsatolási elv alapján szabályozó mechanizmusok aktiválása → a változás korrekciója (normalizálás).

Tehát a fizikai munka során a vér CO 2 koncentrációja megemelkedik → pH a savas oldalra tolódik → a jel a medulla oblongata légzőközpontjába kerül → a centrifugális idegek impulzust vezetnek a bordaközi izmokhoz és a légzés mélyül → CO 2 in a vér csökken, a pH helyreáll.

A homeosztázis szabályozásának mechanizmusai molekuláris genetikai, sejtes, szervezeti, populáció-faji és bioszféra szinten.

A szabályozó homeosztatikus mechanizmusok gén-, sejt- és szisztémás (organizmus, populáció-fajok és bioszféra) szinten működnek.

Gén mechanizmusok homeosztázis. A szervezetben a homeosztázis minden jelensége genetikailag meghatározott. Már az elsődleges géntermékek szintjén közvetlen kapcsolat van - „egy szerkezeti gén - egy polipeptidlánc”. Ezenkívül kollineáris egyezés van a DNS nukleotidszekvenciája és a polipeptidlánc aminosavszekvenciája között. Az élőlény egyedfejlődésének örökletes programja nem állandó, hanem változó környezeti feltételek mellett, egy örökletesen meghatározott reakciónorma keretein belül biztosítja a fajspecifikus jellemzők kialakulását. A DNS kettős helicitása elengedhetetlen a replikáció és a javítás folyamataiban. Mindkettő közvetlenül kapcsolódik a genetikai anyag működésének stabilitásának biztosításához.

Genetikai szempontból megkülönböztethető a homeosztázis elemi és szisztémás megnyilvánulása. Példák a homeosztázis elemi megnyilvánulásaira: tizenhárom véralvadási faktor génszabályozása, szövetek és szervek hisztokompatibilitásának génszabályozása, lehetővé téve a transzplantációt.

Az átültetett területet ún transzplantáció. Az a szervezet, amelyből a szövetet átültetésre veszik donor , és kit ültetnek át - befogadó . A transzplantáció sikere a szervezet immunológiai reakcióitól függ. Létezik autotranszplantáció, szingén transzplantáció, allotranszplantáció és xenotranszplantáció.

Autotranszplantáció – szövetátültetés ugyanabból a szervezetből. Ebben az esetben a transzplantáció fehérjéi (antigénjei) nem különböznek a recipiens fehérjéitől. Nincs immunológiai reakció.

Szingén transzplantáció azonos genotípusú egypetéjű ikreknél végezték.

Allotranszplantáció – szövetek átültetése egyik egyedről a másikra, amely ugyanahhoz a fajhoz tartozik. A donor és a recipiens az antigének tekintetében különbözik, ezért a magasabb rendű állatokban a szövetek és szervek hosszú távú beágyazódása tapasztalható.

Xenotranszplantáció – a donor és a recipiens különböző típusú szervezetekhez tartozik. Ez a fajta transzplantáció egyes gerinctelen állatoknál sikeres, de magasabb rendű állatokban az ilyen átültetések nem gyökereznek meg.

A transzplantáció során a jelenségnek nagy jelentősége van immunológiai tolerancia (hisztokompatibilitás). Az immunrendszer elnyomása szövettranszplantáció (immunszuppresszió) esetén: az immunrendszer aktivitásának visszaszorítása, besugárzás, antilymphaticus szérum, mellékvese hormonok, vegyszerek - antidepresszánsok (imuran) adásával. A fő feladat nemcsak az immunitás, hanem a transzplantációs immunitás elnyomása.

Transzplantációs immunitás a donor és a recipiens genetikai felépítése határozza meg. Az átültetett szövetre reakciót kiváltó antigének szintéziséért felelős géneket szöveti inkompatibilitási géneknek nevezzük.

Emberben a fő genetikai hisztokompatibilitási rendszer a HLA (humán leukocita antigén) rendszer. Az antigének meglehetősen teljes mértékben jelen vannak a leukociták felületén, és antiszérummal mutatják ki őket. A rendszer felépítése emberben és állatban azonos. A HLA-rendszer genetikai lokuszainak és alléljainak leírására közös terminológiát alkalmaztak. Az antigének jelölése: HLA-A 1; HLA-A 2 stb. Az új antigéneket, amelyeket nem azonosítottak véglegesen, W (Work) jelöléssel látjuk el. A HLA rendszer antigénjeit 2 csoportra osztják: SD és LD (11. ábra).

Az SD csoport antigénjeit szerológiai módszerekkel határozzák meg, és a HLA rendszer 3 allókuszának génjei határozzák meg: HLA-A; HLA-B; HLA-C.

Rizs. 11 – A HLA az emberi hisztokompatibilitás fő genetikai rendszere

Az LD - antigéneket a hatodik kromoszóma HLA-D allókusza szabályozza, és a leukociták vegyes tenyészetének módszerével határozzák meg.

A humán HLA antigéneket szabályozó gének mindegyike nagyszámú allélt tartalmaz. Így a HLA-A allókusz 19 antigént szabályoz; HLA-B – 20; HLA-C – 5 „működő” antigén; HLA-D – 6. Így már mintegy 50 antigént fedeztek fel emberben.

A HLA-rendszer antigén polimorfizmusa egyesek másoktól való származásának és a köztük lévő szoros genetikai kapcsolatnak az eredménye. A transzplantációhoz szükséges a donor és a recipiens HLA antigének alapján történő azonosítása. A rendszer 4 antigénjébe azonos vese átültetése 70%-os túlélési arányt biztosít; 3 – 60%; 2 – 45%; 1-25% egyenként.

Vannak speciális központok, amelyek a donor és a recipiens kiválasztását végzik átültetésre, például Hollandiában - az „Eurotransplant”. A Fehérorosz Köztársaságban a HLA-rendszer antigénjein alapuló tipizálást is végeznek.

Sejtes mechanizmusok A homeosztázis célja a szöveti sejtek és szervek helyreállítása integritásuk megsértése esetén. Az elpusztult biológiai struktúrák helyreállítását célzó folyamatok összességét ún regeneráció. Ez a folyamat minden szintre jellemző: a fehérjék, a sejtszervecskék összetevőinek, a teljes organellumoknak és maguknak a sejteknek a megújulása. Az orvostudomány számára ezeknek a folyamatoknak az elsajátítása szempontjából fontos a szervi funkciók helyreállítása sérülés vagy idegszakadás után, a sebgyógyulás.

A szöveteket regenerációs képességük szerint 3 csoportra osztják:

Olyan szövetek és szervek, amelyekre jellemző sejtes regeneráció (csontok, laza kötőszövet, vérképző rendszer, endotélium, mesothelium, a bélrendszer nyálkahártyái, a légutak és a húgyúti rendszer.

Olyan szövetek és szervek, amelyekre jellemző sejtes és intracelluláris regeneráció (máj, vese, tüdő, simaizom és vázizmok, vegetatív idegrendszer, endokrin, hasnyálmirigy).

Szövetek, amelyek jellemzői túlnyomórészt intracelluláris regeneráció (miocardium) vagy kizárólag intracelluláris regeneráció (központi idegrendszer ganglionsejtek). Felöleli a makromolekulák és sejtszervecskék helyreállítási folyamatait elemi struktúrák összeállításával, illetve osztásával (mitokondriumok).

Az evolúció során 2 típusú regeneráció alakult ki fiziológiai és reparatív .

Fiziológiai regeneráció - Ez a testelemek helyreállításának természetes folyamata az élet során. Például vörösvértestek és leukociták helyreállítása, bőrhám, haj pótlása, tejfogak maradandóra cseréje. Ezeket a folyamatokat külső és belső tényezők befolyásolják.

Reparatív regeneráció – sérülés vagy sérülés következtében elveszett szervek és szövetek helyreállítása. A folyamat mechanikai sérülések, égési sérülések, vegyi vagy sugársérülések, valamint betegségek, sebészeti beavatkozások következtében következik be.

A reparatív regeneráció fel van osztva tipikus (homomorfózis) és atipikus (heteromorfózis). Az első esetben egy eltávolított vagy megsemmisült szerv regenerálódik, a másodikban az eltávolított szerv helyén egy másik fejlődik ki.

Atipikus regeneráció gerincteleneknél gyakoribb.

A hormonok serkentik a regenerációt agyalapi mirigy És pajzsmirigy . Számos regenerációs módszer létezik:

Epimorfózis vagy teljes regeneráció - a sebfelület helyreállítása, a rész teljessé tétele (pl. gyíknál a farok, gőténél a végtagok visszanövése).

Morphollaxis – az orgona megmaradt részének rekonstrukciója egésszé, csak kisebb méretben.

Ezt a módszert az jellemzi, hogy egy újat rekonstruálnak egy régi maradványaiból (például egy végtag helyreállítása egy csótányban). – helyreállítás a szövetek és szervek intracelluláris átstrukturálódása miatt. A sejtek számának és méretének növekedése miatt a szerv tömege megközelíti az eredetit.

Gerinceseknél a reparatív regeneráció a következő formában megy végbe:

Teljes regeneráció – az eredeti szövet helyreállítása annak károsodása után.

Regeneratív hipertrófia , belső szervekre jellemző.

Ilyenkor a sebfelszín heggel gyógyul, az eltávolított terület nem nő vissza és a szerv formája sem áll helyre. A szerv fennmaradó részének tömege a sejtek számának és méretének növekedése miatt növekszik, és megközelíti az eredeti értéket. Így regenerálódik az emlősökben a máj, a tüdő, a vese, a mellékvese, a hasnyálmirigy, a nyál és a pajzsmirigy.

Intracelluláris kompenzációs hiperplázia sejt ultrastruktúrák. Ebben az esetben a károsodás helyén heg képződik, és az eredeti tömeg helyreállítása a sejtek térfogatának növekedése miatt következik be, és nem az intracelluláris struktúrák (idegszövet) proliferációja (hiperplázia) alapján. .

A szisztémás mechanizmusokat a szabályozási rendszerek kölcsönhatása biztosítja: ideges, endokrin és immunrendszer

Az idegrendszer szabályozása

perifériás neuroregulációs folyamatok, lokális reflexek

A legalapvetőbb szintet a sejt- és szöveti szintű homeosztatikus rendszerek alkotják. Fölöttük a perifériás idegi szabályozási folyamatok, például a helyi reflexek találhatók. Ebben a hierarchiában továbbá vannak bizonyos fiziológiai funkciók önszabályozási rendszerei különféle „visszacsatolási” csatornákkal. Ennek a piramisnak a tetejét az agykéreg és az agy foglalja el.

Egy összetett többsejtű szervezetben mind a közvetlen, mind a visszacsatolási kapcsolatokat nemcsak idegi, hanem hormonális (endokrin) mechanizmusok is megvalósítják. Az endokrin rendszerben lévő mirigyek mindegyike befolyásolja ennek a rendszernek a többi szervét, és ez utóbbi befolyásolja őket.

Endokrin mechanizmusok homeosztázis a B.M. szerint. Zavadszkij, ez a plusz-mínusz kölcsönhatás mechanizmusa, azaz. egyensúlyba hozza a mirigy funkcionális aktivitását a hormon koncentrációjával. A hormon magas koncentrációja esetén (a normál felett) a mirigy aktivitása gyengül, és fordítva. Ez a hatás a hormonnak az azt termelő mirigyre gyakorolt ​​hatására jön létre. Számos mirigyben a szabályozás a hipotalamuszon és az agyalapi mirigy elülső részén keresztül jön létre, különösen stresszreakciók során.

Belső elválasztású mirigyek az agyalapi mirigy elülső lebenyéhez való viszonyuk szerint két csoportra osztható. Ez utóbbi központinak, a többi endokrin mirigy perifériásnak tekinthető. Ez a felosztás azon alapul, hogy az agyalapi mirigy elülső lebenye úgynevezett trópusi hormonokat termel, amelyek bizonyos perifériás endokrin mirigyeket aktiválnak. A perifériás endokrin mirigyek hormonjai viszont az agyalapi mirigy elülső lebenyére hatnak, gátolják a trópusi hormonok szekrécióját.

A homeosztázist biztosító reakciók nem korlátozódhatnak egyetlen belső elválasztású mirigyre sem, hanem valamilyen mértékben az összes mirigyet érintik. Az így létrejövő reakció láncpályát vesz fel, és átterjed más effektorokra. A hormonok élettani jelentősége a szervezet egyéb funkcióinak szabályozásában rejlik, ezért a láncjelleget minél jobban ki kell fejezni.

A szervezet környezetében fellépő állandó zavarok hozzájárulnak a homeosztázis hosszú életen át tartó fenntartásához. Ha olyan életkörülményeket teremtesz, amelyekben semmi sem okoz jelentős változásokat a belső környezetben, akkor a szervezet teljesen fegyvertelen lesz, amikor a környezettel találkozik, és hamarosan meghal.

Az idegi és endokrin szabályozó mechanizmusok kombinációja a hipotalamuszban komplex homeosztatikus reakciókat tesz lehetővé, amelyek a szervezet zsigeri működésének szabályozásával kapcsolatosak. Az idegrendszer és az endokrin rendszer a homeosztázis egyesítő mechanizmusa.

Az idegi és humorális mechanizmusok általános reakciójára példa a stresszes állapot, amely kedvezőtlen életkörülmények között alakul ki, és fennáll a homeosztázis megzavarásának veszélye. Stressz hatására a legtöbb rendszer állapotában változás figyelhető meg: izom-, légző-, szív- és érrendszeri, emésztő-, érzékszervek, vérnyomás, vérösszetétel. Mindezek a változások egyéni homeosztatikus reakciók megnyilvánulása, amelyek célja a szervezet kedvezőtlen tényezőkkel szembeni ellenállásának növelése. A test erőinek gyors mozgósítása védekező reakcióként hat a stresszre.

A „szomatikus stressz” esetén a test általános ellenállásának növelésének problémája a 13. ábrán látható séma szerint megoldódik.

Rizs. 13 - Séma a test általános ellenállásának növelésére közben

Az élőlényekben rejlő tulajdonságok között említik a homeosztázist. Ez a fogalom egy szervezetre jellemző relatív állandóságra utal. Érdemes részletesen megérteni, miért van szükség a homeosztázisra, mi az, és hogyan nyilvánul meg.

A homeosztázis az élő szervezet olyan tulajdonsága, amely lehetővé teszi számára, hogy fontos jellemzőit elfogadható határokon belül tartsa. A normál működéshez a belső környezet és az egyéni mutatók állandósága szükséges.

A külső hatások és a kedvezőtlen tényezők olyan változásokhoz vezetnek, amelyek negatívan befolyásolják az általános állapotot. De a szervezet képes magától felépülni, és visszaadja jellemzőit az optimális szintre. Ez a kérdéses ingatlan miatt történik.

Figyelembe véve a homeosztázis fogalmát és annak megállapítását, hogy mi az, meg kell határozni, hogyan valósul meg ez a tulajdonság. Ezt a legkönnyebben úgy érthetjük meg, ha cellákat használunk példaként. Mindegyik rendszert a mobilitás jellemez. Bizonyos körülmények hatására a tulajdonságai megváltozhatnak.

A normális működéshez a sejtnek rendelkeznie kell a létezéséhez optimális tulajdonságokkal. Ha a mutatók eltérnek a normától, a vitalitás csökken. A halál megelőzése érdekében minden ingatlant vissza kell állítani az eredeti állapotába.

Erről szól a homeosztázis. Semlegesít minden olyan változást, amely a sejtre gyakorolt ​​hatás következtében fellép.

Meghatározás

Határozzuk meg, mi az élő szervezetnek ez a tulajdonsága. Kezdetben ezt a kifejezést az állandó belső környezet fenntartásának képességének leírására használták. A tudósok azt feltételezték, hogy ez a folyamat csak az intercelluláris folyadékot, a vért és a nyirokrendszert érinti.

Állandóságuk teszi lehetővé a szervezet számára, hogy stabil állapotot tartson fenn. De később kiderült, hogy ez a képesség minden nyílt rendszer velejárója.

A homeosztázis definíciója megváltozott. Ma ez a neve egy nyitott rendszer önszabályozásának, amely a dinamikus egyensúly fenntartásából áll, koordinált reakciók végrehajtásával. Nekik köszönhetően a rendszer viszonylag állandó paramétereket tart fenn, amelyek a normál élethez szükségesek.

Ezt a kifejezést nemcsak a biológiában kezdték használni. Alkalmazást talált a szociológiában, a pszichológiában, az orvostudományban és más tudományokban. Mindegyiknek megvan a maga értelmezése ennek a fogalomnak, de van egy közös lényegük - az állandóság.

Jellemzők

Annak megértéséhez, hogy pontosan mit nevezünk homeosztázisnak, meg kell találnia, hogy mik ennek a folyamatnak a jellemzői.

A jelenségnek a következő jellemzői vannak:

1. Az egyensúlyra való törekvés. Egy nyitott rendszer minden paraméterének összhangban kell lennie egymással.
2. Az alkalmazkodási lehetőségek azonosítása. A paraméterek megváltoztatása előtt a rendszernek meg kell határoznia, hogy lehetséges-e alkalmazkodni a megváltozott életkörülményekhez. Ez elemzés útján történik.
3. Az eredmények kiszámíthatatlansága. A mutatók szabályozása nem mindig vezet pozitív változásokhoz.

A vizsgált jelenség összetett folyamat, amelynek megvalósítása különböző körülményektől függ. Előfordulását a nyitott rendszer tulajdonságai és működési feltételeinek sajátosságai határozzák meg.

Alkalmazás a biológiában

Ezt a kifejezést nem csak élőlényekkel kapcsolatban használják. Különféle területeken használják. Ahhoz, hogy jobban megértsük, mi a homeosztázis, meg kell találnia, hogy a biológusok milyen jelentést tulajdonítanak neki, mivel ez az a terület, ahol leggyakrabban használják.

Ez a tudomány kivétel nélkül minden lénynek tulajdonítja ezt a tulajdonságot, tekintet nélkül azok felépítésére. Jellemzően egysejtű és többsejtű. Az egysejtű szervezetekben az állandó belső környezet fenntartásában nyilvánul meg.

A bonyolultabb szerkezetű szervezetekben ez a jellemző az egyes sejtekre, szövetekre, szervekre és rendszerekre vonatkozik. Az állandó paraméterek között szerepel a testhőmérséklet, a vér összetétele és az enzimtartalom.

A biológiában a homeosztázis nemcsak az állandóság megőrzését jelenti, hanem a szervezetnek a változó környezeti feltételekhez való alkalmazkodási képességét is.

A biológusok kétféle lényt különböztetnek meg:

1. Konformációs, amelyben a szervezet jellemzői a feltételektől függetlenül megmaradnak. Ide tartoznak a melegvérű állatok.
2. Szabályozó, a külső környezet változásaira reagáló és azokhoz való alkalmazkodás. Ide tartoznak a kétéltűek.

Ha ezen a területen jogsértések vannak, a helyreállítás vagy az alkalmazkodás nem figyelhető meg. A test sebezhetővé válik és meghalhat.

Hogyan történik ez emberekben?

Az emberi test nagyszámú sejtből áll, amelyek egymással kapcsolatban állnak, és szöveteket, szerveket és szervrendszereket alkotnak. A külső hatások következtében az egyes rendszerekben és szervekben változások következhetnek be, amelyek az egész szervezetben változásokat vonnak maguk után.

De a normális működéshez a szervezetnek meg kell őriznie az optimális funkciókat. Ennek megfelelően minden becsapódás után vissza kell térnie eredeti állapotába. Ez a homeosztázis miatt következik be.

Ez a tulajdonság olyan paraméterekre van hatással, mint például:

• hőfok,
• tápanyagtartalom
• savasság,
• vérösszetétel,
• hulladék elszállítás.

Mindezek a paraméterek befolyásolják a személy egészének állapotát. Az élet megőrzéséhez hozzájáruló kémiai reakciók normális lefolyása tőlük függ. A homeosztázis lehetővé teszi a korábbi mutatók visszaállítását bármilyen hatás után, de nem okoz adaptív reakciókat. Ez a tulajdonság nagyszámú egyidejűleg működő folyamat általános jellemzője.

A vérért

A vér homeosztázis az egyik fő jellemző, amely befolyásolja az élőlények életképességét. Folyékony alapja a vér, hiszen minden szövetben és szervben megtalálható.

Ennek köszönhetően a test egyes részeit oxigénnel látják el, eltávolítják a káros anyagokat és anyagcseretermékeket.

Ha zavarok vannak a vérben, akkor ezeknek a folyamatoknak a teljesítménye romlik, ami befolyásolja a szervek és rendszerek működését. Az összes többi funkció összetételének állandóságától függ.

Ennek az anyagnak a következő paramétereket viszonylag állandó szinten kell tartania:

• savasság szintje;
• ozmotikus nyomás;
• plazma elektrolit arány;
• a glükóz mennyisége;
• sejtes összetétel.

Annak köszönhetően, hogy ezeket a mutatókat a normál határokon belül tartják, még a kóros folyamatok hatására sem változnak. Kisebb ingadozások rejlenek bennük, és ez nem árt. De ritkán haladják meg a normál értékeket.

Ez érdekes! Ha ezen a területen zavarok lépnek fel, a vérparaméterek nem térnek vissza eredeti helyzetükbe. Ez súlyos problémák jelenlétét jelzi. A szervezet képtelenné válik az egyensúly fenntartására. Ennek eredményeként fennáll a komplikációk veszélye.

Használata az orvostudományban

Ezt a fogalmat széles körben használják az orvostudományban. Ezen a területen lényege szinte hasonló a biológiai jelentéséhez. Ez a fogalom az orvostudományban a kompenzációs folyamatokat és a szervezet önszabályozási képességét takarja.

Ez a fogalom magában foglalja a szabályozó funkció megvalósításában részt vevő összes összetevő kapcsolatait és kölcsönhatásait. Lefedi az anyagcsere folyamatokat, a légzést és a vérkeringést.

Az orvosi kifejezések között az a különbség, hogy a tudomány a homeosztázist a kezelés kiegészítő tényezőjének tekinti. Betegségekben a szervek működése megzavarodik a szervek károsodása miatt. Ez az egész testet érinti. Terápia segítségével lehetőség nyílik a problémás szerv tevékenységének helyreállítására. A szóban forgó képesség hozzájárul hatékonyságának növeléséhez. Az eljárásoknak köszönhetően a szervezet maga irányítja a kóros jelenségek megszüntetésére irányuló erőfeszítéseket, megpróbálja visszaállítani a normál paramétereket.

Ennek lehetőségeinek hiányában beindul egy adaptációs mechanizmus, amely a sérült szerv terhelésének csökkentésében nyilvánul meg. Ez lehetővé teszi a károsodás csökkentését és a betegség aktív progressziójának megelőzését. Azt mondhatjuk, hogy az orvostudományban az olyan fogalmat, mint a homeosztázis, gyakorlati szempontból tekintjük.

Wikipédia

Bármely kifejezés jelentését vagy bármely jelenség jellemzőjét leggyakrabban a Wikipédiából ismerjük meg. Ezt a koncepciót részletesen, de a legegyszerűbb értelemben vizsgálja: a test alkalmazkodási, fejlődési és túlélési vágyának nevezi.

Ezt a megközelítést az magyarázza, hogy ennek a tulajdonságnak a hiányában az élőlény nehezen tud alkalmazkodni a változó környezeti feltételekhez és a megfelelő irányba fejlődni.

És ha zavarok lépnek fel a működésben, a lény egyszerűen meghal, mivel nem tud visszatérni normál állapotába.

Fontos! A folyamat végrehajtásához szükséges, hogy minden szerv és rendszer harmonikusan működjön. Ez biztosítja, hogy minden létfontosságú paraméter a normál határokon belül maradjon. Ha egy adott mutatót nem lehet szabályozni, az a folyamat végrehajtásával kapcsolatos problémákat jelez.

Példák

E jelenség példái segítenek megérteni, mi a homeosztázis a szervezetben. Az egyik az állandó testhőmérséklet fenntartása. Néhány változás benne rejlik, de ezek csekélyek. A hőmérséklet súlyos emelkedése csak betegségek jelenlétében figyelhető meg. Egy másik példa a vérnyomás mérése. A mutatók jelentős növekedése vagy csökkenése egészségügyi problémák miatt következik be. Ugyanakkor a szervezet arra törekszik, hogy visszatérjen a normál jellemzőihez.

Hasznos videó

Foglaljuk össze

A vizsgált tulajdonság az egyik kulcsfontosságú a normális működéshez és az élet megőrzéséhez, ez a létfontosságú paraméterek optimális mutatóinak visszaállításának képessége. Ezekben bekövetkező változások külső hatások vagy patológiák hatására következhetnek be. Ennek a képességnek köszönhetően az élőlények ellenállnak a külső tényezőknek.

HOMEOSTÁZIS, homeosztázis (homeosztázis; Görög, homoios hasonló, azonos + pangásos állapot, mozdulatlanság), - a belső környezet (vér, nyirok, szövetnedv) relatív dinamikus állandósága és az alapvető élettani funkciók (keringés, légzés, hőszabályozás, anyagcsere stb.) stabilitása. ) emberi és állati testek. Szabályozó mechanizmusok, amelyek támogatják a fiziol. az egész szervezet sejtjeinek, szerveinek és rendszereinek állapotát vagy tulajdonságait optimális szinten homeosztatikusnak nevezzük.

Mint ismeretes, az élő sejt egy mobil, önszabályozó rendszer. Belső szerveződését aktív folyamatok támogatják, amelyek célja a külső és belső környezet különböző hatások által okozott eltolódások korlátozása, megakadályozása vagy megszüntetése. A sejt fő tulajdonsága az a képesség, hogy egy bizonyos átlagos szinttől való eltérést követően visszatérhessen az eredeti állapotba, amelyet egy-egy „zavaró” tényező okoz. A többsejtű szervezet egy holisztikus szervezet, amelynek sejtelemei különféle funkciók ellátására specializálódtak. A testen belüli kölcsönhatást összetett szabályozó, koordináló és korrelációs mechanizmusok hajtják végre idegi, humorális, metabolikus és egyéb tényezők részvételével. A sejten belüli és intercelluláris kapcsolatokat szabályozó számos egyedi mechanizmus bizonyos esetekben kölcsönösen ellentétes (antagonista) hatást fejt ki, amelyek kiegyenlítik egymást. Ez egy mozgékony fiziol, háttér (fiziol, egyensúly) kialakulásához vezet a szervezetben, és lehetővé teszi az élő rendszer számára, hogy a környezet változásai és a szervezet élete során fellépő eltolódások ellenére is fenntartsa a viszonylagos dinamikus állandóságot.

A „homeosztázis” kifejezést 1929-ben javasolta Amer. W. Cannon fiziológus, aki úgy vélte, hogy a fiziol, a test stabilitását fenntartó folyamatok annyira összetettek és sokrétűek, hogy célszerű ezeket a G általános néven egyesíteni. C. Bernard azonban még 1878-ban azt írta, hogy minden életfolyamat csak egy a cél az állandó életkörülmények fenntartása belső környezetünkben. Hasonló megállapítások találhatók számos 19. századi és a 20. század első felének kutató munkájában. [E. Pfluger, S. Richet, Frederic (L. A. Fredericq), I. M. Sechenov, I. P. Pavlov, K. M. Bykov stb.]. L. S. Stern (o., munkatársai) munkái, amelyek a szervek és szövetek mikrokörnyezetének összetételét és tulajdonságait szabályozó barrier funkciók szerepének szentelték (lásd), nagy jelentőséggel bírtak G. problémájának vizsgálatában.

A G gondolata nem felel meg a stabil (nem ingadozó) egyensúly fogalmának a testben - az egyensúly elve nem alkalmazható komplex fiziológiára és biokémiaira. élő rendszerekben zajló folyamatok. Szintén helytelen a G.-t szembeállítani a belső környezet ritmikus ingadozásával (lásd Biológiai ritmusok). A G. tág értelemben a reakciók ciklikus és fázisos lefolyásának, a kompenzációnak (lásd Kompenzációs folyamatok), a fiziol szabályozásának és önszabályozásának, a funkcióknak (lásd Élettani funkciók önszabályozása), a reakciók egymásrautaltságának dinamikájának kérdésköreit fedi le. idegi, humorális és a szabályozási folyamat egyéb összetevői. G. határai merevek és rugalmasak lehetnek, és az egyéni életkortól, nemtől, társadalomtól és szakmától függően változhatnak. és egyéb feltételek.

A test életében különösen fontos a vér összetételének állandósága - a test folyékony mátrixa, ahogyan W. Cannon fogalmaz. Jól ismert az aktív reakciójának stabilitása (pH), az ozmotikus nyomás, az elektrolitok aránya (nátrium, kalcium, klór, magnézium, foszfor), glükóztartalom, a képződött elemek száma stb. általában nem haladja meg a 7,35-7,47 értéket. Még a patollal végzett sav-bázis anyagcsere súlyos rendellenességei, a savak felhalmozódása a szövetfolyadékban, például diabéteszes acidózis esetén is nagyon csekély hatással van a vér aktív reakciójára (lásd Sav-bázis egyensúly). Annak ellenére, hogy a vér és a szövetfolyadék ozmotikus nyomása folyamatos ingadozásoknak van kitéve az intersticiális anyagcsere ozmotikusan aktív termékeinek állandó ellátása miatt, bizonyos szinten marad, és csak néhány súlyos patol állapot esetén változik (lásd az ozmotikus nyomást). Az állandó ozmotikus nyomás fenntartása kiemelten fontos a vízanyagcseréhez és a szervezet ionegyensúlyának fenntartásához (lásd Víz-só anyagcsere). A belső környezetben a nátriumionok koncentrációja a legállandóbb. Más elektrolitok tartalma is szűk határok között változik. A nagyszámú ozmoreceptor jelenléte (lásd) a szövetekben és szervekben, beleértve a központi idegrendszeri formációkat (hipotalamusz, hippokampusz), valamint a vízanyagcsere és az ionösszetétel szabályozóinak összehangolt rendszere lehetővé teszi a szervezet számára, hogy gyorsan kiküszöbölje az ozmotikus eltolódásokat. a vér nyomása, amely fellép például, amikor vizet juttatunk a szervezetbe.

Annak ellenére, hogy a vér a test általános belső környezetét képviseli, a szervek és szövetek sejtjei közvetlenül nem érintkeznek vele. A többsejtű szervezetekben minden szervnek saját belső környezete (mikrokörnyezete) van, amely megfelel szerkezeti és funkcionális jellemzőinek, a szervek normál állapota a vegyi anyagtól függ. a mikrokörnyezet összetétele, fizikai-kémiai, biológiai és egyéb tulajdonságai. G.-jét a hisztohematikus gátak funkcionális állapota (lásd Barrier funkciók) és azok permeabilitása határozza meg a vér -> szövetfolyadék, szövetfolyadék -> vér irányokban.

A belső környezet állandósága különösen fontos a központ tevékenysége szempontjából. n. old.: még kisebb vegyszerek is. és fizikai-kémiai az agy-gerincvelői folyadékban, a gliákban és a pericelluláris terekben fellépő eltolódások éles zavarokat okozhatnak az egyes neuronokban vagy azok együttesében zajló életfolyamatok lefolyásában (lásd Vér-agy gát). A vérnyomás optimális szintjét biztosító rendszer egy komplex homeosztatikus rendszer, amely magában foglalja a különböző neurohumorális, biokémiai, hemodinamikai és egyéb szabályozó mechanizmusokat (lásd). Ebben az esetben a vérnyomás felső határát a szervezet érrendszerének baroreceptorainak működése (lásd Angioceptorok), alsó határát pedig a szervezet vérellátási szükséglete határozza meg.

A magasabb rendű állatok és emberek testében a legfejlettebb homeosztatikus mechanizmusok közé tartoznak a hőszabályozási folyamatok (lásd); A homeoterm állatoknál a test belső részeinek hőmérséklet-ingadozása nem haladja meg a tized fokot a környezet legdrámaibb hőmérséklet-változásai során.

A különböző kutatók eltérő módon magyarázzák az általános biológia mechanizmusait. karakter mögött G. Így W. Cannon különös jelentőséget tulajdonított c. n. pp., L.A. Orbeli a szimpatikus idegrendszer adaptív-trofikus funkcióját tartotta az egyik vezető tényezőnek. Az idegi apparátus szervező szerepe (az idegrendszer elve) a G. elveinek lényegére vonatkozó széles körben ismert elképzelések (I. M. Sechenov, I. P. Pavlov, A. D. Szperanszkij stb.) hátterében áll. Azonban sem a domináns elv (A. A. Ukhtomsky), sem a barrier funkciók elmélete (L. S. Stern), sem az általános adaptációs szindróma (G. Selye), sem a funkcionális rendszerek elmélete (P. K. Anokhin), sem a G hipotalamusz szabályozása. (N. I. Grashchenkov) és sok más elmélet nem oldja meg teljesen G.

Egyes esetekben a G. gondolatát nem teljesen jogszerűen használják az elszigetelt fiziológiás állapotok, folyamatok és akár társadalmi jelenségek magyarázatára. Így keletkeztek a szakirodalomban fellelhető „immunológiai”, „elektrolit”, „szisztémás”, „molekuláris”, „fiziko-kémiai”, „genetikai homeosztázis” stb. kifejezések G. az önszabályozás elvéhez (lásd Biológiai rendszer, autoreguláció biológiai rendszerekben). A G. problémájának megoldására a kibernetika szemszögéből példa Ashby kísérlete (W. R. Ashby, 1948), hogy olyan önszabályozó eszközt hozzon létre, amely modellezi az élő szervezetek azon képességét, hogy bizonyos mennyiségek szintjét fenntartsák a fiziológián belül, elfogadható módon. határértékek (lásd Homeosztát). Egyes szerzők a test belső környezetét egy összetett láncrendszer formájában tekintik, amely számos „aktív bemenettel” (belső szervek) és egyéni fiziológiai mutatókkal (véráramlás, vérnyomás, gázcsere stb.) rendelkezik. amelyet a „bemenetek” tevékenysége határoz meg.

A gyakorlatban a kutatók és a klinikusok a szervezet adaptív (adaptív) vagy kompenzációs képességeinek felmérésével, szabályozásával, erősítésével és mobilizálásával, valamint a szervezet zavaró hatásokra adott reakcióinak előrejelzésével szembesülnek. A vegetatív instabilitás egyes állapotait, amelyeket a szabályozási mechanizmusok elégtelensége, túlzottsága vagy elégtelensége okoz, „homeosztázis betegségeinek” tekintik. Bizonyos megegyezéssel ide tartozhatnak a szervezet normális működésének az öregedéssel összefüggő funkcionális zavarai, a biológiai ritmusok kényszerű átstrukturálása, a vegetatív dystonia egyes jelenségei, a hiper- és hipokompenzációs reaktivitás stresszes és extrém hatások hatására (lásd Stressz), stb. .

A homeosztatikus mechanizmusok állapotának felmérésére fiziológiában, kísérletben és ékben, gyakorlatban különféle adagolt funkcionális teszteket (hideg, meleg, adrenalin, inzulin, mezaton stb.) alkalmaznak a biológiailag aktív anyagok (hormonok) arányának meghatározásával. , mediátorok, metabolitok) a vérben és a vizeletben stb.

A homeosztázis biofizikai mechanizmusai

Kémiai szempontból. A biofizikában a homeosztázis egy olyan állapot, amelyben a szervezetben az energiaátalakításokért felelős összes folyamat dinamikus egyensúlyban van. Ez az állapot a legstabilabb, és megfelel a fiziolnak, az optimumnak. A termodinamika koncepcióinak megfelelően (lásd) egy organizmus és egy sejt létezhet és alkalmazkodhat olyan környezeti feltételekhez, amelyek mellett a fizikai-kémiai anyagok stacioner áramlása létrejöhet egy biol rendszerben. folyamatok, azaz a homeosztázis. A gáz létrehozásában elsősorban a sejtmembránrendszereké a főszerep, amelyek a bioenergetikai folyamatokért felelősek, és szabályozzák az anyagok sejtek általi bejutását és kibocsátását (lásd Biológiai membránok).

Ebből a szempontból a rendellenesség fő okai a membránokban fellépő nem enzimatikus reakciók, amelyek szokatlanok a normális élethez; a legtöbb esetben ezek oxidációs láncreakciók, amelyekben a sejtfoszfolipidekben előforduló szabad gyökök vesznek részt. Ezek a reakciók a sejtek szerkezeti elemeinek károsodásához és a szabályozó funkció megzavarásához vezetnek (lásd Gyökök, Láncreakciók). A G. rendellenességeket okozó tényezők közé tartoznak a gyökképződést okozó szerek is - ionizáló sugárzás, fertőző toxinok, bizonyos élelmiszerek, nikotin, valamint vitaminhiány stb.

A membránok homeosztatikus állapotát és működését stabilizáló egyik fő tényező a bioantioxidánsok, amelyek gátolják az oxidatív gyökös reakciók kialakulását (lásd Antioxidánsok).

A homeosztázis életkorral összefüggő jellemzői gyermekeknél

A test belső környezetének állandósága és a fizikai-kémiai relatív stabilitás. A gyermekkori mutatókat az anabolikus anyagcsere-folyamatok kifejezett túlsúlya biztosítja a katabolikusokkal szemben. Ez a növekedés elengedhetetlen feltétele (lásd), és megkülönbözteti a gyermek testét a felnőttek testétől, akiknél az anyagcsere-folyamatok intenzitása dinamikus egyensúlyi állapotban van. Ebben a tekintetben a gyermek testének neuroendokrin szabályozása intenzívebbnek bizonyul, mint a felnőtteknél. Minden korszakot a G.-féle mechanizmusok és azok szabályozásának sajátosságai jellemeznek. Ezért a súlyos, gyakran életveszélyes gyomor-bélrendszeri rendellenességek sokkal gyakrabban fordulnak elő gyermekeknél, mint felnőtteknél. Ezek a rendellenességek leggyakrabban a vesék homeosztatikus funkcióinak éretlenségével, a gyomor-bél traktus működésének zavaraival járnak. traktus vagy a tüdő légzési funkciója (lásd Légzés).

A gyermek növekedését, amely sejtjei tömegének növekedésében fejeződik ki, a test folyadékeloszlásának határozott változásai kísérik (lásd a víz-só anyagcserét). Az extracelluláris folyadék térfogatának abszolút növekedése elmarad a teljes súlygyarapodás ütemétől, így a belső környezet testtömeg százalékában kifejezett relatív térfogata az életkorral csökken. Ez a függőség különösen kifejezett a születés utáni első évben. Idősebb gyermekeknél az extracelluláris folyadék relatív térfogatának változási sebessége csökken. A folyadéktérfogat állandóságát szabályozó rendszer (térfogatszabályozás) meglehetősen szűk határok között kompenzálja a vízháztartás eltéréseit. Az újszülöttek és kisgyermekek magas fokú szöveti hidratáltsága meghatározza, hogy a gyermek vízszükséglete (testtömegegységre vonatkoztatva) lényegesen magasabb, mint a felnőtteknél. A vízvesztés vagy annak korlátozása gyorsan kiszáradás kialakulásához vezet az extracelluláris szektor, azaz a belső környezet miatt. Ugyanakkor a vesék - a térfogatszabályozó rendszer fő végrehajtó szervei - nem biztosítanak vízmegtakarítást. A szabályozást korlátozó tényező a vesetubuláris rendszer éretlensége. A G. neuroendokrin kontrolljának legfontosabb jellemzője újszülötteknél és kisgyermekeknél az aldoszteron viszonylag magas szekréciója és vesén keresztüli kiválasztódása (lásd), amely közvetlen hatással van a szövetek hidratáltságának állapotára és a vesetubulusok működésére.

A vérplazma és az extracelluláris folyadék ozmotikus nyomásának szabályozása gyermekeknél szintén korlátozott. A belső környezet ozmolaritása szélesebb tartományban ingadozik (+ 50 mOsm/L), mint felnőtteknél (+ 6 mOsm/L). Ennek oka az 1 kg-ra jutó nagyobb testfelület és ennek következtében a légzés során fellépő jelentősebb vízveszteség, valamint a gyermekek vizeletkoncentrációjának vese-mechanizmusainak éretlensége. A G. hiperozmózissal megnyilvánuló rendellenességei különösen gyakoriak az újszülött korban és az élet első hónapjaiban; idősebb korban a hipoozmózis kezd uralkodni, a ch. arr. sárga-kissel. vesebetegség vagy betegség. Kevésbé tanulmányozott a vér ionos szabályozása, amely szorosan összefügg a vesék tevékenységével és a táplálkozás természetével.

Korábban azt hitték, hogy az extracelluláris folyadék ozmotikus nyomását meghatározó fő tényező a nátrium koncentrációja, de az újabb vizsgálatok kimutatták, hogy nincs szoros összefüggés a vérplazma nátriumtartalma és a teljes ozmotikus nyomás értéke között. a patológiában. A kivétel a plazmatikus hipertónia. Következésképpen a glükóz-só oldatok beadásával végzett homeosztatikus terápia nemcsak a szérum vagy a vérplazma nátriumtartalmának, hanem az extracelluláris folyadék teljes ozmolaritásának változását is követeli. A cukor és a karbamid koncentrációja nagy jelentőséggel bír a belső környezet általános ozmotikus nyomásának fenntartásában. Ezeknek az ozmotikusan aktív anyagoknak a tartalma és a víz-só anyagcserére gyakorolt ​​hatásuk számos kóros állapotban meredeken emelkedhet. Ezért minden G. megsértése esetén meg kell határozni a cukor és a karbamid koncentrációját. A fentiek miatt kisgyermekeknél a víz-só és fehérje rezsim zavara esetén lappangó hiper- vagy hipoozmózis állapot, hyperazotemia alakulhat ki (E. Kerpel-Froniusz, 1964).

A gyermekeknél a G.-t jellemző fontos mutató a hidrogénionok koncentrációja a vérben és az extracelluláris folyadékban. A születés előtti és korai posztnatális időszakban a sav-bázis egyensúly szabályozása szorosan összefügg a vér oxigéntelítettségének mértékével, ami az anaerob glikolízis relatív túlsúlyával magyarázható a bioenergetikai folyamatokban. Sőt, még a magzat mérsékelt hipoxiáját is kíséri a tej felhalmozódása a szövetekben. Ezenkívül a vesék acidogenetikus funkciójának éretlensége megteremti a „fiziológiás” acidózis kialakulásának előfeltételeit (lásd). A G. sajátosságaiból adódóan az újszülöttek gyakran tapasztalnak olyan rendellenességeket, amelyek a fiziológiás és a kóros határvonalat érintik.

A pubertás időszakban a neuroendokrin rendszer átstrukturálódása a mirigyben bekövetkező változásokkal is összefügg, azonban a végrehajtó szervek (vese, tüdő) funkciói ebben az életkorban érik el maximális érettségüket, ezért ritkák a súlyos szindrómák vagy mirigybetegségek. de gyakrabban beszélünk arról

az anyagcsere kompenzált változásairól, melyek csak biokémiai vérvizsgálattal mutathatók ki. A klinikán a G. gyermekeknél történő jellemzéséhez a következő mutatókat kell megvizsgálni: hematokrit, összozmotikus nyomás, nátrium-, kálium-, cukor-, bikarbonát- és karbamid-tartalom a vérben, valamint a vér pH-ja, pO 2 ill. pCO 2.

A homeosztázis jellemzői idős és szenilis korban

A különböző korszakokban a homeosztatikus értékek azonos szintjét tartják fenn a szabályozási rendszerek különböző eltolódásai miatt. Például a vérnyomás állandóságát fiatal korban a magasabb perctérfogat és az alacsony teljes perifériás vaszkuláris rezisztencia, időseknél és szeniliseknél pedig a magasabb teljes perifériás ellenállás és a perctérfogat csökkenése miatt tartják fenn. A szervezet öregedésével a legfontosabb fiziol, funkciók állandósága a csökkenő megbízhatóság és a fiziol lehetséges tartományának csökkenése, a G változása mellett is megmarad. A relatív G. megőrzése jelentős szerkezeti, anyagcsere- és funkcionális változásokkal azzal a ténnyel érhető el, hogy egyidejűleg nemcsak a kihalás, megszakadás és degradáció következik be, hanem specifikus adaptációs mechanizmusok kialakulása is. Ennek köszönhetően állandó szinten tartható a vércukorszint, a vér pH-ja, az ozmotikus nyomás, a sejtmembránpotenciál stb.

A neurohumorális szabályozás mechanizmusainak változásai (lásd), a szövetek érzékenységének növekedése a hormonok és mediátorok hatására az idegi hatások gyengülése miatt jelentős jelentőséggel bírnak a G. megőrzésében a szervezet öregedési folyamatában. .

A szervezet öregedésével jelentősen megváltozik a szív munkája, a tüdőszellőztetés, a gázcsere, a vesefunkciók, az emésztőmirigyek szekréciója, a belső elválasztású mirigyek működése, az anyagcsere stb. Ezek a változások homeorézisként jellemezhetők - az anyagcsere és a fiziol intenzitásának változásának természetes pályája (dinamikája). idővel az életkorral működik. Az életkorral összefüggő változások lefolyásának jelentősége nagyon fontos az ember öregedési folyamatának jellemzésében, életkorának, életkorának meghatározásában.

Időskorban és időskorban az adaptív mechanizmusok általános potenciálja csökken. Ezért idős korban, megnövekedett terhelés, stressz és egyéb helyzetekben az alkalmazkodási mechanizmusok meghibásodásának és az egészség megzavarásának valószínűsége nő. A G.-féle mechanizmusok megbízhatóságának ilyen csökkenése az egyik legfontosabb előfeltétele a patol és az időskori rendellenességek kialakulásának.

Bibliográfia: Adolf E. Élettani szabályozás fejlődése, ford. angolból, M., 1971, bibliogr.; Anokhin P.K. esszék a funkcionális rendszerek fiziológiájáról, M., 1975, bibliogr.; In e l t i-sh e in Yu E., Samsygina G, A. and Ermakova I. A. A vesék ozmoregulációs funkciójának jellemzőiről az újszülött korban, Pediatrics, No. 5, p. 46, 1975; Gellhorn E. A vegetatív idegrendszer szabályozási funkciói, ford. angolból, M., 1948, bibliogr.; GlensdorfP. és Prigogine. A szerkezet termodinamikai elmélete" Stabilitás és ingadozások, ford. angolból, M., 1973, bibliogr.; Homeosztázis, szerk. P. D. Gorizontova, M., 1976; A magzati vér légzésfunkciója a szülészeti klinikán, szerk. L. S. Persianinova és munkatársai, M., 1971; Kassil G.N. A homeosztázis problémája a fiziológiában és a klinikán, Vestn. A Szovjetunió Orvostudományi Akadémiája, 7. szám, p. 64, 1966, bibliogr.; Rozanova V. D. Esszék a kísérleti kor farmakológiájáról, L., 1968, bibliogr.; F r mintegy l-k és V. V. Szabályozás, alkalmazkodás és öregedés, JI., 1970, bibliogr.; Stern L. S. Közvetlen tápközeg szervek és szövetek, M., 1960; CannonW. B. A fiziológiai homeosztázis szervezete, Physiol. Rev., v. 9. o. 399, 1929; Homeosztatikus szabályozók, szerk. írta: G, E. W. Wolstenholme a. J. Knight, L., 1969; Langley L. L. Homeostasis, Stroudsburg, 1973.

G. N. Kassil; Yu E. Veltishchev (ped.), B. N. Tarusov (biofiz.), V. V. Frolkis (német).