Какво е хомеостаза в медицината. Вътрешна среда на тялото. Хомеостаза, нейните видове. Механизми за регулиране на хомеостазата и жизнените функции на организма. Нива на невроендокринна регулация

В биологията това е поддържане на постоянството на вътрешната среда на тялото.
Хомеостазата се основава на чувствителността на тялото към отклонението на определени параметри (хомеостатични константи) от дадена стойност. Граници на допустимите колебания на хомеостатичния параметър ( хомеостатична константа) може да бъде широк или тесен. Тесни граници имат: телесната температура, pH на кръвта, нивата на кръвната захар. Широки граници имат: кръвно налягане, телесно тегло, концентрация на аминокиселини в кръвта.
Специални вътреорганизмени рецептори ( интерорецептори) отговарят на отклонения на хомеостатичните параметри от определени граници. Такива интерорецептори се намират в таламуса, хипоталамуса, в кръвоносните съдове и в органите. В отговор на отклонения в параметрите те предизвикват възстановителни хомеостатични реакции.

Общ механизъм на невроендокринните хомеостатични реакции за вътрешна регулация на хомеостазата

Параметрите на хомеостатичната константа се отклоняват, интерорецепторите се възбуждат, след това се възбуждат съответните центрове на хипоталамуса, те стимулират освобождаването на съответните либерини от хипоталамуса. В отговор на действието на либерините се отделят хормони от хипофизната жлеза, а след това под действието им се отделят хормони на други ендокринни жлези. Хормоните, отделяни от ендокринните жлези в кръвта, променят метаболизма и функционирането на органите и тъканите. В резултат на това установеният нов режим на работа на органи и тъкани измества променените параметри към предишната зададена стойност и възстановява стойността на хомеостатичната константа. Това е общият принцип за възстановяване на хомеостатичните константи, когато те се отклоняват.

2. В тези функционални нервни центрове се определя отклонението на тези константи от нормата. Отклонението на константите в дадени граници се елиминира благодарение на регулаторните възможности на самите функционални центрове.

3. Въпреки това, когато някоя хомеостатична константа се отклонява над или под приемливите граници, функционалните центрове предават възбуждане по-високо: към "центрове за нужда" хипоталамус. Това е необходимо, за да се премине от вътрешна неврохуморална регулация на хомеостазата към външна - поведенческа.

4. Възбуждането на един или друг център на потребност на хипоталамуса формира съответно функционално състояние, което субективно се преживява като нужда от нещо: храна, вода, топлина, студ или секс. Възниква психоемоционално състояние на неудовлетвореност, което активира и подтиква към действие.

5. За организиране на целенасочено поведение е необходимо да се избере само една от потребностите като приоритетна и да се създаде работеща доминанта за нейното задоволяване. Смята се, че основна роля за това играят сливиците на мозъка (Corpus amygdoloideum). Оказва се, че въз основа на една от нуждите, които хипоталамусът формира, амигдалата създава водеща мотивация, която организира целенасочено поведение за задоволяване само на тази избрана потребност.

6. Следващият етап може да се счита за стартиране на подготвително поведение или рефлекс на задвижване, което трябва да увеличи вероятността за стартиране на изпълнителния рефлекс в отговор на задействащия стимул. Рефлексът на задвижване насърчава тялото да създаде ситуация, в която вероятността да се намери обект, подходящ за задоволяване на текущата нужда, ще се увеличи. Това може да бъде например преместване на място, богато на храна, или вода, или сексуални партньори, в зависимост от нуждата от шофиране. Когато в постигнатата ситуация се открие конкретен обект, който е подходящ за задоволяване на дадена доминираща потребност, той предизвиква изпълнително рефлекторно поведение, насочено към задоволяване на потребността с помощта на този конкретен обект.

Системи за хомеостаза - подробен образователен ресурс за хомеостазата.

Хомеостазата е саморегулиращ се процес, при който всички биологични системи се стремят да поддържат стабилност през периода на адаптация към определени условия, които са оптимални за оцеляване. Всяка система, намираща се в динамично равновесие, се стреми да постигне стабилно състояние, което да устои на външни фактори и стимули.

Концепцията за хомеостаза

Всички системи на тялото трябва да работят заедно, за да поддържат правилна хомеостаза в тялото. Хомеостазата е регулиране на показатели в организма като температура, водно съдържание и нива на въглероден диоксид. Например диабетът е състояние, при което тялото не може да регулира нивата на кръвната захар.

Хомеостазата е термин, който се използва както за описание на съществуването на организми в дадена екосистема, така и за описание на успешното функциониране на клетките в даден организъм. Организмите и популациите могат да поддържат хомеостаза чрез поддържане на стабилни нива на плодовитост и смъртност.

Обратна връзка

Обратната връзка е процес, който възниква, когато системите на тялото трябва да бъдат забавени или напълно спрени. Когато човек се храни, храната влиза в стомаха и започва храносмилането. Стомахът не трябва да работи между храненията. Храносмилателната система работи с поредица от хормони и нервни импулси, за да спре и започне производството на киселинна секреция в стомаха.

Друг пример за отрицателна обратна връзка може да се наблюдава при повишена телесна температура. Регулирането на хомеостазата се проявява чрез изпотяване, защитната реакция на тялото към прегряване. Така покачването на температурата спира и проблемът с прегряването се неутрализира. В случай на хипотермия тялото също така осигурява редица мерки, предприети, за да се затопли.

Поддържане на вътрешен баланс

Хомеостазата може да се дефинира като свойство на организъм или система, което му помага да поддържа дадени параметри в нормален диапазон от стойности. Това е ключът към живота и неправилният баланс в поддържането на хомеостазата може да доведе до заболявания като хипертония и диабет.

Хомеостазата е ключов елемент в разбирането как функционира човешкото тяло. Тази формална дефиниция характеризира система, която регулира вътрешната си среда и се стреми да поддържа стабилността и редовността на всички процеси, протичащи в тялото.

Хомеостатична регулация: телесна температура

Контролът на телесната температура при хората е добър пример за хомеостаза в една биологична система. Когато човек е здрав, телесната му температура се движи около +37°C, но различни фактори могат да повлияят на тази стойност, включително хормони, скорост на метаболизма и различни заболявания, които причиняват треска.

В тялото регулирането на температурата се контролира от част от мозъка, наречена хипоталамус. Чрез кръвния поток в мозъка се получават сигнали за температурни показатели, както и се анализират резултатите от данните за дихателната честота, нивата на кръвната захар и метаболизма. Загубата на топлина в човешкото тяло също допринася за намалена активност.

Водно-солев баланс

Колкото и вода да изпие човек, тялото не се надува като балон, нито се свива като стафида, ако човек пие много малко. Вероятно някой поне веднъж се е замислял над това. По един или друг начин, тялото знае колко течност трябва да се задържи, за да поддържа желаното ниво.

Концентрацията на сол и глюкоза (захар) в тялото се поддържа на постоянно ниво (при липса на отрицателни фактори), количеството кръв в тялото е около 5 литра.

Регулиране нивата на кръвната захар

Глюкозата е вид захар, открита в кръвта. Човешкото тяло трябва да поддържа подходящи нива на глюкоза, за да може човек да остане здрав. Когато нивата на глюкозата станат твърде високи, панкреасът произвежда хормона инсулин.

Ако нивата на кръвната захар паднат твърде ниско, черният дроб преобразува гликогена в кръвта, като по този начин повишава нивата на захарта. Когато патогенни бактерии или вируси навлязат в тялото, то започва да се бори с инфекцията, преди патогенните елементи да доведат до някакви здравословни проблеми.

Кръвното налягане под контрол

Поддържането на здравословно кръвно налягане също е пример за хомеостаза. Сърцето може да усети промени в кръвното налягане и да изпрати сигнали до мозъка за обработка. След това мозъкът изпраща сигнал обратно към сърцето с инструкции как да реагира правилно. Ако кръвното ви налягане е твърде високо, то трябва да се понижи.

Как се постига хомеостаза?

Как човешкото тяло регулира всички системи и органи и компенсира промените в околната среда? Това се дължи на наличието на много естествени сензори, които следят температурата, солния състав на кръвта, кръвното налягане и много други параметри. Тези детектори изпращат сигнали до мозъка, главния контролен център, ако определени стойности се отклоняват от нормата. След това се предприемат компенсаторни мерки за възстановяване на нормалното състояние.

Поддържането на хомеостазата е изключително важно за тялото. Човешкото тяло съдържа определено количество химикали, известни като киселини и основи, правилният баланс на които е необходим за оптималното функциониране на всички органи и системи на тялото. Нивото на калций в кръвта трябва да се поддържа на правилното ниво. Тъй като дишането е неволно, нервната система гарантира, че тялото получава така необходимия кислород. Когато токсините навлязат в кръвта ви, те нарушават хомеостазата на тялото. Човешкото тяло реагира на това нарушение чрез пикочната система.

Важно е да се подчертае, че хомеостазата на тялото работи автоматично, ако системата функционира нормално. Например реакция на топлина - кожата се зачервява, защото малките й кръвоносни съдове автоматично се разширяват. Треперенето е реакция на охлаждане. По този начин хомеостазата не е сбор от органи, а синтез и баланс на телесни функции. Заедно това ви позволява да поддържате цялото тяло в стабилно състояние.

Хомеостазата е процес, който протича независимо в тялото и е насочен към стабилизиране на състоянието на човешките системи при промяна на вътрешни условия (промени в температурата, налягането) или външни условия (промени в климата, часовата зона). Това име е предложено от американския физиолог Кенън. Впоследствие хомеостазата започва да се нарича способността на всяка система (включително околната среда) да поддържа вътрешното си постоянство.

Понятие и характеристики на хомеостазата

Уикипедия характеризира този термин като желание за оцеляване, адаптиране и развитие. За да бъде хомеостазата правилна, е необходима координирана работа на всички органи и системи. В този случай всички параметри на човека ще бъдат нормални. Ако някой параметър в тялото не се регулира, това показва нарушения в хомеостазата.

Основните характеристики на хомеостазата са следните:

анализ на възможностите за адаптиране на системата към нови условия;
желание за поддържане на баланс;
невъзможност за предварително прогнозиране на резултатите от регулирането на индикатора.

Обратна връзка

Обратната връзка е действителният механизъм на хомеостазата. Така тялото реагира на всякакви промени. Тялото функционира непрекъснато през целия живот на човека. Отделните системи обаче трябва да имат време за почивка и възстановяване. През този период работата на отделните организабавя или спира напълно. Този процес се нарича обратна връзка. Пример за това е прекъсване на работата на стомаха, когато храната не постъпва в него. Това прекъсване на храносмилането гарантира, че производството на киселина спира поради действието на хормоните и нервните импулси.

Има два вида на този механизъм, които ще бъдат описани по-долу.

Негативно мнение

Този тип механизъм се основава на факта, че тялото реагира на промените, опитвайки се да ги насочи в обратна посока. Тоест отново се стреми към стабилност. Например, ако в тялото се натрупа въглероден диоксид, белите дробове започват да работят по-активно, дишането става по-често, поради което излишният въглероден диоксид се отстранява. И също така благодарение на отрицателната обратна връзка се извършва терморегулация, поради което тялото избягва прегряване или хипотермия.

Положителна обратна връзка

Този механизъм е точно обратното на предишния. При неговото действие промяната на променливата се засилва само от механизма, който изважда тялото от състояние на равновесие. Това е доста рядък и по-малко желан процес. Пример за това е наличието на електрически потенциал в нервите, което вместо да намали ефекта, води до неговото увеличаване.

Въпреки това, благодарение на този механизъм възниква развитие и преход към нови състояния, което означава, че е необходимо и за живота.

Какви параметри регулира хомеостазата?

Въпреки факта, че тялото постоянно се опитва да поддържа стойностите на параметрите, важни за живота, те не винаги са стабилни. Телесната температура все още ще варира в малък диапазон, както и сърдечната честота или кръвното налягане. Задачата на хомеостазата е да поддържа този диапазон от стойности, както и да подпомага функционирането на тялото.

Примери за хомеостаза са отстраняването на отпадъците от човешкото тяло чрез бъбреците, потните жлези, стомашно-чревния тракт и зависимостта на метаболизма от диетата. Малко повече подробности за регулируемите параметри ще бъдат разгледани по-долу.

Телесна температура

Най-яркият и прост пример за хомеостаза е поддържането на нормална телесна температура. Прегряването на тялото може да се избегне чрез изпотяване. Нормалната температура варира от 36 до 37 градуса по Целзий. Повишаването на тези стойности може да бъде предизвикано от възпалителни процеси, хормонални и метаболитни нарушения или всякакви заболявания.

Част от мозъка, наречена хипоталамус, е отговорна за контролирането на телесната температура. Той получава сигнали за неизправност в температурния режим, което може да се изрази и в учестено дишане, увеличаване на количеството захар и нездравословно ускоряване на метаболизма. Всичко това води до летаргия, намаляване на активността на органите, след което системите започват да предприемат мерки за регулиране на температурните показатели. Прост пример за терморегулаторна реакция на тялото е изпотяването..

Струва си да се отбележи, че този процес работи и когато телесната температура спадне прекомерно. По този начин тялото може да се затопли, като разгражда мазнините, което отделя топлина.

Водно-солев баланс

Водата е необходима на тялото и всеки добре знае това. Дори има норма за дневен прием на течности от 2 литра. Всъщност всяко тяло се нуждае от собствено количество вода, като при някои то може да надвишава средната стойност, а при други да не я достига. Въпреки това, колкото и вода да пие човек, тялото няма да натрупа цялата излишна течност. Водата ще остане на необходимото ниво, докато целият излишък ще бъде елиминиран от тялото поради осморегулацията, извършвана от бъбреците.

Хомеостаза на кръвта

По същия начин се регулира количеството на захарта, а именно глюкозата, която е важен елемент в кръвта. Човек не може да бъде напълно здрав, ако нивото на захарта е далеч от нормалното. Този показател се регулира от функционирането на панкреаса и черния дроб. Когато нивото на глюкозата надвишава нормата, действа панкреасът, който произвежда инсулин и глюкагон. Ако количеството захар стане твърде ниско, гликогенът от кръвта се преработва в него с помощта на черния дроб.

Нормално налягане

Хомеостазата е отговорна и за нормалното кръвно налягане в тялото. Ако се наруши, сигналите за това ще дойдат от сърцето към мозъка. Мозъкът реагира на проблема и използва импулси, за да помогне на сърцето да намали високото кръвно налягане.

Определението за хомеостаза характеризира не само правилното функциониране на системите на един организъм, но може да се отнася и за цели популации. В зависимост от това има различни видове хомеостаза, описани по-долу.

Екологична хомеостаза

Този вид присъства в съобщество, осигурено с необходимите условия за живот. Възниква чрез действието на механизъм за положителна обратна връзка, когато организмите, които започват да обитават екосистема, бързо се размножават, като по този начин увеличават своя брой. Но такова бързо заселване може да доведе до още по-бързо унищожаване на новите видове в случай на епидемия или промяна на условията към по-неблагоприятни. Следователно организмите трябва да се адаптирати стабилизиране, което се случва поради отрицателна обратна връзка. Така броят на жителите намалява, но те стават по-приспособими.

Биологична хомеостаза

Този тип е характерен именно за отделни индивиди, чието тяло се стреми да поддържа вътрешно равновесие, по-специално чрез регулиране на състава и количеството на кръвта, междуклетъчното вещество и други течности, необходими за нормалното функциониране на тялото. В същото време хомеостазата не винаги изисква поддържане на постоянни параметри, понякога се постига чрез адаптиране и адаптиране на тялото към променените условия. Поради тази разлика организмите се разделят на два вида:

конформационни - това са тези, които се стремят да запазят ценности (например топлокръвни животни, чиято телесна температура трябва да бъде повече или по-малко постоянна);
регулаторни, които се адаптират (хладнокръвни, имащи различни температури в зависимост от условията).

В този случай хомеостазата на всеки организъм е насочена към компенсиране на разходите. Ако топлокръвните животни не променят начина си на живот, когато температурата на околната среда спадне, тогава студенокръвните животни стават летаргични и пасивни, за да не губят енергия.

Освен това, биологичната хомеостаза включва следните подвидове:

клетъчната хомеостаза е насочена към промяна на структурата на цитоплазмата и ензимната активност, както и регенерацията на тъканите и органите;
хомеостазата в тялото се осигурява чрез регулиране на температурата, концентрацията на необходимите за живота вещества и отстраняване на отпадъците.

Други видове

В допълнение към употребата в биологията и медицината, този термин е намерил приложение и в други области.

Поддържане на хомеостаза

Хомеостазата се поддържа благодарение на наличието в тялото на така наречените сензори, които изпращат импулси до мозъка, съдържащи информация за телесното налягане и температура, водно-солевия баланс, състава на кръвта и други параметри, важни за нормалния живот. Веднага щом някои стойности започнат да се отклоняват от нормата, сигналът за това се изпраща до мозъка и тялото започва да регулира своите показатели.

Този сложен механизъм за настройканевероятно важно за живота. Нормалното състояние на човек се поддържа с правилно съотношение на химикали и елементи в тялото. Киселините и основите са необходими за стабилното функциониране на храносмилателната система и други органи.

Калцият е много важен структурен материал, без необходимото количество от който човек няма да има здрави кости и зъби. Кислородът е от съществено значение за дишането.

Токсините, които влизат в тялото, могат да нарушат гладкото функциониране на тялото. Но за да се предотврати увреждане на здравето, те се елиминират благодарение на работата на пикочната система.

Хомеостазата работи без никакви усилия от страна на човека. Ако тялото е здраво, то само ще регулира всички процеси. Ако хората са горещи, кръвоносните съдове се разширяват, което води до зачервяване на кожата. Ако е студено, ще потръпнеш. Благодарение на такива реакции на тялото към стимули, човешкото здраве се поддържа на желаното ниво.

Хомеостазата е способността на човешкото тяло да се адаптира към променящите се условия на външната и вътрешната среда. Стабилната работа на процесите на хомеостаза гарантира на човек комфортно здравословно състояние във всяка ситуация, поддържайки постоянството на жизнените показатели на тялото.

Хомеостаза от биологична и екологична гледна точка

Хомеостазата се отнася за всички многоклетъчни организми. В същото време еколозите често обръщат внимание на баланса на външната среда. Смята се, че това е хомеостазата на екосистемата, която също претърпява промени и постоянно се преустройва за продължаване на съществуването си.

Ако балансът в някоя система е нарушен и тя не е в състояние да го възстанови, то това води до пълно спиране на функционирането.

Хората не са изключение, хомеостатичните механизми играят жизненоважна роля в ежедневието и допустимата степен на промяна в основните показатели на човешкото тяло е много малка. При необичайни колебания във външната или вътрешната среда, неуспехът в хомеостазата може да доведе до фатални последици.

Защо е необходима хомеостазата и нейните видове?

Всеки ден човек е изложен на различни фактори на околната среда, но за да могат основните биологични процеси в тялото да продължат да работят стабилно, условията им не трябва да се променят. Именно в поддържането на тази стабилност е основната роля на хомеостазата.

Прието е да се разграничават три основни типа:

Генетичен.
Физиологичен.
Структурни (регенеративни или клетъчни).

За пълноценно съществуване човек се нуждае от работата на трите вида хомеостаза в комбинация, ако един от тях не успее, това води до неприятни последици за здравето. Координираната работа на процесите ще ви позволи да не забележите или да издържите най-честите промени с минимални неудобства и да се чувствате уверени.

Този тип хомеостаза е способността да се поддържа един генотип в рамките на една популация. На молекулярно-клетъчно ниво се поддържа единна генетична система, която носи определен набор от наследствена информация.

Механизмът позволява на индивидите да се кръстосват помежду си, като същевременно поддържат баланса и еднообразието на условно затворена група от хора (популация).

Физиологична хомеостаза

Този тип хомеостаза е отговорен за поддържането на основните жизнени показатели в оптимално състояние:

Телесни температури.
Кръвно налягане.
Храносмилателна стабилност.

За правилното му функциониране са отговорни имунната, ендокринната и нервната система. В случай на неочаквана неизправност в работата на една от системите, това незабавно се отразява на благосъстоянието на цялото тяло, което води до отслабване на защитните функции и развитие на заболявания.

Клетъчна хомеостаза (структурна)

Този тип се нарича още "регенеративен", което вероятно най-добре описва функционалните характеристики.

Основните сили на такава хомеостаза са насочени към възстановяване и заздравяване на увредените клетки на вътрешните органи на човешкото тяло. Именно тези механизми, когато работят правилно, позволяват на тялото да се възстанови след заболяване или нараняване.

Основните механизми на хомеостазата се развиват и развиват заедно с човек, по-добре се адаптират към промените във външната среда.

Функции на хомеостазата

За да разберете правилно функциите и свойствата на хомеостазата, най-добре е да разгледате нейното действие, като използвате конкретни примери.

Например, когато спортувате, човешкото дишане и сърдечната честота се увеличават, което показва желанието на тялото да поддържа вътрешно равновесие при променени условия на околната среда.

Когато се преместите в страна с климат, значително различен от обичайния ви, може да се почувствате зле за известно време. В зависимост от общото здравословно състояние на човека механизмите на хомеостаза позволяват адаптиране към нови условия на живот. Някои хора не усещат аклиматизация и вътрешното равновесие бързо се настройва, докато други трябва да изчакат малко, преди тялото да коригира параметрите си.

В условията на повишена температура човек става горещ и се изпотява. Това явление се счита за пряко доказателство за функционирането на механизмите за саморегулация.

В много отношения работата на основните хомеостатични функции зависи от наследствеността, генетичния материал, предаван от по-старото поколение на семейството.

Въз основа на дадените примери могат ясно да се видят основните функции:

Енергия.
Адаптивна.
Репродуктивен.

Важно е да се обърне внимание на факта, че в напреднала възраст, както и в ранна детска възраст, стабилното функциониране на хомеостазата изисква специално внимание, поради факта, че реакцията на основните регулаторни системи е бавна през тези периоди от живота.

Свойства на хомеостазата

Познавайки основните функции на саморегулацията, също е полезно да разберем какви свойства притежава. Хомеостазата е сложна взаимовръзка на процеси и реакции. Сред свойствата на хомеостазата са:

Нестабилност.
Стремеж към баланс.
Непредсказуемост.

Механизмите са в постоянна промяна, тестват се условия, за да се избере най-добрият вариант за адаптиране към тях. Това показва свойството на нестабилност.

Балансът е основна цел и свойство на всеки организъм, той постоянно се стреми към него, както структурно, така и функционално.

В някои случаи реакцията на тялото към промени във външната или вътрешната среда може да стане неочаквана и да доведе до преструктуриране на жизненоважни системи. Непредсказуемостта на хомеостазата може да причини известен дискомфорт, което не означава по-нататъшен вреден ефект върху състоянието на тялото.

Как да подобрим функционирането на механизмите на хомеостатичната система

От медицинска гледна точка всяко заболяване е доказателство за неизправност в хомеостазата. Външните и вътрешните заплахи постоянно влияят на тялото и само съгласуваността в работата на основните системи ще помогне да се справят с тях.

Отслабването на имунната система не се случва без причина. Съвременната медицина разполага с широк набор от инструменти, които могат да помогнат на човек да поддържа здравето си, независимо от това, което е причинило неуспеха.

Промяна на метеорологичните условия, стресови ситуации, наранявания - всичко това може да доведе до развитие на заболявания с различна тежест.

За да работят правилно и възможно най-бързо функциите на хомеостазата, е необходимо да следите общото здравословно състояние. За да направите това, можете да се консултирате с лекар за преглед, за да идентифицирате вашите уязвимости и да изберете набор от терапия за отстраняването им. Редовната диагностика ще помогне за по-добър контрол на основните процеси на живот.

Важно е сами да следвате тези прости препоръки:

Избягвайте стресови ситуации, за да предпазите нервната система от постоянно пренапрежение.
Следете диетата си, не се претоварвайте с тежки храни и избягвайте безсмисленото гладуване, което ще позволи на храносмилателната система да се справи по-лесно с работата си.
Изберете подходящи витаминни комплекси, за да намалите влиянието на сезонните промени във времето.

Бдителното отношение към собственото ви здраве ще помогне на хомеостатичните процеси да реагират бързо и правилно на всякакви промени.

Както е известно, живата клетка е подвижна, саморегулираща се система. Вътрешната му организация се поддържа от активни процеси, насочени към ограничаване, предотвратяване или елиминиране на промени, причинени от различни влияния от външната и вътрешната среда. Способността за връщане към първоначалното състояние след отклонение от определено средно ниво, причинено от един или друг "смущаващ" фактор, е основното свойство на клетката. Многоклетъчният организъм е интегрална организация, чиито клетъчни елементи са специализирани да изпълняват различни функции. Взаимодействието в тялото се осъществява чрез сложни регулаторни, координиращи и корелиращи механизми с участието на нервни, хуморални, метаболитни и други фактори. Много отделни механизми, регулиращи вътре- и междуклетъчните отношения, в някои случаи имат взаимно противоположни (антагонистични) ефекти, които се балансират взаимно. Това води до установяване на подвижен физиологичен фон (физиологичен баланс) в тялото и позволява на живата система да поддържа относително динамично постоянство, въпреки промените в околната среда и промените, които възникват по време на живота на организма.

Терминът "хомеостаза" е предложен през 1929 г. от физиолога У. Кенън, който смята, че физиологичните процеси, поддържащи стабилността в тялото, са толкова сложни и разнообразни, че е препоръчително да се комбинират под общото наименование хомеостаза. Въпреки това през 1878 г. К. Бернар пише, че всички жизнени процеси имат само една цел - поддържане на постоянството на условията на живот в нашата вътрешна среда. Подобни твърдения се срещат в трудовете на много изследователи от 19 и първата половина на 20 век. (E. Pfluger, S. Richet, Frederic (L.A. Fredericq), I.M. Sechenov, I.P. Pavlov, K.M. Bykov и др.). Трудовете на L.S. са от голямо значение за изучаването на проблема за хомеостазата. Стърн (с колеги), посветен на ролята на бариерните функции, които регулират състава и свойствата на микросредата на органите и тъканите.

Самата идея за хомеостаза не съответства на концепцията за стабилно (непроменливо) равновесие в тялото - принципът на равновесието не е приложим за сложни физиологични и биохимични процеси, протичащи в живите системи. Също така е неправилно да се противопоставят хомеостазата на ритмичните колебания във вътрешната среда. Хомеостазата в широк смисъл обхваща въпросите на цикличния и фазов ход на реакциите, компенсацията, регулацията и саморегулацията на физиологичните функции, динамиката на взаимозависимостта на нервните, хуморалните и други компоненти на регулаторния процес. Границите на хомеостазата могат да бъдат твърди и гъвкави, променящи се в зависимост от индивидуалната възраст, пол, социални, професионални и други условия.

От особено значение за живота на тялото е постоянството на състава на кръвта – течната матрица на тялото, както се изразява У. Кенън. Стабилността на неговата активна реакция (pH), осмотичното налягане, съотношението на електролитите (натрий, калций, хлор, магнезий, фосфор), съдържанието на глюкоза, броят на образуваните елементи и т.н. Например рН на кръвта, като правило, не надвишава 7,35-7,47. Дори тежките нарушения на киселинно-алкалния метаболизъм с патология на натрупване на киселина в тъканната течност, например при диабетна ацидоза, имат много малък ефект върху активната кръвна реакция. Въпреки факта, че осмотичното налягане на кръвта и тъканната течност е подложено на непрекъснати колебания поради постоянното снабдяване с осмотично активни продукти на интерстициалния метаболизъм, то остава на определено ниво и се променя само при определени тежки патологични състояния.

Поддържането на постоянно осмотично налягане е от първостепенно значение за водния метаболизъм и поддържането на йонния баланс в организма (вижте Водно-солевия обмен). Най-постоянна е концентрацията на натриевите йони във вътрешната среда. Съдържанието на други електролити също варира в тесни граници. Наличието на голям брой осморецептори в тъканите и органите, включително в централните нервни образувания (хипоталамус, хипокампус), и координирана система от регулатори на водния метаболизъм и йонния състав позволява на тялото бързо да елиминира промените в осмотичното налягане на кръв, които се появяват например при въвеждане на вода в тялото.

Въпреки факта, че кръвта представлява общата вътрешна среда на тялото, клетките на органите и тъканите не влизат в пряк контакт с нея.

При многоклетъчните организми всеки орган има своя собствена вътрешна среда (микросреда), съответстваща на неговите структурни и функционални характеристики, а нормалното състояние на органите зависи от химичния състав, физикохимичните, биологичните и други свойства на тази микросреда. Хомеостазата му се определя от функционалното състояние на хистохематичните бариери и тяхната пропускливост в посоките кръв→тъканна течност, тъканна течност→кръв.

Постоянството на вътрешната среда за дейността на централната нервна система е от особено значение: дори незначителни химични и физикохимични промени, настъпващи в цереброспиналната течност, глията и перицелуларните пространства, могат да причинят рязко нарушаване на протичането на жизненоважни процеси в отделните неврони. или в техните ансамбли. Сложна хомеостатична система, включваща различни неврохуморални, биохимични, хемодинамични и други регулаторни механизми, е системата за осигуряване на оптимални нива на кръвното налягане. В този случай горната граница на нивото на кръвното налягане се определя от функционалността на барорецепторите на съдовата система на тялото, а долната граница се определя от нуждите на тялото от кръвоснабдяване.

Най-напредналите хомеостатични механизми в тялото на висшите животни и човека включват процесите на терморегулация; При хомеотермичните животни температурните колебания във вътрешните части на тялото не надвишават десети от градуса по време на най-драматичните промени в температурата на околната среда.

Различни изследователи обясняват общите биологични механизми, лежащи в основата на хомеостазата, по различни начини. Така W. Cannon придава особено значение на висшата нервна система, L. A. Orbeli смята, че адаптивно-трофичната функция на симпатиковата нервна система е един от водещите фактори на хомеостазата. Организиращата роля на нервния апарат (принципът на нервизма) е в основата на широко известни идеи за същността на принципите на хомеостазата (И. М. Сеченов, И. П. Павлов, А. Д. Сперански и др.). Въпреки това, нито принципът на доминиране (А. А. Ухтомски), нито теорията на бариерните функции (Л. С. Стърн), нито общият адаптационен синдром (Г. Селие), нито теорията на функционалните системи (П. К. Анохин), нито хипоталамусната регулация на хомеостазата (N.I. Grashchenkov) и много други теории не решават напълно проблема с хомеостазата.

В някои случаи идеята за хомеостаза не се използва напълно легитимно за обяснение на изолирани физиологични състояния, процеси и дори социални явления. Така в литературата се появяват термините „имунологична“, „електролитна“, „системна“, „молекулярна“, „физикохимична“, „генетична хомеостаза“ и др. Правени са опити да се сведе проблемът за хомеостазата до принципа на саморегулацията. Пример за решаване на проблема с хомеостазата от гледна точка на кибернетиката е опитът на Ашби (W. R. Ashby, 1948) да конструира саморегулиращо се устройство, което симулира способността на живите организми да поддържат нивото на определени количества във физиологично приемливи граници. Някои автори разглеждат вътрешната среда на тялото под формата на сложна верижна система с много „активни входове“ (вътрешни органи) и индивидуални физиологични показатели (кръвоток, кръвно налягане, газообмен и др.), стойността на всеки от което се определя от активността на “входовете”.

На практика изследователите и клиницистите са изправени пред въпроси за оценка на адаптивните (адаптивни) или компенсаторни възможности на тялото, тяхното регулиране, укрепване и мобилизиране и прогнозиране на реакциите на тялото към смущаващи влияния. Някои състояния на вегетативна нестабилност, причинени от недостатъчност, излишък или неадекватност на регулаторни механизми, се считат за „болести на хомеостазата“. С определена конвенция те могат да включват функционални нарушения на нормалното функциониране на организма, свързани с неговото стареене, принудително преструктуриране на биологичните ритми, някои явления на вегетативна дистония, хипер- и хипокомпенсаторна реактивност при стресови и екстремни въздействия и др.

За оценка на състоянието на хомеостатичните механизми във физиол. В експеримента и в практиката се използват различни дозирани функционални тестове (студ, топлина, адреналин, инсулин, мезатон и други) с определяне на съотношението на биологично активни вещества (хормони, медиатори, метаболити) в кръвта и урината. и така нататък.

Биофизични механизми на хомеостазата

Биофизични механизми на хомеостазата. От гледна точка на химическата биофизика хомеостазата е състояние, при което всички процеси, отговорни за енергийните трансформации в тялото, са в динамично равновесие. Това състояние е най-стабилно и съответства на физиологичния оптимум. В съответствие с понятията на термодинамиката, организмът и клетката могат да съществуват и да се адаптират към условията на околната среда, при които в биологична система може да се установи стационарен ход на физикохимични процеси, тоест хомеостаза. Основната роля в установяването на хомеостазата принадлежи предимно на клетъчните мембранни системи, които отговарят за биоенергийните процеси и регулират скоростта на навлизане и освобождаване на вещества от клетките.

От тази гледна точка основните причини за разстройството са неензимни реакции, които се случват в мембраните, необичайни за нормалния живот; в повечето случаи това са окислителни верижни реакции, включващи свободни радикали, които се срещат в клетъчните фосфолипиди. Тези реакции водят до увреждане на структурните елементи на клетките и нарушаване на регулаторната функция. Факторите, които причиняват нарушаване на хомеостазата, включват и агенти, които причиняват образуване на радикали - йонизираща радиация, инфекциозни токсини, някои храни, никотин, както и липса на витамини и др.

Един от основните фактори, които стабилизират хомеостатичното състояние и функциите на мембраните, са биоантиоксидантите, които инхибират развитието на окислително-радикални реакции.

Възрастови особености на хомеостазата при деца

Възрастови особености на хомеостазата при деца. Постоянността на вътрешната среда на тялото и относителната стабилност на физическите и химичните показатели в детството се осигуряват от ясно изразено преобладаване на анаболните метаболитни процеси над катаболните. Това е задължително условие за растеж и отличава тялото на детето от тялото на възрастните, при които интензивността на метаболитните процеси е в състояние на динамично равновесие. В тази връзка невроендокринната регулация на хомеостазата на тялото на детето се оказва по-интензивна, отколкото при възрастните. Всеки възрастов период се характеризира със специфични особености на механизмите на хомеостазата и тяхната регулация. Следователно децата са много по-склонни от възрастните да получат тежки нарушения на хомеостазата, често животозастрашаващи. Тези нарушения най-често са свързани с незрялост на хомеостатичните функции на бъбреците, с нарушения на стомашно-чревния тракт или дихателната функция на белите дробове.

Растежът на детето, изразяващ се в увеличаване на масата на неговите клетки, е придружен от различни промени в разпределението на течността в тялото (виж Водно-солевия метаболизъм). Абсолютното увеличение на обема на извънклетъчната течност изостава от скоростта на общото наддаване на тегло, така че относителният обем на вътрешната среда, изразен като процент от телесното тегло, намалява с възрастта. Тази зависимост е особено силно изразена през първата година след раждането. При по-големи деца скоростта на изменение на относителния обем на извънклетъчната течност намалява. Системата за регулиране на постоянството на обема на течността (регулиране на обема) осигурява компенсиране на отклоненията във водния баланс в доста тесни граници. Високата степен на хидратация на тъканите при новородени и малки деца определя нуждата на детето от вода (на единица телесно тегло) да е значително по-висока, отколкото при възрастните. Загубата на вода или нейното ограничаване бързо води до развитие на дехидратация поради извънклетъчния сектор, тоест вътрешната среда. В същото време бъбреците - основните изпълнителни органи в системата за регулиране на обема - не осигуряват спестяване на вода. Ограничаващият фактор на регулацията е незрялостта на бъбречната тубулна система. Критична характеристика на невроендокринния контрол на хомеостазата при новородени и малки деца е относително високата секреция и бъбречната екскреция на алдостерон, което има пряко въздействие върху състоянието на тъканна хидратация и бъбречната тубулна функция.

Регулирането на осмотичното налягане на кръвната плазма и извънклетъчната течност при деца също е ограничено. Осмоларитетът на вътрешната среда варира в по-широк диапазон (±50 mOsm/L), отколкото при възрастни (±6 mOsm/L). Това се дължи на по-голямата телесна повърхност на 1 kg тегло и следователно на по-значителните загуби на вода при дишане, както и на незрялостта на бъбречните механизми за концентрация на урина при децата. Нарушенията на хомеостазата, проявяващи се чрез хиперосмоза, са особено чести при деца през неонаталния период и първите месеци от живота; в по-напреднала възраст започва да преобладава хипоосмозата, свързана главно със стомашно-чревни заболявания или нощни заболявания. По-малко проучена е йонната регулация на хомеостазата, която е тясно свързана с дейността на бъбреците и естеството на храненето.

Преди това се смяташе, че основният фактор, определящ осмотичното налягане на извънклетъчната течност, е концентрацията на натрий, но по-нови проучвания показват, че няма тясна връзка между съдържанието на натрий в кръвната плазма и стойността на общото осмотично налягане. в патологията. Изключение е плазмената хипертония. Следователно, провеждането на хомеостатична терапия чрез прилагане на глюкозо-солеви разтвори изисква наблюдение не само на съдържанието на натрий в серума или кръвната плазма, но и на промените в общия осмоларитет на извънклетъчната течност. Концентрацията на захар и урея е от голямо значение за поддържане на общото осмотично налягане във вътрешната среда. Съдържанието на тези осмотично активни вещества и тяхното влияние върху водно-солевия метаболизъм може да се увеличи рязко при много патологични състояния. Ето защо, в случай на нарушения в хомеостазата, е необходимо да се определи концентрацията на захар и урея. Поради горното, при малки деца, ако водно-солевият и протеиновият режим са нарушени, може да се развие състояние на латентна хипер- или хипоосмоза, хиперазотемия (E. Kerpel-Froniusz, 1964).

Важен показател, характеризиращ хомеостазата при деца, е концентрацията на водородни йони в кръвта и извънклетъчната течност. В антенаталния и ранния постнатален период регулирането на киселинно-алкалния баланс е тясно свързано със степента на насищане на кръвта с кислород, което се обяснява с относителното преобладаване на анаеробната гликолиза в биоенергийните процеси. Освен това дори умерената хипоксия в плода е придружена от натрупване на млечна киселина в тъканите му. В допълнение, незрялостта на ацидогенетичната функция на бъбреците създава предпоставки за развитие на "физиологична" ацидоза. Поради особеностите на хомеостазата, новородените често изпитват нарушения, които граничат между физиологични и патологични.

Преструктурирането на невроендокринната система по време на пубертета също е свързано с промени в хомеостазата. Функциите на изпълнителните органи (бъбреци, бели дробове) обаче достигат максимална степен на зрялост в тази възраст, така че тежките синдроми или заболявания на хомеостазата са редки и по-често говорим за компенсирани промени в метаболизма, които могат да бъдат открити само с биохимичен кръвен тест. В клиниката за характеризиране на хомеостазата при деца е необходимо да се изследват следните показатели: хематокрит, общо осмотично налягане, съдържание на натрий, калий, захар, бикарбонати и урея в кръвта, както и pH на кръвта, pO 2 и pCO 2.

Характеристики на хомеостазата в напреднала и сенилна възраст

Характеристики на хомеостазата в напреднала и сенилна възраст. Едно и също ниво на хомеостатични стойности в различни възрастови периоди се поддържа поради различни промени в системите за тяхното регулиране. Например, постоянството на нивото на кръвното налягане при млади хора се поддържа поради по-висок сърдечен дебит и ниско общо периферно съдово съпротивление, а при възрастни и старческа възраст - поради по-високо общо периферно съпротивление и намаляване на сърдечния дебит. По време на стареенето на организма постоянството на най-важните физиологични функции се поддържа в условия на намаляване на надеждността и намаляване на възможния диапазон от физиологични промени в хомеостазата. Запазването на относителната хомеостаза по време на значителни структурни, метаболитни и функционални промени се постига чрез факта, че не само изчезването, разрушаването и разграждането се случват едновременно, но и развитието на специфични адаптивни механизми. Благодарение на това се поддържа постоянно ниво на кръвната захар, рН на кръвта, осмотичното налягане, потенциала на клетъчната мембрана и т.н.

От съществено значение за поддържането на хомеостазата по време на процеса на стареене са промените в механизмите на неврохуморалната регулация, повишаването на чувствителността на тъканите към действието на хормони и медиатори на фона на отслабване на нервните влияния.

С напредването на възрастта на тялото значително се променя работата на сърцето, белодробната вентилация, газообмена, бъбречната функция, секрецията на храносмилателните жлези, функцията на жлезите с вътрешна секреция, метаболизма и др. Тези промени могат да се характеризират като хомеореза - естествена траектория (динамика) на промените в скоростта на метаболизма и физиологичните функции с възрастта във времето. Значението на хода на свързаните с възрастта промени е много важно за характеризиране на процеса на стареене на човек и определяне на неговата биологична възраст.

В напреднала и напреднала възраст общият потенциал на адаптивните механизми намалява. Следователно в напреднала възраст, при повишени натоварвания, стрес и други ситуации, вероятността от провал на механизмите за адаптация и нарушаване на хомеостазата се увеличава. Това намаляване на надеждността на хомеостазните механизми е една от най-важните предпоставки за развитието на патологични нарушения в напреднала възраст.

Категорично ли сте недоволни от перспективата да изчезнете завинаги от този свят? Искаш ли да живееш друг живот? Започнете всичко отначало? Да поправя грешките на този живот? Да сбъднете несбъднати мечти? Следвайте тази връзка: