Главная » Разное » Гомеостаз что это такое по простому

Гомеостаз что это такое по простому


Гомеостаз — Википедия

Гомеоста́з (др.-греч. ὁμοιοστάσις от ὅμοιος «одинаковый, подобный» + στάσις «стояние; неподвижность») — саморегуляция, способность открытой системы сохранять постоянство своего внутреннего состояния посредством скоординированных реакций, направленных на поддержание динамического равновесия. Стремление системы воспроизводить себя, восстанавливать утраченное равновесие, преодолевать сопротивление внешней среды.

Гомеостаз популяции — способность популяции поддерживать определённую численность своих особей длительное время.

Американский физиолог Уолтер Кеннон (Walter B. Cannon) в 1932 году в своей книге «The Wisdom of the Body» («Мудрость тела») предложил этот термин как название для «координированных физиологических процессов, которые поддерживают большинство устойчивых состояний организма» [1][2]. В дальнейшем этот термин распространился на способность динамически сохранять постоянство своего внутреннего состояния любой открытой системы. Однако представление о постоянстве внутренней среды было сформулировано ещё в 1878 году французским учёным Клодом Бернаром.

Термин «гомеостаз» чаще всего применяется в биологии. Многоклеточным организмам для существования необходимо сохранять постоянство внутренней среды. Многие экологи убеждены, что этот принцип применим также и к внешней среде. Если система неспособна восстановить свой баланс, она может в итоге перестать функционировать.

Комплексные системы — например, организм человека — должны обладать гомеостазом, чтобы сохранять стабильность и существовать. Эти системы не только должны стремиться выжить, им также приходится адаптироваться к изменениям среды и развиваться.

Гомеостатические системы обладают следующими свойствами:

  • Нестабильность системы: тестирует, каким образом ей лучше приспособиться.
  • Стремление к равновесию: вся внутренняя, структурная и функциональная организация систем способствует сохранению баланса.
  • Непредсказуемость: результирующий эффект от определённого действия зачастую может отличаться от того, который ожидался.

Примеры гомеостаза у млекопитающих:

Важно отметить, что, хотя организм находится в равновесии, его физиологическое состояние может быть динамическим. Во многих организмах наблюдаются эндогенные изменения в форме циркадного, ультрадианного и инфрадианного ритмов. Так, даже находясь в гомеостазе, температура тела, кровяное давление, частота сердечных сокращений и большинство метаболических индикаторов не всегда находятся на постоянном уровне, но изменяются в течение времени.

Механизмы гомеостаза: обратная связь[править | править код]

Когда происходит изменение в переменных, наблюдаются два основных типа обратной связи, на которые реагирует система:

  1. Отрицательная обратная связь, выражающаяся в реакции, при которой система отвечает так, чтобы изменить направление изменения на противоположное. Так как обратная связь служит сохранению постоянства системы, это позволяет соблюдать гомеостаз.
    • Например, когда концентрация углекислого газа в организме человека увеличивается, лёгким приходит сигнал к увеличению их активности и выдыханию большего количество углекислого газа.
    • Терморегуляция — другой пример отрицательной обратной связи. Когда температура тела повышается (или понижается) терморецепторы в коже и гипоталамусе регистрируют изменение, вызывая сигнал из мозга. Данный сигнал, в свою очередь, вызывает ответ — понижение температуры (или повышение).
  2. Положительная обратная связь, которая выражается в усилении изменения переменной. Она оказывает дестабилизирующий эффект, поэтому не приводит к гомеостазу. Положительная обратная связь реже встречается в естественных системах, но также имеет своё применение.

Устойчивым системам необходимы комбинации из обоих типов обратной связи. Тогда как отрицательная обратная связь позволяет вернуться к гомеостатическому состоянию, положительная обратная связь используется для перехода к совершенно новому (и, вполне может быть, менее желанному) состоянию гомеостаза, — такая ситуация называется «метастабильность». Такие катастрофические изменения могут происходить, например, с увеличением питательных веществ в реках с прозрачной водой, что приводит к гомеостатическому состоянию высокой эвтрофикации (зарастание русла водорослями) и замутнению.

Экологический гомеостаз наблюдается в климаксовых сообществах с максимально возможным биоразнообразием при благоприятных условиях среды.

В нарушенных экосистемах, или субклимаксовых биологических сообществах — как, например, остров Кракатау, после сильного извержения вулкана в 1883 — состояние гомеостаза предыдущей лесной климаксовой экосистемы было уничтожено, как и вся жизнь на этом острове. Кракатау за годы после извержения прошёл цепь экологических изменений, в которых новые виды растений и животных сменяли друг друга, что привело к биологической вариативности и в результате климаксовому сообществу. Экологическая сукцессия на Кракатау осуществилась за несколько этапов. Полная цепь сукцессий, приведшая к климаксу, называется присерией. В примере с Кракатау на этом острове образовалось климаксовое сообщество с восемью тысячами различных видов, зарегистрированных в 1983, спустя сто лет с того времени, как извержение уничтожило на нём жизнь. Данные подтверждают, что положение сохраняется в гомеостазе в течение некоторого времени, при этом появление новых видов очень быстро приводит к быстрому исчезновению старых.

Случай с Кракатау и другими нарушенными или нетронутыми экосистемами показывает, что первоначальная колонизация пионерными видами осуществляется через стратегии воспроизведения, основанные на положительной обратной связи, при которых виды расселяются, производя на свет как можно больше потомства, но при этом практически не вкладываясь в успех каждого отдельного. В таких видах наблюдается стремительное развитие и столь же стремительный крах (например, через эпидемию). Когда экосистема приближается к климаксу, такие виды заменяются более сложными климаксовыми видами, которые через отрицательную обратную связь адаптируются к специфическим условиям окружающей их среды. Эти виды тщательно контролируются потенциальной ёмкостью экосистемы и следуют иной стратегии — произведению на свет меньшего потомства, в репродуктивный успех которого в условиях микросреды его специфической экологической ниши вкладывается больше энергии.

Развитие начинается с пионер-сообщества и заканчивается на климаксовом сообществе. Это климаксовое сообщество образуется, когда флора и фауна пришла в баланс с местной средой.

Подобные экосистемы формируют гетерархии, в которых гомеостаз на одном уровне способствует гомеостатическим процессам на другом комплексном уровне. К примеру, потеря листьев у зрелого тропического дерева даёт место для новой поросли и обогащает почву. В равной степени тропическое дерево уменьшает доступ света на низшие уровни и помогает предотвратить инвазию других видов. Но и деревья падают на землю и развитие леса зависит от постоянной смены деревьев, круговорота питательных веществ, осуществляемого бактериями, насекомыми, грибами. Схожим образом такие леса способствуют экологическим процессам — таким, как регуляция микроклиматов или гидрологических циклов экосистемы, а несколько разных экосистем могут взаимодействовать для поддержания гомеостаза речного дренажа в рамках биологического региона. Вариативность биорегионов так же играет роль в гомеостатической стабильности биологического региона, или биома.

Т. Торнтон описывает способ, каким морские звезды и офиуры оберегают немногочисленную популяцию пластиножаберных моллюсков, спасая себя от голодной смерти. Моллюски являются их основной пищей, но их личинки настолько малы, что морские звезды могли бы без труда уничтожить популяцию. Но в это время у них начинается период голодания, длящийся от 1 до 2 месяцев - пока они не вырастут на 2-3 порядка, после чего у них "включается" аппетит.[4]

Гомеостаз выступает в роли фундаментальной характеристики живых организмов и понимается как поддержание внутренней среды в допустимых пределах.

Внутренняя среда организма включает в себя организменные жидкости — плазму крови, лимфу, межклеточное вещество и цереброспинальную жидкость. Сохранение стабильности этих жидкостей жизненно важно для организмов, тогда как её отсутствие приводит к повреждению генетического материала.

В отношении любого параметра организмы делятся на конформационные и регуляторные. Регуляторные организмы сохраняют параметр на постоянном уровне, независимо от того, что происходит в среде. Конформационные организмы позволяют окружающей среде определять параметр. Например, теплокровные животные сохраняют постоянную температуру тела, тогда как холоднокровные демонстрируют широкий диапазон температур.

Речь не идёт о том, что конформационные организмы не обладают поведенческими приспособлениями, позволяющими им в некоторой степени регулировать взятый параметр. Рептилии, к примеру, часто сидят на нагретых камнях утром, чтобы повысить температуру тела.

Преимущество гомеостатической регуляции состоит в том, что она позволяет организму функционировать более эффективно. Например, холоднокровные животные, как правило, становятся вялыми при низких температурах, тогда как теплокровные почти так же активны, как и всегда. С другой стороны, регуляция требует энергии. Причина, почему некоторые змеи могут есть только раз в неделю, состоит в том, что они тратят намного меньше энергии для поддержания гомеостаза, чем млекопитающие.

Клеточный гомеостаз[править | править код]

Регуляция химической деятельности клетки достигается с помощью ряда процессов, среди которых особое значение имеет изменение структуры самой цитоплазмы, а также структуры и активности ферментов. Авторегуляция зависит от температуры, степени кислотности, концентрации субстрата, присутствия некоторых макро- и микроэлементов. Клеточные механизмы гомеостаза направлены на восстановление естественно погибших клеток тканей или органов в случае нарушения их целостности.

Регенерация — процесс обновления структурных элементов организма и восстановление их количества после повреждения, направленный на обеспечение необходимой функциональной активности.

В зависимости от регенерационной реакции ткани и органы млекопитающих можно разделить на 3 группы:

1) ткани и органы, для которых характерна клеточная регенерация (кости, рыхлая соединительная ткань, кроветворная система, эндотелий, мезотелий, слизистые оболочки желудочно-кишечного тракта, дыхательных путей и мочеполовой системы)

2) ткани и органы, для которых характерна клеточная и внутриклеточная регенерация (печень, почки, лёгкие, гладкие и скелетные мышцы, вегетативная нервная система, поджелудочная железа, эндокринная система)

3) ткани, для которых характерно преимущественно или исключительно внутриклеточная регенерация (миокард и ганглиозные клетки центральной нервной системы)

В процессе эволюции сформировались 2 типа регенерации: физиологическая и репаративная.

Гомеостаз в организме человека[править | править код]

Разные факторы влияют на способность жидкостей организма поддерживать жизнь. В их числе такие параметры, как температура, солёность, кислотность и концентрация питательных веществ — глюкозы, различных ионов, кислорода, и отходов — углекислого газа и мочи. Так как эти параметры влияют на химические реакции, которые сохраняют организм живым, существуют встроенные физиологические механизмы для поддержания их на необходимом уровне.

Гомеостаз нельзя считать причиной процессов этих бессознательных адаптаций. Его следует воспринимать как общую характеристику многих нормальных процессов, действующих совместно, а не как их первопричину. Более того, существует множество биологических явлений, которые не подходят под эту модель — например, анаболизм.

Понятие «гомеостаз» используется также и в других сферах.

Актуарий может говорить о рисковом гомеостазе, при котором, к примеру, люди, у которых в машине установлена антиблокировочная система, не находятся в более безопасном положении по сравнению с теми, у кого она не установлены, потому что эти люди бессознательно компенсируют более безопасный автомобиль рискованной ездой. Это происходит потому, что некоторые удерживающие механизмы — например, страх — перестают действовать.

Социологи и психологи могут говорить о стрессовом гомеостазе — стремлении популяции или индивида оставаться на определённом стрессовом уровне, зачастую искусственно вызывая стресс, если «естественного» уровня стресса недостаточно[5].

Многие из этих органов контролируются гормонами гипоталамо-гипофизарной системы.

  1. ↑ Cannon, W.B. (англ.)русск.. The Wisdom of the Body (неопр.). — New York: W. W. Norton (англ.)русск., 1932. — С. 177—201.
  2. ↑ Cannon, W. B. (англ.)русск.. Physiological regulation of normal states: some tentative postulates concerning biological homeostatics // A Charles Riches amis, ses collègues, ses élèves (фр.) / A. Pettit. — Paris: Les Éditions Médicales, 1926. — С. 91.
  3. ↑ Kalaany, NY; Mangelsdorf, D. J. LXRS and FXR: the yin and yang of cholesterol and fat metabolism (англ.) // Annual Review of Physiology : journal. — 2006. — Vol. 68. — P. 159—191. — doi:10.1146/annurev.physiol.68.033104.152158. — PMID 16460270.
  4. ↑ Александр Уголев. Теория адекватного питания и трофология. — Санкт-петербург: Наука, 1991. — С. Глава 1.5. Популяционные, экологические и эволюционные аспекты трофологии. Биосфера как трофосфера..
  5. ↑ Spencer, Laci. Flotation: A Guide for Sensory Deprivation, Relaxation, & Isolation Tanks (англ.). — Lulu.com, 2015. — ISBN 9781329173750.
  • О.-Я.Л.Бекиш. Медицинская биология. — Минск: Ураджай, 2000. — 520 с. — ISBN 985-04-0336-5.

Гомеостаз — Вікіпедія

Гомеоста́з — стан рівноваги динамічного середовища, у якому відбуваються біологічні процеси. Здебільшого цей термін вживається в медицині та біології. Гомеостаз підтримується безперервною роботою систем органів кровообігу, дихання, травлення, виділення тощо, виділенням у кров біологічно активних хімічних речовин, які забезпечують взаємодію клітин і органів. Найважливіша роль у підтриманні гомеостазу належить нервовій системі, яка регулює діяльність органів і систем організму. Гомеостаз регулюється безпосередньо проміжним мозком.

Гомеостаз — відносна сталість складу та властивостей внутрішнього середовища біологічних систем різних рівнів організації.

В основі гомеостазу лежать динамічні процеси, оскільки сталість внутрішнього середовища безперервно порушується і так само постійно відновлюється.

Фізіологічні процеси в організмі і процеси підтримання гомеостазу знаходиться під контролем зворотного зв'язку (керований об'єкт у свою чергу, контролює об'єкт огляду, між ними існує взаємодія).

Гомеостаз — це система скоординованих реакцій, спрямованих на забезпечення, підтримання або відновлення сталості внутрішнього середовища організму.[1]

Організм як тварини, так і людини є відкритою системою, що досить сильно пов'язана з середовищем. Існує така властивість, як саморегуляція, для якої було запропоновано назву лат. «gomios stasis» — подібний стан. Гомеостаз — це постійність внутрішнього середовища і фізіологічних функцій організму (сталість хімічного складу та фізико-хімічних властивостей; він виражається наявністю низки стійких показників (констант), характеризує нормальний стан організму: температуру, тиск крові, кількість у крові речовин (Са, К, Na).

Французький фізіолог XIX століття Клод Бернар (1813–1878) першим помітив, що всі вищі живі організми активно і постійно протидіють тому, щоби чинники зовнішнього середовища порушували ті умови, які необхідні для підтримки життєдіяльності організму.[2]

Метаболічні процеси всіх організмів можуть відбуватися лише у дуже специфічних фізичних та хімічних середовищах. Умови залежать від кожного організму і від того, чи відбуваються хімічні процеси всередині клітини або в інтерстиціальній рідині, що охоплює клітини. Найбільш відомими гомеостатичними механізмами у людини та інших ссавців є регулятори, які підтримують постійний склад позаклітинної рідини (або "внутрішнього середовища"), особливо щодо температури, рН, осмоляльності та концентрацій натрію, калію, глюкози, вуглекислого газу (діоксиду вуглецю) і кисню. Однак дуже багато інших гомеостатичних механізмів, що стосуються багатьох чинників фізіології людини, контролюють інші об'єкти в організмі. Там, де рівні змінних, є вищими або нижчими від необхідних, вони часто є з префіксами гіпер- та гіпо-, відповідно такими, як гіпертермія та гіпотермія або гіпертонія та гіпотензія. Циркадні зміни температури тіла, коливаються близько 37,5 °C з 10:00 до 18:00, і падають до 36,4 ° C від 2:00 до 6:00.

Якщо суб'єкт гомеостатично контролюється, це не означає, що його значення, обов'язково є абсолютно стійким для здоров'я. Наприклад, основна температура тіла

Коливання температури тіла людини впродовж доби

підтримується гомеостатичним механізмом з температурними давачами, серед іншого, гіпоталамусом мозку. Однак задана температура регулятора постійно скидається. Наприклад, основна температура тіла у людини змінюється протягом дня (тобто має циркадний ритм), до того-ж найнижчі температури виникають вночі, а найвищі вдень. Інші нормальні коливання температури обумовлюють ті, що стосуються менструального циклу. Уставка регулятора температури під час зараження скидається, щоби викликати жар. Організми здатні дещо пристосовуватися до різних умов, таких як зміни температури або рівня кисню на висоті, шляхом процесу акліматизації.

Гомеостаз регулює не кожну діяльність в організмі. Наприклад, сигнал (чи то через нейрони або гормони) від давача до ефектора, за потреби, дуже мінливий, щоби передати дані про напрямок і величину помилки, виявленої давачем. Подібним чином, відповідь ефектора повинна бути налаштована для зміни помилки  — адже вона мусить бути майже відповідною (але в зворотному напрямку) до помилки, яка загрожує внутрішньому середовищу. Наприклад, артеріальний кров'яний тиск у ссавців  підтримується гомеостатично і вимірюється рецепторами розтягування стінок дуги аорти та сонних пазух на початку внутрішніх сонних артерій. Давачі надсилають повідомлення по сенсорних нервах до довгастого мозку головного мозку із зазначенням того, чи знизився або підвищився артеріальний тиск, і на скільки. Потім довгастий мозок поширює повідомлення по рухових або еферентних нервах, що належать до вегетативної нервової системи, для широкого спектру ефекторних органів, діяльність яких внаслідок цього змінюється, щоби виправити відхилення артеріального тиску. Одним з ефекторних органів є серце, частота скорочень якого стимулюється до зростання (тахікардія) при падінні артеріального артеріального тиску, або до сповільнення (брадикардія), коли тиск підвищується вище встановленого рівня. Таким чином, частота серцевих скорочень (для якої в організмі немає давача) підтримується не гомеостатично, але є однією з ефекторних реакцій на помилки артеріального кров'яного тиску. Ще один приклад  — швидкість потовиділення. Це один з ефекторів гомеостатичного контролю температури тіла, а тому дуже змінюється залежно від теплового навантаження, яке загрожує розладнанням основної температури тіла, для чого в гіпоталамусі головного мозку є давач  — терморецептор.

У гіпотезі Геї,  Джеймс Лавлок зазначав, що вся маса живої речовини на Землі (або будь-якій планеті з життям) працює як величезний гомеостатичний суперорганізм, який

Пташки туляться одна до одної задля заощадження тепла

активно модифікує своє планетарне середовище для створення екологічних умов, потрібних для власного виживання. З його погляду, на всій планеті підтримується кілька гомеостазів (основний — температурний гомеостаз). Чи існує така система на Землі — залишається відкритим для обговорень. Однак деякі, відносно прості гомеостатичні механізми, загальноприйняті. Наприклад, іноді стверджується, що у разі підвищення рівня вуглекислого газу в атмосфері, деякі рослини можуть бути здатними рости краще і, таким чином, діяти так, щоби видаляти (споживати) більше вуглекислого газу з атмосфери. Однак потепління посилило посуху, зробивши воду фактичним обмежувальним чинником на суші. Коли сонячне світло рясне і температура атмосфери піднімається, стверджується, що фітопланктон поверхневих вод океану, діючи як глобальний поглинач сонячного світла, а отже, як давачі тепла, може процвітати і утворювати більше диметилсульфіду (DMS). Молекули DMS виконують роль ядер конденсації хмар, які утворюють більше хмар, і, таким чином, збільшують атмосферне альбедо, а це сприяє зниженню температури атмосфери. Однак підвищення температури моря розшаровувало океани, та відокремлювало теплі, прогріті сонцем води від прохолодних, багатих на поживні речовини вод. Таким чином, поживні речовини стали обмежувальним чинником, а рівень планктону фактично впав за останні 50 років, а не підвищився. По мірі того, як вчені дізнаються більше про Землю, виявляється величезна кількість петель (контурів) позитивного та негативного зворотного зв'язку, які разом підтримують метастабільний стан (інколи в дуже широких межах) умов довкілля.

  1. ↑ Біда О. А., Дерій С. І. та ін. Біологія: навчально-методичний посібник — 3-тє вид., — К.: Літера ЛТД, 2012. — 672 с. ISBN 978-966-178-133-6 (С.?)
  2. ↑ Д. Морман, Л. Хеллер, Физиология сердечно-сосудистой системы, Издательство «Питер», 2000, 256 с. (C.?)

Гомеостаз - это... Что такое Гомеостаз?

способность организма поддерживать функционально значимые переменные в пределах, обеспечивающих его оптимальную жизнедеятельность. Регуляторные механизмы, поддерживающие физиологическое состояние или свойства клеток, органов и систем целостного организма на уровне, соответствующем его текущим потребностям, называются гомеостатическими.

Первоначально термин «гомеостаз» означал только поддержание постоянства внутренней среды, т.е. крови, лимфы, межклеточной жидкости (см. Водно-солевой обмен, Кислотно-щелочное равновесие). В дальнейшем к функционально значимым показателям Г. стали относить различные биохимические и структурные субстраты на разных уровнях их организации (клетки, органы и их системы). В широком понимании Г. охватывает вопросы течения реакций компенсации (см. Компенсаторные процессы), регулирования и саморегулирования физиологических функций (см. Саморегуляция физиологических функций), характер и динамику взаимоотношений нервных, гуморальных и других компонентов регуляторного процесса в целостном организме. Границы Г могут меняться в зависимости от индивидуальных возрастных, половых, социальных, профессиональных и других условий. Библиогр.: Анохин П.К. Очерки по физиологии функциональных систем. М., 1975; Гомеостаз, под ред. П.Д. Горизонтова, М., 1976; Регуляция висцеральных функций. Закономерности и механизмы, под ред. Н.П. Бехтеревой, с. 129, Л., 1987; Саркисов Д.С. Очерки по структурным основам гомеостаза, М., 1977; Физиология вегетативной нервной системы, под ред. О.Г. Баклаваджяна, с. 536, Л., 1981.

в физиологии — относительное динамическое постоянство внутренней среды (крови, лимфы, тканевой жидкости) и устойчивость основных физиологических функций (кровообращения, дыхания, терморегуляции, обмена веществ и т.д.) организма.

это... Понятие, виды и свойства гомеостаза

Гомеостаз – это способность человеческого организма подстраиваться под изменяющиеся условия внешней и внутренней среды. Стабильная работа процессов гомеостаза гарантирует человеку комфортное самочувствие в любой ситуации, поддерживая постоянство жизненно важных показателей организма.

Гомеостаз с биологической и экологической точки зрения

В биологии понятие гомеостаз применяют к любым многоклеточным организмам. При этом экологи зачастую обращают внимание на сбалансированность внешней среды. Считается, что это гомеостаз экосистемы, которая также подвергается изменениям и постоянно перестраивается для дальнейшего существования.

Если баланс в какой-либо системе нарушен и она не в состоянии его восстановить, то это приводит к полному прекращению функционирования.

Человек не исключение, гомеостатические механизмы играют важнейшую роль в ежедневной жизнедеятельности, а допустимая степень изменения основных показателей у человеческого организма очень невелика. При необычных колебаниях внешней или внутренней среды сбой в работе гомеостаза может привести к летальным последствиям.

Для чего нужен гомеостаз и его виды

Ежедневно человек подвергается воздействию различных факторов окружающей его среды, но для того, чтобы основные биологические процессы в организме продолжали стабильно работать, их условия не должны измениться. Именно в поддержании этой стабильности и заключается основная роль гомеостаза.

Принято выделять три основных вида:

  1. Генетический.
  2. Физиологический.
  3. Структурный (регенерационный или клеточный).

Для полноценного существования человеку необходима работа всех трех видов гомеостаза в комплексе, если один из них выходит из строя, то это приводит к неприятным последствиям для здоровья. Слаженная работа процессов позволит не замечать или же переносить с минимальными неудобствами наиболее распространенные изменения и чувствовать себя уверенно.

Генетический гомеостаз

Такой вид гомеостаза - это способность сохранения единого генотипа внутри одной популяции. На молекулярно-клеточном уровне поддерживается единая генетическая система, которая несет в себе определенный набор наследственной информации.

Механизм позволяет особям скрещиваться между собой, сохраняя при этом равновесие и единообразие условно закрытой группы людей (популяции).

Физиологический гомеостаз

Данный вид гомеостаза отвечает за поддержание в оптимальном состоянии основных жизненно важных показателей:

  • Температуры тела.
  • Артериального давления.
  • Стабильность пищеварения.

За его правильную работу отвечают иммунная, эндокринная и нервная система. В случае возникновения непредвиденного сбоя в работе одной из систем, это незамедлительно отражается на самочувствии всего организма, приводит к ослаблению защитных функций и развитию заболеваний.

Клеточный гомеостаз (структурный)

Этот вид носит также название "регенерационный", что, вероятно, лучше всего описывает функциональные особенности.

Основные силы такого гомеостаза направлены на восстановление и излечение поврежденных клеток внутренних органов человеческого организма. Именно такие механизмы при правильной работе позволяют организму восстановиться после болезней или травм.

Основные механизмы гомеостаза развиваются и эволюционируют вместе с человеком, лучше подстраиваясь под изменения внешней среды.

Функции гомеостаза

Для того чтобы правильно понимать функции и свойства гомеостаза, лучше всего рассматривать его действие на конкретных примерах.

Так, например, при занятиях спортом человеческое дыхание и пульс учащаются, что говорит о стремлении организма сохранить внутреннее равновесие при измененных окружающих условиях.

При переезде в страну с климатом, значительно отличающимся от привычного, какое-то время можно испытывать недомогание. В зависимости от общего здоровья человека, механизмы гомеостаза позволяют адаптироваться в новых условиях жизни. У кого-то акклиматизация не чувствуется и внутренний баланс оперативно подстраивается, кому-то приходится немного подождать, прежде чем организм настроит свои показатели.

В условиях повышенной температуры человеку становится жарко и начинается потоотделение. Такое явление считается прямым доказательством функционирования механизмов саморегуляции.

Во многом работа основных гомеостатических функций зависит от наследственности, генетического материала, переданного от старшего поколения семьи.

Опираясь на приведенные примеры, четко можно проследить основные функции:

  • Энергетическая.
  • Адаптационная.
  • Репродуктивная.

Важно обратить внимание на то, что в старости, а также в младенческом возрасте стабильная работа гомеостаза требует особенного внимания, из-за того, что реакция основных систем регуляции в эти периоды жизни замедленна.

Свойства гомеостаза

Зная об основных функциях саморегуляции, полезно также понимать, какими свойствами она обладает. Гомеостаз – это сложная взаимосвязь процессов и реакций. Среди свойств гомеостаза выделяют:

  • Нестабильность.
  • Стремление к равновесию.
  • Непредсказуемость.

Механизмы находятся в постоянном изменении, тестируют условия, чтобы выбрать оптимальный вариант приспособления к ним. В этом проявляется свойство нестабильности.

Равновесие – это основная цель и свойство любого организма, он стремится к нему постоянно, как структурно, так и функционально.

В некоторых случаях реакция организма на изменения внешней или внутренней среды может стать неожиданной, привести к перестройкам жизненно важных систем. Непредсказуемость гомеостаза может вызывать определенный дискомфорт, что не говорит о дальнейшем пагубном воздействии на состоянии организма.

Как улучшить работу механизмов гомеостатической системы

С точки зрения медицины любое заболевание является доказательством сбоя в работе гомеостаза. Внешние и внутренние угрозы постоянно оказываются воздействие на организм, и только слаженность в работе основных систем поможет с ними справиться.

Ослабление иммунитета не происходит беспричинно. Современная медицина обладает большим диапазоном средств, которые способны помочь человеку сохранить свое здоровье, вне зависимости от того, что стало причиной сбоя.

Изменение погодных условий, стрессовые ситуации, травмы – все это способно привести к развитию заболеваний разной тяжести.

Для того чтобы функции гомеостаза работали правильно и максимально быстро, необходимо следить за общим состоянием своего здоровья. Для этого можно обратиться к врачу за обследованием, чтобы определить свои уязвимые места и выбрать комплекс терапии для их устранения. Регулярная диагностика поможет лучше контролировать основные процессы жизнедеятельности.

При этом важно самостоятельно следовать нехитрым рекомендациям:

  • Избегать стрессовых ситуаций, чтобы защитить нервную систему от постоянного перенапряжения.
  • Следить за рационом питания, не перегружать себя тяжелыми продуктами, не допускать бессмысленного голодания, что позволит пищеварительной системе легче справляться со своей работой.
  • Выбрать подходящие витаминные комплексы, чтобы снизить влияние сезонных изменений погоды.

Бдительное отношение к собственному здоровью поможет гомеостатическим процессам своевременно и правильно реагировать на любые изменения.

Гомеостаз - это... Что такое Гомеостаз?

Гомеоста́з (др.-греч. ὁμοιοστάσις от ὁμοιος — одинаковый, подобный и στάσις — стояние, неподвижность) — саморегуляция, способность открытой системы сохранять постоянство своего внутреннего состояния посредством скоординированных реакций, направленных на поддержание динамического равновесия. Стремление системы воспроизводить себя, восстанавливать утраченное равновесие, преодолевать сопротивление внешней среды.

Гомеостаз популяции — способность популяции поддерживать определённую численность своих особей длительное время.

Американский физиолог Уолтер Кеннон (Walter B. Cannon) в 1932 году в своей книге «The Wisdom of the Body» («Мудрость тела») предложил этот термин как название для «координированных физиологических процессов, которые поддерживают большинство устойчивых состояний организма». В дальнейшем этот термин распространился на способность динамически сохранять постоянство своего внутреннего состояния любой открытой системы. Однако представление о постоянстве внутренней среды было сформулировано ещё в 1878 году французским учёным Клодом Бернаром.

Общие сведения

Термин «гомеостаз» чаще всего применяется в биологии. Многоклеточным организмам для существования необходимо сохранять постоянство внутренней среды. Многие экологи убеждены, что этот принцип применим также и к внешней среде. Если система неспособна восстановить свой баланс, она может в итоге перестать функционировать.

Комплексные системы — например, организм человека — должны обладать гомеостазом, чтобы сохранять стабильность и существовать. Эти системы не только должны стремиться выжить, им также приходится адаптироваться к изменениям среды и развиваться.

Свойства гомеостаза

Гомеостатические системы обладают следующими свойствами:

  • Нестабильность системы: тестирует, каким образом ей лучше приспособиться.
  • Стремление к равновесию: вся внутренняя, структурная и функциональная организация систем способствует сохранению баланса.
  • Непредсказуемость: результирующий эффект от определённого действия зачастую может отличаться от того, который ожидался.

Примеры гомеостаза у млекопитающих:

Важно отметить, что, хотя организм находится в равновесии, его физиологическое состояние может быть динамическим. Во многих организмах наблюдаются эндогенные изменения в форме циркадного, ультрадианного и инфрадианного ритмов. Так, даже находясь в гомеостазе, температура тела, кровяное давление, частота сердечных сокращений и большинство метаболических индикаторов не всегда находятся на постоянном уровне, но изменяются в течение времени.

Механизмы гомеостаза: обратная связь

Когда происходит изменение в переменных, наблюдаются два основных типа обратной связи, на которые реагирует система:

  1. Отрицательная обратная связь, выражающаяся в реакции, при которой система отвечает так, чтобы изменить направление изменения на противоположное. Так как обратная связь служит сохранению постоянства системы, это позволяет соблюдать гомеостаз.
    • Например, когда концентрация углекислого газа в организме человека увеличивается, лёгким приходит сигнал к увеличению их активности и выдыханию большего количество углекислого газа.
    • Терморегуляция — другой пример отрицательной обратной связи. Когда температура тела повышается (или понижается) терморецепторы в коже и гипоталамусе регистрируют изменение, вызывая сигнал из мозга. Данный сигнал, в свою очередь, вызывает ответ — понижение температуры (или повышение).
  2. Положительная обратная связь, которая выражается в усилении изменения переменной. Она оказывает дестабилизирующий эффект, поэтому не приводит к гомеостазу. Положительная обратная связь реже встречается в естественных системах, но также имеет своё применение.
    • Например, в нервах пороговый электрический потенциал вызывает генерацию намного большего потенциала действия. Свёртывание крови и события при рождении можно привести в качестве других примеров положительной обратной связи.

Устойчивым системам необходимы комбинации из обоих типов обратной связи. Тогда как отрицательная обратная связь позволяет вернуться к гомеостатическому состоянию, положительная обратная связь используется для перехода к совершенно новому (и, вполне может быть, менее желанному) состоянию гомеостаза, — такая ситуация называется «метастабильность». Такие катастрофические изменения могут происходить, например, с увеличением питательных веществ в реках с прозрачной водой, что приводит к гомеостатическому состоянию высокой эвтрофикации (зарастание русла водорослями) и замутнению.

Экологический гомеостаз

Экологический гомеостаз наблюдается в климаксовых сообществах с максимально возможным биоразнообразием при благоприятных условиях среды.

В нарушенных экосистемах, или субклимаксовых биологических сообществах — как, например, остров Кракатау, после сильного извержения вулкана в 1883 — состояние гомеостаза предыдущей лесной климаксовой экосистемы было уничтожено, как и вся жизнь на этом острове. Кракатау за годы после извержения прошёл цепь экологических изменений, в которых новые виды растений и животных сменяли друг друга, что привело к биологической вариативности и в результате климаксовому сообществу. Экологическая сукцессия на Кракатау осуществилась за несколько этапов. Полная цепь сукцессий, приведшая к климаксу, называется присерией. В примере с Кракатау на этом острове образовалось климаксовое сообщество с восемью тысячами различных видов, зарегистрированных в 1983, спустя сто лет с того времени, как извержение уничтожило на нём жизнь. Данные подтверждают, что положение сохраняется в гомеостазе в течение некоторого времени, при этом появление новых видов очень быстро приводит к быстрому исчезновению старых.

Случай с Кракатау и другими нарушенными или нетронутыми экосистемами показывает, что первоначальная колонизация пионерными видами осуществляется через стратегии воспроизведения, основанные на положительной обратной связи, при которых виды расселяются, производя на свет как можно больше потомства, но при этом практически не вкладываясь в успех каждого отдельного. В таких видах наблюдается стремительное развитие и столь же стремительный крах (например, через эпидемию). Когда экосистема приближается к климаксу, такие виды заменяются более сложными климаксовыми видами, которые через отрицательную обратную связь адаптируются к специфическим условиям окружающей их среды. Эти виды тщательно контролируются потенциальной ёмкостью экосистемы и следуют иной стратегии — произведению на свет меньшего потомства, в репродуктивный успех которого в условиях микросреды его специфической экологической ниши вкладывается больше энергии.

Развитие начинается с пионер-сообщества и заканчивается на климаксовом сообществе. Это климаксовое сообщество образуется, когда флора и фауна пришла в баланс с местной средой.

Подобные экосистемы формируют гетерархии, в которых гомеостаз на одном уровне способствует гомеостатическим процессам на другом комплексном уровне. К примеру, потеря листьев у зрелого тропического дерева даёт место для новой поросли и обогащает почву. В равной степени тропическое дерево уменьшает доступ света на низшие уровни и помогает предотвратить инвазию других видов. Но и деревья падают на землю и развитие леса зависит от постоянной смены деревьев, круговорота питательных веществ, осуществляемого бактериями, насекомыми, грибами. Схожим образом такие леса способствуют экологическим процессам — таким, как регуляция микроклиматов или гидрологических циклов экосистемы, а несколько разных экосистем могут взаимодействовать для поддержания гомеостаза речного дренажа в рамках биологического региона. Вариативность биорегионов так же играет роль в гомеостатической стабильности биологического региона, или биома.

Биологический гомеостаз

Гомеостаз выступает в роли фундаментальной характеристики живых организмов и понимается как поддержание внутренней среды в допустимых пределах.

Внутренняя среда организма включает в себя организменные жидкости — плазму крови, лимфу, межклеточное вещество и цереброспинальную жидкость. Сохранение стабильности этих жидкостей жизненно важно для организмов, тогда как её отсутствие приводит к повреждению генетического материала.

В отношении любого параметра организмы делятся на конформационные и регуляторные. Регуляторные организмы сохраняют параметр на постоянном уровне, независимо от того, что происходит в среде. Конформационные организмы позволяют окружающей среде определять параметр. Например, теплокровные животные сохраняют постоянную температуру тела, тогда как холоднокровные демонстрируют широкий диапазон температур.

Речь не идёт о том, что конформационные организмы не обладают поведенческими приспособлениями, позволяющими им в некоторой степени регулировать взятый параметр. Рептилии, к примеру, часто сидят на нагретых камнях утром, чтобы повысить температуру тела.

Преимущество гомеостатической регуляции состоит в том, что она позволяет организму функционировать более эффективно. Например, холоднокровные животные, как правило, становятся вялыми при низких температурах, тогда как теплокровные почти так же активны, как и всегда. С другой стороны, регуляция требует энергии. Причина, почему некоторые змеи могут есть только раз в неделю, состоит в том, что они тратят намного меньше энергии для поддержания гомеостаза, чем млекопитающие.

Клеточный гомеостаз

Регуляция химической деятельности клетки достигается с помощью ряда процессов, среди которых особое значение имеет изменение структуры самой цитоплазмы, а также структуры и активности ферментов. Авторегуляция зависит от температуры, степени кислотности, концентрации субстрата, присутствия некоторых макро- и микроэлементов.

Гомеостаз в организме человека

Разные факторы влияют на способность жидкостей организма поддерживать жизнь. В их числе такие параметры, как температура, солёность, кислотность и концентрация питательных веществ — глюкозы, различных ионов, кислорода, и отходов — углекислого газа и мочи. Так как эти параметры влияют на химические реакции, которые сохраняют организм живым, существуют встроенные физиологические механизмы для поддержания их на необходимом уровне.

Гомеостаз нельзя считать причиной процессов этих бессознательных адаптаций. Его следует воспринимать как общую характеристику многих нормальных процессов, действующих совместно, а не как их первопричину. Более того, существует множество биологических явлений, которые не подходят под эту модель — например, анаболизм.

Другие сферы

Понятие «гомеостаз» используется также и в других сферах.

Актуарий может говорить о рисковом гомеостазе, при котором, к примеру, люди, у которых на машине установлены незаклинивающие тормоза, не находятся в более безопасном положении по сравнению с теми, у кого они не установлены, потому что эти люди бессознательно компенсируют более безопасный автомобиль рискованной ездой. Это происходит потому, что некоторые удерживающие механизмы — например, страх — перестают действовать.

Социологи и психологи могут говорить о стрессовом гомеостазе — стремлении популяции или индивида оставаться на определённом стрессовом уровне, зачастую искусственно вызывая стресс, если «естественного» уровня стресса недостаточно.

Примеры

Многие из этих органов контролируются гормонами гипоталамо-гипофизарной системы.

См. также

что это такое, как он работает, для чего нужен

Всем привет! В эту пятницу продолжим вещание в рамках цикла “Подтяни матчасть”.  И сегодняшняя тема к рассмотрению – гомеостаз в организме человека. По прочтении вы узнаете, что представляет собой этот процесс, его механику, а также разберем реальные примеры этой работы внутри нас.

Итак, рассаживайтесь поудобней, будет интересно!

Гомеостаз: все, что надо знать

Уже четвертую пятницу кряду мы встречаемся с вами, чтобы рассказать чуть больше о том, как мы устроены. Уже разобрали темы: [уровни организации], [функции жизни ], [потребности человека] - разумеется,  с уклоном в спорт и ЗОЖ. Если вы подключились к обсуждению только сейчас, рекомендуем сначала ознакомиться с предыдущими материалами, чтобы “войти” в тему. Мы же идем далее и сегодня подробно поговорим про гомеостаз. Ранее мы упоминали о нем и давали его определение. Но, поскольку это один из самых важных процессов внутри нас, мы уделим ему персональное внимание и чуть больше времени. Поехали!

Примечание:
Для лучшего усвоения материала все дальнейшее повествование будет разбито на подглавы.

Что такое гомеостаз

Вернуть всё на круги своя – вот основная задача гомеостаза. Если “качели” организма качнулись влево, их надо возвратить обратно, в нейтральное положение. Этим и занимается организм - постоянно контролирует свои внутренние условия: от температуры тела до кровяного давления, от уровня сахара в крови до уровня определенных питательных веществ.

Многие факторы влияют на пригодность биологических жидкостей для поддержания жизни. К ним относятся:

  • концентрации кислорода (O2) и диоксида углерода (CO2);
  • рН внутренней среды;
  • концентрации питательных веществ и отходов;
  • концентрация соли и других электролитов;
  • объем и давление внеклеточной жидкости;
  • температура тела;
  • уровень глюкозы в крови.

Каждое физиологическое состояние имеет конкретную уставку. Уставка - это физиологическое значение, вокруг которого колеблется его нормальный диапазон. Нормальный диапазон - ограниченный набор значений, который является оптимальным для здоровья и стабильности организма.

Например, заданное значение для нормальной температуры человеческого тела составляет приблизительно 37 °C. Однако данный параметр имеет тенденцию колебаться в пределах нормального диапазона на несколько градусов выше и ниже этой точки.

Центры контроля в головном мозге и других частях тела контролируют и реагируют на отклонения от гомеостаза с помощью отрицательной обратной связи. Отрицательная обратная связь - это механизм, который устраняет отклонение от заданного значения:

Отрицательная обратная связь поддерживает параметры тела в пределах их нормального диапазона. Поддержание гомеостаза отрицательной обратной связью происходит во всем теле постоянно. Поэтому понятие отрицательной обратной связи является фундаментальным для понимания физиологии человека.

Гомеостаз: кто за что отвечает и каким образом

Печень, поджелудочная железа, почки, мозг, вегетативная нервная и эндокринная системы помогают поддерживать гомеостаз. Печень отвечает за метаболизм токсических веществ и с помощью сигналов от поджелудочной железы поддерживает углеводный обмен. Она также помогает регулировать липидный обмен и является основным местом производства холестерина.

Почки отвечают за регулирование уровня воды в крови, повторное поглощение веществ в крови, поддержание уровня солей и ионов в крови, регулирование рН крови и выведение мочевины и других отходов.

Гипоталамус участвует в регуляции температуры тела, частоты сердечных сокращений, кровяного давления и циркадных ритмов (включая циклы сна и бодрствования).

На гомеостаз могут влиять как внутренние, так и  внешние условия, в том числе условия окружающей среды (внешние факторы), и он поддерживается различными механизмами. Все гомеостатические механизмы контроля имеют как минимум три взаимозависимых компонента для регулируемой переменной:

  1. сенсор/рецептор, который обнаруживает изменения во внутренней или внешней среде. Примером являются периферические хеморецепторы, которые обнаруживают изменения pH крови;
  2. интегрирующий центр (центр управления). Получает информацию от сенсоров и инициирует ответ для поддержания гомеостаза. Наиболее важным примером является гипоталамус - область мозга, которая контролирует все процессы в организме;
  3. эффектор. Им является любой орган или ткань, которые получают информацию от интегрирующего центра и действуют, чтобы вызвать изменения, необходимые для поддержания гомеостаза. Одним из примеров является почка, которая удерживает воду, если артериальное давление слишком низкое.

Сенсоры, интегрирующий центр и эффекторы являются основными компонентами каждого гомеостатического отклика. Положительные и отрицательные связи - продвинутые механизмы, которые позволяют этим компонентам поддерживать гомеостаз для более сложных физиологических процессов.

Гомеостаз: отрицательная обратная связь

Система отрицательной обратной связи имеет три основных компонента. Их мы перечисляли выше:

  • сенсор является компонентом системы обратной связи, которая контролирует физиологическую ценность. Это значение сообщается в центр управления;
  • центр управления - это компонент системы обратной связи, который сравнивает значение с нормальным диапазоном. Если значение слишком сильно отклоняется от заданного значения, тогда центр управления активирует эффектор;
  • эффектор - это компонент в системе обратной связи, который вызывает изменение, чтобы изменить ситуацию и вернуть значение в нормальный диапазон.

На рисунке показан цикл отрицательной обратной связи. В петле отрицательной обратной связи стимул - отклонение от заданного значения - сопротивляется посредством физиологического процесса, который возвращает тело в гомеостаз. Левый рисунок: петля отрицательной обратной связи состоит из четырех основных частей. Правый рисунок: температура тела регулируется отрицательной обратной связью.

Чтобы привести систему в движение, стимул должен вывести физиологический параметр за пределы его нормального диапазона, за пределы гомеостаза. Этот стимул «слышен» определенным сенсором. Например, при контроле уровня глюкозы в крови специфические эндокринные клетки поджелудочной железы обнаруживают избыток глюкозы (стимул) в кровотоке. Эти бета-клетки поджелудочной железы реагируют на повышенный уровень глюкозы в крови, высвобождая гормон инсулин в кровоток. Инсулин дает сигнал волокнам скелетных мышц, жировым клеткам и клеткам печени поглощать избыточную глюкозу, выводя ее из кровотока. Когда концентрация глюкозы в кровотоке падает, снижение концентрации - фактическая отрицательная обратная связь - обнаруживается панкреатическими альфа-клетками, высвобождение инсулина прекращается. Это предотвращает падение уровня сахара в крови ниже нормального уровня.

У людей есть похожая система обратной связи по регулированию температуры, которая работает, способствуя либо потере тепла, либо увеличению тепла. Когда центр регулирования температуры мозга получает данные от датчиков, указывающие, что температура тела превышает его нормальный диапазон, он стимулирует группу клеток мозга, называемых «центром потери тепла». Эта стимуляция имеет три основных эффекта:

  1. Кровеносные сосуды в коже начинают расширяться, позволяя большему количеству крови из ядра тела течь к поверхности кожи и отходить теплу в окружающую среду;
  2. По мере увеличения притока крови к коже активизируются потовые железы, чтобы увеличить  выработку пота. При испарении с поверхности кожи в окружающий воздух он поглощает тепло;
  3. Глубина дыхания увеличивается, человек может дышать через открытый рот, а не через носовые проходы. Это еще больше увеличивает потерю тепла из легких.

Напротив, активация центра теплообмена мозга под воздействием холода уменьшает приток крови к коже. Кровь, возвращающаяся из конечностей, направляется в сеть глубоких вен. Такое расположение задерживает тепло ближе к сердечнику корпуса и ограничивает потерю тепла. Если потеря тепла значительна, мозг вызывает увеличение случайных сигналов к скелетным мышцам, заставляя их сокращаться и вызывая дрожь. Сокращения мышц от дрожи выделяют тепло при использовании АТФ.

Мозг запускает щитовидную железу в эндокринной системе, чтобы выпустить гормон щитовидной железы, который увеличивает метаболическую активность и выработку тепла в клетках всего тела. Мозг также сигнализирует надпочечникам о выделении адреналина - гормона, который вызывает расщепление гликогена в глюкозу, которая может использоваться в качестве источника энергии. Распад гликогена на глюкозу также приводит к увеличению метаболизма и выработке тепла.

Гомеостаз: положительная обратная связь

Положительная обратная связь - это механизм, в котором активированный компонент усиливает или дополнительно усиливает процесс, который вызвал его сам, чтобы создать еще более сильный отклик. Механизмы положительной обратной связи предназначены для ускорения или повышения отдачи, создаваемой стимулом, который уже был активирован. Механизмы положительной обратной связи предназначены для выталкивания уровней из нормальных диапазонов и не используются так часто в гомеостатических реакциях. Чтобы добиться положительной обратной связи, серия событий инициирует каскадный процесс, который строится для усиления эффекта стимула.

Например, когда человек получает травму (порез), его кровь сгустится в ответ на повреждение участка кожи. Свертывание происходит из-за поврежденного кровеносного сосуда. В ответ на этот стимул организм будет привлекать тромбоциты к месту пореза. По мере того, как тромбоциты накапливаются на участке, возникает положительная обратная связь, когда они выделяют химические вещества, стимулируя привлечение большего количества тромбоцитов к поврежденному участку. Эта положительная обратная связь помогает ускорить процесс заживления ран.

Примечание:

Другим примером положительной ОС является выработка грудного молока в ответ на сосание ребенка. Сосание стимулирует молочные железы производить больше молока.

Теперь рассмотрим конкретные примеры, в которых проявляет себя гомеостаз.

Гомеостаз: примеры регуляции

Организм всегда стремится вернуться в равновесие. И вот как это работает на примерах.

№1. Уровень сахара

Глюкоза в крови регулируется двумя гормонами - инсулином и глюкагоном, которые высвобождаются из поджелудочной железы. Когда уровень сахара в крови становится слишком высоким, инсулин выделяется из поджелудочной железы. Глюкоза поглощается клетками (особенно печенью и мышечной тканью), где она и хранится в виде гликогена. Это приводит к снижению уровня сахара в крови. С другой стороны, когда уровень сахара в крови становится слишком низким, поджелудочная железа выделяет глюкагон. Это способствует расщеплению гликогена на мономеры глюкозы в клетках печени. Затем клетки печени высвобождают свободную глюкозу обратно в кровоток и восстанавливают уровень сахара в крови.

Неправильное функционирование глюкагона приводит к гипогликемии - состоянию, при котором уровень сахара в крови слишком низок. Если не принять срочные меры, может наступить кома и смерть. Неправильная функция инсулина приводит к гипергликемии (повышению уровня сахара в крови) - диабету.

№2. Уровень железа

Контроль над этим необходимым, но потенциально токсичным веществом, является важной частью жизнедеятельности организма. Фактически, большая часть железа человеческого организма содержится в белке гемоглобина эритроцитов, где он помогает связывать и транспортировать кислород для клеточного дыхания. Дефицит железа является наиболее распространенной причиной анемии.

Когда уровень железа в организме слишком низок, чувствительный к железу гормон гепсидин снижается в эпителии двенадцатиперстной кишки. Это вызывает увеличение активности ферропортина - железоселективного белкового канала, встроенного в мембрану кишечных клеток. Активация этого канала стимулирует усвоение железа в пищеварительной системе. Избыток железа будет стимулировать обратный процесс.

№3. Осморегуляция

Это активная регуляция осмотического давления жидкостей организма для поддержания гомеостаза содержания воды в организме. Оно удерживает жидкости организма от чрезмерного разбавления или концентрации. Осмотическое давление - мера склонности воды переходить в один раствор из другого путем осмоса. Чем выше осмотическое давление раствора, тем больше воды стремится попасть в раствор. Почки удаляют избыточные ионы Na+, K + и Ca2+ из крови, что влияет на осмотическое давление. Затем они выводятся вместе с мочой. Почки также важны для поддержания уровня кислотности крови, так что ее pH остается близким к нейтральной точке.

№4. Регуляция количества воды в организме

Почки отвечают за общий объем воды в организме. Антидиуретический гормон (АДГ), также известный как вазопрессин и альдостерон, играют важную роль в регуляции функции почек. Если в организме наблюдается дефицит жидкости, происходит увеличение секреции АДГ из гипофиза. Этот гормон попадает в дистальные канальцы, вызывая задержку жидкости и уменьшение выхода мочи.

Точно так же гормон альдостерон, минералкортикоидный гормон со стероидной основой, выделяется из коры надпочечников. Альдостерон заставляет почки реабсорбировать Na+. Поскольку Na+ реабсорбируется,  реабсорбируется и вода. Таким образом, задержка Na+ также приводит к задержке жидкости. И наоборот: если уровни жидкости чрезмерны, секреция альдостерона подавляется, что приводит к меньшей задержке жидкости почками и последующему увеличению объема производимой мочи:

И таких примеров гомеостаза можно привести множество. У вас не получится законными методами обмануть свой организм, не получится набрать натурально мышцы быстрее, чем это заложено природой. Не получится сбросить 10 кг за 2 недели. Вы не сможете встать с офисного стула и сразу же пробежать марафон. Организм не проведешь: гомеостаз всегда стоит на страже нашего внутреннего благополучия. И если вы попытаетесь перехитрить свой организм, он отреагирует на это незамедлительно. Собственно, с теорией на сегодня все. Подытожим.

Послесловие

Четвертая статья цикла, вместе с которой тема гомеостаза уходит в архив. Но мы не расстраиваемся, потому что это только начало. Нас ждет еще много нудных интересных статей. Ждем-с! А пока - пока!

PS: Индивидуальная программа тренировок и питания ждут тебя здесь >>

Cкачать статью в pdf>>

С уважением и признательностью, Протасов Дмитрий.

его значение в организме человека

Среди свойств, присущих живым существам, упоминают гомеостаз. Этим понятием называют относительное постоянство, характерное для организма. Стоит разобраться детально, для чего нужен гомеостаз, что это такое, и как он проявляется.

Сущность понятия

Под гомеостазом подразумевают свойство живого организма, позволяющее сохранять важные характеристики в пределах допустимых норм. Для нормального функционирования необходимо постоянство внутренней среды и отдельных показателей.

Внешнее влияние и неблагоприятные факторы приводят к изменениям, что негативно сказывается на общем состоянии. Но организм способен самостоятельно восстанавливаться, возвращая свои характеристики к оптимальным показателям. Это происходит благодаря рассматриваемому свойству.

Рассматривая понятие гомеостаз и выясняя, что это такое, необходимо определить, как реализуется это свойство. Проще всего в этом разобраться на примере клеток. Каждая представляет собой систему, которая характеризуется подвижностью. Под влиянием определенных обстоятельств ее особенности могут меняться.

Для нормальной жизнедеятельности клетка должна обладать теми свойствами, которые оптимальны для ее существования. Если показатели отклоняются от нормы, жизнеспособность снижается. Чтобы не допустить гибели, все свойства должны возвращаться в исходное состояние.

В этом и заключается гомеостаз. Он нейтрализует любые перемены, возникшие вследствие воздействия на клетку.

Это интересно! Урок биологии: молекула АТФ – что это такое

Определение

Дадим определение, что это за свойство живого организма. Первоначально этим термином называли способность к поддержанию постоянства внутренней среды. Ученые предполагали, что этот процесс затрагивает только межклеточную жидкость, кровь и лимфу.

Именно их постоянство позволяет поддерживать организм в устойчивом состоянии. Но в дальнейшем была обнаружено, что такая способность присуща любой открытой системе.

Определение гомеостаза изменилось. Теперь так называется саморегуляция открытой системы, которая заключается в поддержании динамического равновесия через осуществление скоординированных реакций. Благодаря им, система сохраняет относительно постоянными параметры, необходимые для нормальной жизнедеятельности.

Этот термин стали употреблять не только в биологии. Он нашел применение в социологии, психологии, медицине и других науках. В каждой из них имеется своя трактовка этому понятию, но суть у них общая — постоянство.

Характеристики

Чтобы разобраться, что именно называется гомеостазом, следует выяснить, каковы характеристики этого процесса.

Явлению присущи такие особенности, как:

  1. Стремление к равновесию. Все параметры открытой системы должны находиться в соответствии друг с другом.
  2. Выявление возможностей к адаптации. Прежде, чем параметры будут изменены, система должна установить, есть ли возможность адаптироваться к изменившимся условиям жизнедеятельности. Это происходит путем анализа.
  3. Непредсказуемость результатов. Регуляция показа

Гомеостаз — Медицинская википедия

Гомеостаз (др.-греч. ὁμοιοστάσις от ὅμοιος — одинаковый, подобный и στάσις — стояние, неподвижность) — саморегуляция, способность открытой системы сохранять постоянство своего внутреннего состояния посредством скоординированных реакций, направленных на поддержание динамического равновесия. Стремление системы воспроизводить себя, восстанавливать утраченное равновесие, преодолевать сопротивление внешней среды. Гомеостаз популяции — способность популяции поддерживать определённую численность своих особей длительное время.

Американский физиолог Уолтер Кеннон (Walter B. Cannon) в 1932 году в своей книге «The Wisdom of the Body» («Мудрость тела») предложил этот термин как название для «координированных физиологических процессов, которые поддерживают большинство устойчивых состояний организма». В дальнейшем этот термин распространился на способность динамически сохранять постоянство своего внутреннего состояния любой открытой системы. Однако представление о постоянстве внутренней среды было сформулировано ещё в 1878 году французским учёным Клодом Бернаром.

Общие сведения

Термин «гомеостаз» чаще всего применяется в биологии. Многоклеточным организмам для существования необходимо сохранять постоянство внутренней среды. Многие экологи убеждены, что этот принцип применим также и к внешней среде. Если система неспособна восстановить свой баланс, она может в итоге перестать функционировать.

Комплексные системы — например, организм человека — должны обладать гомеостазом, чтобы сохранять стабильность и существовать. Эти системы не только должны стремиться выжить, им также приходится адаптироваться к изменениям среды и развиваться.

Свойства гомеостаза

Гомеостатические системы обладают следующими свойствами:

  • Нестабильность системы: тестирует, каким образом ей лучше приспособиться.
  • Стремление к равновесию: вся внутренняя, структурная и функциональная организация систем способствует сохранению баланса.
  • Непредсказуемость: результирующий эффект от определённого действия зачастую может отличаться от того, который ожидался.

Примеры гомеостаза у млекопитающих:

Важно отметить, что, хотя организм находится в равновесии, его физиологическое состояние может быть динамическим. Во многих организмах наблюдаются эндогенные изменения в форме циркадного, ультрадианного и инфрадианного ритмов. Так, даже находясь в гомеостазе, температура тела, кровяное давление, частота сердечных сокращений и большинство метаболических индикаторов не всегда находятся на постоянном уровне, но изменяются в течение времени.

Механизмы гомеостаза: обратная связь

Когда происходит изменение в переменных, наблюдаются два основных типа обратной связи, на которые реагирует система:

  1. Отрицательная обратная связь, выражающаяся в реакции, при которой система отвечает так, чтобы изменить направление изменения на противоположное. Так как обратная связь служит сохранению постоянства системы, это позволяет соблюдать гомеостаз.
    • Например, когда концентрация углекислого газа в организме человека увеличивается, лёгким приходит сигнал к увеличению их активности и выдыханию большего количество углекислого газа.
    • Терморегуляция — другой пример отрицательной обратной связи. Когда температура тела повышается (или понижается) терморецепторы в коже и гипоталамусе регистрируют изменение, вызывая сигнал из мозга. Данный сигнал, в свою очередь, вызывает ответ — понижение температуры (или повышение).
  2. Положительная обратная связь, которая выражается в усилении изменения переменной. Она оказывает дестабилизирующий эффект, поэтому не приводит к гомеостазу. Положительная обратная связь реже встречается в естественных системах, но также имеет своё применение.

Устойчивым системам необходимы комбинации из обоих типов обратной связи. Тогда как отрицательная обратная связь позволяет вернуться к гомеостатическому состоянию, положительная обратная связь используется для перехода к совершенно новому (и, вполне может быть, менее желанному) состоянию гомеостаза, — такая ситуация называется «метастабильность». Такие катастрофические изменения могут происходить, например, с увеличением питательных веществ в реках с прозрачной водой, что приводит к гомеостатическому состоянию высокой эвтрофикации (зарастание русла водорослями) и замутнению.

Экологический гомеостаз

Экологический гомеостаз наблюдается в климаксовых сообществах с максимально возможным биоразнообразием при благоприятных условиях среды.

В нарушенных экосистемах, или субклимаксовых биологических сообществах — как, например, остров Кракатау, после сильного извержения вулкана в 1883 — состояние гомеостаза предыдущей лесной климаксовой экосистемы было уничтожено, как и вся жизнь на этом острове. Кракатау за годы после извержения прошёл цепь экологических изменений, в которых новые виды растений и животных сменяли друг друга, что привело к биологической вариативности и в результате климаксовому сообществу. Экологическая сукцессия на Кракатау осуществилась за несколько этапов. Полная цепь сукцессий, приведшая к климаксу, называется присерией. В примере с Кракатау на этом острове образовалось климаксовое сообщество с восемью тысячами различных видов, зарегистрированных в 1983, спустя сто лет с того времени, как извержение уничтожило на нём жизнь. Данные подтверждают, что положение сохраняется в гомеостазе в течение некоторого времени, при этом появление новых видов очень быстро приводит к быстрому исчезновению старых.

Случай с Кракатау и другими нарушенными или нетронутыми экосистемами показывает, что первоначальная колонизация пионерными видами осуществляется через стратегии воспроизведения, основанные на положительной обратной связи, при которых виды расселяются, производя на свет как можно больше потомства, но при этом практически не вкладываясь в успех каждого отдельного. В таких видах наблюдается стремительное развитие и столь же стремительный крах (например, через эпидемию). Когда экосистема приближается к климаксу, такие виды заменяются более сложными климаксовыми видами, которые через отрицательную обратную связь адаптируются к специфическим условиям окружающей их среды. Эти виды тщательно контролируются потенциальной ёмкостью экосистемы и следуют иной стратегии — произведению на свет меньшего потомства, в репродуктивный успех которого в условиях микросреды его специфической экологической ниши вкладывается больше энергии.

Развитие начинается с пионер-сообщества и заканчивается на климаксовом сообществе. Это климаксовое сообщество образуется, когда флора и фауна пришла в баланс с местной средой.

Подобные экосистемы формируют гетерархии, в которых гомеостаз на одном уровне способствует гомеостатическим процессам на другом комплексном уровне. К примеру, потеря листьев у зрелого тропического дерева даёт место для новой поросли и обогащает почву. В равной степени тропическое дерево уменьшает доступ света на низшие уровни и помогает предотвратить инвазию других видов. Но и деревья падают на землю и развитие леса зависит от постоянной смены деревьев, круговорота питательных веществ, осуществляемого бактериями, насекомыми, грибами. Схожим образом такие леса способствуют экологическим процессам — таким, как регуляция микроклиматов или гидрологических циклов экосистемы, а несколько разных экосистем могут взаимодействовать для поддержания гомеостаза речного дренажа в рамках биологического региона. Вариативность биорегионов так же играет роль в гомеостатической стабильности биологического региона, или биома.

Биологический гомеостаз

Гомеостаз выступает в роли фундаментальной характеристики живых организмов и понимается как поддержание внутренней среды в допустимых пределах.

Внутренняя среда организма включает в себя организменные жидкости — плазму крови, лимфу, межклеточное вещество и цереброспинальную жидкость. Сохранение стабильности этих жидкостей жизненно важно для организмов, тогда как её отсутствие приводит к повреждению генетического материала.

В отношении любого параметра организмы делятся на конформационные и регуляторные. Регуляторные организмы сохраняют параметр на постоянном уровне, независимо от того, что происходит в среде. Конформационные организмы позволяют окружающей среде определять параметр. Например, теплокровные животные сохраняют постоянную температуру тела, тогда как холоднокровные демонстрируют широкий диапазон температур.

Речь не идёт о том, что конформационные организмы не обладают поведенческими приспособлениями, позволяющими им в некоторой степени регулировать взятый параметр. Рептилии, к примеру, часто сидят на нагретых камнях утром, чтобы повысить температуру тела.

Преимущество гомеостатической регуляции состоит в том, что она позволяет организму функционировать более эффективно. Например, холоднокровные животные, как правило, становятся вялыми при низких температурах, тогда как теплокровные почти так же активны, как и всегда. С другой стороны, регуляция требует энергии. Причина, почему некоторые змеи могут есть только раз в неделю, состоит в том, что они тратят намного меньше энергии для поддержания гомеостаза, чем млекопитающие.

Клеточный гомеостаз

Регуляция химической деятельности клетки достигается с помощью ряда процессов, среди которых особое значение имеет изменение структуры самой цитоплазмы, а также структуры и активности ферментов. Авторегуляция зависит от температуры, степени кислотности, концентрации субстрата, присутствия некоторых макро- и микроэлементов. Клеточные механизмы гомеостаза направлены на восстановление естественно погибших клеток тканей или органов в случае нарушения их целостности.

Регенерация-процесс обновления структурных элементов организма и восстановление их количества после повреждения, направленный на обеспечение необходимой функциональной активности

В зависимости от регенерационной реакции ткани и органы млекопитающих можно разделить на 3 группы:

1)ткани и органы, для которых характерна клеточная регенерация(кости,рыхлая соединительная ткань, кроветворная система,эндотелий,мезотелий, слизистые оболочки желудочно-кишечного тракта, дыхательных путей и мочеполовой системы)

2)ткани и органы, для которых характерна клеточная и внутриклеточная регенерация (печень, почки, лёгкие, гладкие и скелетные мышцы, вегетативная нервная система, поджелудочная железа, эндокринная система)

3)ткани, для которых характерно преимущественно или исключительно внутриклеточная регенерация(миокард и ганглиозные клетки центральной нервной системы)

В процессе эволюции сформировались 2 типа регенерации: физиологическая и репаративная.

Гомеостаз в организме человека

Разные факторы влияют на способность жидкостей организма поддерживать жизнь. В их числе такие параметры, как температура, солёность, кислотность и концентрация питательных веществ — глюкозы, различных ионов, кислорода, и отходов — углекислого газа и мочи. Так как эти параметры влияют на химические реакции, которые сохраняют организм живым, существуют встроенные физиологические механизмы для поддержания их на необходимом уровне.

Гомеостаз нельзя считать причиной процессов этих бессознательных адаптаций. Его следует воспринимать как общую характеристику многих нормальных процессов, действующих совместно, а не как их первопричину. Более того, существует множество биологических явлений, которые не подходят под эту модель — например, анаболизм.

Другие сферы

Понятие «гомеостаз» используется также и в других сферах.

Актуарий может говорить о рисковом гомеостазе, при котором, к примеру, люди, у которых в машине установлена антиблокировочная система, не находятся в более безопасном положении по сравнению с теми, у кого она не установлены, потому что эти люди бессознательно компенсируют более безопасный автомобиль рискованной ездой. Это происходит потому, что некоторые удерживающие механизмы — например, страх — перестают действовать.

Социологи и психологи могут говорить о стрессовом гомеостазе — стремлении популяции или индивида оставаться на определённом стрессовом уровне, зачастую искусственно вызывая стресс, если «естественного» уровня стресса недостаточно.

Примеры

Многие из этих органов контролируются гормонами гипоталамо-гипофизарной системы.

См. также

Источники

1. О.-Я.Л.Бекиш. Медицинская биология. — Минск: Ураджай, 2000. — 520 с.

ГОМЕОСТАЗ - это... Что такое ГОМЕОСТАЗ?

ГОМЕОСТАЗ

гомеостазис (от гомео... и греч. stasis — неподвижность, состояние), способность биол. систем противостоять изменениям и сохранять динамич. относит, постоянство состава и свойств. Термин «Г.» предложил У. Кен-нон в 1929 для характеристики состояний п процессов, обеспечивающих устойчивость организма. Однако идея о существовании физиол. механизмов, направленных на поддержание постоянства внутр. среды организма, была высказана ещё во 2-й пол. 19 в. К. Бернаром, к-рый рассматривал стабильность физико-химич. условий во внутр. среде как основу свободы н независимости живых организмов в непрерывно меняющейся внеш. среде. Явления Г. наблюдаются на разных уровнях биол. организации. Г. физиологический. Возникновение жизни на Земле, появление одноклеточных организмов было связано с формированием и непрестанным поддержанием в клетке в течение всей жизни специфич. физико-химич. условий, отличающихся от условий окружающей среды. У многоклеточных организмов появляется внутр. среда, в к-рой находятся клетки разл. органов и тканей, происходит развитие и совершенствование механизмов Г. В ходе эволюции формируются специа-лизир. органы кровообращения, дыхания, пищеварения, выделения и др., участвующие в поддержании Г. У мор. беспозвоночных имеются гомеостатич. механизмы стабилизации объёма, ионного состава и рН жидкостей внутр. среды. Для животных, перешедших к жизни в пресных водах и на суше, а также у позвоночных, мигрировавших из пресных вод в море, сформированы механизмы осморегуля-ции, обеспечивающие постоянство концентрации осмотически активных веществ внутри организма. Наиб, совершенен Г. у млекопитающих, что способствует расширению возможностей их приспособления к окружающей среде. Благодаря Г. обеспечивается постоянство объёма крови (и з о в о л е м и я) и др. внеклеточных жидкостей, концентрации в них ионов, осмотически активных веществ (и з о о с м и я), постоянство рН крови, состава в ней белков, липидов и углеводов. У птиц и млекопитающих в узких пределах регулируется темп-ра тела (и з о т е р м и я). Дополнит, физиол. механизмы обеспечивают стабилизацию внутр. среды отд. органов (напр., гематоэнцефалич. и гематоофтальмич. барьеры определяют особые свойства жидкостей, окружающих клетки мозга и глаза). Г. достигается системой физиол. регу-ляторных механизмов. Наиб, важную, интегрирующую функцию выполняет ЦНС и особенно кора головного мозга, большое значение имеют влияние симпатич. нервной системы, состояние гипофиза, надпочечников и др. эндокринных желёз, степень развития эффекторных органов. Примером сложной гомеостатич. системы, включающей разл. механизмы регуляции, является система обеспечения оптимального уровня артериального давления, к-рая регулируется по принципу цепных реакций с обратными связями: изменение давления крови воспринимается барорецепторами сосудов, сигнал передаётся в сосудистые центры, изменение состояния к-рых ведёт к изменению тонуса сосудов и сердечной деятельности; одновременно включается система нейрогуморальной регуляции и кровяное давление возвращается к норме. Нарушения механизмов, лежащих в основе гомеостатич. процессов, рассматриваются как «болезни Г.». С нек-рой условностью к ним можно отнести функц. нарушения нормальной деятельности организма, связанные с вынужденной перестройкой биол. ритмов и т. д. Познание закономерностей Г. человека имеет большое значение для выбора эффективных и рациональных методов лечения мн. заболеваний. У растений осн. значение для поддержания Г. на клеточном уровне имеют плазмалемма и тонопласт. Первая регулирует приток в клетку питат. ионов и воды из внешней среды и выделение баластных и избыточных ионов Н+, Na+, Са2+, второй — поступление в протоплазму запасных субстратов из вакуолей при их недостатке и удаление в вакуоль — при избытке. Стабилизация осмотич. потенциала клеток осуществляется гл. обр. за счёт поддержания определ. внутриклеточной концентрации К+ и анионов. На тканевом уровне в поддержании Г. участвуют плазмодесмы, к-рые регулируют межклеточные потоки углеводов и др. субстратов. Г. генетический, или п о п у-ляционный, способность популяции поддерживать относит, стабильность и целостность генотипич. структуры в изменяющихся условиях среды. Достигается посредством сохранения генетич. равновесия частоты аллелей при свободном скрещивании особей в популяциях путём поддержания гетерозиготности и полиморфизма, определ. темпа и направления мутационного процесса. Изучение Г.— актуальная задача при исследовании закономерностей микроэволюции. Г. развития — способность данного генотипа создавать определ. фенотип в широком диапазоне условий. Понятие «Г.» широко используется в экологии при характеристике состояния экосистем и их устойчивости. Благодаря Г. поддерживается постоянство видового состава и численности особей в биоценозах.

.(Источник: «Биологический энциклопедический словарь.» Гл. ред. М. С. Гиляров; Редкол.: А. А. Бабаев, Г. Г. Винберг, Г. А. Заварзин и др. — 2-е изд., исправл. — М.: Сов. Энциклопедия, 1986.)

гомеоста́з

способность живых организмов сохранять относительное динамическое постоянство состава и свойств внутренней среды и устойчивость основных физиологических функций в условиях изменяющейся внешней среды. Предположение о существовании физиологических механизмов, обеспечивающих подобное равновесие, было высказано французским физиологом К. Бернаром в сер. 19 в. В 1930-х гг. американский физиолог У. Кеннон ввёл термин «гомеостаз».
У человека и высших животных гомеостаз обеспечивает постоянство объёма, клеточного и гуморального состава крови, тканевой жидкости и лимфы, температуры тела, кровяного давления и других показателей, что достигается за счёт взаимодействия нервной системы и желёз внутренней секреции (нейрогуморальная регуляция). Особо важную роль играют кора больших полушарий головного мозга, гипоталамус, гипофиз, эндокринные железы. К наиболее совершенным механизмам гомеостаза относятся процессы терморегуляции. Нарушения механизмов, обеспечивающих постоянство внутренней среды человека, расцениваются как «болезни гомеостаза».
Механизм гомеостаза у растений изучен слабо. Одним из доказательств его существования служит избирательное поступление катионов и анионов при всасывании воды из почвы в корень и распределение их по органам растений. У некоторых растений (полынь, джузгун) в течение суток водный режим меняется 5—8 раз. В критический период у них увеличиваются концентрация клеточного сока и осмотическое давление при снижении транспирации листьев. Неодинаков механизм поддержания водного баланса у галофитов (накопление солей в организме; выделение их наружу через специальные железы; ограничение их поступления). Только благодаря срабатыванию механизмов поддержания гомеостаза достигается жизнеобеспечение растений в неблагоприятных условиях существования.

.(Источник: «Биология. Современная иллюстрированная энциклопедия.» Гл. ред. А. П. Горкин; М.: Росмэн, 2006.)

.

особенности, значение, примеры и механизмы регуляции

Гомеостаз - любой саморегулирующийся процесс, с помощью которого биологические системы устремляются к поддержанию внутренней стабильности, приспосабливаясь к оптимальным для выживания условиям. Если гомеостаз успешен, то жизнь продолжается; в противном случае, произойдет бедствие или смерть. Достигнутая стабильность фактически является динамическим равновесием, в котором происходят непрерывные изменения, но преобладают относительно однородные условия.

Особенности и роль гомеостаза

Любая система в динамическом равновесии желает достичь устойчивого состояния, баланса, который противостоит внешним изменениям. Когда такая система нарушена, встроенные регулирующие устройства реагируют на отклонения, чтобы установить новый баланс. Такой процесс является одним из элементов управления с обратной связью. Примерами гомеостатической регуляции являются все процессы интеграции и координации функций, опосредованные электрическими цепями и нервными или гормональными системами.

Другим примером гомеостатической регуляции в механической системе является действие регулятора комнатной температуры или термостата. Сердцем термостата является биметаллическая полоса, которая реагирует на изменения температуры, завершая или нарушая электрическую цепь. Когда помещение охлаждается, то контур завершается и включается обогрев, а температура поднимается. На заданном уровне цепь прерывается, печь останавливается, и температура падает.

Однако биологические системы, имеющие большую сложность, обладают регуляторами, которые сложно сравнивать с механическими устройствами.

Как отмечалось ранее, термин гомеостаз относится к поддержанию внутренней среды тела в узких и жестко контролируемых пределах. Основными функциями, важными для поддержания гомеостаза, являются баланс жидкости и электролита, регулирование кислотной среды, терморегуляция и метаболический контроль.

Контроль температура тела у людей считается отличным примером гомеостаза в биологической системе. Нормальная температура тела человека составляет около 37° C, но различные факторы могут влиять на этот показатель, включая гормоны, скорость метаболизма и болезни, приводящие к чрезмерно высоким или низким температурам. Регулирование температуры тела контролируется областью мозга, называемой Гипоталамус.

Обратная связь о температуре тела переносится через кровоток в мозг и приводит к компенсационным корректировкам в скорости дыхания, уровне сахара в крови и скорости метаболизма. Потеря тепла у людей обеспечивается уменьшением активности, потоотделением и механизмами теплообмена, которые позволяют большему количеству крови циркулировать вблизи поверхности кожи.

Снижение потерь тепла осуществляется за счет изоляции, уменьшения циркуляции на коже и культурных изменений, таких как использование одежды, жилья и сторонних источников тепла. Диапазон между высокими и низкими уровнями температуры тела составляет гомеостатическое плато - «нормальный» диапазон, который поддерживает жизнь. По мере приближения к любой из двух крайностей, корректирующее действие (через отрицательную обратную связь) возвращает систему в нормальный диапазон.

Концепция гомеостаза также применяется к экологическим условиям. Впервые предложенная американским экологом Робертом Макартуром в 1955 году идея, что гомеостаз в экосистемах является продуктом сочетания биоразнообразия и большого количества экологических взаимодействий, происходящих между видами.

Такое предположение считалось концепцией, которая могла бы помочь объяснить устойчивость экологической системы, то есть ее сохранение как определенного типа экосистемы с течением времени. С тех пор концепция несколько изменилась, и включила неживую составляющую экосистемы. Этот термин использовался многими экологами для описания взаимности, которая происходит между живыми и неживыми составляющими экосистемы для поддержания статус-кво.

Гипотеза Геи - модель Земли, предложенная английским ученым Джеймсом Лавлоком, которая рассматривает различные живые и неживые составляющие, как компоненты более крупной системы или единого организма, делая предположение, что коллективные усилия отдельных организмов вносят вклад в гомеостаз на планетарном уровне.

Клеточный гомеостаз

Клетки зависят от среды тела, чтобы сохранять жизнеспособность и правильно функционировать. Гомеостаз поддерживает среду тела под контролем и сохраняет благоприятные условия для клеточных процессов. Без правильных условий тела определенные процессы (к примеру, осмос) и белки (к примеру, ферменты) не будут функционировать должным образом.

Почему гомеостаз важен для клеток? Живые клетки зависят от движения химических веществ вокруг них. Химические вещества, такие как кислород, углекислый газ и растворенная пища, необходимо транспортировать в клетки и из них. Это осуществляется процессами диффузии и осмоса, зависящих от баланса воды и соли в теле, которые поддерживаются гомеостазом.

Клетки зависят от ферментов, чтобы ускорить многие химические реакции, поддерживающие жизнедеятельность и функциональность клеток. Эти ферменты работают лучше всего при определенных температурах, и поэтому снова гомеостаз жизненно важен для клеток, поскольку он поддерживает постоянную температуру тела.

Примеры и механизмы гомеостаза

Вот несколько основных примеров гомеостаза в теле человека, а также поддерживающие их механизмы:

Температура тела

Наиболее распространенным примером гомеостаза у людей является регулирование температуры тела. Нормальная температура тела, как мы писали выше составляет 37° C. Температура выше или ниже нормальных показателей может вызывать серьезные осложнения.

Мышечная недостаточность возникает при температуре 28° C. При 33° C происходит потеря сознания. При температуре 42° C центральная нервная система начинает разрушаться. Смерть наступает при температуре 44° C. Тело контролирует температуру путем выработки или высвобождения избыточного тепла.

Концентрация глюкозы

Концентрация глюкозы относится к количеству глюкозы (сахара в крови), присутствующего в кровотоке. Организм использует глюкозу в качестве источника энергии, но ее избыток или недостаток может вызвать серьезные осложнения. Некоторые гормоны осуществляют регулирования концентрации глюкозы в крови. Инсулин снижает концентрацию глюкозы, в то время как кортизол, глюкагон и катехоламины увеличивают.

Уровни кальция

Кости и зубы содержат приблизительно 99% кальция в организме, в то время как оставшийся 1% циркулируют в крови. Слишком большое или недостаточное содержание кальция в крови имеют негативные последствия. Если уровень кальция в крови слишком сильно снижается, паращитовидные железы активируют свои рецепторы, чувствительные к кальцию, и высвобождают паратиреоидный гормон.

ПТГ сигнализирует костям он необходимости высвобождения кальция, чтобы увеличить его концентрацию в кровотоке. Если уровень кальция увеличивается слишком сильно, щитовидная железа высвобождает кальцитонин и фиксирует избыток кальция в костях, тем самым уменьшая количество кальция в крови.

Объем жидкости

Тело должно поддерживать постоянную внутреннюю среду, а это означает, что ему необходимо регулировать потерю или восполнение жидкости. Гормоны помогают регулировать этот баланс, вызывая экскрецию или удерживание жидкости. Если организму не хватает жидкости, антидиуретический гормон сигнализирует почкам о сохранении жидкости и уменьшает выход мочи. Если организм содержит слишком много жидкости, он подавляет альдостерон и сигнализирует о выделении большего количества мочи.

Не нашли, то что искали? Используйте форму поиска по сайту

Понравилась статья? Оставь комментарий и поделись с друзьями

Гомеостаз — Медицинская энциклопедия

I

Гомеостаз (греч. homoios подобный, одинаковый + греч. stasis стояние, неподвижность)

способность организма поддерживать функционально значимые переменные в пределах, обеспечивающих его оптимальную жизнедеятельность. Регуляторные механизмы, поддерживающие физиологическое состояние или свойства клеток, органов и систем целостного организма на уровне, соответствующем его текущим потребностям, называются гомеостатическими.

Первоначально термин «гомеостаз» означал только поддержание постоянства внутренней среды, т.е. крови, лимфы, межклеточной жидкости (см. Водно-солевой обмен, Кислотно-щелочное равновесие). В дальнейшем к функционально значимым показателям Г. стали относить различные биохимические и структурные субстраты на разных уровнях их организации (клетки, органы и их системы).

В широком понимании Г. охватывает вопросы течения реакций компенсации (см. Компенсаторные процессы), регулирования и саморегулирования физиологических функций (см. Саморегуляция физиологических функций), характер и динамику взаимоотношений нервных, гуморальных и других компонентов регуляторного процесса в целостном организме. Границы Г могут меняться в зависимости от индивидуальных возрастных, половых, социальных, профессиональных и других условий.

В поддержании Г. принимают участие механизмы внешнего и внутреннего дыхания (Дыхание), кровообращения (Кровообращение), выделения, различные обменные сдвиги (см. Обмен веществ и энергии).

Библиогр.: Анохин П.К. Очерки по физиологии функциональных систем. М., 1975; Гомеостаз, под ред. П.Д. Горизонтова, М., 1976; Регуляция висцеральных функций. Закономерности и механизмы, под ред. Н.П. Бехтеревой, с. 129, Л., 1987; Саркисов Д.С. Очерки по структурным основам гомеостаза, М., 1977; Физиология вегетативной нервной системы, под ред. О.Г. Баклаваджяна, с. 536, Л., 1981.

II

Гомеостаз (Гомео- + греч. stasis стояние, неподвижность; син. гомеостазис)

в физиологии — относительное динамическое постоянство внутренней среды (крови, лимфы, тканевой жидкости) и устойчивость основных физиологических функций (кровообращения, дыхания, терморегуляции, обмена веществ и т.д.) организма.

Источник: Медицинская энциклопедия на Gufo.me

Значения в других словарях

  1. ГОМЕОСТАЗ — ГОМЕОСТАЗ, гомеостазис (греч. homois — подобный, одинаковый и stasis — неподвижный, состояние) — свойство биологических систем сохранять относительную динамическую устойчивость параметров состава и функций. Новейший философский словарь
  2. Гомеостаз — (греч. homois подобный, stasis неподвижность) — относительное, колеблющееся в определенных пределах постоянство показателей внутренней среды, стабильность основных физиологических функций организма. Свойство обеспечивается большим числом взаимосвязанных регуляторных механизмов. Физическая антропология
  3. гомеостаз — гомеостаз м. см. гомеостазис Относительное динамическое постоянство состава и свойств внутренней среды и устойчивость основных физиологических функций организма человека, животных и растений. Толковый словарь Ефремовой
  4. ГОМЕОСТАЗ — ГОМЕОСТАЗ, гомеостазис (от греч. ὅμοιος – подобный и στάσις – состояние) – тип динамического равновесия... Новая философская энциклопедия
  5. ГОМЕОСТАЗ — ГОМЕОСТАЗ, в биологии — процесс поддержания постоянных условий внутри клетки или организма независимо от внутренних или внешних изменений. Научно-технический словарь
  6. Гомеостаз — (греч. homeios – подобный, сходный, statis – стояние, неподвижность). Подвижное, но устойчивое равновесие какой-либо системы (биологической, психической), обусловленное ее противодействием, нарушающим это равновесие внутренним и внешним факторам (см. Толковый словарь психиатрических терминов
  7. гомеостаз — ГОМЕОСТАЗ — устойчивое равновесное состояние, к которому стремятся саморегуяируемые системы. Напр., адаптация как комплексная реакция растения, направленная к гомеостатическому равновесию. Ботаника. Словарь терминов
  8. гомеостаз — ГОМЕОСТАЗ Относительное динамическое постоянство состава и свойств внутренней среды и устойчивость основных физиологических функций организма. (Терминология спорта. Толковый словарь спортивных терминов, 2001) Словарь спортивных терминов
  9. гомеостаз — Гомеостазис (от гомео... и греч. stasis — неподвижность, состояние), способность биол. систем противостоять изменениям и сохранять динамич. относит, постоянство состава и свойств. Термин «Г.» предложил... Биологический энциклопедический словарь
  10. гомеостаз — Способность живых организмов сохранять относительное динамическое постоянство состава и свойств внутренней среды и устойчивость основных физиологических функций в условиях изменяющейся внешней среды. Биология. Современная энциклопедия
  11. гомеостаз — ГОМЕОСТАЗ, гомеостазис (от греч. homoios — подобный, одинаковый и stasis — стояние, неподвижность) в физиологии, относительное динамич. постоянство состава и свойств внутренней среды организма и устойчивость его осн. физиол. функций. Ветеринарный энциклопедический словарь
  12. Гомеостаз — (гомео — от греч. hоmoios — подобный и греч. stаsis — неподвижность, состояние) относительное динамическое постоянство состава и свойств внутренней среды и устойчивость осн. функций организма. (Бим-Бад Б.М. Педагогический энциклопедический словарь. — М., 2002. С. 54) Педагогический терминологический словарь
  13. гомеостаз — орф. гомеостаз, -а и гомеостазис, -а Орфографический словарь Лопатина
  14. Гомеостаз — Гомеостазис (от Гомео... и греч. stásis — состояние, неподвижность), в физиологии, относительное динамическое постоянство состава и свойств внутренней среды и устойчивость основных физиологических функций организма человека, животных и растений. Большая советская энциклопедия
  15. ГОМЕОСТАЗ — ГОМЕОСТАЗ (от гомео... и греч. stasis — неподвижность, состояние) — относительное динамическое постоянство состава и свойств внутренней среды и устойчивость основных физиологических функций организма. Большой энциклопедический словарь
  16. гомеостаз — ГОМЕОСТАЗ в физиологии (от греч. homoios — подобный, одинаковый и stasis — неподвижность), способность биол. систем противостоять изменениям и сохранять относит, динамич. постоянство состава и свойств внутр. среды. У с.-х. животных... Сельскохозяйственный словарь
  17. гомеостаз — сущ., кол-во синонимов: 2 гомеостазис 1 равновесие 7 Словарь синонимов русского языка

Смотрите также