Хомеостазата и нейното значение. Хомеостазата нейното биологично значение

Тялото на висшите животни е развило адаптации, които противодействат на много влияния на външната среда, осигурявайки относително постоянни условия за съществуване на клетките. Това е от изключително значение за функционирането на целия организъм. Ние илюстрираме това с примери. Клетките на тялото на топлокръвни животни, т.е. животни с постоянна телесна температура, функционират нормално само в тесни температурни граници (при хората в рамките на 36-38 °). Изместването на температурата извън тези граници води до нарушаване на клетъчната активност. В същото време тялото на топлокръвните животни може нормално да съществува с много по-големи колебания на външната температура. Например, полярна мечка може да живее при температури от -70° и +20-30°. Това се дължи на факта, че в целия организъм се регулира топлообменът му с околната среда, т.е. генерирането на топлина (интензивността на химичните процеси, протичащи с отделянето на топлина) и преносът на топлина. По този начин при ниски температури на околната среда генерирането на топлина се увеличава и преносът на топлина намалява. Следователно, когато външната температура варира (в определени граници), телесната температура остава постоянна.

Функциите на клетките на организма са нормални само когато осмотичното налягане е относително постоянно, поради постоянното съдържание на електролити и вода в клетките. Промените в осмотичното налягане - неговото намаляване или повишаване - водят до внезапни нарушения във функциите и структурата на клетките. Организмът като цяло може да съществува известно време дори при излишък и недостиг на вода, както и при големи и малки количества соли в храната. Това се обяснява с наличието в тялото на устройства, които помагат за поддържане
постоянство на количеството вода и електролити в тялото. При прекомерен прием на вода значителни количества от нея бързо се изхвърлят от организма чрез отделителните органи (бъбреци, потни жлези, кожа), а при недостиг на вода се задържат в организма. По същия начин отделителните органи регулират съдържанието на електролити в тялото: те бързо премахват излишните количества или ги задържат в телесните течности при недостатъчен прием на сол.

Концентрацията на отделните електролити в кръвта и тъканната течност, от една страна, и в протоплазмата на клетките, от друга, е различна. Кръвта и тъканната течност съдържат повече натриеви йони, а протоплазмата на клетките съдържа повече калиеви йони. Разликата в концентрациите на йони вътре и извън клетката се постига чрез специален механизъм, който задържа калиевите йони вътре в клетката и не позволява на натриевите йони да се натрупват в клетката. Този механизъм, чиято природа все още не е ясна, се нарича натриево-калиева помпа и е свързана с процеса на клетъчния метаболизъм.

Клетките на тялото са много чувствителни към промени в концентрацията на водородни йони. Промяната в концентрацията на тези йони в една или друга посока рязко нарушава жизнената дейност на клетките. Вътрешната среда на организма се характеризира с постоянна концентрация на водородни йони в зависимост от наличието на т. нар. буферни системи в кръвта и тъканната течност (с. 48) и от дейността на отделителните органи. Когато съдържанието на киселини или основи в кръвта се повиши, те бързо се елиминират от тялото и по този начин се поддържа постоянството на концентрацията на водородни йони във вътрешната среда.

Клетките, особено нервните клетки, са много чувствителни към промените в нивата на кръвната захар, които служат като важно хранително вещество. Следователно постоянството на нивата на кръвната захар е от голямо значение за жизнения процес. Това се постига чрез факта, че когато нивото на кръвната захар се повиши в черния дроб и мускулите, от него се синтезира отложеният в клетките полизахарид гликоген, а когато нивото на кръвната захар се понижи, гликогенът се разгражда в черния дроб и мускулите. и гроздовата захар се освобождава в кръвта.

Постоянството на химичния състав и физикохимичните свойства на вътрешната среда е важна характеристика на организмите на висшите животни. За да обозначи това постоянство, У. Кенън предложи термин, който получи широко разпространение - хомеостаза. Изразът на хомеостазата е наличието на редица биологични константи, т.е. стабилни количествени показатели, характеризиращи нормалното състояние на тялото. Такива постоянни показатели са: телесната температура, осмотичното налягане на кръвта и тъканната течност, съдържанието на натриеви, калиеви, калциеви, хлорни и фосфорни йони, както и протеини и захар, концентрацията на водородни йони и редица други.

Отбелязвайки постоянството на състава, физикохимичните и биологичните свойства на вътрешната среда, трябва да се подчертае, че тя не е абсолютна, а относителна и динамична. Това постоянство се постига чрез непрекъснато извършваната работа на редица органи и тъкани, в резултат на което промените в състава и физико-химичните свойства на вътрешната среда, възникващи под влияние на промените във външната среда и като резултат от жизнената дейност на тялото се изравняват.

Ролята на различните органи и техните системи за поддържане на хомеостазата е различна. По този начин храносмилателната система гарантира, че хранителните вещества влизат в кръвта във формата, в която могат да бъдат използвани от клетките на тялото. Кръвоносната система осъществява непрекъснатото движение на кръвта и транспортирането на различни вещества в тялото, в резултат на което хранителни вещества, кислород и различни химични съединения, образувани в самия организъм, се доставят на клетките, а продуктите на разпадане, включително въглероден диоксид, освободени от клетките се прехвърлят към органите, които ги отстраняват от тялото. Дихателните органи осигуряват снабдяването на кръвта с кислород и отстраняването на въглеродния диоксид от тялото. Черният дроб и редица други органи извършват значителен брой химични трансформации - синтез и разграждане на много химични съединения, които са важни за живота на клетките. Отделителните органи - бъбреци, бели дробове, потни жлези, кожа - извеждат крайните продукти от разграждането на органичните вещества от тялото и поддържат постоянно съдържание на вода и електролити в кръвта, а следователно и в тъканната течност и клетките на тялото. .

Нервната система играе критична роля в поддържането на хомеостазата. Чувствително реагирайки на различни промени във външната или вътрешната среда, той регулира дейността на органите и системите по такъв начин, че да се предотвратят и изравнят промените и смущенията, които възникват или могат да възникнат в организма.

Благодарение на разработването на устройства, които осигуряват относително постоянство на вътрешната среда на тялото, неговите клетки са по-малко податливи на променящите се влияния на външната среда. Според кл. Бернар, „постоянството на вътрешната среда е условие за свободен и независим живот“.

Хомеостазата има определени граници. При престой на организма, особено за дълго време, в условия, които се различават значително от тези, към които е адаптиран, хомеостазата се нарушава и могат да настъпят промени, които са несъвместими с нормалния живот. По този начин, при значителна промяна на външната температура в посока на повишаване или намаляване, телесната температура може да се повиши или понижи и може да настъпи прегряване или охлаждане на тялото, което води до смърт. По същия начин, при значително ограничаване на приема на вода и соли в тялото или пълно лишаване от тези вещества, след известно време се нарушава относителното постоянство на състава и физикохимичните свойства на вътрешната среда и животът спира.

Високо ниво на хомеостаза възниква само на определени етапи от видовото и индивидуалното развитие. Низшите животни нямат достатъчно развити адаптации, за да смекчат или премахнат ефектите от промените във външната среда. Например относително постоянство на телесната температура (хомеотермия) се поддържа само при топлокръвни животни. При така наречените хладнокръвни животни телесната температура е близка до температурата на външната среда и е променлива (пойкилотермия). Новороденото животно няма същото постоянство на телесната температура, състава и свойствата на вътрешната среда като възрастния организъм.

Дори малки нарушения на хомеостазата водят до патология, поради което определянето на относително постоянни физиологични показатели, като телесна температура, кръвно налягане, състав, физикохимични и биологични свойства на кръвта и др., Има голямо диагностично значение.

Сред свойствата, присъщи на живите същества, се споменава хомеостазата. Това понятие се отнася до относителното постоянство, характерно за даден организъм. Струва си да разберем подробно защо е необходима хомеостазата, какво представлява тя и как се проявява.

Хомеостазата е свойство на живия организъм, което му позволява да поддържа важни характеристики в приемливи граници. За нормалното функциониране е необходимо постоянство на вътрешната среда и индивидуалните показатели.

Външните влияния и неблагоприятните фактори водят до промени, които се отразяват негативно на общото състояние. Но тялото е в състояние да се възстанови самостоятелно, връщайки своите характеристики до оптимални нива. Това се случва поради въпросния имот.

Като се има предвид концепцията за хомеостаза и да се разбере какво е това, е необходимо да се определи как се реализира това свойство. Най-лесният начин да разберете това е да използвате клетки като пример. Всяка от тях е система, характеризираща се с мобилност. Под влияние на определени обстоятелства неговите характеристики могат да се променят.

За нормалното функциониране клетката трябва да притежава онези свойства, които са оптимални за нейното съществуване. Ако показателите се отклоняват от нормата, жизнеността намалява. За да се предотврати смъртта, всички имоти трябва да бъдат върнати в първоначалното си състояние.

Ето какво представлява хомеостазата. Неутрализира всички промени, настъпили в резултат на въздействието върху клетката.

Определение

Нека да определим какво е това свойство на живия организъм. Първоначално този термин се използва за описание на способността за поддържане на постоянна вътрешна среда. Учените предполагат, че този процес засяга само междуклетъчната течност, кръвта и лимфата.

Именно тяхната постоянство позволява на тялото да поддържа стабилно състояние. Но по-късно беше открито, че такава способност е присъща на всяка отворена система.

Определението за хомеостаза се промени. Сега това е името на саморегулацията на отворена система, която се състои в поддържане на динамично равновесие чрез осъществяване на координирани реакции. Благодарение на тях системата поддържа относително постоянни параметри, необходими за нормален живот.

Този термин започва да се използва не само в биологията. Намира приложение в социологията, психологията, медицината и други науки. Всеки от тях има своя собствена интерпретация на това понятие, но те имат обща същност - постоянство.

Характеристики

За да разберете какво точно се нарича хомеостаза, трябва да разберете какви са характеристиките на този процес.

Феноменът има такива характеристики като:

1. Стремеж към баланс. Всички параметри на една отворена система трябва да са в съответствие един с друг.
2. Идентифициране на възможности за адаптация. Преди да се променят параметрите, системата трябва да определи дали е възможно да се адаптира към променените условия на живот. Това става чрез анализ.
3. Непредвидимост на резултатите. Регулирането на показателите не винаги води до положителни промени.

Разглежданото явление е сложен процес, чието осъществяване зависи от различни обстоятелства. Неговото възникване се определя от свойствата на отворената система и особеностите на нейните условия на работа.

Приложение в биологията

Този термин се използва не само по отношение на живите същества. Използва се в различни области. За да разберете по-добре какво е хомеостаза, трябва да разберете какво значение влагат биолозите в нея, тъй като това е областта, в която се използва най-често.

Тази наука приписва това свойство на всички същества без изключение, независимо от тяхната структура. Характерно е едноклетъчно и многоклетъчно. При едноклетъчните организми се проявява в поддържането на постоянна вътрешна среда.

При организми с по-сложна структура тази особеност засяга отделни клетки, тъкани, органи и системи. Сред параметрите, които трябва да бъдат постоянни, са телесната температура, съставът на кръвта и съдържанието на ензими.

В биологията хомеостазата е не само запазването на постоянството, но и способността на тялото да се адаптира към променящите се условия на околната среда.

Биолозите разграничават два вида същества:

1. Конформационни, при които характеристиките на организма се запазват, независимо от условията. Те включват топлокръвни животни.
2. Регулаторни, реагиращи на промените във външната среда и адаптиращи се към тях. Те включват земноводни.

Ако има нарушения в тази област, възстановяване или адаптация не се наблюдава. Тялото става уязвимо и може да умре.

Как се случва при хората?

Човешкото тяло се състои от голям брой клетки, които са свързани помежду си и образуват тъкани, органи и системи от органи. Поради външни влияния могат да настъпят промени във всяка система и орган, което води до промени в цялото тяло.

Но за нормалното функциониране тялото трябва да поддържа оптимални характеристики. Съответно след всяко въздействие той трябва да се върне в първоначалното си състояние. Това се случва поради хомеостазата.

Това свойство засяга параметри като:

• температура,
• съдържание на хранителни вещества
• киселинност,
• кръвен състав,
• почистване.

Всички тези параметри влияят върху състоянието на човека като цяло. От тях зависи нормалният ход на химичните реакции, които допринасят за запазването на живота. Хомеостазата ви позволява да възстановите предишните показатели след всяко въздействие, но не е причина за адаптивни реакции. Това свойство е обща характеристика на голям брой процеси, работещи едновременно.

За кръв

Хомеостазата на кръвта е една от основните характеристики, влияещи върху жизнеспособността на живото същество. Кръвта е неговата течна основа, тъй като се намира във всяка тъкан и всеки орган.

Благодарение на него отделните части на тялото се снабдяват с кислород, а вредните вещества и метаболитните продукти се отстраняват.

Ако има смущения в кръвта, тогава изпълнението на тези процеси се влошава, което засяга функционирането на органите и системите. Всички други функции зависят от постоянството на неговия състав.

Това вещество трябва да поддържа относително постоянни следните параметри:

• ниво на киселинност;
• осмотичното налягане;
• плазмено електролитно съотношение;
• количество глюкоза;
• клетъчен състав.

Благодарение на способността да се поддържат тези показатели в нормални граници, те не се променят дори под въздействието на патологични процеси. Незначителните колебания са им присъщи и това не вреди. Но те рядко надвишават нормалните стойности.

Това е интересно!Ако в тази област възникнат смущения, показателите на кръвта не се връщат в първоначалното си положение. Това показва наличието на сериозни проблеми. Тялото става неспособно да поддържа баланс. В резултат на това съществува риск от усложнения.

Използване в медицината

Тази концепция се използва широко в медицината. В тази област неговата същност е почти подобна на биологичния му смисъл. Този термин в медицинската наука обхваща компенсаторните процеси и способността на организма да се саморегулира.

Това понятие включва връзките и взаимодействията на всички компоненти, участващи в осъществяването на регулативната функция. Обхваща метаболитните процеси, дишането и кръвообращението.

Разликата между медицинския термин е, че науката разглежда хомеостазата като спомагателен фактор в лечението. При заболявания функциите на тялото се нарушават поради увреждане на органите. Това се отразява на цялото тяло. Възможно е да се възстанови дейността на проблемния орган с помощта на терапия. Въпросната способност допринася за повишаване на нейната ефективност. Благодарение на процедурите самият организъм насочва усилията си за премахване на патологичните явления, опитвайки се да възстанови нормалните параметри.

При липса на възможности за това се активира адаптационен механизъм, който се изразява в намаляване на натоварването на увредения орган. Това ви позволява да намалите щетите и да предотвратите активното прогресиране на заболяването. Можем да кажем, че такава концепция като хомеостаза в медицината се разглежда от практическа гледна точка.

Уикипедия

Значението на всеки термин или характеристика на всяко явление най-често се научава от Уикипедия. Тя разглежда тази концепция в някои подробности, но в най-простия смисъл: тя я нарича желание на тялото за адаптация, развитие и оцеляване.

Този подход се обяснява с факта, че при липса на това свойство ще бъде трудно за живо същество да се адаптира към променящите се условия на околната среда и да се развива в правилната посока.

И ако възникнат смущения във функционирането, съществото просто ще умре, тъй като няма да може да се върне към нормалното си състояние.

важно!За да се осъществи процесът, е необходимо всички органи и системи да работят хармонично. Това ще гарантира, че всички жизненоважни параметри остават в нормални граници. Ако определен показател не може да бъде регулиран, това показва проблеми с изпълнението на този процес.

Примери

Примери за това явление ще ви помогнат да разберете какво представлява хомеостазата в тялото. Един от тях е поддържането на постоянна телесна температура. Някои промени са присъщи на него, но те са незначителни. Сериозно повишаване на температурата се наблюдава само при наличие на заболявания. Друг пример са показанията на кръвното налягане. Значително увеличение или намаляване на показателите възниква поради здравословни проблеми. В същото време тялото се стреми да се върне към нормалните си характеристики.

Полезно видео

Нека обобщим

Изследваното свойство е едно от ключовите за нормалното функциониране и запазване на живота, това е възможността за възстановяване на оптимални показатели на жизнените параметри. Промените в тях могат да възникнат под въздействието на външни влияния или патологии. Благодарение на тази способност живите същества могат да устоят на външни фактори.

ХОМЕОСТАЗА, хомеостаза (хомеостаза; гръцки, homoios подобно, същото + статично състояние, неподвижност), - относителната динамична константност на вътрешната среда (кръв, лимфа, тъканна течност) и стабилността на основните физиологични функции (циркулация, дишане, терморегулация, метаболизъм и др. ) човешки и животински тела. Регулаторни механизми, поддържащи физиол. състоянието или свойствата на клетките, органите и системите на целия организъм на оптимално ниво се наричат ​​хомеостатични.

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

Терминът "хомеостаза" е предложен през 1929 г. от амер. физиолог W. Cannon, който вярва, че физиолът, процесите, които поддържат стабилността в тялото, са толкова сложни и разнообразни, че е препоръчително да ги обединим под общото име G. Въпреки това, през 1878 г. C. Bernard пише, че всички жизнени процеси имаме само една цел е да поддържаме постоянни условия на живот в нашата вътрешна среда. Подобни твърдения се срещат в трудовете на много изследователи от 19 и първата половина на 20 век. [Е. Пфлугер, С. Рише, Фредерик (L. A. Fredericq), И. М. Сеченов, И. П. Павлов, К. М. Биков и др.]. Трудовете на L. S. Stern (o., сътрудници), посветени на ролята на бариерните функции (виж), регулиращи състава и свойствата на микросредата на органите и тъканите, бяха от голямо значение за изучаването на проблема на G.

Самата идея на G. не съответства на концепцията за стабилно (непроменливо) равновесие в тялото - принципът на равновесието не е приложим за сложни физиолни и биохимични. процеси, протичащи в живите системи. Също така е неправилно да се контрастира G. с ритмични колебания във вътрешната среда (виж Биологични ритми). G. в широк смисъл обхваща въпросите на цикличния и фазовия ход на реакциите, компенсацията (виж Компенсаторни процеси), регулацията и саморегулацията на физиологията, функциите (виж Саморегулацията на физиологичните функции), динамиката на взаимозависимостта на нервни, хуморални и други компоненти на регулаторния процес. Границите на G. могат да бъдат твърди и гъвкави и варират в зависимост от индивидуалната възраст, пол, социална принадлежност и професия. и други условия.

От особено значение за живота на тялото е постоянството на състава на кръвта – течната матрица на тялото, както се изразява У. Кенън. Стабилността на неговата активна реакция (pH), осмотичното налягане, съотношението на електролитите (натрий, калций, хлор, магнезий, фосфор), съдържанието на глюкоза, броят на образуваните елементи и др.Така, например, pH на кръвта, като правило не надхвърля 7,35-7,47. Дори тежките нарушения на киселинно-алкалния метаболизъм с патол, натрупването на киселини в тъканната течност, например при диабетна ацидоза, имат много малък ефект върху активната реакция на кръвта (вижте Киселинно-алкалния баланс). Въпреки факта, че осмотичното налягане на кръвта и тъканната течност е подложено на непрекъснати колебания поради постоянното снабдяване с осмотично активни продукти на интерстициалния метаболизъм, то остава на определено ниво и се променя само при някои тежки патологични състояния (виж Осмотично налягане). Поддържането на постоянно осмотично налягане е от първостепенно значение за водния метаболизъм и поддържането на йонния баланс в организма (вижте Водно-солевия обмен). Най-постоянна е концентрацията на натриевите йони във вътрешната среда. Съдържанието на други електролити също варира в тесни граници. Наличието на голям брой осморецептори (виж) в тъканите и органите, включително в централните нервни образувания (хипоталамус, хипокампус), и координирана система от регулатори на водния метаболизъм и йонния състав позволява на тялото бързо да елиминира промените в осмотичния налягането на кръвта, което възниква, например, при въвеждане на вода в тялото.

Въпреки факта, че кръвта представлява общата вътрешна среда на тялото, клетките на органите и тъканите не влизат в пряк контакт с нея. При многоклетъчните организми всеки орган има своя вътрешна среда (микросреда), съответстваща на неговите структурни и функционални особености, като нормалното състояние на органите зависи от хим. състав, физико-химични, биологични и други свойства на тази микросреда. Неговият Г. се определя от функционалното състояние на хистохематичните бариери (виж Бариерни функции) и тяхната пропускливост в посоките кръв -> тъканна течност, тъканна течност -> кръв.

От особено значение е постоянството на вътрешната среда за дейността на центъра. н. стр.: дори незначителни химикали. и физико-хим промените, които се случват в цереброспиналната течност, глията и перицелуларните пространства, могат да причинят рязко нарушение в хода на жизнените процеси в отделните неврони или в техните ансамбли (вижте Кръвно-мозъчната бариера). Сложна хомеостатична система, включваща различни неврохуморални, биохимични, хемодинамични и други регулаторни механизми, е системата за осигуряване на оптимално ниво на кръвното налягане (виж). В този случай горната граница на нивото на кръвното налягане се определя от функционалността на барорецепторите на съдовата система на тялото (виж Ангиорецептори), а долната граница се определя от нуждите на кръвоснабдяването на тялото.

Най-напредналите хомеостатични механизми в тялото на висши животни и хора включват процеси на терморегулация (виж); При хомеотермичните животни температурните колебания във вътрешните части на тялото не надвишават десети от градуса по време на най-драматичните промени в температурата на околната среда.

Различните изследователи обясняват механизмите на общата биология по различни начини. характер, лежащ в основата на G. Така W. Cannon придава особено значение на c. н. pp., L.A. Orbeli счита адаптивно-трофичната функция на симпатиковата нервна система за един от водещите фактори. Организиращата роля на нервния апарат (принципът на нервизма) е в основата на широко известни идеи за същността на принципите на Г. (И. М. Сеченов, И. П. Павлов, А. Д. Сперански и др.). Въпреки това, нито доминиращият принцип (A. A. Ukhtomsky), нито теорията на бариерните функции (L. S. Stern), нито общият адаптационен синдром (G. Selye), нито теорията на функционалните системи (P. K. Anokhin), нито хипоталамичната регулация на G (N.I. Grashchenkov) и много други теории не решават напълно проблема на G.

В някои случаи идеята за Г. не е напълно легитимно използвана за обяснение на изолирани физиологични състояния, процеси и дори социални явления. Така възникват срещащите се в литературата термини „имунологичен”, „електролитен”, „системен”, „молекулярен”, „физико-химичен”, „генетична хомеостаза” и др.. Правени са опити да се намали проблема с G. към принципа на саморегулацията (виж Биологична система, авторегулация в биологичните системи). Пример за решение на проблема с G. от гледна точка на кибернетиката е опитът на Ашби (W. R. Ashby, 1948) да конструира саморегулиращо се устройство, което моделира способността на живите организми да поддържат нивото на определени количества в рамките на физиол, приемливо граници (виж Хомеостат). Някои автори разглеждат вътрешната среда на тялото под формата на сложна верижна система с много „активни входове“ (вътрешни органи) и индивидуални физиологични показатели (кръвоток, кръвно налягане, газообмен и др.), стойността на всеки от което се определя от активността на “входовете”.

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

За оценка на състоянието на хомеостатичните механизми във физиологията, експеримента и клиничната практика се използват различни дозирани функционални тестове (студ, топлина, адреналин, инсулин, мезатон и др.) С определяне на съотношението на биологично активни вещества (хормони). , медиатори, метаболити) в кръвта и урината и др.

Биофизични механизми на хомеостазата

От химическа гледна точка. В биофизиката хомеостазата е състояние, при което всички процеси, отговорни за енергийните трансформации в тялото, са в динамично равновесие. Това състояние е най-стабилно и съответства на физиол, оптимума. В съответствие с понятията на термодинамиката (виж), организмът и клетката могат да съществуват и да се адаптират към такива условия на околната среда, при които в биосистема може да се установи стационарен физико-химичен поток. процеси, т.е. хомеостаза. Основната роля в образуването на газ принадлежи предимно на клетъчните мембранни системи, които отговарят за биоенергийните процеси и регулират скоростта на навлизане и освобождаване на вещества от клетките (вижте Биологични мембрани).

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

Един от основните фактори, които стабилизират хомеостатичното състояние и функциите на мембраните, са биоантиоксидантите, които инхибират развитието на окислителни радикални реакции (виж Антиоксиданти).

Възрастови особености на хомеостазата при деца

Постоянството на вътрешната среда на тялото и относителната стабилност на физико-хим. Показателите в детска възраст са осигурени с подчертано преобладаване на анаболните метаболитни процеси над катаболните. Това е задължително условие за растеж (виж) и отличава тялото на детето от тялото на възрастните, при които интензивността на метаболитните процеси е в състояние на динамично равновесие. В тази връзка невроендокринната регулация на тялото на детето се оказва по-интензивна, отколкото при възрастните. Всеки възрастов период се характеризира със специфични особености на механизмите на G. и тяхната регулация. Следователно, тежки стомашно-чревни нарушения, често животозастрашаващи, се срещат при деца много по-често, отколкото при възрастни. Тези нарушения най-често са свързани с незрялост на хомеостатичните функции на бъбреците, с нарушения на функциите на стомашно-чревния тракт. тракт или респираторната функция на белите дробове (виж Дишане).

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

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

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

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

Преструктурирането на невроендокринната система в пубертета също е свързано с промени в жлезата, но функциите на изпълнителните органи (бъбреци, бели дробове) достигат максимална степен на зрялост в тази възраст, поради което тежките синдроми или заболявания на жлезата са редки, но по-често говорим за

за компенсирани промени в метаболизма, които могат да бъдат открити само с биохимични кръвни изследвания. В клиниката, за да се характеризира G. при деца, е необходимо да се изследват следните показатели: хематокрит, общо осмотично налягане, съдържание на натрий, калий, захар, бикарбонати и урея в кръвта, както и рН на кръвта, pO 2 и pCO 2.

Характеристики на хомеостазата в напреднала и сенилна възраст

Едно и също ниво на хомеостатични стойности в различни възрастови периоди се поддържа поради различни промени в системите за тяхното регулиране. Например, постоянството на нивото на кръвното налягане в млада възраст се поддържа поради по-висок сърдечен дебит и ниско общо периферно съдово съпротивление, а в напреднала и старческа възраст - поради по-високо общо периферно съпротивление и намаляване на сърдечния дебит. С остаряването на тялото, постоянството на най-важните физиологични функции се поддържа в условия на намаляване на надеждността и намаляване на възможния обхват на физиологията, промени в G. Запазването на относителната G. със значителни структурни, метаболитни и функционални промени се постига чрез факта, че в същото време се случва не само изчезване, разрушаване и деградация, но и развитие на специфични адаптивни механизми. Благодарение на това се поддържа постоянно ниво на кръвната захар, pH на кръвта, осмотичното налягане, потенциала на клетъчната мембрана и др.

Промените в механизмите на неврохуморалната регулация (виж), повишаването на чувствителността на тъканите към действието на хормони и медиатори на фона на отслабване на нервните въздействия са от съществено значение за запазването на Г. в процеса на стареене на тялото.

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

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

Библиография:Адолф Е. Развитие на физиологичните регулации, прев. от англ., М., 1971, библиогр.; Анохин П. К. Есета по физиологията на функционалните системи, М., 1975, библиогр.; In e l t i-she в Ю. Е., Самсигина Г, А. и Ермакова И. А. За характеристиките на осморегулаторната функция на бъбреците при деца от новородения период, Педиатрия, № 5, стр. 46, 1975; Gellhorn E. Регулаторни функции на автономната нервна система, прев. от англ., М., 1948, библиогр.; ГленсдорфП. и Пригожин. Термодинамична теория на структурата” устойчивост и флуктуации, прев. от англ., М., 1973, библиогр.; Хомеостаза, изд. П. Д. Горизонтова, М., 1976; Дихателна функция на кръвта на плода в акушерската клиника, изд. L. S. Persianinova и др., М., 1971; Kassil G.N. Проблемът с хомеостазата във физиологията и клиниката, Вестн. Академия на медицинските науки на СССР, № 7, стр. 64, 1966, библиогр.; Розанова В. Д. Очерци по експериментална възрастова фармакология, Л., 1968, библиогр.; F r о l-k и с V. V. Регулация, адаптация и стареене, JI., 1970, библиогр.; Stern L. S. Директна хранителна среда на органи и тъкани, М., 1960; CannonW. B. Организация за физиологична хомеостаза, Physiol. Rev., v. 9, стр. 399, 1929; Хомеостатични регулатори, изд. от G, E. W. Wolstenholme a. J. Knight, L., 1969; Langley L. L. Хомеостаза, Stroudsburg, 1973.

Г. Н. Касил; Ю. Е. Велтищев (пед.), Б. Н. Тарусов (биофиз.), В. В. Фролкис (нем.).

Терминът „хомеостаза“ идва от думата „хомеостаза“, което означава „сила на стабилност“. Много хора не чуват за тази концепция често или дори изобщо. Въпреки това хомеостазата е важна част от нашия живот, хармонизираща противоречивите условия помежду си. И това не е просто част от нашия живот, хомеостазата е важна функция на нашето тяло.

Ако дефинираме думата хомеостаза, чието значение е регулирането на най-важните системи, то това е способността, която координира различни реакции, позволявайки ни да поддържаме баланс. Тази концепция се отнася както за отделни организми, така и за цели системи.

По принцип хомеостазата често се обсъжда в биологията. За да може тялото да функционира правилно и да извършва необходимите действия, е необходимо да се поддържа строг баланс в него. Това е необходимо не само за оцеляването, но и за да можем правилно да се адаптираме към промените в околната среда и да продължим да се развиваме.

Възможно е да се разграничат видовете хомеостаза, необходими за пълноценно съществуване - или, по-точно, видовете ситуации, когато това действие се проявява.

• Нестабилност. В този момент ние, а именно нашето вътрешно Аз, диагностицираме промените и въз основа на това вземаме решения за адаптиране към новите обстоятелства.
• Равновесие. Всички наши вътрешни сили са насочени към поддържане на баланс.
• Непредсказуемост. Често можем да се изненадаме, като предприемем действия, които не сме очаквали.

Всички тези реакции се определят от факта, че всеки организъм на планетата иска да оцелее. Принципът на хомеостазата ни помага да разберем обстоятелствата и да вземем важни решения, за да поддържаме баланса.

Неочаквани решения

Хомеостазата е заела силно място не само в биологията. Този термин се използва активно и в психологията. В психологията концепцията за хомеостаза предполага нашия отговор на външни условия. Въпреки това, този процес тясно свързва адаптацията на тялото и индивидуалната психическа адаптация.

Всичко в този свят се стреми към баланс и хармония, а индивидуалните взаимоотношения с околната среда са склонни към хармонизиране. И това се случва не само на физическо, но и на психическо ниво. Можете да дадете следния пример: човек се смее, но след това му е разказана много тъжна история, смехът вече не е подходящ. Тялото и емоционалната система се активират от хомеостазата, призовавайки за правилна реакция - и вашият смях се заменя със сълзи.

Както виждаме, принципът на хомеостазата се основава на тясната връзка между физиологията и психологията. Въпреки това, принципът на хомеостазата, свързан със саморегулацията, не може да обясни източниците на промяната.

Хомеостатичният процес може да се нарече процес на саморегулация. И целият този процес се случва на подсъзнателно ниво. Нашето тяло има нужди в много области, но психологическите контакти играят важна роля. Чувствайки необходимостта от контакт с други организми, човек проявява желанието си за развитие. Това подсъзнателно желание на свой ред отразява хомеостатичен стремеж.

Много често такъв процес в психологията се нарича инстинкт. Всъщност това е много правилно име, защото всички наши действия са инстинкти. Не можем да контролираме желанията си, които са продиктувани от инстинкта. Често нашето оцеляване зависи от тези желания или с тяхна помощ тялото изисква това, което в момента му липсва.

Представете си ситуацията: група елени пасат недалеч от спящ лъв. Изведнъж лъвът се събужда и изревава, елените лопатари се разпръсват. Сега си представете себе си на мястото на сърната. В нея проработи инстинктът за самосъхранение – тя избяга. Тя трябва да бяга много бързо, за да спаси живота си. Това е психологическа хомеостаза.

Но минава известно време и сърната започва да губи пара. Въпреки че можеше да има лъв, който я преследваше, тя щеше да спре, защото нуждата да диша беше по-важна в момента от необходимостта да бяга. Това е инстинкт на самото тяло, физиологична хомеостаза. По този начин могат да се разграничат следните видове хомеостаза:

• Принудителен.
• Спонтанен.

Фактът, че сърната е започнала да бяга, е спонтанен психологически подтик. Тя трябваше да оцелее и избяга. А това, че спря да си поеме дъх, беше принуда. Тялото принуждава животното да спре, в противен случай жизнените процеси могат да бъдат нарушени.

Значението на хомеостазата е много важно за всеки организъм, както психологически, така и физически. Човек може да се научи да живее в хармония със себе си и околната среда, без да следва само подтиците на инстинктите. Той трябва само правилно да види и разбере света около себе си, както и да подреди мислите си, като постави приоритетите в правилния ред. Автор: Людмила Мухачева

Хомеостаза, хомеостаза (хомеостаза; гръцки homoios подобно, същото + статично състояние, неподвижност), - относителната динамична постоянство на вътрешната среда (кръв, лимфа, тъканна течност) и стабилността на основните физиологични функции (циркулация, дишане, терморегулация, метаболизъм и др.) на човешкото и животинското тяло. Регулаторните механизми, които поддържат физиологичното състояние или свойствата на клетките, органите и системите на целия организъм на оптимално ниво, се наричат ​​хомеостатични.

Както е известно, живата клетка е подвижна, саморегулираща се система. Вътрешната му организация се поддържа от активни процеси, насочени към ограничаване, предотвратяване или елиминиране на промени, причинени от различни влияния от външната и вътрешната среда. Способността за връщане към първоначалното състояние след отклонение от определено средно ниво, причинено от един или друг "смущаващ" фактор, е основното свойство на клетката. Многоклетъчният организъм е интегрална организация, чиито клетъчни елементи са специализирани да изпълняват различни функции. Взаимодействието в тялото се осъществява чрез сложни регулаторни, координиращи и корелиращи механизми с

участие на нервни, хуморални, метаболитни и други фактори. Много отделни механизми, регулиращи вътре- и междуклетъчните отношения, в някои случаи имат взаимно противоположни (антагонистични) ефекти, които се балансират взаимно. Това води до установяване на подвижен физиологичен фон (физиологичен баланс) в тялото и позволява на живата система да поддържа относително динамично постоянство, въпреки промените в околната среда и промените, които възникват по време на живота на организма.

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

Самата идея за хомеостаза не съответства на концепцията за стабилно (непроменливо) равновесие в тялото - принципът на равновесието не важи за

сложни физиологични и биохимични

процеси, протичащи в живите системи. Също така е неправилно да се противопоставят хомеостазата на ритмичните колебания във вътрешната среда. Хомеостазата в широк смисъл обхваща въпросите на цикличния и фазов ход на реакциите, компенсацията, регулацията и саморегулацията на физиологичните функции, динамиката на взаимозависимостта на нервните, хуморалните и други компоненти на регулаторния процес. Границите на хомеостазата могат да бъдат твърди и гъвкави, променящи се в зависимост от индивидуалната възраст, пол, социални, професионални и други условия.

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

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

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

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

Най-напредналите хомеостатични механизми в тялото на висшите животни и човека включват процесите на терморегулация;