Дефиниция на хомеостазата биология. Хомеостаза и нейните определящи фактори; биологично значение на хомеостазата. Ролята на нервната и хуморалната система за регулиране на функциите на тялото и осигуряване на неговата цялост

Хомеостаза - поддържане на вътрешната среда на организма

Светът около нас непрекъснато се променя. Зимните ветрове ни принуждават да обличаме топли дрехи и ръкавици, а парното ни кара да ги сваляме. Лятното слънце намалява нуждата от задържане на топлина, поне докато ефективната климатизация не направи обратното. И все пак, независимо от температурата на околната среда, индивидуалната телесна температура на здрави хора, които познавате, едва ли ще варира с много повече от една десета от градуса. При хора и други топлокръвни животни температурата на вътрешните области на тялото се поддържа на постоянно ниво от около 37 ° C, въпреки че може да се повишава и спада донякъде поради дневния ритъм.

Повечето хора се хранят по различен начин. Някои предпочитат добра закуска, лек обяд и обилен обяд със задължителния десерт. Други не ядат през по-голямата част от деня, но по обяд обичат да хапнат добре и да подремнат за кратко. Някои хора не правят нищо, освен да дъвчат, докато други изглежда изобщо не се интересуват от храната. И все пак, ако измерите нивото на кръвната захар на учениците от вашия клас, всички те ще бъдат близо до 0,001 g (1 mg) на милилитър кръв, въпреки големите разлики в диетата и в разпределението на храненията.

Прецизното регулиране на телесната температура и кръвната глюкоза са само два примера за критични функции под контрола на нервната система. Съставът на течностите, които обграждат всички наши клетки, се регулира непрекъснато, което позволява невероятна консистенция.

Поддържането на постоянна вътрешна среда на тялото се нарича хомеостаза (homeo - същото, подобно; stasis - стабилност, баланс). Основната отговорност за хомеостатичната регулация се носи от автономните (вегетативните) и чревните части на периферната нервна система, както и от централната нервна система, която дава нареждания на тялото чрез хипофизната жлеза и други ендокринни органи. Действайки заедно, тези системи координират нуждите на тялото с условията на околната среда. (Ако това твърдение ви се струва познато, не забравяйте, че това са точно същите думи, които използвахме, за да опишем основната функция на мозъка.)

Френският физиолог Клод Бернар, който е живял през 19 век и се е посветил изцяло на изучаването на процесите на храносмилане и регулиране на кръвния поток, разглежда телесните течности като "вътрешна среда" (milieu interne). Различните организми могат да имат леко различни концентрации на определени соли и нормални температури, но в рамките на един вид вътрешната среда на индивидите отговаря на стандартите, характерни за този вид. Допускат се само краткосрочни и не много големи отклонения от тези стандарти, в противен случай тялото не може да остане здраво и да допринесе за оцеляването на вида. Уолтър Б. Кенън, водещият американски физиолог от средата на века, разшири концепцията на Бърнард за вътрешната среда. Той вярваше, че независимостта на индивида от непрекъснатите промени във външните условия се осигурява от работата хомеостатични механизми, които поддържат постоянството на вътрешната среда.

Способността на организма да се справя с изискванията на околната среда варира значително от вид до вид. Човек, който използва сложни видове поведение в допълнение към вътрешните механизми на хомеостазата, очевидно има най-голяма независимост от външни условия. Въпреки това много животни го превъзхождат в определени специфични за вида способности. Например полярните мечки са по-устойчиви на студ; някои видове паяци и гущери, живеещи в пустините, понасят по-добре топлината; камилите могат да издържат по-дълго без вода. В тази глава ще разгледаме редица структури, които ни позволяват да придобием известна степен на независимост от променящите се физически условия на външния свят. Също така ще разгледаме по-подробно регулаторните механизми, които поддържат постоянството на нашата вътрешна среда.

Астронавтите носят специални костюми (скафандри), които им позволяват да поддържат нормална телесна температура, достатъчно кислородно напрежение в кръвта и кръвно налягане при работа в среда, близка до вакуума. Специални сензори, вградени в тези костюми, записват концентрацията на кислород, телесната температура, сърдечната дейност и докладват тези данни на компютрите на космическия кораб, а тези от своя страна на компютрите за наземно управление. Компютрите на управлявания космически кораб могат да се справят с почти всяка предвидима ситуация по отношение на нуждите на тялото. Ако възникне някакъв непредвиден проблем, компютри, разположени на Земята, се свързват, за да го разрешат, и те изпращат нови команди директно към устройствата на скафандъра.
В тялото регистрацията на сетивните данни и локалният контрол се осъществява от вегетативната нервна система с участието на ендокринната система, която поема функцията на цялостна координация.

Автономна нервна система

Някои общи принципи на организация на сетивните и двигателните системи ще ни бъдат много полезни при изучаването на системите за вътрешна регулация. всичко три отделаавтономна (автономна) нервна система има " сензорни" И " мотор„Компоненти. Докато първите регистрират показатели на вътрешната среда, вторите засилват или възпрепятстват дейността на тези структури, които осъществяват самия процес на регулиране.

Интрамускулните рецептори, заедно с рецепторите, разположени в сухожилията и някои други места, реагират на натиск и разтягане. Заедно те образуват специален вид вътрешна сензорна система, която помага да се контролират нашите движения.
Рецепторите, участващи в хомеостазата, работят по различен начин: те усещат промени в химията на кръвта или колебания в налягането в съдовата система и в кухи вътрешни органи като храносмилателния тракт и пикочния мехур. Тези сензорни системи, които събират информация за вътрешната среда, са много подобни по организация на системите, които възприемат сигнали от повърхността на тялото. Техните рецепторни неврони образуват първите синаптични превключвателивътре в гръбначния мозък. По двигателните пътища на вегетативната система има команди към органи, пряко регулиращи вътрешната среда. Тези пътища започват със специални автономни преганглионарни неврони гръбначен мозък. Тази организация донякъде напомня организацията на гръбначното ниво на двигателната система.

Основният фокус на тази глава ще бъде върху онези двигателни компоненти на автономната система, които инервират мускулите на сърцето, кръвоносните съдове и червата, причинявайки тяхното свиване или отпускане. Същите влакна инервират жлезите, причинявайки процеса на секреция.

Автономна нервна система се състои от два големи отдела симпатиченИ парасимпатикова. И двата дяла споделят една структурна характеристика, която не сме срещали досега: невроните, които контролират мускулите на вътрешните органи и жлезите, се намират извън централната нервна система, образувайки малки капсулирани клъстери от клетки, т.нар. ганглии. По този начин в автономната нервна система има допълнителна връзка между гръбначния мозък и крайния работен орган (ефектор).

Автономни неврони на гръбначния мозък комбинират сензорна информация, идваща от вътрешни органи и други източници. На тази основа те след това регулират дейността неврони на автономните ганглии. Връзките между ганглиите и гръбначния мозък се наричат преганглионарни влакна . Невротрансмитер, използван за предаване на импулси от гръбначния мозък към ганглийни неврони както в симпатиковия, така и в парасимпатиковия дял, е почти винаги ацетилхолин, същият предавател, с който моторните неврони на гръбначния мозък директно контролират скелетните мускули. Както във влакната, инервиращи скелетните мускули, действието на ацетилхолина може да се засили в присъствието на никотин и да се блокира от кураре. Работещи аксони от невроните на автономните ганглии, или постганглионарни влакна , след това отиват до целевите органи, образувайки много разклонения там.

Симпатиковият и парасимпатиковият отдел на автономната нервна система се различават един от друг
1) според нивата, на които преганглионарните влакна излизат от гръбначния мозък;
2) според близостта на ганглиите до прицелните органи;
3) чрез невротрансмитер, който се използва от постганглионарните неврони за регулиране на функциите на тези целеви органи.
Сега ще разгледаме тези функции.

Симпатикова нервна система

В симпатиковата система, преганглионарна влакна излизат от гръдния и лумбалния гръбначен мозък. Неговите ганглии са разположени доста близо до гръбначния мозък и много дълги постганглионарни влакна се простират от тях до целевите органи (виж Фиг. 63). Основният предавател на симпатиковите нерви е норепинефрин, един от катехоламините, който също служи като медиатор в централната нервна система.

Ориз. 63.Симпатиковите и парасимпатиковите дялове на автономната нервна система, органите, които инервират, и техните ефекти върху всеки орган.

За да разберем какви органи засяга симпатиковата нервна система, най-лесно е да си представим какво се случва с развълнувано животно, готово за реакция на борба или бягство.
Зениците се разширяват, за да пропускат повече светлина; Сърдечната честота се увеличава и всяка контракция става по-мощна, което води до увеличаване на общия кръвен поток. Кръвта тече от кожата и вътрешните органи към мускулите и мозъка. Мотилитетът на стомашно-чревния тракт отслабва, храносмилателните процеси се забавят. Мускулите по протежение на дихателните пътища, водещи до белите дробове, се отпускат, което позволява на дишането да се увеличи и обменът на газ да се увеличи. Чернодробните и мастните клетки отделят повече глюкоза и мастни киселини, високоенергийни горива, в кръвта и панкреасът е инструктиран да произвежда по-малко инсулин. Това позволява на мозъка да получи по-голям дял от глюкозата, циркулираща в кръвния поток, тъй като, за разлика от други органи, мозъкът не се нуждае от инсулин, за да използва кръвната захар. Медиаторът на симпатиковата нервна система, който извършва всички тези промени, е норепинефринът.

Има допълнителна система, която има още по-обобщен ефект, за да гарантира по-точно всички тези промени. На върховете на пъпките те седят като две малки шапки, надбъбречните жлези . Във вътрешната им част - медулата - има специални клетки, инервирани от преганглионарни симпатикови влакна. По време на ембрионалното развитие тези клетки се образуват от същите клетки на нервния гребен, от които се образуват симпатиковите ганглии. По този начин медулата е компонент на симпатиковата нервна система. Когато се активират от преганглионарни влакна, медуларните клетки освобождават свои собствени катехоламини (норепинефрин и епинефрин) директно в кръвта за доставяне до целевите органи (фиг. 64). Циркулиращите хормонални медиатори служат като пример за това как регулирането се извършва от ендокринните органи (виж стр. 89).

Парасимпатикова нервна система

В парасимпатиковия отдел преганглионарни влакна идват от мозъчния ствол(„черепен компонент“) и от долните, сакрални сегменти на гръбначния мозък(вижте Фиг. 63 по-горе). Те образуват по-специално много важен нервен ствол, наречен блуждаещ нерв , чиито многобройни клонове осъществяват цялата парасимпатикова инервация на сърцето, белите дробове и чревния тракт. (Вагусният нерв също предава сензорна информация от тези органи обратно към централната нервна система.) Преганглионарна парасимпатикови аксонимного дълго, тъй като те ганглии, като правило, се намират близо до или вътре в тъканите, които инервират.

В края на влакната на парасимпатиковата система се използва предавател ацетилхолин. Отговорът на съответните прицелни клетки към ацетилхолин е нечувствителен към ефектите на никотина или кураре. Вместо това ацетилхолиновите рецептори се активират от мускарин и се блокират от атропин.

Преобладаването на парасимпатиковата активност създава условия за „ почивка и възстановяване» организъм. В крайната си проява общият модел на парасимпатикова активация наподобява състоянието на покой, което настъпва след задоволително хранене. Повишеният приток на кръв към храносмилателния тракт ускорява движението на храната през червата и увеличава секрецията на храносмилателни ензими. Честотата и силата на сърдечните контракции намаляват, зениците се стесняват, луменът на дихателните пътища намалява и образуването на слуз в тях се увеличава. Пикочният мехур се свива. Взети заедно, тези промени връщат тялото към спокойното състояние, което е предшествало реакцията на борба или бягство. (Всичко това е представено на фиг. 63; вижте също глава 6.)

Сравнителна характеристика на отделите на вегетативната нервна система

Симпатиковата система, със своите изключително дълги постганглионарни влакна, е много различна от парасимпатиковата система, в която, напротив, преганглионарните влакна са по-дълги и ганглиите са разположени близо до или вътре в целевите органи. Много вътрешни органи, като белите дробове, сърцето, слюнчените жлези, пикочния мехур, половите жлези, получават инервация от двете части на автономната система (имат, както се казва, „ двойна инервация"). Други тъкани и органи, като мускулни артерии, получават само симпатикова инервация. Като цяло може да се каже, че два отдела работят на редуване: в зависимост от активността на тялото и от командите на висшите вегетативни центрове доминира първо единият или другият от тях.

Тази характеристика обаче не е напълно правилна. И двете системи са постоянно в състояние на различна степен на активност. Фактът, че целевите органи като сърцето или ириса могат да реагират на импулси от двете части, просто отразява техните допълващи се роли. Например, когато сте много ядосани, кръвното ви налягане се повишава, което възбужда съответните рецептори, разположени в сънните артерии. Тези сигнали се приемат от интегриращия център на сърдечно-съдовата система, разположен в долната част на мозъчния ствол и известен като ядрото на единичния тракт. Възбуждането на този център активира преганглионарните парасимпатикови влакна на блуждаещия нерв, което води до намаляване на честотата и силата на сърдечните контракции. В същото време, под въздействието на същия координиращ съдов център, симпатиковата активност се потиска, противодействайки на повишаването на кръвното налягане.

Колко важно е функционирането на всеки отдел за адаптивни реакции? Изненадващо, не само животните, но и хората могат толерират почти пълното изключване на симпатиковата нервна системабез видими лоши последствия. Това изключване се препоръчва при някои форми на персистираща хипертония.

И тук Не е толкова лесно да се направи без парасимпатиковата нервна система. Хората, които са претърпели такава операция и се оказват извън защитните условия на болница или лаборатория, се адаптират много слабо към околната среда. Те не могат да регулират телесната температура, когато са изложени на топлина или студ; когато губят кръв, регулирането на кръвното им налягане се нарушава и бързо се развива умора при всяка интензивна мускулна дейност.

Дифузна нервна система на червата

Последните изследвания разкриха съществуването трето важно звено на автономната нервна система - дифузна нервна система на червата . Този отдел е отговорен за инервацията и координацията на храносмилателните органи. Неговата работа е независима от симпатиковата и парасимпатиковата системи, но може да се променя под тяхно влияние. Това е допълнителна връзка, която свързва автономните постганглионарни нерви с жлезите и мускулите на стомашно-чревния тракт.

Ганглиите на тази система инервират чревните стени. Аксоните от тези ганглийни клетки причиняват кръгови и надлъжни мускулни контракции, които изтласкват храната през стомашно-чревния тракт, процес, наречен перисталтика. По този начин тези ганглии определят характеристиките на локалните перисталтични движения. Когато хранителната маса е вътре в червата, тя леко разтяга стените си, което води до стесняване на зоната, разположена малко по-високо по червата, и отпускане на зоната, разположена малко по-долу. В резултат на това хранителната маса се изтласква допълнително. Въпреки това, под влияние на парасимпатиковите или симпатиковите нерви, активността на чревните ганглии може да се промени. Активирането на парасимпатиковата система засилва перисталтиката, а симпатиковата я отслабва.

Ацетилхолинът служи като медиатор, който стимулира гладката мускулатура на червата. Въпреки това, инхибиторните сигнали, водещи до релаксация, изглежда се предават от различни вещества, от които само няколко са изследвани. Сред чревните невротрансмитери има поне три, които действат и в централната нервна система: соматостатин (вижте по-долу), ендорфини и субстанция Р (вижте глава 6).

Централна регулация на функциите на вегетативната нервна система

Централната нервна система упражнява много по-малък контрол върху вегетативната система, отколкото върху сетивните или скелетните двигателни системи. Областите на мозъка, които са най-свързани с автономните функции, са хипоталамусИ мозъчен ствол, особено частта, която се намира непосредствено над гръбначния мозък – продълговатия мозък. Именно от тези области идват основните пътища към симпатиковите и парасимпатиковите преганглионарни автономни неврони на гръбначно ниво.

Хипоталамус. Хипоталамусът е една от областите на мозъка, чиято обща структура и организация е повече или по-малко сходна при представители на различни класове гръбначни животни.

Като цяло е общоприето, че хипоталамус - това е фокусът на висцералните интегративни функции. Сигналите от невронните системи на хипоталамуса влизат директно в мрежи, които възбуждат преганглионарните части на автономните нервни пътища. В допълнение, тази област на мозъка упражнява пряк контрол върху цялата ендокринна система чрез специфични неврони, които регулират секрецията на хормони от предния дял на хипофизната жлеза, а аксоните на други неврони на хипоталамуса завършват в задния дял на хипофизата. Тук тези окончания освобождават медиатори, които циркулират в кръвта като хормони: 1) вазопресин, което повишава кръвното налягане в спешни случаи при загуба на течност или кръв; също така намалява отделянето на вода в урината (затова вазопресинът се нарича още антидиуретичен хормон); 2) окситоцин, стимулиращи маточните контракции в последния етап на раждането.

Ориз. 65.Хипоталамус и хипофизна жлеза. Схематично са показани основните функционални области на хипоталамуса.

Въпреки че има няколко ясно демаркирани ядра сред клъстерите от неврони на хипоталамуса, по-голямата част от хипоталамуса е набор от зони с размити граници (фиг. 65). Въпреки това в три зони има доста изразени ядра. Сега ще разгледаме функциите на тези структури.

1. Перивентрикуларна зона непосредствено до третата мозъчна камера, която минава през центъра на хипоталамуса. Клетките, покриващи вентрикула, предават информация на невроните на перивентрикуларната зона за важни вътрешни параметри, които може да изискват регулиране, като температура, концентрация на сол, нива на хормони, секретирани от щитовидната жлеза, надбъбречните жлези или половите жлези в съответствие с инструкциите на хипофизата жлеза.

2. Медиална зонасъдържа повечето от пътищата, чрез които хипоталамусът упражнява ендокринен контрол чрез хипофизната жлеза. Много грубо можем да кажем, че клетките на перивентрикуларната зона контролират реалното изпълнение на команди, дадени на хипофизната жлеза от клетките на медиалната зона.

3. Чрез клетки на страничната зона Хипоталамусът се контролира от по-високи нива на мозъчната кора и лимбичната система. Той също така получава сензорна информация от центровете на продълговатия мозък, които координират дихателната и сърдечно-съдовата дейност. Страничната зона е мястото, където висшите мозъчни центрове могат да коригират реакциите на хипоталамусадо промени във вътрешната среда. В кората например има сравнение на информация, идваща от два източника - вътрешна и външна среда. Ако, да речем, мозъчната кора прецени, че времето и обстоятелствата не са подходящи за хранене, съобщението на сетивата за ниска кръвна захар и празен стомах ще бъде отложено до по-благоприятен момент. Лимбичната система е по-малко вероятно да игнорира хипоталамуса. По-скоро тази система може да добави емоционални и мотивационни нюанси към интерпретацията на външни сензорни сигнали или да сравни представянето на околната среда въз основа на тези сигнали с подобни ситуации, които са се случили в миналото.

Заедно с кортикалните и лимбичните компоненти, хипоталамусът също изпълнява много рутинни интегриращи действия и за много по-дълги периоди от време, отколкото когато изпълнява краткосрочни регулаторни функции. Хипоталамусът „знае“ предварително какви нужди ще има тялото по време на нормалния ежедневен ритъм на живот. Например привежда ендокринната система в пълна готовност за действие веднага щом се събудим. Също така следи хормоналната активност на яйчниците през целия менструален цикъл; предприема мерки за подготовка на матката за пристигането на оплодено яйце. При мигриращите птици и зимуващи бозайници хипоталамусът, със способността си да определя продължителността на дневните часове, координира жизнените функции на тялото по време на цикли с продължителност няколко месеца. (Тези аспекти на централизираното регулиране на вътрешните функции ще бъдат обсъдени в глави 5 и 6.)

Медула(таламус и хипоталамус)

Хипоталамусът съставлява по-малко от 5% от общата маса на мозъка. Това малко количество тъкан обаче съдържа центрове, които поддържат всички функции на тялото, с изключение на спонтанните дихателни движения, регулирането на кръвното налягане и сърдечния ритъм. Последните функции зависят от продълговатия мозък (виж Фиг. 66). При травматични мозъчни наранявания настъпва така наречената „мозъчна смърт“, когато всички признаци на електрическа активност на кората изчезнат и контролът от хипоталамуса и продълговатия мозък се губи, въпреки че с помощта на изкуствено дишане все още е възможно да се поддържа достатъчно насищане на циркулиращата кръв с кислород.

продължение
- -

Тялото като отворена саморегулираща се система.

Живият организъм е отворена система, която има връзка с околната среда чрез нервната, храносмилателната, дихателната, отделителната система и др.

В процеса на обмяната на веществата с храната, водата и газообмена в тялото влизат различни химични съединения, които претърпяват промени в тялото, влизат в структурата на тялото, но не остават завинаги. Асимилираните вещества се разлагат, освобождават енергия и продуктите от разпада се отвеждат във външната среда. Разрушената молекула се заменя с нова и т.н.

Тялото е отворена, динамична система. В постоянно променяща се среда тялото поддържа стабилно състояние за определено време.

Концепцията за хомеостаза. Общи закономерности на хомеостазата в живите системи.

Хомеостаза – свойството на живия организъм да поддържа относително динамично постоянство на вътрешната си среда. Хомеостазата се изразява в относително постоянство на химичния състав, осмотичното налягане и стабилността на основните физиологични функции. Хомеостазата е специфична и се определя от генотипа.

Запазването на целостта на индивидуалните свойства на организма е една от най-общите биологични закономерности. Този закон се осигурява във вертикалната серия от поколения чрез механизми на възпроизводство и през целия живот на индивида чрез механизми на хомеостаза.

Феноменът хомеостаза е еволюционно развито, наследствено фиксирано адаптивно свойство на организма към нормалните условия на околната среда. Въпреки това, тези състояния могат да бъдат извън нормалните граници за кратък или дълъг период от време. В такива случаи явленията на адаптация се характеризират не само с възстановяване на обичайните свойства на вътрешната среда, но и с краткотрайни промени във функцията (например увеличаване на ритъма на сърдечната дейност и увеличаване на честотата на дихателни движения с повишена мускулна работа). Хомеостазните реакции могат да бъдат насочени към:

поддържане на известни нива на стабилно състояние;

елиминиране или ограничаване на вредните фактори;

развитие или запазване на оптимални форми на взаимодействие между организма и околната среда в променените условия на неговото съществуване. Всички тези процеси определят адаптацията.

Следователно понятието хомеостаза означава не само определено постоянство на различни физиологични константи на тялото, но също така включва процеси на адаптация и координация на физиологичните процеси, които осигуряват единството на тялото не само нормално, но и при променящи се условия на неговото съществуване .

Основните компоненти на хомеостазата са идентифицирани от C. Bernard и могат да бъдат разделени на три групи:

А. Вещества, които осигуряват клетъчните нужди:

Вещества, необходими за производство на енергия, растеж и възстановяване - глюкоза, протеини, мазнини.

NaCl, Ca и други неорганични вещества.

Кислород.

Вътрешна секреция.

Б. Фактори на околната среда, влияещи върху клетъчната активност:

Осмотичното налягане.

температура.

Концентрация на водородни йони (pH).

Б. Механизми, осигуряващи структурно и функционално единство:

Наследственост.

Регенерация.

Имунобиологична реактивност.

Принципът на биологичната регулация осигурява вътрешното състояние на организма (неговото съдържание), както и връзката между етапите на онтогенезата и филогенезата. Този принцип се оказа широко разпространен. По време на изучаването му възниква кибернетиката - наука за целенасочено и оптимално управление на сложни процеси в живата природа, в човешкото общество и индустрията (Berg I.A., 1962).

Живият организъм е сложна контролирана система, в която много променливи на външната и вътрешната среда си взаимодействат. Общото за всички системи е наличието входпроменливи, които в зависимост от свойствата и законите на поведение на системата се трансформират в уикендпроменливи (фиг. 10).

Ориз. 10 - Обща схема на хомеостазата на живите системи

Изходните променливи зависят от входа и законите на поведението на системата.

Влиянието на изходния сигнал върху управляващата част на системата се нарича обратна връзка , което има голямо значение при саморегулацията (хомеостатична реакция). Разграничете отрицателен Иположителен обратна връзка.

Отрицателна обратната връзка намалява влиянието на входния сигнал върху изходната стойност според принципа: „колкото повече (на изхода), толкова по-малко (на входа).“ Помага за възстановяване на хомеостазата на системата.

При положителен обратна връзка, големината на входния сигнал се увеличава според принципа: „колкото повече (на изхода), толкова повече (на входа).“ Той засилва полученото отклонение от първоначалното състояние, което води до нарушаване на хомеостазата.

Но всички видове саморегулация работят на един и същ принцип: самоотклонение от първоначалното състояние, което служи като стимул за включване на коригиращи механизми. Така нормалното рН на кръвта е 7,32 – 7,45. Изместване на pH от 0,1 води до сърдечна дисфункция. Този принцип е описан от Anokhin P.K. през 1935 г. и наречен принцип на обратната връзка, който служи за извършване на адаптивни реакции.

Общ принцип на хомеостатичния отговор(Анохин: „Теория на функционалните системи“):

отклонение от изходното ниво → сигнал → активиране на регулаторни механизми на принципа на обратната връзка → корекция на изменението (нормализиране).

И така, по време на физическа работа концентрацията на CO 2 в кръвта се увеличава → pH се измества към киселинната страна → сигналът навлиза в дихателния център на продълговатия мозък → центробежните нерви провеждат импулс към междуребрените мускули и дишането се задълбочава → CO 2 в кръвта намалява, pH се възстановява.

Механизми на регулация на хомеостазата на молекулярно-генетично, клетъчно, организмово, популационно-видово и биосферно ниво.

Регулаторните хомеостатични механизми функционират на генно, клетъчно и системно (организмово, популационно-видово и биосферно) ниво.

Генни механизми хомеостаза. Всички явления на хомеостазата в организма са генетично обусловени. Вече на ниво първични генни продукти има пряка връзка - „един структурен ген - една полипептидна верига“. Освен това има колинеарно съответствие между нуклеотидната последователност на ДНК и аминокиселинната последователност на полипептидната верига. Наследствената програма за индивидуално развитие на организма предвижда формирането на специфични за вида характеристики не в постоянни, а в променящи се условия на околната среда, в границите на наследствено определена норма на реакция. Двойната спиралност на ДНК е от съществено значение в процесите на нейната репликация и възстановяване. И двете са пряко свързани с осигуряването на стабилност на функционирането на генетичния материал.

От генетична гледна точка могат да се разграничат елементарни и системни прояви на хомеостазата. Примери за елементарни прояви на хомеостазата включват: генен контрол на тринадесет коагулационни фактора на кръвта, генен контрол на хистосъвместимостта на тъкани и органи, позволяващ трансплантация.

Трансплантираната зона се нарича трансплантация. Организмът, от който се взема тъкан за трансплантация, е донор , и кой се трансплантира - получател . Успехът на трансплантацията зависи от имунологичните реакции на организма. Има автотрансплантация, сингенна трансплантация, алотрансплантация и ксенотрансплантация.

Автотрансплантация – трансплантация на тъкан от същия организъм. В този случай протеините (антигените) на трансплантанта не се различават от тези на реципиента. Няма имунологична реакция.

Сингенна трансплантация извършва се при еднояйчни близнаци с еднакъв генотип.

Алотрансплантация – трансплантация на тъкани от един индивид на друг, принадлежащи към същия вид. Донорът и реципиентът се различават по антигени, поради което висшите животни изпитват дълготрайно присаждане на тъкани и органи.

Ксенотрансплантация – донорът и реципиентът принадлежат към различни видове организми. Този вид трансплантация е успешна при някои безгръбначни, но при висшите животни такива трансплантации не се вкореняват.

По време на трансплантацията явлението е от голямо значение имунологична толерантност (хистосъвместимост). Потискането на имунната система при тъканна трансплантация (имуносупресия) се постига чрез: потискане на активността на имунната система, облъчване, приложение на антилимфатичен серум, надбъбречни хормони, химикали - антидепресанти (имуран). Основната задача е да се потисне не просто имунитетът, а трансплантационният имунитет.

Трансплантационен имунитет определя се от генетичната конституция на донора и реципиента. Гените, отговорни за синтеза на антигени, които предизвикват реакция към трансплантирана тъкан, се наричат ​​гени за тъканна несъвместимост.

При хората основната генетична система за хистосъвместимост е системата HLA (човешки левкоцитен антиген). Антигените са доста пълно представени на повърхността на левкоцитите и се откриват с помощта на антисеруми. Структурата на системата при хората и животните е еднаква. Приета е обща терминология за описание на генетични локуси и алели на HLA системата. Антигените са означени: HLA-A 1; HLA-A 2 и др. Нови антигени, които не са окончателно идентифицирани, се обозначават с W (работа). Антигените на системата HLA са разделени на 2 групи: SD и LD (фиг. 11).

Антигените на SD групата се определят чрез серологични методи и се определят от гените на 3 сублока на HLA системата: HLA-A; HLA-B; HLA-C.

Ориз. 11 - HLA е основната генетична система за човешка хистосъвместимост

LD - антигените се контролират от HLA-D сублокуса на шестата хромозома и се определят по метода на смесени култури от левкоцити.

Всеки от гените, които контролират човешки HLA антигени, има голям брой алели. Така HLA-A сублокусът контролира 19 антигена; HLA-B – 20; HLA-C – 5 „работещи” антигена; HLA-D – 6. Така вече са открити около 50 антигена при хората.

Антигенният полиморфизъм на системата HLA е резултат от произхода на едни от други и тясната генетична връзка между тях. Идентичността на донора и реципиента чрез HLA антигени е необходима за трансплантация. Трансплантацията на бъбрек, идентичен в 4 антигена на системата, осигурява преживяемост от 70%; 3 – 60%; 2 – 45%; 1 – 25% всеки.

Има специални центрове, които извършват подбор на донор и реципиент за трансплантация, например в Холандия - "Eurotransplant". Типизирането на базата на антигени на системата HLA също се извършва в Република Беларус.

Клетъчни механизми хомеостазата е насочена към възстановяване на тъканните клетки и органи в случай на нарушаване на тяхната цялост. Съвкупността от процеси, насочени към възстановяване на разрушените биологични структури, се нарича регенерация. Този процес е характерен за всички нива: обновяване на протеини, компоненти на клетъчни органели, цели органели и самите клетки. Възстановяването на органните функции след нараняване или разкъсване на нерв и зарастването на рани са важни за медицината от гледна точка на овладяването на тези процеси.

Тъканите според тяхната регенеративна способност се делят на 3 групи:

Тъкани и органи, които се характеризират с клетъчен регенерация (кости, рехава съединителна тъкан, хематопоетична система, ендотел, мезотелиум, лигавици на чревния тракт, дихателните пътища и пикочно-половата система.

Тъкани и органи, които се характеризират с клетъчни и вътреклетъчни регенерация (черен дроб, бъбреци, бели дробове, гладка и скелетна мускулатура, вегетативна нервна система, ендокринна система, панкреас).

Тъкани, които се характеризират предимно вътреклетъчен регенерация (миокард) или изключително вътреклетъчна регенерация (ганглиозни клетки на централната нервна система). Обхваща процесите на възстановяване на макромолекули и клетъчни органели чрез сглобяване на елементарни структури или чрез тяхното разделяне (митохондрии).

В процеса на еволюция са се образували 2 вида регенерация физиологични и репаративни .

Физиологична регенерация - Това е естествен процес на възстановяване на елементите на тялото през целия живот. Например възстановяване на еритроцити и левкоцити, подмяна на кожен епител, коса, смяна на млечни зъби с постоянни. Тези процеси се влияят от външни и вътрешни фактори.

Репаративна регенерация – е възстановяване на органи и тъкани, загубени поради увреждане или нараняване. Процесът възниква след механични наранявания, изгаряния, химически или лъчеви наранявания, както и в резултат на заболявания и хирургични операции.

Репаративната регенерация се разделя на типичен (хомоморфоза) и нетипичен (хетероморфоза). В първия случай отстранен или унищожен орган се регенерира, във втория на мястото на отстранения орган се развива друг.

Атипична регенерация по-често при безгръбначните.

Хормоните стимулират регенерацията хипофизната жлеза И щитовидната жлеза . Има няколко метода за регенерация:

Епиморфоза или пълна регенерация - възстановяване на повърхността на раната, завършване на частта до цялото (например повторно израстване на опашка при гущер, крайници при тритон).

Морфолаксис – реконструкция на останалата част от органа в едно цяло, само по-малко по размер. Този метод се характеризира с реконструкция на нов от останките на стар (например възстановяване на крайник в хлебарка).

Ендоморфоза – възстановяване поради вътреклетъчно преструктуриране на тъкани и органи. Поради увеличаването на броя на клетките и техния размер, масата на органа се доближава до първоначалната.

При гръбначните животни репаративната регенерация протича в следната форма:

Пълна регенерация – възстановяване на оригиналната тъкан след нейното увреждане.

Регенеративна хипертрофия , характерни за вътрешните органи. В този случай повърхността на раната заздравява с белег, отстранената област не расте обратно и формата на органа не се възстановява. Масата на останалата част от органа се увеличава поради увеличаване на броя на клетките и техните размери и се доближава до първоначалната стойност. Така се регенерират черният дроб, белите дробове, бъбреците, надбъбречните жлези, панкреасът, слюнчените и щитовидните жлези при бозайниците.

Вътреклетъчна компенсаторна хиперплазия клетъчни ултраструктури. В този случай на мястото на увреждане се образува белег и възстановяването на първоначалната маса се дължи на увеличаване на обема на клетките, а не на техния брой въз основа на пролиферация (хиперплазия) на вътреклетъчни структури (нервна тъкан).

Системните механизми се осигуряват от взаимодействието на регулаторните системи: нервна, ендокринна и имунна .

Нервна регулация осъществявани и координирани от централната нервна система. Нервните импулси, влизащи в клетките и тъканите, не само предизвикват възбуда, но и регулират химичните процеси и обмена на биологично активни вещества. Понастоящем са известни повече от 50 неврохормона. Така хипоталамусът произвежда вазопресин, окситоцин, либерини и статини, които регулират функцията на хипофизната жлеза. Примери за системни прояви на хомеостазата са поддържането на постоянна температура и кръвно налягане.

От гледна точка на хомеостазата и адаптацията, нервната система е основният организатор на всички процеси в тялото. Основата на адаптацията е балансирането на организмите с условията на околната среда, според Н.П. Павлов, рефлексните процеси лъжат. Между различните нива на хомеостатична регулация има частна йерархична подчиненост в системата за регулиране на вътрешните процеси на тялото (фиг. 12).

Ориз. 12. - Йерархична подчиненост в системата за регулиране на вътрешните процеси на тялото.

Най-първичното ниво се състои от хомеостатични системи на клетъчно и тъканно ниво. Над тях са периферните нервни регулаторни процеси като локални рефлекси. По-нататък в тази йерархия са системите за саморегулиране на определени физиологични функции с различни канали за „обратна връзка“. Върхът на тази пирамида е зает от мозъчната кора и мозъка.

В сложен многоклетъчен организъм както директните, така и обратните връзки се осъществяват не само чрез нервни, но и чрез хормонални (ендокринни) механизми. Всяка от жлезите, включени в ендокринната система, влияе върху други органи на тази система и на свой ред се влияе от последните.

Ендокринни механизми хомеостаза според B.M. Завадски, това е механизъм на плюс-минус взаимодействие, т.е. балансиране на функционалната активност на жлезата с концентрацията на хормона. При висока концентрация на хормона (над нормата) активността на жлезата е отслабена и обратно. Този ефект се осъществява чрез действието на хормона върху жлезата, която го произвежда. В редица жлези регулацията се осъществява чрез хипоталамуса и предния дял на хипофизната жлеза, особено по време на реакция на стрес.

Ендокринни жлези могат да бъдат разделени на две групи според отношението им към предния дял на хипофизната жлеза. Последната се счита за централна, а останалите ендокринни жлези се считат за периферни. Това разделение се основава на факта, че предният дял на хипофизната жлеза произвежда така наречените тропни хормони, които активират някои периферни ендокринни жлези. От своя страна, хормоните на периферните ендокринни жлези действат върху предния лоб на хипофизната жлеза, като инхибират секрецията на тропни хормони.

Реакциите, които осигуряват хомеостазата, не могат да бъдат ограничени до една ендокринна жлеза, а включват всички жлези в една или друга степен. Получената реакция поема верижен курс и се разпространява към други ефектори. Физиологичното значение на хормоните се състои в регулирането на други функции на тялото и следователно верижната природа трябва да бъде изразена възможно най-силно.

Постоянните смущения в околната среда на тялото допринасят за поддържането на неговата хомеостаза за дълъг живот. Ако създадете условия на живот, при които нищо не предизвиква значителни промени във вътрешната среда, тогава организмът ще бъде напълно невъоръжен, когато се сблъска с околната среда и скоро ще умре.

Комбинацията от нервни и ендокринни регулаторни механизми в хипоталамуса позволява сложни хомеостатични реакции, свързани с регулирането на висцералната функция на тялото. Нервната и ендокринната система са обединяващият механизъм на хомеостазата.

Пример за общ отговор на нервните и хуморалните механизми е състояние на стрес, което се развива при неблагоприятни условия на живот и съществува заплаха от нарушаване на хомеостазата. При стрес се наблюдава промяна в състоянието на повечето системи: мускулна, дихателна, сърдечно-съдова, храносмилателна, сетивни органи, кръвно налягане, състав на кръвта. Всички тези промени са проява на индивидуални хомеостатични реакции, насочени към повишаване на устойчивостта на организма към неблагоприятни фактори. Бързата мобилизация на силите на организма действа като защитна реакция при стрес.

При „соматичен стрес“ проблемът за повишаване на общата устойчивост на тялото се решава съгласно схемата, показана на фигура 13.

Ориз. 13 - Схема за повишаване на общата устойчивост на организма по време на

Хомеостаза(от гръцки - подобен, еднакъв + състояние, неподвижност) - относително динамично постоянство на състава и свойствата на вътрешната среда и стабилността на основните физиологични функции на живия организъм; поддържане на постоянството на видовия състав и броя на индивидите в биоценозите; способността на популацията да поддържа динамичен баланс на генетичния състав, който гарантира нейната максимална жизнеспособност. ( TSB)

Хомеостаза- постоянство на характеристики, съществени за живота на системата при наличие на смущения във външната среда; състояние на относително постоянство; относителна независимост на вътрешната среда от външни условия. (Новоселцев V.N.)

Хомеостаза -способността на отворена система да поддържа постоянството на своето вътрешно състояние чрез координирани реакции, насочени към поддържане на динамично равновесие.

Американският физиолог Уолтър Б. Кенън в своята книга от 1932 г. „Мъдростта на тялото“ предлага термина като име за „координираните физиологични процеси, които поддържат повечето стационарни състояния на тялото“.

дума " хомеостаза“ може да се преведе като „силата на стабилността“.

Най-често в биологията се използва терминът хомеостаза. Многоклетъчните организми трябва да поддържат постоянна вътрешна среда, за да съществуват. Много еколози са убедени, че този принцип важи и за външната среда. Ако системата не е в състояние да възстанови баланса си, тя може в крайна сметка да спре да функционира.
Сложните системи - като човешкото тяло - трябва да имат хомеостаза, за да останат стабилни и да съществуват. Тези системи не само трябва да се стремят да оцелеят, но също така трябва да се адаптират към промените в околната среда и да се развиват.

Хомеостатичните системи имат следните свойства:
- Нестабилност: системата тества как най-добре да се адаптира.
- Стремеж към баланс: цялата вътрешна, структурна и функционална организация на системите допринася за поддържането на баланса.
- Непредвидимост: резултатът от определено действие често може да се различава от очакваното.

Примери за хомеостаза при бозайници:
- Регулиране на количеството минерали и вода в организма - осморегулация. Осъществява се в бъбреците.
- Отстраняване на отпадните продукти от метаболитния процес - екскреция. Осъществява се от екзокринни органи - бъбреци, бял дроб, потни жлези.
- Регулиране на телесната температура. Понижаване на температурата чрез изпотяване, различни реакции на терморегулация.
- Регулиране на нивата на кръвната захар. Осъществява се главно от черния дроб, инсулина и глюкагона, секретирани от панкреаса.
Важно е да се отбележи, че въпреки че тялото е в равновесие, неговото физиологично състояние може да бъде динамично. Много организми проявяват ендогенни промени под формата на циркадни, ултрадианни и инфрадианни ритми. Така, дори когато са в хомеостаза, телесната температура, кръвното налягане, сърдечната честота и повечето метаболитни показатели не винаги са на постоянно ниво, а се променят с времето.

Хомеостазни механизми: обратна връзка

Когато настъпи промяна в променливите, има два основни вида обратна връзка, на която системата реагира:
1. Негативно мнение, изразено като реакция, при която системата реагира по такъв начин, че да обърне посоката на промяната. Тъй като обратната връзка служи за поддържане на постоянството на системата, тя позволява да се поддържа хомеостазата.
Например, когато концентрацията на въглероден диоксид в човешкото тяло се увеличи, до белите дробове идва сигнал да увеличат своята активност и да издишат повече въглероден диоксид.
Терморегулацията е друг пример за отрицателна обратна връзка. Когато телесната температура се повиши (или спадне), терморецепторите в кожата и хипоталамуса регистрират промяната, задействайки сигнал от мозъка. Този сигнал от своя страна предизвиква отговор - понижаване на температурата.
2. Положителна обратна връзка, което се изразява в увеличаване на изменението на променливата. Има дестабилизиращ ефект и следователно не води до хомеостаза. Положителната обратна връзка е по-рядко срещана в природните системи, но също има своите приложения.
Например в нервите праговият електрически потенциал причинява генерирането на много по-голям потенциал за действие. Съсирването на кръвта и събитията при раждането могат да бъдат посочени като други примери за положителна обратна връзка.
Стабилните системи изискват комбинации от двата вида обратна връзка. Докато отрицателната обратна връзка позволява връщане към хомеостатично състояние, положителната обратна връзка се използва за преминаване към изцяло ново (и може би по-малко желано) състояние на хомеостаза, ситуация, наречена „метастабилност“. Такива катастрофални промени могат да настъпят, например, с увеличаване на хранителните вещества в чистите реки, което води до хомеостатично състояние на висока еутрофикация (свръхрастеж на речното корито с водорасли) и мътност.

Екологична хомеостазанаблюдавани в кулминационни общности с максимална налична биологична променливост при благоприятни условия на околната среда.
В нарушени екосистеми или субклимаксни биологични общности - като остров Кракатау, след масивно вулканично изригване през 1883 г. - състоянието на хомеостазата на предишната горска климаксна екосистема е унищожено, както и целият живот на този остров. Кракатау, в годините след изригването, премина през верига от екологични промени, в които нови видове растения и животни се смениха един друг, което доведе до биоразнообразие и произтичащата от това кулминационна общност. Екологичната приемственост на Кракатау се проведе на няколко етапа. Пълната верига от последователности, водещи до кулминацията, се нарича пресерия. В примера на Кракатау, островът е развил кулминационна общност с осем хиляди различни вида, регистрирани през 1983 г., сто години след като изригването е унищожило живота на него. Данните потвърждават, че ситуацията остава в хомеостаза за известно време, като появата на нови видове много бързо води до бързо изчезване на старите.
Случаят с Кракатау и други нарушени или непокътнати екосистеми показва, че първоначалната колонизация от пионерни видове се осъществява чрез репродуктивни стратегии с положителна обратна връзка, при които видовете се разпръскват, произвеждайки възможно най-много потомство, но с малко инвестиции в успеха на всеки индивид. При такива видове има бързо развитие и също толкова бърз колапс (например чрез епидемия). Когато една екосистема наближава кулминацията си, такива видове се заменят от по-сложни климаксни видове, които чрез отрицателна обратна връзка се адаптират към специфичните условия на тяхната среда. Тези видове са внимателно контролирани от потенциалния капацитет на екосистемата и следват различна стратегия - произвеждат по-малко потомство, чийто репродуктивен успех се инвестира повече енергия в микросредата на неговата специфична екологична ниша.
Развитието започва с пионерската общност и завършва с кулминационната общност. Тази кулминационна общност се формира, когато флората и фауната влязат в баланс с местната среда.
Такива екосистеми образуват хетерархии, в които хомеостазата на едно ниво допринася за хомеостатичните процеси на друго сложно ниво. Например загубата на листа от зряло тропическо дърво осигурява място за нов растеж и обогатява почвата. По същия начин тропическото дърво намалява достъпа на светлина до по-ниските нива и помага за предотвратяване на нахлуването на други видове. Но дърветата също падат на земята и развитието на гората зависи от постоянната смяна на дърветата и цикъла на хранителни вещества, извършван от бактерии, насекоми и гъбички. По подобен начин такива гори допринасят за екологични процеси като регулиране на микроклимата или хидроложки цикли на екосистема и няколко различни екосистеми могат да си взаимодействат, за да поддържат хомеостазата на речния дренаж в рамките на биологичен регион. Биорегионалната променливост също играе роля в хомеостатичната стабилност на даден биологичен регион или биом.

Биологична хомеостазадейства като основна характеристика на живите организми и се разбира като поддържане на вътрешната среда в приемливи граници.
Вътрешната среда на организма включва телесни течности - кръвна плазма, лимфа, междуклетъчно вещество и цереброспинална течност. Поддържането на стабилността на тези течности е жизненоважно за организмите, докато липсата им води до увреждане на генетичния материал.
По отношение на всеки параметър организмите се разделят на конформационни и регулаторни. Регулаторните организми поддържат параметъра на постоянно ниво, независимо от това какво се случва в околната среда. Конформационните организми позволяват на средата да определи параметъра. Например, топлокръвните животни поддържат постоянна телесна температура, докато студенокръвните животни показват широк диапазон от температури.
Това не означава, че конформационните организми нямат поведенчески адаптации, които им позволяват да регулират даден параметър до известна степен. Влечугите например често сядат сутрин върху нагорещени камъни, за да повишат телесната си температура.
Ползата от хомеостатичната регулация е, че тя позволява на тялото да функционира по-ефективно. Например, студенокръвните животни са склонни да стават летаргични при ниски температури, докато топлокръвните животни са почти толкова активни, колкото винаги. От друга страна, регулирането изисква енергия. Причината, поради която някои змии могат да ядат само веднъж седмично, е, че изразходват много по-малко енергия за поддържане на хомеостазата от бозайниците.

Хомеостаза в човешкото тяло
Различни фактори влияят върху способността на телесните течности да поддържат живота, включително параметри като температура, соленост, киселинност и концентрация на хранителни вещества - глюкоза, различни йони, кислород и отпадъчни продукти - въглероден диоксид и урина. Тъй като тези параметри влияят върху химичните реакции, които поддържат тялото живо, има вградени физиологични механизми за поддържането им на необходимото ниво.
Хомеостазата не може да се счита за причина за тези несъзнателни адаптационни процеси. То трябва да се възприема като обща характеристика на много нормални процеси, действащи заедно, а не като тяхната първопричина. Освен това има много биологични явления, които не се вписват в този модел, като например анаболизма. ( От Интернет)

Хомеостаза- относителна динамична стабилност на характеристиките на вътрешната среда на биологични и социални (супрабиологични) обекти.
Във връзка с към компанията хомеостаза- това е стабилността на вътрешните процеси с минимални усилия на персонала. ( Королев В.А.)

Хомеостат

Хомеостат- механизъм за поддържане на динамичното постоянство на функциониране на системата в зададени граници.
(Степанов А.М.)

Хомеостат(старогръцки - подобен, еднакъв + стоящ, неподвижен) - механизъм за осигуряване на хомеостаза, ансамбъл от сигнално-регулаторни връзки, които координират дейността и взаимодействието на части компании, както и да коригира поведението си във връзка с променящата се външна среда, за да осигури хомеостаза. Синоним на архаичния термин „мениджмънт“, който в компании от по-ниски нива на еволюция традиционно се разбира като команда и съответно механизъм за осигуряване на преминаването и изпълнението на команди; тези. изпълнявайки само част от хомеостатичните функции. ( Королев В.А.)

Хомеостат- самоорганизираща се система, която моделира способността на живите организми да поддържат определени стойности във физиологично приемливи граници. Предложен през 1948 г. от английски учен в областта на биологията и кибернетиката, W. R. Ashby, който го проектира под формата на устройство, състоящо се от четири електромагнита с връзки с кръстосана обратна връзка. ( TSB)

Хомеостат- аналогово електромеханично устройство, което симулира способността на живите организми да поддържат някои от своите характеристики (например телесна температура, съдържание на кислород в кръвта) в приемливи граници. Принципът на хомеостата се използва за определяне на оптималните стойности на параметрите на техническите системи за автоматично управление (например автопилоти). ( BEKM)

„Във връзка с въпроса за ефективното количество обществена информация трябва да се отбележи като един от най-фрапиращите факти в живота на държавата, че има много малко ефективни хомеостатични процеси . В много страни е широко разпространено мнението, че свободната конкуренция сама по себе си е хомеостатичен процес, т.е. че на свободния пазар егоизмът на търговците, всеки от които се стреми да продава възможно най-скъпо и да купува възможно най-евтино, в крайна сметка ще доведе до стабилно движение на цените и ще насърчи най-голямото общо благо. Това мнение е свързано с „утешителното” виждане, че частният предприемач, стремейки се да осигури собствената си изгода, е по някакъв начин обществен благодетел и следователно заслужава големите награди, с които обществото го обсипва. За съжаление, фактите говорят против тази простодушна теория.
Пазарът е игра. Тя е строго подчинена на генерала теория на играта, който е разработен от фон Нойман и Моргенщерн. Тази теория се основава на предположението, че на всеки етап от играта всеки играч, въз основа на информацията, с която разполага, играе според напълно разумна стратегия, която в крайна сметка трябва да му осигури най-голямото математическо очакване за победа. Това е пазарна игра на напълно разумни и напълно безсрамни бизнесмени. Дори и с двама играчи теорията е сложна, въпреки че често води до избор на определена посока на игра. Но с трима играчи в много случаи и с много играчи в по-голямата част от случаите резултатът от играта се характеризира с изключителна несигурност и нестабилност. Водени от собствената си алчност, отделните играчи формират коалиции; но тези коалиции обикновено не се създават по някакъв конкретен начин и обикновено завършват в хаос от предателства, ренегати и измами. Това е точна картина на висшия бизнес живот и тясно свързания с него политически, дипломатически и военен живот. В крайна сметка дори най-брилянтният и безскрупулен брокер ще бъде изправен пред крах. Но да кажем, че брокерите се умориха от това и се съгласиха да живеят в мир помежду си. Тогава наградата ще отиде при този, който, избирайки подходящия момент, наруши споразумението и предаде своите партньори. Тук няма хомеостаза. Трябва да преминем през циклите на бум и спад в бизнес живота, последователните смени на диктатура и революция, войните, в които всеки губи и които са толкова характерни за нашето време.
Разбира се, образът на играча, нарисуван от фон Нойман като напълно разумен и напълно безсрамен човек, представлява абстракция и изкривяване на реалността. Рядко се вижда голям брой напълно разумни и безскрупулни хора да играят заедно. Където се събират измамници, винаги има глупаци; и ако има достатъчен брой глупаци, те представляват по-доходоносен обект за експлоатация на измамниците. Психологията на глупака се превърна в проблем, който заслужава сериозно внимание от страна на измамниците. Вместо да преследва крайната си печалба, подобно на комарджиите на фон Нойман, глупакът действа по начин, който обикновено е толкова предвидим, колкото опитите на плъх да намери пътя си през лабиринт. Илюстрованият вестник ще се продава от някаква точно определена смесица от религия, порнография и псевдонаука. Комбинация от привличане, подкупване и сплашване ще принуди млад учен да работи върху управляеми ракети или атомна бомба. За определяне на рецептите за тези смеси има механизъм на радиоанкети, предварителни гласувания, извадкови проучвания на общественото мнение и други психологически изследвания, чийто обект е обикновеният човек; и винаги има статистици, социолози и икономисти, готови да продадат услугите си на тези предприятия.
Малките, тясно свързани общности имат висока степен на хомеостаза, дали това ще са културни общности в цивилизована държава или села на примитивни диваци. Колкото и странни и дори отблъскващи да ни изглеждат обичаите на много варварски племена, тези обичаи, като правило, имат съвсем определена хомеостатична стойност, чието обяснение е една от задачите на антрополозите. Само в голяма общност, където Господарите на истинското състояние на нещата се предпазват от глад чрез своето богатство, от общественото мнение чрез тайна и анонимност, от частна критика чрез закони срещу клевета и факта, че средствата за комуникация са на тяхно разположение , само в такава общност безсрамието може да достигне най-високо ниво. От всички тези антихомеостатични социални фактори управление на комуникациитее най-ефективният и важен."
(Н. Винер. Кибернетика. 1948)

СЕРТИКОМ Управленско консултиране

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 холистична 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.), 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 динамичен баланс. 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 влияния 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.).

Хомеостаза(от гръцки homoios- подобни, еднакви и състояние- неподвижност) е способността на живите системи да устояват на промените и да поддържат постоянството на състава и свойствата на биологичните системи.

Терминът "хомеостаза" е предложен от W. Cannon през 1929 г. за характеризиране на състоянията и процесите, които осигуряват стабилността на тялото. Идеята за съществуването на физически механизми, насочени към поддържане на постоянството на вътрешната среда, е изразена през втората половина на 19 век от C. Bernard, който счита за основа стабилността на физичните и химичните условия във вътрешната среда за свободата и независимостта на живите организми в непрекъснато променяща се външна среда. Феноменът хомеостаза се наблюдава на различни нива на организация на биологичните системи.

Проява на хомеостаза на различни нива на организация на биологичните системи.

Възстановителните процеси се извършват постоянно и на различни структурни и функционални нива на организацията на индивида - молекулярно-генетичен, субклетъчен, клетъчен, тъкан, орган, организъм.

На молекулярната генетиканастъпва репликация на ДНК (нейното молекулярно възстановяване, синтез на ензими и протеини, които изпълняват други (некаталитични) функции в клетката, АТФ молекули, например в митохондриите и т.н. Много от тези процеси са включени в концепцията метаболизъмклетки.

На субклетъчно нивовъзниква възстановяване на различни вътреклетъчни структури (главно говорим за цитоплазмени органели) чрез неоплазма (мембрани, плазмалема), сглобяване на субединици (микротубули), разделяне (митохондрии).

Клетъчно ниво на регенерацияпредполага възстановяване на структурата и в някои случаи на функциите на клетката. Примери за регенерация на клетъчно ниво включват възстановяване на процес на нервна клетка след нараняване. При бозайниците този процес протича със скорост 1 mm на ден. Възстановяването на функциите на клетка от определен тип може да се извърши чрез процеса на клетъчна хипертрофия, т.е. увеличаване на обема на цитоплазмата и следователно броя на органелите (вътреклетъчна регенерация на съвременните автори или регенеративна клетъчна хипертрофия на класическата хистология).

На следващото ниво - тъканили клетъчна популация (ниво на клетъчно-тъканни системи - вижте 3.2) възниква попълване на изгубени клетки с определена посока на диференциация. Такова попълване се причинява от промени в клетъчния материал в клетъчните популации (системи от клетъчни тъкани), което води до възстановяване на функциите на тъканите и органите. Така при хората продължителността на живота на чревните епителни клетки е 4-5 дни, тромбоцитите - 5-7 дни, еритроцитите - 120-125 дни. При посочените скорости на смърт на червените кръвни клетки в човешкото тяло, например, всяка секунда се унищожават около 1 милион червени кръвни клетки, но същото количество се образува отново в червения костен мозък. Възможността за възстановяване на клетки, износени по време на живота или загубени в резултат на нараняване, отравяне или патологичен процес, се осигурява от факта, че в тъканите дори на зрял организъм се запазват камбиални клетки, способни на митотично делене с последваща цитодиференциация. Тези клетки сега се наричат ​​регионални или резидентни стволови клетки (вижте 3.1.2 и 3.2). Тъй като са ангажирани, те са способни да породят един или повече специфични типове клетки. Освен това диференциацията им в определен тип клетки се определя от сигнали, идващи отвън: локални, от непосредствената среда (естеството на междуклетъчните взаимодействия) и далечни (хормони), предизвикващи селективна експресия на специфични гени. Така в епитела на тънките черва камбиалните клетки са разположени в долните зони на криптите. При определени въздействия те са способни да дадат началото на клетки от „маргиналния” абсорбиращ епител и някои едноклетъчни жлези на органа.

Регенерация включена органно нивоима основна задача да възстанови функцията на даден орган със или без възпроизвеждане на типичната му структура (макроскопична, микроскопична). В процеса на регенерация на това ниво се случват не само трансформации в клетъчните популации (системи от клетъчни тъкани), но и морфогенетични процеси. В този случай се активират същите механизми, както при образуването на органи в ембриогенезата (периодът на развитие на окончателния фенотип). Казаното с основание дава възможност да се разглежда регенерацията като особен вариант на процеса на развитие.

Структурна хомеостаза, механизми за нейното поддържане.

Видове хомеостаза:

 Генетична хомеостаза . Генотипът на зиготата, когато взаимодейства с факторите на околната среда, определя целия комплекс от променливост на организма, неговата адаптивна способност, тоест хомеостаза. Тялото реагира на промените в условията на околната среда специфично, в границите на наследствено определена норма на реакция. Постоянството на генетичната хомеостаза се поддържа на базата на матрични синтези, а стабилността на генетичния материал се осигурява от редица механизми (виж мутагенеза).

 Структурна хомеостаза. Поддържане на постоянството на състава и целостта на морфологичната организация на клетките и тъканите. Мултифункционалността на клетките повишава компактността и надеждността на цялата система, увеличавайки нейните потенциални възможности. Формирането на клетъчни функции става чрез регенерация.

Регенерация:

1. Клетъчно (пряко и непряко делене)

2. Вътреклетъчен (молекулен, интраорганоиден, органоиден)