Homeostase e seu significado. Homeostase, seu significado biológico

O corpo dos animais superiores desenvolveu adaptações que neutralizam muitas influências do ambiente externo, proporcionando condições relativamente constantes para a existência das células. Isso é de extrema importância para o funcionamento de todo o organismo. Ilustramos isso com exemplos. As células do corpo de animais de sangue quente, ou seja, animais com temperatura corporal constante, funcionam normalmente apenas dentro de limites estreitos de temperatura (em humanos, entre 36-38°). Uma mudança de temperatura além desses limites leva à interrupção da atividade celular. Ao mesmo tempo, o corpo de animais de sangue quente normalmente pode existir com flutuações muito mais amplas na temperatura externa. Por exemplo, um urso polar pode viver em temperaturas de -70° e +20-30°. Isso se deve ao fato de que em todo o organismo é regulada sua troca de calor com o meio ambiente, ou seja, geração de calor (intensidade dos processos químicos que ocorrem com a liberação de calor) e transferência de calor. Assim, em baixas temperaturas ambientes, a geração de calor aumenta e a transferência de calor diminui. Portanto, quando a temperatura externa flutua (dentro de certos limites), a temperatura corporal permanece constante.

As funções das células do corpo só são normais quando a pressão osmótica é relativamente constante, devido ao conteúdo constante de eletrólitos e água nas células. Mudanças na pressão osmótica - sua diminuição ou aumento - levam a distúrbios repentinos nas funções e na estrutura das células. O organismo como um todo pode existir por algum tempo mesmo com excesso de oferta e privação de água, e com grandes e pequenas quantidades de sais nos alimentos. Isso se explica pela presença no corpo de dispositivos que auxiliam na manutenção
constância da quantidade de água e eletrólitos no corpo. Em caso de ingestão excessiva de água, quantidades significativas dela são rapidamente excretadas do corpo pelos órgãos excretores (rins, glândulas sudoríparas, pele) e, se houver falta de água, fica retida no corpo. Da mesma forma, os órgãos excretores regulam o conteúdo de eletrólitos no corpo: eles removem rapidamente o excesso ou os retêm nos fluidos corporais quando há ingestão insuficiente de sal.

A concentração de eletrólitos individuais no sangue e no fluido tecidual, por um lado, e no protoplasma das células, por outro, é diferente. O sangue e o fluido tecidual contêm mais íons de sódio e o protoplasma das células contém mais íons de potássio. A diferença nas concentrações de íons dentro e fora da célula é alcançada por um mecanismo especial que retém íons de potássio dentro da célula e não permite que os íons de sódio se acumulem na célula. Esse mecanismo, cuja natureza ainda não está clara, é denominado bomba de sódio-potássio e está associado ao processo de metabolismo celular.

As células do corpo são muito sensíveis a mudanças na concentração de íons hidrogênio. Uma mudança na concentração desses íons em uma direção ou outra perturba drasticamente a atividade vital das células. O ambiente interno do corpo é caracterizado por uma concentração constante de íons hidrogênio, dependendo da presença dos chamados sistemas tampão no sangue e no fluido tecidual (p. 48) e da atividade dos órgãos excretores. Quando o conteúdo de ácidos ou álcalis no sangue aumenta, eles são rapidamente eliminados do corpo e assim é mantida a constância da concentração de íons hidrogênio no meio interno.

As células, especialmente as células nervosas, são muito sensíveis às alterações nos níveis de açúcar no sangue, que servem como um nutriente importante. Portanto, a constância dos níveis de açúcar no sangue é de grande importância para o processo vital. É conseguido pelo fato de que quando o nível de açúcar no sangue aumenta no fígado e nos músculos, o polissacarídeo depositado nas células, o glicogênio, é sintetizado a partir dele, e quando o nível de açúcar no sangue diminui, o glicogênio é decomposto no fígado e nos músculos e o açúcar da uva é liberado no sangue.

A constância da composição química e das propriedades físico-químicas do ambiente interno é uma característica importante dos organismos dos animais superiores. Para denotar essa constância, W. Cannon propôs um termo que se generalizou - homeostase. A expressão da homeostase é a presença de uma série de constantes biológicas, ou seja, indicadores quantitativos estáveis ​​que caracterizam o estado normal do corpo. Esses indicadores constantes são: temperatura corporal, pressão osmótica do sangue e fluidos teciduais, conteúdo de íons sódio, potássio, cálcio, cloro e fósforo, bem como proteínas e açúcar, concentração de íons hidrogênio e vários outros.

Observando a constância da composição, propriedades físico-químicas e biológicas do meio interno, deve-se ressaltar que não é absoluto, mas relativo e dinâmico. Esta constância é alcançada pelo trabalho contínuo de uma série de órgãos e tecidos, como resultado das mudanças na composição e nas propriedades físico-químicas do ambiente interno que ocorrem sob a influência de mudanças no ambiente externo e como um resultado da atividade vital do corpo são nivelados.

O papel dos diferentes órgãos e seus sistemas na manutenção da homeostase é diferente. Assim, o sistema digestivo garante que os nutrientes entrem na corrente sanguínea na forma em que podem ser utilizados pelas células do corpo. O sistema circulatório realiza o movimento contínuo do sangue e o transporte de várias substâncias no corpo, como resultado do fornecimento às células de nutrientes, oxigênio e vários compostos químicos formados no próprio corpo, e produtos de degradação, incluindo dióxido de carbono, liberados pelas células são transferidos para os órgãos, que os eliminam do corpo. Os órgãos respiratórios garantem o fornecimento de oxigênio ao sangue e a remoção do dióxido de carbono do corpo. O fígado e vários outros órgãos realizam um número significativo de transformações químicas - a síntese e a degradação de muitos compostos químicos que são importantes na vida das células. Os órgãos excretores - rins, pulmões, glândulas sudoríparas, pele - removem os produtos finais da degradação das substâncias orgânicas do corpo e mantêm um conteúdo constante de água e eletrólitos no sangue e, portanto, nos fluidos dos tecidos e nas células do corpo. .

O sistema nervoso desempenha um papel crítico na manutenção da homeostase. Reagindo com sensibilidade às diversas mudanças do ambiente externo ou interno, regula a atividade dos órgãos e sistemas de forma que as alterações e perturbações que ocorrem ou possam ocorrer no corpo sejam prevenidas e niveladas.

Graças ao desenvolvimento de dispositivos que garantem a relativa constância do ambiente interno do corpo, suas células são menos suscetíveis às mudanças nas influências do ambiente externo. De acordo com Cl. Bernard, “a constância do ambiente interno é condição para uma vida livre e independente”.

A homeostase tem certos limites. Quando um organismo permanece, especialmente por muito tempo, em condições significativamente diferentes daquelas às quais está adaptado, a homeostase é perturbada e podem ocorrer alterações incompatíveis com a vida normal. Assim, com uma mudança significativa na temperatura externa no sentido de aumentar ou diminuir, a temperatura corporal pode aumentar ou diminuir e pode ocorrer superaquecimento ou resfriamento do corpo, levando à morte. Da mesma forma, com uma restrição significativa da ingestão de água e sais no corpo ou uma privação completa dessas substâncias, a relativa constância da composição e das propriedades físico-químicas do ambiente interno é perturbada após algum tempo e a vida cessa.

Um alto nível de homeostase ocorre apenas em certos estágios do desenvolvimento das espécies e do indivíduo. Os animais inferiores não possuem adaptações suficientemente desenvolvidas para mitigar ou eliminar os efeitos das mudanças no ambiente externo. Por exemplo, a relativa constância da temperatura corporal (homeotermia) é mantida apenas em animais de sangue quente. Nos chamados animais de sangue frio, a temperatura corporal é próxima da temperatura do ambiente externo e é variável (poiquilotermia). Um animal recém-nascido não possui a mesma constância de temperatura corporal, composição e propriedades do ambiente interno que um organismo adulto.

Mesmo pequenos distúrbios da homeostase levam à patologia e, portanto, a determinação de indicadores fisiológicos relativamente constantes, como temperatura corporal, pressão arterial, composição, propriedades físico-químicas e biológicas do sangue, etc., é de grande importância diagnóstica.

Dentre as propriedades inerentes aos seres vivos, cita-se a homeostase. Este conceito refere-se à relativa constância característica de um organismo. Vale a pena entender detalhadamente por que a homeostase é necessária, o que é e como se manifesta.

A homeostase é uma propriedade de um organismo vivo que lhe permite manter características importantes dentro de limites aceitáveis. Para o funcionamento normal é necessária a constância do ambiente interno e dos indicadores individuais.

Influências externas e fatores desfavoráveis ​​levam a alterações que afetam negativamente o estado geral. Mas o corpo consegue se recuperar por conta própria, retornando suas características aos níveis ideais. Isso acontece devido ao imóvel em questão.

Considerando o conceito de homeostase e descobrindo o que é, é necessário determinar como essa propriedade é realizada. A maneira mais fácil de entender isso é usar células como exemplo. Cada um é um sistema caracterizado pela mobilidade. Sob a influência de certas circunstâncias, suas características podem mudar.

Para funcionar normalmente, uma célula deve ter as propriedades ideais para sua existência. Se os indicadores se desviarem da norma, a vitalidade diminui. Para evitar a morte, todas as propriedades devem ser devolvidas ao seu estado original.

É disso que se trata a homeostase. Neutraliza quaisquer alterações que ocorram como resultado do efeito na célula.

Definição

Vamos definir o que é essa propriedade de um organismo vivo. Inicialmente, esse termo foi usado para descrever a capacidade de manter um ambiente interno constante. Os cientistas presumiram que esse processo afeta apenas o fluido intercelular, o sangue e a linfa.

É a sua constância que permite ao corpo manter um estado estável. Mais tarde, porém, descobriu-se que tal habilidade é inerente a qualquer sistema aberto.

A definição de homeostase mudou. Ora, este é o nome da autorregulação de um sistema aberto, que consiste em manter o equilíbrio dinâmico através da implementação de reações coordenadas. Graças a eles, o sistema mantém parâmetros relativamente constantes necessários à vida normal.

Esse termo passou a ser usado não só na biologia. Encontrou aplicação em sociologia, psicologia, medicina e outras ciências. Cada um deles tem sua própria interpretação desse conceito, mas possuem uma essência comum - a constância.

Características

Para entender o que exatamente se chama homeostase, é preciso descobrir quais são as características desse processo.

O fenômeno tem características como:

1. Esforçando-se pelo equilíbrio. Todos os parâmetros de um sistema aberto devem estar de acordo entre si.
2. Identificação de oportunidades de adaptação. Antes de os parâmetros serem alterados, o sistema deve determinar se é possível adaptar-se às novas condições de vida. Isso acontece através da análise.
3. Imprevisibilidade dos resultados. A regulação dos indicadores nem sempre conduz a mudanças positivas.

O fenômeno em consideração é um processo complexo, cuja implementação depende de diversas circunstâncias. Sua ocorrência é determinada pelas propriedades de um sistema aberto e pelas peculiaridades de suas condições de operação.

Aplicação em biologia

Este termo não é usado apenas em relação aos seres vivos. É usado em vários campos. Para entender melhor o que é homeostase, é preciso descobrir qual o significado que os biólogos atribuem a ela, já que esta é a área em que ela é mais utilizada.

Esta ciência atribui esta propriedade a todas as criaturas, sem exceção, independentemente da sua estrutura. É caracteristicamente unicelular e multicelular. Nos organismos unicelulares, manifesta-se na manutenção de um ambiente interno constante.

Em organismos com estrutura mais complexa, esse recurso diz respeito a células, tecidos, órgãos e sistemas individuais. Entre os parâmetros que devem ser constantes estão a temperatura corporal, a composição sanguínea e o conteúdo enzimático.

Na biologia, a homeostase não é apenas a preservação da constância, mas também a capacidade do corpo de se adaptar às mudanças nas condições ambientais.

Os biólogos distinguem dois tipos de criaturas:

1. Conformacional, em que as características do organismo são preservadas, independentemente das condições. Isso inclui animais de sangue quente.
2. Regulatório, respondendo às mudanças no ambiente externo e adaptando-se a elas. Isso inclui anfíbios.

Se houver violações nesta área, a recuperação ou adaptação não é observada. O corpo fica vulnerável e pode morrer.

Como isso acontece em humanos?

O corpo humano consiste em um grande número de células que estão interligadas e formam tecidos, órgãos e sistemas de órgãos. Devido a influências externas, podem ocorrer alterações em cada sistema e órgão, o que acarreta alterações em todo o corpo.

Mas para o funcionamento normal, o corpo deve manter características ideais. Assim, após qualquer impacto, ele precisa retornar ao seu estado original. Isso acontece devido à homeostase.

Esta propriedade afeta parâmetros como:

• temperatura,
• conteúdo de nutrientes
• acidez,
• composição do sangue,
• remoção de resíduos.

Todos esses parâmetros afetam a condição da pessoa como um todo. O curso normal das reações químicas que contribuem para a preservação da vida depende deles. A homeostase permite restaurar indicadores anteriores após qualquer impacto, mas não é a causa de reações adaptativas. Esta propriedade é uma característica geral de um grande número de processos operando simultaneamente.

Para sangue

A homeostase sanguínea é uma das principais características que afetam a viabilidade de um ser vivo. O sangue é a sua base líquida, pois se encontra em todos os tecidos e em todos os órgãos.

Graças a ele, partes individuais do corpo recebem oxigênio e substâncias nocivas e produtos metabólicos são removidos.

Se houver distúrbios no sangue, o desempenho desses processos piora, o que afeta o funcionamento de órgãos e sistemas. Todas as outras funções dependem da constância de sua composição.

Esta substância deve manter relativamente constantes os seguintes parâmetros:

• nível de acidez;
• pressão osmótica;
• proporção de eletrólitos plasmáticos;
• quantidade de glicose;
• composição celular.

Devido à capacidade de manter esses indicadores dentro dos limites da normalidade, eles não se alteram mesmo sob a influência de processos patológicos. Pequenas flutuações são inerentes a eles e isso não faz mal. Mas raramente excedem os valores normais.

Isto é interessante! Se ocorrerem distúrbios nesta área, os parâmetros sanguíneos não retornam à sua posição original. Isso indica a presença de problemas sérios. O corpo torna-se incapaz de manter o equilíbrio. Como resultado, existe o risco de complicações.

Uso na medicina

Este conceito é amplamente utilizado na medicina. Nesta área, a sua essência é quase semelhante ao seu significado biológico. Este termo na ciência médica abrange processos compensatórios e a capacidade de autorregulação do corpo.

Este conceito inclui as relações e interações de todos os componentes envolvidos na implementação da função reguladora. Abrange processos metabólicos, respiração e circulação sanguínea.

A diferença do termo médico é que a ciência considera a homeostase um fator auxiliar no tratamento. Nas doenças, as funções do corpo são perturbadas devido a danos nos órgãos. Isso afeta todo o corpo. É possível restaurar a atividade do órgão problemático com a ajuda da terapia. A capacidade em questão contribui para aumentar a sua eficácia. Graças aos procedimentos, o próprio corpo direciona esforços para eliminar fenômenos patológicos, tentando restaurar os parâmetros normais.

Na ausência de oportunidades para isso, é acionado um mecanismo de adaptação, que se manifesta na redução da carga sobre o órgão lesado. Isso permite reduzir os danos e prevenir a progressão ativa da doença. Podemos dizer que um conceito como a homeostase na medicina é considerado do ponto de vista prático.

Wikipédia

O significado de qualquer termo ou característica de qualquer fenômeno é mais frequentemente aprendido na Wikipedia. Ela examina esse conceito com algum detalhe, mas no sentido mais simples: ela o chama de desejo do corpo de adaptação, desenvolvimento e sobrevivência.

Esta abordagem é explicada pelo fato de que, na ausência desta propriedade, será difícil para um ser vivo se adaptar às mudanças nas condições ambientais e se desenvolver na direção certa.

E se ocorrerem distúrbios no funcionamento, a criatura simplesmente morrerá, pois não poderá retornar ao seu estado normal.

Importante! Para que o processo seja realizado é necessário que todos os órgãos e sistemas funcionem harmoniosamente. Isto irá garantir que todos os parâmetros vitais permaneçam dentro dos limites normais. Se um determinado indicador não puder ser regulamentado, isso indica problemas na implementação deste processo.

Exemplos

Exemplos desse fenômeno ajudarão você a entender o que é a homeostase no corpo. Um deles é manter a temperatura corporal constante. Algumas mudanças são inerentes a ele, mas são menores. Um aumento grave da temperatura é observado apenas na presença de doenças. Outro exemplo são as leituras de pressão arterial. Um aumento ou diminuição significativa nos indicadores ocorre devido a problemas de saúde. Ao mesmo tempo, o corpo se esforça para retornar às características normais.

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Vamos resumir

A propriedade em estudo é uma das chaves para o funcionamento normal e preservação da vida: é a capacidade de restaurar indicadores ótimos de parâmetros vitais. Mudanças neles podem ocorrer sob a influência de influências externas ou patologias. Graças a esta capacidade, os seres vivos podem resistir a fatores externos.

HOMEOSTASE, homeostase (homeostase; Grego, homoios semelhante, o mesmo + estado de estase, imobilidade), - a relativa constância dinâmica do ambiente interno (sangue, linfa, fluido tecidual) e a estabilidade das funções fisiológicas básicas (circulação, respiração, termorregulação, metabolismo, etc. ) corpos humanos e animais. Mecanismos regulatórios que apoiam a fisiologia. o estado ou propriedades das células, órgãos e sistemas de todo o organismo em um nível ideal são chamados de homeostáticos.

Como se sabe, uma célula viva é um sistema móvel e autorregulado. A sua organização interna é suportada por processos activos que visam limitar, prevenir ou eliminar alterações causadas por diversas influências do ambiente externo e interno. A capacidade de retornar ao estado original após um desvio de um determinado nível médio causado por um ou outro fator “perturbador” é a principal propriedade da célula. Um organismo multicelular é uma organização integral cujos elementos celulares são especializados para desempenhar diversas funções. A interação dentro do corpo é realizada por mecanismos complexos de regulação, coordenação e correlação com a participação de fatores nervosos, humorais, metabólicos e outros. Muitos mecanismos individuais que regulam as relações intra e intercelulares têm, em alguns casos, efeitos mutuamente opostos (antagônicos) que se equilibram. Isso leva ao estabelecimento de uma fisiologia móvel, um fundo (fiziol, equilíbrio) no corpo e permite que o sistema vivo mantenha relativa constância dinâmica, apesar das mudanças no ambiente e das mudanças que surgem durante a vida do organismo.

O termo “homeostase” foi proposto em 1929 por Amer. o fisiologista W. Cannon, que acreditava que fisiol, os processos que mantêm a estabilidade do corpo são tão complexos e diversos que é aconselhável combiná-los sob o nome geral G. Porém, já em 1878, C. Bernard escreveu que todos os processos vitais temos apenas um o objetivo é manter condições de vida constantes em nosso ambiente interno. Afirmações semelhantes são encontradas nos trabalhos de muitos pesquisadores do século XIX e da primeira metade do século XX. [E. Pfluger, S. Richet, Frederic (L. A. Fredericq), I. M. Sechenov, I. P. Pavlov, K. M. Bykov, etc.]. Os trabalhos de L. S. Stern (o., colaboradores), dedicados ao papel das funções de barreira (ver) que regulam a composição e propriedades do microambiente de órgãos e tecidos, foram de grande importância para o estudo do problema de G.

A própria ideia de G. não corresponde ao conceito de equilíbrio estável (não flutuante) do corpo - o princípio do equilíbrio não é aplicável a fisiologia complexa, mas bioquímica. processos que ocorrem nos sistemas vivos. Também é incorreto contrastar G. com flutuações rítmicas no ambiente interno (ver Ritmos biológicos). G. em um sentido amplo, cobre questões do curso cíclico e de fase das reações, compensação (ver Processos compensatórios), regulação e autorregulação da fisiologia, funções (ver Autorregulação das funções fisiológicas), a dinâmica da interdependência de componentes nervosos, humorais e outros do processo regulatório. Os limites de G. podem ser rígidos e flexíveis e variar dependendo da idade, sexo, situação social e profissão do indivíduo. e outras condições.

De particular importância para a vida do corpo é a constância da composição do sangue - a matriz fluida do corpo, como diz W. Cannon. A estabilidade de sua reação ativa (pH), pressão osmótica, proporção de eletrólitos (sódio, cálcio, cloro, magnésio, fósforo), teor de glicose, número de elementos formados, etc., é bem conhecida. Assim, por exemplo, o pH do sangue, via de regra, não ultrapassa 7,35-7,47. Mesmo distúrbios graves do metabolismo ácido-base com patol, o acúmulo de ácidos no fluido tecidual, por exemplo, na acidose diabética, têm muito pouco efeito na reação ativa do sangue (ver Equilíbrio ácido-base). Apesar do fato de que a pressão osmótica do sangue e do fluido tecidual está sujeita a flutuações contínuas devido ao fornecimento constante de produtos osmoticamente ativos do metabolismo intersticial, ela permanece em um certo nível e muda apenas em algumas condições patológicas graves (ver Pressão osmótica). Manter uma pressão osmótica constante é de suma importância para o metabolismo da água e para manter o equilíbrio iônico no corpo (ver Metabolismo água-sal). A concentração de íons sódio no ambiente interno é a mais constante. O conteúdo de outros eletrólitos também varia dentro de limites estreitos. A presença de um grande número de osmorreceptores (ver) em tecidos e órgãos, inclusive nas formações nervosas centrais (hipotálamo, hipocampo), e um sistema coordenado de reguladores do metabolismo da água e da composição iônica permitem que o corpo elimine rapidamente as mudanças no sistema osmótico pressão do sangue que ocorre, por exemplo, ao introduzir água no corpo.

Apesar de o sangue representar o ambiente interno geral do corpo, as células dos órgãos e tecidos não entram em contato direto com ele. Nos organismos multicelulares, cada órgão possui seu próprio ambiente interno (microambiente), correspondente às suas características estruturais e funcionais, e o estado normal dos órgãos depende da substância química. composição, físico-química, biol e outras propriedades deste microambiente. Seu G. é determinado pelo estado funcional das barreiras histohemáticas (ver Funções de barreira) e sua permeabilidade nas direções sangue -> fluido tecidual, fluido tecidual -> sangue.

A constância do ambiente interno para a atividade do centro é de particular importância. n. pp.: até mesmo produtos químicos menores. e físico-químico mudanças que ocorrem no líquido cefalorraquidiano, na glia e nos espaços pericelulares podem causar uma interrupção acentuada no curso de processos vitais em neurônios individuais ou em seus conjuntos (ver Barreira hematoencefálica). Um sistema homeostático complexo, incluindo vários mecanismos neuro-humorais, bioquímicos, hemodinâmicos e outros mecanismos regulatórios, é o sistema para garantir o nível ideal de pressão arterial (ver). Neste caso, o limite superior do nível de pressão arterial é determinado pela funcionalidade dos barorreceptores do sistema vascular do corpo (ver Angioceptores), e o limite inferior é determinado pelas necessidades de fornecimento de sangue do corpo.

Os mecanismos homeostáticos mais avançados no corpo de animais superiores e humanos incluem processos de termorregulação (ver); Em animais homeotérmicos, as flutuações de temperatura nas partes internas do corpo não excedem décimos de grau durante as mudanças mais dramáticas de temperatura no ambiente.

Diferentes pesquisadores explicam os mecanismos da biologia geral de diferentes maneiras. caráter subjacente a G. Assim, W. Cannon atribuiu particular importância a c. n. pp., L.A. Orbeli considerou a função trófica adaptativa do sistema nervoso simpático um dos principais fatores. O papel organizador do aparelho nervoso (o princípio do nervismo) está subjacente às ideias amplamente conhecidas sobre a essência dos princípios de G. (I. M. Sechenov, I. P. Pavlov, A. D. Speransky, etc.). No entanto, nem o princípio dominante (A. A. Ukhtomsky), nem a teoria das funções de barreira (L. S. Stern), nem a síndrome de adaptação geral (G. Selye), nem a teoria dos sistemas funcionais (P. K. Anokhin), nem a regulação hipotalâmica de G (N.I. Grashchenkov) e muitas outras teorias não resolvem completamente o problema de G.

Em alguns casos, a ideia de G. não é inteiramente utilizada legitimamente para explicar fisiologia, condições, processos e até mesmo fenômenos sociais isolados. Foi assim que surgiram os termos “imunológico”, “eletrólito”, “sistêmico”, “molecular”, “físico-químico”, “homeostase genética”, etc., encontrados na literatura. G. ao princípio da autorregulação (ver Sistema biológico, autorregulação em sistemas biológicos). Um exemplo de solução para o problema de G. do ponto de vista da cibernética é a tentativa de Ashby (W. R. Ashby, 1948) de construir um dispositivo autorregulador que modele a capacidade dos organismos vivos de manter o nível de certas quantidades dentro do físico, aceitável limites (ver Homeostato). Alguns autores consideram o ambiente interno do corpo como um sistema de cadeia complexo com muitos “entradas ativas” (órgãos internos) e indicadores fisiológicos individuais (fluxo sanguíneo, pressão arterial, trocas gasosas, etc.), o valor de cada um dos que é determinado pela atividade dos “insumos”.

Na prática, pesquisadores e médicos enfrentam questões de avaliação das capacidades adaptativas (adaptativas) ou compensatórias do corpo, sua regulação, fortalecimento e mobilização, e de previsão das respostas do corpo a influências perturbadoras. Alguns estados de instabilidade vegetativa, causados ​​por insuficiência, excesso ou inadequação de mecanismos regulatórios, são considerados “doenças da homeostase”. Com uma certa convenção, estes podem incluir distúrbios funcionais no funcionamento normal do corpo associados ao seu envelhecimento, reestruturação forçada dos ritmos biológicos, alguns fenômenos de distonia vegetativa, reatividade hiper e hipocompensatória sob influências estressantes e extremas (ver Estresse), etc. .

Para avaliar o estado dos mecanismos homeostáticos na fisiologia, no experimento e na prática, são utilizados vários testes funcionais dosados ​​​​(frio, calor, adrenalina, insulina, mesaton, etc.) com determinação da proporção de substâncias biologicamente ativas (hormônios , mediadores, metabólitos) no sangue e na urina. etc.

Mecanismos biofísicos de homeostase

Do ponto de vista químico. Na biofísica, a homeostase é um estado em que todos os processos responsáveis ​​pelas transformações energéticas no corpo estão em equilíbrio dinâmico. Este estado é o mais estável e corresponde ao fisiológico, o ideal. De acordo com os conceitos da termodinâmica (ver), um organismo e uma célula podem existir e se adaptar a tais condições ambientais sob as quais um fluxo estacionário de físico-químico pode ser estabelecido em um sistema biológico. processos, ou seja, homeostase. O papel principal no estabelecimento do gás pertence principalmente aos sistemas de membrana celular, que são responsáveis ​​pelos processos bioenergéticos e regulam a taxa de entrada e liberação de substâncias pelas células (ver Membranas biológicas).

Deste ponto de vista, as principais causas do distúrbio são reações não enzimáticas que ocorrem nas membranas, incomuns na vida normal; na maioria dos casos, são reações em cadeia de oxidação envolvendo radicais livres que ocorrem nos fosfolipídios celulares. Essas reações levam a danos aos elementos estruturais das células e à interrupção da função reguladora (ver Radicais, Reações em cadeia). Os fatores que causam distúrbios de G. também incluem agentes que causam a formação de radicais - radiação ionizante, toxinas infecciosas, certos alimentos, nicotina, bem como falta de vitaminas, etc.

Um dos principais fatores que estabilizam o estado homeostático e as funções das membranas são os bioantioxidantes, que inibem o desenvolvimento de reações radicais oxidativas (ver Antioxidantes).

Características da homeostase relacionadas à idade em crianças

A constância do ambiente interno do corpo e a relativa estabilidade físico-química. os indicadores na infância são garantidos com pronunciado predomínio dos processos metabólicos anabólicos sobre os catabólicos. Esta é uma condição indispensável para o crescimento (ver) e distingue o corpo da criança do corpo dos adultos, nos quais a intensidade dos processos metabólicos está em estado de equilíbrio dinâmico. Nesse sentido, a regulação neuroendócrina do corpo da criança acaba sendo mais intensa do que nos adultos. Cada período etário é caracterizado por características específicas dos mecanismos de G. e sua regulação. Portanto, distúrbios gastrointestinais graves, muitas vezes fatais, ocorrem em crianças com muito mais frequência do que em adultos. Esses distúrbios estão mais frequentemente associados à imaturidade das funções homeostáticas dos rins, com distúrbios das funções do trato gastrointestinal. trato ou função respiratória dos pulmões (ver Respiração).

O crescimento de uma criança, expresso no aumento da massa de suas células, é acompanhado por mudanças distintas na distribuição dos fluidos no corpo (ver Metabolismo água-sal). O aumento absoluto no volume de líquido extracelular está atrasado em relação à taxa de ganho de peso geral, de modo que o volume relativo do ambiente interno, expresso como uma porcentagem do peso corporal, diminui com a idade. Esta dependência é especialmente pronunciada no primeiro ano após o nascimento. Em crianças mais velhas, a taxa de alteração no volume relativo do líquido extracelular diminui. O sistema de regulação da constância do volume do fluido (regulação do volume) compensa desvios no balanço hídrico dentro de limites bastante estreitos. O alto grau de hidratação dos tecidos em recém-nascidos e crianças pequenas determina que a necessidade de água da criança (por unidade de peso corporal) seja significativamente maior do que nos adultos. A perda de água ou sua limitação leva rapidamente ao desenvolvimento de desidratação devido ao setor extracelular, ou seja, ao ambiente interno. Ao mesmo tempo, os rins - principais órgãos executivos do sistema de regulação do volume - não proporcionam economia de água. O fator limitante da regulação é a imaturidade do sistema tubular renal. A característica mais importante do controle neuroendócrino de G. em recém-nascidos e crianças pequenas é a secreção e excreção renal relativamente alta de aldosterona (ver), que tem efeito direto no estado de hidratação dos tecidos e na função dos túbulos renais.

A regulação da pressão osmótica do plasma sanguíneo e do líquido extracelular em crianças também é limitada. A osmolaridade do ambiente interno flutua em uma faixa mais ampla (+ 50 mOsm/L) do que em adultos (+ 6 mOsm/L). Isso se deve à maior superfície corporal por 1 kg de peso e, portanto, às perdas de água mais significativas durante a respiração, bem como à imaturidade dos mecanismos renais de concentração de urina em crianças. Os distúrbios de G., manifestados por hiperosmose, são especialmente comuns em crianças no período neonatal e nos primeiros meses de vida; em idades mais avançadas começa a predominar a hipoosmose, associada ao cap. arr. com amarelo-kish. doença ou doença renal. Menos estudada é a regulação iônica do sangue, que está intimamente relacionada à atividade dos rins e à natureza da nutrição.

Anteriormente, acreditava-se que o principal fator determinante da pressão osmótica do líquido extracelular era a concentração de sódio, mas estudos mais recentes mostraram que não existe uma correlação estreita entre o teor de sódio no plasma sanguíneo e o valor da pressão osmótica total. em patologia. A exceção é a hipertensão plasmática. Conseqüentemente, a realização da terapia homeostática por meio da administração de soluções salinas de glicose requer o monitoramento não apenas do teor de sódio no soro ou plasma sanguíneo, mas também das alterações na osmolaridade total do líquido extracelular. A concentração de açúcar e uréia é de grande importância na manutenção da pressão osmótica geral no ambiente interno. O conteúdo dessas substâncias osmoticamente ativas e seu efeito no metabolismo do sal de água em muitos estados patológicos podem aumentar acentuadamente. Portanto, para quaisquer violações de G., é necessário determinar a concentração de açúcar e uréia. Devido ao exposto, em crianças pequenas, se os regimes água-sal e proteínas forem perturbados, pode desenvolver-se um estado de hiper ou hipoosmose latente, hiperazotemia (E. Kerpel-Froniusz, 1964).

Um indicador importante que caracteriza G. em crianças é a concentração de íons hidrogênio no sangue e no líquido extracelular. Nos períodos pré-natal e pós-natal precoce, a regulação do equilíbrio ácido-base está intimamente relacionada ao grau de saturação de oxigênio do sangue, o que é explicado pela relativa predominância da glicólise anaeróbica nos processos bioenergéticos. Além disso, mesmo a hipóxia moderada no feto é acompanhada pelo acúmulo de leite em seus tecidos. Além disso, a imaturidade da função acidogenética dos rins cria os pré-requisitos para o desenvolvimento de acidose “fisiológica” (ver). Devido às peculiaridades de G., os recém-nascidos costumam apresentar distúrbios que beiram o fisiológico e o patológico.

A reestruturação do sistema neuroendócrino no período da puberdade também está associada a alterações na glândula, porém as funções dos órgãos executivos (rins, pulmões) atingem seu grau máximo de maturidade nesta idade, portanto síndromes graves ou doenças da glândula são raras, mas mais frequentemente estamos falando sobre

sobre alterações compensadas no metabolismo, que só podem ser detectadas com exames bioquímicos de sangue. Na clínica, para caracterizar G. em crianças, é necessário examinar os seguintes indicadores: hematócrito, pressão osmótica total, teor de sódio, potássio, açúcar, bicarbonatos e uréia no sangue, bem como pH sanguíneo, pO 2 e pCO2.

Características da homeostase na velhice e na senilidade

O mesmo nível de valores homeostáticos em diferentes faixas etárias é mantido devido a várias mudanças nos sistemas de sua regulação. Por exemplo, a constância do nível de pressão arterial em uma idade jovem é mantida devido ao maior débito cardíaco e baixa resistência vascular periférica total, e em idosos e senis - devido a uma maior resistência periférica total e diminuição do débito cardíaco. Com o envelhecimento do corpo, a constância das funções fisiológicas mais importantes é mantida em condições de diminuição da confiabilidade e redução da faixa possível de fisiologia, alterações em G. Preservação de G. relativo com alterações estruturais, metabólicas e funcionais significativas é conseguido pelo facto de que, ao mesmo tempo, não só ocorrem a extinção, a perturbação e a degradação, mas também o desenvolvimento de mecanismos adaptativos específicos. Devido a isso, é mantido um nível constante de açúcar no sangue, pH do sangue, pressão osmótica, potencial de membrana celular, etc.

Mudanças nos mecanismos de regulação neuro-humoral (ver), aumento da sensibilidade dos tecidos à ação de hormônios e mediadores no contexto do enfraquecimento das influências nervosas são de significativa importância na preservação de G. no processo de envelhecimento do corpo.

Com o envelhecimento do corpo, o trabalho do coração, a ventilação pulmonar, as trocas gasosas, as funções renais, a secreção das glândulas digestivas, a função das glândulas endócrinas, o metabolismo, etc., mudam significativamente. Essas alterações podem ser caracterizadas como homeoreses - uma trajetória natural (dinâmica) de mudanças na intensidade do metabolismo e da fisiologia. funciona com a idade ao longo do tempo. O significado do curso das mudanças relacionadas à idade é muito importante para caracterizar o processo de envelhecimento de uma pessoa, determinando sua biol, idade.

Na velhice e na velhice, o potencial geral dos mecanismos adaptativos diminui. Portanto, na velhice, sob cargas aumentadas, estresse e outras situações, aumenta a probabilidade de falha dos mecanismos de adaptação e perturbações da saúde. Essa diminuição na confiabilidade dos mecanismos de G. é um dos pré-requisitos mais importantes para o desenvolvimento de patol e distúrbios na velhice.

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O termo “homeostase” vem da palavra “homeostase”, que significa “força de estabilidade”. Muitas pessoas não ouvem falar desse conceito com frequência, ou mesmo nunca. No entanto, a homeostase é uma parte importante das nossas vidas, harmonizando condições contraditórias entre si. E isso não é apenas uma parte da nossa vida, a homeostase é uma função importante do nosso corpo.

Se definirmos a palavra homeostase, cujo significado é a regulação dos sistemas mais importantes, então esta é a capacidade que coordena diversas reações, permitindo-nos manter o equilíbrio. Este conceito se aplica tanto a organismos individuais quanto a sistemas inteiros.

Em geral, a homeostase é frequentemente discutida em biologia. Para que o corpo funcione adequadamente e execute as ações necessárias, é necessário manter nele um equilíbrio estrito. Isto é necessário não só para a sobrevivência, mas também para que possamos adaptar-nos adequadamente às mudanças ambientais e continuar a desenvolver-nos.

É possível distinguir os tipos de homeostase necessários para uma existência plena - ou, mais precisamente, os tipos de situações em que essa ação se manifesta.

• Instabilidade. Neste momento, nós, nomeadamente o nosso eu interior, diagnosticamos mudanças e, com base nisso, tomamos decisões para nos adaptarmos às novas circunstâncias.
• Equilíbrio. Todas as nossas forças internas visam manter o equilíbrio.
• Imprevisibilidade. Muitas vezes podemos nos surpreender ao tomar atitudes que não esperávamos.

Todas essas reações são determinadas pelo fato de todos os organismos do planeta quererem sobreviver. O princípio da homeostase nos ajuda a compreender as circunstâncias e a tomar decisões importantes para manter o equilíbrio.

Decisões inesperadas

A homeostase ocupou um lugar forte não apenas na biologia. Este termo também é usado ativamente em psicologia. Em psicologia, o conceito de homeostase implica a nossa resposta às condições externas. No entanto, este processo liga estreitamente a adaptação do corpo e a adaptação mental individual.

Tudo neste mundo busca equilíbrio e harmonia, e as relações individuais com o meio ambiente tendem à harmonização. E isso acontece não só no nível físico, mas também no nível mental. Você pode dar o seguinte exemplo: uma pessoa ri, mas depois lhe contaram uma história muito triste, rir não é mais apropriado. O corpo e o sistema emocional são ativados pela homeostase, exigindo a resposta correta – e o seu riso é substituído por lágrimas.

Como vemos, o princípio da homeostase baseia-se numa estreita ligação entre fisiologia e psicologia. Contudo, o princípio da homeostase associado à autorregulação não pode explicar as fontes da mudança.

O processo homeostático pode ser chamado de processo de autorregulação. E todo esse processo ocorre no nível subconsciente. Nosso corpo tem necessidades em muitas áreas, mas os contatos psicológicos desempenham um papel importante. Sentindo necessidade de entrar em contato com outros organismos, a pessoa mostra seu desejo de desenvolvimento. Este desejo subconsciente, por sua vez, reflete um impulso homeostático.

Muitas vezes, esse processo em psicologia é chamado de instinto. Na verdade, esse é um nome muito correto, pois todas as nossas ações são instintos. Não podemos controlar nossos desejos, que são ditados pelo instinto. Freqüentemente, nossa sobrevivência depende desses desejos ou, com a ajuda deles, o corpo necessita daquilo que atualmente lhe falta.

Imagine a situação: um grupo de veados pasta não muito longe de um leão adormecido. De repente, o leão acorda e ruge, os gamos se dispersam. Agora imagine-se no lugar da corça. O instinto de autopreservação funcionou nela - ela fugiu. Ela deve correr muito rápido para salvar sua vida. Isso é homeostase psicológica.

Mas algum tempo passa e a corça começa a perder força. Mesmo que houvesse um leão perseguindo-a, ela parava porque a necessidade de respirar era naquele momento mais importante do que a necessidade de correr. Este é um instinto do próprio corpo, a homeostase fisiológica. Assim, podem ser distinguidos os seguintes tipos de homeostase:

• Coercitivo.
• Espontâneo.

O fato de a corça ter começado a correr é um impulso psicológico espontâneo. Ela tinha que sobreviver e fugiu. E o fato de ela ter parado para recuperar o fôlego foi uma coerção. O corpo forçou o animal a parar, caso contrário, os processos vitais poderiam ser interrompidos.

A importância da homeostase é muito importante para qualquer organismo, tanto psicológica quanto fisicamente. Uma pessoa pode aprender a viver em harmonia consigo mesma e com o meio ambiente sem seguir apenas os impulsos dos instintos. Ele só precisa ver e compreender corretamente o mundo ao seu redor, bem como ordenar seus pensamentos, colocando as prioridades na ordem certa. Autor: Lyudmila Mukhacheva

Homeostase, homeostase (homeostase; grego homoios semelhante, o mesmo + estado de estase, imobilidade), - a relativa constância dinâmica do ambiente interno (sangue, linfa, fluido tecidual) e a estabilidade das funções fisiológicas básicas (circulação, respiração, termorregulação, metabolismo e etc.) do corpo humano e animal. Os mecanismos reguladores que mantêm o estado fisiológico ou as propriedades das células, órgãos e sistemas de todo o organismo em um nível ideal são chamados de homeostáticos.

Como se sabe, uma célula viva é um sistema móvel e autorregulado. A sua organização interna é suportada por processos activos que visam limitar, prevenir ou eliminar alterações causadas por diversas influências do ambiente externo e interno. A capacidade de retornar ao estado original após um desvio de um determinado nível médio causado por um ou outro fator “perturbador” é a principal propriedade da célula. Um organismo multicelular é uma organização integral, cujos elementos celulares são especializados para desempenhar diversas funções. A interação dentro do corpo é realizada por mecanismos complexos de regulação, coordenação e correlação com

participação de fatores nervosos, humorais, metabólicos e outros. Muitos mecanismos individuais que regulam as relações intra e intercelulares têm, em alguns casos, efeitos mutuamente opostos (antagônicos) que se equilibram. Isso leva ao estabelecimento de uma base fisiológica móvel (equilíbrio fisiológico) no corpo e permite que o sistema vivo mantenha relativa constância dinâmica, apesar das mudanças no ambiente e das mudanças que surgem durante a vida do organismo.

O termo “homeostase” foi proposto em 1929 pelo fisiologista W. Cannon, que acreditava que os processos fisiológicos que mantêm a estabilidade do corpo são tão complexos e diversos que é aconselhável combiná-los sob o nome geral de homeostase. Porém, já em 1878, C. Bernard escreveu que todos os processos vitais têm apenas um objetivo - manter a constância das condições de vida em nosso ambiente interno. Afirmações semelhantes são encontradas nos trabalhos de muitos pesquisadores do século XIX e da primeira metade do século XX. (E. Pfluger, S. Richet, Frederic (L.A. Fredericq), I.M. Sechenov, I.P. Pavlov, K.M. Bykov e outros). Os trabalhos de L.S. foram de grande importância para o estudo do problema da homeostase. Stern (com colegas), dedicado ao papel das funções de barreira que regulam a composição e propriedades do microambiente de órgãos e tecidos.

A própria ideia de homeostase não corresponde ao conceito de equilíbrio estável (não flutuante) do corpo - o princípio do equilíbrio não se aplica a

fisiológico e bioquímico complexo

processos que ocorrem nos sistemas vivos. Também é incorreto contrastar a homeostase com as flutuações rítmicas do ambiente interno. A homeostase em sentido amplo abrange questões do curso cíclico e de fases das reações, compensação, regulação e autorregulação das funções fisiológicas, a dinâmica da interdependência dos componentes nervosos, humorais e outros do processo regulatório. Os limites da homeostase podem ser rígidos e flexíveis, mudando dependendo da idade, sexo, condições sociais, profissionais e outras condições individuais.

De particular importância para a vida do corpo é a constância da composição do sangue - a matriz fluida do corpo, como diz W. Cannon. A estabilidade de sua reação ativa (pH), pressão osmótica, proporção de eletrólitos (sódio, cálcio, cloro, magnésio, fósforo), teor de glicose, número de elementos formados e assim por diante é bem conhecida. Por exemplo, o pH do sangue, via de regra, não ultrapassa 7,35-7,47. Mesmo distúrbios graves do metabolismo ácido-base com patologia de acúmulo de ácido no fluido tecidual, por exemplo, na acidose diabética, têm muito pouco efeito na reação sanguínea ativa. Apesar do fato de que a pressão osmótica do sangue e do fluido tecidual está sujeita a flutuações contínuas devido ao fornecimento constante de produtos osmoticamente ativos do metabolismo intersticial, ela permanece em um certo nível e muda apenas sob certas condições patológicas graves.

Apesar de o sangue representar o ambiente interno geral do corpo, as células dos órgãos e tecidos não entram em contato direto com ele.

Nos organismos multicelulares, cada órgão possui seu próprio ambiente interno (microambiente), correspondente às suas características estruturais e funcionais, e o estado normal dos órgãos depende da composição química, físico-química, biológica e outras propriedades desse microambiente. Sua homeostase é determinada pelo estado funcional das barreiras histohemáticas e sua permeabilidade nas direções sangue→fluido tecidual, fluido tecidual→sangue.

A constância do ambiente interno para a atividade do sistema nervoso central é de particular importância: mesmo pequenas alterações químicas e físico-químicas que ocorrem no líquido cefalorraquidiano, na glia e nos espaços pericelulares podem causar uma interrupção acentuada no fluxo de processos vitais em neurônios individuais ou em seus conjuntos. Um sistema homeostático complexo, incluindo vários mecanismos neuro-humorais, bioquímicos, hemodinâmicos e outros mecanismos regulatórios, é o sistema que garante níveis ideais de pressão arterial. Neste caso, o limite superior do nível de pressão arterial é determinado pela funcionalidade dos barorreceptores do sistema vascular do corpo, e o limite inferior é determinado pelas necessidades de fornecimento de sangue do corpo.

Os mecanismos homeostáticos mais avançados no corpo de animais superiores e humanos incluem processos de termorregulação;