Гомеостаз та його значення. Гомеостаз його біологічне значення

В організмі вищих тварин виробилися пристрої, що протидіють багатьом впливам зовнішнього середовища, що забезпечують відносно постійні умови існування клітин. Це має значення для життєдіяльності цілісного організму. Ілюструємо це прикладами. Клітини організму теплокровних тварин, т. е. тварин, які мають постійної температурою тіла, нормально функціонують лише у вузьких температурних межах (у людини не більше 36-38°). Зсув температури межі цих кордонів призводить до порушення життєдіяльності клітин. Разом з тим, організм теплокровних тварин може нормально існувати при значно ширших коливаннях температури зовнішнього середовища. Наприклад, полярний ведмідь може жити за температури - 70° і +20-30°. Це з тим, що у цілісному організмі регулюється його теплообмін із довкіллям, т. е. теплоутворення (інтенсивність, хімічних процесів, які відбуваються зі звільненням тепла) і тепловіддача. Так, при низькій температурі довкілля теплоутворення збільшується, а тепловіддача зменшується. Тому при коливаннях зовнішньої температури (у деяких межах) зберігається сталість температури тіла.

Функції клітин організму нормальні лише за відносної сталості осмотичного тиску, обумовленого сталістю вмісту у клітинах електролітів і води. Зміни осмотичного тиску – його зменшення чи його збільшення – призводять до різких порушень функцій та структури клітин. Організм як ціле може деякий час існувати і при надмірному надходженні і при позбавленні його води, і при великих і малих кількостях солей в їжі. Це пояснюється наявністю в організмі пристроїв, що сприяють підтримці
сталості кількості води та електролітів у тілі. У разі надлишкового надходження води значні її кількості швидко виділяються з організму органами виділення (нирками, потовими залозами, шкірою), а при нестачі води вона утримується в тілі. Також видільні органи регулюють вміст електролітів в організмі: вони швидко виводять надлишкові їх кількості або утримують їх у рідинах організму при недостатньому надходженні солей.

Концентрація окремих електролітів у крові та в тканинній рідині, з одного боку, і в протоплазмі клітин – з іншого, різна. У крові та в тканинній рідині міститься більше іонів натрію, а в протоплазмі клітин більше іонів калію. Відмінність концентрації іонів усередині клітини і поза нею досягається спеціальним механізмом, що утримує іони калію всередині клітини і не дозволяє накопичуватися в клітині іонів натрію. Цей механізм, природа якого ще не зрозуміла, названий натрій-калієвим насосом і пов'язаний із процесом обміну речовин клітини.

Клітини організму дуже чутливі до зсувів концентрації водневих іонів. Зміна концентрації цих іонів у той чи інший бік різко порушує життєдіяльність клітин. Для внутрішнього середовища організму характерна сталість концентрації водневих іонів, що залежить від наявності в крові та тканинної рідини так званих буферних систем (стор. 48) та від діяльності органів виділення. При збільшенні вмісту кислот або лугів у крові вони швидко виводяться з організму і таким чином підтримується сталість концентрації водневих іонів внутрішнього середовища.

Клітини, особливо нервові, дуже чутливі до зміни рівня цукру в крові, що є важливою поживною речовиною. Тому велике значення для процесу життєдіяльності має сталість вмісту цукру на крові. Воно досягається тим, що при підвищенні в крові рівня цукру в печінці і м'язах синтезується з нього полісахарид - глікоген, що відкладається в клітинах, а при зниженні рівня цукру в крові глікоген розщеплюється в печінці і м'язах і звільняється виноградний цукор, що надходить в кров.

Постійність хімічного складу та фізико-хімічних властивостей внутрішнього середовища є важливою особливістю організмів вищих тварин. Для позначення цієї сталості У. Кеннон запропонував термін, який набув широкого поширення, - гомеостаз. Вираженням гомеостазу є наявність низки біологічних констант, т. е. стійких кількісних показників, що характеризують нормальний стан організму. Такими постійними за величиною показниками є: температура тіла, осмотичний тиск крові та тканинної рідини, вміст в них іонів натрію, калію, кальцію, хлору та фосфору, а також білків та цукру, концентрація водневих іонів та ряд інших.

Відзначаючи сталість складу, фізико-хімічних та біологічних властивостей внутрішнього середовища, слід підкреслити, що воно є не абсолютним, а відносним та динамічним. Ця сталість досягається безперервно роботою ряду органів і тканин, в результаті якої вирівнюються що відбуваються під впливом змін зовнішнього середовища і в результаті життєдіяльності організму зрушення у складі та фізико-хімічних властивостях внутрішнього середовища.

Роль різних органів та їх систем у збереженні гомеостазу різна. Так, система органів травлення забезпечує надходження до крові поживних речовин у тому вигляді, в якому вони можуть бути використані клітинами організму. Система органів кровообігу здійснює безперервний рух крові та транспорт різних речовин в організмі, внаслідок чого поживні речовини, кисень та різні хімічні сполуки, що утворюються в самому організмі, надходять до клітин, а продукти розпаду, у тому числі вуглекислота, що виділяються клітинами, переносяться до органів , які їх виводять із організму Органи дихання забезпечують надходження кисню в кров та видалення вуглекислого газу з організму. Печінка та ряд інших органів здійснюють значну кількість хімічних перетворень - синтез та розщеплення багатьох хімічних сполук, що мають значення у життєдіяльності клітин. Органи виділення – нирки, легені, потові залози, шкіра – видаляють з організму кінцеві продукти розпаду органічних речовин і підтримують сталість вмісту води та електролітів у крові, а отже, у тканинній рідині та у клітинах організму.

У підтримці гомеостазу найважливіша роль належить нервової системи. Чуйно реагуючи на різні зміни зовнішнього чи внутрішнього середовища, вона так регулює діяльність органів і систем, що попереджаються та вирівнюються зрушення та порушення, які відбуваються чи могли б статися в організмі.

Завдяки розвитку пристосувань, що забезпечують відносну сталість внутрішнього середовища організму, його клітини менш схильні до мінливих впливів зовнішнього середовища. Відповідно до Кл. Бернару, «постійність внутрішнього середовища є умовою вільного та незалежного життя».

Гомеостаз має певні межі. При перебуванні, особливо тривалому, організму в умовах, які значно відрізняються від тих, до яких він пристосований, гомеостаз порушується і можуть статися зрушення, несумісні з нормальним життям. Так, при значній зміні зовнішньої температури в бік її підвищення, так і зниження, температура тіла може підвищитися або знизитися і може наступити перегрівання або охолодження організму, що призводить до загибелі. Так само, при значному обмеженні надходження в організм води та солей або повному позбавленні його цих речовин відносна сталість складу та фізико-хімічних властивостей внутрішнього середовища через деякий час порушується і життя припиняється.

Високий рівень гомеостазу виникає лише на певних етапах видового та індивідуального розвитку. Нижчі тварини мають досить розвиненими пристосуваннями для пом'якшення чи усунення впливів змін довкілля. Приміром, відносне сталість температури тіла (гомойотермия) підтримується лише в теплокровних тварин. У про холоднокровних тварин температура тіла близька до температури довкілля і становить змінну величину (пойкилотермия). У новонародженої тварини немає такої сталості температури тіла, складу та властивостей внутрішнього середовища, як у дорослого організму.

Навіть невеликі порушення гомеостазу призводять до патології, і тому визначення щодо постійних фізіологічних показників, таких як температура тіла, артеріальний тиск крові, склад, фізико-хімічні та біологічні властивості крові тощо, має велике діагностичне значення.

Серед властивостей, які притаманні живим істотам, згадують гомеостаз. Цим поняттям називають відносну сталість, характерну для організму. Варто розібратися детально, для чого потрібен гомеостаз, що це таке, і як він проявляється.

Під гомеостаз мають на увазі властивість живого організму, що дозволяє зберігати важливі характеристики в межах допустимих норм. Для нормального функціонування необхідна сталість внутрішнього середовища та окремих показників.

Зовнішній вплив та несприятливі фактори призводять до змін, що негативно позначається на загальному стані. Але організм здатний самостійно відновлюватись, повертаючи свої характеристики до оптимальних показників. Це відбувається завдяки властивості, що розглядається.

Розглядаючи поняття гомеостаз та з'ясовуючи, що це таке, необхідно визначити, як реалізується ця властивість. Найпростіше в цьому розібратися на прикладі клітин. Кожна є системою, яка характеризується рухливістю. Під впливом певних причин її особливості можуть змінюватися.

Для нормальної життєдіяльності клітина повинна мати ті властивості, які оптимальні для її існування. Якщо показники відхиляються від норми, життєздатність знижується. Щоб запобігти загибелі, всі властивості повинні повертатися у вихідний стан.

У цьому полягає гомеостаз. Він нейтралізує будь-які зміни, що виникли внаслідок дії на клітину.

Визначення

Дамо визначення, що це за якість живого організму. Спочатку цим терміном називали здатність до підтримки сталості внутрішнього середовища. Вчені припускали, що цей процес зачіпає лише міжклітинну рідину, кров та лімфу.

Саме їхня постійність дозволяє підтримувати організм у стійкому стані. Але надалі було виявлено, що така здатність притаманна будь-якій відкритій системі.

Визначення гомеостазу змінилося. Тепер так називається саморегуляція відкритої системи, що полягає у підтримці динамічної рівноваги через здійснення скоординованих реакцій. Завдяки їм система зберігає відносно постійними параметри, необхідні для нормальної життєдіяльності.

Цей термін почали вживати у біології. Він знайшов застосування у соціології, психології, медицині та інших науках. У кожній з них є своє трактування цього поняття, але суть у них загальна - сталість.

Характеристики

Щоб розібратися, що називається гомеостазом, слід з'ясувати, які характеристики цього процесу.

Появі властиві такі особливості, як:

1. Прагнення рівноваги. Усі параметри відкритої системи повинні відповідати один одному.
2. Виявлення можливостей адаптації. Перш ніж параметри будуть змінені, система повинна встановити, чи є можливість адаптуватися до умов життєдіяльності, що змінилися. Це відбувається шляхом аналізу.
3. Непередбачуваність результатів. Регуляція показників не завжди призводить до позитивних змін.

Розглянуте явище є складним процесом, здійснення якого залежить від різних обставин. Його протікання обумовлено властивостями відкритої системи та особливостями умов її функціонування.

Застосування у біології

Цей термін вживається як щодо живих істот. Його використовують у різних сферах. Щоб краще зрозуміти, що таке гомеостаз, потрібно з'ясувати, який сенс у нього вкладають біологи, оскільки саме у цій галузі його вживають найчастіше.

Ця наука приписує цю властивість всім істотам без винятку, незалежно від своїх устрою. Воно характерне одноклітинним та багатоклітинним. У одноклітинних проявляється у збереженні сталості внутрішнього середовища.

У організмів із складнішою будовою ця особливість стосується окремих клітин, тканин, органів прокуратури та систем. Серед параметрів, які мають бути постійними, можна назвати температуру тіла, склад крові, вміст ферментів.

У біології гомеостаз — це збереження сталості, а й здатність організму пристосовуватися до мінливих умов середовища.

Біологи розрізняють два типи істот:

1. Конформаційні, у яких організмові показники зберігаються незалежно від умов. До таких належать теплокровні тварини.
2. Регуляторні, що реагують на зміни довкілля та адаптуються до них. До таких належать земноводні.

При порушеннях у цій сфері відновлення чи адаптація не спостерігається. Організм стає вразливим та може загинути.

Як відбувається у людини

Людське тіло складається з великої кількості клітин, які взаємопов'язані та утворюють тканини, органи, системи органів. Внаслідок зовнішніх впливів у кожній системі та органі можуть виникати зміни, які спричиняють зміни у всьому організмі.

Але для нормального функціонування тіло повинне зберігати оптимальні особливості. Відповідно, після будь-якої дії йому потрібно повернутися у вихідний стан. Це відбувається завдяки гомеостазу.

Ця властивість стосується таких параметрів, як:

• температура,
• вміст поживних речовин,
• кислотність,
• склад крові,
• виведення відходів.

Усі ці параметри впливають стан людини загалом. Від них залежить нормальний перебіг хімічних реакцій, що сприяють збереженню життя. Гомеостаз дозволяє відновити попередні показники після будь-якого впливу, але не є причиною адаптаційних реакцій. Ця властивість - загальна характеристика великої кількості процесів, що діють одночасно.

Для крові

Гомеостаз крові є однією з основних характеристик, що впливають на життєздатність живої істоти. Кров є його рідку основу, оскільки знаходиться в кожній тканині і кожному органі.

Завдяки їй здійснюється постачання окремих частин тіла киснем, і проводиться відтік шкідливих речовин та продуктів обміну.

Якщо є порушення в крові, то виконання цих процесів погіршується, що позначається на роботі органів та систем. Від сталості її складу залежить всі інші функції.

Ця субстанція повинна зберігати відносно постійними такі параметри:

• рівень кислотності;
• осмотичний тиск;
• співвідношення електролітів у плазмі;
• кількість глюкози;
• клітинний склад.

Завдяки наявності здатності до підтримки цих показників у межах норми вони не змінюються навіть під впливом патологічних процесів. Незначні коливання їм притаманні і це не шкодить. Але вони нечасто перевищують нормальні значення.

Це цікаво!Якщо цій сфері виникають порушення, то параметри крові повертаються у вихідне становище. Це свідчить про наявність серйозних проблем. Організм виявляється нездатним для підтримки рівноваги. Внаслідок цього виникає ризик розвитку ускладнень.

Використання в медицині

Це поняття широко використовується в медицині. У цій галузі його сутність майже аналогічна біологічному змісту. Цей термін у медичній науці охоплює компенсаторні процеси та здатність організму до саморегуляції.

Це поняття входять взаємовідносини і взаємодії всіх компонентів, що у реалізації регуляторної функції. Воно охоплює обмінні процеси, дихання, кровообіг.

Відмінність медичного терміна у тому, що наука розглядає гомеостаз як допоміжний чинник лікування. При захворюваннях організмові функції порушуються через ушкодження органів. Це відбивається по всьому тілі цілком. Відновити діяльність проблемного органу вдається з допомогою терапії. Підвищення її ефективності сприяє розглянута здатність. Завдяки процедурам організм сам спрямовує зусилля ліквідацію патологічних явищ, прагнучи відновити нормальні параметри.

За відсутності можливостей для цього включається механізм адаптації, який проявляється у зниженні навантажень пошкодженого органу. Це дозволяє знизити шкоду та не допустити активного прогресування хвороби. Можна сказати, що таке поняття, як гомеостаз, у медицині розглядають із практичного боку.

Вікіпедія

Значення будь-якого терміну чи характеристику будь-якого явища найчастіше дізнаються з Вікіпедії. Вона розглядає це поняття досить докладно, але у найпростішому сенсі: називає його прагненням організму до адаптації, розвитку та виживання.

Пояснюється такий підхід тим, що за відсутності даної властивості живої істоти буде важко пристосуватися до умов середовища, що змінюються, і розвиватися в потрібному напрямку.

А при виникненні порушень у функціонуванні істота просто загине, оскільки не зможе повернутися до нормального стану.

Важливо!Для того, щоб процес здійснювався, необхідно, щоб усі органи та системи працювали злагоджено. Це забезпечить збереження всіх життєво важливих параметрів у нормальних межах. Якщо окремий показник не піддається регулюванню, це вказує на проблеми з реалізацією цього процесу.

Приклади

Зрозуміти, що є гомеостаз в організмі, допоможуть приклади цього явища. Одним із них є збереження постійної температури тіла. Деякі зміни притаманні, але вони незначні. Серйозне підвищення температури спостерігається лише за наявності захворювань. Ще одним прикладом називають показники артеріального тиску. Істотне підвищення чи зниження показників виникає за порушення здоров'я. При цьому організм прагне відновити нормальні характеристики.

Корисне відео

Підведемо підсумки

Вивчена властивість є одним із ключових для нормального функціонування та збереження життя, полягає у здатності відновлювати оптимальні показники життєво важливих параметрів. Зміни можуть виникати під впливом зовнішніх впливів чи патологій. Завдяки цій здатності живі істоти можуть чинити опір зовнішнім факторам.

ГОМЕОСТАЗ, гомеостазис (homeostasis; грец, homoios подібний, той самий + stasis стан, нерухомість),- відносна динамічна сталість внутрішнього середовища (крові, лімфи, тканинної рідини) і стійкість основних фізіол, функцій (кровообігу, дихання, терморегуляції, обміну речовин і т. д.) організму людини л тварин. Регуляторні механізми, що підтримують фізіол. стан або властивості клітин, органів та систем цілісного організму на оптимальному рівні, називаються гомеостатичними.

Як відомо, жива клітина представляє рухому систему, що саморегулюється. Її внутрішня організація підтримується активними процесами, спрямованими на обмеження, попередження або усунення зрушень, що викликаються різними впливами навколишнього та внутрішнього середовища. Здатність повертатися до вихідного стану після відхилення від деякого середнього рівня, викликаного тим чи іншим «збурюючим» фактором, є основною властивістю клітини. Багатоклітинний організм являє собою цілісну організацію, клітинні елементи якої спеціалізовані для виконання різних функцій. Взаємодія всередині організму здійснюється складними регулюючими, координуючими та корелюючими механізмами за участю нервових, гуморальних, обмінних та інших факторів. Безліч окремих механізмів, що регулюють внутрішньо-і міжклітинні взаємини, виявляє у ряді випадків взаємопротилежні (антагоністичні) впливи, що врівноважують один одного. Це призводить до встановлення в організмі рухомого фізіол, фону (фізіол, балансу) і дозволяє живій системі підтримувати відносну динамічну сталість, незважаючи на зміни у навколишньому середовищі та зрушення, що виникають у процесі життєдіяльності організму.

Термін «гомеостаз» запропонований 1929 р. амер. фізіологом У. Кенноном, який вважав, що фізіол, процеси, що підтримують стабільність в організмі, настільки складні та різноманітні, що їх доцільно об'єднати під загальною назвою Г. Проте ще 1878 р. К. Бернар писав, що всі життєві процеси мають лише одну мета - підтримка сталості умов життя нашому внутрішньому середовищі. Аналогічні висловлювання зустрічаються у працях багатьох дослідників 19 та першої половини 20 ст. [Е. Пфлюгер, Ш. Ріше, Фредерік (L. A. Fredericq), І. М. Сєченов, І. П. Павлов, К. М. Биков та ін.]. Велике значення для вивчення проблеми Р. зіграли роботи Л. С. Штерна (о, співр.), присвячені ролі бар'єрних функцій (див.), Що регулюють склад та властивості мікросередовища органів і тканин.

Саме уявлення про Р. не відповідає концепції стійкого (не вагається) рівноваги в організмі - принцип рівноваги не прикладемо до складних фізіол, і біохім. процесів, які у живих системах. Неправильне також протиставлення Р. ритмічним коливанням у внутрішньому середовищі (див. Біологічні ритми). Р. у широкому розумінні охоплює питання циклічного та фазового перебігу реакцій, компенсації (див. Компенсаторні процеси), регулювання та саморегулювання фізіол, функцій (див. Саморегуляція фізіологічних функцій), динаміку взаємозалежності нервових, гуморальних та інших компонентів регуляторного процесу. Межі Р. можуть бути жорсткими та пластичними, змінюватись в залежності від індивідуальних вікових, статевих, соціальних, проф. та інших умов.

p align="justify"> Особливе значення для життєдіяльності організму має сталість складу крові - рідкої основи організму (fluid matrix), за висловом У. Кеннона. Добре відома стійкість її активної реакції (pH), осмотичного тиску, співвідношення електролітів (натрію, кальцію, хлору, магнію, фосфору), вмісту глюкози, числа формених елементів тощо. Так, напр., pH крові, як правило, не виходить межі 7,35-7,47. Навіть різкі розлади кислотно-лужного обміну з патол, накопиченням кислот у тканинній рідині, напр, при діабетичному ацидозі, дуже мало впливають на активну реакцію крові (див. Кислотно-лужна рівновага). Незважаючи на те, що осмотичний тиск крові та тканинної рідини піддається безперервним коливанням внаслідок постійного надходження осмотично активних продуктів проміжного обміну, воно зберігається на певному рівні і змінюється тільки при деяких виражених патол, станах (див. Осмотичний тиск). Збереження сталості осмотичного тиску має першорядне значення для водного обміну та підтримки іонної рівноваги в організмі (див. Водно-сольовий обмін). Найбільшою сталістю відрізняється концентрація іонів натрію у внутрішньому середовищі. Зміст інших електролітів коливається у вузьких межах. Наявність великої кількості осморецепторів (див.) у тканинах і органах, у т. ч. у центральних нервових утвореннях (гіпоталамусі, гіпокампі), та координованої системи регуляторів водного обміну та іонного складу дозволяє організму швидко усувати зрушення в осмотичному тиску крові, що відбуваються, напр. ., при введенні води в організм.

Незважаючи на те, що кров становить загальне внутрішнє середовище організму, клітини органів і тканин безпосередньо не стикаються з нею. У багатоклітинних організмах кожен орган має своє власне внутрішнє середовище (мікросередовище), що відповідає його структурним і функціональним особливостям, і нормальний стан органів залежить від хімічного. складу, фіз.-хім., Біол, та інших властивостей цього мікросередовища. Її Р. обумовлений функціональним станом гістогематичних бар'єрів (див. Бар'єрні функції) та їх проникністю у напрямках кров -> тканинна рідина, тканинна рідина -> кров.

Особливо важливе значення має сталість внутрішнього середовища для діяльності ц. н. с.: навіть незначні хім. та фіз.-хім. зрушення, що виникають у цереброспінальній рідині, глії та навколоклітинних просторах, можуть викликати різке порушення перебігу життєвих процесів в окремих нейронах або в їх ансамблях (див. Гематоенцефалічний бар'єр). Складною гомеостатичною системою, що включає різні нейрогуморальні, біохім., гемодинамічні та інші механізми регуляції є система забезпечення оптимального рівня артеріального тиску (див.). При цьому верхня межа рівня АТ визначається функціональними можливостями барорецепторів судинної системи тіла (див. Ангіоцептори), а нижня межа – потребами організму в кровопостачанні.

До найбільш досконалих гомеостатичних механізмів в організмі вищих тварин та людини належать процеси терморегуляції (див.); у гомойотермних тварин коливання температури у внутрішніх відділах тіла при найрізкіших змінах температури у навколишньому середовищі не перевищують десятих часток градуса.

Різні дослідники по-різному пояснюють механізми загальнобіол. характеру, що лежать в основі Г. Так, У. Кеннон особливого значення надавав ст. н. с., Л. А. Орбелі одним із провідних факторів Р. вважав адаптаційно-трофічну функцію симпатичної нервової системи. Організуюча роль нервового апарату (принцип нервизму) лежить в основі широко відомих уявлень про сутність принципів Р. (І. М. Сєченов, І. П. Павлов, А. Д. Сперанський та ін.). Проте ні принцип домінанти (А. А. Ухтомський), ні теорія бар'єрних функцій (Л. С. Штерн), ні загальний адаптаційний синдром (Г. Сельє), ні теорія функціональних систем (П. К. Анохін), ні гіпоталамічне регулювання Г (Н. І. Гращенков) та багато інших теорій не дозволяють повністю вирішити проблему Г. І. Гращенків.

У деяких випадках уявлення про Г. не зовсім правомірно використовується для пояснення ізольованих фізіол, станів, процесів і навіть соціальних явищ. Так виникли терміни, що зустрічаються в літературі, «імунологічний», «електролітний», «системний», «молекулярний», «фізико-хімічний», «генетичний гомеостаз» тощо. Робилися спроби звести проблему Р. до принципу саморегулювання (див. Біологічна система, ауторегуляція в біологічних системах). Прикладом вирішення проблеми Р. з позицій кібернетики є спроба Ешбі (W. R. Ashby, 1948) сконструювати саморегулюючий пристрій, що моделює здатність живих організмів підтримувати рівень деяких величин у фізіол, допустимих межах (див. Гомеостат). Окремі автори розглядають внутрішнє середовище організму у вигляді складно-ланцюгової системи з багатьма «активними входами» (внутрішні органи) та окремих фізіол, показників (ліжок, АТ, газообмін та ін.), значення кожного з яких зумовлене активністю «входів».

Перед дослідниками і клініцистами на практиці постають питання оцінки пристосувальних (адаптаційних) або компенсаторних можливостей організму, їх регулювання, посилення та мобілізації, прогнозування реакцій у відповідь організму на обурюючі впливи. Деякі стани вегетативної нестійкості, зумовлені недостатністю, надлишком чи неадекватністю регуляторних механізмів, розглядаються як хвороби гомеостазу. З відомою умовністю до них можуть бути віднесені функціональні порушення нормальної діяльності організму, пов'язані з його старінням, вимушена перебудова біологічних ритмів, деякі явища вегетативної дистонії, гіпер- та гіпокомпенсаторна реактивність при стресових та екстремальних впливах (див. Стрес) і т.д.

Для оцінки стану гомеостатичних механізмів у фізіол, експерименті та в клин, практиці застосовуються різноманітні дозовані функціональні проби (холодова, теплова, адреналінова, інсулінова, мезатонова та ін.) з визначенням у крові та сечі співвідношення біологічно активних речовин (гормонів, медіаторів, метаболів) і т.д.

Біофізичні механізми гомеостазу

З погляду хім. біофізики гомеостаз - це стан, при якому всі процеси, відповідальні за енергетичні перетворення в організмі, знаходяться в динамічній рівновазі. Цей стан має найбільшу стійкість і відповідає фізіол, оптимуму. Відповідно до уявлень термодинаміки (див.) організм і клітина можуть існувати і пристосовуватися до таких умов середовища, за яких в біол, системі можливе встановлення стаціонарної течії фіз.-хім. процесів, тобто гомеостазу. Основна роль у встановленні Р. належить насамперед клітинним мембранним системам, які відповідальні за біоенергетичні процеси та регулюють швидкість надходження та виділення речовин клітинами (див. Мембрани біологічні).

З цих позицій основними причинами порушення є незвичайні нормальної життєдіяльності неферментативні реакції, які у мембранах; в більшості випадків це ланцюгові реакції окиснення за участю вільних радикалів, що виникають у фосфоліпідах клітин. Ці реакції ведуть до пошкодження структурних елементів клітин та порушення функції регулювання (див. Радикали, Ланцюгові реакції). До факторів, що є причиною порушення Р., відносяться також агенти, що викликають радикалоутворення, - іонізуючі випромінювання, інфекційні токсини, деякі продукти харчування, нікотин, а також нестача вітамінів і т.д.

Одним з основних факторів, що стабілізують гомеостатичний стан та функції мембран, є біоантиокислювачі, які стримують розвиток окисних радикальних реакцій (див. Антиокислювачі).

Вікові особливості гомеостазу у дітей

Постійність внутрішнього середовища організму та відносна стійкість фіз.-хім. показників у дитячому віці забезпечуються при вираженому переважанні анаболічних процесів обміну над катаболічними. Це неодмінна умова зростання (див.) і відрізняє дитячий організм від організму дорослих, у яких інтенсивність метаболічних процесів перебуває в стані динамічної рівноваги. У зв'язку з цим нейроендокринна регуляція Р. дитячого організму виявляється більш напруженою, ніж у дорослих. Кожен віковий період характеризується специфічними особливостями механізмів Р. та їх регуляції. Тому у дітей значно частіше, ніж у дорослих зустрічаються тяжкі порушення Р., які нерідко загрожують життю. Ці порушення найчастіше пов'язані з незрілістю гомеостатичних функцій нирок, розладами функцій жел.-киш. тракту чи дихальної функції легень (див. Дихання).

Зростання дитини, що виражається у збільшенні маси її клітин, супроводжується чіткими змінами розподілу рідини в організмі (див. Водно-сольовий обмін). Абсолютне збільшення обсягу позаклітинної рідини відстає від темпів загального наростання ваги, тому відносний обсяг внутрішнього середовища, виражений у відсотках ваги тіла, з віком зменшується. Ця залежність особливо яскраво виражена першому році після народження. У дітей старшого віку темпи змін відносного обсягу позаклітинної рідини зменшуються. Система регуляції сталості обсягу рідини (волюморегуляція) забезпечує компенсацію відхилень у водному балансі у досить вузьких межах. Високий ступінь гідратації тканин у новонароджених та дітей раннього віку визначає значно більшу, ніж у дорослих, потребу дитини у воді (з розрахунку на одиницю маси тіла). Втрати води або її обмеження швидко ведуть до розвитку дегідратації за рахунок позаклітинного сектора, тобто внутрішнього середовища. При цьому нирки – головні виконавчі органи у системі волюморегуляції – не забезпечують економії води. Лімітуючим фактором регуляції є незрілість канальцевої системи нирок. Найважливіша особливість нейроендокринного контролю Р. у новонароджених та дітей раннього віку полягає у відносно високій секреції та нирковій екскреції альдостерону (див.), що чинить прямий вплив на стан гідратації тканин та функцію ниркових канальців.

Регуляція осмотичного тиску плазми та позаклітинної рідини у дітей також обмежена. Осмомолярність внутрішнього середовища коливається у ширшому діапазоні (+50 мосм/л), ніж у дорослих (+6 мосм/л). Це пов'язано з більшою величиною поверхні тіла на 1 кг ваги і, отже, з більшими втратами води при диханні, а також з незрілістю ниркових механізмів концентрації сечі у дітей. Порушення Р., що проявляються гіперосмосом, особливо часто зустрічаються у дітей періоду новонародженості та перших місяців життя; у старших віках починає переважати гіпоосмос, пов'язаний гол. обр. з жел.-киш. захворюванням чи хворобами нирок. Менш вивчено іонне регулювання Р., тісно пов'язане з діяльністю нирок і характером харчування.

Раніше вважалося, що основним фактором, що визначає величину осмотичного тиску позаклітинної рідини, є концентрація натрію, проте пізніші дослідження показали, що тісної кореляції між вмістом натрію в плазмі крові та величиною загального осмотичного тиску при патології не існує. Виняток становить плазматична гіпертонія. Отже, проведення гомеостатичної терапії шляхом введення глюкозосольових розчинів вимагає контролю не тільки за вмістом натрію в сироватці або плазмі крові, а й за змінами загальної осмомолярності позаклітинної рідини. Велике значення у підтримці загального осмотичного тиску у внутрішньому середовищі має концентрація цукру та сечовини. Зміст цих осмотично активних речовин та їх вплив на водно-сольовий обмін при багатьох патолах, станах можуть різко зростати. Тому при будь-яких порушеннях Р. необхідно визначати концентрацію цукру та сечовини. В силу вищесказаного у дітей раннього віку при порушенні водно-сольового та білкового режимів може розвиватися стан прихованого гіпер-або гіпоосмосу, гіперазотемії (Е. Керпель-Фроніуш, 1964).

Важливим показником, що характеризує Г. у дітей, є концентрація водневих іонів у крові та позаклітинній рідині. В антенатальному та ранньому постнатальному періодах регуляція кислотно-лужної рівноваги тісно пов'язана зі ступенем насичення крові киснем, що пояснюється відносним переважанням анаеробного гліколізу в біоенергетичних процесах. При цьому навіть помірна гіпоксія у плода супроводжується накопиченням у його тканинах молочної кислоти. З іншого боку, незрілість ацидогенетичної функції нирок створює передумови у розвиток «фізіологічного» ацидозу (див.). У зв'язку з особливостями Р. у новонароджених нерідко виникають розлади, що стоять на межі між фізіологічними та патологічними.

Перебудова нейроендокринної системи в пубертатному періоді також пов'язана зі змінами Г. Однак функції виконавчих органів (нирки, легені) досягають у цьому віці максимального ступеня зрілості, тому тяжкі синдроми або хвороби Г. зустрічаються рідко, найчастіше йдеться

про компенсовані зрушення в обміні речовин, які можна виявити лише при біохімі, дослідженні крові. У клініці для характеристики Р. у дітей необхідно досліджувати такі показники: гематокрит, загальний осмотичний тиск, вміст натрію, калію, цукру, бікарбонатів та сечовини у крові, а також pH крові, pO2 та pCO2.

Особливості гомеостазу в літньому та старечому віці

Один і той самий рівень гомеостатичних величин у різні вікові періоди підтримується за рахунок різних зрушень у системах їх регулювання. Напр., сталість рівня АТ у молодому віці підтримується за рахунок більш високого хвилинного серцевого викиду та низького загального периферичного опору судин, а в літньому та старечому - за рахунок більш високого загального периферичного опору та зменшення величини хвилинного серцевого викиду. При старінні організму сталість найважливіших фізіол, функцій підтримується в умовах зменшення надійності та скорочення можливого діапазону фізіол, змін Р. Збереження відносного Р. при суттєвих структурних, обмінних та функціональних змінах досягається тим, що одночасно відбувається не тільки згасання, порушення та деградація, а й розвиток специфічних механізмів пристосування. За рахунок цього підтримується постійний рівень вмісту цукру в крові, рН крові, осмотичного тиску, мембранного потенціалу клітин і т.д.

Істотне значення у збереженні Р. у процесі старіння організму мають зміни механізмів нейрогуморальної регуляції (див.), збільшення чутливості тканин до дії гормонів та медіаторів на тлі ослаблення нервових впливів.

При старінні організму істотно змінюється робота серця, легенева вентиляція, газообмін, ниркові функції, секреція травних залоз, функція залоз внутрішньої секреції, обмін речовин та ін. Ці зміни можуть бути охарактеризовані як гомеорезис - закономірна траєкторія (динаміка) зміни інтенсивності обміну і фізіол. функцій із віком у часі. Значення ходу вікових змін дуже важливе для характеристики процесу старіння людини, визначення її біол, віку.

У літньому та старечому віці знижуються загальні потенційні можливості пристосувальних механізмів. Тому в старості при підвищених навантаженнях, стресах та інших ситуаціях ймовірність зриву адаптаційних механізмів та порушення Г. збільшуються. Таке зменшення надійності механізмів Р. є однією з найважливіших передумов розвитку патолів, порушень у старості.

Бібліографія:Адольф Еге. Розвиток фізіологічних регуляцій, пров. з англ., М., 1971, бібліогр.; Анохін П. К. Нариси з фізіології функціональних систем, М., 1975, бібліогр.; У e л ь т і-щ е у Ю. Є., СамсигінаГ, А. та Єрмакова І. А. До характеристики осморегулюючої функції нирок у дітей періоду новонародженості, Педіатрія, № 5, с. 46, 1975; Геллгорн Е. Регуляторні функції автономної нервової системи, пров. з англ., М., 1948, бібліогр.; Гленсдорф. та ПригожинІ. Термодинамічна теорія структури» стійкості та флуктуацій, пров. з англ., М., 1973, бібліогр.; Гомеостаз, за ​​ред. П. Д. Горізонтова, М., 1976; Дихальна функція крові плода в акушерській клініці, за ред. Л. С. Персіанінова та ін, М., 1971; Кассиль Г. Н. Проблема гомеостазу у фізіології та клініці, Вестн. АМН СРСР, № 7, с. 64, 1966, бібліогр.; Розанова Ст Д. Нариси з експериментальної вікової фармакології, Л., 1968, бібліогр.; Ф р о л ь-к і з В. В. Регулювання, пристосування та старіння, JI., 1970, бібліогр.; Штерн Л. С. Безпосереднє живильне середовище органів і тканин, М., 1960; CannonW. В. Організація для фізичної homeostasis, Physiol. Rev., v. 9, p. 399, 1929; Homeostatic regulators, ed. by G, E. W. Wolstenholme a. J. Knight, L., 1969; Langley L. L. Homeostasis, Stroudsburg, 1973.

Г. H. Кассиль; Ю. E. Вельтищев (пед.), Би. H. Тарусов (біофіз.), Ст Ст Фролькіс (гер.).

Термін "гомеостаз" походить від слова "гомеостазис", що в перекладі означає "сила стійкості". Багато хто не часто чують, а то й зовсім не чули про це поняття. Однак, гомеостаз є важливою частиною нашого життя, гармонізуючи суперечливі умови між собою. І це не просто частина нашого життя, гомеостаз є важливою функцією нашого організму.

Якщо давати визначення слову гомеостаз, значення якого полягає у врегулюванні найважливіших систем, це здатність, координує різні реакції, що дозволяє зберігати рівновагу. Це поняття можна застосувати як до окремих організмів, так і до цілих систем.

Взагалі, про гомеостаз частіше говорять у біології. Щоб організм правильно функціонував і виконував необхідні дії, необхідно підтримувати у ньому суворий баланс. Це потрібно не тільки для виживання, але й для того, щоб ми змогли правильно адаптуватися до навколишніх змін та продовжувати розвиватися.

Можна виділити види гомеостазу, необхідного для повноцінного існування – або, точніше, різновиди ситуацій, коли ця дія проявляє себе.

• Нестабільність. У цей момент ми, а саме наше внутрішнє «я», діагностуємо зміни та на основі цього приймаємо рішення для пристосування до нових обставин.
• рівновагу. Усі наші внутрішні сили спрямовані на підтримку балансу.
• Непередбачуваність. Найчастіше ми можемо здивувати самих себе, вдавшись до будь-яких дій, яких не очікували.

Всі ці реакції зумовлюються тим, що кожен організм планети хоче вижити. Принцип гомеостазу допомагає нам розібратися в обставинах і прийняти важливе рішення для збереження рівноваги.

Несподівані рішення

Гомеостаз зайняв міцне місце у біології. Цей термін активно використовується і в психології. У психології поняття про гомеостаз має на увазі нашу до зовнішніх умов. Проте цей процес тісно пов'язує між собою адаптацію організму та індивідуальну психічну адаптацію.

Все в цьому світі прагне до балансу та гармонії, так і індивідуальні відносини з довкіллям тяжіють до гармонізації. І це відбувається не лише на фізичному рівні, а й на психічному. Можна навести такий приклад: людина сміється, але тут їй розповіли дуже сумну історію, сміх уже недоречний. Організм та емоційна система приводяться в дію гомеостазом, закликаючи до правильної реакції – і ваш сміх змінюють сльози.

Як бачимо, принцип роботи гомеостазу грунтується на тісному зв'язку між фізіологією та психологією. Проте принцип гомеостазу, що з саморегуляцією, неспроможна пояснити джерела змін.

Гомеостатичний процес можна назвати саморегуляцією. І весь цей процес відбувається на підсвідомому рівні. Наш організм має потребу у багатьох сферах, але важливе місце належить психологічним контактам. Випробовуючи необхідність контактувати з іншими організмами, людина виявляє бажання до розвитку. Це підсвідоме бажання своєю чергою відбиває гомеостатичний позив.

Дуже часто такий процес у психології називають інстинктом. По суті це дуже вірна назва, адже всі наші дії є інстинктами. Ми не можемо керувати своїми бажаннями, продиктованими інстинктом. Найчастіше від цих бажань залежить наше виживання, або з їх допомогою організм вимагає того, чого йому зараз гостро не вистачає.

Уявіть ситуацію: група ланей пасеться неподалік сплячого лева. Раптом лев прокидається і гарчить, лані кидаються врозтіч. А тепер уявіть себе на місці лані. У ній спрацював інстинкт самозбереження – вона втекла. Вона має бігти дуже швидко, щоб урятувати своє життя. Це психологічний гомеостаз.

Але минає деякий час бігу, і лань починає видихатися. Незважаючи на те, що слідом за нею може гнатися лев, вона зупиниться, тому що потреба в диханні на даний момент виявилася більш важливою, ніж необхідність бігу. Це інстинкт самого організму, фізіологічний гомеостаз. Таким чином, можна виділити такі види гомеостазу:

• Примушуючий.
• Мимовільний.

Те, що лань кинулася тікати, – мимовільний психологічний позив. Вона має вижити, і вона побігла. А те, що вона зупинилася, щоб перепочити, – це примус. Організм змусив тварину зупинитися, інакше життєві процеси могли порушитись.

Значення гомеостазу дуже важливе для будь-якого організму як у психологічному сенсі, так і у фізичному. Людина може навчитися жити в гармонії з собою та навколишнім середовищем, не слідуючи лише позивам інстинктів. Йому потрібно лише правильно побачити та зрозуміти навколишній світ, а також розібратися у своїх думках, розставивши пріоритети у правильному порядку. Автор: Людмила Мухачова

Гомеостаз, гомеостазис (homeostasis; грец. homoios подібний, той самий + stasis стан, нерухомість),- відносна динамічна сталість внутрішнього середовища (крові, лімфи, тканинної рідини) і стійкість основних фізіологічних функцій (кровообігу, дихання, терморегуляції, обміну речовин і так далі) організму людини та тварин. Регуляторні механізми, що підтримують фізіологічний стан або властивості клітин, органів та систем цілісного організму на оптимальному рівні, називаються гомеостатичними.

Як відомо, жива клітина представляє рухому систему, що саморегулюється. Її внутрішня організація підтримується активними процесами, спрямованими на обмеження, попередження або усунення зрушень, що викликаються різними впливами навколишнього та внутрішнього середовища. Здатність повертатися до вихідного стану після відхилення від деякого середнього рівня, викликаного тим чи іншим фактором, що «обурює», є основною властивістю клітини. Багатоклітинний організм є цілісну організацію, клітинні елементи якої спеціалізовані для виконання різних функцій. Взаємодія всередині організму здійснюється складними регулюючими, координуючими та корелюючими механізмами з

участю нервових, гуморальних, обмінних та інших факторів. Безліч окремих механізмів, що регулюють внутрішньо-і міжклітинні взаємини, виявляє у ряді випадків взаємопротилежні (антагоністичні) впливи, що врівноважують один одного. Це призводить до встановлення в організмі рухомого фізіологічного фону (фізіологічного балансу) і дозволяє живій системі підтримувати відносну динамічну сталість, незважаючи на зміни у навколишньому середовищі та зрушення, що виникають у процесі життєдіяльності організму.

Термін «гомеостаз» запропонований у 1929 р. фізіологом У. Кенноном, який вважав, що фізіологічні процеси, що підтримують стабільність в організмі, настільки складні та різноманітні, що їх доцільно поєднати під загальною назвою гомеостаз. Проте ще 1878 р. До. Бернар писав, що це життєві процеси мають лише одну мету - підтримання сталості умов життя нашій внутрішній середовищі. Аналогічні висловлювання зустрічаються у працях багатьох дослідників 19 та першої половини 20 ст. (Е. Пфлюгер, Ш. Ріше, Фредерік (L.A. Fredericq), І.М. Сєченов, І.П. Павлов, К.М. Биков та інші). Велике значення вивчення проблеми гомеостазу зіграли роботи Л.С. Штерн (із співробітниками), присвячені ролі бар'єрних функцій, що регулюють склад та властивості мікросередовища органів та тканин.

Саме уявлення про гомеостаз не відповідає концепції стійкої (не вагається) рівноваги в організмі - принцип рівноваги не прикладемо до

складним фізіологічним та біохімічним

процесів, які у живих системах. Неправильне також протиставлення гомеостазу ритмічним коливанням у внутрішньому середовищі. Гомеостаз у широкому розумінні охоплює питання циклічного та фазового перебігу реакцій, компенсації, регулювання та саморегулювання фізіологічних функцій, динаміку взаємозалежності нервових, гуморальних та інших компонентів регуляторного процесу. Межі гомеостазу можуть бути жорсткими та пластичними, змінюватись в залежності від індивідуальних вікових, статевих, соціальних, професійних та інших умов.

p align="justify"> Особливе значення для життєдіяльності організму має сталість складу крові - рідкої основи організму (fluid matrix), за висловом У. Кеннона. Добре відома стійкість її активної реакції (рН), осмотичного тиску, співвідношення електролітів (натрію, кальцію, хлору, магнію, фосфору), вмісту глюкози, числа формених елементів тощо. Так, наприклад, рН крові, як правило, не виходить за межі 735-747. Навіть різкі розлади кислотно-лужного обміну з патологією накопиченням кислот у тканинній рідині, наприклад, при діабетичному ацидозі, дуже мало впливають на активну реакцію крові. Незважаючи на те, що осмотичний тиск крові та тканинної рідини піддається безперервним коливанням внаслідок постійного надходження осмотично активних продуктів проміжного обміну, воно зберігається на певному рівні та змінюється лише при деяких виражених патологічних станах.

Незважаючи на те, що кров становить загальне внутрішнє середовище організму, клітини органів і тканин безпосередньо не стикаються з нею.

У багатоклітинних організмах кожен орган має власне внутрішнє середовище (мікросередовище), що відповідає його структурним і функціональним особливостям, і нормальний стан органів залежить від хімічного складу, фізико-хімічних, біологічних та інших властивостей цього мікросередовища. Її гомеостаз обумовлений функціональним станом гістогематичних бар'єрів та їх проникністю у напрямках кров→тканинна рідина, тканинна рідина→кров.

Особливо важливе значення має сталість внутрішнього середовища для діяльності центральної нервової системи: навіть незначні хімічні та фізико-хімічні зрушення, що виникають у цереброспінальній рідині, глії та навколоклітинних просторах, можуть викликати різке порушення перебігу життєвих процесів в окремих нейронах або в їх ансамблях. Складною гомеостатичною системою, що включає різні нейрогуморальні, біохімічні, гемодинамічні та інші механізми регуляції є система забезпечення оптимального рівня артеріального тиску. При цьому верхня межа рівня артеріального тиску визначається функціональними можливостями барорецепторів судинної системи тіла, а нижня межа – потребами організму у кровопостачанні.

До найбільш досконалих гомеостатичних механізмів в організмі вищих тварин та людини належать процеси терморегуляції;