A szervezet homeosztázisának mutatói közé tartozik. A homeosztázis fenntartásának jellemzői, funkciói, példák és mechanizmusok. A homeosztázis megnyilvánulása a biológiai rendszerek szerveződésének különböző szintjein

homeosztázis(ógörög ὁμοιοστάσις szóból ὅμοιος - ugyanaz, hasonló és στάσις - álló, mozdulatlanság) - önszabályozás, egy nyitott rendszer azon képessége, hogy fenntartsa belső állapotának állandóságát, a koordinált, összehangolt reakciók által megcélzott. A rendszer vágya önmaga reprodukálására, az elvesztett egyensúly helyreállítására, a külső környezet ellenállásának leküzdésére. A populáció homeosztázis egy populáció azon képessége, hogy bizonyos számú egyedét hosszú ideig fenntartsa.

Általános információ

a homeosztázis tulajdonságai

• instabilitás
• Az egyensúlyra való törekvés
• kiszámíthatatlanság

• Az alapvető anyagcsere szintjének szabályozása étrendtől függően.

Ökológiai homeosztázis

Biológiai homeosztázis

Sejt homeosztázis

A sejt kémiai aktivitásának szabályozása számos folyamaton keresztül valósul meg, amelyek között különösen fontos magának a citoplazma szerkezetének változása, valamint az enzimek szerkezete és aktivitása. Az önszabályozás függ a hőmérséklettől, a savasság mértékétől, az aljzat koncentrációjától, bizonyos makro- és mikroelemek jelenlététől. A homeosztázis sejtmechanizmusai a szövetek vagy szervek természetesen elhalt sejtjeinek helyreállítására irányulnak integritásuk megsértése esetén.

Regeneráció-a test szerkezeti elemeinek frissítése és számuk sérülés utáni helyreállítása, amelynek célja a szükséges funkcionális tevékenység biztosítása

A regenerációs reakciótól függően az emlősök szövetei és szervei 3 csoportra oszthatók:

1) sejtregenerációval jellemezhető szövetek és szervek (csontok, laza kötőszövet, vérképző rendszer, endotélium, mezotélium, a gyomor-bél traktus nyálkahártyája, légutak és húgyúti rendszer)

2) sejtes és intracelluláris regenerációval jellemezhető szövetek és szervek (máj, vese, tüdő, simaizom és vázizmok, vegetatív idegrendszer, hasnyálmirigy, endokrin rendszer)

3) szövetek, amelyeket elsősorban vagy kizárólag intracelluláris regeneráció jellemez (a központi szívizom és ganglionsejtek idegrendszer)

Az evolúció során 2 típusú regeneráció alakult ki: fiziológiai és reparatív.

Más területek

Az aktuárius beszélhet róla kockázati homeosztázis amelyben például azok, akiknek autójába blokkolásgátló fékrendszer van, nincsenek biztonságosabb helyzetben, mint azok, akiknek nincs beépítve, mert ezek az emberek öntudatlanul kockázatos vezetéssel kompenzálják a biztonságosabb autót. Ez azért történik, mert egyes tartómechanizmusok – például a félelem – leállnak.

stressz homeosztázis

Példák

• hőszabályozás
  • Túl alacsony testhőmérséklet esetén a vázizom remegés kezdődhet.
• Kémiai szabályozás

Források

1. O.-Ya.L.Bekish. Orvosi biológia. - Minszk: Urajay, 2000. - 520 p. - ISBN 985-04-0336-5.

Téma № 13. Homeosztázis, szabályozásának mechanizmusai.

A test mint nyitott önszabályozó rendszer.

Az élő szervezet olyan nyitott rendszer, amely az idegrendszeren, az emésztőrendszeren, a légzőszerveken, a kiválasztó rendszeren stb. keresztül kapcsolatban áll a környezettel.

A táplálékkal, vízzel történő anyagcsere során a gázcsere során különféle kémiai vegyületek kerülnek a szervezetbe, amelyek a szervezetben változásokon mennek keresztül, bejutnak a szervezet szerkezetébe, de nem maradnak meg tartósan. Az asszimilált anyagok lebomlanak, energiát szabadítanak fel, a bomlástermékek kikerülnek a külső környezetbe. Az elpusztult molekula helyére egy új kerül, és így tovább.

A test nyitott, dinamikus rendszer. Folyamatosan változó környezetben a szervezet egy bizonyos ideig stabil állapotot tart fenn.

A homeosztázis fogalma. Az élő rendszerek homeosztázisának általános mintái.

homeosztázis - az élő szervezet azon tulajdonsága, hogy fenntartsa a belső környezet viszonylagos dinamikus állandóságát. A homeosztázis a kémiai összetétel relatív állandóságában, az ozmotikus nyomásban, az alapvető élettani funkciók stabilitásában fejeződik ki. A homeosztázis specifikus, és a genotípus határozza meg.

Egy szervezet egyedi tulajdonságainak épségének megőrzése az egyik legáltalánosabb biológiai törvény. Ezt a törvényt a nemzedékek vertikális sorozatában a szaporodási mechanizmusok, az egyén élete során pedig a homeosztázis mechanizmusai biztosítják.

A homeosztázis jelensége a szervezet evolúciósan kialakult, örökletesen rögzült alkalmazkodó tulajdonsága a normál környezeti feltételekhez. Ezek a feltételek azonban lehetnek rövid vagy hosszú távúak a normál tartományon kívül. Ilyen esetekben az alkalmazkodás jelenségeit nemcsak a belső környezet megszokott tulajdonságainak helyreállítása jellemzi, hanem a funkció rövid távú változásai is (például a szívműködés ritmusának növekedése és a szívműködés növekedése). a légzőmozgások gyakorisága fokozott izommunkával). A homeosztázis reakciók a következőkre irányulhatnak:

az ismert állandósult állapotszintek fenntartása;

káros tényezők kiküszöbölése vagy korlátozása;

a szervezet és a környezet közötti interakció optimális formáinak kialakítása vagy megőrzése létezésének megváltozott körülményei között. Mindezek a folyamatok meghatározzák az alkalmazkodást.

Ezért a homeosztázis fogalma nemcsak a test különféle fiziológiai állandóinak bizonyos állandóságát jelenti, hanem magában foglalja a fiziológiai folyamatok adaptációs és koordinációs folyamatait is, amelyek nemcsak a normákban, hanem a változó körülmények között is biztosítják a test egységét. létezéséről.

A homeosztázis fő összetevőit C. Bernard határozta meg, és három csoportra oszthatók:

A. A sejtszükségletet biztosító anyagok:

Az energiaképződéshez, a növekedéshez és a regenerálódáshoz szükséges anyagok - glükóz, fehérjék, zsírok.

NaCl, Ca és egyéb szervetlen anyagok.

Oxigén.

belső szekréció.

B. A sejtaktivitást befolyásoló környezeti tényezők:

ozmotikus nyomás.

Hőfok.

Hidrogénion-koncentráció (pH).

B. A szerkezeti és funkcionális egységet biztosító mechanizmusok:

Átöröklés.

Regeneráció.

immunbiológiai reaktivitás.

A biológiai szabályozás elve biztosítja a szervezet belső állapotát (tartalmát), valamint az ontogenezis és a filogenezis szakaszai közötti kapcsolatot. Ez az elv széles körben elterjedt. Tanulmányozása során felmerült a kibernetika - a vadon élő állatok, az emberi társadalom, az ipar komplex folyamatainak célirányos és optimális szabályozásának tudománya (Berg I.A., 1962).

Az élő szervezet egy komplexum ellenőrzött rendszer, ahol a külső és belső környezet számos változójának kölcsönhatása megy végbe. Minden rendszerben közös a jelenlét bemenet változók, amelyek a rendszer viselkedésének tulajdonságaitól és törvényszerűségeitől függően átalakulnak hétvége változók (10. ábra).

Rizs. 10 - Az élő rendszerek homeosztázisának általános sémája

A kimeneti változók a bemeneti változóktól és a rendszer viselkedésének törvényeitől függenek.

A kimenő jel hatását a rendszer vezérlőrészére ún Visszacsatolás , aminek nagy jelentősége van az önszabályozásban (homeosztatikus reakció). Megkülönböztetni negatív éspozitív Visszacsatolás.

negatív A visszacsatolás csökkenti a bemeneti jel hatását a kimenet értékére a következő elv szerint: "minél több (kimeneten), annál kevesebb (bemeneten)". Segít helyreállítani a rendszer homeosztázisát.

Nál nél pozitív visszacsatolás, a bemeneti jel értéke a következő elv szerint növekszik: "minél több (kimeneten, annál több (bemeneten)). Fokozza az ebből eredő eltérést a kezdeti állapottól, ami a homeosztázis megsértéséhez vezet.

Az önszabályozás minden típusa azonban ugyanazon az elven működik: a kezdeti állapottól való öneltérés, amely ösztönzőleg hat a korrekciós mechanizmusok bekapcsolására. Tehát a vér normál pH-ja 7,32-7,45. A pH 0,1-es eltolódása a szívműködés megsértéséhez vezet. Ezt az elvet Anokhin P.K. 1935-ben, és az adaptív reakciók megvalósítását szolgáló visszacsatolási elvnek nevezték.

A homeosztatikus válasz általános elve(Anokhin: "Funkcionális rendszerek elmélete"):

eltérést alapvonal→ jel → visszacsatolási elven alapuló szabályozó mechanizmusok aktiválása → változások korrekciója (normalizálás).

Igen, at fizikai munka nő a vér CO 2 koncentrációja → pH eltolódik a savas oldalra → a jel a medulla oblongata légzőközpontjába kerül → a centrifugális idegek impulzust vezetnek a bordaközi izmokhoz és mélyül a légzés → csökken a CO 2 a vérben, a pH helyreáll.

A homeosztázis szabályozásának mechanizmusai molekuláris-genetikai, sejtes, szervezeti, populáció-faji és bioszféra szinten.

A szabályozó homeosztatikus mechanizmusok gén-, sejt- és szisztémás (organizmus, populáció-faj és bioszféra) szinten működnek.

Gén mechanizmusok homeosztázis. A test homeosztázisának minden jelensége genetikailag meghatározott. Már az elsődleges géntermékek szintjén is van közvetlen kapcsolat - "egy szerkezeti gén - egy polipeptidlánc". Ezenkívül kollineáris egyezés van a DNS-nukleotid-szekvencia és a polipeptidlánc aminosav-szekvenciája között. Az örökölt programban egyéni fejlődés A szervezet nem állandó, hanem változó környezeti feltételek mellett biztosítja a fajspecifikus jellemzők kialakulását, az örökletes reakciónorma határain belül. A DNS kettős hélixe nélkülözhetetlen a replikáció és a helyreállítás folyamataiban. Mindkettő közvetlenül kapcsolódik a genetikai anyag működésének stabilitásának biztosításához.

Genetikai szempontból megkülönböztethető a homeosztázis elemi és szisztémás megnyilvánulása. Példák a homeosztázis elemi megnyilvánulásaira: tizenhárom véralvadási faktor génszabályozása, szövetek és szervek hisztokompatibilitásának génszabályozása, amely lehetővé teszi a transzplantációt.

Az átültetett területet ún transzplantáció. Az a szervezet, amelyből a szövetet átültetik donor , és kinek ültetik át - befogadó . A transzplantáció sikere a szervezet immunológiai reakcióitól függ. Létezik autotranszplantáció, szingén transzplantáció, allotranszplantáció és xenotranszplantáció.

Autotranszplantáció – szövetek átültetése ugyanabban a szervezetben. Ebben az esetben a transzplantáció fehérjéi (antigénjei) nem különböznek a recipiens fehérjéitől. Nincs immunológiai reakció.

Szingén transzplantáció azonos genotípusú, egypetéjű ikreknél végezték.

allotranszplantáció – szövetek átültetése egyik egyedről a másikra, amely ugyanahhoz a fajhoz tartozik. A donor és a recipiens az antigénekben különbözik, ezért magasabb rendű állatokban a szövetek és szervek hosszú távú beágyazódása figyelhető meg.

Xenotranszplantáció A donor és a recipiens különböző típusú szervezetekhez tartozik. Ez a fajta átültetés bizonyos gerinctelen állatoknál sikeres, de az ilyen transzplantációk nem eresztenek gyökeret a magasabb rendű állatokban.

A transzplantációban a jelenségnek nagy jelentősége van immunológiai tolerancia (szövet-kompatibilitás). Az immunitás elnyomása szövettranszplantáció esetén (immunszuppresszió) a következőkkel érhető el: az immunrendszer aktivitásának elnyomása, sugárzás, antilimfotikus szérum, mellékvesekéreg hormonjai, kémiai készítmények - antidepresszánsok (imuran). A fő feladat nemcsak az immunitás, hanem a transzplantációs immunitás elnyomása.

transzplantációs immunitás a donor és a recipiens genetikai felépítése határozza meg. Az átültetett szövetre reakciót kiváltó antigének szintéziséért felelős géneket szöveti inkompatibilitási géneknek nevezzük.

Emberben a hisztokompatibilitás fő genetikai rendszere a HLA (humán leukocita antigén) rendszer. Az antigének kellően jól reprezentáltak a leukociták felületén, és antiszérummal határozhatók meg. A rendszer felépítésének terve az emberben és az állatban ugyanaz. Egységes terminológiát fogadtak el a HLA-rendszer genetikai lokuszainak és alléljainak leírására. Az antigének jelölése: HLA-A1; HLA-A 2 stb. Azok az új antigének, amelyeket nem sikerült véglegesen azonosítani, W-nek (Work) jelölik. A HLA rendszer antigénjeit 2 csoportra osztják: SD és LD (11. ábra).

Meghatározzuk az SD csoport antigénjeit szerológiai módszerekés a HLA-rendszer 3 allókuszának génjei határozzák meg: HLA-A; HLA-B; HLA-C.

Rizs. 11 – A HLA fő humán hisztokompatibilitási genetikai rendszere

Az LD - antigéneket a hatodik kromoszóma HLA-D allókusza szabályozza, és a leukociták vegyes tenyészetének módszerével határozzák meg.

A HLA - humán antigéneket szabályozó gének mindegyike nagyszámú allélt tartalmaz. Tehát a HLA-A allókusz 19 antigént irányít; HLA-B - 20; HLA-C - 5 "működő" antigén; HLA-D - 6. Így már körülbelül 50 antigént találtak emberben.

A HLA-rendszer antigén polimorfizmusa az egyik eredete és a köztük lévő szoros genetikai kapcsolat eredménye. A transzplantációhoz szükséges a donor és a recipiens azonosítása a HLA rendszer antigénjei szerint. A rendszer 4 antigénjébe azonos vese átültetése 70%-os túlélést biztosít; 3-60%; 2-45%; 1-25%.

Vannak speciális központok, amelyek a donor és a recipiens kiválasztását végzik a transzplantációhoz, például Hollandiában - "Eurotransplant". A HLA-rendszer antigénjei alapján történő tipizálást a Fehérorosz Köztársaságban is végzik.

Sejtes mechanizmusok A homeosztázis célja a szövetek, szervek sejtjeinek helyreállítása integritásuk megsértése esetén. Az elpusztítható biológiai struktúrák helyreállítását célzó folyamatok összességét ún regeneráció. Ez a folyamat minden szintre jellemző: a fehérjék, a sejtszervecskék összetevőinek, a teljes organellumoknak és maguknak a sejteknek a megújulása. Az orvostudomány számára e folyamatok elsajátítása szempontjából fontos a szervi funkciók helyreállítása idegsérülés vagy repedés után, a sebgyógyulás.

A szöveteket regenerációs képességük szerint 3 csoportra osztják:

Jellemző szövetek és szervek sejtes regeneráció (csontok, laza kötőszövet, vérképző rendszer, endotélium, mesothelium, a bélrendszer nyálkahártyái, a légutak és az urogenitális rendszer.

Jellemző szövetek és szervek sejtes és intracelluláris regeneráció (máj, vese, tüdő, simaizom és vázizmok, vegetatív idegrendszer, endokrin, hasnyálmirigy).

Szövetek, amelyek túlnyomórészt intracelluláris regeneráció (miocardium) vagy kizárólag intracelluláris regeneráció (a központi idegrendszer ganglionsejtjei). Felöleli a makromolekulák és sejtszervecskék helyreállítási folyamatait elemi struktúrák összeállításával vagy osztódásával (mitokondriumok).

Az evolúció során 2 típusú regeneráció alakult ki fiziológiai és reparatív .

Fiziológiai regeneráció - Ez a test elemeinek helyreállításának természetes folyamata az élet során. Ilyen például az eritrociták és leukociták helyreállítása, a bőr, a haj hámjának cseréje, a tejfogak cseréje maradandóra. Ezeket a folyamatokat külső és belső tényezők befolyásolják.

Reparatív regeneráció a károsodás vagy sérülés következtében elvesztett szervek és szövetek helyreállítása. A folyamat mechanikai sérülések, égési sérülések, vegyi vagy sugársérülések, valamint betegségek és sebészeti beavatkozások következtében következik be.

A reparatív regenerációt a tipikus (homomorfózis) és atipikus (heteromorfózis). Az első esetben egy eltávolított vagy megsemmisült szervet regenerál, a második esetben az eltávolított szerv helyére egy másik szerv fejlődik.

Atipikus regeneráció gerincteleneknél gyakoribb.

A hormonok serkentik a regenerációt agyalapi mirigy és pajzsmirigy . Számos módja van a regenerációnak:

Epimorfózis vagy teljes regeneráció - a sebfelület helyreállítása, a rész teljessé tétele (például gyíknál farok, gőténél végtagok növekedése).

Morphollaxis - a megmaradt szervrész átstrukturálása az egészre, csak kisebbre. Ezt a módszert az jellemzi, hogy az újat a régi maradványaiból átalakítják (például egy csótány végtagjának helyreállítása).

Endomorfózis - felépülés a szövetek és szervek intracelluláris átstrukturálódása miatt. A sejtek számának és méretének növekedése miatt a szerv tömege megközelíti a kezdeti értéket.

Gerinceseknél a reparatív regeneráció a következő formában megy végbe:

Teljes regeneráció - az eredeti szövet helyreállítása annak károsodása után.

Regeneratív hipertrófia , jellemző a belső szervek. Ilyenkor a sebfelszín heggel gyógyul, az eltávolított terület nem nő vissza és a szerv formája sem áll helyre. A szerv fennmaradó részének tömege a sejtek számának és méretének növekedése miatt növekszik, és megközelíti az eredeti értéket. Tehát az emlősökben a máj, a tüdő, a vese, a mellékvese, a hasnyálmirigy, a nyál, a pajzsmirigy regenerálódik.

Intracelluláris kompenzációs hiperplázia sejt ultrastruktúrák. Ebben az esetben a károsodás helyén heg képződik, és a kezdeti tömeg helyreállítása a sejtek térfogatának növekedése miatt következik be, nem pedig számuk miatt, az intracelluláris struktúrák (idegszövet) növekedése (hiperplázia) alapján. ).

A szisztémás mechanizmusokat a szabályozási rendszerek kölcsönhatása biztosítja: ideges, endokrin és immunrendszer .

Az idegrendszer szabályozása a központi idegrendszer végzi és koordinálja. A sejtekbe és szövetekbe jutó idegimpulzusok nemcsak gerjesztést okoznak, hanem szabályozzák a kémiai folyamatokat, biológiai cserét is. hatóanyagok. Jelenleg több mint 50 neurohormon ismeretes. Tehát a hipotalamuszban vazopresszin, oxitocin, liberinek és sztatinok termelődnek, amelyek szabályozzák az agyalapi mirigy működését. A homeosztázis szisztémás megnyilvánulásaira példa az állandó hőmérséklet, vérnyomás fenntartása.

A homeosztázis és az alkalmazkodás szempontjából az idegrendszer minden szervezeti folyamat fő szervezője. Az alkalmazkodás középpontjában az élőlények és a környezeti feltételek közötti egyensúly megteremtése áll, N.P. Pavlov, reflex folyamatok. A homeosztatikus szabályozás különböző szintjei között a szervezet belső folyamatainak szabályozási rendszerében privát hierarchikus alárendeltség van (12. ábra).

Rizs. 12. - Hierarchikus alárendeltség a szervezet belső folyamatainak szabályozási rendszerében.

A legalapvetőbb szint a sejt- és szöveti szintek homeosztatikus rendszere. Fölöttük a perifériás idegi szabályozási folyamatok, például a helyi reflexek találhatók. Továbbra is ebben a hierarchiában vannak bizonyos fiziológiai funkciók önszabályozási rendszerei a „visszacsatolás” különféle csatornáival. Ennek a piramisnak a tetejét az agykéreg és az agy foglalja el.

Egy összetett többsejtű szervezetben mind a közvetlen, mind a visszacsatolási kapcsolatokat nemcsak idegi, hanem hormonális (endokrin) mechanizmusok is megvalósítják. Az endokrin rendszert alkotó mirigyek mindegyike hatással van ennek a rendszernek a többi szervére, és ez utóbbi befolyásolja őket.

Endokrin mechanizmusok homeosztázis a B.M. szerint. Zavadszkij, ez a plusz-mínusz kölcsönhatás mechanizmusa, azaz. a mirigy funkcionális aktivitásának egyensúlyba hozása a hormon koncentrációjával. A hormon magas koncentrációja esetén (a normál felett) a mirigy aktivitása gyengül, és fordítva. Ezt a hatást a hormonnak az azt termelő mirigyre gyakorolt ​​hatása fejti ki. Számos mirigyben a szabályozás a hipotalamuszon és az agyalapi mirigy elülső részén keresztül jön létre, különösen stresszreakció során.

Belső elválasztású mirigyek az agyalapi mirigy elülső részéhez való viszonyuk alapján két csoportra osztható. Ez utóbbi központinak, a többi endokrin mirigy perifériásnak tekinthető. Ez a felosztás azon alapul, hogy az agyalapi mirigy elülső része termeli az úgynevezett trópusi hormonokat, amelyek bizonyos perifériás endokrin mirigyeket aktiválnak. A perifériás endokrin mirigyek hormonjai viszont az agyalapi mirigy elülső részére hatnak, gátolják a trópusi hormonok szekrécióját.

A homeosztázist biztosító reakciók nem korlátozódhatnak egyetlen belső elválasztású mirigyre sem, hanem valamilyen szinten az összes mirigyet lefogják. A létrejövő reakció láncáramlást kap, és átterjed más effektorokra. A hormonok élettani jelentősége a szervezet más funkcióinak szabályozásában rejlik, ezért a lánc jelleget minél jobban ki kell fejezni.

A szervezet környezetének folyamatos megsértése hozzájárul a homeosztázis megőrzéséhez a hosszú élet során. Ha olyan életkörülményeket teremtesz, amelyek között semmi sem okoz jelentős változásokat a belső környezetben, akkor a szervezet teljesen fegyvertelen lesz, amikor a környezettel találkozik, és hamarosan meghal.

Az idegi és endokrin szabályozó mechanizmusok kombinációja a hipotalamuszban komplex homeosztatikus reakciókat tesz lehetővé, amelyek a szervezet zsigeri funkcióinak szabályozásához kapcsolódnak. Az idegrendszer és az endokrin rendszer a homeosztázis egyesítő mechanizmusa.

Példa általános reakcióra az ideges és humorális mechanizmusok olyan stresszes állapot, amely kedvezőtlen életkörülmények között alakul ki, és fennáll a homeosztázis megsértésének veszélye. Stressz hatására a legtöbb rendszer állapota megváltozik: izom-, légző-, szív- és érrendszeri, emésztő-, érzékszervek, vérnyomás, vérösszetétel. Mindezek a változások egyéni homeosztatikus reakciók megnyilvánulása, amelyek célja a szervezet ellenálló képességének növelése a kedvezőtlen tényezőkkel szemben. A test erőinek gyors mozgósítása védőreakcióként hat a stressz állapotára.

A "szomatikus stresszel" a szervezet általános rezisztenciájának növelésének feladatát a 13. ábrán látható séma szerint oldják meg.

Rizs. 13 - A test általános ellenállásának növelésének sémája, amikor

Homeosztázis - mi ez? A homeosztázis fogalma

A homeosztázis egy önszabályozó folyamat, amelyben minden biológiai rendszer a stabilitás megőrzésére törekszik a túléléshez optimális feltételekhez való alkalmazkodás időszakában. Bármely rendszer dinamikus egyensúlyban van, egy stabil állapot elérésére törekszik, amely ellenáll a külső tényezőknek és ingereknek.

A homeosztázis fogalma

Minden testrendszernek együtt kell működnie a megfelelő homeosztázis fenntartása érdekében a szervezetben. A homeosztázis a testhőmérséklet, a víztartalom és a szén-dioxid szint szabályozása. Például, cukorbetegség olyan állapot, amelyben a szervezet nem tudja szabályozni a vércukorszintet.

A homeosztázis egy olyan kifejezés, amelyet egyrészt az élőlények ökoszisztémában való létezésének leírására, másrészt a sejtek szervezeten belüli sikeres működésének leírására használnak. Az élőlények és populációk képesek fenntartani a homeosztázist, miközben fenntartják a stabil születési és halálozási arányt.

Visszacsatolás

A visszacsatolás olyan folyamat, amely akkor következik be, amikor a szervezet rendszereit le kell lassítani vagy teljesen le kell állítani. Amikor az ember eszik, az étel bejut a gyomorba, és megkezdődik az emésztés. Az étkezések között a gyomornak nem szabad dolgoznia. Az emésztőrendszer hormonok és idegimpulzusok sorozatával működik, hogy megállítsa és elindítsa a savtermelést a gyomorban.

A negatív visszacsatolás másik példája a testhőmérséklet emelkedése esetén figyelhető meg. A homeosztázis szabályozása izzadásban, a szervezet túlmelegedéssel szembeni védekező reakciójában nyilvánul meg. Ily módon a hőmérséklet emelkedése megáll, és a túlmelegedés problémája semlegesíthető. Hipotermia esetén a szervezet számos intézkedést is előír a felmelegedés érdekében.

A belső egyensúly fenntartása

A homeosztázis úgy definiálható, mint egy szervezet vagy rendszer olyan tulajdonsága, amely segíti az adott paramétereket a normál értéktartományon belül tartani. Ez az élet kulcsa, és a homeosztázis fenntartásának rossz egyensúlya olyan betegségekhez vezethet, mint a magas vérnyomás és a cukorbetegség.

A homeosztázis kulcsfontosságú elem az emberi test működésének megértésében. Ilyen formális definíció jellemzi azt a rendszert, amely szabályozza belső környezetét, és igyekszik fenntartani a szervezetben végbemenő összes folyamat stabilitását és szabályszerűségét.

Homeosztatikus szabályozás: testhőmérséklet

Az emberi testhőmérséklet szabályozása jó példa a biológiai rendszerek homeosztázisára. Egészséges állapotban a testhőmérséklete +37°C körül ingadozik, de számos tényező befolyásolhatja ezt az értéket, beleértve a hormonokat, az anyagcsere sebességét, ill. különféle betegségek amelyek a hőmérséklet emelkedését okozzák.

A testben a hőmérséklet szabályozását az agy hipotalamusznak nevezett részében szabályozzák. Az agyba jutó véráramon keresztül hőmérsékleti jelek érkeznek, valamint a légzés gyakoriságára, a vércukorszintre és az anyagcserére vonatkozó adatok elemzése. Az emberi test hővesztesége szintén hozzájárul az aktivitás csökkenéséhez.

Víz-só egyensúly

Bármennyi vizet iszik az ember, a test nem dagad fel, mint egy léggömb, és az emberi test sem zsugorodik, mint a mazsola, ha nagyon keveset iszik. Valószínűleg valaki legalább egyszer elgondolkodott ezen. Így vagy úgy, a szervezet tudja, mennyi folyadékot kell tárolni a kívánt szint fenntartásához.

A só és a glükóz (cukor) koncentrációját a szervezetben állandó szinten tartják (negatív tényezők hiányában), a vér mennyisége a szervezetben körülbelül 5 liter.

Vércukor szabályozás

A glükóz egyfajta cukor, amely a vérben található. Az emberi szervezetnek megfelelő glükózszintet kell fenntartania ahhoz, hogy egy személy egészséges maradjon. Ha a glükózszint túl magas, a hasnyálmirigy felszabadítja az inzulin hormont.

Ha a vércukorszint túl alacsonyra esik, a máj átalakítja a vérben lévő glikogént, ezáltal megemeli a cukorszintet. Amikor a kórokozó baktériumok vagy vírusok bejutnak a szervezetbe, megkezdi a harcot a fertőzés ellen, mielőtt a kórokozó elemek bármilyen egészségügyi problémához vezethetnének.

Nyomás ellenőrzés alatt

Az egészséges vérnyomás fenntartása is a homeosztázis egyik példája. A szív érzékeli a vérnyomás változásait, és jeleket küld az agynak feldolgozásra. Ezt követően az agy egy jelet küld vissza a szívnek a helyes reagálásra vonatkozó utasításokkal. Ha a vérnyomás túl magas, csökkenteni kell.

Hogyan érhető el a homeosztázis?

Hogyan szabályozza az emberi test az összes rendszert és szervet, és hogyan kompenzálja a folyamatban lévő változásokat környezet? Ennek oka számos természetes érzékelő jelenléte, amelyek szabályozzák a hőmérsékletet, a vérsó-összetételt, a vérnyomást és sok más paramétert. Ezek az érzékelők jeleket küldenek az agyba, a fő vezérlőközpontba, ha egyes értékek eltérnek a normától. Ezt követően kompenzációs intézkedéseket indítanak a normál állapot helyreállítására.

A homeosztázis fenntartása hihetetlenül fontos a szervezet számára. Az emberi szervezet bizonyos mennyiségű savat és lúgot tartalmaz, amelyek megfelelő egyensúlya elengedhetetlen minden szerv és testrendszer optimális működéséhez. A vér kalciumszintjét megfelelő szinten kell tartani. Mivel a légzés akaratlan, az idegrendszer ellátja a szervezetet a nagyon szükséges oxigénnel. Amikor a méreganyagok bejutnak a véráramba, megzavarják a szervezet homeosztázisát. Az emberi szervezet erre a zavarra a húgyúti rendszer segítségével reagál.

Fontos hangsúlyozni, hogy a szervezet homeosztázisa automatikusan működik, ha a rendszer normálisan működik. Például hőre adott reakció - a bőr kipirosodik, mert a kis véredények automatikusan kitágulnak. A remegés válasz a hidegre. A homeosztázis tehát nem szervek összessége, hanem a testi funkciók szintézise és egyensúlya. Ez együtt lehetővé teszi, hogy az egész testet stabil állapotban tartsa.

9.4. A homeosztázis fogalma. Az élő rendszerek homeosztázisának általános mintái

Annak ellenére, hogy az élő szervezet egy nyitott rendszer, amely a környezettel anyagot és energiát cserél, és azzal egységben létezik, időben és térben önálló biológiai egységként megtartja magát, megtartja szerkezetét (morfológiáját), viselkedési reakcióit, sajátos. fizikai-kémiai állapotok a sejtekben, szövetnedvekben. Az élő rendszerek azon képességét, hogy ellenálljanak a változásoknak, és fenntartsák az összetétel és a tulajdonságok dinamikus állandóságát, homeosztázisnak nevezzük. A "homeosztázis" kifejezést W. Cannon javasolta 1929-ben. C. Bernard azonban a 19. század második felében fogalmazta meg a fiziológiai mechanizmusok létezésének gondolatát, amelyek biztosítják az organizmusok belső környezetének állandóságának fenntartását.

A homeosztázis az evolúció során javult. A többsejtű szervezeteknek belső környezetük van, amelyben különböző szervek és szövetek sejtjei találhatók. Ezután speciális szervrendszerek (keringés, táplálkozás, légzés, kiválasztás stb.) alakultak ki, amelyek a szervezet minden szintjén (molekuláris, szubcelluláris, sejtes, szöveti, szervi és szervezeti) részt vesznek a homeosztázis biztosításában. A homeosztázis legtökéletesebb mechanizmusai az emlősökben alakultak ki, ami hozzájárult a környezethez való alkalmazkodás lehetőségeinek jelentős bővüléséhez. A homeosztázis mechanizmusai és típusai hosszú távú evolúció során alakultak ki, genetikailag rögzítettek. Az idegen genetikai információ megjelenése a szervezetben, amelyet gyakran baktériumok, vírusok, más élőlények sejtjei, valamint saját mutáns sejtjei visznek be, jelentősen megzavarhatja a szervezet homeosztázisát. Védelemként az idegen genetikai információk ellen, amelyeknek a szervezetbe jutása és későbbi megvalósítása toxinokkal (idegen fehérjékkel) való mérgezéshez vezetne, egy olyan típusú homeosztázis alakult ki, mint pl. genetikai homeosztázis, amely biztosítja a szervezet belső környezetének genetikai állandóságát. Azon alapul immunológiai mechanizmusok, beleértve a szervezet saját integritásának és egyéniségének nem specifikus és specifikus védelmét. Nem specifikus mechanizmusok veleszületett, alkotmányos, faji immunitás, valamint az egyéni nem specifikus rezisztencia hátterében áll. Ide tartozik a bőr és a nyálkahártyák barrier funkciója, a verejték- és faggyúmirigyek váladékának baktericid hatása, a gyomor és a belek tartalmának baktericid tulajdonságai, a nyál- és könnymirigyek lizozim szekréciója. Ha az organizmusok behatolnak a belső környezetbe, akkor a gyulladásos reakció során eliminálódnak, amelyet fokozott fagocitózis kísér, valamint az interferon (25 000-110 000 molekulatömegű fehérje) vírusosztatikus hatása.

Specifikus immunológiai mechanizmusok a szerzett immunitás alapját képezik, amelyet az immunrendszer hajt végre, amely felismeri, feldolgozza és eltávolítja az idegen antigéneket. A humorális immunitás a vérben keringő antitestek képződésén keresztül valósul meg. A sejtes immunitás alapja a T-limfociták képződése, az "immunológiai memória" hosszú életű T- és B-limfocitáinak megjelenése, az allergiák előfordulása (túlérzékenység egy adott antigénnel szemben). Emberben a védőreakciók csak az élet 2. hetében lépnek érvénybe, 10 éves korukra érik el legnagyobb aktivitásukat, 10-ről 20 évre enyhén csökkennek, 20-40 éves korban megközelítőleg azonos szinten maradnak, majd fokozatosan elmúlnak. .

Az immunológiai védekezési mechanizmusok komoly akadályt jelentenek a szervátültetésben, ami graftfelszívódást okoz. A legsikeresebbek jelenleg az autotranszplantáció (szövetek testen belüli transzplantációja) és az egypetéjű ikrek közötti allotranszplantáció eredményei. Sokkal kevésbé sikeresek az interspecifikus transzplantációban (heterotranszplantáció vagy xenotranszplantáció).

A homeosztázis másik típusa az biokémiai homeosztázis segít fenntartani a szervezet folyékony extracelluláris (belső) környezetének (vér, nyirok, szövetnedv) kémiai összetételének állandóságát, valamint a sejtek citoplazmájának és plazmolemmájának kémiai összetételének állandóságát. Fiziológiai homeosztázis biztosítja a szervezet létfontosságú tevékenységének folyamatainak állandóságát. Neki köszönhető, hogy az izoozmia (az ozmotikusan aktív anyagok állandósága), az izotermia (a madarak és emlősök testhőmérsékletének bizonyos határokon belüli fenntartása) stb. Strukturális homeosztázis biztosítja a struktúra (morfológiai szerveződés) állandóságát az élők szerveződésének minden szintjén (molekuláris, szubcelluláris, sejtes stb.).

Populációs homeosztázis biztosítja a populáció egyedszámának állandóságát. Biocenotikus homeosztázis hozzájárul a fajösszetétel és az egyedszám állandóságához a biocenózisokban.

Mivel a szervezet egyetlen rendszerként működik és kölcsönhatásba lép a környezettel, a mögöttes folyamatok különféle fajták a homeosztatikus reakciók szorosan összefüggenek egymással. Különálló homeosztatikus mechanizmusok kombinálódnak és valósulnak meg a test egészének holisztikus adaptív reakciójában. Az ilyen asszociáció a szabályozó-integráló rendszerek (ideg-, endokrin-, immunrendszer) tevékenysége (működése) miatt valósul meg. A szabályozott tárgy állapotában a leggyorsabb változásokat az idegrendszer biztosítja, amely az idegimpulzus előfordulási és vezetési folyamatainak sebességéhez kapcsolódik (0,2-180 m/s). Az endokrin rendszer szabályozó funkciója lassabban történik, mivel korlátozza a hormonok mirigyek általi felszabadulásának sebessége és a véráramban való átvitele. A benne felhalmozódó hormonok hatása azonban egy szabályozott tárgyra (szervre) sokkal hosszabb, mint az idegi szabályozásnál.

A test egy önszabályozó élő rendszer. A homeosztatikus mechanizmusok jelenléte miatt a szervezet összetett önszabályozó rendszer. Az ilyen rendszerek létezésének és fejlődésének alapelveit a kibernetika, míg az élő rendszerekét a biológiai kibernetika tanulmányozza.

A biológiai rendszerek önszabályozása a közvetlen és a visszacsatolás elvén alapul.

A szabályozott értéknek a beállított szinttől való eltérésére vonatkozó információ a visszacsatoló csatornákon keresztül jut el a vezérlőhöz, és úgy változtatja meg annak aktivitását, hogy a szabályozott érték visszatér a kezdeti (optimális) szintre (122. ábra). A visszajelzés negatív lehet(ha a szabályozott érték pozitív irányba tért el (például egy anyag szintézise túlságosan megnövekedett)) és tedd-

Rizs. 122. A közvetlen és visszacsatolás sémája élő szervezetben:

P - szabályozó (idegközpont, endokrin mirigy); RO - szabályozott objektum (sejt, szövet, szerv); 1 – az RO optimális funkcionális aktivitása; 2 - az RO csökkent funkcionális aktivitása pozitív visszacsatolás mellett; 3 - az RO fokozott funkcionális aktivitása negatív visszacsatolás mellett

test(amikor a szabályozott érték negatív irányba tért el (az anyag szintetizálása nem elegendő)). Ez a mechanizmus, valamint több mechanizmus bonyolultabb kombinációi a biológiai rendszerek szerveződésének különböző szintjein zajlanak. Molekuláris szintű működésükre példaként említhető egy kulcsenzim gátlása a túlzott képződés során. végtermék vagy az enzimszintézis visszaszorítása. Sejtszinten a direkt és a visszacsatolás mechanizmusai biztosítják a hormonális szabályozást és a sejtpopuláció optimális sűrűségét (számát). A közvetlen és visszacsatolás megnyilvánulása a szervezet szintjén a vércukorszint szabályozása. Élő szervezetben az automatikus szabályozás és vezérlés (a biokibernetika által vizsgált) mechanizmusai különösen összetettek. Összetettségük mértéke hozzájárul az élő rendszerek "megbízhatóságának" és stabilitásának szintjének növekedéséhez a környezeti változásokkal kapcsolatban.

A homeosztázis mechanizmusai különböző szinteken megkettőződnek. Ez a természetben megvalósítja a rendszerek többhurkos szabályozásának elvét. A fő áramköröket sejtes és szöveti homeosztatikus mechanizmusok képviselik. Nagyfokú automatizmusuk van. A sejtes és szöveti homeosztatikus mechanizmusok szabályozásában a genetikai tényezők, a lokális reflexhatások, a sejtek közötti kémiai és kontakt kölcsönhatások a főszerep.

A homeosztázis mechanizmusai jelentős változásokon mennek keresztül az emberi ontogenezis során. Csak 2 héttel a születés után

Rizs. 123. A test elvesztésének és helyreállításának lehetőségei

biológiai védekezési reakciók lépnek életbe (sejtek képződnek, amelyek sejtes és humorális immunitást biztosítanak), és ezek hatékonysága 10 éves korig tovább növekszik. Ebben az időszakban javulnak az idegen genetikai információkkal szembeni védekezési mechanizmusok, valamint nő az ideg- és endokrin szabályozórendszer érettsége is. A homeosztázis mechanizmusai a legmegbízhatóbbak felnőttkor, a szervezet fejlődési és növekedési időszakának végére (19-24 év). A szervezet öregedése a genetikai, szerkezeti, fiziológiai homeosztázis mechanizmusainak hatékonyságának csökkenésével, az ideg- és endokrin rendszer szabályozó hatásainak gyengülésével jár.

5. Homeosztázis.

A szervezet olyan fizikai-kémiai rendszerként definiálható, amely a környezetben álló állapotban létezik. Az élő rendszereknek az a képessége, hogy a folyamatosan változó környezetben stacionárius állapotot fenntartsanak, az határozza meg túlélésüket. Az egyensúlyi állapot biztosítása érdekében minden élőlény - a morfológiailag legegyszerűbbtől a legbonyolultabbig - számos anatómiai, fiziológiai és viselkedési adaptációt fejlesztett ki, amelyek ugyanazt a célt szolgálják - a belső környezet állandóságának megőrzését.

Claude Bernard francia fiziológus 1857-ben fogalmazta meg először azt az elképzelést, hogy a belső környezet állandósága optimális feltételeket biztosít az élőlények életéhez és szaporodásához. Tudományos tevékenysége során Claude Bernardot megdöbbentette az élőlények azon képessége, hogy meglehetősen szűk határok között szabályozzák és fenntartsák az olyan élettani paramétereket, mint a testhőmérséklet vagy a benne lévő víztartalom. A fiziológiai stabilitás alapjaként szolgáló önszabályozás gondolatát a klasszikus kijelentés formájában foglalta össze: "A belső környezet állandósága a szabad élet előfeltétele."

Claude Bernard hangsúlyozta a különbséget az élőlények külső környezete és az egyes sejtjeik belső környezete között, és megértette, mennyire fontos, hogy a belső környezet változatlan maradjon. Például az emlősök képesek fenntartani a testhőmérsékletet a környezeti hőmérséklet ingadozása ellenére. Ha túl hideg lesz, az állat melegebb vagy védettebb helyre költözhet, ha pedig ez nem lehetséges, olyan önszabályozó mechanizmusok lépnek működésbe, amelyek növelik a testhőmérsékletet és megakadályozzák a hőveszteséget. Ennek adaptív jelentősége abban rejlik, hogy a szervezet egésze hatékonyabban működik, hiszen az azt alkotó sejtek optimális körülmények között vannak. Az önszabályozó rendszerek nemcsak a szervezet, hanem a sejtek szintjén is működnek. A szervezet az alkotó sejtjeinek összessége, és a szervezet egészének optimális működése az alkotórészeinek optimális működésétől függ. Bármely önszervező rendszer fenntartja összetételének állandóságát - minőségi és mennyiségi. Ezt a jelenséget homeosztázisnak nevezzük, és ez jellemző a legtöbb biológiai és társadalmi rendszerek. A homeosztázis kifejezést Walter Cannon amerikai fiziológus vezette be 1932-ben.

homeosztázis(görög homoios - hasonló, ugyanaz; sztázis-állapot, mozdulatlanság) - a belső környezet (vér, nyirok, szövetnedv) viszonylagos dinamikus állandósága és az alapvető élettani funkciók (vérkeringés, légzés, hőszabályozás, anyagcsere stb.) stabilitása. . ) emberek és állatok. Azokat a szabályozási mechanizmusokat, amelyek az egész szervezet sejtjeinek, szerveinek és rendszereinek élettani állapotát vagy tulajdonságait optimális szinten tartják, homeosztatikusnak nevezzük. Történelmileg és genetikailag a homeosztázis fogalmának vannak biológiai és orvosbiológiai előfeltételei. Ott végső folyamatként, életszakaszként egy különálló, izolált szervezettel vagy egy emberi egyeddel, mint tisztán biológiai jelenséggel korrelál. A létezés végessége és a sors teljesítésének igénye – a saját fajták szaporodása – lehetővé teszi, hogy a „megőrzés” fogalmán keresztül meghatározzuk az egyes organizmusok túlélési stratégiáját. "A szerkezeti és funkcionális stabilitás megőrzése" minden homeosztázis lényege, amelyet homeosztát vezérel vagy önszabályozó.

Tudniillik az élő sejt egy mobil, önszabályozó rendszer. Belső szerveződését olyan aktív folyamatok támogatják, amelyek célja a környezet és a belső környezet különböző behatásai által okozott eltolódások korlátozása, megakadályozása vagy megszüntetése. A sejt fő tulajdonsága, hogy egy bizonyos átlagos szinttől való eltérés után az eredeti állapotba visszatérhet, amelyet egy-egy "zavaró" tényező okoz. A többsejtű szervezet egy holisztikus szervezet, amelynek sejtelemei különféle funkciók ellátására specializálódtak. A testen belüli interakciót összetett szabályozó, koordináló és korrelációs mechanizmusok hajtják végre idegi, humorális, metabolikus és egyéb tényezők részvételével. Számos egyedi mechanizmus, amely a sejten belüli és intercelluláris kapcsolatokat szabályozza, bizonyos esetekben kölcsönösen ellentétes hatást fejt ki, amelyek kiegyenlítik egymást. Ez egy mozgékony élettani háttér (fiziológiai egyensúly) kialakulásához vezet a szervezetben, és lehetővé teszi, hogy az élő rendszer fenntartsa a viszonylagos dinamikus állandóságot a környezet változásai és a szervezet élete során bekövetkező eltolódások ellenére.

Tanulmányok azt mutatják, hogy az élő szervezetekben létező szabályozási módszerek sokfélék közös vonásai szabályozó eszközökkel nem élő rendszerekben, például gépekben. A stabilitás mindkét esetben egy bizonyos irányítási formával érhető el.

Maga a homeosztázis fogalma nem felel meg a szervezet stabil (nem ingadozó) egyensúlyának fogalmának - az egyensúly elve nem alkalmazható az élő rendszerekben előforduló összetett fiziológiai és biokémiai folyamatokra. Az is helytelen, ha a homeosztázist szembeállítjuk a belső környezet ritmikus ingadozásával. A tágabb értelemben vett homeosztázis felöleli a reakciók ciklikus és fázisfolyamatait, a fiziológiai funkciók kompenzációját, szabályozását és önszabályozását, a szabályozási folyamat idegi, humorális és egyéb összetevői egymásra utaltságának dinamikáját. A homeosztázis határai merevek és képlékenyek lehetnek, az egyéni életkortól, nemtől, társadalmi, szakmai és egyéb feltételektől függően változhatnak.

A szervezet életében különösen fontos a vér összetételének állandósága - a test folyékony alapja (fluidmátrix), W. Cannon szerint. Aktív reakciójának stabilitása (pH), ozmotikus nyomása, elektrolitok aránya (nátrium, kalcium, klór, magnézium, foszfor), glükóz tartalma, képződött elemek száma stb. jól ismert 7,35-7,47 között. Még a sav-bázis anyagcsere súlyos rendellenességei is, amelyek a savak kóros felhalmozódásával járnak a szövetfolyadékban, például diabéteszes acidózis esetén, nagyon csekély hatással vannak a vér aktív reakciójára. Annak ellenére, hogy a vér és a szövetfolyadék ozmotikus nyomása folyamatos ingadozásoknak van kitéve az intersticiális anyagcsere ozmotikusan aktív termékeinek állandó ellátása miatt, bizonyos szinten marad, és csak bizonyos kifejezett nyomással változik. kóros állapotok. Az állandó ozmotikus nyomás fenntartása kiemelten fontos a vízanyagcseréhez és a szervezet ionegyensúlyának fenntartásához. A legnagyobb állandóság a nátriumionok koncentrációja a belső környezetben. Más elektrolitok tartalma is szűk határok között ingadozik. A nagyszámú ozmoreceptor jelenléte a szövetekben és szervekben, beleértve a központi idegrendszeri képződményeket (hipotalamusz, hippokampusz), valamint a vízanyagcsere és az ionösszetétel szabályozóinak összehangolt rendszere lehetővé teszi a szervezet számára, hogy gyorsan kiküszöbölje az ozmotikus vérnyomásban bekövetkező eltolódásokat. például amikor víz kerül a szervezetbe .

Annak ellenére, hogy a vér a test általános belső környezetét képviseli, a szervek és szövetek sejtjei közvetlenül nem érintkeznek vele. V többsejtű élőlények minden szervnek megvan a saját belső környezete (mikrokörnyezete), amely megfelel a szerkezeti és funkcionális jellemzői, és a szervek normál állapota ennek a mikrokörnyezetnek a kémiai összetételétől, fizikai-kémiai, biológiai és egyéb tulajdonságaitól függ. Homeosztázisa meghatározott funkcionális állapot hisztohematikus gátak és permeabilitása a vér - szöveti folyadék irányában; szövetfolyadék - vér.

A központi idegrendszer működése szempontjából különösen fontos a belső környezet állandósága: az agy-gerincvelői folyadékban, a gliákban és a pericelluláris terekben előforduló kisebb kémiai és fizikai-kémiai eltolódások is éles zavart okozhatnak az egyén életfolyamataiban. neuronokban vagy azok együtteseiben. A vérnyomás optimális szintjét biztosító komplex homeosztatikus rendszer, amely különféle neurohumorális, biokémiai, hemodinamikai és egyéb szabályozó mechanizmusokat foglal magában. Ugyanakkor az artériás nyomás szintjének felső határát a szervezet érrendszerének baroreceptorainak működése, alsó határát pedig a szervezet vérellátási szükséglete határozza meg.

A magasabb rendű állatok és emberek szervezetében a legtökéletesebb homeosztatikus mechanizmusok közé tartoznak a hőszabályozási folyamatok; homoioterm állatoknál a test belső részeinek hőmérséklet-ingadozása a környezet legdrámaibb hőmérséklet-változásai során nem haladja meg a tized fokot.

Az idegrendszer szervező szerepe (az idegrendszer elve) alapozza meg a homeosztázis elveinek lényegére vonatkozó közismert elképzeléseket. A homeosztázis problémáját azonban sem a domináns elv, sem a barrier funkciók elmélete, sem az általános adaptációs szindróma, sem a funkcionális rendszerek elmélete, sem a homeosztázis hipotalamusz szabályozása, és sok más elmélet nem tudja teljesen megoldani a homeosztázis problémáját.

Egyes esetekben a homeosztázis fogalmát nem egészen helyesen használják elszigetelt fiziológiai állapotok, folyamatok, sőt társadalmi jelenségek magyarázatára. Így jelennek meg a szakirodalomban az „immunológiai”, „elektrolit”, „szisztémás”, „molekuláris”, „fiziko-kémiai”, „genetikai homeosztázis” stb. A homeosztázis problémáját megpróbálták az önszabályozás elvére redukálni. A homeosztázis problémájának kibernetika szempontjából történő megoldására példa Ashby kísérlete (W.R. Ashby, 1948), hogy olyan önszabályozó eszközt tervezzen, amely szimulálja az élő szervezetek azon képességét, hogy bizonyos mennyiségek szintjét fiziológiailag elfogadható határok között tartsák.

A gyakorlatban a kutatók és a klinikusok a szervezet adaptív (adaptív) vagy kompenzációs képességeinek felmérésével, azok szabályozásával, erősítésével, mobilizálásával, a szervezet zavaró hatásokra adott válaszának előrejelzésével szembesülnek. A vegetatív instabilitás egyes állapotait, amelyeket a szabályozási mechanizmusok elégtelensége, túlzottsága vagy elégtelensége okoz, „a homeosztázis betegségeinek” tekintenek. Bizonyos konvencionális jelleggel magukban foglalhatják a szervezet normális működésének öregedésével járó funkcionális zavarokat, a biológiai ritmusok kényszerű átstrukturálását, a vegetatív dystonia egyes jelenségeit, a stresszes és szélsőséges behatások során fellépő hiper- és hipokompenzációs reaktivitást stb.

A homeosztatikus mechanizmusok állapotának felmérése fiziológiai kísérletben és in klinikai gyakorlat különféle dózisú funkcionális teszteket alkalmaznak (hideg, termikus, adrenalin, inzulin, mezaton stb.) a biológiailag aktív anyagok (hormonok, mediátorok, metabolitok) arányának meghatározásával a vérben és a vizeletben stb.

A homeosztázis biofizikai mechanizmusai.

A kémiai biofizika szempontjából a homeosztázis olyan állapot, amelyben a szervezetben az energiaátalakításokért felelős összes folyamat dinamikus egyensúlyban van. Ez az állapot a legstabilabb, és megfelel a fiziológiai optimumnak. A termodinamika koncepcióinak megfelelően egy szervezet és egy sejt létezhet és alkalmazkodhat olyan környezeti feltételekhez, amelyek mellett a fizikai-kémiai folyamatok stacionárius áramlása létrejöhet egy biológiai rendszerben, pl. homeosztázis. A homeosztázis kialakításában elsősorban a sejtmembrán rendszereké a főszerep, amelyek felelősek a bioenergetikai folyamatokért és szabályozzák az anyagok sejtek általi bejutását és kibocsátását.

Ezekből a helyzetekből a zavar fő okai a normál élettevékenységtől szokatlan, membránokban fellépő, nem enzimatikus reakciók; a legtöbb esetben ezek oxidációs láncreakciók, amelyekben a sejtfoszfolipidekben előforduló szabad gyökök is részt vesznek. Ezek a reakciók a sejtek szerkezeti elemeinek károsodásához és a szabályozó funkció megzavarásához vezetnek. A homeosztázis zavarait okozó tényezők közé tartoznak a gyökképződést okozó szerek is - ionizáló sugárzás, fertőző méreganyagok, bizonyos élelmiszerek, nikotin, valamint vitaminhiány stb.

A membránok homeosztatikus állapotát és működését stabilizáló egyik fő tényező a bioantioxidánsok, amelyek gátolják az oxidatív gyökös reakciók kialakulását.

A homeosztázis életkori jellemzői gyermekeknél.

A test belső környezetének állandósága és a fiziko-kémiai paraméterek relatív stabilitása gyermekkorban az anabolikus anyagcsere-folyamatok kifejezett túlsúlyát biztosítja a katabolikus folyamatokkal szemben. Ez a növekedés nélkülözhetetlen feltétele, és megkülönbözteti a gyermek testét a felnőttek testétől, amelyekben az anyagcsere-folyamatok intenzitása dinamikus egyensúlyi állapotban van. Ebben a tekintetben a gyermek szervezetének homeosztázisának neuroendokrin szabályozása intenzívebb, mint a felnőtteknél. Minden korszakot a homeosztázis mechanizmusainak sajátosságai és azok szabályozása jellemez. Ezért a gyermekeknél sokkal gyakrabban, mint a felnőtteknél, a homeosztázis súlyos megsértése gyakran előfordul életveszélyes. Ezek a rendellenességek leggyakrabban a vesék homeosztatikus funkcióinak éretlenségével, a gyomor-bél traktus működésének vagy a tüdő légzési funkcióinak zavaraival járnak.

A gyermek növekedését, amely sejtjei tömegének növekedésében fejeződik ki, a folyadék testben történő eloszlásának egyértelmű változásai kísérik. Az extracelluláris folyadék térfogatának abszolút növekedése elmarad a teljes súlygyarapodás ütemétől, így a belső környezet testtömeg százalékában kifejezett relatív térfogata az életkorral csökken. Ez a függőség különösen kifejezett a születés utáni első évben. Idősebb gyermekeknél az extracelluláris folyadék relatív térfogatának változási sebessége csökken. A folyadék térfogatának állandóságát szabályozó rendszer (térfogatszabályozás) meglehetősen szűk határok között kompenzálja a vízháztartás eltéréseit. Az újszülöttek és kisgyermekek magas fokú szöveti hidratáltsága szignifikánsan nagyobb vízigényt határoz meg, mint a felnőtteknél (testsúlyegységre vetítve). A vízveszteség vagy annak korlátozása gyorsan kiszáradáshoz vezet az extracelluláris szektor, azaz a belső környezet miatt. Ugyanakkor a vesék - a térfogatszabályozási rendszer fő végrehajtó szervei - nem biztosítanak vízmegtakarítást. A szabályozást korlátozó tényező a vese tubuláris rendszerének éretlensége. A legfontosabb jellemző Az újszülöttek és kisgyermekek homeosztázisának neuroendokrin szabályozása az aldoszteron viszonylag magas szekréciójából és vesén keresztüli kiválasztódásából áll, amely közvetlen hatással van a szövetek hidratáltsági állapotára és a vesetubulusok működésére.

A vérplazma és az extracelluláris folyadék ozmotikus nyomásának szabályozása gyermekeknél is korlátozott. A belső környezet ozmolaritása szélesebb tartományban ingadozik ( 50 mosm/l) , mint a felnőttek

( 6 mosm/l) . Ennek oka az 1 kg-onkénti nagyobb testfelület. súlya, és ennek következtében jelentősebb vízveszteség a légzés során, valamint a vizeletkoncentráció vese-mechanizmusainak éretlensége gyermekeknél. A hiperozmózissal megnyilvánuló homeosztázis rendellenességek különösen gyakoriak az újszülött korban és az élet első hónapjaiban; idősebb korban kezd túlsúlyba kerülni a hipoozmózis, amely főként a gyomor-bélrendszeri betegség vagy vesebetegség. Kevésbé tanulmányozott a homeosztázis ionos szabályozása, amely szorosan összefügg a vesék tevékenységével és a táplálkozás természetével.

Korábban azt hitték, hogy az extracelluláris folyadék ozmotikus nyomásának értékét meghatározó fő tényező a nátrium koncentrációja, de az újabb vizsgálatok kimutatták, hogy nincs szoros összefüggés a vérplazma nátriumtartalma és a vérplazma nátriumtartalma között. teljes ozmotikus nyomás a patológiában. A kivétel a plazmatikus hipertónia. Ezért a glükóz-só oldatok adagolásával végzett homeosztatikus terápia nemcsak a szérum vagy a plazma nátriumtartalmát, hanem az extracelluláris folyadék teljes ozmolaritásában bekövetkező változásokat is megköveteli. A teljes ozmotikus nyomás fenntartásában a belső környezetben nagy jelentősége van a cukor és a karbamid koncentrációjának. Ezen ozmotikusan aktív anyagok tartalma és hatása a víz-só csere számos kóros állapot esetén drámaian megnőhet. Ezért a homeosztázis megsértése esetén meg kell határozni a cukor és a karbamid koncentrációját. A fentiekre tekintettel a kiskorú gyermekekben a víz-só és a fehérje rendszer megsértésével látens hiper- vagy hipoozmózis állapota, hiperazotémia alakulhat ki.

A gyermekek homeosztázisát jellemző fontos mutató a hidrogénionok koncentrációja a vérben és az extracelluláris folyadékban. A születés előtti és korai posztnatális időszakban a sav-bázis egyensúly szabályozása szorosan összefügg a vér oxigéntelítettségének mértékével, ami az anaerob glikolízis relatív túlsúlyával magyarázható a bioenergetikai folyamatokban. Sőt, még a magzat mérsékelt hipoxiáját is kíséri a tejsav felhalmozódása a szövetekben. Ezenkívül a vesék acidogenetikus funkciójának éretlensége megteremti a "fiziológiás" acidózis (a szervezet sav-bázis egyensúlyának eltolódása a savas anionok számának relatív növekedése felé) kialakulásának előfeltételeit. Az újszülöttek homeosztázisának sajátosságai kapcsán gyakran előfordulnak olyan rendellenességek, amelyek a fiziológiás és a kóros állapot határán állnak.

A neuroendokrin rendszer pubertás (pubertás) alatti átstrukturálódása a homeosztázis változásaival is összefügg. A végrehajtó szervek (vese, tüdő) funkciói azonban ebben az életkorban érik el érettségük maximális fokát, így a súlyos szindrómák vagy a homeosztázis betegségek ritkák, de gyakrabban beszélünk kompenzált anyagcsere-elváltozásokról, melyeket csak az ún. biokémiai vérvizsgálat. A klinikán a gyermekek homeosztázisának jellemzéséhez a következő mutatókat kell megvizsgálni: hematokrit, összozmotikus nyomás, nátrium, kálium, cukor, bikarbonátok és karbamid a vérben, valamint a vér pH-ja, p0 2 és pCO 2.

A homeosztázis jellemzői idős és szenilis korban.

A különböző korszakokban a homeosztatikus értékek azonos szintjét tartják fenn a szabályozási rendszerek különböző eltolódásai miatt. Például a vérnyomás állandóságát fiatal korban magasabb perccel tartják fenn szív leállásés alacsony teljes perifériás vaszkuláris rezisztencia, valamint időseknél és szeniliseknél - a magasabb össz perifériás ellenállás és a perctérfogat csökkenése miatt. A szervezet öregedésével a legfontosabb élettani funkciók állandósága a megbízhatóság csökkenése és a homeosztázis fiziológiai változásainak lehetséges tartományának csökkenése mellett is megmarad. A jelentős szerkezeti, anyagcsere- és funkcionális változásokkal járó relatív homeosztázis megőrzése azáltal valósul meg, hogy ezzel egyidejűleg nemcsak kihalás, zavar és degradáció következik be, hanem specifikus adaptációs mechanizmusok kialakulása is. Ennek köszönhetően a vér állandó cukorszintje, a vér pH-ja, az ozmotikus nyomás, a sejtmembránpotenciál stb.

A neurohumorális szabályozás mechanizmusainak változása, a szövetek hormonok és mediátorok hatásával szembeni érzékenységének növekedése az idegi hatások gyengülésének hátterében, elengedhetetlenek a homeosztázis fenntartásához az öregedési folyamat során.

A szervezet öregedésével jelentősen megváltozik a szív munkája, a tüdőszellőztetés, a gázcsere, a vesefunkciók, az emésztőmirigyek szekréciója, a belső elválasztású mirigyek működése, az anyagcsere stb. Ezek a változások homeorézisként jellemezhetők - az életkor előrehaladtával az anyagcsere intenzitásában és az élettani funkciókban bekövetkező változások szabályos pályája (dinamikája). Az életkorral összefüggő változások lefolyásának értéke nagyon fontos az ember öregedési folyamatának jellemzésében, biológiai életkorának meghatározásában.

Időskorban és szenilis korban az adaptív mechanizmusok általános potenciálja csökken. Ezért idős korban, megnövekedett terhelések, stressz és egyéb helyzetek esetén megnő az adaptív mechanizmusok megzavarásának és a homeosztázis zavarainak valószínűsége. A homeosztázis mechanizmusok megbízhatóságának ilyen mértékű csökkenése az egyik legfontosabb előfeltétele az időskori patológiás rendellenességek kialakulásának.

Így a homeosztázis egy integrált fogalom, funkcionálisan és morfológiailag egyesít szív- és érrendszer, légzőrendszer, veserendszer, víz-elektrolit anyagcsere, sav-bázis egyensúly.

Fő cél a szív-érrendszer – a vérellátás és -elosztás a mikrocirkuláció minden medencéjében. A szív által 1 perc alatt kilökődő vér mennyisége a perctérfogat. A kardiovaszkuláris rendszer funkciója azonban nem csupán egy adott perctérfogat fenntartása és a medencék közötti elosztása, hanem a perctérfogat változtatása a szöveti szükségletek dinamikájának megfelelően a különböző helyzetekben.

A vér fő feladata az oxigén szállítása. Sok sebészi betegnél a perctérfogat akut csökkenése tapasztalható, ami rontja a szövetek oxigénellátását, és sejt-, szerv-, sőt akár az egész test halálát is okozhatja. Ezért a szív- és érrendszer működésének megítélésekor nem csak a perctérfogatot kell figyelembe venni, hanem a szövetek oxigénellátását és annak szükségességét is.

Fő cél légzőrendszer – megfelelő gázcsere biztosítása a szervezet és a környezet között folyamatosan változó ütemben anyagcsere folyamatok. A légzőrendszer normál funkciója az artériás vér állandó oxigén- és szén-dioxid-szintjének fenntartása, a tüdő keringésének normál érellenállása mellett a légzési munkához szokásos energiafelhasználás mellett.

Ez a rendszer szorosan kapcsolódik más rendszerekhez, és elsősorban a szív- és érrendszerhez. A légzőrendszer funkciója magában foglalja a szellőzést, a tüdőkeringést, a gázok diffúzióját az alveoláris-kapilláris membránon, a gázok vérrel történő szállítását és a szöveti légzést.

Funkciók veserendszer : A vesék a fő szerv, amelyet arra terveztek, hogy fenntartsa a test fizikai-kémiai feltételeinek állandóságát. Fő funkciójuk a kiválasztó. Ez magában foglalja: a víz és elektrolit egyensúly szabályozását, a sav-bázis egyensúly fenntartását és a fehérjék és zsírok anyagcseretermékeinek eltávolítását a szervezetből.

Funkciók víz és elektrolit anyagcsere : a víz játszik a testben közlekedési szerepe, sejteket, intersticiális (intermedier) és vaszkuláris tereket tölt be, sók, kolloidok és krisztalloidok oldószere, biokémiai reakciókban vesz részt. Minden biokémiai folyadék elektrolit, mivel a vízben oldott sók és kolloidok disszociált állapotban vannak. Lehetetlen felsorolni az elektrolitok összes funkcióját, de a legfontosabbak: az ozmotikus nyomás fenntartása, a belső környezet reakciójának fenntartása, a biokémiai reakciókban való részvétel.

Fő cél sav-bázis egyensúly Ez abból áll, hogy fenntartja a test folyékony közegeinek pH-értékének állandóságát, amely a normál biokémiai reakciók és következésképpen az élet alapja. Az anyagcsere enzimrendszerek nélkülözhetetlen részvételével megy végbe, amelyek aktivitása szorosan függ az elektrolit kémiai reakciójától. A sav-bázis egyensúly a víz-elektrolit anyagcserével együtt meghatározó szerepet játszik a biokémiai reakciók rendeződésében. A sav-bázis egyensúly szabályozásában a pufferrendszerek és a szervezet számos élettani rendszere vesz részt.

homeosztázis

Homeosztázis, homeorézis, homeomorfózis - a test állapotának jellemzői. A szervezet rendszeres lényege elsősorban a folyamatosan változó környezeti feltételek melletti önszabályozó képességében nyilvánul meg. Mivel a test minden szerve és szövete sejtekből áll, amelyek mindegyike viszonylag független szervezet, az emberi test belső környezetének állapota nagy jelentőséggel bír a normális működéséhez. Az emberi test – egy szárazföldi lény – számára a környezet a légkör és a bioszféra, míg bizonyos mértékig kölcsönhatásba lép a litoszférával, a hidroszférával és a nooszférával. Ugyanakkor az emberi test sejtjeinek nagy része folyékony közegbe merül, amelyet vér, nyirok és intercelluláris folyadék képvisel. Csak a teljes szövetek lépnek közvetlen kölcsönhatásba az emberi környezettel, az összes többi sejt el van izolálva a külvilágtól, ami lehetővé teszi a szervezet számára, hogy nagymértékben szabványosítsa létezésük feltételeit. Különösen az állandó, körülbelül 37 ° C-os testhőmérséklet fenntartásának képessége biztosítja az anyagcsere-folyamatok stabilitását, mivel minden bio kémiai reakciók, amelyek az anyagcsere lényegét alkotják, nagyon erősen függnek a hőmérséklettől. Ugyanilyen fontos az oxigén, a szén-dioxid, a különféle ionok koncentrációjának stb. állandó feszültségének fenntartása a test folyékony közegében. Normál körülmények között, beleértve az alkalmazkodást és az aktivitást, az ilyen paraméterek kis eltérései fordulnak elő, de gyorsan megszűnnek, és a test belső környezete visszatér a stabil normához. századi nagy francia fiziológus. Claude Bernard azt mondta: "A belső környezet állandósága a szabad élet előfeltétele." A belső környezet állandóságának fenntartását biztosító élettani mechanizmusokat homeosztatikusnak, magát a jelenséget, amely a szervezet belső környezet önszabályozó képességét tükrözi, homeosztázisnak nevezzük. Ezt a kifejezést 1932-ben W. Cannon, a 20. század egyik fiziológusa vezette be, aki N. A. Bernsteinnel, P. K. Anokhinnel és N. Wienerrel együtt az irányítás tudományának – a kibernetikának – kiindulópontja volt. A "homeosztázis" kifejezést nem csak a fiziológiai, hanem a kibernetikai kutatásokban is használják, hiszen éppen egy komplex rendszer bármely jellemzője állandóságának fenntartása a fő célja minden szabályozásnak.

Egy másik figyelemre méltó kutató, K. Waddington felhívta a figyelmet arra, hogy a test nemcsak belső állapotának stabilitását képes fenntartani, hanem a dinamikus jellemzők relatív állandóságát, vagyis a folyamatok időbeli lefolyását is. Ezt a jelenséget a homeosztázis analógiájára nevezték el homeorézis. Különösen fontos a növekvő és fejlődő szervezetés abban rejlik, hogy a szervezet képes fenntartani (természetesen bizonyos határok között) a "fejlődési csatornát" dinamikus átalakulásai során. Különösen, ha a gyermek egy betegség vagy az életkörülmények szociális okok (háború, földrengés stb.) okozta meredek romlása miatt jelentősen lemarad normálisan fejlődő társaihoz képest, ez nem jelenti azt, hogy az ilyen elmaradás végzetes, visszafordíthatatlan. Ha a nemkívánatos események időszaka véget ér, és a gyermek megfelelő feltételeket kap a fejlődéshez, akkor mind a növekedés, mind a funkcionális fejlettség szintjét tekintve hamar utoléri társait, és a jövőben nem tér el jelentősen tőlük. Ez magyarázza azt a tényt, hogy a kiskorukban súlyos betegségben szenvedő gyermekekből gyakran egészséges és arányos testfelépítésű felnőttek nőnek fel. Homeorez játszik lényeges szerepet mind az ontogenetikai fejlődés irányításában, mind az alkalmazkodási folyamatokban. Eközben a homeorézis fiziológiai mechanizmusait még mindig nem vizsgálják kellőképpen.

A testállandóság önszabályozásának harmadik formája az homeomorfózis - a forma változatlanságának megőrzésének képessége. Ez a tulajdonság inkább egy felnőtt szervezetre jellemző, mivel a növekedés és fejlődés összeegyeztethetetlen a forma változatlanságával. Mindazonáltal, ha rövid időszakokat vesszük figyelembe, különösen a növekedésgátlás időszakában, akkor gyermekeknél kimutatható a homeomorfózis képessége. Arról beszélünk, hogy a szervezetben az alkotó sejtjeinek folyamatos generációváltása megy végbe. A sejtek nem élnek sokáig (az egyetlen kivétel az idegsejtek): a testsejtek normál élettartama hetek vagy hónapok. Ennek ellenére minden új generációs sejt szinte pontosan megismétli az előző generáció alakját, méretét, elrendezését és ennek megfelelően funkcionális tulajdonságait. Speciális fiziológiai mechanizmusok akadályozzák meg a testsúly jelentős változásait éhezés vagy túlevés esetén. Különösen az éhezés során erősen megnő a tápanyagok emészthetősége, túlevéskor pedig éppen ellenkezőleg, az étellel járó fehérjék, zsírok és szénhidrátok nagy része „elég” anélkül, hogy a szervezetnek bármiféle előnye származna. Bebizonyosodott (NA Smirnova), hogy felnőtteknél az éles és jelentős testtömeg-változások (főleg a zsír mennyisége miatt) bármely irányban az alkalmazkodás meghibásodásának, a túlterhelésnek és a szervezet funkcionális zavarára utalnak. . A gyermek teste különösen érzékeny a külső hatásokra a leggyorsabb növekedés időszakában. A homeomorfózis megsértése ugyanolyan kedvezőtlen jel, mint a homeosztázis és a homeorézis megsértése.

A biológiai állandók fogalma. A test sokféle anyag komplexuma. A testsejtek létfontosságú tevékenysége során ezen anyagok koncentrációja jelentősen megváltozhat, ami a belső környezet megváltozását jelenti. Elképzelhetetlen lenne, ha a szervezet ellenőrző rendszerei mindezen anyagok koncentrációjának ellenőrzésére kényszerülnének, pl. sok szenzorral (receptorral) rendelkezzen, folyamatosan elemezze az aktuális állapotot, hozzon vezetői döntéseket és ellenőrizze azok hatékonyságát. Sem az információ, sem a test energiaforrásai nem lennének elegendőek az összes paraméter ilyen szabályozásához. Ezért a szervezet csak viszonylag kis számú legtöbb nyomon követésére korlátozódik jelentős mutatók, amelyet viszonylag állandó szinten kell tartani a testsejtek túlnyomó többségének jóléte érdekében. Ezek a legmerevebben homeosztatikus paraméterek így "biológiai állandókká" alakulnak, invarianciájukat más, a homeosztatikusok kategóriájába nem tartozó paraméterek esetenként meglehetősen jelentős ingadozása biztosítja. Így a vérben a homeosztázis szabályozásában részt vevő hormonok szintje tízszeresére változhat, a belső környezet állapotától és a külső tényezők hatásától függően. Ugyanakkor a homeosztatikus paraméterek csak 10-20%-kal változnak.

A legfontosabb biológiai állandók. A legfontosabb biológiai állandók közül, amelyek fenntartásáért viszonylag változatlan szinten a szervezet különféle élettani rendszerei felelősek, meg kell említeni. testhőmérséklet, vércukorszint, testfolyadékok H+ iontartalma, oxigén és széndioxid részleges feszültsége a szövetekben.

Betegség, mint a homeosztázis zavarok tünete vagy következménye. Szinte minden emberi betegség a homeosztázis megsértésével jár. Így például sokaknak fertőző betegségek, valamint gyulladásos folyamatok esetén a testben élesen megbomlik a hőmérsékleti homeosztázis: láz (láz), esetenként életveszélyes. A homeosztázis ilyen megsértésének oka lehet mind a neuroendokrin reakció jellemzői, mind a perifériás szövetek aktivitásának megsértése. Ebben az esetben a betegség megnyilvánulása - láz- a homeosztázis megsértésének következménye.

Általában a lázas állapotokat acidózis kíséri - a sav-bázis egyensúly megsértése és a testnedvek reakciójának eltolódása a savas oldalra. Az acidózis minden olyan betegségre is jellemző, amely a szív- és érrendszeri és légzőrendszerek(szív- és érbetegségek, a bronchopulmonalis rendszer gyulladásos és allergiás elváltozásai stb.). Gyakran előfordul, hogy az acidózis az újszülött életének első óráit kíséri, különösen akkor, ha a normális légzés nem közvetlenül a születés után kezdődik. Ennek az állapotnak a kiküszöbölésére az újszülöttet egy speciális, magas oxigéntartalmú kamrába helyezik. Nagy izomterheléssel járó metabolikus acidózis bármely életkorban előfordulhat, és légszomjban és fokozott izzadásban, valamint izomfájdalomban nyilvánul meg. A munka befejezése után az acidózis állapota néhány perctől 2-3 napig is fennállhat, a fáradtság mértékétől, az erőnléttől és a homeosztatikus mechanizmusok hatékonyságától függően.

Nagyon veszélyes betegségek, amelyek a víz-só homeosztázis megsértéséhez vezetnek, mint például a kolera, amelyben hatalmas mennyiségű víz távozik a szervezetből, és a szövetek elveszítik funkcionális tulajdonságaikat. Sok vesebetegség a víz-só homeosztázis megsértéséhez is vezet. E betegségek némelyike ​​következtében alkalózis alakulhat ki - a lúgos anyagok koncentrációjának túlzott növekedése a vérben és a pH emelkedése (eltolódás a lúgos oldalra).

Egyes esetekben a homeosztázis kisebb, de tartós zavarai bizonyos betegségek kialakulását idézhetik elő. Tehát bizonyítékok vannak arra, hogy a cukor és más szénhidrátforrások túlzott fogyasztása, amelyek megzavarják a glükóz homeosztázist, a hasnyálmirigy károsodásához vezet, ennek eredményeként egy személy cukorbetegségben szenved. Veszélyes továbbá az étkezési és egyéb ásványi sók, csípős fűszerek stb. túlzott fogyasztása, amelyek növelik a kiválasztó rendszer terhelését. A vesék Előfordulhat, hogy nem tudnak megbirkózni a szervezetből eltávolítandó anyagok sokaságával, ami a víz-só homeosztázis megsértését eredményezi. Egyik megnyilvánulása az ödéma - a folyadék felhalmozódása a test lágy szöveteiben. Az ödéma oka általában vagy a szív- és érrendszer elégtelenségében, vagy a vesék és ennek következtében az ásványi anyagcsere megsértésében rejlik.

A homeosztázis a következő:

homeosztázis(ógörög ὁμοιοστάσις szóból ὁμοιος - ugyanaz, hasonló és στάσις - álló, mozdulatlanság) - önszabályozás, egy nyitott rendszer azon képessége, hogy fenntartsa belső állapotának állandóságát, a koordinált egyensúly fenntartásán keresztül. A rendszer vágya önmaga reprodukálására, az elvesztett egyensúly helyreállítására, a külső környezet ellenállásának leküzdésére.

A populáció homeosztázis egy populáció azon képessége, hogy bizonyos számú egyedét hosszú ideig fenntartsa.

Walter B. Cannon amerikai fiziológus 1932-ben a The Wisdom of the Body című könyvében javasolta ezt a kifejezést „a test legstabilabb állapotát fenntartó összehangolt fiziológiai folyamatok elnevezéseként”. Később ezt a kifejezést kiterjesztették bármely nyitott rendszer belső állapotának állandóságának dinamikus fenntartására. A belső környezet állandóságának fogalmát azonban már 1878-ban megfogalmazta Claude Bernard francia tudós.

Általános információ

A "homeosztázis" kifejezést leggyakrabban a biológiában használják. A többsejtű szervezetek létezéséhez szükséges a belső környezet állandóságának fenntartása. Sok ökológus meg van győződve arról, hogy ez az elv a külső környezetre is érvényes. Ha a rendszer nem tudja visszaállítani egyensúlyát, akkor előbb-utóbb működésképtelenné válhat.

Az összetett rendszereknek – például az emberi testnek – homeosztázissal kell rendelkezniük ahhoz, hogy fenntartsák a stabilitást és létezzenek. Ezeknek a rendszereknek nemcsak a túlélésre kell törekedniük, hanem alkalmazkodniuk kell a környezeti változásokhoz és fejlődniük is.

a homeosztázis tulajdonságai

A homeosztatikus rendszerek a következő tulajdonságokkal rendelkeznek:

• instabilitás rendszer: teszteli, hogyan tud a legjobban alkalmazkodni.
• Az egyensúlyra való törekvés: a rendszerek minden belső, szerkezeti és funkcionális szerveződése hozzájárul az egyensúly fenntartásához.
• kiszámíthatatlanság: Egy bizonyos művelet eredménye gyakran eltérhet a várttól.

Példák a homeosztázisra emlősökben:

• A mikroelemek és a víz mennyiségének szabályozása a szervezetben - ozmoreguláció. A vesékben hajtják végre.
• Az anyagcsere-folyamat salakanyagainak eltávolítása - izolálás. Exokrin szervek - vesék, tüdő, verejtékmirigyek és gyomor-bél traktus.
• Testhőmérséklet szabályozás. A hőmérséklet csökkentése izzadás, különféle hőszabályozási reakciók révén.
• A vércukorszint szabályozása. Főleg a máj, az inzulin és a hasnyálmirigy által kiválasztott glukagon végzi.

Fontos megjegyezni, hogy bár a szervezet egyensúlyban van, élettani állapota dinamikus lehet. Számos organizmus endogén változásokat mutat cirkadián, ultradián és infraritmus formájában. Tehát még homeosztázisban is a testhőmérséklet, a vérnyomás, a pulzusszám és a legtöbb anyagcsere-mutató nem mindig állandó szinten van, hanem idővel változik.

A homeosztázis mechanizmusai: visszacsatolás

Amikor a változókban változás történik, a rendszer két fő típusú visszajelzésre reagál:

1. Negatív visszacsatolás, olyan reakcióként kifejezve, amelyben a rendszer úgy reagál, hogy megfordítja a változás irányát. Mivel a visszacsatolás a rendszer állandóságának fenntartását szolgálja, lehetővé teszi a homeosztázis fenntartását.
   • Például, amikor a szén-dioxid koncentrációja nő az emberi szervezetben, a tüdőnek jelzést kap, hogy fokozza aktivitását és több szén-dioxidot lélegezzen ki.
   • A hőszabályozás egy másik példa a negatív visszacsatolásra. Amikor a testhőmérséklet emelkedik (vagy csökken), a bőrben és a hipotalamuszban lévő hőreceptorok regisztrálják a változást, ami jelet vált ki az agyból. Ez a jel viszont választ okoz - a hőmérséklet csökkenését (vagy növekedését).
2. Pozitív visszacsatolás, amely egy változó változásának növekedésében fejeződik ki. Destabilizáló hatása van, így nem vezet homeosztázishoz. A pozitív visszacsatolás kevésbé gyakori a természetes rendszerekben, de ennek is megvan a maga haszna.
   • Például az idegekben az elektromos potenciál küszöbértéke sokkal nagyobb akciós potenciált eredményez. A pozitív visszacsatolás további példái a véralvadás és a születési események.

A stabil rendszereknek mindkét típusú visszacsatolás kombinációjára van szükségük. Míg a negatív visszacsatolás lehetővé teszi a homeosztatikus állapotba való visszatérést, addig a pozitív visszacsatolás a homeosztázis egy teljesen új (és valószínűleg kevésbé kívánatos) állapotába való átlépésre szolgál, ezt a helyzetet "metastabilitásnak" nevezik. Ilyen katasztrofális változások következhetnek be, például a folyók tápanyagtartalmának növekedésével tiszta víz, ami homeosztatikus állapothoz vezet, magas eutrofizációhoz (alga túlszaporodás) és zavarosodáshoz.

Ökológiai homeosztázis

Az ökológiai homeosztázis a lehető legmagasabb biodiverzitású klimax közösségekben figyelhető meg kedvező környezeti feltételek mellett.

A megzavart ökoszisztémákban, vagy a csúcspont alatti biológiai közösségekben - például Krakatau szigetén, egy 1883-as erős vulkánkitörés után - a korábbi erdei klimax ökoszisztéma homeosztázisának állapota megsemmisült, mint minden élet ezen a szigeten. A Krakatoa a kitörést követő években ökológiai változások láncolaton ment keresztül, amelyben új növény- és állatfajok váltották egymást, ami a biológiai sokféleséghez és ennek következtében a csúcsközösséghez vezetett. Krakatau ökológiai szukcessziója több szakaszban zajlott. A csúcsponthoz vezető sorozatok teljes láncolatát preserie-nek nevezzük. A krakatoa példában ezen a szigeten 1983-ban, száz évvel azután, hogy a kitörés kipusztította az életet, 8000 különböző fajjal tetőzött közösség alakult ki. Az adatok megerősítik, hogy a pozíció egy ideig megmarad a homeosztázisban, miközben az új fajok megjelenése nagyon gyorsan a régiek gyors eltűnéséhez vezet.

A Krakatoa és más zavart vagy érintetlen ökoszisztémák esete azt mutatja, hogy az úttörő fajok kezdeti megtelepedése pozitív visszacsatolású szaporodási stratégiákon keresztül megy végbe, amelyek során a fajok szétszóródnak, és a lehető legtöbb utódot hoznak létre, de az egyes egyedek sikerébe kevés vagy semmilyen befektetés nélkül. . Az ilyen fajokban gyors fejlődés és ugyanolyan gyors összeomlás (például járvány miatt) megy végbe. Ahogy egy ökoszisztéma közeledik a csúcsponthoz, az ilyen fajokat összetettebb csúcsfajok váltják fel, amelyek negatív visszacsatoláson keresztül alkalmazkodnak környezetük sajátos körülményeihez. Ezeket a fajokat az ökoszisztéma potenciális kapacitása gondosan irányítja, és más stratégiát követnek - kisebb utódok termelése, amelyek szaporodási sikerébe a sajátos ökológiai rés mikrokörnyezetében több energiát fektetnek be.

A fejlődés az úttörő közösséggel kezdődik, és a csúcsközösséggel ér véget. Ez a csúcsközösség akkor jön létre, amikor a növény- és állatvilág egyensúlyba kerül a helyi környezettel.

Az ilyen ökoszisztémák olyan heterarchiákat alkotnak, amelyekben a homeosztázis az egyik szinten hozzájárul a homeosztatikus folyamatokhoz egy másik komplex szinten. Például egy érett trópusi fán a levelek elvesztése teret ad az új növekedésnek, és gazdagítja a talajt. Hasonlóképpen, a trópusi fa csökkenti a fény hozzáférését az alacsonyabb szintre, és segít megakadályozni más fajok behatolását. De a fák is a földre dőlnek, és az erdő fejlődése a fák állandó változásától, a baktériumok, rovarok, gombák által végzett tápanyag-körforgástól függ. Hasonlóképpen, az ilyen erdők hozzájárulnak az ökológiai folyamatokhoz, például a mikroklímák szabályozásához vagy az ökoszisztémák hidrológiai ciklusainak szabályozásához, és számos különböző ökoszisztéma kölcsönhatásba léphet a folyó vízelvezetési homeosztázisának fenntartása érdekében egy biológiai régión belül. A biorégiók változékonysága is szerepet játszik egy biológiai régió, vagy biom homeosztatikus stabilitásában.

Biológiai homeosztázis

A homeosztázis az élő szervezetek alapvető jellemzője, és a belső környezet elfogadható határokon belüli fenntartásaként értendő.

A test belső környezetébe testnedvek tartoznak - vérplazma, nyirok, sejtközi anyag és agy-gerincvelői folyadék. E folyadékok stabilitásának megőrzése létfontosságú az élőlények számára, hiányuk pedig a genetikai anyag károsodásához vezet.

Bármely paraméter tekintetében az organizmusokat konformációs és szabályozó szervezetekre osztják. A szabályozó szervezetek állandó szinten tartják a paramétert, függetlenül attól, hogy mi történik a környezetben. A konformációs organizmusok lehetővé teszik a környezet számára a paraméter meghatározását. Például a melegvérű állatok állandó testhőmérsékletet tartanak fenn, míg a hidegvérűek széles hőmérséklet-tartományt mutatnak.

Nem arról beszélünk, hogy a konformációs szervezeteknek nincsenek olyan viselkedésbeli adaptációi, amelyek lehetővé tennék számukra az adott paraméter bizonyos mértékig történő szabályozását. A hüllők például reggelente gyakran felmelegített sziklákon ülnek, hogy megemeljék testhőmérsékletüket.

A homeosztatikus szabályozás előnye, hogy lehetővé teszi a szervezet hatékonyabb működését. Például a hidegvérű állatok hajlamosak letargikussá válni hidegben, míg a melegvérűek majdnem olyan aktívak, mint valaha. Másrészt a szabályozáshoz energia kell. Egyes kígyók hetente csak egyszer tudnak enni, mert sokkal kevesebb energiát használnak fel a homeosztázis fenntartására, mint az emlősök.

Sejt homeosztázis

A sejt kémiai aktivitásának szabályozása számos folyamaton keresztül valósul meg, amelyek között különösen fontos magának a citoplazma szerkezetének változása, valamint az enzimek szerkezete és aktivitása. Az önszabályozás függ a hőmérséklettől, a savasság mértékétől, az aljzat koncentrációjától, bizonyos makro- és mikroelemek jelenlététől.

Homeosztázis az emberi szervezetben

Különféle tényezők befolyásolják a testnedvek életfenntartó képességét. Ide tartoznak az olyan paraméterek, mint a hőmérséklet, a sótartalom, a savasság, valamint a tápanyagok - glükóz, különféle ionok, oxigén és salakanyagok - szén-dioxid és vizelet - koncentrációja. Mivel ezek a paraméterek befolyásolják a szervezetet életben tartó kémiai reakciókat, beépített fiziológiai mechanizmusok tartják ezeket a kívánt szinten.

A homeosztázis nem tekinthető e tudattalan alkalmazkodási folyamatok okának. Úgy kell venni Általános tulajdonságok számos normális folyamat együtt hat, és nem azok kiváltó oka. Sőt, sok olyan biológiai jelenség létezik, amely nem illik ehhez a modellhez – például az anabolizmus.

Más területek

A "homeosztázis" fogalmát más területeken is használják.

Az aktuárius beszélhet róla kockázati homeosztázis, amelyben például azok, akiknek tapadásmentes fékje van az autón, nincsenek biztonságosabb helyzetben, mint azok, akiknek nincs, mert ezek az emberek öntudatlanul kockázatos vezetéssel kompenzálják a biztonságosabb autót. Ez azért történik, mert egyes tartómechanizmusok – például a félelem – leállnak.

A szociológusok és a pszichológusok beszélhetnek arról stressz homeosztázis- egy populáció vagy egyén azon vágya, hogy egy bizonyos stresszszinten maradjanak, gyakran mesterségesen okoznak stresszt, ha a „természetes” stresszszint nem elegendő.

Példák

• hőszabályozás
  • Túl alacsony testhőmérséklet esetén a vázizom remegés kezdődhet.
  • A termogenezis másik típusa a zsírok lebontása, hogy hő szabaduljon fel.
  • Az izzadás a párolgás révén lehűti a testet.
• Kémiai szabályozás
  • A hasnyálmirigy inzulint és glukagont választ ki a vércukorszint szabályozására.
  • A tüdő oxigént vesz fel és szén-dioxidot bocsát ki.
  • A vesék választják ki a vizeletet, és szabályozzák a víz és számos ion szintjét a szervezetben.

E szervek közül sokat a hipotalamusz-hipofízis rendszer hormonjai szabályoznak.

Lásd még

• homeosztázis
• nyílt rendszerek
• Fiziológiai folyamatok

Wikimédia Alapítvány. 2010.

A homeosztázis a szervezetben önállóan lezajló folyamat, amelynek célja az emberi rendszerek állapotának stabilizálása, amikor a belső feltételek (hőmérséklet, nyomásváltozás) vagy a külső körülmények (klíma, időzóna változása) megváltoznak. Ezt a nevet Cannon amerikai fiziológus javasolta. Ezt követően homeosztázisnak kezdték nevezni bármely rendszer (beleértve a környezetet is) azon képességét, hogy megőrizze belső állandóságát.

Kapcsolatban áll

A homeosztázis fogalma és jellemzői

A Wikipédia ezt a kifejezést a túlélés, az alkalmazkodás és a fejlődés vágyaként jellemzi. A homeosztázis megfelelő működéséhez minden szerv és rendszer összehangolt munkájára van szükség. Ebben az esetben egy személyben minden paraméter normális lesz. Ha valamilyen paraméter nincs szabályozva a szervezetben, ez a homeosztázis megsértésére utal.

A homeosztázis fő jellemzői a következők:

• a rendszer új feltételekhez való igazítási lehetőségeinek elemzése;
• az egyensúly fenntartásának vágya;
• az indikátorok szabályozásának eredményeinek előzetes előrejelzésének lehetetlensége.

Visszacsatolás

A visszacsatolás a homeosztázis tényleges hatásmechanizmusa. Így a szervezet minden változásra reagál. A test az ember élete során folyamatosan működik. Az egyes rendszereknek azonban időt kell hagyniuk a pihenésre és a helyreállításra. Ebben az időszakban az egyes szervek munkája lelassul vagy teljesen leáll. Ezt a folyamatot visszacsatolásnak nevezik. Példa a gyomor munkájának megszakadása, amikor az étel nem kerül be. Az emésztés ilyen megszakítása leállítja a savtermelést a hormonok és az idegimpulzusok hatására.

Ennek a mechanizmusnak két típusa van, amelyet a következőkben ismertetünk.

negatív visszajelzés

Ez a fajta mechanizmus azon a tényen alapul, hogy a szervezet reagál a változásokra, és megpróbálja azokat az ellenkező irányba terelni. Vagyis ismét a stabilitásra törekszik. Például, ha a szén-dioxid felhalmozódik a szervezetben, a tüdő aktívabban kezd működni, a légzés felgyorsul, aminek következtében a felesleges szén-dioxid távozik. És a negatív visszacsatolásnak is köszönhető, hogy hőszabályozást hajtanak végre, amelynek köszönhetően a szervezet elkerüli a túlmelegedést vagy a hipotermiát.

pozitív visszajelzést

Ez a mechanizmus közvetlenül ellentétes az előzővel. Hatása esetén a változó változását csak felerősíti az a mechanizmus, amely kihozza a szervezetet az egyensúlyból. Ez egy meglehetősen ritka és kevésbé kívánatos folyamat. Példa erre az elektromos potenciál jelenléte az idegekben., ami ahelyett, hogy csökkentené az akciót, inkább annak növekedéséhez vezet.

Ennek a mechanizmusnak köszönhetően azonban bekövetkezik a fejlődés és az új állapotokba való átmenet, ami azt jelenti, hogy az élethez is szükséges.

Milyen paramétereket szabályoz a homeosztázis?

Annak ellenére, hogy a szervezet folyamatosan igyekszik fenntartani az élet szempontjából fontos paraméterek értékeit, ezek nem mindig stabilak. A testhőmérséklet továbbra is kis tartományon belül változik, akárcsak a pulzusszám vagy a vérnyomás. A homeosztázis feladata ennek az értéktartománynak a fenntartása, valamint a szervezet működésének segítése.

A homeosztázisra példa a salakanyagok kiürülése az emberi szervezetből, amelyet a vesék, a verejtékmirigyek, a gyomor-bél traktus végzi, valamint az anyagcsere táplálkozástól való függése. A beállítható paraméterekről egy kicsit később lesz szó.

Testhőmérséklet

A homeosztázis legvilágosabb és legegyszerűbb példája a normál testhőmérséklet fenntartása. A test túlmelegedését izzadással elkerülhetjük. A normál hőmérsékleti tartomány 36-37 Celsius fok. Ezen értékek növekedésének oka lehet gyulladásos folyamatok, jogsértések hormonális háttérés az anyagcserét vagy bármilyen betegséget.

Az agy hipotalamusznak nevezett része felelős a test hőmérsékletének szabályozásáért a szervezetben. Vannak jelek a hőmérsékleti rendszer kudarcáról, ami kifejezhető gyors légzésben, a cukor mennyiségének növekedésében, az anyagcsere egészségtelen felgyorsulásával kapcsolatban. Mindez letargiához, a szervek aktivitásának csökkenéséhez vezet, majd a rendszerek elkezdenek intézkedéseket hozni a hőmérsékleti mutatók szabályozására. A test hőszabályozási reakciójának egyszerű példája az izzadás..

Érdemes megjegyezni, hogy ez a folyamat a testhőmérséklet túlzott csökkenésével is működik. Tehát a szervezet felmelegedhet a zsírok lebontása miatt, amiben hő szabadul fel.

Víz-só egyensúly

A víz szükséges a szervezet számára, és ezt mindenki jól tudja. Még a napi folyadékbevitel normája is van, 2 liter mennyiségben. Valójában minden élőlénynek saját vízmennyiségre van szüksége, és egyeseknél ez meghaladhatja az átlagos értéket, míg másoknak nem éri el. Azonban bármennyi vizet iszik az ember, a szervezet nem fogja felhalmozni az összes felesleges folyadékot. A víz a kívánt szinten marad, míg a vesék által végzett ozmoregulációnak köszönhetően minden felesleg kiürül a szervezetből.

Vér homeosztázis

Ugyanígy a cukor mennyisége, nevezetesen a glükóz, amely az fontos eleme vér. Az ember nem lehet teljesen egészséges, ha a cukorszintje messze van a normálistól. Ezt a mutatót a hasnyálmirigy és a máj működése szabályozza. Abban az esetben, ha a glükóz szintje meghaladja a normát, a hasnyálmirigy működik, amelyben inzulin és glukagon termelődik. Ha a cukor mennyisége túl alacsony lesz, a vérből származó glikogént a máj segítségével dolgozzák fel abba.

normál nyomás

A homeosztázis felelős a szervezet normál vérnyomásáért is. Ha eltörik, az erről szóló jelzések a szívből az agyba érkeznek. Az agy reagál a problémára, és impulzusok segítségével segíti a szívet a magas nyomás csökkentésében.

A homeosztázis definíciója nemcsak egy szervezet rendszereinek megfelelő működését jellemzi, hanem egész populációkra is vonatkozhat. Ettől függően a homeosztázis típusai vannak az alábbiakban leírt.

Ökológiai homeosztázis

Ez a faj a szükséges életkörülményeket biztosító közösségben van jelen. Ez egy pozitív visszacsatolási mechanizmus hatására jön létre, amikor az ökoszisztémát benépesíteni kezdõ organizmusok gyorsan elszaporodnak, ezáltal megnövekszik a számuk. De egy ilyen gyors betelepedés járvány vagy a körülmények kedvezőtlenebbre váltása esetén egy új faj még gyorsabb pusztulásához vezethet. Tehát az élőlényeknek alkalmazkodniuk kellés stabilizálódik, ami a negatív visszacsatolásnak köszönhető. Így a lakosok száma csökken, de alkalmazkodóbbá válnak.

Biológiai homeosztázis

Ez a típus éppen azokra az egyénekre jellemző, akiknek szervezete a belső egyensúly fenntartására törekszik, különösen a vér, az intercelluláris anyagok és egyéb, a szervezet normális működéséhez szükséges folyadékok összetételének és mennyiségének szabályozásával. Ugyanakkor a homeosztázis nem mindig kötelezi a paraméterek állandó tartását, esetenként a szervezet változó körülményekhez való alkalmazkodásával, adaptálásával érhető el. E különbség miatt az organizmusokat két típusra osztják:

• konformációs - azok, akik az értékek megőrzésére törekszenek (például melegvérű állatok, akiknek testhőmérsékletének többé-kevésbé állandónak kell lennie);
• szabályozó, amelyek alkalmazkodnak (hidegvérűek, a körülményektől függően eltérő hőmérsékletűek).

Ugyanakkor az egyes élőlények homeosztázisának célja a költségek kompenzálása. Ha a melegvérű állatok nem változtatnak életmódjukon, amikor a környezeti hőmérséklet csökken, akkor a hidegvérű állatok letargikussá és passzívvá válnak, hogy ne pazarolják az energiát.

Ráadásul, A biológiai homeosztázis a következő alfajokat tartalmazza:

• a sejtes homeosztázis célja a citoplazma szerkezetének megváltoztatása és az enzimek aktivitása, valamint a szövetek és szervek regenerációja;
• a szervezetben a homeosztázist a hőmérsékleti mutatók szabályozása, az élethez szükséges anyagok koncentrációja, a salakanyagok eltávolítása biztosítja.

Más típusok

A biológiában és az orvostudományban való felhasználás mellett, a kifejezés más területeken is alkalmazásra talált.

A homeosztázis fenntartása

A homeosztázist a szervezetben az úgynevezett érzékelők jelenléte biztosítja, amelyek impulzusokat küldenek az agyba, amelyek információt tartalmaznak a nyomásról és a testhőmérsékletről, a víz-só egyensúlyról, a vér összetételéről és más, a normális élethez fontos paraméterekről. Amint egyes értékek elkezdenek eltérni a normától, az erről szóló jel bejut az agyba, és a szervezet szabályozni kezdi teljesítményét.

Ez az összetett beállítási mechanizmus hihetetlenül fontos az életben. Az ember normális állapotát a szervezetben lévő vegyi anyagok és elemek megfelelő arányával tartják fenn. A savak és lúgok elengedhetetlenek a stabil működéshez emésztőrendszerés más szervek.

A kalcium nagyon fontos szerkezeti anyag, anélkül a megfelelő mennyiséget amitől az embernek nem lesznek egészséges csontjai és fogai. Az oxigén elengedhetetlen a légzéshez.

A toxinok megzavarhatják a szervezet zavartalan működését. De hogy az egészség ne sérüljön, a húgyúti rendszer munkája miatt kiválasztódnak.

A homeosztázis minden emberi erőfeszítés nélkül működik. Ha a szervezet egészséges, a szervezet minden folyamatot magától szabályoz. Ha az emberek melegek, az erek kitágulnak, ami a bőr kivörösödésében nyilvánul meg. Ha hideg van - borzongás van. A test ingerekre adott válaszainak köszönhetően az emberi egészség a megfelelő szinten marad.

A homeosztázis minden olyan önszabályozó folyamat, amelynek során a biológiai rendszerek a túlélés optimális feltételeihez való alkalmazkodással igyekeznek fenntartani a belső stabilitást. Ha a homeosztázis sikeres, akkor az élet megy tovább; v másképp, katasztrófa vagy halál fog bekövetkezni. Az elért stabilitás valójában egy dinamikus egyensúly, amelyben folyamatos változások következnek be, de viszonylag homogén feltételek uralkodnak.

A homeosztázis jellemzői és szerepe

Minden dinamikus egyensúlyban lévő rendszer stabil állapotot, egyensúlyt akar elérni, amely ellenáll a külső változásoknak. Ha egy ilyen rendszer megzavarodik, a beépített szabályozó készülékek reagálnak az eltérésekre, hogy új egyensúlyt hozzanak létre. Egy ilyen folyamat a visszacsatolásvezérlés egyik eleme. A homeosztatikus szabályozásra példa az elektromos áramkörök és az ideg- vagy hormonrendszerek által közvetített funkciók integrációs és koordinációs folyamatai.

Egy másik példa a homeosztatikus szabályozásra egy mechanikus rendszerben a szobahőmérséklet-szabályozó vagy termosztát működése. A termosztát szíve egy bimetál szalag, amely egy elektromos áramkör befejezésével vagy megszakításával reagál a hőmérséklet-változásokra. Amikor a helyiség lehűl, a kör befejeződik, a fűtés bekapcsol, és a hőmérséklet emelkedik. A beállított szinten az áramkör megszakad, a sütő leáll és a hőmérséklet csökken.

A nagy bonyolultságú biológiai rendszerek azonban olyan szabályozókkal rendelkeznek, amelyeket nehéz összehasonlítani a mechanikai eszközökkel.

Amint azt korábban említettük, a homeosztázis kifejezés a test belső környezetének szűk és szigorúan ellenőrzött határokon belüli fenntartását jelenti. A homeosztázis fenntartásához fontos fő funkciók a folyadék- és elektrolit-egyensúly, a savszabályozás, a hőszabályozás és az anyagcsere szabályozása.

Az emberi testhőmérséklet szabályozását a biológiai rendszerek homeosztázisának kiváló példájaként tartják számon. A normál emberi testhőmérséklet 37°C körül van, de ezt számos tényező befolyásolhatja, beleértve a hormonokat, az anyagcsere sebességét és a túlzottan magas ill. alacsony hőmérsékletek. A testhőmérséklet szabályozását az agy hipotalamusznak nevezett területe szabályozza.

A testhőmérsékletre vonatkozó visszajelzések a véráramon keresztül eljutnak az agyba, és a légzési sebesség, a vércukorszint és az anyagcsere sebességének kompenzációs kiigazítását eredményezik. Az emberek hőveszteségét a csökkent aktivitás, az izzadás és a hőátadási mechanizmusok közvetítik, amelyek lehetővé teszik több vér keringését a bőr felszíne közelében.

A hőveszteséget csökkenti a szigetelés, a bőr keringésének csökkenése és a kulturális változások, mint például a ruházat, a lakhatás és a harmadik féltől származó hőforrások használata. A testhőmérséklet magas és alacsony szintje közötti tartomány alkotja a homeosztatikus fennsíkot – a „normális” tartományt, amely fenntartja az életet. Ahogy a két szélsőség valamelyike ​​közeledik, a korrekciós intézkedés (negatív visszacsatoláson keresztül) visszaállítja a rendszert a normál tartományba.

A homeosztázis fogalma a környezeti feltételekre is vonatkozik. Először Robert MacArthur amerikai ökológus javasolta 1955-ben azt az elképzelést, hogy a homeosztázis a biológiai sokféleség és a fajok között előforduló számos ökológiai kölcsönhatás kombinációjának eredménye.

Ezt a feltételezést olyan fogalomnak tekintették, amely segíthet megmagyarázni egy ökológiai rendszer fenntarthatóságát, vagyis az ökoszisztéma egy bizonyos típusaként való fennmaradását az idő múlásával. Azóta a koncepció némileg megváltozott, és magában foglalta az ökoszisztéma nem élő összetevőjét is. A kifejezést sok ökológus használta az ökoszisztéma élő és élettelen összetevői közötti kölcsönösség leírására a status quo fenntartása érdekében.

A Gaia-hipotézis egy James Lovelock angol tudós által javasolt Föld-modell, amely a különféle élő és élettelen összetevőket egy nagyobb rendszer vagy egyetlen organizmus alkotóelemeinek tekinti, ami azt sugallja, hogy az egyes organizmusok kollektív erőfeszítései hozzájárulnak a homeosztázishoz. bolygószint.

Sejt homeosztázis

A test környezetétől függ, hogy életben maradjon és megfelelően működjön. A homeosztázis kontroll alatt tartja a szervezet környezetét, és kedvező feltételeket biztosít a sejtfolyamatokhoz. A megfelelő testkörülmények nélkül bizonyos folyamatok (pl. ozmózis) és fehérjék (pl. enzimek) nem működnek megfelelően.

Miért fontos a sejtek számára a homeosztázis? Az élő sejtek a körülöttük lévő vegyi anyagok mozgásától függenek. A vegyi anyagokat, például az oxigént, a szén-dioxidot és az oldott táplálékot a sejtekbe és onnan ki kell szállítani. Ezt a diffúziós és ozmózisos folyamatok hajtják végre, amelyek a szervezet víz- és sóegyensúlyától függenek, amelyeket a homeosztázis tart fenn.

A sejtek enzimektől függenek, hogy felgyorsítsák a sejteket életben és működésben tartó számos kémiai reakciót. Ezek az enzimek bizonyos hőmérsékleteken működnek a legjobban, így a homeosztázis ismét létfontosságú a sejtek számára, mivel állandó testhőmérsékletet tart fenn.

A homeosztázis példái és mechanizmusai

Íme néhány alapvető példa az emberi test homeosztázisára, valamint az ezeket támogató mechanizmusokra:

Testhőmérséklet

Az emberi homeosztázis leggyakoribb példája a testhőmérséklet szabályozása. A normál testhőmérséklet, ahogy fentebb írtuk, 37 ° C. A hőmérséklet magasabb vagy alacsonyabb normál mutatók súlyos szövődményeket okozhat.

Az izomelégtelenség 28 ° C-on történik. 33 ° C-on eszméletvesztés lép fel. 42 ° C hőmérsékleten a központi idegrendszer összeomlik. A halál 44°C-on következik be.A test a hőmérsékletet úgy szabályozza, hogy felesleges hőt termel vagy bocsát ki.

Glükóz koncentráció

A glükózkoncentráció a véráramban jelenlévő glükóz (vércukor) mennyiségére utal. A szervezet a glükózt használja energiaforrásként, de a túl sok vagy túl kevés súlyos szövődményeket okozhat. Egyes hormonok szabályozzák a glükóz koncentrációját a vérben. Az inzulin csökkenti a glükóz koncentrációját, míg a kortizol, a glukagon és a katekolaminok növelik.

Kalcium szint

A csontok és a fogak a szervezetben található kalcium körülbelül 99%-át tartalmazzák, míg a fennmaradó 1% a vérben kering. Túl sok vagy túl kevés kalcium a vérben Negatív következmények. Ha a vér kalciumszintje túl alacsonyra csökken, a mellékpajzsmirigyek aktiválják a kalciumérzékelő receptoraikat, és mellékpajzsmirigy hormont szabadítanak fel.

A PTH jelzi a csontoknak, hogy kalciumot kell felszabadítania, hogy növelje koncentrációját a véráramban. Ha a kalciumszint túlságosan megemelkedik, a pajzsmirigy kalcitonint szabadít fel, és rögzíti a felesleges kalciumot a csontokban, ezáltal csökkenti a kalcium mennyiségét a vérben.

Folyadék térfogata

A szervezetnek állandó belső környezetet kell fenntartania, ami azt jelenti, hogy szabályoznia kell a folyadékvesztést vagy -utánpótlást. A hormonok segítenek szabályozni ezt az egyensúlyt azáltal, hogy kiürülést vagy folyadékvisszatartást okoznak. Ha a szervezetben nincs elegendő folyadék, az antidiuretikus hormon jelzi a veséknek, hogy takarékoskodjanak a folyadékkal, és csökkenti a vizeletkibocsátást. Ha a szervezet túl sok folyadékot tartalmaz, elnyomja az aldoszteront, és több vizelet termelését jelzi.

Téma 4.1. homeosztázis

homeosztázis(görögből. homoios hasonló, ugyanaz és állapot- mozdulatlanság) az élő rendszerek azon képessége, hogy ellenálljanak a változásoknak, és fenntartsák a biológiai rendszerek összetételének és tulajdonságainak állandóságát.

A "homeosztázis" kifejezést W. Kennon javasolta 1929-ben a szervezet stabilitását biztosító állapotok és folyamatok jellemzésére. A belső környezet állandóságának fenntartását célzó fizikai mechanizmusok létezésének gondolatát már a 19. század második felében megfogalmazta C. Bernard, aki a belső környezet fizikai és kémiai feltételeinek stabilitását a 19. század második felében fogalmazta meg. az élő szervezetek szabadságának és függetlenségének alapja a folyamatosan változó külső környezetben. A homeosztázis jelensége a biológiai rendszerek szerveződésének különböző szintjein figyelhető meg.

A homeosztázis általános mintái. A homeosztázis fenntartásának képessége az egyik legfontosabb tulajdonságait a környezeti feltételekkel dinamikus egyensúlyi állapotban lévő élő rendszer.

A fiziológiai paraméterek normalizálása az ingerlékenység tulajdonsága alapján történik. A homeosztázis fenntartásának képessége nem azonos a különböző fajoknál. Ahogy az organizmusok összetettebbé válnak, ez a képesség fejlődik, így függetlenebbé válik a külső körülmények ingadozásaitól. Ez különösen nyilvánvaló magasabb rendű állatoknál és embereknél, amelyeknek összetett idegi, endokrin és immunrendszeri szabályozási mechanizmusai vannak. A környezet emberi szervezetre gyakorolt ​​hatása elsősorban nem közvetlen, hanem a mesterséges környezet kialakításának, a technika és a civilizáció sikerének köszönhetően közvetett.

A homeosztázis szisztémás mechanizmusaiban a negatív visszacsatolás kibernetikai elve működik: bármilyen zavaró hatás hatására az egymással szorosan összefüggő idegi és endokrin mechanizmusok aktiválódnak.

Genetikai homeosztázis molekuláris genetikai, sejtes és szervezeti szinten a szervezet összes biológiai információját tartalmazó kiegyensúlyozott génrendszer fenntartását célozza. Az ontogenetikai (organizmus) homeosztázis mechanizmusai a történelmileg kialakult genotípusban rögzülnek. Populáció-faj szinten a genetikai homeosztázis a populáció azon képessége, hogy fenntartsa az örökítőanyag viszonylagos stabilitását és integritását, amit az egyedek redukciós osztódása és szabad keresztezése biztosít, ami segít fenntartani a genetikai egyensúlyt. allél frekvenciák.

Fiziológiai homeosztázis specifikus fizikai-kémiai feltételek kialakulásával és folyamatos fenntartásával jár a sejtben. A többsejtű élőlények belső környezetének állandóságát a légzőrendszer, a vérkeringés, az emésztés, a kiválasztás, az idegrendszer és az endokrin rendszer szabályozza.

Strukturális homeosztázis azokon a regenerációs mechanizmusokon alapul, amelyek biztosítják a biológiai rendszer morfológiai állandóságát és integritását a szerveződés különböző szintjein. Ez az intracelluláris és szervi struktúrák helyreállításában fejeződik ki, osztódáson és hipertrófián keresztül.

A homeosztatikus folyamatok hátterében álló mechanizmusok megsértését a homeosztázis "betegségének" tekintik.

Az emberi homeosztázis törvényeinek tanulmányozása nagy jelentőséggel bír számos betegség hatékony és racionális kezelési módszereinek kiválasztásában.

Cél. Elképzelni a homeosztázist, mint az élők tulajdonságát, amely biztosítja a szervezet stabilitásának önfenntartását. Ismerni a homeosztázis főbb típusait és fenntartásának mechanizmusait. Ismerje a fiziológiai és reparatív regeneráció alapvető mintázatait és az azt serkentő tényezőket, a regeneráció jelentőségét a gyakorlati orvoslás számára. Ismerje a transzplantáció biológiai lényegét és gyakorlati jelentőségét.

Munka 2. Genetikai homeosztázis és zavarai

Tanulmányozd és írd át a táblázatot!

A táblázat vége.

3. munka. Javítási mechanizmusok a DNS szerkezet sugárzás utáni helyreállításának példáján

Az egyik DNS-szál sérült szakaszának javítása vagy javítása korlátozott replikációnak minősül. A DNS-lánc ultraibolya (UV) sugárzás általi károsodása esetén a helyreállítási folyamat a leginkább tanulmányozott. A sejtekben számos enzimatikus javító rendszer létezik, amelyek az evolúció során alakultak ki. Mivel minden élőlény UV-sugárzás hatására fejlődött ki és létezik, a sejteknek külön fényjavító rendszerük van, amely jelenleg a legjobban tanulmányozott. Ha egy DNS-molekulát károsítanak az UV-sugarak, timidin dimerek képződnek, pl. "kapcsolatok" a szomszédos timin nukleotidok között. Ezek a dimerek nem tudnak mátrixként működni, ezért a sejtekben jelenlévő fényjavító enzimek korrigálják őket. Az excíziós javítás helyreállítja az UV-sugárzás és egyéb tényezők által károsodott területeket. Ez a javító rendszer számos enzimet tartalmaz: javító endonukleáz

és exonukleáz, DNS polimeráz, DNS ligáz. A posztreplikatív helyreállítás nem teljes, mivel "megkerüli", és a sérült terület nem távolodik el a DNS-molekuláról. Fedezze fel a javítási mechanizmusokat példaként a fotoreaktiválás, a kimetszés javítása és a replikáció utáni javítás segítségével (1. ábra).

Rizs. egy. Javítás

Munka 4. A szervezet biológiai egyénisége védelmének formái

Tanulmányozd és írd át a táblázatot!

Munka 5. Hematosalivary barrier

A nyálmirigyek képesek szelektíven szállítani anyagokat a vérből a nyálba. Egy részük nagyobb koncentrációban ürül ki a nyállal, míg mások alacsonyabb koncentrációban, mint a vérplazmában. A vegyületeknek a vérből a nyálba való átmenete ugyanúgy történik, mint bármely hiszto-hematolitikus gáton való szállítás. A vérből a nyálba átvitt anyagok nagy szelektivitása lehetővé teszi a vér-nyál gát izolálását.

Szerelje szét a nyálkiválasztás folyamatát a nyálmirigy acinus sejtjeiben az ábrán. 2.

Rizs. 2. nyálkiválasztás

Munka 6. Regeneráció

Regeneráció- ez olyan folyamatok összessége, amelyek biztosítják a biológiai struktúrák helyreállítását; ez egy mechanizmus a szerkezeti és fiziológiai homeosztázis fenntartására.

A fiziológiai regeneráció helyreállítja a szervezet normális élete során elhasználódott struktúrákat. Reparatív regeneráció- ez a szerkezet helyreállítása sérülés vagy kóros folyamat után. A regenerálódás képessége

A szerkezet mind a különböző struktúrákban, mind pedig abban különbözik különböző típusokélő organizmusok.

A szerkezeti és élettani homeosztázis helyreállítását úgy érhetjük el, hogy szerveket vagy szöveteket ültetünk át egyik szervezetből a másikba, pl. transzplantációval.

Töltse ki a táblázatot előadás- és tankönyvi anyagok felhasználásával!

Munka 7. Transzplantáció, mint lehetőség a szerkezeti és élettani homeosztázis helyreállítására

Átültetés- elveszett vagy sérült szövetek, szervek saját vagy más szervezetből vett pótlása.

Beültetés- szervátültetés mesterséges anyagokból.

Tanulmányozza és másolja be a táblázatot a munkafüzetébe.

Kérdések az önálló tanuláshoz

1. Határozza meg a homeosztázis biológiai lényegét, és nevezze meg típusait!

2. Az élőlények szerveződésének milyen szintjein tartják fenn a homeosztázist?

3. Mi a genetikai homeosztázis? Nyissa meg a karbantartási mechanizmusokat.

4. Mi az immunitás biológiai lényege? 9. Mi a regeneráció? A regeneráció típusai.

10. A szervezet szerkezeti szerveződésének mely szintjein nyilvánul meg a regenerációs folyamat?

11. Mi az élettani és reparatív regeneráció (definíció, példák)?

12. Melyek a reparatív regeneráció típusai?

13. Melyek a reparatív regeneráció módszerei?

14. Mi a regenerációs folyamat anyaga?

15. Hogyan történik a reparatív regeneráció folyamata emlősökben és emberekben?

16. Hogyan történik a jóvátételi eljárás szabályozása?

17. Milyen lehetőségek vannak a szervek és szövetek regenerációs képességének serkentésére emberben?

18. Mi a transzplantáció és mi a jelentősége az orvostudományban?

19. Mi az izotranszplantáció és miben különbözik az allo- és xenotranszplantációtól?

20. Mik a szervátültetés problémái és kilátásai?

21. Milyen módszerek léteznek a szöveti inkompatibilitás leküzdésére?

22. Mi a szövettolerancia jelensége? Milyen mechanizmusai vannak ennek elérésére?

23. Milyen előnyei és hátrányai vannak a mesterséges anyagok beültetésének?

Tesztfeladatok

Válassz egy helyes választ.

1. A HOMEOSTÁZIS FENNTARTÁSA POPULÁCIÓS ÉS FAJSZINTEN:

1. Szerkezeti

2. Genetikai

3. Fiziológiai

4. Biokémiai

2. A FIZIOLÓGIAI REGENERÁCIÓ BIZTOSÍTJA:

1. Az elveszett szerv kialakulása

2. Önmegújulás szöveti szinten

3. Szövetjavítás sérülés esetén

4. Az elveszett szerv egy részének helyreállítása

3. REGENERÁLÁS A MÁJLEBENY ELTÁVOLÍTÁSA UTÁN

EGY FÉRFI ÚTJÁT:

1. Kompenzációs hipertrófia

2. Epimorfózis

3. Morpholaxis

4. Regeneratív hipertrófia

4. SZÖVET ÉS SZERV ÁTVÉTEL DONORTÓL

AZONOS TÍPUSÚ ÁTVÉTELNEK:

1. Auto- és izotranszplantáció

2. Allo- és homotranszplantáció

3. Xeno- és heterotranszplantáció

4. Implantáció és xenotranszplantáció

Válasszon több helyes választ.

5. AZ EMLŐSÖK IMMUNVÉDELMÉNEK NEM SPECIFIKUS TÉNYEZŐI:

1. A bőr és a nyálkahártyák hámjának gátfunkciói

2. Lizozim

3. Antitestek

4. A gyomor- és bélnedv baktericid tulajdonságai

6. AZ ALKOTMÁNYOS MENTESSÉG A következőknek köszönhető:

1. Fagocitózis

2. A sejtreceptorok és az antigén közötti kölcsönhatás hiánya

3. Antitest képződés

4. Az idegen anyagokat elpusztító enzimek

7. A GENETIKAI HOMEOSTÁZIS FENNTARTÁSA MOLEKULÁRIS SZINTEN A MIÉRT:

1. Immunitás

2. DNS replikáció

3. DNS javítás

4. Mitózis

8. A REGENERATÍV HIPERTRÓFIA A következőkre jellemző:

1. A sérült szerv eredeti tömegének helyreállítása

2. A sérült szerv alakjának helyreállítása

3. A cellák számának és méretének növekedése

4. Hegképződés a sérülés helyén

9. AZ IMMUNRENDSZER EMBERI SZERVEI:

2. Nyirokcsomók

3. Peyer-foltok

4. Csontvelő

5. Zsák Fabricius

Állítson be egy gyufát.

10. A REGENERÁLÁS TÍPUSAI ÉS MÓDSZEREI:

1. Epimorfózis

2. Heteromorfózis

3. Homomorfózis

4. Endomorfózis

5. Beillesztési növekedés

6. Morpholaxis

7. Szomatikus embriogenezis

BIOLÓGIAI

LÉNYEG:

a) Atipikus regeneráció

b) Növekedés a sebfelszínről

c) Kompenzációs hipertrófia

d) A szervezet regenerációja az egyes sejtekből

e) Regeneratív hipertrófia

f) Tipikus regeneráció g) A szerv többi részének átstrukturálása

h) Átmeneti hibák regenerációja

Irodalom

Fő

Biológia / Szerk. V.N. Yarygin. - M.: Felsőiskola, 2001. -

77-84., 372-383.

Slyusarev A.A., Zhukova S.V. Biológia. - Kijev: Felsőiskola,

1987. - S. 178-211.

A homeosztázis, homeosztázis (homeosztázis; görögül homoios hasonló, ugyanaz + sztázis állapot, mozdulatlanság), a belső környezet (vér, nyirok, szövetnedv) viszonylagos dinamikus állandósága és az alapvető élettani funkciók (vérkeringés, légzés, hőszabályozás) stabilitása. , anyagcsere stb.) az emberi és állati szervezetekben. Azokat a szabályozási mechanizmusokat, amelyek az egész szervezet sejtjeinek, szerveinek és rendszereinek élettani állapotát vagy tulajdonságait optimális szinten tartják, homeosztatikusnak nevezzük.

Tudniillik az élő sejt egy mobil, önszabályozó rendszer. Belső szerveződését olyan aktív folyamatok támogatják, amelyek célja a környezet és a belső környezet különböző behatásai által okozott eltolódások korlátozása, megakadályozása vagy megszüntetése. A sejt fő tulajdonsága, hogy egy bizonyos átlagos szinttől való eltérés után az eredeti állapotba visszatérhet, amelyet egy-egy "zavaró" tényező okoz. A többsejtű szervezet egy holisztikus szervezet, amelynek sejtelemei különféle funkciók ellátására specializálódtak. A testen belüli interakciót összetett szabályozó, koordináló és korrelációs mechanizmusok hajtják végre

idegi, humorális, metabolikus és egyéb tényezők részvétele. Számos egyedi mechanizmus, amely a sejten belüli és intercelluláris kapcsolatokat szabályozza, bizonyos esetekben kölcsönösen ellentétes (antagonista) hatást fejt ki, amelyek kiegyenlítik egymást. Ez egy mozgékony élettani háttér (fiziológiai egyensúly) kialakulásához vezet a szervezetben, és lehetővé teszi, hogy az élő rendszer fenntartsa a viszonylagos dinamikus állandóságot a környezet változásai és a szervezet élete során bekövetkező eltolódások ellenére.

A "homeosztázis" kifejezést 1929-ben javasolta W. Cannon fiziológus, aki úgy vélte, hogy a szervezetben a stabilitást fenntartó élettani folyamatok olyan összetettek és sokrétűek, hogy célszerű ezeket a homeosztázis általános elnevezéssel kombinálni. 1878-ban azonban K. Bernard azt írta, hogy minden életfolyamatnak csak egy célja van - az életkörülmények állandóságának megőrzése belső környezetünkben. Hasonló megállapítások találhatók számos 19. század és 20. század első fele kutató munkájában. (E. Pfluger, S. Richet, L. A. Fredericq, I. M. Sechenov, I. P. Pavlov, K. M. Bykov és mások). L.S. munkái Stern (munkatársaival), a szervek és szövetek mikrokörnyezetének összetételét és tulajdonságait szabályozó barrier funkciók szerepének szentelve.

Maga a homeosztázis fogalma nem felel meg a szervezet stabil (nem ingadozó) egyensúlyának fogalmának - az egyensúly elve nem alkalmazható

komplex fiziológiai és biokémiai

folyamatok az élő rendszerekben. Az is helytelen, ha a homeosztázist szembeállítjuk a belső környezet ritmikus ingadozásával. A tágabb értelemben vett homeosztázis felöleli a reakciók ciklikus és fázisfolyamatait, a fiziológiai funkciók kompenzációját, szabályozását és önszabályozását, a szabályozási folyamat idegi, humorális és egyéb összetevői egymásra utaltságának dinamikáját. A homeosztázis határai merevek és képlékenyek lehetnek, az egyéni életkortól, nemtől, társadalmi, szakmai és egyéb feltételektől függően változhatnak.

A szervezet életében különösen fontos a vér – a test folyékony alapja (folyékony mátrix) – összetételének állandósága W. Cannon szerint. Jól ismert az aktív reakciójának stabilitása (pH), az ozmózisnyomás, az elektrolitok (nátrium, kalcium, klór, magnézium, foszfor) aránya, glükóztartalma, a képződött elemek száma stb. Tehát például a vér pH-ja általában nem haladja meg a 7,35-7,47 értéket. Még a sav-bázis anyagcsere súlyos rendellenességei a szövetfolyadékban felhalmozódó sav patológiájával, például diabéteszes acidózis esetén is nagyon csekély hatással vannak a vér aktív reakciójára. Annak ellenére, hogy a vér és a szövetfolyadék ozmotikus nyomása folyamatos ingadozásoknak van kitéve az intersticiális anyagcsere ozmotikusan aktív termékeinek állandó ellátása miatt, ez egy bizonyos szinten marad, és csak néhány súlyos kóros állapot esetén változik.

Annak ellenére, hogy a vér a test általános belső környezetét képviseli, a szervek és szövetek sejtjei közvetlenül nem érintkeznek vele.

A többsejtű élőlényekben minden szervnek saját belső környezete (mikrokörnyezete) van, amely megfelel szerkezeti és funkcionális jellemzőinek, és a szervek normál állapota ennek a mikrokörnyezetnek a kémiai összetételétől, fizikai-kémiai, biológiai és egyéb tulajdonságaitól függ. Homeosztázisát a hisztohematikus gátak funkcionális állapota és permeabilitása határozza meg a vér→szövetfolyadék, szövetfolyadék→vér irányában.

A központi idegrendszer működése szempontjából különösen fontos a belső környezet állandósága: az agy-gerincvelői folyadékban, a gliákban és a pericelluláris terekben előforduló kisebb kémiai és fizikai-kémiai eltolódások is éles zavart okozhatnak az egyén életfolyamataiban. neuronokban vagy azok együtteseiben. A vérnyomás optimális szintjét biztosító komplex homeosztatikus rendszer, amely különféle neurohumorális, biokémiai, hemodinamikai és egyéb szabályozó mechanizmusokat foglal magában. Ebben az esetben az artériás nyomás szintjének felső határát a szervezet érrendszerének baroreceptorainak működése, alsó határát pedig a szervezet vérellátási szükséglete határozza meg.

A magasabb rendű állatok és emberek szervezetében a legtökéletesebb homeosztatikus mechanizmusok közé tartoznak a hőszabályozási folyamatok;