Homeostāzes jēdziens. Homeostāzes izpausme dažādos bioloģisko sistēmu organizācijas līmeņos. Strukturālā homeostāze, tās uzturēšanas mehānismi. Homeostāze un tās izpausmes dažādos biosistēmu organizācijas līmeņos. Homeostāzes vecuma iezīmes
Atsauksmes.
Ja notiek izmaiņas mainīgajos lielumos, sistēma reaģē uz diviem galvenajiem atsauksmju veidiem:
negatīvas atsauksmes, kas izpaužas reakcijā, kurā sistēma reaģē tā, lai mainītu pārmaiņu virzienu. Tā kā atgriezeniskā saite kalpo sistēmas noturības uzturēšanai, tā ļauj uzturēt homeostāzi.
Piemēram, kad koncentrācija oglekļa dioksīds cilvēka organismā palielinās, plaušas saņem signālu, lai palielinātu savu aktivitāti un izelpotu vairāk oglekļa dioksīda.
termoregulācija ir vēl viens negatīvu atsauksmju piemērs. Kad ķermeņa temperatūra paaugstinās (vai pazeminās) termoreceptori iekšā āda un hipotalāmu reģistrēt izmaiņas, izraisot signālu no smadzenēm. Šis signāls savukārt izraisa reakciju – temperatūras pazemināšanos (vai paaugstināšanos).
pozitīvas atsauksmes , kas tiek izteikts kā mainīgā lieluma izmaiņu pastiprinājums. Tam ir destabilizējoša iedarbība, tāpēc tas neizraisa homeostāzi. Pozitīva atgriezeniskā saite ir retāk sastopama dabiskajās sistēmās, taču tai ir arī savs lietojums.
Piemēram, nervos elektriskā potenciāla slieksnis rada daudz vairāk darbības potenciāls. Sarecēšana asinis un pasākumi plkst dzimšanas var minēt kā citus pozitīvu atsauksmju piemērus.
Stabilām sistēmām ir nepieciešamas abu veidu atgriezeniskās saites kombinācijas. Lai gan negatīvas atsauksmes ļauj atgriezties homeostātiskā stāvoklī, pozitīvas atsauksmes tiek izmantotas, lai pārietu uz pilnīgi jaunu (un, iespējams, mazāk vēlamo) homeostāzes stāvokli, situāciju, ko sauc par "metastabilitāti". Šādas katastrofālas izmaiņas var rasties, piemēram, palielinoties barības vielas upēs ar dzidru ūdeni, kas noved pie augsta homeostatiskā stāvokļa eitrofikācija(kanāla aizaugšana aļģes) un duļķainību.
Homeostāzes biofizikālie mehānismi.
No ķīmiskās biofizikas viedokļa homeostāze ir stāvoklis, kurā visi procesi, kas ir atbildīgi par enerģijas pārveidi organismā, atrodas dinamiskā līdzsvarā. Šis stāvoklis ir visstabilākais un atbilst fizioloģiskajam optimālajam. Saskaņā ar termodinamikas jēdzieniem organisms un šūna var pastāvēt un pielāgoties tādiem vides apstākļiem, kādos ir iespējams izveidot stacionāru fizikālo plūsmu. ķīmiskie procesi, t.i. homeostāze. Galvenā loma homeostāzes izveidē ir šūnu membrānu sistēmām, kas ir atbildīgas par bioenerģētiskajiem procesiem un regulē vielu iekļūšanas un izdalīšanās ātrumu šūnās.
No šīm pozīcijām galvenie traucējumu cēloņi ir normālai dzīves aktivitātei neparastas neenzīmu reakcijas, kas notiek membrānās; vairumā gadījumu tās ir oksidācijas ķēdes reakcijas, kurās iesaistīti brīvie radikāļi, kas rodas šūnu fosfolipīdos. Šīs reakcijas izraisa bojājumus strukturālie elementišūnas un regulēšanas disfunkcija. Faktori, kas izraisa homeostāzes traucējumus, ietver arī līdzekļus, kas izraisa radikālu veidošanos ( jonizējošā radiācija, infekcijas toksīni, daži pārtikas produkti, nikotīna un vitamīnu trūkums utt.).
Faktori, kas stabilizē membrānu homeostatisko stāvokli un funkcijas, ir bioantioksidanti, kas kavē oksidatīvo radikāļu reakciju attīstību.
Ekoloģiskā homeostāze.
Ekoloģiskā homeostāze tiek novērota kulminācijas kopienās ar vislielāko iespējamo bioloģisko daudzveidību labvēlīgos vides apstākļos.
Traucētās ekosistēmās vai subklimax bioloģiskajās kopienās, piemēram, Krakatoa salā, pēc spēcīga vulkāna izvirduma 1883. gadā, iepriekšējās meža kulminācijas ekosistēmas homeostāzes stāvoklis tika iznīcināts, tāpat kā visa dzīvība uz šīs salas.
Krakatoa izgāja cauri ekoloģisku izmaiņu ķēdei gados pēc izvirduma, kurās jaunas augu un dzīvnieku sugas sekoja viena otrai, kas noveda pie bioloģiskās daudzveidības un līdz ar to kulminācijas kopienas. Ekoloģiskā sukcesija Krakatoa notika vairākos posmos. Pilnu pēctecību ķēdi, kas noved pie kulminācijas, sauc par presēriju. Krakatoa piemērā šajā salā izveidojās kulminācijas kopiena ar 8000 dažādām sugām, kas reģistrētas 1983. gadā, simts gadus pēc tam, kad izvirdums uz tās iznīcināja dzīvību. Dati apliecina, ka homeostāzē pozīcija saglabājas kādu laiku, savukārt jaunu sugu parādīšanās ļoti ātri noved pie straujas veco sugu izzušanas.
Krakatoa un citu traucētu vai neskartu ekosistēmu gadījums liecina, ka pionieru sugu sākotnējā kolonizācija notiek, izmantojot pozitīvas atgriezeniskās saites reprodukcijas stratēģijas, kurās sugas izkliedējas, iegūstot pēc iespējas vairāk pēcnācēju, bet ar nelielu ieguldījumu vai bez ieguldījumiem katra indivīda panākumos. . Šajos veidos ir strauja attīstība un tikpat strauju sabrukumu (piemēram, epidēmijas laikā). Ekosistēmai tuvojoties kulminācijai, šādas sugas tiek aizstātas ar sarežģītākām kulminācijas sugām, kas, izmantojot negatīvas atsauksmes, pielāgojas savas vides īpašajiem apstākļiem. Šīs sugas tiek rūpīgi kontrolētas ar ekosistēmas potenciālo kapacitāti un seko citai stratēģijai - mazāku pēcnācēju ražošanai, kuru vairošanās panākumos tās specifiskās ekoloģiskās nišas mikrovides apstākļos tiek ieguldīts vairāk enerģijas.
Attīstība sākas ar pionieru kopienu un beidzas ar kulminācijas kopienu. Šī kulminācijas kopiena veidojas, kad flora un fauna nonāk līdzsvarā ar vietējo vidi.
Šādas ekosistēmas veido heterarhijas, kurās homeostāze vienā līmenī veicina homeostātiskos procesus citā sarežģītā līmenī.
Piemēram, nobriedušu tropu koku lapu zudums rada vietu jaunai augšanai un bagātina augsni. Tāpat tropiskais koks samazina gaismas piekļuvi zemākiem līmeņiem un palīdz novērst citu sugu iebrukumu. Bet arī koki krīt zemē un meža attīstība ir atkarīga no nemitīgās koku maiņas, baktēriju, kukaiņu, sēņu veiktā barības vielu cikla.
Līdzīgi šādi meži veicina ekoloģiskos procesus, piemēram, mikroklimata vai ekosistēmu hidroloģisko ciklu regulēšanu, un vairākas dažādas ekosistēmas var mijiedarboties, lai uzturētu upju drenāžas homeostāzi bioloģiskā reģionā. Bioreģionu mainīgumam ir nozīme arī bioloģiskā reģiona jeb bioma homeostatiskajā stabilitātē.
Bioloģiskā homeostāze.
Homeostāzei ir sava loma pamatīpašība dzīvie organismi, un to saprot kā uzturēšanu iekšējā vide pieļaujamās robežās.
Ķermeņa iekšējā vidē ietilpst ķermeņa šķidrumi – asins plazma, limfa, starpšūnu viela un cerebrospinālais šķidrums. Šo šķidrumu stabilitātes saglabāšana ir ļoti svarīga organismiem, savukārt tā trūkums izraisa ģenētiskā materiāla bojājumus.
Attiecībā uz jebkuru parametru organismus iedala konformācijas un regulējošos. Regulējošie organismi uztur parametru nemainīgā līmenī neatkarīgi no tā, kas notiek vidē. Konformācijas organismi ļauj videi noteikt parametru. Piemēram, siltasiņu dzīvnieki uztur nemainīgu ķermeņa temperatūru, savukārt aukstasiņu dzīvnieki uzrāda plašu temperatūras diapazonu.
Mēs nerunājam par to, ka konformācijas organismiem nav uzvedības pielāgojumu, kas ļauj tiem zināmā mērā regulēt doto parametru. Piemēram, rāpuļi no rītiem bieži sēž uz sakarsētiem akmeņiem, lai paaugstinātu ķermeņa temperatūru.
Homeostatiskās regulēšanas priekšrocība ir tā, ka tā ļauj organismam darboties efektīvāk. Piemēram, aukstasiņu dzīvnieki mēdz kļūt letarģiski, kad zemas temperatūras, savukārt siltasiņu dzīvnieki ir gandrīz tikpat aktīvi kā jebkad. No otras puses, regulēšanai ir nepieciešama enerģija. Iemesls, kāpēc dažas čūskas var ēst tikai reizi nedēļā, ir tas, ka homeostāzes uzturēšanai tās patērē daudz mazāk enerģijas nekā zīdītāji.
Šūnu homeostāze.
Šūnas ķīmiskās aktivitātes regulēšana tiek panākta, izmantojot vairākus procesus, tostarp īpaša nozīme ir izmaiņas pašas citoplazmas struktūrā, kā arī fermentu struktūrā un aktivitātē. Autoregulācija ir atkarīga no temperatūras, skābuma pakāpes, substrāta koncentrācijas, noteiktu makro un mikroelementu klātbūtnes.
Homeostāze cilvēka organismā.
Dažādi faktori ietekmē ķermeņa šķidrumu spēju uzturēt dzīvību. Tie ietver tādus parametrus kā temperatūra, sāļums, skābums un barības vielu koncentrācija - glikoze, dažādi joni, skābeklis un atkritumi - oglekļa dioksīds un urīns. Tā kā šie parametri ietekmē ķīmiskās reakcijas, kas uztur organismu dzīvu, tie ir iebūvēti fizioloģiskie mehānismi lai tie būtu pareizajā līmenī.
Homeostāzi nevar uzskatīt par šo neapzināto adaptāciju procesu cēloni. Tas ir jāuztver kā daudzu normālu procesu vispārīgs raksturlielums, kas darbojas kopā, nevis kā to galvenais cēlonis. Turklāt ir daudzas bioloģiskas parādības, kas neatbilst šim modelim - piemēram, anabolisms.
Starp dzīvām būtnēm raksturīgajām īpašībām ir minēta homeostāze. Šo jēdzienu sauc par organismam raksturīgo relatīvo noturību. Ir vērts detalizēti izprast, kāpēc homeostāze ir nepieciešama, kas tā ir un kā tā izpaužas.
Homeostāze ir dzīva organisma īpašums, kas ļauj tam uzturēties svarīgas īpašības pieļaujamās robežās. Normālai darbībai ir nepieciešama iekšējās vides un individuālo rādītāju noturība.
Ārējā ietekme un nelabvēlīgi faktori izraisa izmaiņas, kas negatīvi ietekmē vispārējo stāvokli. Bet ķermenis spēj atgūties pats, atgriežot tā īpašības optimālā darbībā. Tas ir saistīts ar attiecīgo īpašumu.
Ņemot vērā homeostāzes jēdzienu un noskaidrojot, kas tas ir, ir jānosaka, kā šī īpašība tiek īstenota. Vienkāršākais veids, kā to saprast, ir šūnu piemērs. Katra no tām ir sistēma, kuru raksturo mobilitāte. Noteiktu apstākļu ietekmē tā pazīmes var mainīties.
Normālai dzīvei šūnai ir jābūt tām īpašībām, kas ir optimālas tās pastāvēšanai. Ja rādītāji atšķiras no normas, dzīvotspēja samazinās. Lai novērstu nāvi, visām īpašībām jāatgriežas sākotnējā stāvoklī.
Tas ir tas, ko nozīmē homeostāze. Tas neitralizē visas izmaiņas, kas radušās šūnu iedarbības rezultātā.
Definīcija
Sniegsim definīciju, kas ir šī dzīvā organisma īpašība. Sākotnēji šo terminu sauca par spēju saglabāt iekšējās vides noturību. Zinātnieki pieņēma, ka šis process ietekmē tikai starpšūnu šķidrumu, asinis un limfu.
Tā ir to noturība, kas ļauj uzturēt ķermeni stabilā stāvoklī. Bet vēlāk tika atklāts, ka šī spēja ir raksturīga jebkurai atvērtai sistēmai.
Homeostāzes definīcija ir mainījusies. Tagad tas ir atvērtas sistēmas pašregulācijas nosaukums, kas sastāv no dinamiska līdzsvara uzturēšanas, īstenojot koordinētas reakcijas. Pateicoties tiem, sistēma saglabā relatīvi nemainīgus normālai dzīvei nepieciešamos parametrus.
Šo terminu sāka lietot ne tikai bioloģijā. Tas ir atradis pielietojumu socioloģijā, psiholoģijā, medicīnā un citās zinātnēs. Katram no tiem ir sava šī jēdziena interpretācija, taču tiem ir kopīga būtība - noturība.
Raksturlielumi
Lai saprastu, ko tieši sauc par homeostāzi, jums vajadzētu noskaidrot, kādas ir šī procesa īpašības.
Parādībai ir tādas pazīmes kā:
- Tiekšanās pēc līdzsvara. Visiem atvērtās sistēmas parametriem ir jāsaskan vienam ar otru.
- Adaptācijas iespēju apzināšana. Pirms parametru maiņas sistēmai ir jānosaka, vai ir iespējams pielāgoties mainītajiem dzīves apstākļiem. Tas notiek, izmantojot analīzi.
- Rezultātu neparedzamība. Rādītāju regulēšana ne vienmēr rada pozitīvas pārmaiņas.
Aplūkojamā parādība ir sarežģīts process, kura īstenošana ir atkarīga no dažādiem apstākļiem. Tās plūsma ir saistīta ar atvērtas sistēmas īpašībām un tās funkcionēšanas apstākļu īpatnībām.
Pielietojums bioloģijā
Šo terminu lieto ne tikai attiecībā uz dzīvām būtnēm. To izmanto dažādās jomās. Lai labāk saprastu, kas ir homeostāze, jums ir jānoskaidro, ko biologi ar to domā, jo tieši šajā jomā to izmanto visbiežāk.
Šī zinātne šo īpašību piedēvē visām būtnēm bez izņēmuma neatkarīgi no to struktūras. To raksturo vienšūnu un daudzšūnu. Vienšūnu organismos tas izpaužas iekšējās vides noturības uzturēšanā.
Organismos ar sarežģītāku struktūru šī iezīme attiecas uz atsevišķām šūnām, audiem, orgāniem un sistēmām. Starp parametriem, kuriem jābūt nemainīgiem, ir ķermeņa temperatūra, asins sastāvs, fermentu saturs.
Bioloģijā homeostāze ir ne tikai noturības saglabāšana, bet arī organisma spēja pielāgoties mainīgajiem vides apstākļiem.
Biologi izšķir divu veidu radības:
- Konformācijas, kurā tiek saglabāti organisma indikatori neatkarīgi no apstākļiem. Tajos ietilpst siltasiņu dzīvnieki.
- Regulējoša, reaģē uz pārmaiņām ārējā vide un pielāgoties tiem. Tie ir abinieki.
Ar pārkāpumiem šajā jomā atveseļošanās vai adaptācija netiek novērota. Ķermenis kļūst neaizsargāts un var nomirt.
Kā cilvēks
Cilvēka ķermenis sastāv no liels skaitsšūnas, kas ir savstarpēji saistītas un veido audus, orgānus, orgānu sistēmas. Ārējās ietekmes dēļ katrā sistēmā un orgānā var rasties izmaiņas, kas ietver izmaiņas visā ķermenī.
Bet normālai darbībai ķermenim ir jāsaglabā optimālas īpašības. Attiecīgi pēc jebkura trieciena viņam ir jāatgriežas sākotnējā stāvoklī. Tas ir saistīts ar homeostāzi.
Šis īpašums ietekmē tādus iestatījumus kā:
- temperatūra,
- uzturvielu saturs,
- skābums,
- asins sastāvs,
- Atkritumu likvidēšana.
Visi šie parametri ietekmē cilvēka stāvokli kopumā. Tie ir atkarīgi no parastā kursa ķīmiskās reakcijas kas sniedz ieguldījumu dzīvības saglabāšanā. Homeostāze ļauj atjaunot iepriekšējo veiktspēju pēc jebkura trieciena, bet nav adaptīvo reakciju cēlonis. Šis īpašums ir vispārīgās īpašības vienlaikus darbojas daudzi procesi.
Par asinīm
Asins homeostāze ir viena no galvenajām īpašībām, kas ietekmē dzīvas būtnes dzīvotspēju. Asinis ir tās šķidrā bāze, jo tās atrodas visos audos un visos orgānos.
Pateicoties tam, atsevišķas ķermeņa daļas tiek apgādātas ar skābekli, tiek veikta kaitīgo vielu un vielmaiņas produktu aizplūšana.
Ja ir traucējumi asinīs, tad šo procesu darbība pasliktinās, kas ietekmē orgānu un sistēmu darbību. Visas pārējās funkcijas ir atkarīgas no tā sastāva noturības.
Šai vielai jāsaglabā relatīvi nemainīgi šādi parametri:
- skābuma līmenis;
- osmotiskais spiediens;
- plazmas elektrolītu attiecība;
- glikozes daudzums;
- šūnu sastāvs.
Pateicoties spējai uzturēt šos rādītājus normas robežās, tie nemainās pat patoloģisku procesu ietekmē. Viņiem ir raksturīgas nelielas svārstības, un tas nekaitē. Bet tie reti pārsniedz normālās vērtības.
Tas ir interesanti! Ja šajā zonā rodas pārkāpumi, tad asins parametri neatgriežas sākotnējā stāvoklī. Tas norāda uz klātbūtni nopietnas problēmas. Ķermenis nespēj saglabāt līdzsvaru. Tā rezultātā pastāv komplikāciju risks.
Izmantošana medicīnā
Šo jēdzienu plaši izmanto medicīnā. Šajā jomā tā būtība ir gandrīz līdzīga bioloģiskajai nozīmei. Šis termins iekšā medicīnas zinātne aptver kompensācijas procesus un organisma pašregulācijas spēju.
Šis jēdziens ietver visu regulatīvās funkcijas īstenošanā iesaistīto komponentu attiecības un mijiedarbību. Tas aptver vielmaiņas procesus, elpošanu, asinsriti.
Medicīniskā termina atšķirība ir tāda, ka zinātne homeostāzi uzskata par ārstēšanas palīgfaktoru. Slimībās orgānu bojājumu dēļ tiek traucētas ķermeņa funkcijas. Tas ietekmē visu ķermeni. Ar terapijas palīdzību iespējams atjaunot problemātiskā orgāna darbību. Apsvērtā spēja veicina tās efektivitātes paaugstināšanos. Pateicoties procedūrām, organisms pats virza pūles, lai novērstu patoloģiskās parādības, cenšoties atjaunot normālus parametrus.
Ja tam nav iespēju, tiek aktivizēts adaptācijas mehānisms, kas izpaužas bojātā orgāna slodzes samazināšanā. Tas ļauj samazināt bojājumus un novērst aktīvo slimības progresēšanu. Var teikt, ka tāds jēdziens kā homeostāze tiek aplūkots medicīnā no praktiskā viedokļa.
Wikipedia
Jebkura termina nozīme vai jebkuras parādības īpašība visbiežāk tiek uzzināta no Vikipēdijas. Viņa šo koncepciju aplūko pietiekami detalizēti, bet pašā vienkārša jēga: to sauc par ķermeņa vēlmi adaptēties, attīstīties un izdzīvot.
Šāda pieeja izskaidrojama ar to, ka, ja šīs īpašības nav, dzīvai būtnei būs grūti pielāgoties mainīgajiem vides apstākļiem un attīstīties pareizajā virzienā.
Un, ja radījuma darbībā būs pārkāpumi, tas vienkārši nomirs, jo nespēs atgriezties normālā stāvoklī.
Svarīgs! Lai process noritētu, ir nepieciešams, lai visi orgāni un sistēmas darbotos nevainojami. Tas nodrošinās, ka visi svarīgie parametri paliek normas robežās. Ja konkrētu rādītāju nevar regulēt, tas norāda uz problēmām šī procesa īstenošanā.
Piemēri
Šīs parādības piemēri palīdzēs saprast, kas organismā ir homeostāze. Viens no tiem ir uzturēt nemainīgu ķermeņa temperatūru. Dažas izmaiņas tai ir raksturīgas, taču tās ir nelielas. Nopietna temperatūras paaugstināšanās tiek novērota tikai slimību klātbūtnē. Vēl viens piemērs ir asinsspiediens. Būtisks rādītāju pieaugums vai samazināšanās notiek ar veselības traucējumiem. Šajā gadījumā ķermenis cenšas atgriezties pie parastajām īpašībām.
Noderīgs video
Summējot
Pētītais īpašums ir viens no galvenajiem normālai dzīvības funkcionēšanai un saglabāšanai, tas slēpjas spējā atjaunot optimālos vitālo parametru rādītājus. Izmaiņas tajos var rasties ārējas ietekmes vai patoloģiju ietekmē. Pateicoties šai spējai, dzīvās būtnes var pretoties ārējiem faktoriem.
Termins "homeostāze" nāk no vārda "homeostāze", kas nozīmē "stabilitātes spēks". Daudzi reti dzird, ja ne vispār, par šo koncepciju. Tomēr homeostāze ir svarīga mūsu dzīves sastāvdaļa, harmonizējot pretrunīgus apstākļus savā starpā. Un tā nav tikai daļa no mūsu dzīves, homeostāze ir svarīga mūsu ķermeņa funkcija.
Ja definējam vārdu homeostāze, kura nozīme ir svarīgāko sistēmu regulēšana, tad tā ir spēja koordinēt dažādas reakcijas, ļaujot saglabāt līdzsvaru. Šī koncepcija ir piemērojama gan atsevišķiem organismiem, gan veselām sistēmām.
Kopumā bioloģijā bieži tiek apspriesta homeostāze. Lai ķermenis pareizi funkcionētu un veiktu nepieciešamās darbības, tajā ir jāsaglabā stingrs līdzsvars. Tas nepieciešams ne tikai izdzīvošanai, bet arī tāpēc, lai mēs varētu pareizi pielāgoties apkārtējām izmaiņām un turpināt attīstīties.
Var izdalīt pilnvērtīgai eksistencei nepieciešamos homeostāzes veidus jeb, precīzāk, situāciju veidus, kad šī darbība izpaužas.
- Nestabilitāte. Šajā brīdī mēs, proti, mūsu iekšējais es, diagnosticējam izmaiņas un, pamatojoties uz to, pieņemam lēmumu pielāgoties jauniem apstākļiem.
- Līdzsvars. Visas mūsu iekšējie spēki kuru mērķis ir saglabāt līdzsvaru.
- Neprognozējamība. Bieži vien mēs varam pārsteigt sevi, veicot kādu darbību, ko neesam gaidījuši.
Visas šīs reakcijas ir saistītas ar to, ka katrs planētas organisms vēlas izdzīvot. Homeostāzes princips tikai palīdz mums izprast apstākļus un pieņemt svarīgu lēmumu, lai saglabātu līdzsvaru.
Negaidīti lēmumi
Homeostāze ir ieņēmusi stingru vietu ne tikai bioloģijā. Šis termins tiek aktīvi izmantots psiholoģijā. Psiholoģijā homeostāzes jēdziens nozīmē mūsu attieksmi pret ārējiem apstākļiem.. Tomēr šis process cieši saista organisma adaptāciju un individuālo garīgo adaptāciju.
Kā redzam, homeostāzes princips balstās uz ciešām attiecībām starp fizioloģiju un psiholoģiju. Tomēr ar pašregulāciju saistītais homeostāzes princips nevar izskaidrot pārmaiņu avotus.
Homeostatisko procesu var saukt par pašregulācijas procesu. Un viss šis process notiek zemapziņas līmenī. Mūsu ķermenim ir vajadzība daudzās jomās, bet svarīga vieta ir psiholoģiskajiem kontaktiem. Sajūtot nepieciešamību kontaktēties ar citiem organismiem, cilvēks parāda savu attīstības vēlmi. Šī zemapziņas vēlme savukārt atspoguļo homeostatisko tieksmi.
Iedomājieties situāciju: dambriežu grupa ganās pie guļošas lauvas. Pēkšņi lauva pamostas un rūc, dambrieži steidzas uz visām pusēm. Tagad iedomājieties sevi stirniņas vietā. Viņā darbojās pašsaglabāšanās instinkts – viņa aizbēga. Viņai jāskrien ļoti ātri, lai glābtu savu dzīvību. Tā ir psiholoģiskā homeostāze.
Bet paiet kāds skriešanas laiks, un briedim sāk pietrūkt. Lai arī lauva viņu varētu dzenāt, viņa apstāsies, jo nepieciešamība elpot šobrīd izrādījās svarīgāka par vajadzību skriet. Tas ir paša organisma instinkts, fizioloģiskā homeostāze. Tādējādi var izdalīt šādus homeostāzes veidus:
- Piespiešana.
- Spontāni.
Homeostāzes vērtība ir ļoti svarīga jebkuram organismam, gan iekšā psiholoģiskā sajūta, kā arī fiziskajā. Cilvēks var iemācīties dzīvot harmonijā ar sevi un apkārtējo vidi, ne tikai sekojot instinktu mudinājumiem. Viņam vienkārši jāredz un jāsaprot pasaule un sakārtot savas domas, sakārtojot prioritātes pareizajā secībā. Autors: Ludmila Muhačova
Homeostāze ir spēja cilvēka ķermenis pielāgoties mainīgajiem ārējās un iekšējās vides apstākļiem. Stabils homeostāzes procesu darbs garantē cilvēkam komfortablu veselības stāvokli jebkurā situācijā, saglabājot organisma dzīvības pazīmju noturību.
Homeostāze no bioloģiskā un ekoloģiskā viedokļa
Homeostāzē attiecas uz visiem daudzšūnu organismiem. Tajā pašā laikā ekologi bieži pievērš uzmanību ārējās vides līdzsvaram. Tiek uzskatīts, ka tā ir ekosistēmas homeostāze, kas arī ir pakļauta izmaiņām un tiek pastāvīgi pārbūvēta turpmākai pastāvēšanai.
Ja kādā sistēmā tiek izjaukts līdzsvars un tā nespēj to atjaunot, tad tas noved pie pilnīgas darbības pārtraukšanas.
Cilvēks nav izņēmums, homeostatiskajiem mehānismiem ir liela nozīme ikdienas dzīvē, un pieļaujamā cilvēka ķermeņa galveno rādītāju izmaiņu pakāpe ir ļoti maza. Ar neparastām ārējās vai iekšējās vides svārstībām homeostāzes darbības traucējumi var izraisīt letālas sekas.
Kas ir homeostāze un tās veidi
Ikdienā cilvēks ir pakļauts dažādiem vides faktoriem, taču, lai bioloģiskie pamatprocesi organismā turpinātu darboties stabili, to apstākļi nedrīkst mainīties. Šīs stabilitātes saglabāšanā ir galvenā homeostāzes loma.
Ir ierasts atšķirt trīs galvenos veidus:
- Ģenētiskā.
- Fizioloģiska.
- Strukturāls (reģeneratīvs vai šūnu).
Pilnvērtīgai eksistencei cilvēkam ir nepieciešams visu trīs veidu homeostāzes darbs kompleksā, ja viens no tiem neizdodas, tas rada nepatīkamas sekas veselībai. Labi koordinēts procesu darbs ļaus ignorēt vai izturēt biežāk sastopamās izmaiņas ar minimālām neērtībām un justies pārliecinātam.
Šis homeostāzes veids ir spēja uzturēt vienu genotipu vienā populācijā. Molekulārā-šūnu līmenī tiek uzturēta vienota ģenētiskā sistēma, kas nes noteiktu iedzimtas informācijas kopumu.
Mehānisms ļauj indivīdiem krustoties, vienlaikus saglabājot nosacīti slēgtas cilvēku grupas (populācijas) līdzsvaru un vienveidību.
Fizioloģiskā homeostāze
Šis tips homeostāze ir atbildīga par galveno dzīvības pazīmju uzturēšanu optimālā stāvoklī:
- ķermeņa temperatūra.
- Asinsspiediens.
- Gremošanas stabilitāte.
Imūnā, endokrīnās un nervu sistēmas ir atbildīgas par tā pareizu darbību. Ja kādas sistēmas darbībā rodas neparedzēta kļūme, tas nekavējoties ietekmē visa organisma labsajūtu, noved pie vājuma. aizsardzības funkcijas un slimību attīstība.
Šūnu homeostāze (strukturālā)
Šo sugu sauc arī par "reģenerāciju", kas, iespējams, vislabāk raksturo funkcionālās īpašības.
Šādas homeostāzes galvenie spēki ir vērsti uz cilvēka ķermeņa iekšējo orgānu bojāto šūnu atjaunošanu un dziedināšanu. Tieši šie mehānismi, pareizi darbojoties, ļauj organismam atgūties pēc slimības vai traumas.
Galvenie homeostāzes mehānismi attīstās un attīstās kopā ar cilvēku, labāk pielāgojoties ārējās vides izmaiņām.
Homeostāzes funkcijas
Lai pareizi izprastu homeostāzes funkcijas un īpašības, vislabāk ir apsvērt tās darbību uz konkrētiem piemēriem.
Tā, piemēram, sportojot, cilvēka elpošana un pulss paātrinās, kas liecina par organisma vēlmi saglabāt iekšējo līdzsvaru mainītos vides apstākļos.
Pārceļoties uz valsti ar klimatu, kas būtiski atšķiras no ierastā, kādu laiku var justies slikti. Atkarībā no cilvēka vispārējās veselības stāvokļa, homeostāzes mehānismi ļauj pielāgoties jauniem dzīves apstākļiem. Dažiem aklimatizācija nav jūtama un iekšējais līdzsvars ātri pielāgojas, savukārt citiem nedaudz jāpagaida, līdz ķermenis pielāgo savu sniegumu.
Paaugstinātas temperatūras apstākļos cilvēkam kļūst karsts un sākas svīšana. Šī parādība tiek uzskatīta par tiešu pašregulācijas mehānismu darbības pierādījumu.
Galveno homeostatisko funkciju darbība daudzējādā ziņā ir atkarīga no iedzimtības, ģenētiskā materiāla, kas pārnēsāts no ģimenes vecākās paaudzes.
Pamatojoties uz sniegtajiem piemēriem, ir skaidri iespējams izsekot galvenajām funkcijām:
- Enerģija.
- Adaptīvs.
- Reproduktīvs.
Svarīgi pievērst uzmanību tam, ka vecumdienās, kā arī zīdaiņa vecumā stabils homeostāzes darbs prasa īpašu uzmanību, jo galveno regulējošo sistēmu reakcija šajos dzīves periodos ir lēna.
homeostāzes īpašības
Zinot par pašregulācijas pamatfunkcijām, ir arī noderīgi saprast, kādas īpašības tai piemīt. Homeostāze ir sarežģīta procesu un reakciju savstarpēja saistība. Starp homeostāzes īpašībām ir:
- Nestabilitāte.
- Tiekšanās pēc līdzsvara.
- Neprognozējamība.
Mehānismi pastāvīgi mainās, testēšanas apstākļi ir jāizvēlas labākais variants pielāgojumus tiem. Tā ir nestabilitātes īpašība.
Līdzsvars ir jebkura organisma galvenais mērķis un īpašība, tas pastāvīgi uz to tiecas gan strukturāli, gan funkcionāli.
Dažos gadījumos ķermeņa reakcija uz izmaiņām ārējā vai iekšējā vidē var kļūt negaidīta, novest pie dzīvībai svarīgo sistēmu pārstrukturēšanas. Homeostāzes neparedzamība var radīt zināmu diskomfortu, kas neliecina par tālāku kaitīgo ietekmi par ķermeņa stāvokli.
Kā uzlabot homeostatiskās sistēmas mehānismu darbību
No medicīnas viedokļa jebkura slimība liecina par homeostāzes darbības traucējumiem. Ārējie un iekšējie draudi pastāvīgi ietekmē ķermeni, un tikai saskaņotība galveno sistēmu darbā palīdzēs ar tiem tikt galā.
Imūnsistēmas vājināšanās nenotiek bez iemesla. Mūsdienu medicīnā ir plašs instrumentu klāsts, kas var palīdzēt cilvēkam saglabāt veselību neatkarīgi no tā, kas izraisīja neveiksmi.
Mainīgi laika apstākļi, stresa situācijas, traumas - tas viss var izraisīt dažāda smaguma slimību attīstību.
Lai homeostāzes funkcijas darbotos pareizi un pēc iespējas ātrāk, nepieciešams sekot līdzi vispārējam veselības stāvoklim. Lai to izdarītu, varat konsultēties ar ārstu, lai veiktu pārbaudi, lai noteiktu jūsu ievainojamības un izvēlētos terapijas kompleksu to novēršanai. Regulāra diagnostika palīdzēs labāk kontrolēt dzīves pamatprocesus.
Šajā gadījumā ir svarīgi patstāvīgi ievērot vienkāršus ieteikumus:
- Izvairieties no stresa situācijām, lai pasargātu nervu sistēmu no pastāvīgas pārslodzes.
- Sekojiet līdzi savam uzturam, nepārslogojiet sevi ar smagu pārtiku, izvairieties no bezjēdzīgas badošanās, kas ļaus gremošanas sistēmai vieglāk tikt galā ar savu darbu.
- Izvēlieties piemērotus vitamīnu kompleksus, lai samazinātu sezonālo laikapstākļu izmaiņu ietekmi.
Uzmanīga attieksme pret savu veselību palīdzēs homeostatiskajiem procesiem savlaicīgi un pareizi reaģēt uz jebkurām izmaiņām.
Augstāko dzīvnieku ķermenī ir izstrādāti pielāgojumi, kas neitralizē daudzas ārējās vides ietekmes, nodrošinot relatīvi pastāvīgi apstākļišūnu esamība. Tā ir būtiski visa organisma dzīvībai. Mēs to ilustrējam ar piemēriem. Siltasiņu dzīvnieku ķermeņa šūnas, tas ir, dzīvnieki ar nemainīgu ķermeņa temperatūru, normāli funkcionē tikai šaurās temperatūras robežās (cilvēkiem 36-38 ° robežās). Temperatūras maiņa, kas pārsniedz šīs robežas, izraisa šūnu aktivitātes traucējumus. Tajā pašā laikā siltasiņu dzīvnieku ķermenis parasti var pastāvēt ar daudz plašākām ārējās vides temperatūras svārstībām. Piemēram, polārlācis var dzīvot -70° un +20-30° temperatūrā. Tas ir saistīts ar faktu, ka in visa ķermeņa tiek regulēta tā siltuma apmaiņa ar vidi, t.i., siltuma veidošanās (ķīmisko procesu intensitāte, kas notiek ar siltuma izdalīšanos) un siltuma pārnese. Tātad zemā apkārtējās vides temperatūrā siltuma ražošana palielinās un siltuma pārnese samazinās. Tāpēc ar ārējās temperatūras svārstībām (noteiktās robežās) tiek saglabāta ķermeņa temperatūras noturība.
Ķermeņa šūnu funkcijas ir normālas tikai ar relatīvu osmotiskā spiediena noturību, pateicoties elektrolītu un ūdens satura noturībai šūnās. Osmotiskā spiediena izmaiņas - tā samazināšanās vai palielināšanās - izraisa asus šūnu funkciju un struktūras pārkāpumus. Organisms kopumā kādu laiku var pastāvēt gan ar pārmērīgu uzņemšanu, gan ar ūdens trūkumu, gan ar lielu un mazu sāļu daudzumu pārtikā. Tas ir saistīts ar adaptāciju klātbūtni organismā, kas veicina uzturēšanu
ūdens un elektrolītu daudzuma noturība organismā. Lietojot ūdeni, ievērojams daudzums tā ātri tiek izvadīts no organisma ar izvadorgāniem (nierēm, sviedru dziedzeriem, ādu), un ūdens trūkuma gadījumā tas tiek aizturēts organismā. Tādā pašā veidā izvadorgāni regulē elektrolītu saturu organismā: ātri izvada to lieko daudzumu vai notur ķermeņa šķidrumos ar nepietiekamu sāļu uzņemšanu.
Atsevišķu elektrolītu koncentrācija asinīs un audu šķidrumā, no vienas puses, un šūnu protoplazmā, no otras puses, ir atšķirīga. Asinīs un audu šķidrumā ir vairāk nātrija jonu, un šūnu protoplazmā ir vairāk kālija jonu. Jonu koncentrācijas atšķirība šūnā un ārpus tās tiek panākta ar īpašu mehānismu, kas notur kālija jonus šūnā un neļauj nātrija joniem uzkrāties šūnā. Šo mehānismu, kura būtība vēl nav skaidra, sauc nātrija-kālija sūknis un ir saistīts ar šūnu metabolisma procesu.
Ķermeņa šūnas ir ļoti jutīgas pret ūdeņraža jonu koncentrācijas izmaiņām. Šo jonu koncentrācijas izmaiņas vienā vai otrā virzienā krasi izjauc šūnu dzīvībai svarīgo darbību. Ķermeņa iekšējo vidi raksturo nemainīga ūdeņraža jonu koncentrācija, kas ir atkarīga no tā saukto bufersistēmu klātbūtnes asinīs un audu šķidrumā (48. lpp.) un no ekskrēcijas orgānu darbības. Palielinoties skābju vai sārmu saturam asinīs, tie ātri tiek izvadīti no organisma un tādējādi tiek uzturēta ūdeņraža jonu koncentrācijas noturība iekšējā vidē.
Šūnas, īpaši nervu šūnas, ir ļoti jutīgas pret cukura līmeņa izmaiņām asinīs, kas ir svarīga uzturviela. Tāpēc liela nozīme vitālās aktivitātes procesam ir cukura satura nemainīgums asinīs. Tas tiek panākts ar to, ka, paaugstinoties cukura līmenim asinīs aknās un muskuļos, no tā tiek sintezēts šūnās nogulsnēts polisaharīds, glikogēns, un, samazinoties cukura līmenim asinīs, glikogēns sadalās šūnās. aknas un muskuļi, un vīnogu cukurs izdalās asinīs.
Iekšējās vides ķīmiskā sastāva un fizikāli ķīmisko īpašību noturība ir svarīga augstāko dzīvnieku organismu iezīme. Lai apzīmētu šo noturību, V. Kanons ierosināja terminu, kas ir kļuvis plaši izplatīts - homeostāze. Homeostāzes izpausme ir vairāku bioloģisko konstantu klātbūtne, t.i., stabili kvantitatīvie rādītāji, kas raksturo normālu organisma stāvokli. Šādas nemainīgas vērtības ir: ķermeņa temperatūra, asins un audu šķidruma osmotiskais spiediens, nātrija, kālija, kalcija, hlora un fosfora jonu, kā arī olbaltumvielu un cukura saturs, ūdeņraža jonu koncentrācija un virkne citu.
Ievērojot iekšējās vides sastāva noturību, fizikāli ķīmiskās un bioloģiskās īpašības, jāuzsver, ka tā nav absolūta, bet gan relatīva un dinamiska. Šī noturība tiek panākta, nepārtraukti veicot vairāku orgānu un audu darbu, kā rezultātā mainās iekšējās vides sastāvs un fizikāli ķīmiskās īpašības, kas notiek ārējās vides izmaiņu ietekmē un kā rezultātā. organisma dzīvībai svarīgā darbība tiek izlīdzināta.
Dažādu orgānu un to sistēmu loma homeostāzes uzturēšanā ir atšķirīga. Tādējādi gremošanas sistēma nodrošina barības vielu ieplūšanu asinīs tādā formā, kādā tās var izmantot organisma šūnas. Asinsrites sistēma veic nepārtrauktu asiņu kustību un dažādu vielu transportu organismā, kā rezultātā šūnās nonāk barības vielas, skābeklis un dažādi ķīmiskie savienojumi, kas veidojas pašā organismā, un sabrukšanas produkti, tajā skaitā oglekļa dioksīds, izdalās ar olbaltumvielām. šūnas tiek pārnestas uz orgāniem, kas tās izņem no ķermeņa. Elpošanas orgāni nodrošina asinīm skābekli un izvada no organisma oglekļa dioksīdu. Aknas un virkne citu orgānu veic ievērojamu skaitu ķīmisko pārvērtību - daudzu sintēzi un sadalīšanos. ķīmiskie savienojumi svarīgi šūnu dzīvē. Ekskrēcijas orgāni - nieres, plaušas, sviedru dziedzeri, āda - izvada no organisma sabrukšanas galaproduktus organisko vielu un uzturēt ūdens un elektrolītu satura noturību asinīs un līdz ar to arī audu šķidrumā un ķermeņa šūnās.
spēlē svarīgu lomu homeostāzes uzturēšanā nervu sistēma. Jutīgi reaģējot uz dažādām ārējās vai iekšējās vides izmaiņām, tā regulē orgānu un sistēmu darbību tā, ka tiek novērstas un izlīdzinātas nobīdes un traucējumi, kas rodas vai varētu rasties organismā.
Pateicoties adaptāciju attīstībai, kas nodrošina ķermeņa iekšējās vides relatīvo noturību, tā šūnas ir mazāk uzņēmīgas pret ārējās vides mainīgajām ietekmēm. Saskaņā ar Cl. Bernards, "iekšējās vides noturība ir brīvas un neatkarīgas dzīves nosacījums."
Homeostāzei ir noteikti ierobežojumi. Organismam atrodoties, īpaši ilgu laiku, apstākļos, kas būtiski atšķiras no tiem, kuriem tas ir pielāgots, tiek traucēta homeostāze un var rasties ar normālu dzīvi nesavienojamas nobīdes. Tātad, būtiski mainoties ārējai temperatūrai gan tās paaugstināšanās, gan pazemināšanās virzienā, ķermeņa temperatūra var paaugstināties vai pazemināties un notikt ķermeņa pārkaršana vai atdzišana, izraisot nāvi. Tāpat, būtiski ierobežojot ūdens un sāļu uzņemšanu organismā vai pilnībā atņemot šīs vielas, pēc kāda laika tiek traucēta iekšējās vides sastāva un fizikāli ķīmisko īpašību relatīvā noturība un dzīvība apstājas.
Augsts homeostāzes līmenis notiek tikai noteiktos sugas un indivīda attīstības posmos. Zemākiem dzīvniekiem nav pietiekami attīstītas adaptācijas, lai mazinātu vai novērstu ārējās vides izmaiņu ietekmi. Tā, piemēram, relatīvā ķermeņa temperatūras noturība (homeotermija) tiek uzturēta tikai siltasiņu dzīvniekiem. Tā sauktajiem aukstasiņu dzīvniekiem ķermeņa temperatūra ir tuvu ārējās vides temperatūrai un ir mainīga vērtība (poikilotermija). Jaundzimušam dzīvniekam nav tādas ķermeņa temperatūras, sastāva un iekšējās vides īpašību noturības kā pieaugušam organismam.
Pat nelieli homeostāzes pārkāpumi izraisa patoloģiju un līdz ar to relatīvi nemainīgu fizioloģisko parametru, piemēram, ķermeņa temperatūras, asinsspiediena, sastāva, fizikāli ķīmisko un bioloģiskās īpašības asinis utt., ir liela diagnostiska vērtība.