Connaître l'essence de l'homéostasie, mécanismes physiologiques maintenir l'homéostasie, base de la régulation de l'homéostasie.
Étudiez les principaux types d’homéostasie. Connaître les caractéristiques de l'homéostasie liées à l'âge
3. Questions d'auto-préparation à la maîtrise de ce sujet :
1) Définition de l'homéostasie
2) Types d'homéostasie.
3) Homéostasie génétique
5) Homéostasie de l'environnement interne du corps
6) Homéostasie immunologique
7) Mécanismes de régulation de l'homéostasie : neurohumoral et endocrinien.
8) Régulation hormonale de l'homéostasie.
9) Organes impliqués dans la régulation de l'homéostasie
10) Principe général des réactions homéostatiques
11) Spécificité d'espèce de l'homéostasie.
12) Caractéristiques d'âge homéostasie
13) Processus pathologiques accompagnés d'une perturbation de l'homéostasie.
14) Correction de l’homéostasie du corps – la tâche principale médecin
__________________________________________________________________
4. Type de cours : périscolaire
5. Durée du cours- 3 heures.
6. Équipement. Présentation électronique « Cours sur la biologie », tableaux, mannequins
Homéostasie(gr. homoios - égal, stase - état) - la capacité d'un organisme à maintenir la constance de l'environnement interne et les principales caractéristiques de son organisation inhérente, malgré la variabilité des paramètres environnement externe et l'action de facteurs perturbateurs internes.
L'homéostasie de chaque individu est spécifique et déterminée par son génotype.
Organisme - ouvert système dynamique. Le flux de substances et d’énergie observé dans le corps détermine l’auto-renouvellement et l’auto-reproduction à tous les niveaux, depuis la molécule jusqu’à l’organisme et la population.
Au cours du métabolisme avec les échanges alimentaires, hydriques et gazeux, diverses substances provenant de l'environnement pénètrent dans le corps. composants chimiques, qui, après transformations, deviennent similaires à la composition chimique de l'organisme et sont incluses dans ses structures morphologiques. Après un certain temps, les substances absorbées sont détruites, libérant de l'énergie, et la molécule détruite est remplacée par une nouvelle, sans violer l'intégrité des composants structurels du corps.
Les organismes évoluent dans un environnement en constante évolution, malgré cela, les principaux indicateurs physiologiques continuent d'être réalisés dans le cadre de certains paramètres et le corps maintient longtemps un état de santé stable, grâce aux processus d'autorégulation.
Ainsi, le concept d'homéostasie n'est pas associé à la stabilité des processus. En réponse à l'action de facteurs internes et externes, certains changements dans les paramètres physiologiques se produisent et l'inclusion systèmes de réglementation assure le maintien d'une relative constance de l'environnement interne. Les mécanismes homéostatiques régulateurs fonctionnent aux niveaux cellulaire, organique, organisationnel et supra-organisme.
En termes d'évolution, l'homéostasie correspond aux adaptations héréditairement fixées du corps aux conditions environnementales normales.
On distingue les principaux types d'homéostasie suivants :
1) génétique
2) structurel
3) homéostasie de la partie liquide du milieu interne (sang, lymphe, liquide interstitiel)
4) immunologique.
Homéostasie génétique- préservation de la stabilité génétique grâce à la force des liaisons physiques et chimiques de l'ADN et à sa capacité à se rétablir après un dommage (réparation de l'ADN). Auto-reproduction - propriété fondamentale vivant, il repose sur le processus de reduplication de l’ADN. Le mécanisme même de ce processus, dans lequel un nouveau brin d’ADN se construit de manière strictement complémentaire autour de chacune des molécules constitutives des deux anciens brins, est optimal pour la transmission précise de l’information. La précision de ce processus est élevée, mais des erreurs peuvent toujours se produire lors de la reduplication. Une perturbation de la structure des molécules d'ADN peut également se produire dans ses chaînes primaires sans lien avec une reduplication sous l'influence de facteurs mutagènes. Dans la plupart des cas, le génome cellulaire est restauré, les dommages sont corrigés grâce à la réparation. Lorsque les mécanismes de réparation sont endommagés, l’homéostasie génétique est perturbée tant au niveau cellulaire qu’organisme.
Un mécanisme important le maintien de l'homéostasie génétique est l'état diploïde cellules somatiques chez les eucaryotes. Les cellules diploïdes se caractérisent par une plus grande stabilité de fonctionnement, car la présence de deux programmes génétiques augmente la fiabilité du génotype. Stabilisation système complexe le génotype est fourni par les phénomènes de polymérisation et d’autres types d’interactions génétiques. Les gènes régulateurs qui contrôlent l'activité des opérons jouent un rôle majeur dans le processus d'homéostasie.
Homéostasie structurelle- c'est la constance de l'organisation morphologique à tous les niveaux des systèmes biologiques. Il est conseillé de mettre en évidence l'homéostasie d'une cellule, d'un tissu, d'un organe et d'un système corporel. L'homéostasie des structures sous-jacentes assure la constance morphologique des structures supérieures et constitue la base de leur activité vitale.
La cage est si complexe système biologique, l’autorégulation est inhérente. L'établissement de l'homéostasie dans l'environnement cellulaire est assuré par des systèmes membranaires associés aux processus bioénergétiques et à la régulation du transport de substances vers et hors de la cellule. Dans la cellule, des processus de changement et de restauration des organites se déroulent en permanence et les cellules elles-mêmes sont détruites et restaurées. La restauration des structures intracellulaires, des cellules, des tissus et des organes au cours de la vie du corps est due à la régénération physiologique. Restauration des structures après dommages - régénération réparatrice.
Homéostasie de la partie liquide du milieu interne- constance de la composition du sang, de la lymphe, du liquide tissulaire, de la pression osmotique, de la concentration totale d'électrolytes et de la concentration des ions individuels, du contenu dans le sang nutriments etc. Ces indicateurs, même avec des changements significatifs des conditions environnementales, sont maintenus à un certain niveau, grâce à des mécanismes complexes.
Par exemple, l’un des paramètres physico-chimiques les plus importants de l’environnement interne de l’organisme est l’équilibre acido-basique. Le rapport des ions hydrogène et hydroxyle dans l'environnement interne dépend de la teneur dans les fluides corporels (sang, lymphe, liquide tissulaire) en acides - donneurs de protons et bases tampons - accepteurs de protons. Généralement réaction active les milieux sont évalués par l’ion H+. La valeur du pH (la concentration d'ions hydrogène dans le sang) est l'un des indicateurs physiologiques stables et varie chez l'homme dans une plage étroite - de 7,32 à 7,45. L'activité d'un certain nombre d'enzymes, la perméabilité membranaire, les processus de synthèse des protéines, etc. dépendent en grande partie du rapport entre les ions hydrogène et hydroxyle.
Le corps dispose de divers mécanismes qui assurent le maintien de l’équilibre acido-basique. Il s’agit tout d’abord des systèmes tampons du sang et des tissus (tampons carbonate, phosphate, protéines tissulaires). L'hémoglobine a également des propriétés tampons ; elle lie le dioxyde de carbone et empêche son accumulation dans le sang. L'activité des reins contribue également au maintien d'une concentration normale d'ions hydrogène, puisque un montant significatif les métabolites qui ont une réaction acide sont excrétés dans l'urine. Si les mécanismes énumérés sont insuffisants, la concentration de dioxyde de carbone dans le sang augmente et un léger changement de pH se produit vers le côté acide. Dans ce cas, le centre respiratoire est excité, la ventilation pulmonaire augmente, ce qui entraîne une diminution de la teneur en dioxyde de carbone et une normalisation de la concentration en ions hydrogène.
La sensibilité des tissus aux changements de l'environnement interne varie. Ainsi, un changement de pH de 0,1 dans un sens ou dans un autre par rapport à la norme entraîne des perturbations importantes du fonctionnement du cœur et un écart de 0,3 met la vie en danger. Le système nerveux est particulièrement sensible à la diminution des niveaux d’oxygène. Les fluctuations de la concentration en ions calcium dépassant 30 %, etc., sont dangereuses pour les mammifères.
Homéostasie immunologique- maintenir la constance du milieu interne de l'organisme en préservant l'individualité antigénique de l'individu. L'immunité est comprise comme un moyen de protéger le corps contre les corps vivants et les substances qui portent des signes d'informations génétiquement étrangères (Petrov, 1968).
Les informations génétiques étrangères sont véhiculées par des bactéries, des virus, des protozoaires, des helminthes, des protéines, des cellules, y compris des cellules altérées du corps lui-même. Tous ces facteurs sont des antigènes. Les antigènes sont des substances qui, lorsqu’elles sont introduites dans l’organisme, peuvent déclencher la formation d’anticorps ou une autre forme de réponse immunitaire. Les antigènes sont très divers, le plus souvent ce sont des protéines, mais il existe aussi grosses molécules les lipopolysaccharides, acides nucléiques. Composés inorganiques(sels, acides), les composés organiques simples (glucides, acides aminés) ne peuvent pas être des antigènes, car n'ont aucune spécificité. Le scientifique australien F. Burnet (1961) a formulé la position selon laquelle la signification principale du système immunitaire est de reconnaître le « soi » et « l'étranger », c'est-à-dire dans le maintien de la constance de l'environnement interne - l'homéostasie.
Le système immunitaire possède un lien central (moelle osseuse rouge, thymus) et périphérique (rate, ganglions lymphatiques). La réaction protectrice est réalisée par les lymphocytes formés dans ces organes. Les lymphocytes de type B, lorsqu'ils rencontrent des antigènes étrangers, se différencient en plasmocytes qui libèrent des protéines spécifiques dans le sang - les immunoglobulines (anticorps). Ces anticorps, combinés à l'antigène, les neutralisent. Cette réaction est appelée immunité humorale.
Les lymphocytes de type T assurent l'immunité cellulaire en détruisant les cellules étrangères, telles que les cellules rejetées par une greffe, et les cellules mutées de notre propre corps. Selon les calculs donnés par F. Bernet (1971), dans chaque changement génétique de cellules humaines en division, environ 10 à 6 mutations spontanées s'accumulent en une journée, c'est-à-dire sur le cellulaire et niveaux moléculaires des processus se produisent continuellement qui perturbent l’homéostasie. Les lymphocytes T reconnaissent et détruisent les cellules mutantes de leur propre corps, assurant ainsi la fonction de surveillance immunitaire.
Le système immunitaire contrôle la constance génétique du corps. Ce système, constitué d'organes anatomiquement séparés, représente une unité fonctionnelle. La propriété de protection immunitaire a atteint développement supérieur chez les oiseaux et les mammifères.
Régulation de l'homéostasie réalisée par les organes et systèmes suivants (Fig. 91) :
1) système nerveux central ;
2) le système neuroendocrinien, qui comprend l’hypothalamus, l’hypophyse et les glandes endocrines périphériques ;
3) système endocrinien diffus (DES), représenté par des cellules endocriniennes situées dans presque tous les tissus et organes (cœur, poumons, tractus gastro-intestinal, reins, foie, peau, etc.). La majeure partie des cellules DES (75 %) est concentrée dans l'épithélium du système digestif.
On sait désormais qu'un certain nombre d'hormones sont présentes simultanément dans les structures nerveuses centrales et dans les cellules endocrines du tractus gastro-intestinal. Ainsi, les hormones enképhalines et endorphines se trouvent dans les cellules nerveuses et les cellules endocrines du pancréas et de l'estomac. La chocystokinine a été détectée dans le cerveau et le duodénum. De tels faits ont donné lieu à l’hypothèse selon laquelle il existe un système unique de cellules d’information chimique dans le corps. La particularité de la régulation nerveuse est la rapidité d'apparition de la réponse, et son effet se manifeste directement à l'endroit où le signal arrive par le nerf correspondant ; la réaction est de courte durée.
DANS Système endocrinien les influences régulatrices sont associées à l'action des hormones transportées dans le sang dans tout le corps ; l'effet est durable et non local.
L'intégration des mécanismes de régulation nerveux et endocriniens se produit dans l'hypothalamus. Le système neuroendocrinien général permet la mise en œuvre de réactions homéostatiques complexes associées à la régulation des fonctions viscérales de l'organisme.
L'hypothalamus a également des fonctions glandulaires, produisant des neurohormones. Les neurohormones, pénétrant dans le lobe antérieur de l'hypophyse avec le sang, régulent la libération d'hormones hypophysaires tropiques. Les hormones tropiques régulent directement le fonctionnement des glandes endocrines. Par exemple, l’hormone thyréostimuline de l’hypophyse stimule la glande thyroïde, augmentant ainsi le taux d’hormone thyroïdienne dans le sang. Lorsque la concentration de l'hormone augmente au-dessus de la norme pour un organisme donné, la fonction stimulant la thyroïde de l'hypophyse est inhibée et l'activité de la glande thyroïde est affaiblie. Ainsi, pour maintenir l'homéostasie, il est nécessaire d'équilibrer l'activité fonctionnelle de la glande avec la concentration de l'hormone dans le sang circulant.
Cet exemple montre principe général réactions homéostatiques : écart par rapport à ligne de base---signal ---inclusion mécanismes de régulation selon le principe retour --- correction changements (normalisation).
Certaines glandes endocrines ne dépendent pas directement de l’hypophyse. Ce sont les îlots du pancréas qui produisent l'insuline et le glucagon, la médullosurrénale, la glande pinéale, le thymus et les glandes parathyroïdes.
Le thymus occupe une place particulière dans le système endocrinien. Il produit des substances de type hormonal qui stimulent la formation de lymphocytes T et une relation s'établit entre les mécanismes immunitaires et endocriniens.
La capacité à maintenir l’homéostasie est l’une des propriétés les plus importantes d’un système vivant en état d’équilibre dynamique avec les conditions environnementales. La capacité à maintenir l'homéostasie varie selon les divers types, il est élevé chez les animaux supérieurs et chez les humains, qui possèdent des mécanismes de régulation nerveux, endocriniens et immunitaires complexes.
Dans l'ontogenèse, chaque période d'âge caractérisé par les caractéristiques des mécanismes du métabolisme, de l'énergie et de l'homéostasie. Dans le corps de l'enfant, les processus d'assimilation prévalent sur la dissimilation, qui détermine la croissance et la prise de poids ; les mécanismes de l'homéostasie ne sont pas encore suffisamment matures, ce qui laisse une empreinte sur le déroulement des processus physiologiques et pathologiques.
Avec l'âge, les processus métaboliques et les mécanismes de régulation s'améliorent. DANS âge mûr les processus d'assimilation et de dissimilation, le système de normalisation de l'homéostasie apportent une compensation. Avec le vieillissement, l'intensité des processus métaboliques diminue, la fiabilité des mécanismes de régulation s'affaiblit, la fonction d'un certain nombre d'organes s'estompe et, en même temps, de nouveaux mécanismes spécifiques se développent qui soutiennent la préservation de l'homéostasie relative. Cela se traduit notamment par une augmentation de la sensibilité des tissus à l'action des hormones ainsi qu'un affaiblissement des effets nerveux. Pendant cette période, les capacités d'adaptation sont affaiblies, ce qui entraîne une augmentation de la charge et conditions stressantes peut facilement perturber les mécanismes homéostatiques et provoquer souvent des conditions pathologiques.
La connaissance de ces schémas est nécessaire pour le futur médecin, car la maladie est une conséquence d'une violation des mécanismes et des moyens de restaurer l'homéostasie chez l'homme.
Homéostasie
Homéostasie, homéorez, homéomorphose - caractéristiques de l'état du corps. L’essence systémique de l’organisme se manifeste principalement dans sa capacité à s’autoréguler dans des conditions environnementales en constante évolution. Étant donné que tous les organes et tissus du corps sont constitués de cellules, chacune étant un organisme relativement indépendant, l'état de l'environnement interne du corps humain a grande valeur pour son fonctionnement normal. Pour le corps humain - créature terrestre - l'environnement est constitué de l'atmosphère et de la biosphère, tandis qu'il interagit dans une certaine mesure avec la lithosphère, l'hydrosphère et la noosphère. Dans le même temps, la plupart des cellules du corps humain sont immergées dans un environnement liquide, représenté par le sang, la lymphe et le liquide intercellulaire. Seuls les tissus tégumentaires interagissent directement avec entourer une personne environnement, toutes les autres cellules sont isolées de monde extérieur, ce qui permet à l'organisme d'uniformiser largement les conditions de son existence. En particulier, la capacité de soutenir Température constante une température corporelle d'environ 37°C assure la stabilité des processus métaboliques, puisque toutes les réactions biochimiques qui constituent l'essence du métabolisme dépendent fortement de la température. Il est tout aussi important de maintenir une tension constante d'oxygène, de dioxyde de carbone, de concentration de divers ions, etc. dans les milieux liquides du corps. Dans des conditions normales d'existence, y compris lors de l'adaptation et de l'activité, de légers écarts de ce type de paramètres apparaissent, mais ils sont rapidement éliminés et l'environnement interne du corps revient à une norme stable. Le grand physiologiste français du XIXe siècle. Claude Bernard affirmait : « La constance du milieu intérieur est une condition indispensable à une vie libre. » Les mécanismes physiologiques qui assurent le maintien d’un environnement interne constant sont appelés homéostatiques, et le phénomène lui-même, reflétant la capacité de l’organisme à s’autoréguler l’environnement interne, est appelé homéostasie. Ce terme a été introduit en 1932 par W. Cannon, l'un de ces physiologistes du XXe siècle qui, avec N.A. Bernstein, P.K. Anokhin et N. Wiener, ont été à l'origine de la science du contrôle : la cybernétique. Le terme « homéostasie » est utilisé non seulement dans la recherche physiologique, mais aussi dans la recherche cybernétique, car il s'agit du maintien de la constance de toutes les caractéristiques d'un système complexe qui est objectif principal tout contrôle.
Un autre chercheur remarquable, K. Waddington, a attiré l'attention sur le fait que le corps est capable de maintenir non seulement la stabilité de son état interne, mais également la relative constance des caractéristiques dynamiques, c'est-à-dire le déroulement des processus dans le temps. Ce phénomène, par analogie avec l'homéostasie, a été appelé homeorez. Il a sens spécial pour un organisme en croissance et en développement et consiste dans le fait que l'organisme est capable de maintenir (dans certaines limites, bien sûr) un « canal de développement » lors de ses transformations dynamiques. En particulier, si un enfant, en raison d'une maladie ou d'une forte détérioration des conditions de vie causée par des raisons sociales (guerre, tremblement de terre, etc.), est considérablement en retard par rapport à ses pairs en développement normal, cela ne signifie pas qu'un tel retard est fatal et irréversible. . Si la période d'événements défavorables se termine et que l'enfant bénéficie de conditions adéquates pour son développement, alors tant en termes de croissance que de niveau développement fonctionnel il rattrape rapidement ses pairs et ne s'en différencie donc en aucune manière significative. Ceci explique le fait que ceux qui ont été transférés vers jeune âge En cas de maladie grave, les enfants deviennent souvent des adultes en bonne santé et bien proportionnés. Homeorez joue un rôle crucial à la fois dans le contrôle du développement ontogénétique et dans les processus d'adaptation. Pendant ce temps, les mécanismes physiologiques de l’homéorese n’ont pas encore été suffisamment étudiés.
La troisième forme d'autorégulation de la constance corporelle est homéomorphose - la capacité de conserver une forme constante. Cette caractéristique est plus caractéristique d'un organisme adulte, puisque la croissance et le développement sont incompatibles avec l'immuabilité de la forme. Néanmoins, si l'on considère de courtes périodes de temps, notamment pendant les périodes d'inhibition de la croissance, alors la capacité d'homéomorphose peut être retrouvée chez les enfants. Il s'agit de que dans le corps il y a un changement continu de générations de ses cellules constitutives. Les cellules ne vivent pas longtemps (la seule exception concerne les cellules nerveuses) : la durée de vie normale des cellules du corps est de plusieurs semaines ou mois. Néanmoins, chaque nouvelle génération de cellules répète presque exactement la forme, la taille, l'emplacement et, par conséquent, les propriétés fonctionnelles de la génération précédente. Des mécanismes physiologiques spéciaux empêchent des modifications significatives du poids corporel en cas de jeûne ou de suralimentation. En particulier, pendant le jeûne, la digestibilité des nutriments augmente fortement, et en cas de suralimentation, au contraire, la plupart de les protéines, les graisses et les glucides provenant des aliments sont « brûlés » sans aucun bénéfice pour l’organisme. Il a été prouvé (N.A. Smirnova) que chez un adulte, des changements brusques et significatifs du poids corporel (principalement dus à la quantité de graisse) dans toutes les directions sont certains signeséchec d'adaptation, surmenage et indique un dysfonctionnement fonctionnel du corps. Le corps des enfants devient particulièrement sensible à influences extérieures pendant les périodes de croissance la plus rapide. La violation de l'homéomorphose est le même signe défavorable que les violations de l'homéostasie et de l'homéorèse.
Le concept de constantes biologiques. Le corps est un complexe composé d’un grand nombre de substances différentes. Au cours de la vie des cellules du corps, la concentration de ces substances peut changer de manière significative, ce qui entraîne une modification de l'environnement interne. Il serait impensable que les systèmes de contrôle de l'organisme soient obligés de surveiller la concentration de toutes ces substances, c'est-à-dire avoir de nombreux capteurs (récepteurs), analyser en permanence État actuel, prendre des décisions de gestion et surveiller leur efficacité. Ni les informations ni les ressources énergétiques du corps ne seraient suffisantes pour un tel mode de contrôle de tous les paramètres. Par conséquent, l’organisme se limite à surveiller un nombre relativement restreint des indicateurs significatifs, qui doit être maintenu à un niveau relativement constant pour le bien-être de la grande majorité des cellules de l’organisme. Ces paramètres les plus strictement homéostasiques se transforment ainsi en « constantes biologiques », et leur immuabilité est assurée par des fluctuations parfois assez importantes d'autres paramètres qui ne sont pas classés comme homéostasie. Ainsi, les niveaux d'hormones impliquées dans la régulation de l'homéostasie peuvent changer dans le sang des dizaines de fois en fonction de l'état de l'environnement interne et de l'influence de facteurs externes. Dans le même temps, les paramètres de l'homéostasie ne changent que de 10 à 20 %.
Les constantes biologiques les plus importantes. Parmi les constantes biologiques les plus importantes, dont le maintien à un niveau relativement constant relève de divers systèmes physiologiques de l'organisme, il convient de citer température corporelle, taux de glucose dans le sang, teneur en ions H+ dans les fluides corporels, tension partielle d'oxygène et de dioxyde de carbone dans les tissus.
Maladie comme signe ou conséquence de troubles de l'homéostasie. Presque toutes les maladies humaines sont associées à une perturbation de l'homéostasie. Par exemple, dans de nombreuses maladies infectieuses, ainsi qu'en cas de processus inflammatoires, l'homéostasie de la température dans le corps est fortement perturbée : une fièvre (fièvre) apparaît, parfois mettant la vie en danger. La raison de cette perturbation de l'homéostasie peut résider à la fois dans les caractéristiques de la réaction neuroendocrinienne et dans des perturbations de l'activité des tissus périphériques. Dans ce cas, la manifestation de la maladie - une température élevée - est une conséquence d'une violation de l'homéostasie.
En règle générale, les états fébriles s'accompagnent d'une acidose - une violation de l'équilibre acido-basique et un déplacement de la réaction des fluides corporels vers le côté acide. L'acidose est également caractéristique de toutes les maladies associées à une détérioration du système cardiovasculaire et systèmes respiratoires(maladies du cœur et des vaisseaux sanguins, lésions inflammatoires et allergiques du système broncho-pulmonaire, etc.). L'acidose accompagne souvent les premières heures de la vie d'un nouveau-né, surtout s'il n'a pas commencé à respirer normalement immédiatement après la naissance. Pour éliminer cette condition, le nouveau-né est placé dans une chambre spéciale à haute teneur en oxygène. Acidose métabolique sévère charge musculaire peut survenir chez les personnes de tout âge et se manifeste par un essoufflement et une transpiration accrue, ainsi que des douleurs musculaires. Une fois le travail terminé, l'état d'acidose peut persister de quelques minutes à 2-3 jours, selon le degré de fatigue, la forme physique et l'efficacité des mécanismes homéostatiques.
Les maladies qui perturbent l'homéostasie eau-sel sont très dangereuses, par exemple le choléra, dans lequel il est éliminé du corps. grande quantité l'eau et les tissus perdent leurs propriétés fonctionnelles. De nombreuses maladies rénales entraînent également une perturbation de l’homéostasie eau-sel. À la suite de certaines de ces maladies, une alcalose peut se développer - une augmentation excessive de la concentration de substances alcalines dans le sang et une augmentation du pH (un passage du côté alcalin).
Dans certains cas, des perturbations mineures mais à long terme de l'homéostasie peuvent provoquer le développement de certaines maladies. Ainsi, il est prouvé qu'une consommation excessive de sucre et d'autres sources de glucides qui perturbent l'homéostasie du glucose entraîne des dommages au pancréas, à la suite desquels une personne développe un diabète. La consommation excessive d’aliments de table et d’autres aliments est également dangereuse. des sels minéraux, assaisonnements épicés etc., augmentant la charge sur le système excréteur. Les reins peuvent ne pas être en mesure de faire face à l’abondance de substances qui doivent être éliminées du corps, ce qui entraîne une perturbation de l’homéostasie eau-sel. L'une de ses manifestations est l'œdème - l'accumulation de liquide dans les tissus mous du corps. La cause de l'œdème réside généralement soit dans une insuffisance du système cardio-vasculaire, ou en cas de troubles des reins et, par conséquent, du métabolisme minéral.
L'homéostasie est tout processus d'autorégulation par lequel les systèmes biologiques s'efforcent de maintenir leur stabilité interne en s'adaptant aux conditions optimales de survie. Si l’homéostasie réussit, alors la vie continue ; sinon, un désastre ou la mort surviendra. La stabilité obtenue est en réalité un équilibre dynamique dans lequel des changements continus se produisent, mais où règnent des conditions relativement homogènes.
Caractéristiques et rôle de l'homéostasie
Tout système en équilibre dynamique souhaite atteindre un état stable, un équilibre qui résiste aux changements externes. Lorsqu'un tel système est perturbé, des dispositifs de régulation intégrés réagissent aux écarts pour établir un nouvel équilibre. Ce processus est l'un des contrôles de rétroaction. Des exemples de régulation homéostatique sont tous les processus d'intégration et de coordination de fonctions médiés par les circuits électriques et les systèmes nerveux ou hormonaux.
Un autre exemple de régulation homéostatique dans Système mécanique est l’action du régulateur de température ambiante ou du thermostat. Le cœur du thermostat est un bilame qui réagit aux changements de température, se terminant ou se brisant circuit électrique. Lorsque la pièce se refroidit, le circuit se termine, le chauffage se met en marche et la température augmente. A un niveau donné le circuit est interrompu, le four s'arrête et la température baisse.
Cependant, les systèmes biologiques, plus complexes, possèdent des régulateurs difficiles à comparer aux dispositifs mécaniques.
Comme indiqué précédemment, le terme homéostasie fait référence au maintien de l'environnement interne du corps dans des limites étroites et étroitement contrôlées. Les principales fonctions importantes pour le maintien de l'homéostasie sont l'équilibre hydrique et électrolytique, la régulation acide, la thermorégulation et le contrôle métabolique.
Le contrôle de la température corporelle chez l'homme est considéré comme un excellent exemple d'homéostasie dans un système biologique. La température normale du corps humain est d'environ 37°C, mais divers facteurs peuvent affecter cet indicateur, y compris les hormones, le taux métabolique et les maladies qui conduisent à des taux excessivement élevés ou basses températures. La régulation de la température corporelle est contrôlée par une zone du cerveau appelée hypothalamus.
Les informations sur la température corporelle sont transmises par la circulation sanguine jusqu'au cerveau et entraînent des ajustements compensatoires de la fréquence respiratoire, de la glycémie et du taux métabolique. La perte de chaleur chez l’homme est causée par une diminution de l’activité, de la transpiration et des mécanismes d’échange thermique qui permettent à davantage de sang de circuler près de la surface de la peau.
La réduction des pertes de chaleur est obtenue grâce à l'isolation, réduisant ainsi la circulation sur la peau et changements culturels, comme l'utilisation de vêtements, d'un abri et de sources de chaleur externes. Plage entre élevée et bas niveaux la température corporelle constitue un plateau homéostatique – la plage « normale » qui soutient la vie. À l'approche de l'un ou l'autre extrême, une action corrective (via une rétroaction négative) ramène le système à la plage normale.
Le concept d'homéostasie s'applique également à Conditions environnementales. Première proposition Écologiste américain Robert MacArthur en 1955, l'idée selon laquelle l'homéostasie est le produit d'une combinaison de biodiversité et grande quantité interactions écologiques, se produisant entre espèces.
Cette hypothèse a été considérée comme un concept qui pourrait aider à expliquer la durabilité système écologique, c'est-à-dire sa persistance en tant que certain type d'écosystème dans le temps. Depuis, le concept a quelque peu changé pour inclure la composante non vivante de l’écosystème. Ce terme a été utilisé par de nombreux écologistes pour décrire la réciprocité qui se produit entre les composants vivants et non vivants d'un écosystème afin de maintenir le statu quo.
L'hypothèse Gaia est un modèle de la Terre proposé par le scientifique anglais James Lovelock qui considère divers constituants vivants et non vivants comme des composants d'un système plus vaste ou d'un organisme unique, suggérant que les efforts collectifs des organismes individuels contribuent à l'homéostasie au niveau planétaire.
Homéostasie cellulaire
Dépendez de l’environnement du corps pour maintenir sa vitalité et fonctionner correctement. L'homéostasie maintient l'environnement du corps sous contrôle et maintient Conditions favorables pour les processus cellulaires. Sans les bonnes conditions Certains processus corporels (par exemple l'osmose) et certaines protéines (par exemple les enzymes) ne fonctionneront pas correctement.
Pourquoi l’homéostasie est-elle importante pour les cellules ? Les cellules vivantes dépendent du mouvement substances chimiques Autour d'eux. Les produits chimiques tels que l’oxygène, le dioxyde de carbone et les aliments dissous doivent être transportés à l’intérieur et à l’extérieur des cellules. Ceci est accompli par les processus de diffusion et d'osmose, qui dépendent de l'équilibre de l'eau et du sel dans le corps, qui est maintenu par l'homéostasie.
Les cellules dépendent des enzymes pour accélérer de nombreuses réactions chimiques qui maintiennent les cellules en vie et fonctionnelles. Ces enzymes fonctionnent mieux à certaines températures et là encore, l’homéostasie est vitale pour les cellules car elle maintient une température corporelle constante.
Exemples et mécanismes d'homéostasie
Voici quelques exemples fondamentaux d’homéostasie dans le corps humain, ainsi que les mécanismes qui les soutiennent :
Température corporelle
L’exemple le plus courant d’homéostasie chez l’homme est la régulation de la température corporelle. La température corporelle normale, comme nous l’avons écrit ci-dessus, est de 37°C. Des températures supérieures ou inférieures à la normale peuvent entraîner de graves complications.
L'insuffisance musculaire survient à une température de 28°C. À 33°C, une perte de conscience survient. A une température de 42°C centrale système nerveux commence à s'effondrer. La mort survient à une température de 44°C. Le corps contrôle la température en produisant ou en libérant un excès de chaleur.
Concentration de glucose
La concentration de glucose fait référence à la quantité de glucose (sucre dans le sang) présente dans le sang. Le corps utilise le glucose comme source d’énergie, mais une quantité excessive ou insuffisante peut entraîner de graves complications. Certaines hormones régulent la concentration de glucose dans le sang. L'insuline réduit les concentrations de glucose, tandis que le cortisol, le glucagon et les catécholamines augmentent.
Niveaux de calcium
Les os et les dents contiennent environ 99 % du calcium de l’organisme, tandis que le 1 % restant circule dans le sang. Trop ou pas assez de calcium dans le sang Conséquences négatives. Si les niveaux de calcium dans le sang chutent trop, les glandes parathyroïdes activent leurs récepteurs détectant le calcium et libèrent l'hormone parathyroïdienne.
La PTH signale aux os de libérer du calcium pour augmenter sa concentration dans le sang. Si le taux de calcium augmente trop, la glande thyroïde libère de la calcitonine et fixe l’excès de calcium dans les os, réduisant ainsi la quantité de calcium dans le sang.
Volume de liquide
Le corps doit maintenir constant environnement interne, ce qui signifie qu’il doit réguler la perte ou le remplacement des liquides. Les hormones aident à réguler cet équilibre en provoquant l’excrétion ou la rétention de liquide. Si le corps n’a pas assez de liquide, l’hormone antidiurétique signale aux reins de conserver le liquide et réduit le débit urinaire. Si le corps contient trop de liquide, il supprime l'aldostérone et signale son excrétion. plus urine.
Si vous trouvez une erreur, veuillez surligner un morceau de texte et cliquer sur Ctrl+Entrée.
L'homéostasie est un processus qui se produit indépendamment dans le corps et vise à stabiliser l'état des systèmes humains lors du changement. conditions internes(changement de température, pression) ou externe (changement de climat, fuseau horaire). Ce nom a été proposé par le physiologiste américain Cannon. Par la suite, l'homéostasie a commencé à être appelée la capacité de tout système (y compris l'environnement) à maintenir sa constance interne.
Concept et caractéristiques de l'homéostasie
Wikipédia caractérise ce terme comme le désir de survivre, de s'adapter et de se développer. Pour que l'homéostasie soit correcte, le travail coordonné de tous les organes et systèmes est nécessaire. Dans ce cas, tous les paramètres de la personne seront normaux. Si certains paramètres du corps ne sont pas régulés, cela indique des perturbations de l'homéostasie.
Les principales caractéristiques de l’homéostasie sont les suivantes :
- analyse des possibilités d'adaptation du système aux nouvelles conditions ;
- désir de maintenir l'équilibre;
- incapacité de prédire à l’avance les résultats de la régulation des indicateurs.
Retour
La rétroaction est le véritable mécanisme de l’homéostasie. C'est ainsi que le corps réagit à tout changement. Le corps fonctionne de manière continue tout au long de la vie d'une personne. Cependant, les systèmes individuels doivent avoir le temps de se reposer et de récupérer. Durant cette période, le travail des organismes individuels ralentit ou s'arrête complètement. Ce processus est appelé rétroaction. Un exemple en est une perturbation du fonctionnement de l'estomac, lorsque la nourriture n'y pénètre pas. Cette interruption de la digestion garantit l'arrêt de la production d'acide en raison de l'action des hormones et influx nerveux.
Il existe deux types de ce mécanisme, qui sera décrit ci-dessous.
Retours négatifs
Ce type de mécanisme repose sur le fait que le corps réagit aux changements en essayant de les orienter vers le côté opposé. Autrement dit, il aspire à nouveau à la stabilité. Par exemple, si le dioxyde de carbone s'accumule dans le corps, les poumons commencent à fonctionner plus activement, la respiration devient plus fréquente, grâce à laquelle l'excès de dioxyde de carbone est éliminé. Et c'est aussi grâce aux retours négatifs que s'effectue la thermorégulation, grâce à laquelle le corps évite la surchauffe ou l'hypothermie.
Commentaire positif
Ce mécanisme est exactement à l’opposé du précédent. Dans le cas de son action, le changement de variable n'est renforcé que par le mécanisme qui sort le corps de l'état d'équilibre. Il s'agit d'un processus assez rare et moins souhaitable. Un exemple de ceci serait la présence de potentiel électrique dans les nerfs., ce qui, au lieu de réduire l’effet, conduit à son augmentation.
Cependant, grâce à ce mécanisme, le développement et la transition vers de nouveaux états se produisent, ce qui signifie que cela est également nécessaire à la vie.
Quels paramètres régule l’homéostasie ?
Malgré le fait que le corps essaie constamment de maintenir les valeurs des paramètres importants pour la vie, celles-ci ne sont pas toujours stables. La température corporelle varie toujours dans une petite plage, tout comme la fréquence cardiaque ou la tension artérielle. La tâche de l’homéostasie est de maintenir cette gamme de valeurs, ainsi que d’aider le corps à fonctionner.
Des exemples d'homéostasie sont l'élimination des déchets du corps humain par les reins, les glandes sudoripares, le tractus gastro-intestinal et la dépendance du métabolisme à l'égard de l'alimentation. Un peu plus de détails sur les paramètres réglables seront discutés ci-dessous.
Température corporelle
L’exemple le plus frappant et le plus simple d’homéostasie est le maintien d’une température corporelle normale. La surchauffe du corps peut être évitée par la transpiration. Température normale est la plage de 36 à 37 degrés Celsius. Une augmentation de ces valeurs peut être déclenchée par des processus inflammatoires, des troubles hormonaux et métaboliques ou toute maladie.
Une partie du cerveau appelée hypothalamus est chargée de contrôler la température corporelle. Les signaux de panne y sont reçus régime de température, qui peut également se traduire par une respiration rapide, une augmentation de la quantité de sucre et une accélération malsaine du métabolisme. Tout cela conduit à une léthargie, une diminution de l'activité des organes, après quoi les systèmes commencent à prendre des mesures pour réguler les indicateurs de température. Un exemple simple La réponse thermorégulatrice du corps est la transpiration.
Il convient de noter que ce processus fonctionne également lorsque la température corporelle baisse de manière excessive. De cette façon, le corps peut se réchauffer en décomposant les graisses, ce qui libère de la chaleur.
Equilibre eau-sel
L’eau est nécessaire à l’organisme, et tout le monde le sait bien. Il existe même une norme pour un apport hydrique quotidien de 2 litres. En fait, chaque corps a besoin de sa propre quantité d'eau, et pour certains, elle peut dépasser la valeur moyenne, tandis que pour d'autres, elle ne l'atteint pas. Cependant, quelle que soit la quantité d’eau qu’une personne boit, le corps n’accumulera pas tout l’excès de liquide. L'eau restera au niveau requis, tandis que tout excès sera éliminé de l’organisme grâce à l’osmorégulation réalisée par les reins.
Homéostasie sanguine
De la même manière, la quantité de sucre, à savoir le glucose, qui est un élément important dans le sang, est régulée. Une personne ne peut pas être en parfaite santé si son taux de sucre est loin d’être normal. Cet indicateur est régulé par le fonctionnement du pancréas et du foie. Lorsque le taux de glucose dépasse la norme, le pancréas agit en produisant de l'insuline et du glucagon. Si la quantité de sucre devient trop faible, le glycogène du sang y est transformé avec l’aide du foie.
Pression normale
L'homéostasie est également responsable d'une pression artérielle normale dans le corps. S'il est perturbé, des signaux à ce sujet proviendront du cœur au cerveau. Le cerveau réagit au problème et, à l'aide d'impulsions, aide le cœur à réduire haute pression.
La définition de l'homéostasie caractérise non seulement travail correct systèmes d’un organisme, mais peut également s’appliquer à des populations entières. En fonction de cela, il existe différents types d'homéostasie, décrit ci-dessous.
Homéostasie écologique
Ce type est présent dans sécurisé conditions nécessaires la vie communautaire. Cela résulte de l'action d'un mécanisme de rétroaction positive, lorsque les organismes qui commencent à habiter un écosystème se multiplient rapidement, augmentant ainsi leur nombre. Mais une installation aussi rapide peut conduire à une destruction encore plus rapide des nouvelles espèces en cas d'épidémie ou de changement des conditions vers des conditions moins favorables. Les organismes doivent donc s’adapter et se stabiliser, ce qui se produit en raison d'une rétroaction négative. Ainsi, le nombre d'habitants diminue, mais ils deviennent plus adaptables.
Homéostasie biologique
Ce type est typique des individus dont le corps s'efforce de maintenir équilibre interne, notamment en régulant la composition et la quantité de sang, de substance intercellulaire et d'autres fluides nécessaires au fonctionnement normal de l'organisme. Dans le même temps, l'homéostasie ne nécessite pas toujours le maintien de paramètres constants ; elle est parfois obtenue grâce à l'adaptation et à l'adaptation du corps à des conditions modifiées. En raison de cette différence, les organismes sont divisés en deux types :
- conformationnel - ce sont ceux qui s'efforcent de préserver des valeurs (par exemple, les animaux à sang chaud dont la température corporelle doit être plus ou moins constante) ;
- réglementaires, qui s'adaptent (de sang-froid, ayant différentes températures selon les conditions).
Dans ce cas, l’homéostasie de chaque organisme vise à compenser les coûts. Si les animaux à sang chaud ne changent pas leur mode de vie lorsque la température ambiante baisse, alors les animaux à sang froid deviennent léthargiques et passifs pour ne pas gaspiller d'énergie.
En plus, l'homéostasie biologique comprend les sous-types suivants :
- l'homéostasie cellulaire vise à modifier la structure du cytoplasme et l'activité enzymatique, ainsi qu'à la régénération des tissus et des organes ;
- l'homéostasie du corps est assurée par la régulation de la température, la concentration des substances nécessaires à la vie et l'élimination des déchets.
Autres types
En plus d'une utilisation en biologie et en médecine, ce terme a trouvé une application dans d'autres domaines.
Maintenir l'homéostasie
L'homéostasie est maintenue grâce à la présence dans le corps de soi-disant capteurs qui envoient des impulsions au cerveau contenant des informations sur la pression et la température corporelles, l'équilibre eau-sel, la composition sanguine et d'autres facteurs importants. vie normale paramètres. Dès que certaines valeurs commencent à s'écarter de la norme, un signal à ce sujet est envoyé au cerveau et le corps commence à réguler ses indicateurs.
Ce mécanisme d'ajustement complexe incroyablement important pour la vie. Condition normale la santé humaine est maintenue par le bon équilibre des produits chimiques et des éléments présents dans le corps. Les acides et les alcalis sont nécessaires au fonctionnement stable du système digestif et d'autres organes.
Le calcium est un matériau structurel très important, sans lequel une personne n'aura pas d'os et de dents sains. L'oxygène est essentiel à la respiration.
Les toxines qui pénètrent dans l’organisme peuvent perturber le bon fonctionnement de l’organisme. Mais pour éviter tout danger pour la santé, ils sont éliminés grâce au travail du système urinaire.
L'homéostasie fonctionne sans aucun effort de la part d'une personne. Si le corps est en bonne santé, il régulera lui-même tous les processus. Si les gens ont chaud, les vaisseaux sanguins se dilatent, ce qui entraîne une rougeur de la peau. S'il fait froid, tu frissonneras. Grâce à ces réponses du corps aux stimuli, la santé humaine est maintenue au niveau souhaité.
L'homéostasie est un processus d'autorégulation dans lequel tous les systèmes biologiques s'efforcent de maintenir leur stabilité pendant la période d'adaptation à certaines conditions optimales pour la survie. Tout système, étant en équilibre dynamique, s'efforce d'atteindre un état stable qui résiste facteurs externes et des irritants.
Le concept d'homéostasie
Tous les systèmes du corps doivent travailler ensemble pour maintenir une homéostasie adéquate au sein du corps. L'homéostasie est la régulation d'indicateurs dans le corps tels que la température, la teneur en eau et les niveaux de dioxyde de carbone. Par exemple, le diabète est une maladie dans laquelle le corps ne peut pas réguler la glycémie.
L'homéostasie est un terme utilisé pour décrire à la fois l'existence d'organismes dans un écosystème et le bon fonctionnement des cellules au sein d'un organisme. Les organismes et les populations peuvent maintenir l'homéostasie en maintenant des niveaux stables de fécondité et de mortalité.
Retour
Le feedback est un processus qui se produit lorsque les systèmes du corps doivent être ralentis ou complètement arrêtés. Lorsqu’une personne mange, la nourriture pénètre dans l’estomac et la digestion commence. L'estomac ne doit pas fonctionner entre les repas. Le système digestif fonctionne avec une série d’hormones et d’influx nerveux pour arrêter et relancer la production de sécrétion acide dans l’estomac.
Un autre exemple de rétroaction négative peut être observé dans le cas d’une augmentation de la température corporelle. La régulation de l'homéostasie se manifeste par la transpiration, réaction défensive le corps à surchauffer. Ainsi, la montée en température s'arrête et le problème de surchauffe est neutralisé. En cas d'hypothermie, le corps prévoit également un certain nombre de mesures prises pour s'échauffer.
Maintenir l’équilibre interne
L'homéostasie peut être définie comme une propriété d'un organisme ou d'un système qui l'aide à maintenir paramètres spécifiés dans la plage normale des valeurs. C'est la clé de la vie et un déséquilibre dans le maintien de l'homéostasie peut conduire à des maladies telles que l'hypertension et le diabète.
L'homéostasie est élément clé dans la compréhension du fonctionnement du corps humain. Cette définition formelle caractérise un système qui régule son environnement interne et s'efforce de maintenir la stabilité et la régularité de tous les processus se produisant dans le corps.
Régulation homéostatique : température corporelle
Contrôler la température corporelle d'une personne est bon exemple homéostasie dans un système biologique. Lorsqu'une personne est en bonne santé, sa température corporelle oscille autour de +37°C, mais divers facteurs peuvent affecter cette valeur, notamment les hormones, le taux métabolique et diverses maladies, provoquant une augmentation de la température.
Dans le corps, la régulation de la température est contrôlée dans une partie du cerveau appelée hypothalamus. Grâce à la circulation sanguine, des signaux concernant les indicateurs de température sont reçus au cerveau, ainsi que les résultats des données sur la fréquence respiratoire, la glycémie et le métabolisme sont analysés. La perte de chaleur dans le corps humain contribue également à une diminution de l'activité.
Equilibre eau-sel
Quelle que soit la quantité d’eau qu’une personne boit, le corps ne gonfle pas comme ballon, et le corps humain ne rétrécit pas comme les raisins secs si vous buvez très peu. Probablement quelqu’un y a pensé au moins une fois. D'une manière ou d'une autre, le corps sait quelle quantité de liquide doit être retenue pour maintenir le niveau souhaité.
La concentration de sel et de glucose (sucre) dans l'organisme est maintenue à un niveau constant (en l'absence de facteurs négatifs), la quantité de sang dans le corps est d'environ 5 litres.
Réguler la glycémie
Le glucose est un type de sucre présent dans le sang. Le corps humain doit maintenir des niveaux de glucose appropriés pour qu'une personne reste en bonne santé. Lorsque les niveaux de glucose deviennent trop élevés, le pancréas produit l’hormone insuline.
Si la glycémie chute trop bas, le foie convertit le glycogène présent dans le sang, augmentant ainsi le taux de sucre. Lorsque des bactéries ou des virus pathogènes pénètrent dans l’organisme, celui-ci commence à combattre l’infection avant que les éléments pathogènes ne puissent entraîner des problèmes de santé.
Tension artérielle sous contrôle
Le maintien d’une tension artérielle saine est également un exemple d’homéostasie. Le cœur peut détecter les changements de pression artérielle et envoyer des signaux au cerveau pour traitement. Le cerveau renvoie ensuite un signal au cœur avec des instructions sur la façon de réagir correctement. Si votre tension artérielle est trop élevée, il faut la baisser.
Comment l’homéostasie est-elle atteinte ?
Comment corps humain régule tous les systèmes et organes et compense les changements dans l’environnement ? Cela est dû à la présence de nombreux capteurs naturels qui surveillent la température, la composition en sel du sang, la pression artérielle et bien d’autres paramètres. Ces détecteurs envoient des signaux au cerveau, centre principal contrôle au cas où certaines valeurs s'écarteraient de la norme. Après cela, des mesures compensatoires sont lancées pour rétablir l'état normal.
Le maintien de l’homéostasie est extrêmement important pour le corps. Corps humain contient une certaine quantité de produits chimiques appelés acides et alcalis, leur bon équilibre est nécessaire au fonctionnement optimal de tous les organes et systèmes du corps. Le niveau de calcium dans le sang doit être maintenu à un niveau approprié. Puisque la respiration est involontaire, le système nerveux veille à ce que le corps reçoive l’oxygène dont il a tant besoin. Lorsque les toxines pénètrent dans votre circulation sanguine, elles perturbent l’homéostasie du corps. Le corps humain réagit à ce trouble par le système urinaire.
Il est important de souligner que l’homéostasie du corps fonctionne automatiquement si le système fonctionne normalement. Par exemple, une réaction à la chaleur : la peau devient rouge parce que ses petits vaisseaux sanguins se dilatent automatiquement. Le frisson est une réponse au refroidissement. Ainsi, l’homéostasie n’est pas un ensemble d’organes, mais une synthèse et un équilibre des fonctions corporelles. Ensemble, cela vous permet de maintenir tout le corps dans un état stable.
