Homeostazis, anlamı

Homeostaz–Bu, vücudun iç ortamının göreceli sabitliğinin korunmasıdır. Vücudun tüm hücrelerinin yaşadığı iç ortam kan, lenf ve interstisyel sıvıdır.

Her canlı organizma çok çeşitli değişen faktörlere maruz kalır. dış ortam; aynı zamanda Hücrelerde hayati süreçlerin gerçekleşmesi için kesinlikle sabit koşullar gereklidir. Sonuç olarak, canlı organizmalar, uygun yaşam koşullarını sürdürmelerine olanak tanıyan çeşitli kendi kendini düzenleyen sistemler geliştirmiştir. İç ortam değişikliklere rağmen dış koşullar. İnsan vücudunun sahip olduğu tüm uyarlanabilir reaksiyonları hatırlamak yeterlidir. Sokaktan karanlık bir odaya girdiğimizde gözlerimiz otomatik iç düzenleme aydınlatmadaki keskin bir düşüşe hızla uyum sağlar. İster kışın kuzeyde çalışın, ister yazın güneyin sıcak kumlarında güneşlenin, her durumda vücut sıcaklığınız neredeyse sabit kalır ve bir derecenin birkaç kesirinden fazla değişmez.

Başka bir örnek. Beyindeki kan basıncının belli bir seviyede tutulması gerekir. Düşerse, kişi bilincini kaybeder ve kılcal damarların yırtılmasından dolayı basınçta keskin bir artışla birlikte beyinde bir kanama ("inme" adı verilen) meydana gelebilir. Şu tarihte: çeşitli değişiklikler yerçekiminin etkisi altında vücudun konumu (dikey, yatay ve hatta baş aşağı), başa giden kan akışı değişir; ancak buna rağmen, bir dizi adaptif reaksiyon, beyindeki kan basıncını, beyin hücreleri için uygun olan kesinlikle sabit bir seviyede tutar. Tüm bu örnekler, vücudun özel düzenleyici mekanizmaların yardımıyla sabit bir iç ortam sağlama yeteneğini göstermektedir; Sabit bir iç ortamın korunmasına homeostaz denir.

Homeostatik mekanizmalardan herhangi biri bozulursa, hücrelerin yaşam koşullarındaki bir değişiklik, bir bütün olarak organizma için çok ciddi sonuçlar doğurabilir.

Bu nedenle, vücudun iç ortamı, çeşitli göstergelerin homeostazisi olan göreceli sabitlik ile karakterize edilir, çünkü içindeki herhangi bir değişiklik, vücuttaki hücrelerin ve dokuların, özellikle de merkezi sinir sisteminin son derece uzmanlaşmış hücrelerinin fonksiyonlarının bozulmasına yol açar. Homeostazisin bu tür sabit göstergeleri arasında sıcaklık bulunur iç organlar vücut, 36 - 37 ºС içinde tutulan, kanın asit-baz dengesi, pH değeri = 7,4 - 7,35 ile karakterize edilir, ozmotik basınç kan (7,6 – 7,8 atm), kandaki hemoglobin konsantrasyonu 120 – 140 g/l, vb.

Çoğu insan için çevresel koşullardaki veya yoğun çalışma sırasındaki önemli dalgalanmalar nedeniyle homeostaz göstergelerindeki değişimin derecesi çok küçüktür. Örneğin, kan pH'ında uzun vadede sadece 0,1 - 0,2 oranında bir değişiklik, ölümcül sonuç. Ancak genel popülasyonda, iç çevrenin göstergelerindeki çok daha büyük değişiklikleri tolere etme yeteneğine sahip bazı bireyler vardır. Sonuç olarak yüksek vasıflı koşucularda büyük gelir Orta ve uzun mesafe koşularında iskelet kaslarından kana laktik asit karıştığı için kanın pH'ı 7,0 hatta 6,9 değerlerine kadar düşebilmektedir. Dünyada yalnızca birkaç kişi deniz seviyesinden yaklaşık 8.800 m yüksekliğe (Everest'in zirvesine) oksijen cihazı olmadan tırmanabildi; havada ve buna bağlı olarak vücut dokularında aşırı oksijen eksikliği koşullarında var olur ve hareket eder. Bu yetenek, bir kişinin doğuştan gelen özellikleriyle belirlenir - vücudun oldukça sabit fonksiyonel göstergeleri için bile geniş bireysel farklılıklara sahip olan sözde genetik reaksiyon normu.

Açık bir kendi kendini düzenleyen sistem olarak vücut.

Yaşayan organizma - sistemi aç ile bağlantısı olan çevre sinir, sindirim, solunum, boşaltım sistemleri vb. yoluyla.

Besin, su ve gaz değişimi ile gerçekleşen metabolizma sürecinde, vücutta değişikliklere uğrayan çeşitli kimyasal bileşikler vücudun yapısına girer ancak kalıcı olarak kalmaz. Asimile edilen maddeler ayrışır, enerji açığa çıkarır ve ayrışma ürünleri dış ortama çıkarılır. Yok edilen molekülün yerine yenisi vb. gelir.

Beden açık dinamik sistem. Sürekli değişen bir ortamda vücut belirli bir süre boyunca stabil durumunu korur.

Homeostazis kavramı. Canlı sistemlerde homeostazın genel kalıpları.

Homeostaz - canlı bir organizmanın, iç çevresinin göreceli dinamik sabitliğini sürdürme özelliği. Homeostaz, kimyasal bileşimin göreceli sabitliği, ozmotik basınç ve temel fizyolojik fonksiyonların stabilitesi ile ifade edilir. Homeostaz spesifiktir ve genotip tarafından belirlenir.

Organizmanın bireysel özelliklerinin bütünlüğünün korunması en genel biyolojik yasalardan biridir. Bu yasa, nesillerin dikey dizisinde üreme mekanizmalarıyla ve bireyin yaşamı boyunca homeostaz mekanizmalarıyla sağlanır.

Homeostazis olgusu, vücudun normal çevre koşullarına evrimsel olarak geliştirilmiş, kalıtsal olarak sabitlenmiş bir adaptif özelliğidir. Ancak bu koşullar kısa veya uzun bir süre normal aralığın dışında kalabilir. Bu gibi durumlarda, adaptasyon fenomeni, yalnızca iç ortamın olağan özelliklerinin restorasyonu ile değil, aynı zamanda fonksiyondaki kısa vadeli değişikliklerle de (örneğin, kalp aktivitesinin ritminde bir artış ve kalp atışlarının sıklığında bir artış) karakterize edilir. artan kas çalışmasıyla birlikte solunum hareketleri). Homeostaz reaksiyonları aşağıdakileri hedefleyebilir:

bilinen kararlı durum seviyelerinin korunması;

zararlı faktörlerin ortadan kaldırılması veya sınırlandırılması;

varlığının değişen koşullarında organizma ile çevre arasındaki optimal etkileşim biçimlerinin geliştirilmesi veya korunması. Bütün bu süreçler adaptasyonu belirler.

Bu nedenle, homeostaz kavramı yalnızca vücudun çeşitli fizyolojik sabitlerinin belirli bir sabitliği anlamına gelmez, aynı zamanda vücudun birliğini yalnızca normal olarak değil, aynı zamanda değişen varoluş koşulları altında da sağlayan fizyolojik süreçlerin adaptasyon ve koordinasyon süreçlerini de içerir. .

Homeostazinin ana bileşenleri C. Bernard tarafından tanımlanmıştır ve üç gruba ayrılabilirler:

A. Hücresel ihtiyaçları sağlayan maddeler:

Enerji üretimi, büyüme ve iyileşme için gerekli maddeler - glikoz, proteinler, yağlar.

NaCl, Ca ve diğer inorganik maddeler.

Oksijen.

İç salgı.

B. Hücresel aktiviteyi etkileyen çevresel faktörler:

Ozmotik basınç.

Sıcaklık.

Hidrojen iyonu konsantrasyonu (pH).

B. Yapısal ve işlevsel birliği sağlayan mekanizmalar:

Kalıtım.

Rejenerasyon.

İmmünobiyolojik reaktivite.

Biyolojik düzenleme ilkesi, organizmanın iç durumunu (içeriği) ve ayrıca intogenez ve filogenez aşamaları arasındaki ilişkiyi sağlar. Bu prensibin yaygın olduğu kanıtlanmıştır. Çalışması sırasında sibernetik ortaya çıktı - amaçlı ve optimal kontrol bilimi karmaşık süreçler yaşayan doğada, insan toplumunda, endüstride (Berg I.A., 1962).

Canlı bir organizma, dış ve iç çevredeki birçok değişkenin etkileşim içinde olduğu karmaşık, kontrollü bir sistemdir. Tüm sistemlerde ortak olan, varlığıdır. giriş Sistemin özelliklerine ve davranış yasalarına bağlı olarak dönüştürülen değişkenler hafta sonu değişkenler (Şekil 10).

Pirinç. 10 - Genel şema canlı sistemlerin homeostazisi

Çıkış değişkenleri girişe ve sistem davranışının yasalarına bağlıdır.

Çıkış sinyalinin sistemin kontrol kısmı üzerindeki etkisine denir geri bildirim , hangisi büyük önemöz düzenlemede (homeostatik reaksiyon). Ayırt etmek olumsuz Vepozitif geri bildirim.

Olumsuz geri besleme, giriş sinyalinin çıkış değeri üzerindeki etkisini şu prensibe göre azaltır: "ne kadar çok (çıkışta), o kadar az (girişte). Sistem homeostazisinin yeniden sağlanmasına yardımcı olur.

Şu tarihte: pozitif geri bildirim, giriş sinyalinin büyüklüğü şu prensibe göre artar: "ne kadar çok (çıkışta), o kadar çok (girişte). Başlangıç ​​​​durumundan ortaya çıkan sapmayı arttırır, bu da homeostazın bozulmasına yol açar.

Bununla birlikte, tüm öz-düzenleme türleri aynı prensibe göre çalışır: düzeltme mekanizmalarını etkinleştirmeye yönelik bir teşvik görevi gören başlangıç ​​​​durumundan kendi kendine sapma. Yani normal kan pH'ı 7,32 – 7,45'tir. 0,1'lik bir pH değişimi kalp fonksiyon bozukluğuna yol açar. Bu prensip Anokhin P.K. 1935'te uyarlanabilir reaksiyonların gerçekleştirilmesine hizmet eden geri bildirim ilkesi olarak adlandırıldı.

Homeostatik tepkinin genel prensibi(Anokhin: “İşlevsel sistemler teorisi”):

sapma temel çizgi→ sinyal → geri bildirim ilkesine dayalı düzenleyici mekanizmaların etkinleştirilmesi → değişikliklerin düzeltilmesi (normalizasyon).

Evet ne zaman fiziksel iş kandaki CO2 konsantrasyonu artar → pH asidik tarafa kayar → sinyal medulla oblongata'nın solunum merkezine girer → merkezkaç sinirleri interkostal kaslara bir dürtü iletir ve nefes alma derinleşir → Kandaki CO2 azalır, pH restore edildi.

Moleküler genetik, hücresel, organizma, popülasyon-tür ve biyosfer seviyelerinde homeostazın düzenlenme mekanizmaları.

Düzenleyici homeostatik mekanizmalar gen, hücresel ve sistemik (organizma, popülasyon-tür ve biyosfer) düzeylerinde işlev görür.

Gen mekanizmaları homeostaz. Vücuttaki tüm homeostaz olguları genetik olarak belirlenir. Zaten birincil gen ürünleri düzeyinde doğrudan bir bağlantı vardır - "bir yapısal gen - bir polipeptit zinciri." Ayrıca DNA'nın nükleotid sekansı ile polipeptit zincirinin amino asit sekansı arasında aynı doğrultuda bir yazışma vardır. Bir organizmanın bireysel gelişimine yönelik kalıtsal program, türe özgü özelliklerin sabit olarak değil, değişen çevre koşullarında, kalıtsal olarak belirlenmiş bir reaksiyon normunun sınırları dahilinde oluşumunu sağlar. DNA'nın çift sarmallığı, replikasyon ve onarım süreçlerinde esastır. Her ikisi de genetik materyalin işleyişinin stabilitesinin sağlanmasıyla doğrudan ilgilidir.

Genetik açıdan bakıldığında, homeostazın temel ve sistemik belirtileri arasında ayrım yapılabilir. Homeostazisin temel belirtilerinin örnekleri şunları içerir: on üç kan pıhtılaşma faktörünün gen kontrolü, doku ve organların doku uyumluluğunun gen kontrolü, transplantasyona izin verilmesi.

Ekim yapılan bölgeye denir nakli. Transplantasyon için dokunun alındığı organizma bağışçı , ve kim naklediliyor - alıcı . Transplantasyonun başarısı vücudun immünolojik reaksiyonlarına bağlıdır. Ototransplantasyon, genetik transplantasyon, allotransplantasyon ve ksenotransplantasyon vardır.

Ototransplantasyon – Aynı organizmadan doku nakli. Bu durumda nakledilenin proteinleri (antijenleri) alıcının proteinlerinden (antijenleri) farklı değildir. İmmünolojik reaksiyon yoktur.

Singeneik transplantasyon Aynı genotipe sahip tek yumurta ikizlerinde gerçekleştirilir.

Allotransplantasyon – Bir kişiden aynı türe ait başka bir kişiye doku nakli. Donör ve alıcının antijenleri farklıdır, bu nedenle yüksek hayvanlarda uzun süreli doku ve organ aşılanması yaşanır.

Ksenotransplantasyon – donör ve alıcı farklı organizma türlerine aittir. Bu tip transplantasyon bazı omurgasızlarda başarılıdır, ancak daha yüksek hayvanlarda bu tür transplantasyonlar kök salmaz.

Transplantasyon sırasında fenomen büyük önem taşımaktadır immünolojik tolerans (doku uyumluluğu). Doku nakli durumunda bağışıklık sisteminin baskılanması (bağışıklık baskılama) şu şekilde sağlanır: bağışıklık sistemi aktivitesinin baskılanması, ışınlama, antilenfatik serumun uygulanması, adrenal hormonlar, kimyasallar - antidepresanlar (imuran). Asıl görev sadece bağışıklığı değil, aynı zamanda nakil bağışıklığını da bastırmaktır.

Nakil bağışıklığı Vericinin ve alıcının genetik yapısı tarafından belirlenir. Nakledilen dokuya reaksiyona neden olan antijenlerin sentezinden sorumlu genlere doku uyumsuzluğu genleri denir.

İnsanlarda ana genetik doku uyumluluk sistemi HLA (İnsan Lökosit Antijeni) sistemidir. Antijenler lökositlerin yüzeyinde oldukça tam olarak temsil edilir ve antiserum kullanılarak tespit edilir. İnsanlarda ve hayvanlarda sistemin yapısı aynıdır. HLA sisteminin genetik lokuslarını ve alellerini tanımlamak için ortak bir terminoloji benimsenmiştir. Antijenler şu şekilde tanımlanır: HLA-A 1; HLA-A2 vb. Kesin olarak tanımlanamayan yeni antijenler W (Çalışma) olarak adlandırılır. HLA sisteminin antijenleri 2 gruba ayrılır: SD ve LD (Şekil 11).

SD grubunun antijenleri serolojik yöntemlerle belirlenir ve HLA sisteminin 3 alt lokusunun genleri tarafından belirlenir: HLA-A; HLA-B; HLA-C.

Pirinç. 11 - HLA, insan doku uyumluluğunun ana genetik sistemidir

LD - antijenleri altıncı kromozomun HLA-D alt bloğu tarafından kontrol edilir ve karışık lökosit kültürleri yöntemiyle belirlenir.

İnsan HLA antijenlerini kontrol eden genlerin her biri Büyük sayı aleller. Böylece HLA-A alt odağı 19 antijeni kontrol eder; HLA-B-20; HLA-C – 5 “çalışan” antijen; HLA-D – 6. Böylece insanlarda halihazırda yaklaşık 50 antijen keşfedilmiştir.

HLA sisteminin antijenik polimorfizmi, bazılarının diğerlerinden köken alması ve aralarındaki yakın genetik bağlantının sonucudur. Transplantasyon için HLA antijenlerine göre donör ve alıcının kimliğinin belirlenmesi gereklidir. Sistemin 4 antijeni aynı olan bir böbreğin nakli %70'lik bir hayatta kalma oranı sağlar; %3 – 60; %2 – 45; Her biri %1 – 25.

Örneğin Hollanda'da - “Eurotransplant” gibi nakil için donör ve alıcının seçimini yapan özel merkezler vardır. HLA sistemi antijenlerine dayalı tipleme Belarus Cumhuriyeti'nde de yapılmaktadır.

Hücresel mekanizmalar homeostaz, bütünlüklerinin ihlali durumunda doku hücrelerini ve organları restore etmeyi amaçlamaktadır. Yıkılan biyolojik yapıları restore etmeyi amaçlayan süreçler dizisine denir yenilenme. Bu süreç tüm seviyelerin karakteristik özelliğidir: proteinlerin, hücre organellerinin bileşenlerinin, tüm organellerin ve hücrelerin kendilerinin yenilenmesi. Yaralanma veya sinir yırtılması sonrasında organ fonksiyonlarının yeniden sağlanması ve yara iyileşmesi, tıp açısından bu süreçlere hakim olunması açısından önemlidir.

Dokular yenilenme yeteneklerine göre 3 gruba ayrılır:

Aşağıdaki özelliklere sahip doku ve organlar hücresel rejenerasyon (kemikler, gevşek bağ dokusu, hematopoietik sistem, endotel, mezotel, bağırsak yolunun mukoza zarları, solunum sistemi ve genitoüriner sistem.

Aşağıdaki özelliklere sahip doku ve organlar hücresel ve hücre içi rejenerasyon (karaciğer, böbrekler, akciğerler, düz ve iskelet kasları, otonomik gergin sistem, endokrin, pankreas).

Ağırlıklı olarak karakterize edilen kumaşlar hücre içi rejenerasyon (miyokard) veya yalnızca hücre içi rejenerasyon (merkezi sinir sistemi ganglion hücreleri). Temel yapıları bir araya getirerek veya bölerek (mitokondri) makromoleküllerin ve hücresel organellerin restorasyon süreçlerini kapsar.

Evrim sürecinde 2 tür yenilenme oluştu fizyolojik ve onarıcı .

Fizyolojik yenilenme - Bu, yaşam boyunca vücut elemanlarının doğal bir restorasyon sürecidir. Örneğin eritrosit ve lökositlerin restorasyonu, cilt epitelinin, saçın değiştirilmesi, süt dişlerinin kalıcı dişlerle değiştirilmesi. Bu süreçler dış ve iç faktörlerden etkilenir.

Onarıcı rejenerasyon – Hasar veya yaralanma nedeniyle kaybedilen organ ve dokuların restorasyonudur. Süreç mekanik yaralanmalar, yanıklar, kimyasal veya radyasyon yaralanmaları sonrasında, ayrıca hastalıklar ve cerrahi operasyonlar sonucunda ortaya çıkar.

Onarıcı rejenerasyon ikiye ayrılır tipik (homomorfoz) ve atipik (heteromorfoz). İlk durumda, çıkarılan veya yok edilen bir organ yenilenir, ikincisinde ise çıkarılan organın yerine başka bir organ gelişir.

Atipik rejenerasyon omurgasızlarda daha yaygındır.

Hormonlar yenilenmeyi teşvik eder hipofiz bezi Ve tiroid bezi . Birkaç yenilenme yöntemi vardır:

Epimorfoz veya tam rejenerasyon - yara yüzeyinin restorasyonu, parçanın bütüne tamamlanması (örneğin, bir kertenkelede kuyruğun yeniden büyümesi, bir semenderde uzuvlar).

Morfolaksi – Organın geri kalan kısmının yalnızca daha küçük boyutta bir bütün halinde yeniden yapılandırılması. Bu yöntem, eskinin kalıntılarından yenisinin yeniden inşası ile karakterize edilir (örneğin, hamamböceğindeki bir uzuvun restorasyonu).

Endomorfoz – doku ve organın hücre içi yeniden yapılandırılması nedeniyle restorasyon. Hücre sayısının ve boyutlarının artması nedeniyle organın kütlesi orijinaline yaklaşır.

Omurgalılarda onarıcı rejenerasyon aşağıdaki biçimde gerçekleşir:

Tam yenilenme – hasardan sonra orijinal dokunun restorasyonu.

Rejeneratif hipertrofi , iç organların özelliği. Bu durumda yara yüzeyi yara iziyle iyileşir, çıkarılan alan tekrar büyümez ve organın şekli eski haline dönmez. Organın geri kalan kısmının kütlesi, hücre sayısının ve boyutlarının artmasına bağlı olarak artarak orijinal değerine yaklaşır. Memelilerde karaciğer, akciğerler, böbrekler, adrenal bezler, pankreas, tükürük ve tiroid bezleri bu şekilde yenilenir.

Hücre içi telafi edici hiperplazi Hücre alt yapıları. Bu durumda hasar bölgesinde bir yara izi oluşur ve iyileşme sağlanır. başlangıç ​​kütlesi hücre içi yapıların (sinir dokusu) çoğalmasına (hiperplazi) bağlı olarak sayıları değil, hücre hacmindeki bir artış nedeniyle oluşur.

Sistemik mekanizmalar düzenleyici sistemlerin etkileşimi ile sağlanır: sinir, endokrin ve bağışıklık .

Sinir düzenlemesi Merkezi sinir sistemi tarafından yürütülür ve koordine edilir. Hücrelere ve dokulara giren sinir uyarıları yalnızca uyarılmaya neden olmakla kalmaz, aynı zamanda kimyasal süreçleri ve biyolojik alışverişi de düzenler. aktif maddeler. Şu anda 50'den fazla nörohormon bilinmektedir. Böylece hipotalamus, hipofiz bezinin işlevini düzenleyen vazopressin, oksitosin, liberinler ve statinler üretir. Homeostazisin sistemik belirtilerine örnek olarak sabit bir sıcaklık ve kan basıncının korunması verilebilir.

Homeostazis ve adaptasyon açısından sinir sistemi tüm vücut süreçlerinin ana düzenleyicisidir. N.P.'ye göre adaptasyonun temeli organizmaların çevresel koşullarla dengelenmesidir. Pavlov, refleks süreçleri yalan söylüyor. Arasında farklı seviyelerde homeostatik düzenleme, düzenleyici sistemde özel bir hiyerarşik bağlılık vardır iç süreçler vücut (Şek. 12).

Pirinç. 12. - Vücudun iç süreçlerinin düzenlenmesi sisteminde hiyerarşik itaat.

En birincil seviye hücresel ve hücresel homeostatik sistemlerden oluşur. doku seviyesi. Bunların üstünde lokal refleksler gibi periferik sinir düzenleyici süreçler bulunur. Bu hiyerarşinin ilerisinde, çeşitli "geri bildirim" kanallarıyla belirli fizyolojik işlevlerin kendi kendini düzenleyen sistemleri vardır. Bu piramidin tepesi serebral korteks ve beyin tarafından işgal edilmiştir.

Komplekste çok hücreli organizma hem doğrudan hem de geribildirim bağlantıları yalnızca sinir yoluyla değil aynı zamanda hormonal (endokrin) mekanizmalarla da gerçekleştirilir. Endokrin sisteme dahil olan bezlerin her biri, bu sistemin diğer organlarını etkiler ve bu sistemden de etkilenir.

Endokrin mekanizmalar B.M.'ye göre homeostaz. Zavadsky'ye göre bu bir artı-eksi etkileşim mekanizmasıdır, yani. bezin fonksiyonel aktivitesini hormon konsantrasyonuyla dengelemek. Yüksek hormon konsantrasyonuyla (normalin üstünde), bezin aktivitesi zayıflar ve bunun tersi de geçerlidir. Bu etki, hormonun onu üreten bez üzerindeki etkisi yoluyla gerçekleştirilir. Bazı bezlerde, özellikle stres reaksiyonu sırasında, hipotalamus ve ön hipofiz bezi aracılığıyla düzenleme sağlanır.

Endokrin bezleri hipofiz bezinin ön lobuyla olan ilişkilerine göre iki gruba ayrılabilir. İkincisi merkezi olarak kabul edilir ve diğer endokrin bezleri periferik olarak kabul edilir. Bu bölünme, hipofiz bezinin ön lobunun, bazı periferik endokrin bezlerini harekete geçiren tropik hormonlar olarak adlandırılan hormonları ürettiği gerçeğine dayanmaktadır. Buna karşılık, periferik endokrin bezlerinin hormonları, hipofiz bezinin ön lobuna etki ederek tropik hormonların salgılanmasını engeller.

Homeostaziyi sağlayan reaksiyonlar herhangi bir endokrin bezle sınırlı kalamaz, tüm bezleri bir dereceye kadar etkileyebilir. Ortaya çıkan reaksiyon zincirleme bir yol alır ve diğer efektörlere yayılır. Hormonların fizyolojik önemi vücudun diğer fonksiyonlarının düzenlenmesinde yatmaktadır ve bu nedenle zincir yapısının mümkün olduğunca ifade edilmesi gerekmektedir.

Vücudun ortamındaki sürekli rahatsızlıklar, homeostazisinin uzun bir yaşam boyunca korunmasına katkıda bulunur. İç ortamda hiçbir şeyin önemli değişikliklere neden olmadığı yaşam koşulları yaratırsanız, organizma çevreyle karşılaştığında tamamen silahsız kalacak ve kısa sürede ölecektir.

Hipotalamustaki sinir ve endokrin düzenleyici mekanizmaların kombinasyonu, vücudun visseral fonksiyonunun düzenlenmesiyle ilişkili karmaşık homeostatik reaksiyonlara izin verir. Sinirli ve endokrin sistem homeostazın birleştirici bir mekanizmasıdır.

Sinir ve humoral mekanizmaların genel tepkisine bir örnek, olumsuz yaşam koşulları altında gelişen bir stres durumudur ve homeostazisin bozulma tehlikesi vardır. Stres altında çoğu sistemin durumunda bir değişiklik gözlenir: kas, solunum, kardiyovasküler, sindirim, duyu organları, kan basıncı, kan bileşimi. Tüm bu değişiklikler, vücudun olumsuz faktörlere karşı direncini arttırmayı amaçlayan bireysel homeostatik reaksiyonların bir tezahürüdür. Vücut kuvvetlerinin hızlı mobilizasyonu şu şekilde hareket eder: savunma tepkisi bir stres durumuna.

"Somatik stres" ile vücudun genel direncini artırma sorunu Şekil 13'te gösterilen şemaya göre çözülür.

Pirinç. 13 - Vücudun genel direncini arttırma şeması

Homeostaz, biyolojik sistemlerin hayatta kalmak için en uygun koşullara uyum sağlayarak iç stabiliteyi korumaya çalıştığı, kendi kendini düzenleyen herhangi bir süreçtir. Homeostaz başarılı olursa hayat devam eder; aksi takdirde felaket veya ölüm meydana gelecektir. Elde edilen istikrar aslında sürekli değişimlerin meydana geldiği ancak nispeten homojen koşulların hakim olduğu dinamik bir dengedir.

Homeostazinin özellikleri ve rolü

Dinamik dengedeki herhangi bir sistem, kararlı bir duruma, karşıt bir dengeye ulaşmak ister. dış değişiklikler. Böyle bir sistem bozulduğunda, yerleşik düzenleyici cihazlar yeni bir denge kurmak için sapmalara tepki verir. Bu süreç geri bildirim kontrollerinden biridir. Homeostatik düzenlemenin örnekleri, elektrik devreleri ve sinir veya hormonal sistemlerin aracılık ettiği fonksiyonların bütünleşmesi ve koordinasyonu süreçleridir.

Homeostatik düzenlemenin bir başka örneği mekanik sistem oda sıcaklığı kontrol cihazının veya termostatın eylemidir. Termostatın kalbi, sıcaklıktaki değişikliklere tepki veren, biten veya kopan bimetalik bir şerittir. elektrik devresi. Oda soğuduğunda devre sona erer ve ısıtma açılır ve sıcaklık yükselir. Belirli bir seviyede devre kesilir, fırın durur ve sıcaklık düşer.

Ancak daha karmaşık olan biyolojik sistemler, mekanik cihazlarla karşılaştırılması zor olan düzenleyicilere sahiptir.

Daha önce de belirtildiği gibi homeostaz terimi, vücudun iç ortamının dar ve sıkı kontrol edilen sınırlar içinde korunmasını ifade eder. Homeostazisin sürdürülmesinde önemli olan ana işlevler sıvı ve elektrolit dengesi, asit regülasyonu, termoregülasyon ve metabolik kontroldür.

İnsanlarda vücut sıcaklığının kontrolü, homeostazın mükemmel bir örneği olarak kabul edilir. biyolojik sistem. Normal sıcaklık insan vücudu yaklaşık 37°C'dir, ancak Çeşitli faktörler hormonlar, metabolizma hızı ve aşırı yüksek veya Düşük sıcaklık. Vücut sıcaklığının düzenlenmesi, beynin Hipotalamus adı verilen bir alanı tarafından kontrol edilir.

Vücut sıcaklığına ilişkin geri bildirim kan dolaşımı yoluyla beyne taşınır ve solunum hızı, kan şekeri seviyeleri ve metabolizma hızında telafi edici ayarlamalara yol açar. İnsanlarda ısı kaybına, azalan aktivite, terleme ve deri yüzeyine yakın yerlerde daha fazla kanın dolaşmasını sağlayan ısı değişim mekanizmaları neden olur.

Isı kaybının azaltılması, izolasyon, ciltteki dolaşımın azaltılması ve kültürel değişiklikler giyim, barınak ve dış ısı kaynaklarının kullanımı gibi. Yüksek ve arasındaki aralık alt seviyeler vücut ısısı homeostatik bir plato, yani yaşamı destekleyen “normal” aralık oluşturur. Her iki uç noktaya da yaklaşıldığında, düzeltici eylem (negatif geri besleme yoluyla) sistemi normal aralığa döndürür.

Homeostazis kavramı aynı zamanda Çevre koşulları. İlk önerilen Amerikalı ekolojist Robert MacArthur 1955 yılında homeostazisin biyoçeşitlilik ve biyolojik çeşitliliğin birleşiminin ürünü olduğu fikrini ortaya atmıştır. büyük miktar ekolojik etkileşimler türler arasında meydana gelir.

Bu varsayım sürdürülebilirliği açıklamaya yardımcı olabilecek bir kavram olarak değerlendirildi ekolojik sistem yani belirli bir ekosistem türü olarak zaman içinde kalıcılığı. O zamandan bu yana kavram, ekosistemin cansız bileşenini de kapsayacak şekilde biraz değişti. Bu terim birçok ekolojist tarafından bir ekosistemin canlı ve cansız bileşenleri arasında statükoyu korumak için ortaya çıkan karşılıklılığı tanımlamak için kullanılmıştır.

Gaia hipotezi, İngiliz bilim adamı James Lovelock tarafından önerilen ve çeşitli canlı ve cansız bileşenleri daha büyük bir evrenin bileşenleri olarak kabul eden bir Dünya modelidir. büyük sistem veya tek bir organizma, bireysel organizmaların kolektif çabalarının gezegen düzeyinde homeostazise katkıda bulunduğu varsayımını yapıyor.

Hücresel homeostaz

Canlılığı sürdürmek ve düzgün bir şekilde işlev görmek için vücudun ortamına bağlıdır. Homeostazis vücudun çevresini kontrol altında tutar ve uygun koşullar hücresel süreçler için. Olmadan doğru koşullar Belirli vücut süreçleri (örneğin ozmoz) ve proteinler (örneğin enzimler) düzgün çalışmayacaktır.

Homeostaz hücreler için neden önemlidir? Canlı hücreler etraflarındaki kimyasalların hareketine bağlıdır. Kimyasal maddeler oksijen gibi, karbon dioksit ve çözünmüş yiyeceklerin hücrelerin içine ve dışına taşınması gerekir. Bu, homeostazis tarafından sağlanan vücuttaki su ve tuz dengesine bağlı olan difüzyon ve ozmoz işlemleriyle gerçekleştirilir.

Hücreler birçok işlemi hızlandırmak için enzimlere bağımlıdır. kimyasal reaksiyonlar Hücrelerin hayati aktivitesini ve işlevselliğini destekler. Bu enzimler belirli sıcaklıklarda en iyi şekilde çalışırlar ve bu nedenle homeostaz hücreler için hayati öneme sahiptir. Sabit sıcaklık bedenler.

Homeostazisin örnekleri ve mekanizmaları

İnsan vücudundaki homeostazisin bazı temel örnekleri ve bunları destekleyen mekanizmalar şunlardır:

Vücut ısısı

İnsanlarda homeostazın en yaygın örneği vücut sıcaklığının düzenlenmesidir. Normal vücut ısısı yukarıda da yazdığımız gibi 37°C'dir. Normal değerlerin üstünde veya altında olan sıcaklıklar ciddi komplikasyonlara neden olabilir.

28°C sıcaklıkta kas yetmezliği meydana gelir. 33°C sıcaklıkta ise bilinç kaybı meydana gelir. 42°C'de merkezi sinir sistemi bozulmaya başlar. Ölüm 44°C sıcaklıkta meydana gelir. Vücut, aşırı ısı üreterek veya serbest bırakarak sıcaklığı kontrol eder.

Glikoz konsantrasyonu

Glikoz konsantrasyonu, kan dolaşımında bulunan glikoz (kan şekeri) miktarını ifade eder. Vücut, glikozu enerji kaynağı olarak kullanır, ancak bunun çok fazlası veya çok azı ciddi komplikasyonlara neden olabilir. Bazı hormonlar kandaki glikoz konsantrasyonunu düzenler. İnsülin glukoz konsantrasyonunu azaltırken kortizol, glukagon ve katekolaminler artar.

Kalsiyum seviyeleri

Kemikler ve dişler vücuttaki kalsiyumun yaklaşık %99'unu içerir, geri kalan %1'i ise kanda dolaşır. Kanda çok fazla veya çok az kalsiyum Olumsuz sonuçlar. Kandaki kalsiyum düzeyi çok fazla düşerse paratiroid bezleri kalsiyumu algılayan reseptörlerini harekete geçirerek paratiroid hormonu salgılar.

PTH, kan dolaşımındaki konsantrasyonunu artırmak için kemiklere kalsiyum salması yönünde sinyal verir. Kalsiyum seviyesi çok fazla artarsa ​​tiroid bezi kalsitonin salgılayarak fazla kalsiyumu kemiklere sabitler ve böylece kandaki kalsiyum miktarını azaltır.

Sıvı hacmi

Vücudun sabit bir iç ortam sağlaması gerekir; bu da sıvı kaybını veya yenilenmesini düzenlemesi gerektiği anlamına gelir. Hormonlar sıvının atılmasına veya tutulmasına neden olarak bu dengenin düzenlenmesine yardımcı olur. Vücutta yeterli sıvı yoksa, antidiüretik hormon böbreklere sıvıyı korumaları ve idrar çıkışını azaltmaları yönünde sinyal gönderir. Vücut çok fazla sıvı içeriyorsa aldosteronu bastırır ve atılım sinyali verir. Daha idrar.

Bir hata bulursanız lütfen metnin bir kısmını vurgulayın ve tıklayın. Ctrl+Enter.