HOMEOSTAZĖ: PAVYZDŽIAI, MECHANIZMAI, FUNKCIJOS - BIOLOGIJA - 2025

Homeostazės yra apibrėžiamas kaip fenomenų autoreguliacijai pirmaujančių į "įrašo" išlaikymą cheminę sudėtį ir fizikines savybes vidinės aplinkos organizmo rinkinys.

Žodis homeostazė kildinamas iš graikų kalbos „oμoιo“, kuris skaitomas kaip „homos“ ir kuris reiškia „panašus“ arba „panašus“, ir iš priesagos „στασισ“, kuris skaitomas „stasis“, reiškiančio „fiksuotas“, „nuolatinis“. arba „stabilus“.

Eritrocitų ir hemoglobino homeostazė. „commons.wikimedia.org“

Šis terminas reiškia ne vidinę pusiausvyrą ar pusiausvyrą, o veikiau pastovios būklės palaikymą, nes pusiausvyros ar pusiausvyros būsena gyvoje būtybėje reiškia mirtį. Šį pastovumą kūnas aktyviai palaiko nepaisant pokyčių, kurie gali atsirasti išorinėje aplinkoje.

Bendrosios aplinkybės

Claude'as Bernardas (1813–1878) 1870 m. Pabaigoje pirmasis paminėjo „milieu intérieur“ (iš vidinės prancūzų kalbos), reiškiančio tai, kas dabar vadinama tarpląsteliniu skysčiu, pastovumą. organizmo ląstelės yra panardintos ir jų dėka jos yra gyvos.

Bernardo apibrėžtas vidinės aplinkos pastovumo tyrimas yra tai, ką šiandien žinome kaip fiziologiją. Žodis „fiziologija“ kilęs iš graikų kalbos žodžių „physis“ (ϕυυsis) ir „logotipas“ (λoyo), kurie reiškia atitinkamai „prigimtį, būties būdą, esmę ar gamtos būklę“ ir „ką apie ką sakoma“. .

Po daugelio metų, maždaug 1933 m., Amerikiečių fiziologas Walteris Cannonas sukūrė terminą homeostazė, kad apibūdintų tuos mechanizmus, kuriuos kiekviena gyva būtybė turi palaikyti pastovią savo tarpląstelinio skysčio sąlygomis.

Kai kurių fiziologiškai svarbių homeostatinių funkcijų pavyzdžiais gali būti palaikomas kraujospūdis, kūno temperatūra, gliukozės koncentracija kraujyje, elektrolitų lygis kraujo plazmoje ir kt. nepaisant didelių kūno ir aplinkos skirtumų.

Homeostazės samprata

Homeostazė yra kiekvienos daugialąstelinės gyvos būtybės sugebėjimas išlaikyti tam tikrus parametrus ar nuolatines sąlygas savo vidinėje aplinkoje, nesvarbu, kokia skiriasi ją supanti aplinka ir kiek svyruojančios aplinkos sąlygos.

Ši vadinamoji „vidinė aplinka“ atitinka tarpląstelinį skystį, esantį intersticinėje erdvėje (tarp ląstelės ir audinio ląstelės), ir gyvūnų intravaskulinį ar kraujo skystį.

Homeostazė yra viena iš svarbiausių medicinos ir fiziologijos (gyvūnų ir augalų) sąvokų, nes visiems gyviesiems organizmams reikalingas jų kūnas, kad veiktų labai siauroje aplinkoje: pH, temperatūra, koncentracija jonų, vandens kiekis, maistinių medžiagų koncentracija, be kita ko.

Kai kurie autoriai mano, kad „visų gyvybiškai svarbių mechanizmų, nesvarbu, kokie įvairūs, vienintelis tikslas yra išsaugoti nuolatines gyvenimo sąlygas vidinėje aplinkoje“, todėl homeostazė nusako praktiškai visas vidines būtybės funkcijas gyvas.

Išsaugoti ar išlaikyti vidines sąlygas įmanoma dėl kontrolės sistemos, kuri veikia neigiamai arba teigiamai (mažesniu mastu).

Ši sistema leidžia, kai įvyksta svarbūs bet kurio iš paminėtų parametrų pokyčiai, šie pokyčiai greitai „neutralizuojami“ ir grąžinamas kūnas į normalią būklę.

Taigi homeostazę sudaro organizmo reagavimo sistemos, padedančios susidoroti su aplinkos sąlygomis ir pokyčiais, kuriems organizmas yra nuolat veikiamas.

Homeostatiniai mechanizmai

Homeostazė pasiekiama dėl plačios integracijos tarp daugelio organizmo kūno sistemų.

Cannon (1929) klasifikuoja homeostatinius mechanizmus priklausomai nuo to, kas yra reguliuojama, tai yra nuo „šaudmenų“ ar „atsargų“, gautų iš išorinės aplinkos arba iš vidinių „procesų“.

Gliukozės homeostazė kraujyje (šaltinis: Christinelmiller per Wikimedia Commons)

Homeostazė, reguliuojant „amuniciją“ ar „atsargas“

Homeostazės mechanizmai, reguliuojant atsargas, apibūdinami taip:

- Sandėliavimas atsižvelgiant į perteklių tarp gausos ar bado ir poreikio.

- perpildymas ar išmetimas iš kūno, kai yra „netoleruotinas perteklius“

Saugojimas gali būti dviejų tipų: vienas laikinas, o kitas - atskyrimas. Laikinasis saugojimas, žinomas kaip „potvynio ar perpildymo saugykla“, įvyksta „užtvindžius“ tarpinius audinius medžiagomis, kurių gausiai prarijta.

Kita vertus, saugojimas „atskyrimo“ būdu yra susijęs su nurytos medžiagos įtraukimu į ląsteles arba santykinai „nuolatinėmis“ struktūromis.

Taigi tiekimo reguliavimo homeostazė reiškia atsargų saugojimą, kai jų yra gausu, siekiant padidinti atsargas, kad susidurtų su trūkumais, arba pašalinti perteklių, kai jie yra toksiški.

Homeostazė proceso reguliavimo būdu

Nors didžioji dalis homeostatinio reguliavimo priklauso nuo išorinių medžiagų ar „medžiagų“ naudojimo, yra ir kitų, kurios daug akivaizdžiau priklauso nuo nuolatinių vidinių procesų pokyčių,

Pagrindiniai tokio tipo reguliavimo pavyzdžiai yra homeoterminių gyvūnų neutralumo palaikymas ir temperatūros palaikymas (galintys iš vidaus reguliuoti jų kūno temperatūrą).

Homeostatinio reguliavimo postulatai

Cannon 1925 m. Pasiūlė šešis preliminarius postulatus, apibūdinančius fiziologinius veiksnius, atsakingus už gyvos būtybės kūno „pastovumo“ palaikymą:

1- Atviroje sistemoje, tokioje kaip gyvūno kūnas, sudarytas iš nestabilių medžiagų ir nuolat veikiamas kintančių sąlygų, „pastovumas“ arba homeostazė yra tiesioginis įrodymas, kad yra sistemos, veikiančios ar paruoštos veikti, kad palaikytų minėtą pastovumas.

2 - Jei organizmas ar kūno sistema palaiko homeostazę, tai tik todėl, kad bet koks polinkis į pokyčius yra automatiškai „neutralizuojamas“ padidėjus vieno ar daugiau veiksnių, priešinančių pokyčiams, efektyvumui.

3- Bet kuris veiksnys, palaikantis homeostazę veikiant viena kryptimi, negali veikti tuo pačiu metu priešinga kryptimi.

4- Homeostatiniai agentai, kurie yra antagonistai viename kūno regione, gali bendradarbiauti ar veikti kartu kitame regione.

5- Reguliavimo sistemą, nustatančią homeostatinę būseną, gali sudaryti iš daugybės veiksnių, kurie „suaktyvinami“ tuo pačiu metu arba vienas po kito (iš eilės).

6- Kai žinomas veiksnys, galintis pakeisti homeostatinę būseną viena kryptimi, pagrįsta ieškoti automatinio to veiksnio arba priešingo efekto veiksnių valdymo.

Homeostazės funkcijos

Pagrindinė homeostazės ar homeostatinių mechanizmų funkcija yra palaikyti vidinę „pusiausvyrą“ gyvų organizmų kūne, ypač atsižvelgiant į tokius parametrus kaip temperatūra (homeoterminiai gyvūnai), jonų ir vandens koncentracija, suvartojimas. maistinių medžiagų ir kt.

Kūno sistemų veikimui, taigi ir gyvenimui, būtina išlaikyti „nuolatines“ vidines sąlygas gana siauroje diapazone ir dažnai labai skirtis nuo išorinės aplinkos ar aplinkos sąlygų. pati savaime, todėl homeostazė yra būtina visoms daugialąstelėms gyvoms būtybėms.

Psichologinė homeostazė

Psichologinė homeostazė yra terminas, nurodantis psichologinius ar elgesio mechanizmus, kuriuos žmonės turi subalansuoti poreikio ir pasitenkinimo „jausmais“, kad būtų išlaikyta tai, ką kiekvienas asmuo atpažįsta ar suvokia kaip „normalią būklę“.

Nors psichologinio homeostazės valdymo ar reguliavimo mechanizmai labai skiriasi nuo tų, kurie apibūdina fiziologinę homeostazę, abu procesai yra glaudžiai susiję.

Pvz., Psichologiniai homeostatiniai mechanizmai turi būti susiję su savęs išsaugojimu, vystymusi ir dauginimu, adaptacija ir kt.

Homeostazės pavyzdžiai žmogaus organizme

Kai kurie homeostazės pavyzdžiai yra žmogaus vidinės kūno temperatūros palaikymas, gliukozės lygio palaikymas, kraujospūdžio reguliavimas arba termostato veikimas.

- Homeostazė žmonėms

1- Vidinė kūno temperatūra

Vidinė žmogaus kūno temperatūra yra puikus homeostazės pavyzdys. Kai asmuo yra sveikas, jo kūno temperatūra išlieka 37º.Kūnas gali kontroliuoti temperatūrą šildamas arba išleidžiamas.

2- Gliukozės lygio palaikymas

Gliukozė yra cukraus rūšis, randama kraujyje, tačiau organizmas turi palaikyti pakankamą gliukozės kiekį, kad užtikrintų, jog žmogus išliktų sveikas.

Kai gliukozės kiekis per didelis, kasa išskiria hormoną, vadinamą insulinu. Jei šis lygis nukrenta per mažai, kepenys vėl paverčia glikogeną kraujyje į gliukozę, padidindamos jo kiekį.

3 - Limfinės sistemos funkcijos

Kai bakterijos ar virusai, dėl kurių galite susirgti, patenka į jūsų organizmą, limfinė sistema grįžta atgal ir padeda palaikyti homeostazę, kovojant su infekcija ir užtikrindama sveikatos būklę.

4 - kraujospūdžio reguliavimas

Palaikyti sveiką kraujospūdį yra homeostazės pavyzdys. Širdis gali nustatyti kraujospūdžio pokyčius, todėl ji siunčia signalus į smegenis, kurie tada siunčia signalus, kurie širdžiai nurodo, kaip reaguoti.

Jei kraujospūdis per aukštas, natūraliai širdis turi sulėtėti; tuo tarpu, jei jo per mažai, širdis turės varžytis.

5- Rūgščių ir bazių balansas

Žmogaus kūne yra cheminių medžiagų, vadinamų rūgštimis ir bazėmis, ir norint tinkamai funkcionuoti, būtina tinkama jų pusiausvyra. Plaučiai ir inkstai yra dvi organų sistemos, reguliuojančios rūgštis ir pagrindus kūne.

6- Vandens lygis

Daugiau nei pusę žmogaus kūno svorio procento sudaro vanduo, o tinkamos vandens pusiausvyros palaikymas yra homeostazės pavyzdys. Ląstelės, kuriose yra per daug vandens, išsipučia ir gali net sprogti.

Ląstelės, turinčios per mažai vandens, gali susitraukti. Jūsų kūnas palaiko pakankamą vandens balansą, kad neįvyktų nė viena iš šių situacijų.

7- Kalcio kontrolė

Kalcio lygio reguliavimas žmogaus kūne yra homeostazės pavyzdys. Kai lygis sumažėja, prieskydinis skystis išskiria hormonus. Jei kalcio lygis tampa per didelis, skydliaukė padeda nustatyti kalcį kauluose ir sumažina kalcio kiekį kraujyje.

8- Fizinis pratimas

Pratimų metu organizmas palaiko homeostazę, energijai laistydamas raumenis.

Laikui bėgant tai taip pat signalizuoja smegenims, kad laikas nutraukti mankštą, todėl raumenys gali gauti jiems reikalingą deguonį.

9- Nervų sistema ir kvėpavimas

Nervų sistema padeda išlaikyti homeostazę kvėpuojant. Kadangi kvėpavimas yra nevalingas, nervų sistema užtikrina, kad kūnas kvėpuodamas gautų reikiamą deguonį.

10- šlapimo sistema

Kai toksinai patenka į jūsų kraują, jie sutrikdo jūsų kūno homeostazę. Tačiau žmogaus kūnas reaguoja atsikratydamas šių toksinų naudodamas šlapimo sistemą.

Asmuo tiesiog šlapinasi iš kraujo toksinų ir kitų nemalonių dalykų, atkurdamas homeostazę žmogaus organizmui.

11- Odos pakilimas

Kai kankinate tą „žąsų iškilimų“ jausmą, tai yra dėl homeostazės proceso, kuris padeda sumažinti odos skleidžiamos šilumos kiekį. Tai buvo labai tipiškas procesas mūsų primityvių protėvių odoje, tačiau jis buvo išlaikytas nepaisant to, kad plaukai neteko daugumos kūno dalių.

12 - drebulys ar drebulys

Kai mes drebame dėl šalčio, nes smegenys siunčia signalus raumenims, kad jie praneštų, kad temperatūra yra žemesnė nei rekomenduojama mūsų sveikatai. Tai yra, raumenų drebėjimas yra būdas kovoti su šalčiu.

13- kraujagyslių išsiplėtimas ir kraujagyslių susiaurėjimas

Kraujagyslių išsiplėtimas yra kraujo kapiliarų išsiplėtimas, kad atšaldytų kraują ir kovotų su pertekliniu karščiu. Kraujagyslių susiaurėjimas yra priešingas dalykas - tai kapiliarų susiaurėjimas, kad šaltoje aplinkoje būtų išsaugota kraujo šiluma.

- Technologiniai homeostatiniai mechanizmai ir kiti

11- termostatas

Termostatai, veikiantys įjungiant ir išjungiant šildytuvus ar oro kondicionierius reaguojant į temperatūros jutiklio išėjimą.

12- greičio reguliatorius

Važiavimas automobiliu, kuris sureguliuoja automobilio droselį, atsižvelgiant į greičio pokyčius.

13- Autopilotas

Autopilotas, valdantis orlaivio ar laivo valdymą, reaguojant į nukrypimą nuo kurso arba nuo iš anksto nustatytos kompaso krypties.

14- Kontrolė pramonės įmonėse

Proceso valdymo sistemos chemijos gamykloje ar naftos perdirbimo gamykloje, palaikančios skysčių lygį, slėgį, temperatūrą, cheminę sudėtį ir kt. valdomi šildytuvai, siurbliai ir vožtuvai.

15- Garo variklio reguliatorius

Išcentrinis garų variklio valdiklis, kuris sumažina droselio sklendę, reaguodamas į didėjantį variklio greitį, arba atidaro vožtuvą, jei greitis nukrenta žemiau nustatyto greičio.

16- Verslo homeostazė

Tai reiškia įmonės sugebėjimą išlaikyti pusiausvyros būklę, neutralizuojant vidinius ir išorinius neramumus, absorbuojant kontekstinę įvairovę.

- Homeostazė gyvūnams ir aplinkai

Šiltakraujams gyvūnams, pavyzdžiui, žinduoliams ir paukščiams, homeostazė yra vidinių procesų, susijusių su hormonais, endokrinine sistema ir medžiagų apykaita, derinys.

Kita vertus, šaltakraujams gyvūnams, tokiems kaip gyvatės, kurie neturi tokios vidinės sistemos, jie turi pasikliauti savo išorine aplinka, kad palaikytų homeostazę.

17- Hormonai

Kai kuriose mažų žinduolių, tokių kaip pelės ir triušiai, populiacijose, kai dėl tam tikrų priežasčių jų skaičius padidėja, perpildymas sukelia didėjantį stresą, kuris pažeidžia skydliaukę (dėl to gaminami svarbūs hormonai), o didelė dalis populiacijos tiesiog miršta nuo endokrininės sistemos pažeidimo ar hormoninis.

18- Termoreguliacija

Aplinkoje, kai atmosferoje padidėja anglies dioksido lygis, augalai sugeba geriau augti ir taip pašalinti iš atmosferos daugiau anglies dioksido.

Vapsvos ir raguolės daugumoje aplinkų aptinkamos iš tropinių lietaus miškų, dykumų, subtropinio ir vidutinio klimato. Jie sugeba išgyventi tiek daug skirtingų sąlygų, nes sugeba termoreguliuoti save ir savo lizdus.

19- Vandens perdirbimas džiunglėse

Per homeostazės sistemą atogrąžų miškai išlaiko savo galimybes perdirbti vandenį. Pavyzdžiui, Amazonės baseiną iš šiaurės supa Venesuelos savanos ir lygumos, o iš pietų - Brazilijos savanos.

Jei drėgmė iš Atlanto vandenyno tekėtų tiesiai atgal, Amazonės ekosistema būtų tik maža dalis dabartinio dydžio.

Tiesą sakant, milžiniški Amazonės miškų medžiai greitai pumpuoja drėgmę į dangų taip, kad kaip lietus vėl patenka į džiungles ir taip neleidžia dideliam vandens kiekiui nutekėti į vandenyną.

20- Koralai ir anglies dioksidas

Koralų polipai naudoja apvalkalą iš anglies dioksido. Tai padeda sumažinti anglies dioksido kiekį vandenyne ir yra vienas iš būdų, kaip Žemė kovoja su tarša ir siekia atkurti homeostazę.

Turėdamas mažiau koralų, vandenynas sugeria mažiau anglies dioksido, todėl daugiau palieka atmosferoje.

Nuorodos

1. Palaiminimas W. Apatinės smegenų dalies ir kūno homeostazė (1997). Niujorkas: „Oxford University Press“.
2. Cannon W. Kūno išmintis (1932). Niujorkas: „WW Norton“.
3. Kotas M, Medzhitovas R. Homeostazė, uždegimas ir jautrumas ligoms (2015). Ląstelė.
4. Riggs D. Kontrolės teorija ir fiziologinio grįžtamojo ryšio mechanizmai (1970). Baltimorė: Williamsas ir Wilkinsas.
5. Teplyuk N. Beveik tobula homeostazė: visuotinės senėjimo taisyklės, kai išvengiama daigų, pavyzdžiai (2012). Žurnalas „Cellular Biochemistry“.
6. Trefil J. Mokslo ir technologijos enciklopedija (2001). Niujorkas: „Taylor & Francis“ knygos.
7. Tyrrel A, Timmis J, Greensted A, Owens N. Evolvable hardware, basic homeoresis technology (2007). Niujorkas.