Homeostase (fra gresk - homois - som betyr lik, stasis - varighet eller tilstand) systemets unike evne til å opprettholde stabiliteten til det indre miljøet uavhengig av påvirkning av ytre faktorer. Hva er homeostase? Hva er årsakene til homeostaseforstyrrelser?

Homeostaseer ingenting annet enn kroppens evne til å opprettholde en relativ indre balanse. Å opprettholde den interne stabiliteten til vitale funksjoner krever konstant overvåking av verdiene til de viktigste systemparametrene. Menneskekroppen har rundt tusen forskjellige kontroll- og reguleringssystemer - og liv og helse er ofte avhengig av at de fungerer som de skal.

De viktigste faktorene som kan endres og nøyaktig kontroll inkluderer:

  • konsentrasjon av kjemikalier i kroppsvæsker (blod eller plasma)
  • osmotisk trykk,
  • pH i kroppsvæsker,
  • blodtrykk,
  • kroppsvæskevolum,
  • kroppstemperatur (i varmblodige organismer).

Bygge en celle og opprettholde homeostase

Alle menneskelige systemer deltar i å opprettholde riktig homeostase. Men allerede på det grunnleggende nivået av cellestruktur er de essensielle funksjonene for å opprettholde homeostase på glob alt nivå perfekt synlige.

En av de viktigste organellene som er nødvendige for å opprettholde de riktige parametrene for væsker og trykk, er cellemembranen som skiller cellen fra det ytre miljøet. Den har den såk alte "Flytende mosaikk", hvor proteiner flyter i et dobbelt lag av fosfolipidmolekyler

Takket være den komplekse og polare strukturen, muliggjør cellemembraner selektiv transport av ulike stoffer, som foregår både ved diffusjon - det vil si strømmer i samsvar med konsentrasjonsgradienten til løsninger, men også aktivt - gjennom proteiner.

Takket være spesielle reseptorproteiner på overflaten av membraner er det i sin tur mulig å motta informasjon fra utsiden. Mottaket av signalet utløser en rekke kort- og langsiktige reaksjoner, hvis formål er:

  • aktivering eller deaktivering av enzymer,
  • stimulering eller svekkelse av cellulær metabolisme,
  • uttrykk for gener i cellekjernen (som inneholder den genetiske informasjonen som er nødvendig for syntesenye proteiner som modifiserer cellemetabolismen).

For at celler og hele systemer skal forbli energisk uavhengige, må mitokondriene hele tiden fungere.

Disse bittesmå organellene fungerer som små energif.webpabrikker i cellen. Takket være den spesielle, kamformede indre strukturen til mitokondriene er det mulig å gjennomføre en rekke prosesser som utgjør den s.k. intracellulær respirasjon

I denne prosessen er det mulig å produsere energi fra næringsstoffer (inkludert glukose). Det er lagret i ATP, som er den universelle energibæreren i cellen og brukes i hundrevis av andre reaksjoner. Denne prosessen kan endres avhengig av tilstedeværelsen av oksygen.

Under intens trening begynner musklene våre å mangle essensielt oksygen - det er derfor mitokondriene "bytter" til anaerob respirasjon, hvor melkesyre dannes som et biprodukt

Det er denne mekanismen som er ansvarlig for dannelsen av smertefull sårhet. Til tross for midlertidig ugunstige forhold, kan kroppen fortsatt utføre arbeid og reagere på stimuli.

Hjerne og homeostase

Hovedsenteret som kontrollerer alle prosesser i kroppen er selvfølgelig hjernen - og mer spesifikt nervesentrene i sentralnervesystemet (CNS), som mottar informasjon fra reseptorene i hele kroppen.

Informasjonen som mottas behandles hovedsakelig i den delen av hjernen som kalles hypothalamus. Responsen på en spesifikk stimulus sendes videre gjennom det autonome nervesystemet (dvs. systemet som leder nerveimpulser til indre organer) og gjennom de endokrine kjertlene.

Kjemiske transmittere frigjort fra nevronender (fungerer som sendere) spiller også en viktig rolle i kommunikasjon og regulering av intern balanse

En av de viktigste evolusjonære prestasjonene til varmblodige organismer var uavhengighet fra farlige temperaturendringer i det bebodde miljøet. Det ble mulig takket være utviklingen av hjernen og dannelsen av et termoreguleringssenter lokalisert i hypothalamus.

Dette mediet fungerer som en følsom termostat som ved behov bestemmer seg for enten å øke varmeutviklingen eller begrense varmetapet. Det er takket være denne mekanismen at vi kjenner frysninger (dvs. muskelcellesammentrekninger som stimulerer varmeproduksjonen i skjelettmuskulaturen) eller innsnevring av de subkutane karene.

Andre, usynlige for øyet endringer som regulerer kroppstemperaturen, også kontrollert av termoreguleringssenteret er for eksempel:

  • stimulering av det sympatiske nervesystemet og sekresjon av noradrenalin(akselererer blant annet metabolismen av fettvevsceller),
  • stimulering av sekresjonen av endokrine kjertler (f.eks. frigjøring av adrenalin som akselererer glukosemetabolismen),
  • stimulering av utskillelsen av skjoldbruskhormoner

Som man kan se fra eksemplet med termoreguleringssenteret, er kontrollen av bare én skiftende parameter i kroppen vår (temperatur) et veldig komplekst nettverk av interaksjoner mellom både nerve- og endokrine systemer.

Homeostase som en effekt av effektiv kommunikasjon

I det menneskelige systemet avhenger riktig gang av nesten alle funksjoner av effektiv kommunikasjon mellom celler og systemer - ikke bare i umiddelbar nærhet, men også lenger unna.

Slik fjernkommunikasjon er blant annet mulig ved å skille ut aktive kjemikalier til kroppsvæsker (f.eks. blod eller cerebrospinalvæske). Dette kalles humoral regulering.

Kjemiske budbringere inkluderer hormoner som kan produseres av de endokrine kjertlene (som skjoldbruskkjertelen, hypofysen eller binyrene), men virker også lok alt (som histamin eller prostaglandiner, som virker i allergiske reaksjoner) eller innenfor en gitt vev (f.eks. sekretin eller gastrin).

Nøkkelrollen hormoner spiller for å opprettholde homeostase i menneskekroppen kan illustreres med eksempelet adrenalin - også kjent som frykt-, kamp- eller flukthormonet.

Adrenalin produseres av binyremargen i alle virveldyrs umiddelbare respons på trusselen. De viktigste effektene inkluderer:

  • raskere hjertefrekvens,
  • økning i blodtrykk,
  • bronkodilatasjon,
  • pupillutvidelse,
  • stimulering av sentralnervesystemet,
  • økning i blodsukker (ved å øke nedbrytningen av glykogen i leveren).

Alle disse reaksjonene er rettet mot å sette kroppen i en tilstand av "beredskap", som i løpet av evolusjonen beskyttet individet fra å spise eller motivert til å rømme effektivt.

Tilbakemelding for å opprettholde homeostase

I høyere organismer er funksjonen til noen systemer under konstant kontroll av andre. Et så komplekst kontrollsystem er grunnlaget for å opprettholde homeostase.

De fleste av menneskets fysiologiske prosesser er regulert takket være den såk alte tilbakemelding. I motsetning til ensrettet kontroll (både nervøs og humoral) - hvor informasjon overføres kun i én retning mellom to organer, er det en toveis overføring av informasjon i tilbakemeldingssystemet

I tilbakemeldingssløyfentilbakemelding, virkningen av ett organ påvirker stimuleringen av et annet, og dette sender igjen informasjon som hemmer aktiviteten til det første (negativ tilbakemelding).

Negativ tilbakemeldinger den vanligste typen parameterregulering i menneskekroppen. Et eksempel på en slik sløyfe kan for eksempel være utskillelse av thyreoideahormoner

Skjoldbruskhormoner (T3 og T4) øker generelt stoffskiftet og kontrollerer funksjonen til de fleste vev. Virkemåten deres er nødvendig for at mange systemer og funksjoner i kroppen vår skal fungere riktig.

Arbeidet til skjoldbruskkjertelen reguleres i sin tur av hypofysen og et annet hormon - tyrotropin (TSH), som stimulerer skjoldbruskkjertelen til å produsere hormoner. Ved økt konsentrasjon av T3 og T4 synker konsentrasjonen av TSH, mens ved mangel på disse to hormonene - øker konsentrasjonen av TSH. Denne typen regulering beskytter kroppen mot overdreven produksjon av stoffer, og fungerer som en naturlig bremse.

Positive tilbakemeldingerforekommer mye sjeldnere og innebærer å fremskynde produksjonen av et spesifikt produkt. Et godt eksempel på en slik mekanisme hos pattedyr er for eksempel laktasjon.

Å die mors bryst av babyen stimulerer produksjonen av prolaktin, noe som resulterer i økt melkeproduksjon

Jo mer melk det er, jo mer villig er babyen til å spise, noe som øker produksjonen av melk. Når du slutter å amme, vil prolaktinnivået reduseres og melkesekresjonen stopper.

Hva er effektene av forstyrret homeostase?

De beskrevne eksemplene på fysiologiske reguleringer sikrer ikke bare at organer og indre systemer fungerer som de skal. Ved å opprettholde homeostase kan kroppen tilpasse seg endringer i forholdene i omgivelsene.

Det var sannsynligvis en av nøkkelevnene til menneskearten som har gitt den enestående evolusjonær suksess gjennom århundrene. Vaklende og skadelige reguleringsmekanismer er den vanligste årsaken til mange menneskelige sykdommer.

Forstyrrelser i parametere, hvis verdier vil overskride visse etablerte kritiske terskler, kan føre til at organismen dør. Selv om hver enkelt av oss har en individuell disposisjon for å tolerere visse faktorer (som blant annet skyldes genetiske forhold), er slike interindividuelle forskjeller små.

Hva kan påvirke homeostaseforstyrrelser?

Eksempler på slike faktorer inkluderer:

  • genetiske defekter,
  • medfødte defekter i strukturen til organer,
  • miljøforurensning,
  • ingen trening,
  • upassende diett,
  • kronisk stress.

Skjønt påvi har ingen innflytelse på genetiske forhold eller miljøfaktorer, men det er verdt å ta vare på riktig kroppsvekt, fysisk form og riktig dose avslapning

La oss ikke glemme at kroppen vår er et slags "koblet karsystem", hvor balansen i helheten består av at alle individuelle systemer fungerer som de skal.

Kategori:

Genetiske sykdommer