Гомеостаз что это в биологии: Гомеостаз | это… Что такое Гомеостаз?

Внутренняя среда организма — материалы для подготовки к ЕГЭ по Биологии

Статья профессионального репетитора по биологии Т. М. Кулаковой

Клетки нашего организма нуждаются в определенных условиях существования, к которым они приспособились в ходе эволюционного развитие. И такая внутренняя среда организма — это кровь, лимфа и тканевая жидкость.

Кровь находится в сосудах и не соприкасается с большинством клеток организма. Кровь доставляет клеткам кислород и питательные вещества и выносит углекислый газ и продукты распада. Вода плазмы крови с питательными веществами из капилляров переходит в промежутки между клетками и становится тканевой жидкостью. Так кровь обеспечивает постоянство состава тканевой жидкости.

Тканевая жидкость постоянно омывает клетки и служит для них средой существования. В клетки из тканевой жидкости переносятся кислород и питательные вещества, а из клеток выходят продукты распада и углекислый газ.

Часть тканевой жидкости из межклеточных пространств проникает через стенку лимфатических капилляров. Жидкость внутри лимфокапилляров называется

лимфой. Лимфатические капилляры – слепо замкнутые выросты, которые объединяясь, образуют сосуды. Лимфатические сосуды сливаясь, образуя лимфатические протоки. По ходу лимфатических сосудов располагаются лимфатические узлы. В лимфоузлах задерживаются и обезвреживаются вирусы и бактерии. Лимфатические протоки впадают в вены, и лимфа смешивается с кровью. Таким образом, лимфатические сосуды являются системой, удаляющей избыток находящейся в органах тканевой жидкости.

Клетки органов постоянно выделяют во внутреннюю среду продукты своей жизнедеятельности и получают из неё необходимые для себя вещества. Благодаря такому обмену, состав внутренней среды остаётся практически неизменным.

На рисунке — внутренняя среда организма:
1 – Кровь; 2 – Кровеносный сосуд; 3 – Клетки тканей; 4- Тканевая жидкость; 5 – Лимфатические капилляры

Гомеостаз — это постоянство внутренней среды организма. Основными показателями гомеостаза являются артериальное давление, кислотно-щелочной показатель крови, концентрация глюкозы в крови, температура. Показатели веществ постоянно колеблются, но в определённых пределах. Гомеостаз поддерживается нервной и эндокринной системами.

Продолжение темы «Внутренняя среда организма»:
Клетки крови
Плазма крови
Группы крови
Свертывание крови
Иммунитет
Подготовка к ЕГЭ по биологии и поступлению в медицинский вуз.

Спасибо за то, что пользуйтесь нашими материалами. Информация на странице «Внутренняя среда организма» подготовлена нашими редакторами специально, чтобы помочь вам в освоении предмета и подготовке к ЕГЭ и ОГЭ. Чтобы успешно сдать нужные и поступить в высшее учебное заведение или колледж нужно использовать все инструменты: учеба, контрольные, олимпиады, онлайн-лекции, видеоуроки, сборники заданий. Также вы можете воспользоваться другими статьями из разделов нашего сайта.

Публикация обновлена: 06. 02.2023

Гомеостаз живых организмов

Говоря простыми словами, гомеостаз — это способность организма человека, животных и растений поддерживать постоянство внутренней среды и основных физиологических функций.

В основе гомеостаза заложена чувствительность организма к любым отклонениям от установленных параметров. Например, у человека нормальными считаются температура тела 36,6° С, давление 120/80 мм рт. ст., определенные показатели крови и т. д. И как только какой-либо из этих параметров выходит за пределы нормы, в нашем организме моментально запускаются восстановительные процессы.

Примером гомеостаза является загар на нашей коже. Оказывается, это ее защита от повреждения в результате сильного воздействия солнца. Если в течение длительного времени мы находимся под действием солнечных лучей, кожа начинает вырабатывать и накапливать пигмент меланин. Постепенно кожа темнеет на ней появляется загар.

Чаще всего мы загораем летом, а осенью, когда солнце не такое жаркое, у пигмента нет необходимости вырабатываться в больших количествах, и наша кожа возвращается к своему обычному цвету.

Животные также в состоянии приспосабливаться к окружающей действительности. Например, одни чувствуют надвигающееся стихийное бедствие (землетрясение, ураган и пр.) и заблаговременно покидают свои места обитания. Другие приспосабливаются к выживанию в условиях экстремально низких температур: у них толстый слой подкожного жира, плотный мех или густые перья.

Механизм гомеостаза очень хорошо развит у высших животных. Те из них, которые не могут оставаться активными и находить себе пищу в холодное время года, впадают в зимнюю спячку. Она длится несколько месяцев. В этот период у животных замедляется дыхание, сокращается частота ударов сердца и понижается температура тела.

Животные тщательно готовятся к предстоящей спячке.

Они усиленно питаются и накапливают запасы питательных веществ. Как правило, запасы жира перед спячкой доходят до 30—40% от массы тела. Именно эти резервы используются для поддержания минимальных жизненных функций.

У людей нет необходимости впадать в зимнюю спячку. Мы знаем, как согреться даже в самые лютые холода!

Спячка бывает разной. В зависимости от продолжительности неблагоприятных условий и их регулярности она может быть суточной, сезонной (зимней или летней) и нерегулярной.

Суточная спячка характерна для некоторых видов колибри. Эти маленькие птички впадают в состояние оцепенения в ночные часы. При охлаждении окружающего воздуха у них значительно замедляется сердцебиение, а температура тела может упасть почти в два раза. Однако с первыми лучами солнца колибри возвращается к жизни.

В сезонную спячку на всю зиму впадает такой представитель пернатых, как североамериканский козодой. В состоянии оцепенения птица находится до 85 дней. В течение этого времени потребление кислорода уменьшается в 30 раз, а температура тела может упасть до 5°С. С наступлением теплых дней организм козодоя возвращается в обычное состояние в течение нескольких часов.

При внезапном ухудшении условий окружающей среды некоторые животные впадают в нерегулярную спячку, например енотовидная собака. В случае суровой зимы сон этого представителя семейства псовых продолжается с декабря по март. Если же зимние месяцы довольно теплые, то енотовидная собака, как правило, бодрствует, а в укрытие прячется только в самые сильные морозы.

Гомеостаз характерен не только для животных, но и для растений. Механизмы гомеостаза у растений ярче всего проявляются у экземпляров, которые вынуждены приспосабливаться к неблагоприятным условиям существования (недостаток воды, света, тепла).

Каким образом наш организм поддерживает гомеостаз?

Один из наиболее важных показателей гомеостаза — температура тела.

Но она может расти не только во время болезни, но и при повышении температуры окружающей среды. Например, очень жарким летним днем у нас может увеличиться потоотделение. Это защитная реакция организма, которую можно объяснить следующим образом: при повышении потоотделения усиливается испарение и происходит естественное охлаждение организма. Как только температура окружающей среды понижается, уменьшается и потоотделение. Механизмов саморегуляции в нашем организме очень много. Это быстрое приспособление глаз к темноте, понижение давления крови при недостатке кислорода, улучшение кровотока во время физических нагрузок и т.д.

Поделиться ссылкой

Почему важен гомеостаз | Биологический словарь

Основы гомеостаза

В общем, гомеостаз относится к балансу внутри системы, поддерживающему ее работу в различных условиях. Гомеостаз помогает животным поддерживать стабильную внутреннюю и внешнюю среду с лучшими условиями для ее функционирования. Это динамический процесс, требующий постоянного наблюдения за всеми системами организма для выявления изменений и механизмов, которые реагируют на эти изменения и восстанавливают стабильность.

Гомеостатическая регуляция у животных состоит из трех компонентов: рецептора, центра управления и эффектора. Рецепторы постоянно наблюдают за условиями и обнаруживают изменения, которые выводят условия за пределы нормального диапазона, от заданного значения. Центры управления получают и обрабатывают информацию от рецепторов и дают исполнительным органам команды о том, как реагировать.

Важность гомеостаза

Нарушение гомеостатической регуляции только в одной системе организма приведет к ухудшению состояния и может привести к летальному исходу. Для здоровья организма должны правильно функционировать все механизмы гомеостатической регуляции. Информация ниже описывает, как различные системы организма способствуют общему гомеостазу.

Нервная система

Нервная система поддерживает гомеостаз, контролируя другие части тела. Он включает центральную нервную систему и периферическую нервную систему. Периферические нервы — это те нервы, которые находятся за пределами головного и спинного мозга и идут к конечностям и органам. Головной и спинной мозг составляют центральную нервную систему. Гипоталамус в головном мозге особенно важен для поддержания гомеостаза, поскольку он контролирует действия продолговатого мозга (непроизвольные функции), вегетативной нервной системы (гладкие мышцы и железы) и гипофиза (выделение гормонов).

Эндокринная система

Эта система включает железы, выделяющие гормоны в кровоток. Гормоны выполняют в организме множество функций, которые поддерживают гомеостаз, воздействуя на определенные ткани. Помимо регуляции роста костей, мышечного метаболизма и выработки энергии, существуют гормоны, которые регулируют баланс жидкости, выработку эритроцитов, кровяное давление и воспаление.

Покровная система

Кожа помогает регулировать температуру тела за счет расширения и сужения кровеносных сосудов, выделения пота и дрожи. Он также регулирует баланс воды и других растворенных веществ на своей поверхности. Волосы в носу и других отверстиях тела защищают организм от частиц, мусора и бактерий. Кожа также синтезирует витамин D из холестерина, необходимого для роста, поддержания и восстановления костей.

Скелетная система

Кости скелета защищают головной и спинной мозг и внутренние органы и служат резервуаром кальция, фосфора и других минералов. Кальций, например, необходим для сокращения мышц. Красные и белые кровяные тельца и другие клетки иммунной системы вырабатываются и хранятся в костном мозге. Скелет также делает возможным движение тела, что важно для гомеостаза. Примером этого является то, что когда внутренняя температура животного становится слишком высокой, оно может уйти в тень дерева или в воду, чтобы охладиться.

Мышечная система

Мышцы не только взаимодействуют со скелетом, обеспечивая движение тела, но и обеспечивают пищеварение и дыхание. Слои мышц также защищают внутренние органы и выделяют тепло при их сокращении (полезно при ознобе, когда тело холодное). Наконец, сердце состоит из сердечной мышцы, и его перекачка крови необходима для многих систем гомеостатического контроля в организме.

Лимфатическая система

Эта система играет ключевую роль в поддержании гомеостаза путем контроля объема крови и тканевой жидкости. Лимфатическая система работает с капиллярами сердечно-сосудистой системы, удаляя лишнюю жидкость, которая может скапливаться и вызывать отек и припухлость. Лимфатические сосуды также являются важной частью иммунной системы и иммунного ответа. После того, как В-клетки созревают в костном мозге, они мигрируют в лимфатические узлы, где защищают организм от чужеродных захватчиков. Другими частями лимфатической системы, которые помогают поддерживать гомеостаз, являются лимфатические узлы, миндалины, аденоиды, селезенка и вилочковая железа.

Дыхательная система

Дыхательная система транспортирует газы, такие как кислород и углекислый газ, в легкие и из них. Это имеет решающее значение для поддержания надлежащего рН крови. Если кровь слишком кислая, мозг замедляет дыхание, чтобы увеличить количество ионов бикарбоната (углекислого газа) в крови. И наоборот, чтобы отрегулировать химический состав крови, когда pH слишком низкий, дыхание увеличивается, так что выбрасывается больше углекислого газа. Дыхательная система также рассеивает тепло, когда температура тела становится слишком высокой. Это достигается за счет дыхания с открытым ртом или одышки у животных, у которых нет потовых желез.

Пищеварительная система

Пищеварительная система помогает поддерживать гомеостаз, удаляя токсины и отходы и снабжая организм питательными веществами. Он также выполняет важную функцию иммунной системы по уничтожению бактерий и вирусов, которые затем попадают в организм через пищу и воду. Кроме того, тепло, выделяющееся в процессе пищеварения, способствует регуляции внутренней температуры.

Мочевая система

Организм выводит азотистые отходы с мочой, что важно для поддержания гомеостаза в организме. Мочевая система также помогает контролировать кровяное давление, регулируя количество жидкости и ионов в организме. Кроме того, почки вырабатывают гормон эритропоэтин, который стимулирует выработку эритроцитов в костном мозге.

Ссылки

• Колледж OpenStax. (2018). Концепции биологии . Хьюстон, Техас. OpenStax CNX. Получено с http://cnx.org/contents/[email protected]
• Гомеостаз. (н. д.). В WikiBooks , Физиология человека . Получено 4 апреля 2018 г. с https://en.wikibooks.org/wiki/Human_Physiology/Homeostasis

Homeostasis: AP® Biology Crash Course Review

Одной из основных тем экзамена AP® Bio является гомеостаз . Большинство тем, которые вы изучаете в AP® Biology, заставят вас задуматься: как это связано с гомеостазом? Очень важно, чтобы вы полностью понимали гомеостаз и могли связать его с различными темами. В этом обзоре AP® Biology Crash Course Review мы обобщим, что такое гомеостаз, множество различных уровней, на которых важно поддерживать гомеостаз, и, наконец, вопрос с бесплатным ответом, который вы могли увидеть на экзамене AP® по биологии 9.0066 .

Гомеостаз – это состояние, при котором система функционирует на оптимальном уровне. Для индивидуального и группового выживания важно, чтобы гомеостаз поддерживался и оставался относительно постоянным.

Когда внешние воздействия нарушают гомеостаз, петли обратной связи возвращают переменные к нормальному уровню. Попробуйте представить организм в виде здания с термостатом. Если вы установите термостат на 70 градусов, и кто-то откроет окно, чтобы выйти на улицу, здание нагреется, в результате чего термостат включится и охладит здание. Если в этот момент кто-то откроет морозильную камеру, охлаждая здание, термостат выключит кондиционер. Поддержание гомеостаза в организмах мало чем отличается от поддержания температуры в здании.

Для живых систем гомеостаз может происходить на разных уровнях. В этом обзоре ускоренного курса биологии AP® гомеостаза мы рассмотрим тематические исследования гомеостаза на каждом уровне.

Гомеостаз на уровне организма

Терморегуляция

Источник изображения: Wikimedia Commons0066 . Температура тела работает аналогично термостату, поддерживая постоянную температуру у теплокровных видов.

Если тело подвергается воздействию высокой температуры, оно начинает потеть. Потоотделение — это механизм, который организмы используют для терморегуляции; когда организм потеет, жидкость выделяется из тела на кожу. Затем жидкий пот может испаряться с кожи. В процессе испарения энергия высвобождается в окружающую среду, охлаждая кожу.

Когда происходит обратное, и организму становится слишком холодно, тело реагирует дрожью. Дрожь вызывает повышение уровня энергии, повышая внутреннюю температуру тела.

Для организма важно сохранять гомеостаз. Отклонение слишком далеко от этой идеальной температуры может привести к болезни или смерти.

Регуляция уровня глюкозы

Сахар в крови является еще одним гомеостатическим параметром. Внешнее воздействие в данном случае — пища; пищеварение повышает уровень глюкозы.

Гормон инсулин снижает уровень сахара в крови, а глюкагон предотвращает его чрезмерное падение. После еды поджелудочная железа реагирует соответствующим образом и вырабатывает соответствующий гормон для регулирования уровня сахара в крови.

Диабет — это заболевание, которое возникает при отсутствии естественной выработки инсулина. Пациенты должны вводить себе гормон, чтобы оставаться в пределах здорового диапазона уровня сахара в крови.

Осмотическая регуляция

Осмотическая регуляция связана с тем, как организм поддерживает гомеостаз воды и солей. Когда в крови высокая концентрация натрия, она стимулирует гормональную систему к высвобождению вазопрессина, гормона, который заставляет почки удерживать воду. Это, в свою очередь, концентрирует мочу и не позволяет организму выделять столько воды. Когда вода удерживается, она снижает концентрацию натрия, растворяя его.

Регламент по двуокиси углерода

Источник изображения: Wikimedia Commons

Мышцы выделяют углекислый газ во время тренировки, что повышает его уровень в крови. Рецепторы сонных артерий реагируют на изменение окружающей среды и сигнализируют мозгу о необходимости стимуляции легких для увеличения дыхания.

Это процессы, которые заставляют вас дышать быстрее и тяжелее во время упражнений. Поскольку вы начинаете увеличивать скорость поступления кислорода в свое тело, концентрация углекислого газа снижается.

Гомеостаз на клеточном уровне

Репродукция клеток — популярная тема на экзамене AP® по биологии. Причина того, что клетки размножаются так эффективно и часто, связана с их необходимостью восстанавливать и поддерживать гомеостаз.

Клетки в разных частях тела имеют разную продолжительность жизни. Несмотря на это, мертвые клетки необходимо заменить, чтобы орган и человек могли нормально функционировать. Соседние клетки размножаются, чтобы заполнить пустоту, оставленную мертвыми клетками. Клетки обычно перестают реплицироваться, когда заканчивается межклеточное пространство.

По отдельности клетки содержат свои собственные гомеостатические переменные. Внутри мембраны существуют различные насосные механизмы, доставляющие питательные вещества в клетку. Когда материала достаточно, перекачка прекращается; Механизмы протонной перекачки мембран при дыхании и фотосинтезе являются хорошими примерами гомеостаза на клеточном уровне.

Гомеостаз на молекулярном уровне

На молекулярном уровне производство органических молекул должно быть ограничено для эффективности и предотвращения вреда. Этот гомеостаз может быть достигнут с помощью фермента, используемого для остановки химических процессов. При гликолизе АТФ, образующийся из глюкозы, вступает в реакцию с ферментом, который помог ему образоваться, чтобы предотвратить собственное перепроизводство.

Таким же образом незаменимые аминокислоты регулируют собственное производство. Производство изолейцина также ингибируется ферментом, который помог его создать, терониндеаминазой.

Гомеостаз на уровне популяции

Гомеостаз экосистемы в значительной степени зависит от сбалансированной популяции различных видов.

Наиболее очевидный способ регулирования популяций – пищевая цепь. На популяции хищников и жертв влияет снабжение друг друга. Для обоих существует идеальный диапазон, чтобы ни один из них не вымер.

И наоборот, животные с симбиотическими отношениями поддерживают популяции друг друга в петле положительной обратной связи . Это означает, что увеличение каждого фактора увековечивает увеличение каждого другого.

Эти животные развивают приспособления, поддерживающие выживание друг друга. Коэволюция позволяет этим популяциям противостоять факторам смерти, таким как хищники, и поддерживать гомеостатические уровни.

Вопросы с бесплатным ответом

Теперь, когда мы лучше понимаем гомеостаз в рамках этого обзора биологии AP®, давайте рассмотрим вопрос, который был на экзамене AP® 2004 года по биологии.

• Уровень глюкозы в крови
• Температура тела
• рН крови
• Осмотическая концентрация крови

Гомеостаз, поддержание постоянной внутренней среды, характерен для всех живых организмов. Выберите три из следующих физиологических параметров и для каждого опишите, как поддерживается гомеостаз.

Мы рассмотрели уровни глюкозы в крови, температуру тела и осмотический гомеостаз в разделах выше. Этот вопрос требует от вас конкретики и выбора одного организма; в этом случае вы могли бы использовать людей. Вот пример бесплатного ответа на этот вопрос:

Гомеостаз поддерживается различными механизмами во всех организмах. Люди поддерживают гомеостаз температуры тела двумя способами: потоотделением и дрожью. Когда человеческое тело слишком теплое, организм потеет. Испарение пота приводит к тому, что человек теряет энергию на коже, охлаждая ее. Люди также дрожат, когда их тела слишком холодные. Дрожь вызывает выброс энергии в организме, повышая температуру.

Люди также регулируют уровень глюкозы в крови через поджелудочную железу. Когда люди едят пищу и уровень глюкозы в крови повышается, инсулин предотвращает его слишком резкое повышение. Когда человек голодает, недостаток глюкозы в крови приводит к тому, что глюкагон начинает расщеплять запасы жира. Наконец, у людей также есть гомеостаз в осмотической регуляции. Если в крови человека слишком много соли, почки вызывают задержку воды. Задержка воды приведет к добавлению воды к крови и соли, что приведет к снижению концентрации соли в крови.

Это один из ответов, который будет принят на экзамене AP® по биологии на тему гомеостаза! В этом обзоре ускоренного курса биологии AP® мы определили гомеостаз, рассмотрели примеры гомеостаза и завершили вопрос с бесплатным ответом.

No related posts.