Состав: доц., к.б.н. Осмоловская Н.Г. – руководитель, н.с., к.б.н., Попова Н.Ф., н.с. Кучаева Л.Н., магистрант 1 года из КНР Лю Жуй (специализация «Экологическая физиология растений», профиль «Минеральный обмен в растениях»), магистрант 1 года из Вьетнама Ву Вьет Зунг (специализация «Экологическая физиология растений», профиль «Минеральный обмен в растениях»), магистрант 1 года Богомазова М.В. (специализация «Экология»). Основным предметом проводимых в группе научных исследований является изучение функциональной роли органических кислот в механизмах формирования ионного гомеостаза и устойчивости растений к действию тяжелых металлов. Устойчивость растений к токсическому действию тяжелых металлов (ТМ) определяется совместным действием ряда механизмов, среди которых особая роль принадлежит механизмам ТМ гомеостаза, обеспечивающим минимизацию повреждающего действия ТМ путем поддержания низких концентраций ионных форм ТМ в цитозоле растительных клеток. Задачи группы: Исследование особенностей поглощения тяжелых металлов — Cd, Zn, Cu, Pb и их аккумуляции в органах и тканях растений в зависимости от формы и содержания металлов во внешней среде; Исследование влияния тяжелых металлов на ростовые процессы, минеральный обмен и формирование ионного гомеостаза в органах растений; Исследование воздействия тяжелых металлов на пулы органических кислот в корнях и надземных органах растений; Анализ участия органических кислот (цитрат, малат, оксалат и др. Сравнительный анализ устойчивости исследуемых растений к действию Cd, Zn, Cu, Pb и оценка их фиторемедиационного потенциала в условиях загрязнения окружающей среды тяжелыми металлами. Основные объекты исследования – растения-гликофиты разной таксономической принадлежности, различающиеся типом обмена органических кислот: фасоль Phaseolus vulgaris L., амарант Amaranthus cruentus L., рапс Brassica napus L., а также декоративные растения – бархатцы Tagetes patula, календула Calendula officinalis, цинерария Cineraria maritime. Основной метод исследования – модельная гидропонная культура растений. Эксперименты выполняются на вегетирующих 3-8-недельных растениях, выращиваемых на питательных растворах в условиях оранжереи Ботанического сада СПбГУ и в лаборатории биологии развития растений в Петергофе. Ключевые результаты: нами было установлено, что продуктивность гликофитных растений во многом детерминирована параметрами ионного гомеостаза в клетках листа. Результаты выполненных в группе научных исследований представлены в успешно защищенной кандидатской диссертации Поповой Н.Ф. (2009) «Роль оксалата в формировании ионного гомеостаза в листьях Amaranthus cruentus L.», в магистерских диссертациях Лукояновой Е.М. (2006) «Роль состава среды выращивания в процессах аккумуляции кадмия и его воздействия на растения фасоли Phaseolus vilgaris L.» и Кудряшевой З.К.(2009) «Исследование устойчивости растений амаранта Amaranthus cruentus L. Исследования в области механизмов устойчивости декоративных растений к действию ТМ (Cd, Cu, Zn, Pb) и их фиторемедиационного потенциала осуществляются в рамках выполнения тем ВКР бакалавров и магистерских диссертаций. По этой тематике успешно защищены дипломная работа Кузиной О.Н. (2008) «Изучение аккумуляции тяжелых металлов декоративными растениями и перспективность их использования в целях фиторемедиации», ВКР Дэн Кэ (2009) «Исследование накопления Cu и Zn растениями Tagetes patula в водной культуре» и магистерская диссертация Самута В. В настоящее время выполняется магистерская диссертация Богомазовой М.В. «Оценка устойчивости растений Calendula officinalis в условиях загрязнения городских почв тяжелыми металлами» Основные публикации:
|
) в процессах экстра- и интраклеточного хелатирования, транспорта и аккумуляции ионов тяжелых металлов в растениях; 
Аналитические методы исследования — атомно-абсорбционный (AAS-3, AA-7000, количественный анализ содержания тяжелых металлов в органах растений), хромато-масс-спектрометрический (Хроматограф-масс-спектрометр Agilent Technologies, анализ содержания органических кислот в растениях и корневых экссудатах), спектрофотометрический (анализ содержания минеральных ионов K +, Ca2+, Mg2+, Na+, PO42-, SO42-— в растениях), потенциометрический (анализ содержания K+, NO3— и других минеральных ионов с использованием ионоселективных электродов), гистохимический (анализ распределения металлов в тканях растений). 
Выявлено наличие корреляционной зависимости между общей продуктивностью растения и соотношением минеральных и органических анионов в листьях, что описывается кривой с максимумом в области отношения, составляющего 0,3-0,7 для разных видов растений (Осмоловская, 1989). Показана стимулирующая роль нитратных источников азота в формировании пулов органических кислот в листьях растений, представленных у фасоли преимущественно растворимыми формами цитрата и малата (Осмоловская, 1998), а у амаранта — пулами растворимого и нерастворимого оксалата, играющими ведущую роль в процессах ионного гомеостатирования в клетках листа (Осмоловская, и др., 2007; Попова, 2009). Установлено, что при воздействии Cd растения фасоли, рапса и амаранта проявляют стратегию эксклюдеров, аккумулируя до 90% поглощенного металла в корнях, что сопровождается нарушениями K/Ca баланса, утечкой калия из корней и надземных органов и снижением содержания органических кислот в листьях. Получены доказательства присутствия органических кислот в корневых экссудатах и возрастания пула нерастворимого оксалата в корнях амаранта под влиянием Cd, что рассматривается как свидетельство вовлечения этой кислоты в процессы детоксикации Cd через индукцию оттока оксалата из листьев в корни с возможной экскрецией для обеспечения эндо- и экзогенного связывания ионов ТМ и ограничения их поступления в растения.
Ю.(2010) «Оценка фиторемедиационного потенциала растений Tagetes patula в условиях загрязнения городских почв тяжелыми металлами». 
Г., Попова Н.Ф., Кучаева Н.Ф. Роль хлорида в процессах формирования ионного гомеостаза в листьях Amaranthus cruentus // Вестник С.-Петерб. ун-та. 2005. Сер.3, Вып.4. С. 57-61.
Труды БиНИИ СПбГУ. Вып. 54. Изд-во СПбГУ. 2008. С.156-178.
Г., Попова Н.Ф. Роль органических кислот в механизмах устойчивости растений амаранта (Amaranthus cruentusL.) к действию кадмия.// Тезисы докладов Всероссийского симпозиума «Растение и стресс (Plants under Environmental Stress). Москва. 2010. С.262-263.КГМУ
СОБЫТИЯ
Февраль
27
Пн
28
Вт
1
Ср
2
Чт
3
Пт
4
Сб
Март
5
Вс
6
Пн
7
Вт
8
Ср
9
Чт
10
Пт
11
Сб
12
Вс
13
Пн
14
Вт
15
Ср
16
Чт
17
Пт
18
Сб
19
Вс
20
Пн
21
Вт
22
Ср
23
Чт
24
Пт
25
Сб
26
Вс
27
Пн
28
Вт
29
Ср
30
Чт
31
Пт
1
Сб
2
Вс
3
Пн
4
Вт
Апрель
5
Ср
6
Чт
7
Пт
8
Сб
9
Вс
10
Пн
Новость подразделения: Фармакогнозии и ботаники
18-я КОНФЕРЕНЦИЯ ШКОЛЬНИКОВ И СТУДЕНТОВ «ХИМИЯ И МЕДИЦИНА»
Суббота, 17, Февраль 2018, 00:00
17 февраля 2018 года состоялась 18 конференция школьников и студентов «Химия и медицина», творческим девизом которой стал «Гомеостаз».
Организаторами конференции выступили кафедры общей и биоорганической химии, фармакологии, физиологии, фармакогнозии и ботаники, центр довузовской подготовки КГМУ. Основные цели конференции: стимулирование научно-исследовательской деятельности студентов и школьников; развитие коммуникативных навыков в профессиональной сфере; профориентация обучающихся образовательных организаций.
В конференции приняли участие не только студенты нашего университета, но и школьники из Курской, Белгородской и Орловской областей, которые преимущественно мечтают связать свою судьбу с медициной, фармацией, биотехнологией и стать студентами Курского государственного медицинского университета.
В рамках конференции работали четыре секции:
- Фармакологические механизмы регуляции гомеостаза.
- Химические равновесия в живом организме.
- Физиологические механизмы гомеостаза.
- Равновесные процессы в экологии, возможности их коррекции.
С приветствием к собравшимся студентам и гостям обратились декан фармацевтического и биотехнологического факультетов, профессор Дроздова И.
Л. и начальник центра довузовской подготовки Черней С.В.
Увлекательно и конструктивно прошла работа конференции в целом и секций, – в частности. Участники конференции порадовали свободным владением материалом, эрудицией при ответах на вопросы и высокой мотивацией к научной деятельности. Организаторы отметили высокое качество докладов и самостоятельность проведенных экспериментов студентов и школьников. Все гости получили сертификаты участников, их руководители — благодарственные письма.
Конференция завершилась общей фотографией и пожеланиями встретиться в следующем году. Следует отметить, что девятнадцатая конференция будет посвящена лекарственным растениям и биологически-активным веществам природного происхождения, их применению в медицине и воздействию на человека, охране мест произрастания, селекции и культивированию.
Организаторы конференции
- Все новости10636
- Поступающим245
- Образование1930
- Наука1380
- Общество2179
- Университетская жизнь3293
- Медицина827
- Трудоустройство303
- Непрерывное образование54
- Международная деятельность253
Информационные рубрики
33.
11: Гомеостаз — гомеостатический процесс- Последнее обновление
- Сохранить как PDF
- Идентификатор страницы
- 13831
- Boundless (теперь LumenLearning)
- Boundless
Цели обучения
- Приведите пример и опишите гомеостатический процесс.
Гомеостатический процесс
Человеческий организм состоит из триллионов клеток, работающих вместе для поддержания всего организма. Хотя клетки могут выполнять очень разные функции, клетки очень похожи по своим метаболическим потребностям. Поддержание постоянной внутренней среды со всем, что необходимо клеткам для выживания (кислород, глюкоза, ионы минералов, удаление отходов и т.
д.), необходимо для благополучия отдельных клеток и благополучия всего организма. Различные процессы, с помощью которых организм регулирует свою внутреннюю среду, в совокупности называются гомеостазом.
Гомеостаз
Гомеостаз в общем смысле относится к стабильности, равновесию или равновесию. Физиологически это попытка организма поддерживать постоянную и сбалансированную внутреннюю среду, что требует постоянного контроля и корректировки по мере изменения условий. Регулировка физиологических систем в организме называется гомеостатической регуляцией, которая включает три части или механизма: (1) рецептор, (2) центр управления и (3) эффектор.
Рецептор получает информацию о том, что что-то в окружающей среде меняется. Центр управления или центр интеграции получает и обрабатывает информацию от приемника. Эффектор отвечает на команды центра управления либо противодействием, либо усилением стимула. Этот непрерывный процесс постоянно работает для восстановления и поддержания гомеостаза.
Например, при регуляции температуры тела температурные рецепторы в коже передают информацию в мозг (центр управления), который сигнализирует эффекторам: кровеносным сосудам и потовым железам в коже. Поскольку внутренняя и внешняя среда тела постоянно меняется, необходимо постоянно вносить коррективы, чтобы оставаться на определенном уровне или близком к нему: уставке.
Цель гомеостаза
Конечной целью гомеостаза является поддержание равновесия вокруг заданного значения. Несмотря на нормальные отклонения от заданного значения, системы организма обычно пытаются вернуться к нему. Изменение внутренней или внешней среды (раздражитель) улавливается рецептором; реакция системы заключается в корректировке параметра отклонения в сторону заданного значения. Например, если тело становится слишком теплым, вносятся коррективы, чтобы охладить животное. Если уровень глюкозы в крови повышается после еды, вносятся коррективы для снижения уровня глюкозы в крови путем перемещения питательного вещества в ткани в командном центре, которые в нем нуждаются, или для его сохранения для последующего использования.
Ключевые моменты
- Гомеостаз — это попытка организма поддерживать постоянную и сбалансированную внутреннюю среду, что требует постоянного контроля и корректировки по мере изменения условий.
- Гомеостатическая регуляция контролируется и регулируется рецептором, командным центром и эффектором.
- Рецептор получает информацию на основе внутренней среды; командный центр, получает и обрабатывает информацию; и эффектор реагирует на командный центр, противодействуя или усиливая стимул.
Ключевые термины
- гомеостаз : способность системы или живого организма регулировать свою внутреннюю среду для поддержания стабильного равновесия
- эффектор : любая мышца, орган и т. д., которые могут реагировать на раздражение от нерва
- Наверх
- Была ли эта статья полезной?
- Тип изделия
- Раздел или Страница
- Автор
- Безграничный
- Количество столбцов печати
- Два
- Печать CSS
- Плотный
- Лицензия
- CC BY-SA
- Версия лицензии
- 4,0
- Показать оглавление
- нет
- Теги
- гомеостаз
Гомеостатические механизмы и клеточная связь
Учебные пособия по биологии > Физиология человека > Гомеостатические механизмы и клеточная коммуникация
На этой диаграмме гормоны связываются с рецепторами на плазматической мембране.
Связывание с рецепторами активирует вторичный мессенджер внутри клетки.
Содержание
Гомеостаз – это относительно стабильные условия внутренней среды, возникающие в результате компенсаторных регуляторных реакций, осуществляемых системами гомеостатического контроля. Уставка одной переменной часто контролируется несколькими системами. Такая избыточность позволяет осуществлять тонкую настройку.
Установившееся состояние — это состояние системы, при котором конкретная переменная остается постоянной за счет непрерывного подвода энергии (в отличие от состояния равновесия), а установившееся состояние этой переменной называется заданной точкой.
Перед лицом продолжающегося возмущения гомеостатические реакции не возвращают регулируемую переменную полностью к ее исходному значению, и эта разница называется сигналом ошибки. Он служит сигналом для поддержания гомеостатического ответа. Чем точнее гомеостатические механизмы, тем меньше сигнал ошибки, необходимый для управления системой, и меньше флуктуация уставки переменной.
Система с отрицательной обратной связью — это система, в которой увеличение или уменьшение регулируемой переменной вызывает реакцию, которая перемещает переменную в направлении, противоположном направлению изменения.
Система с положительной обратной связью — это система, в которой возмущение запускает цепочку событий, которые еще больше усиливают возмущение. Такая система смещает систему от ее нормальной уставки. Такая перезагрузка может быть адаптивной и может быть частью защитных сил организма. Уставки также могут изменяться ритмично.
Упреждающее регулирование предвосхищает изменения переменной, повышает скорость гомеостатической реакции и минимизирует величину отклонения от заданного значения. Такое регулирование предполагает использование внешних детекторов или обучение
Компоненты систем гомеостатического контроля
Рефлексы
Рефлекс — это специфический, непроизвольный, непреднамеренный ответ на определенный раздражитель.
Стимул – это обнаруживаемое изменение во внутренней или внешней среде. Путь медитативного рефлекса называется рефлекторной дугой. Рецептор улавливает раздражитель и вырабатывает сигнал, который передается по пути, называемому афферентным путем, к интегрирующему центру, который получает сигналы от многих рецепторов. Выход интегрирующего центра отражает чистый эффект общего афферентного входа. Выходной сигнал направляется по пути, называемому эфферентным путем, к эффектору, активность которого представляет собой реакцию системы.
Локальные гомеостатические реакции
Гомеостатическая реакция, вся последовательность которой возникает только в области действия раздражителя, обеспечивая организм механизмами локальной саморегуляции.
Межклеточные химические посредники
Три типа.
- Гормон, который позволяет секретирующей гормон клетке связываться с клеткой, на которую она действует, клеткой-мишенью, с кровью, выступающей в качестве среды доставки
- Нейротрансмиттер, который высвобождается нервной клеткой и диффундирует через внеклеточную жидкость, воздействуя на вторую нервную клетку или эффекторную клетку
- Паракринный/аутокринный агент, участвующий в локальной коммуникации между клетками.
Они не попадают в кровоток и могут высвобождаться в результате воздействия местных химических изменений или нейротрансмиттеров и гормонов.
Они не попадают в кровоток и могут высвобождаться в результате воздействия местных химических изменений или нейротрансмиттеров и гормонов.Паракринные агенты синтезируются клетками и выделяются во внеклеточную жидкость при получении соответствующего стимула. Они диффундируют в соседние клетки, некоторые из которых являются их клетками-мишенями. Аутокринные агенты представляют собой местные химические мессенджеры, которые высвобождаются во внеклеточную жидкость и действуют на те же клетки, которые их секретировали. Одно и то же химическое вещество может действовать как любой из трех типов химических мессенджеров. Пример: эйкозаноиды, простагландины, тромбоксаны.
Процессы, связанные с гомеостазом
Акклиматизация
Акклиматизация – это улучшение функционирования существующего гомеостатического механизма в ответ на определенный стресс. Если это не связано с какими-либо генетическими изменениями и является полностью обратимым, это также физиологическая акклиматизация, в то время как адаптация, возникающая в критический период развития структуры или функции, может быть необратимой и называется акклиматизацией развития.
Биологические ритмы
Системы прямой связи работают без детекторов. Они активируют гомеостатические механизмы и предвидят, когда могут произойти изменения. Ритмы управляются изнутри, но увлекаются (время устанавливается) сигналами окружающей среды. Эти сигналы также могут сдвигать фазу (сбрасывать синхронизацию) ритма. При отсутствии реплик ритм протекает свободно и имеет другую периодичность.
Циркадный ритм — это ритм, повторяющийся каждые 24 часа. Супрахиазматическое ядро в головном мозге и шишковидная железа, секретирующие мелатонин, являются основными водителями ритма (часами) циркадных ритмов.
Апоптоз
Апоптоз — это способность клеток к самоуничтожению путем самопереваривания эндогенными ферментами. Плазматическая мембрана остается неповрежденной, и переваренное содержимое не высвобождается, вместо этого фагоцитирующие клетки поглощают всю клетку. Апоптоз уничтожает нежелательные клетки. Клетки защищены от самоуничтожения химическими сигналами.
Аномальное ингибирование таких сигналов может привести к раку, тогда как очень высокая скорость апоптоза приводит к дегенеративным заболеваниям, например, остеопорозу.
Старение
Потеря способности (1) систем гомеостатического контроля реагировать на изменения окружающей среды и (2) клеток делиться. Гены играют роль в старении, о чем свидетельствуют болезни, например, синдром Вернера — преждевременное старение из-за мутации одного гена.
Баланс в гомеостазе химических веществ
Многие гомеостатические системы работают над добавлением и удалением различных химических веществ в организме, так что для различных метаболических путей доступен постоянный пул. Общий баланс организма и концентрация химического вещества в бассейне определяются:
- Добавление вещества в пул из (а) желудочно-кишечного тракта или легких, (б) синтезированного в организме или (в) высвобожденного из запасов
- Удаление вещества из пула посредством (а) потери с мочой, фекалиями, выдыхаемым воздухом, поверхностью тела и т. д. и (б) накопления в депонированных отложениях.
д. и (б) накопления в депонированных отложениях.Три возможных состояния баланса мальчика:
- Если потеря > выигрыш и общее количество молекулы в организме уменьшается, это называется отрицательным балансом
- Если увеличение > потери и общее количество молекулы в организме увеличивается, это называется положительным балансом
- Если прирост = убыток, а общее количество молекулы в организме постоянно, то это называется стабильным балансом.
Химический контроль клеток
Рецепторы
Рецепторы — это гликопротеины, которые связываются со специфическими мессенджерами. Присутствует на плазматических мембранах клеток-мишеней. Связывание инициирует события, приводящие к ответу клетки. Одна и та же комбинация рецептор-мессенджер может давать разные ответы в разных типах клеток. Одна клетка может содержать разные рецепторы, которые при связывании с мессенджером вызывают разные ответы.
Антагонисты – это препараты, которые конкурируют с мессенджерами за рецепторы и замедляют реакцию клетки.
Агонисты — это препараты, которые объединяются с рецептором и имитируют мессенджер, чтобы усилить реакцию клетки.
Регуляция рецепторов
Сродство некоторых рецепторов увеличивается в отсутствие мессенджеров, повышая чувствительность клетки к мессенджеру. Это называется повышающей регуляцией. Понижающая и повышающая регуляция возможна благодаря непрерывному синтезу и деградации рецепторов. Связывание мессенджера с рецептором может привести к проникновению комплекса мессенджер-рецептор внутрь клетки посредством эндоцитоза. Точно так же рецепторы могут быть синтезированы внутри клетки и доступны для плазматической мембраны.
Пути передачи сигнала
Комбинация мессенджера с рецептором вызывает изменение конформации рецептора, событие, называемое активацией рецептора. Это может привести к изменениям (1) проницаемости, транспортных свойств или электрического состояния плазматической мембраны, (2) метаболизма клетки, (3) секреторной активности клетки, (4) скорости пролиферации и дифференцировки клетки.
и (5) сократительная активность клетки.
Механизмы, с помощью которых активация рецептора приводит к окончательному ответу клетки, называются путями передачи сигнала. Различные типы дорожек:
- Пути с внутриклеточными рецепторами
- Пути с внеклеточными рецепторами
- Рецепторы, функционирующие как ионные каналы
- Рецепторы, функционирующие как ферменты
- Рецепторы, взаимодействующие с цитоплазматическими белками JAK
- Рецепторы, взаимодействующие с G-белками
- Рецепторы, действующие как факторы транскрипции
Если в пути передачи сигнала участвуют два химических мессенджера, то тот, который связывается со специфическим рецептором на плазматической мембране, называется первым мессенджером, а тот, который образуется ферментами в результате активации рецептора и проникает в цитоплазму, называется вызвал второго посыльного. Ca2+ часто действует как вторичный мессенджер.
Пути трансдукции останавливаются, когда концентрация первого мессенджера снижается вследствие его метаболизма и диффузии.
Рецепторы либо химически изменяются, уменьшая их сродство к первому мессенджеру, либо удаляются, когда комплекс мессенджер-рецептор поглощается внутри клетки путем эндоцитоза.
Кредит: TED-Ed
Викторина
Выберите лучший ответ.
1. Гомеостаз – относительно стабильные состояния внутренней среды, возникающие в результате компенсаторных регуляторных реакций, осуществляемых системами гомеостатического контроля.
ВерноЛожно
2. Нейротрансмиттеры высвобождаются из нейрона во внеклеточную жидкость.
ВерноЛожно
3.
Стабильный баланс – это когда нет чистого прироста (или чистого убытка) и общее количество молекулы в организме постоянно.
ВерноЛожно
4. В качестве вторичных мессенджеров действуют ионы кальция, которые образуются ферментативно в результате активации рецептора и могут проникать в цитоплазму.
ВерноЛожно
5. Агонисты – препараты, конкурирующие с мессенджерами за рецепторы и замедляющие реакцию клетки.
ВерноЛожно
Отправьте результаты (необязательно)
Ваше имя
На электронную почту
Следующий
Учебники по биологии > Физиология человека > Гомеостатические механизмы и клеточная коммуникация
Вам также понравится.
