Под гомеостазом понимается: Гомеостаз | это… Что такое Гомеостаз?

Содержание

Может ли быть статичным гомеостаз?

Bernard C. Introduction à l’étude de la medecine experimentale. Paris, 1865.

Cannon W. B. The Wisdom of the Body. New York, 1963, original, 1932.

Eskov V. M., Eskov V. V., Gavrilenko T. V., Zimin M. I. Uncertainty in the Quantum Mechanics and Biophysics of Complex Systems. Moscow University Physics Bulletin. 2014;69(5):406-411. DOI: 10.3103/S002713491405004X.

Filatov M. A., Ilyashenko L. K., Kolosova A. I., Makeeva S. V. Stochastic and Chaotic Analysis of Students’ Attention Parameters of Different Ecological Zones. Ekologiya cheloveka (Human Ecology). 2019;7:11-16.

Khadartseva K. A., Filatov M. A., Melnikova E. G. The Problem of Homogenous Sampling of Cardiovascular System Parameters among Migrants in the Russian North. Ekologiya cheloveka (Human Ecology). 2020;7:27-31.

Eskov V. M., Pyatin V. F., Eskov V. V., Ilyashenko L. K. The Heuristic Work of the Brain and Artificial Neural Networks. Biophysics. 2019;64(2):293-299. DOI:10.1134/S0006350919020064.

Filatov M. A., Ilyashenko L. K., Makeeva S. V. Psychophysiological Parameters of Students before and after Translatitude Travels. Ekologiya cheloveka (Human Ecology). 2019;4:18-24.

Eskov V. M., Eskov V. V., Gavrilenko T. V., Vochmina J. V. Biosystem Kinematics as Evolution: Stationary Modes and Movement Speed of Complex Systems: Complexity. Moscow University Physics Bulletin. 2015;70(2):140-152. DOI: 10.3103/S0027134915020046.

Filatova D. Yu., Bashkatova Yu. V., Melnikova E. G., Shakirova L. S. Homogeneity of the Parameters of the Cardiointervals in School Children after North-South Travel. Ekologiya cheloveka (Human Ecology). 2020;1:6-10.

Zilov V. G., Khadartsev A. A., Ilyashenko L. K., Eskov V. V., Minenko I. A. Experimental Analysis of the Chaotic Dynamics of Muscle Biopotentials under Various Static Loads. Bulletin of Experimental Biology and Medicine. 2018;165(4):415-418. DOI: 10.1007/s10517-018-4183-x.

Shakirova L. S., Filatova D. Yu., Ilyashenko L. K., Bashkatova Yu. V. Integrally-Temporal and Spectral Parameters of Cardiovascular System of Pre-Adolescent Population of Khanty-Mansi Autonomous Okrug – Ugra under the Conditions of Latitudinal Displacements. Ekologiya cheloveka (Human Ecology). 2018;11:32-36.

Filatova O. E., Bashkatova Y. V., Filatova D. Y., Ilyashenko L. K. Human Organism in the Conditions of Homeostatic Dynamics of Meteoroligical Parameters of the Russian North. Ekologiya cheloveka (Human Ecology). 2019;9:24-30.

Eskov V. M., Eskov V. V., Gavrilenko T. V., Vochmina Y. V. Formalization of the Effect of “Repetition without Repetition” Discovered by N.A. Bernshtein. Biophysics. 2017;62(1):143-150. DOI:10.1134/S0006350917010067.

Es’kov V. M., Filatova O. E. Compartmental Approach to the Modeling of Neuron Networks. The Role of Excitatory and Inhibitory Processes. Biophysics. 1999;44(3):524-525.

Eskov V. M., Filatova O. E. Problem Of Identity Of Functional States In Neuronal Networks. Biophysics. 2003;48(3):497-505.

Weaver W. Science and Complexity. American Scientist. 1948;36:536-544.

Zilov V. G., Khadartsev A. A., Eskov V. M., Ilyashenko L. K. New Effect in Physiology of Human Nervous Muscle System. Bulletin Of Experimental Biology And Medicine. 2019;167(4):419-423. DOI:10.1007/s10517-019-04540-x.

Eskov V. M., Eskov V. V., Vochmina J. V., Gavrilenko T. V. The Evolution of the Chaotic Dynamics of Collective Modes as a Method for the Behavioral Description of Living Systems. Moscow University Physics Bulletin. 2016;71(2):143-154. DOI: 10.3103/S0027134916020053.

Betelin V. B., Eskov V. M., Galkin V. A., Gavrilenko T. V. Stochastic Volatility in the Dynamics of Complex Homeostatic Systems. Doklady Mathematics. 2017;95(1):92-94. DOI: 10.1134/S1064562417010240.

Eskov V. M., Gavrilenko T. V., Vokhmina Y. V., Zimin M. I., Filatov M. A. Measurement of Chaotic Dynamics for Two Types of Tapping as Voluntary Movements. Measurement Techniques. 2014;57(6):720-724. DOI:10.1007/s11018-014-0525-x.

Eskov V. V., Gavrilenko T. V., Eskov V. M., Vokhmina Y. V. Phenomenon of Statistical Instability of the Third Type Systems – Complexity. Technical Physics. 2017;62(11):1611-1616. DOI:10.1134/S106378421711007X.

Eskov V. M., Eskov V. V., Filatova O. E. Characteristic Features of Measurements and Modeling for Biosystems in Phase Spaces of States. Measurement Techniques. 2011;53(12):1404-1410. DOI: 10.1007/S11018-011-9673-4.

Filatova O. E., Berestin D. K., Ilyashenko L. K., Bashkatova Yu. V. The Influence of Hypothermia on the Parameters of the Electromyogram at Low Muscle Tone State. Ekologiya cheloveka (Human Ecology). 2019;5:43-48.

Filatova O. E., Bazhenova A. E., Grigorieva S. V., Ilyashenko L. K. Estimation of the Parameters for Tremograms According to the Eskov–Zinchenko Effect. Biophysics. 2018;63(2):262-267. DOI: 10.1134/S0006350918020082.

Eskov V. M., Eskov V. V., Vochmina Y. V., Gorbunov D. V., Ilyashenko L. K. Shannon Entropy in the Research on Stationary Regimes and the Evolution of Complexity. Moscow University Physics Bulletin. 2017;72(3):309-317. DOI: 10.3103/S0027134917030067.

Kolosova A. I., Filatov M. A., Maistrenko E. V., Ilyashenko L. K. An Analysis of the Attention Indices in Students from Surgut and Samara Oblast from the Standpoint of Stochastics and Chaos. Biophysics. 2019;64(4):662-666. DOI:10.1134/S0006350919040067.

Чемпалова Л. С., Яхно Т. А., Манина Е. А., Игнатенко А. П., Оразбаева Ж. А. Гипотеза W. Weaver при изучении произвольных и непроизвольных движений. Вестник новых медицинских технологий. 2021;1:75-77. DOI: 10.24412/1609-2163-2021-1-75-77.

Еськов В. М., Хадарцев А. А., Филатов М. А., Третьяков С. А. Три великие проблемы физиологии и медицины. Вестник новых медицинских технологий. 2020;4:115-118. DOI: 10.24411/1609-2163-2020-16782.

Филатов М. А., Прохоров С. А., Ивахно Н. В., Головачева Е. А., Игнатенко А. П. Возможности моделирования статистической неустойчивости выборок в физиологии. Вестник новых медицинских технологий. 2020;2:120-124. DOI: 10.24411/1609- 2163-2020-16668.

Eskov V. M., Papshev V. A., Eskov V. V., Zharkov D. A. Measuring Biomechanical Parameters of Human Extremity Tremor. Measurement Techniques. 2003;46(1):93-99. DOI: 10.1023/A:1023482026679.

Eskov V. M. Automatic Identification of Differential-Equations Simulating the Behavior of Neuron Circuits. Measurement Techniques. 1994;37(3):359-364. DOI: 10.1007/BF02614280.

Grigorenko V. V., Eskov V. M., Nazina N. B., Egorov A. A. Information-Analytical System of Cardiographic Information Functional Diagnostics. Journal of Physics: Conference Series. 2020;1515:052027 DOI:10.1088/1742-6596/1515/5/052027.

Grigorenko V. V., Bashkatova Yu. V., Shakirova L. S., Egorov A. A., Nazina N. B. New Information Technologies in the Estimation of Stationary Modes of the Third Type Systems. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2020;862:052034. DOI:10.1088/1757-899X/862/5/052034.

Заславский Б. Г., Филатов М. А., Еськов В. В., Манина Е. А. Проблема нестационарности в физике и биофизике. Успехи кибернетики. 2020;1(2):61-67.

Пятин В. Ф., Еськов В. В., Филатова О. Е., Башкатова Ю. В. Новые представления о гомеостазе и эволюции гомеостаза. Архив клинической и экспериментальной медицины. 2019;28(1):21-27.

Еськов В. М., Пятин В. Ф., Башкатова Ю. В. Медицинская и биологическая кибернетика: перспективы развития. Успехи кибернетики. 2020;1(1):58-67.

Наточин Ю. В. Гомеостаз. Успехи физиологических наук. 2017;48(4):3-15.

Ivanitskii G. R. 21st Century: What is Life From the Perspective of Physics? Physics-Uspekhi. 2010;53(4):327-356. DOI: 10.3367/UFNr.0180.201004a.0337.

Ivanitskii G. R. Self-Organizing Dynamic Stability of Far-From-Equilibrium Biological Systems. Physics–Uspekhi. 2017;60:705-730. DOI: 10.3367/UFNe.2016.08.037871.

Ivanitskii G. R. The Robot and the Human. Where’s Their Similarity Limit? Physics–Uspekhi. 2018;61(9):871-895. DOI: 10.3367/UFNe.2018.03.038302.

15. Что такое гомеостаз живых систем?

Гомеостаз в классическом значении этого слова физиологическое понятие, обозначающее устойчивость состава внутренней среды, постоянство компонентов ее состава, а так же баланс биофизиологических функций любого живого организма.

Основой такой биологической функции ,как гомеостаз, является способность живых организмов и биологических систем противостоять изменениям среды; при этом организмы пользуются автономными механизмами защиты.

Впервые этот термин применил ученый-физиолог, американец У. Кеннон в начале двадцатого века. Любой биологический объект имеет универсальные параметры гомеостаза.

Гомеостаз системы и организма

Научная база такого явления, как гомеостаз, была сформирована французом К. Бернаром — это была теория о константе состава внутренней среды в организмах живых существ. Эта научная теория была сформулирована в восьмидесятые годы восемнадцатого века и получила широкое развитие.

Итак, гомеостаз это итог сложного механизма взаимодействия в сфере регуляции и координирования, которое происходит как в организме в целом, так и в его органах, клетках и даже на уровне молекул.

Понятие гомеостаза получило толчок к дополнительному развитию в результате использования методов кибернетики при исследовании сложных биологических систем, таких как биоценоз или популяция).

Функции гомеостаза

Исследование объектов с функцией обратной связи помогло ученым узнать о многочисленных механизмах, отвечающих за их устойчивость.

Даже в условиях серьезных изменений, механизмы адаптации (приспособления) не дают химическим и физиологическим свойствам организма сильно измениться. Нельзя сказать, что они остаются абсолютно стабильными, но серьезных отклонений обычно не происходит.

Механизмы гомеостаза

Наиболее хорошо развит механизм гомеостаза в организмах у высших животных. В организмах птиц и млекопитающих (включая человека) функция гомеостаза позволяет поддерживать стабильность количества ионов водорода, регулирует постоянство химического состава крови, держит давление в кровеносной системе и температуру тела примерно на одном уровне.

Существует несколько способов, которыми гомеостаз воздействует на системы органов и организм в целом. Это может быть воздействие с помощью гормонов, нервной системы, выделительных или нейро-гуморальных систем организма.

Гомеостаз человека

Например, стабильность давления в артериях поддерживается при помощи регулирующего механизма, который работает по образу цепных реакций, в которые вступают кровеносные органы.

Происходит это так рецепторы сосудов чувствуют перемену силы давления и передают сигналь об этом в мозг человека, который посылает ответные импульсы к сосудным центрам. Следствием этого становится усиление или ослабление тонуса кровеносной системы (сердца и сосудов).

Кроме того, в работу вступают органы нейро-гуморального регулирования. В результате этой реакции давление приходит в норму.

Гомеостаз экосистемы

Примером гомеостаза в растительном мире может служить сохранение постоянной влажности листьев путем раскрытия и закрытия устьиц.

Гомеостаз также свойственен и для сообществ живых организмов любой степени сложности; к примеру, то, что в рамках биоценоза сохраняется относительно стабильный состав видов и особей, является прямым следствием действия гомеостаза.

Гомеостаз популяции

Такой вид гомеостаза, как популяционный (его другое название генетический) играет роль регулятора целостности и стабильности генотипического состава популяции в условиях переменчивой окружающей среды.

Действует он через сохранение гетерозиготности, а так же при помощи управления ритмом и направленностью мутационных изменений.

Этот вид гомеостаза дает популяции возможность сохранять оптимальный генетический состав, что позволяет сообществу живых организмов сохранять максимальную жизнеспособность.

Роль гомеостаза в социуме и экологии

Необходимость управления сложными системами социального, экономического и культурного характера привела к расширению термина гомеостаза и применению его уже не только к биологическим, но и социальным объектам.

Примером работы гомеостатических общественных механизмов может служить такая ситуация: если в обществе наблюдается недостаток знаний или умений или профессиональный дефицит, то через механизм обратной связи этот факт заставляет сообщество развиваться и самосовершенствоваться.

А в случае избыточного количества профессионалов, которые фактически социумом не востребованы, произойдет отрицательная обратная связь и представителей ненужных профессий станет меньше.

В последнее время понятие гомеостаза нашло широкое применение и в экологии, в связи с необходимостью изучения состояния сложных экологических систем и биосферы в целом.

В кибернетике термин гомеостаз используют в отношении любого механизма, имеющего способность к автоматической саморегуляции.

ГОМЕОСТАЗ | английское значение — Cambridge Dictionary

Эти агенты были направлены на гомеостаз глутамата , апоптоз, окислительный стресс и нейропротекцию.

Из Кембриджского корпуса английского языка

Из Кембриджского корпуса английского языка

Эти функциональные изменения приводят к прогрессирующей утрате организмом способности противостоять как внутренним, так и внешним стрессам, вызывая нарушение гомеостаза клеток .
Из Кембриджского корпуса английского языка
Органы и системы органов животных постоянно приспосабливаются к внутренним и внешним изменениям посредством процесса, называемого гомеостазом («устойчивое состояние»). Эти изменения могут быть в уровне глюкозы или кальция в крови или во внешней температуре. Гомеостаз означает поддержание динамического равновесия в организме. Он динамичен, потому что постоянно приспосабливается к изменениям, с которыми сталкиваются системы организма. Это равновесие, потому что функции тела удерживаются в определенных пределах. Даже внешне неактивное животное поддерживает это гомеостатическое равновесие.
Целью гомеостаза является поддержание равновесия вокруг точки или значения, называемого заданным значением. Несмотря на нормальные отклонения от заданной точки, системы организма обычно пытаются вернуться к этой точке. Изменение внутренней или внешней среды называется раздражителем и 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, чтобы снизить уровень глюкозы в крови, доставляя питательное вещество в ткани, которые в нем нуждаются, или сохраняя его для последующего использования.
Когда в окружающей среде животного происходит изменение, необходимо внести коррективы. Рецептор ощущает изменение в окружающей среде, затем посылает сигнал в центр управления (в большинстве случаев в мозг), который, в свою очередь, генерирует ответ, который передается эффектору. Эффектор представляет собой мышцу (сокращающуюся или расслабляющуюся) или секретирующую железу. Гомеостаз поддерживается петлями отрицательной обратной связи. Петли положительной обратной связи фактически выталкивают организм еще дальше из гомеостаза, но могут быть необходимы для возникновения жизни. Гомеостаз контролируется нервной и эндокринной системой млекопитающих.
Любой гомеостатический процесс, изменяющий направление раздражителя, представляет собой петлю отрицательной обратной связи. Он может усиливать или ослаблять стимул, но стимул не может продолжаться так, как это было до того, как рецептор его почувствовал. Другими словами, если уровень слишком высок, тело делает что-то, чтобы понизить его, и наоборот, если уровень слишком низок, тело делает что-то, чтобы поднять его. Отсюда и термин «отрицательная обратная связь». Примером может служить поддержание уровня глюкозы в крови у животных. Когда животное поело, уровень глюкозы в крови повышается. Это ощущается нервной системой. Это чувствуют специализированные клетки поджелудочной железы, и эндокринная система вырабатывает гормон инсулин. Инсулин вызывает снижение уровня глюкозы в крови, как и следовало ожидать в системе с отрицательной обратной связью, как показано на рисунке 1. Однако, если животное не ело и уровень глюкозы в крови снижается, это ощущается другой группой клеток поджелудочной железы, высвобождается гормон глюкагон, вызывающий повышение уровня глюкозы. Это по-прежнему петля отрицательной обратной связи, но не в том направлении, которое ожидается при использовании термина «отрицательный». Другим примером увеличения в результате петли обратной связи является контроль уровня кальция в крови. Если уровень кальция снижается, специализированные клетки паращитовидной железы чувствуют это и высвобождают паратиреоидный гормон (ПТГ), вызывая повышенное всасывание кальция через кишечник и почки и, возможно, разрушение костей для высвобождения кальция. Эффекты ПТГ заключаются в повышении уровня этого элемента в крови. Петли отрицательной обратной связи являются преобладающим механизмом, используемым в гомеостазе.
Петля положительной обратной связи поддерживает направление стимула, возможно, ускоряя его. В телах животных существует несколько примеров петель положительной обратной связи, но один из них обнаружен в каскаде химических реакций, которые приводят к свертыванию крови или коагуляции. Когда активируется один фактор свертывания крови, он последовательно активирует следующий фактор, пока не образуется фибриновый сгусток. Направление сохраняется, не меняется, так что это положительная обратная связь. Другим примером положительной обратной связи являются сокращения матки во время родов, как показано на рисунке 2. Гормон окситоцин, вырабатываемый эндокринной системой, стимулирует сокращение матки. Это вызывает боль, воспринимаемую нервной системой. Вместо того, чтобы снижать уровень окситоцина и уменьшать боль, вырабатывается больше окситоцина до тех пор, пока схватки не станут достаточно сильными, чтобы вызвать роды.
Можно настроить уставку системы. Когда это происходит, петля обратной связи поддерживает новую настройку. Примером этого является артериальное давление: со временем нормальное или установленное значение артериального давления может повышаться в результате продолжающегося повышения артериального давления. Тело больше не распознает повышение как ненормальное, и не предпринимается никаких попыток вернуться к более низкому заданному значению. Результатом является поддержание повышенного кровяного давления, которое может иметь вредные последствия для организма. Лекарства могут понизить кровяное давление и понизить контрольную точку в системе до более здорового уровня. Это называется процессом изменения уставки в контуре обратной связи.
Изменения могут быть внесены в группу систем органов тела для поддержания заданного значения в другой системе. Это называется акклиматизация. Это происходит, например, когда животное мигрирует на большую высоту, чем оно привыкло. Чтобы приспособиться к более низким уровням кислорода на новой высоте, организм увеличивает количество эритроцитов, циркулирующих в крови, чтобы обеспечить адекватную доставку кислорода к тканям. Другим примером акклиматизации являются животные, шерсть которых подвержена сезонным изменениям: более толстая шерсть зимой обеспечивает достаточное сохранение тепла, а легкая шерсть летом помогает удерживать температуру тела от повышения до опасного уровня.

Гомеостаз: терморегуляция
Температура тела влияет на активность организма. Как правило, с повышением температуры тела активность ферментов также повышается. При повышении температуры на каждые десять градусов по Цельсию активность ферментов удваивается до определенного предела. Белки организма, в том числе ферменты, начинают денатурировать и терять свои функции при высокой температуре (около 50°С).0172 или C для млекопитающих). Ферментативная активность будет уменьшаться наполовину на каждые десять градусов по Цельсию понижения температуры, вплоть до точки замерзания, за некоторыми исключениями. Некоторые рыбы могут выдерживать замораживание в твердом состоянии и возвращаться к нормальному состоянию при оттаивании.
Ссылка на обучение
Посмотрите это видео канала Discovery о терморегуляции, чтобы увидеть иллюстрации этого процесса у различных животных.

Эндотермы и Эктотермы
Животных можно разделить на две группы: одни сохраняют постоянную температуру тела при различных температурах окружающей среды, в то время как у других температура тела такая же, как и у их окружающей среды, и, таким образом, меняется в зависимости от окружающей среды. Животные, которые не контролируют температуру своего тела, являются экзотермами. Эту группу называют хладнокровными, но этот термин может не относиться к животным в пустыне с очень теплой температурой тела. В отличие от эктотермов, которые полагаются на внешнюю температуру для установки температуры своего тела, пойкилотермы — это животные с постоянно меняющейся внутренней температурой. Животное, сохраняющее постоянную температуру тела при изменении окружающей среды, называется гомойотермом. Эндотермы — это животные, которые полагаются на внутренние источники температуры тела, но могут проявлять экстремальные температуры. Эти животные способны поддерживать уровень активности при более низкой температуре, чего не может сделать экзотерм из-за разного уровня активности ферментов.
Теплообмен между животным и окружающей средой может осуществляться четырьмя механизмами: излучением, испарением, конвекцией и теплопроводностью. Радиация – это излучение электромагнитных «тепловых» волн. Таким образом, тепло исходит от солнца и точно так же излучается от сухой кожи. Тепло может отводиться жидкостью от поверхности при испарении. Это происходит, когда млекопитающее потеет. Конвекционные потоки воздуха отводят тепло от поверхности сухой кожи при прохождении над ней воздуха. Тепло будет передаваться от одной поверхности к другой во время прямого контакта с поверхностями, например, когда животное отдыхает на теплом камне.
Рис. 3. Теплообмен осуществляется четырьмя механизмами: (а) излучением, (б) испарением, (в) конвекцией или (г) теплопроводностью. (кредит b: модификация работы «Kullez»/Flickr; кредит c: модификация работы Чада Розенталя; кредит d: модификация работы «stacey.d»/Flickr)
Сохранение и отвод тепла
Животные сохраняют или рассеивают тепло различными способами. В определенных климатических условиях у эндотермических животных есть какая-то форма изоляции, такая как мех, жир, перья или их комбинация. Животные с густым мехом или перьями создают изолирующий слой воздуха между кожей и внутренними органами. Белые медведи и тюлени живут и плавают в условиях минусовой температуры и при этом поддерживают постоянную теплую температуру тела. Песец, например, использует свой пушистый хвост в качестве дополнительной теплоизоляции, когда ложится спать в холодную погоду. У млекопитающих наблюдается остаточный эффект от озноба и повышенной мышечной активности: мышцы, приводящие к ворсинкам, вызывают «гусиную кожу», заставляя маленькие волоски вставать дыбом, когда человеку холодно; это имеет предполагаемый эффект повышения температуры тела. Млекопитающие используют слои жира для достижения той же цели. Потеря значительного количества жира в организме ставит под угрозу способность человека сохранять тепло.
Эндотермы используют свою систему кровообращения для поддержания температуры тела. Вазодилатация приносит больше крови и тепла к поверхности тела, способствуя излучению и потере тепла за счет испарения, что способствует охлаждению тела. Вазоконстрикция уменьшает кровоток в периферических кровеносных сосудах, направляя кровь к центру и находящимся там жизненно важным органам и сохраняя тепло. У некоторых животных есть приспособления к системе кровообращения, которые позволяют им передавать тепло от артерий к венам, согревая кровь, возвращающуюся к сердцу. Это называется противоточным теплообменом; препятствует охлаждению сердца и других внутренних органов холодной венозной кровью. Эта адаптация может быть отключена у некоторых животных, чтобы предотвратить перегрев внутренних органов. Противоточная адаптация встречается у многих животных, включая дельфинов, акул, костистых рыб, пчел и колибри. Напротив, аналогичные приспособления могут при необходимости помочь охладить эндотермы, например, трематоды дельфинов и уши слона.
Некоторые экзотермические животные используют изменения в своем поведении, чтобы регулировать температуру тела. Например, пустынное экзотермическое животное может просто искать более прохладные места в самое жаркое время дня в пустыне, чтобы не перегреться. Одни и те же животные могут забираться на скалы, чтобы согреться холодной ночью в пустыне. Некоторые животные ищут воду, чтобы способствовать испарению и охлаждению, как это видно на примере рептилий. Другие экзотермы используют групповую деятельность, такую как активность пчел, чтобы согреть улей, чтобы пережить зиму.
Многие животные, особенно млекопитающие, используют отработанное метаболическое тепло в качестве источника тепла. Когда мышцы сокращаются, большая часть энергии АТФ, используемой в мышечных движениях, тратится впустую и превращается в тепло. Сильный холод вызывает рефлекс дрожи, который выделяет тепло для тела. У многих видов также есть тип жировой ткани, называемый бурым жиром, который специализируется на выработке тепла.
Нейронный контроль терморегуляции
Нервная система важна для терморегуляции, как показано на рис. 4. Процессы гомеостаза и контроля температуры сосредоточены в гипоталамусе развитого мозга животных.
Художественное соединение
Рисунок 4. Тело способно регулировать температуру в ответ на сигналы нервной системы.
При разрушении бактерий лейкоцитами в кровь выделяются пирогены. Пирогены сбрасывают термостат тела на более высокую температуру, что приводит к лихорадке. Как пирогены могут вызывать повышение температуры тела?
Гипоталамус поддерживает заданную температуру тела посредством рефлексов, которые вызывают расширение сосудов и потоотделение, когда тело слишком теплое, или сужение сосудов и озноб, когда тело слишком холодное. Он реагирует на химические вещества из организма. Когда бактерия уничтожается фагоцитирующими лейкоцитами, в кровь высвобождаются химические вещества, называемые эндогенными пирогенами. Эти пирогены циркулируют в гипоталамусе и перезагружают термостат. Это позволяет температуре тела повышаться до того, что обычно называют лихорадкой. Повышение температуры тела приводит к сохранению железа, что снижает количество питательных веществ, необходимых бактериям. Повышение температуры тела также увеличивает активность ферментов и защитных клеток животного, подавляя ферменты и активность проникающих микроорганизмов. Наконец, само тепло также может убить патоген. Лихорадка, которая когда-то считалась осложнением инфекции, теперь считается нормальным защитным механизмом.
Резюме раздела
Гомеостаз – это динамическое равновесие, которое поддерживается в тканях и органах организма. Он динамичен, потому что постоянно приспосабливается к изменениям, с которыми сталкиваются системы. Он находится в равновесии, потому что функции организма поддерживаются в пределах нормы с некоторыми колебаниями около заданного значения для процессов.
Дополнительные вопросы для самопроверки
1. См. рис. 2: Укажите, регулируется ли каждый из следующих процессов положительной или отрицательной обратной связью. Человек чувствует себя сытым после обильного приема пищи.
B. В крови много эритроцитов. В результате эритропоэтин, гормон, стимулирующий выработку новых эритроцитов, больше не высвобождается из почек.
2. При разрушении бактерий лейкоцитами в кровь выделяются пирогены. Пирогены сбрасывают термостат тела на более высокую температуру, что приводит к лихорадке. Как пирогены могут вызывать повышение температуры тела?
3. Почему для управления гомеостазом тела используются петли отрицательной обратной связи?
4. Почему лихорадка – это «хорошо» при бактериальной инфекции?
5. Каким образом такое состояние, как диабет, является хорошим примером нарушения заданного значения у людей?
Ответы
1. Оба процесса являются результатом отрицательной обратной связи. Петли отрицательной обратной связи, которые стремятся удерживать систему в равновесии, встречаются чаще, чем петли положительной обратной связи.
2. Пирогены повышают температуру тела, вызывая сужение кровеносных сосудов, вызывая озноб и препятствуя секреции жидкости потовыми железами.
3. Приспособление к изменению внутренней или внешней среды требует изменения направления раздражителя. Петля отрицательной обратной связи выполняет это, в то время как петля положительной обратной связи продолжает стимул и приводит к причинению вреда животному. Ферменты млекопитающих повышают активность вплоть до денатурации, увеличивая химическую активность вовлеченных клеток. Бактериальные ферменты имеют определенную температуру для их наиболее эффективной активности и ингибируются как при более высоких, так и при более низких температурах. Лихорадка приводит к увеличению разрушения вторгшихся бактерий за счет повышения эффективности защитных сил организма и ингибирования бактериального метаболизма.
5. Диабет часто связан с недостатком выработки инсулина. Без инсулина уровень глюкозы в крови повышается после еды, но никогда не возвращается к нормальному уровню.
No related posts.