Понятие гомеостаз: Гомеостаз | это… Что такое Гомеостаз?

Содержание

Понятие о гомеостазе. Общие закономерности регуляции гомеостаза в живых организмах

Гомеостаз–постоянство внутренней среды живых организмов, которое они поддерживают несмотря на изменение условий окружающей среды.

Гомеостаз в живом организме проявляется в относительном постоянстве таких показателей, как рН, осмотическое давление, химический состав крови, артериальное давление, температура, постоянстве биологических структур.

Необходимость гомеостаза объясняется тем, что все биохимические реакции могут протекать в строго определенных условиях (температура, рН, давление). Французский ученый Клод Бернар писал: «Постоянство внутренней среды – условие независимого существования организма».

Гомеостаз на уровне целостного организма может быть функциональным (постоянство функций) и структурным (постоянство структур).

Постоянство показателей внутренней среды организма носит относительный характер, т.

к. всегда имеются небольшие отклонения от нормы. Эти колебания необходимы для того, чтобы служить сигналами для включения регуляторных механизмов.

Механизмы регуляции гомеостаза имеют место на всех уровнях биологической организации: от молекулярно-генетического до организменного. Они многообразны, однако работают слаженно, т.к. контролируются регуляторными системами: нервной, эндокринной, иммунной. Таким образом, механизмы регуляции гомеостаза носят системный характер.

В основе любого заболевания лежит нарушение гомеостаза, а лечение – его восстановление.

Кибернетические основы регуляции гомеостаза

Кибернетика – наука, устанавливающая общие принципы управления саморегулирующимися системами. Живые организмы также являются саморегулирующимися системами, и поэтому к ним применимы все кибернетические понятия и принципы регуляции.

Обратная связь Блок-схема кибернетической системы.

В основе работы кибернетической системы лежит процесс передачи и обработки информации. В работу системы постоянно вносятся коррективы, характер которых зависит от тех отклонений, которые наблюдаются на входе. Для живых организмов входными сигналами служат пища, вода, свет, звук, температура. Выходные сигналы – реакция органа или ткани, выделение секрета и т.д. Важным элементом кибернетической системы является

обратная связь–влияние выходного сигнала на блок управления.Различают отрицательную и положительную обратную связь.

Отрицательная обратная связь– направлена на восстановление исходного состояния кибернетической системы, в случае ее отклонения от нормы.

Пример: работа термостата.

Положительная обратная связь– направлена на усиление возникшего отклонения кибернетической системы от исходного состояния.

Пример: кровотечение из крупного сосуда, рост организма в онтогенезе.

Отличительные особенности нервной и гуморальной регуляции гомеостаза Нервная регуляция:

высокая скорость наступления ответной реакции;
реакция кратковременная;
реакция носит локальный характер.

Гуморальная регуляция

(обеспечивается выделением в кровь гормонов):

Таким образом, обе системы в целостном организме дополняют друг друга.

В основе функционирования нервной и эндокринной систем лежит принцип действия отрицательной обратной связи.

Рассмотрим работу нервной системы на примере регуляции рН крови:

Физическая нагрузка

накопление СО₂

изменение рН

дыхательный центр

межреберные мышцы (учащение дыхания)

понижение СО₂

В качестве сигнала для внесения изменения в работу организма как кибернетической системы служит содержание гормона в крови. Одни железы эндокринной секреции (поджелудочная железа, паращитовидные железы, эпифиз) сами реагируют на содержание гормона, а другие (щитовидная, половые, кора надпочечников) – через переднюю долю гипофиза, которая вырабатывает четыре гормона: соматотропный, тиреотропный, адренокортикотропный, гонадотропный.

Рассмотрим примеры работы эндокринной системы.

Регуляция содержания тироксина в крови:

Кислородный гомеостаз | Ai Mediq

Кислород — самый важный элемент для жизни, и без кислорода люди могут выжить всего несколько минут. Неблагоприятные последствия гипоксии хорошо известны, поэтому для многих удивительно слышать, что контролируемое воздействие кислородного дефицита (или гипоксии), если оно находится в пределах адаптивного диапазона человека, может фактически улучшить физическую работоспособность, способствовать увеличению продолжительности жизни и создает условия для предупреждения и терапии ряда заболеваний (Серебровская 2002, Verges, Chacaroun и др. 2015).
Реакция клетки на недостаток кислорода имеет особо важное значение для понимания патологических процессов, происходящих в организме. Тонкий баланс между потребностью кислорода и его доставкой нарушается при заболеваниях сердца, раке, хронических обструктивных заболеваниях легких и др. заболеваниях и состояниях. (Серебровская 2006)

Гипоксия (от лат. hypo – недо-, ниже- и oxygenium – кислород) – пониженное содержание кислорода в тканях организма, наблюдаемое при его недостатке в воздухе и при некоторых заболеваниях. В учебниках и руководствах понятие гипоксии рассматривается как патологический процесс, однако неправильное понимание этого утверждения привело к распространенному даже среди медиков ложному мнению о том, что кислород всегда полезен, а его недостаток всегда вреден для здоровья человека. Вместе с тем уже давно существует точка зрения, с позиции которой проблему гипоксии рассматривал еще В.В. Пашутин (1881), указывавший, что «состояние гипоксии периодически возникает при естественной деятельности организма». Причинами периодического возникновения физиологической гипоксии В.В. Пашутин считал тяжелую физическую работу и пребывание в горных районах. Позже было показано, что периодическая физиологическая гипоксия развивается не только при интенсивной деятельности какой-либо системы организма, но и в условиях относительного покоя, о чем свидетельствует постоянное наличие молочной кислоты в крови (А. Д. Берштейн, 1965). Следовательно, периодическая гипоксия может возникать как в состоянии покоя, так и при напряжении функций органов и систем, что обусловливает постоянную «тренировку» компенсаторных реакций, обеспечивающих устранение возникшего кислородного голодания. (Г.А. Игнатенко, 2008)

Нобелевская премия по физиологии и медицине 2019 – раскрыт секрет “как клетка чувствует изменения уровня кислорода”

Нобелевская премия по физиологии и медицине 2019 г. была присуждена трем ученым, Уильяму Г. Кэлину младшему, Питеру Рэтклиффу и Греггу Семенце за их новаторскую работу, раскрывающую, как клетки чувствуют изменения уровня кислорода и адаптируются к этим изменениям.
Кислород жизненно важен для всех живых организмов. В ходе эволюции животные развили способность адаптироваться к изменениям концентрации кислорода на Земле. Однако совсем недавно было неясно, как животные могут ощущать изменения в доступности кислорода и адаптироваться к ним.

Далее https://www. ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6889041/

За открытие того, как клетки чувствуют
и адаптируются к доступности кислорода

КАК КЛЕТКИ ЧУВСТВУЮТ И АДАПТИРУЮТСЯ К ИЗМЕНЕНИЯМ УРОВНЯ КИСЛОРОДА

Гипоксией индуцируемый фактор 1 (HIF-1) представляет собой регулируемый кислородом активатор транскрипции, который играет важную роль в развитии, физиологии и патогенезе болезней млекопитающих… HIF-1 убиквитинируется и подвергается протеасомной деградации в негипоксических клетках. В условиях гипоксии доля убиквитинированного HIF-1 резко снижается, что приводит к накоплению белка.
Далее https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/11248550/

ОСНОВНЫЕ РЕГУЛЯТОРЫ ПОДАЧИ И УТИЛИЗАЦИИ О2 — ФАКТОРЫ ИНДУКЦИРОВАННЫЕ ГИПОКСИЕЙ

Гипоксией индуцированный фактор 1 а — ключевой регулятор доставки и использования кислорода

HIF-1 контролирует доставку кислорода, регулируя ангиогенез и ремоделирование сосудов, так же как и потребление кислорода, регулируя метаболизм глюкозы и окислительно-восстановительный гомеостаз;
Активность HIF-1 индуцируется гипоксией через изменения мРНК HIF-1α и уровней белка в головном мозге, сердце, почках, легких и скелетных мышцах;

HIF-1 действует как главный регулятор в процессе ангиогенеза и ремоделирования сосудов, поскольку он координирует экспрессию большого количества генов, белковые продукты которых играют решающую роль в реализации сосудистых ответов на гипоксию и ишемию;
Нормальный физиологический ответ на снижение перфузии тканей заключается в том, что возникающая гипоксия тканей индуцирует активность HIF-1, который в свою очередь активирует транскрипцию генов, кодирующих ангиогенные факторы. Эти факторы стимулируют ремоделирование коллатеральных кровеносных сосудов, что приводит к усилению кровотока.
Помимо стимулирования доставки O2, HIF-1 также активирует транскрипцию генов, кодирующих ферменты, переносчики и митохондриальные белки, которые регулируют утилизацию O2, переключая клетки с окислительного метаболизма на гликолитический путь получения энергии

Британика

Развлечения и поп-культура
География и путешествия
Здоровье и медицина
Образ жизни и социальные вопросы
Литература
Философия и религия
Политика, право и правительство
Наука
Спорт и отдых
Технология
Изобразительное искусство
Всемирная история

Этот день в истории
Викторины
Подкасты
Словарь
Биографии
Резюме
Популярные вопросы
Обзор недели
Инфографика
Демистификация
Списки

#WTFact
Товарищи
Галереи изображений
Прожектор
Форум
Один хороший факт

Развлечения и поп-культура
География и путешествия
Здоровье и медицина
Образ жизни и социальные вопросы
Литература
Философия и религия
Политика, право и правительство
Наука
Спорт и отдых
Технология
Изобразительное искусство
Всемирная история

Britannica Classics
Посмотрите эти ретро-видео из архивов Encyclopedia Britannica.
Demystified Videos
В Demystified у Britannica есть все ответы на ваши животрепещущие вопросы.
#WTFact Видео
В #WTFact Britannica делится некоторыми из самых странных фактов, которые мы можем найти.
На этот раз в истории
В этих видеороликах узнайте, что произошло в этом месяце (или любом другом месяце!) в истории.
Britannica объясняет
В этих видеороликах Britannica объясняет различные темы и отвечает на часто задаваемые вопросы.

Студенческий портал
Britannica — это главный ресурс для учащихся по ключевым школьным предметам, таким как история, государственное управление, литература и т. д.
Портал COVID-19
Хотя этот глобальный кризис в области здравоохранения продолжает развиваться, может быть полезно обратиться к прошлым пандемиям, чтобы лучше понять, как реагировать сегодня.
100 женщин
Britannica празднует столетие Девятнадцатой поправки, выделяя суфражисток и политиков, творящих историю.
Britannica Beyond
Мы создали новое место, где вопросы находятся в центре обучения. Вперед, продолжать. Просить. Мы не будем возражать.
Спасение Земли
Британника представляет список дел Земли на 21 век. Узнайте об основных экологических проблемах, стоящих перед нашей планетой, и о том, что с ними можно сделать!
SpaceNext50
Britannica представляет SpaceNext50. От полёта на Луну до управления космосом — мы исследуем широкий спектр тем, которые подпитывают наше любопытство к космосу!

Страница не найдена

Приносим свои извинения! Этот контент недоступен. Посетите домашнюю страницу Britannica или воспользуйтесь полем поиска ниже.

Поиск в Британике

Вы не можете справиться с правдой: известные цитаты из фильмов

11 самых известных боевых самолетов в мире

«Горячая рука» — настоящий баскетбольный феномен

Интегративная концепция гомеостаза: перевод физиологии в медицину

Скачать PDF

Рукопись
Открытый доступ
Опубликовано: 10 января 2012 г.

Иван Спасоевич к.м.н. ¹

Природа Предшественники (2012)Цитировать эту статью

125 доступов
Сведения о показателях

Abstract

Чтобы по-настоящему понять живые системы, их необходимо рассматривать как единое целое. Чтобы добиться этого и прийти к какому-то закону, которому подчиняются живые системы, необходимо интегрировать данные, полученные о клетках, тканях и органах. Поскольку таких законов еще нет, обычно требуется долгий путь для воплощения физиологических результатов, полученных с помощью редукционистских подходов, в медицинскую практику. Представленная здесь концепция и сопутствующие уравнения гомеостаза направлены на разработку биологических законов и преодоление разрыва между физиологией и медициной. Концепция гомеостаза учитывает вход и выход энергии, привлекая всех соответствующих участников. В гомеостазе изменения на входе должны равняться изменениям на выходе в любой конкретный период времени. Я предлагаю здесь следующее: если система вышла из гомеостаза, гомеостаз можно восстановить, изменив надлежащим образом любой входной или выходной компонент, а не только тот, который был изменен первым. Важно отметить, что эта концепция в первую очередь касается физиологии взрослого человека. Предлагаемое уравнение должно позволить новым лабораторным данным относительно любых патофизиологических состояний найти более непосредственное применение в медицине. Это также должно облегчить «принятие решений» в медицине и сделать разработку терапии и ее результаты более простыми и предсказуемыми. Наконец, признание основных законов живых систем позволяет лучше понять эволюционные адаптации и процессы.