Homeostase (fra græsk - homois - betyder lignende, stasis - varighed eller tilstand) systemets unikke evne til at opretholde stabiliteten af ​​det indre miljø uanset påvirkningen af ​​eksterne faktorer. Hvad er homeostase? Hvad er årsagerne til homeostaseforstyrrelser?

Homeostaseer intet andet end kroppens evne til at opretholde en relativ indre balance. Opretholdelse af den interne stabilitet af vitale funktioner kræver konstant overvågning af værdierne af de vigtigste systemparametre. Den menneskelige krop har omkring tusind forskellige kontrol- og reguleringssystemer - og liv og sundhed afhænger ofte af deres korrekte funktion.

De vigtigste faktorer med forbehold for ændringer og præcis kontrol omfatter:

  • koncentration af kemikalier i kropsvæsker (blod eller plasma)
  • osmotisk tryk,
  • pH i kropsvæsker,
  • blodtryk,
  • kropsvæskevolumen,
  • kropstemperatur (i varmblodede organismer).

Opbygning af en celle og opretholdelse af homeostase

Alle menneskelige systemer deltager i at opretholde korrekt homeostase. Allerede på cellestrukturens grundlæggende niveau er de væsentlige træk ved opretholdelse af homeostase på glob alt plan imidlertid helt synlige.

En af de vigtigste organeller, der er nødvendige for at opretholde de korrekte parametre for væsker og tryk, er cellemembranen, der adskiller cellen fra det ydre miljø. Den har den såkaldte "Flydende mosaik", hvor proteiner flyder i et dobbeltlag af fosfolipidmolekyler.

Takket være den komplekse og polære struktur muliggør cellemembraner selektiv transport af forskellige stoffer, som foregår både ved diffusion - det vil sige strømning i overensstemmelse med opløsningernes koncentrationsgradient, men også aktivt - gennem proteiner.

Takket være specielle receptorproteiner på overfladen af ​​membraner er det til gengæld muligt at modtage information udefra. Modtagelsen af ​​signalet udløser en række kort- og langsigtede reaktioner, hvis formål er:

  • aktivering eller deaktivering af enzymer,
  • stimulering eller svækkelse af cellulært stofskifte,
  • ekspression af gener i cellekernen (indeholder den genetiske information, der er nødvendig for syntesenye proteiner, der modificerer cellemetabolisme).

For at celler og hele systemer forbliver energetisk uafhængige, skal mitokondrierne konstant arbejde.

Disse små organeller fungerer som små energif.webpabrikker i cellen. Takket være mitokondriernes særlige, kamformede indre struktur er det muligt at gennemføre en række processer, der udgør den såkaldte intracellulær respiration

I denne proces er det muligt at producere energi fra næringsstoffer (inklusive glukose). Det er lagret i ATP, som er den universelle energibærer i cellen og bruges i hundredvis af andre reaktioner. Denne proces kan ændres afhængigt af tilstedeværelsen af ​​ilt.

Under intens træning begynder vores muskler at mangle essentiel ilt - det er derfor mitokondrier "skifter" til anaerob respiration, hvor mælkesyre dannes som et biprodukt

Det er denne mekanisme, der er ansvarlig for dannelsen af ​​smertefuld ømhed. På trods af midlertidigt ugunstige forhold kan kroppen stadig udføre arbejde og reagere på stimuli.

Hjerne og homeostase

Hovedcentret, der styrer alle processer i kroppen, er selvfølgelig hjernen - og mere specifikt nervecentrene i centralnervesystemet (CNS), som modtager information fra hele kroppens receptorer.

Den modtagne information behandles hovedsageligt i den del af hjernen, der kaldes hypothalamus. Responsen på en specifik stimulus sendes videre gennem det autonome nervesystem (dvs. det system, der leder nerveimpulser til indre organer) og gennem de endokrine kirtler.

Kemiske transmittere frigivet fra neuronender (fungerer som transmittere) spiller også en vigtig rolle i kommunikation og regulering af intern balance.

En af de vigtigste evolutionære resultater for varmblodede organismer var uafhængighed af farlige temperaturændringer i det beboede miljø. Det blev muligt takket være udviklingen af ​​hjernen og dannelsen af ​​et termoreguleringscenter placeret i hypothalamus.

Dette medium fungerer som en følsom termostat, der efter behov beslutter enten at øge varmeudviklingen eller begrænse varmetabet. Det er takket være denne mekanisme, at vi mærker kuldegysninger (dvs. muskelcellesammentrækninger, der stimulerer varmeproduktion i skeletmuskler) eller forsnævring af de subkutane kar.

Andre, usynlige for øjet ændringer, der regulerer kropstemperaturen, også styret af termoreguleringscentret, er f.eks.:

  • stimulering af det sympatiske nervesystem og sekretion af noradrenalin(accelererer bl.a. metabolismen af ​​fedtvævsceller),
  • stimulering af sekretionen af ​​endokrine kirtler (f.eks. frigivelsen af ​​adrenalin, som accelererer glukosemetabolismen),
  • stimulering af udskillelsen af ​​skjoldbruskkirtelhormoner

Som det kan ses af eksemplet med termoreguleringscentret, er styringen af ​​kun én skiftende parameter i vores krop (temperatur) et meget komplekst netværk af interaktioner mellem både nerve- og endokrine systemer.

Homeostase som en effekt af effektiv kommunikation

I det menneskelige system afhænger det korrekte forløb af næsten alle funktioner af effektiv kommunikation mellem celler og systemer - ikke kun i umiddelbar nærhed, men også længere væk.

Sådan fjernkommunikation er blandt andet mulig ved at udskille aktive kemikalier i kropsvæsker (f.eks. blod eller cerebrospinalvæske). Dette kaldes humoral regulering.

Kemiske budbringere omfatter hormoner, der kan produceres af de endokrine kirtler (såsom skjoldbruskkirtlen, hypofysen eller binyrerne), men som også virker lok alt (såsom histamin eller prostaglandiner, der virker i allergiske reaktioner) eller inden for en givet væv (f.eks. sekretin eller gastrin).

Nøglerollen hormoner spiller for at opretholde homeostase i den menneskelige krop kan illustreres ved eksemplet med adrenalin - også kendt som frygt, kamp eller flugt-hormonet.

Adrenalin produceres af binyremarven i alle hvirveldyrs øjeblikkelige reaktion på truslen. Dens vigtigste effekter omfatter:

  • hurtigere puls,
  • stigning i blodtrykket,
  • bronkodilatation,
  • pupiludvidelse,
  • stimulering af centralnervesystemet,
  • stigning i blodsukker (ved at øge nedbrydningen af ​​glykogen i leveren).

Alle disse reaktioner er rettet mod at bringe kroppen i en tilstand af "beredskab", som i løbet af evolutionen beskyttede individet mod at spise eller motiveret til at flygte effektivt.

Feedback til at opretholde homeostase

I højere organismer er funktionen af ​​nogle systemer under konstant kontrol af andre. Et så komplekst kontrolsystem er grundlaget for at opretholde homeostase.

De fleste af de menneskelige fysiologiske processer er reguleret takket være de såkaldte feedback. I modsætning til ensrettet kontrol (både nervøs og humoral) - hvor information kun transmitteres i én retning mellem to organer, er der en tovejs transmission af information i feedbacksystemet

I feedback loopfeedback, virkningen af ​​et organ påvirker stimuleringen af ​​et andet, og dette sender igen information, der hæmmer aktiviteten af ​​det første (negativ feedback).

Negativ feedbacker den mest almindelige type parameterregulering i den menneskelige krop. Et eksempel på en sådan sløjfe kan for eksempel være udskillelsen af ​​skjoldbruskkirtelhormoner

Skjoldbruskkirtelhormoner (T3 og T4) - generelt - øger stofskiftet og kontrollerer funktionen af ​​de fleste væv. Deres funktion er nødvendig for, at mange systemer og funktioner i vores krop fungerer korrekt.

Arbejdet i skjoldbruskkirtlen er igen reguleret af hypofysen og et andet hormon - thyrotropin (TSH), som stimulerer skjoldbruskkirtlen til at producere hormoner. Ved en øget koncentration af T3 og T4 falder koncentrationen af ​​TSH, mens ved mangel på disse to hormoner - stiger koncentrationen af ​​TSH. Denne type regulering beskytter kroppen mod overdreven produktion af stoffer, der fungerer som en naturlig bremse.

Positive tilbagemeldingerforekommer meget sjældnere og involverer at fremskynde produktionen af ​​et specifikt produkt. Et godt eksempel på en sådan mekanisme hos pattedyr er fx laktation.

At die moderens bryst af barnet stimulerer produktionen af ​​prolaktin, hvilket resulterer i øget mælkeproduktion.

Jo mere mælk der er, jo mere villig er barnet til at spise, hvilket øger mælkeproduktionen. Når du holder op med at amme, vil dine prolaktinniveauer falde, og mælkeudskillelsen stopper.

Hvad er virkningerne af forstyrret homeostase?

De beskrevne eksempler på fysiologiske reguleringer sikrer ikke kun, at organer og indre systemer fungerer korrekt. Vedligeholdelse af homeostase sætter kroppen i stand til at tilpasse sig ændringer i forholdene i det omgivende miljø

Det var sandsynligvis en af ​​den menneskelige arts nøgleevner, der har givet den hidtil uset evolutionær succes gennem århundreder. Vaklende og skadelige reguleringsmekanismer er den mest almindelige årsag til mange menneskelige sygdomme.

Forstyrrelser i parametre, hvis værdier vil overstige visse etablerede kritiske tærskler, kan føre til organismens død. Selvom vi hver især har en individuel disposition for at tolerere visse faktorer (som bl.a. skyldes genetiske forhold), er sådanne inter-individuelle forskelle små.

Hvad kan påvirke homeostase-forstyrrelser?

Eksempler på sådanne faktorer omfatter:

  • genetiske defekter,
  • medfødte defekter i strukturen af ​​organer,
  • miljøforurening,
  • ingen motion,
  • upassende kost,
  • kronisk stress.

Selvom påvi har ingen indflydelse på genetiske forhold eller miljøfaktorer, men det er værd at tage sig af den korrekte kropsvægt, fysiske kondition og den rigtige dosis af afslapning

Lad os ikke glemme, at vores krop er en slags "forbundet karsystem", hvor balancen i helheden består af, at alle individuelle systemer fungerer korrekt.

Kategori:

Genetiske sygdomme