Homeostazia (din greacă - homois - adică asemănător, stază - durată sau stare) capacitatea unică a sistemului de a menține stabilitatea mediului intern indiferent de influența factorilor externi. Ce este homeostazia? Care sunt cauzele tulburărilor de homeostazie?

Homeostazianu este altceva decât capacitatea organismului de a menține un echilibru intern relativ. Menținerea stabilității interne a funcțiilor vitale necesită monitorizarea constantă a valorilor celor mai importanți parametri ai sistemului. Corpul uman are aproximativ o mie de sisteme diferite de control și reglare - iar viața și sănătatea depind adesea de buna funcționare a acestora.

Cei mai importanți factori supuși modificării și controlului precis includ:

  • concentrația de substanțe chimice în fluidele corporale (sânge sau plasmă)
  • presiune osmotică,
  • pH-ul fluidelor corporale,
  • tensiune arterială,
  • volumul lichidului corporal,
  • temperatura corpului (la organismele cu sânge cald).

Construirea unei celule și menținerea homeostaziei

Toate sistemele umane participă la menținerea homeostaziei corespunzătoare. Cu toate acestea, deja la nivelul de bază al structurii celulare, trăsăturile esențiale ale menținerii homeostaziei la nivel global sunt perfect vizibile.

Unul dintre cele mai importante organite necesare pentru a menține parametrii corespunzători ai fluidelor și presiunii este membrana celulară care separă celula de mediul extern. Are așa-numitul „Mozaic lichid”, în care proteinele plutesc într-un strat dublu de molecule de fosfolipide.

Datorită structurii complexe și polare, membranele celulare permit transportul selectiv al diferitelor substanțe, care are loc atât prin difuzie - adică curgând în conformitate cu gradientul de concentrație al soluțiilor, dar și activ - prin proteine.

La rândul său, datorită proteinelor receptorilor speciale de pe suprafața membranelor, este posibil să primiți informații din exterior. Recepția semnalului declanșează o serie de reacții pe termen scurt și lung, al căror scop este:

  • activare sau dezactivare a enzimelor,
  • stimularea sau slăbirea metabolismului celular,
  • expresia genelor în nucleul celulei (conținând informațiile genetice necesare sintezeinoi proteine ​​care modifică metabolismul celular).

Pentru ca celulele și sistemele întregi să rămână independente energetic, mitocondriile trebuie să funcționeze în mod constant.

Aceste organele minuscule acționează ca niște mici fabrici de energie în celulă. Datorită structurii interne speciale, în formă de pieptene, a mitocondriilor, este posibil să se efectueze o serie de procese care alcătuiesc așa-numita respirație intracelulară.

În acest proces, este posibil să se producă energie din nutrienți (inclusiv glucoză). Este stocat în ATP, care este purtătorul de energie universal în celulă și este folosit în sute de alte reacții. Acest proces este supus unor modificări în funcție de prezența oxigenului.

În timpul exercițiilor intense, mușchii noștri încep să aibă lipsă de oxigen esențial - de aceea mitocondriile „trec” la respirația anaerobă, unde acidul lactic se formează ca produs secundar.

Acest mecanism este responsabil pentru formarea durerii dureroase. În ciuda condițiilor temporar nefavorabile, organismul poate în continuare să lucreze și să răspundă la stimuli.

Creierul și homeostazia

Centrul principal care controlează toate procesele din organism este, desigur, creierul - și mai precis centrii nervoși ai sistemului nervos central (SNC), care primesc informații de la receptorii întregului corp.

Informațiile primite sunt procesate în principal în partea creierului numită hipotalamus. Răspunsul la un stimul specific este transmis prin sistemul nervos autonom (adică sistemul care conduce impulsurile nervoase către organele interne) și prin glandele endocrine.

Transmițătorii chimici eliberați de la terminațiile neuronilor (acționând ca transmițători) joacă, de asemenea, un rol important în comunicare și reglarea echilibrului intern.

Una dintre cele mai importante realizări evolutive ale organismelor cu sânge cald a fost independența față de schimbările periculoase de temperatură din mediul locuit. A devenit posibil datorită dezvoltării creierului și formării unui centru de termoreglare situat în hipotalamus.

Acest mediu acționează ca un termostat sensibil care, atunci când este necesar, decide fie să mărească generarea de căldură, fie să limiteze pierderile de căldură. Datorită acestui mecanism, simțim frisoane (adică contracții ale celulelor musculare care stimulează producția de căldură în mușchii scheletici) sau îngustarea vaselor subcutanate.

Alte modificări, invizibile pentru ochi, care reglează temperatura corpului, controlate tot de centrul de termoreglare sunt, de exemplu :

  • stimularea sistemului nervos simpatic și secreția de norepinefrină(accelerând, printre altele, metabolismul celulelor țesutului adipos),
  • stimularea secreției glandelor endocrine (de exemplu, eliberarea de adrenalină care accelerează metabolismul glucozei),
  • stimularea secreției de hormoni tiroidieni.

După cum se poate observa din exemplul centrului de termoreglare, controlul unui singur parametru în schimbare în corpul nostru (temperatura) este o rețea foarte complexă de interacțiuni atât ale sistemului nervos, cât și ale sistemului endocrin.

Homeostazia ca efect al comunicării eficiente

În sistemul uman, cursul corect al aproape tuturor funcțiilor depinde de comunicarea eficientă între celule și sisteme - nu numai în imediata apropiere, ci și mai departe.

O astfel de comunicare la distanță este posibilă, printre altele prin secretarea de substanțe chimice active în fluidele corpului (de exemplu, sânge sau lichid cefalorahidian). Aceasta se numește reglare umorală.

Mesagerii chimici includ hormoni care pot fi produși de glandele endocrine (cum ar fi glanda tiroidă, glanda pituitară sau glandele suprarenale), dar acționează și local (cum ar fi histamina sau prostaglandinele, care acționează în reacții alergice) sau într-un țesut dat (de exemplu, secretină sau gastrină).

Rolul cheie pe care îl joacă hormonii în menținerea homeostaziei în corpul uman poate fi ilustrat prin exemplul adrenalinei - cunoscută și sub numele de hormonul fricii, de luptă sau de zbor.

Adrenalina este produsă de medula suprarenală în răspunsul instantaneu al tuturor vertebratelor la amenințare. Cele mai importante efecte ale sale includ:

  • ritm cardiac mai rapid,
  • creștere a tensiunii arteriale,
  • bronhodilatație,
  • dilatarea pupilei,
  • stimularea sistemului nervos central,
  • creștere a glucozei din sânge (prin creșterea degradarii glicogenului în ficat).

Toate aceste reacții au ca scop punerea organismului într-o stare de „pregătire”, care pe parcursul evoluției a protejat individul de a mânca sau a motivat să scape eficient.

Feedback în menținerea homeostaziei

În organismele superioare, funcționarea unor sisteme este sub control constant de către altele. Un astfel de sistem de control complex este baza pentru menținerea homeostaziei.

Majoritatea proceselor fiziologice umane sunt reglate datorită așa-numitelor părere. Spre deosebire de controlul unidirecțional (atât nervos, cât și umoral) - unde informațiile sunt transmise într-o singură direcție între două organe, există o transmitere bidirecțională a informațiilor în sistemul de feedback.

În bucla de feedbackfeedback, acțiunea unui organ afectează stimularea altuia, iar acesta la rândul său trimite informații care inhibă activitatea primului (feedback negativ).

Feedback negativeste cel mai comun tip de reglare a parametrilor în corpul uman. Un exemplu de astfel de buclă poate fi, de exemplu, secreția de hormoni tiroidieni.

Hormonii tiroidieni (T3 și T4) - în general - cresc metabolismul și controlează funcția majorității țesuturilor. Funcționarea lor este necesară pentru buna funcționare a multor sisteme și funcții ale corpului nostru.

Activitatea glandei tiroide este la rândul ei reglată de glanda pituitară și de un alt hormon - tirotropina (TSH), care stimulează glanda tiroidă să producă hormoni. Cu o concentrație crescută de T3 și T4, concentrația de TSH scade, în timp ce cu o deficiență a acestor doi hormoni - concentrația de TSH crește. Acest tip de reglementare protejează organismul împotriva producției excesive de substanțe, acționând ca o frână naturală.

Feedback-urile pozitiveapar mult mai rar și implică accelerarea producției unui anumit produs. Un bun exemplu de astfel de mecanism la mamifere este, de exemplu, lactația.

Alăptarea sânului mamei de către copil stimulează producția de prolactină, ceea ce are ca rezultat creșterea producției de lapte.

Cu cât este mai mult lapte, cu atât copilul este mai dispus să mănânce, ceea ce crește producția de lapte. Când încetați să alăptați, nivelul de prolactină va scădea și secreția de lapte se va opri.

Care sunt efectele homeostaziei perturbate?

Exemplele descrise de reglementări fiziologice asigură nu numai buna funcționare a organelor și sistemelor interne. Menținerea homeostaziei permite organismului să se adapteze la schimbările din condițiile mediului înconjurător.

Probabil că a fost una dintre abilitățile cheie ale speciei umane care i-a asigurat un succes evolutiv fără precedent de-a lungul secolelor. Mecanismele de reglare slăbite și dăunătoare sunt cea mai frecventă cauză a multor boli umane.

Tulburări ale parametrilor, ale căror valori vor depăși anumite praguri critice stabilite, pot duce la moartea organismului. Deși fiecare dintre noi are o predispoziție individuală de a tolera anumiți factori (care rezultă, printre altele, din afecțiuni genetice), astfel de diferențe interindividuale sunt mici.

Ce poate afecta tulburările de homeostazie?

Exemple de astfel de factori includ:

  • defecte genetice,
  • defecte congenitale ale structurii organelor,
  • poluare a mediului,
  • fără exerciții,
  • dietă neadecvată,
  • stres cronic.

Deși activatnu avem nicio influență asupra condițiilor genetice sau a factorilor de mediu, dar merită să avem grijă de greutatea corporală corectă, de condiția fizică și de doza potrivită de relaxare.

Să nu uităm că corpul nostru este un fel de „sistem de vase conectate”, unde echilibrul întregului constă în buna funcționare a tuturor sistemelor individuale.

Categorie:

Boli genetice