Гомеостаз

Термін Гомеостаз походить від грецької мови і означає рівність. Він описує процес, який служить для підтримки балансу в динамічних системах. Внутрішня середовище підтримується в організмі людини через гомеостаз. Прикладами гомеостатичних процесів є терморегуляція або регуляція рівня цукру в крові.

Що таке гомеостаз?

Всі регуляторні процеси в організмі прагнуть до рівноваги. Стани рівноваги є основою для багатьох функцій органів і життєздатності всього організму. Гомеостаз в організмі підтримується за допомогою таких механізмів, як контрольні петлі або надмірності. Ці механізми дають організму здатність саморегулюватись.

Метою гомеостазу може бути підтримка рівноваги всередині однієї клітини, всередині групи клітин, органу або всього організму. Процеси обслуговування можуть стосуватися анатомічних структур, хімічних або фізичних процесів або навіть математичних умов, таких як кількість клітин у певній структурі.

Функція та завдання

У багатьох випадках гомеостаз підтримується через регуляторні системи з негативними відгуками. Спочатку визначається цільове значення. Це значення, яке гарантує оптимальні умови для безпеки, виживання та добробуту. Датчик, наприклад гіпофіз або гіпоталамус, порівнює поточне значення з цільовим значенням. Якщо виявлено розбіжність між цільовим значенням і фактичним значенням, починається процес регулювання. Зазвичай це закінчується лише тоді, коли невідповідність між двома значеннями зникла.

Прикладом такої системи негативного зворотного зв'язку є терморегуляція. Цільове значення температури тіла зазвичай становить від 36,5 до 37 ° C. Поточна температура тіла реєструється так званими терморецепторами, які розташовані в гіпоталамусі в мозку. У разі відхилень від бажаної температури гіпоталамус може ініціювати заходи, які приводять температуру в потрібний напрямок. Це може призвести до зміни судин, викликати пітливість або тремор. Гіпоталамус також може спонукати людей одягатися тепліше або холодніше, або переходити від сонця до тіні.

Подібні процеси гомеостазу існують для численних функцій організму. Якщо цукор у крові падає, почуття голоду настає порівняно швидко; якщо вміст солі в крові занадто високий, люди відчувають спрагу.

Регуляція сну також ґрунтується на гомеостатичному процесі. Тривалість та інтенсивність сну регулюються, з одного боку, циркадним ритмом, а з іншого - гомеостатичним тиском сну. Певною мірою циркадний ритм відображає внутрішній годинник. Це гарантує, що ми втомилися приблизно в один і той же час щодня. Гомеостатичний тиск сну, з іншого боку, залежить від попереднього неспання. Чим довша і напружена фаза неспання, тим вище гомеостатичний тиск сну.

Одним з найважливіших гомеостазів в організмі людини є гомеостаз мозку. Так що середовище в мозку завжди тримається в рівновазі, існує бар’єр між кровообігом і центральною нервовою системою. Це відомо як гематоенцефалічний бар'єр. Гематоенцефалічний бар'єр захищає мозок від патогенів, гормонів і токсинів. Ви не можете пройти цей фільтр. Інші речовини, такі як поживні речовини, можуть перетнути гематоенцефалічний бар'єр. Це підтримує гомеостаз у мозку.

Хвороби та недуги

Розлади гомеостазу призводять до функціональних порушень в окремих органах або навіть у всьому організмі. Багато порушень гомеостазу беруть початок у гіпоталамусі. Якщо тут виникають центральні порушення, температура тіла може бути постійно низькою або занадто високою. Фази лихоманки часто чергуються з періодами переохолодження. Наприклад, постраждалі замерзають вдень і стільки потіють вночі, що їм доводиться кілька разів міняти постільну білизну та постільну білизну.

Ожиріння та порушення харчування також часто викликані порушенням гомеостазу. Дослідники підозрюють, що багато дієт негативно впливають на систему регулювання ситості та голоду до тих пір, поки нормальне регулювання вже не стане можливим.

Порушений гомеостаз сну викликає безсоння та утруднення засинання.Зокрема, алкоголь, як видається, відіграє важливу роль при порушеннях гомеостазу сну. Алкоголь підвищує гомеостатичний тиск сну, тобто збільшується потреба у сні. Це змінює період сну, і сон не такий міцний, як зазвичай. Алкоголь, порушуючи гомеостатичний тиск, знижує якість сну.

Гомеостаз цукру в крові має важливе значення для виживання. Гіпоглікемія призводить до зниження працездатності мозку, судом, потовиділення і, в крайньому випадку, до шоку. З іншого боку, гіпоглікемія проявляється через сильну спрагу, глибше дихання та згодом втрату свідомості.

Порушення гомеостазу цукру в крові також може призвести до порушення регуляції значення рН крові. Референтний діапазон значення рН у людини становить від 7,35 до 7,45. Поза цими значеннями порушується гомеостаз. Більш низьке значення рН називається ацидозом, а більш високе значення рН - алкалозом. Гомеостаз pH підтримується через нирки та легені. Якщо зараз накопичуються певні продукти метаболізму або обмежується екскреція нирок та легенів, це може призвести до надкислого або підвищеного значення рН.

Імовірно, порушення гомеостазу є причиною хвороби Паркінсона. Порушення гомеостазу іонізованого кальцію, здається, має негативний вплив на вироблення дофаміну. При хворобі Паркінсона через дефіцит дофаміну виникають характерні такі симптоми, як м’язова ригідність, м’язовий тремор або постуральна нестабільність.

Якщо гомеостаз мозку не може бути збережений через порушення гематоенцефалічного бар'єру, розвиваються такі захворювання, як менінгіт (запалення оболонок мозку) або енцефаліт (запалення мозку). Алкоголь, нікотин та електромагнітні хвилі впливають на гематоенцефалічний бар’єр та підвищують сприйнятливість до неврологічних захворювань.