Homeostas (från grekiska - homois - som betyder liknande, stasis - varaktighet eller tillstånd) systemets unika förmåga att upprätthålla stabiliteten i den inre miljön oavsett påverkan av yttre faktorer. Vad är homeostas? Vilka är orsakerna till homeostasstörningar?

Homeostasär inget annat än kroppens förmåga att upprätthålla en relativ inre balans. Att upprätthålla den interna stabiliteten hos vitala funktioner kräver konstant övervakning av värdena för de viktigaste systemparametrarna. Människokroppen har ungefär tusen olika kontroll- och regleringssystem - och liv och hälsa beror ofta på att de fungerar korrekt.

De viktigaste faktorerna som kan ändras och exakt kontroll inkluderar:

  • koncentration av kemikalier i kroppsvätskor (blod eller plasma)
  • osmotiskt tryck,
  • pH i kroppsvätskor,
  • blodtryck,
  • kroppsvätskevolym,
  • kroppstemperatur (hos varmblodiga organismer).

Bygga en cell och upprätthålla homeostas

Alla mänskliga system deltar i att upprätthålla korrekt homeostas. Men redan på den grundläggande nivån av cellstruktur är de väsentliga egenskaperna för att upprätthålla homeostas på global nivå helt synliga.

En av de viktigaste organellerna som behövs för att upprätthålla de korrekta parametrarna för vätskor och tryck är cellmembranet som separerar cellen från den yttre miljön. Den har den sk "Flytande mosaik", där proteiner flyter i ett dubbelt lager av fosfolipidmolekyler.

Tack vare den komplexa och polära strukturen möjliggör cellmembran selektiv transport av olika ämnen, som sker både genom diffusion - det vill säga strömmar i enlighet med lösningarnas koncentrationsgradient, men också aktivt - genom proteiner.

Tack vare speciella receptorproteiner på membranens yta är det i sin tur möjligt att ta emot information utifrån. Mottagningen av signalen utlöser en serie kort- och långtidsreaktioner, vars syfte är:

  • aktivering eller deaktivering av enzymer,
  • stimulering eller försvagning av cellulär metabolism,
  • uttryck av gener i cellkärnan (innehåller den genetiska information som behövs för syntesnya proteiner som modifierar cellmetabolism).

För att celler och hela system ska förbli energimässigt oberoende måste mitokondrierna ständigt arbeta.

Dessa små organeller fungerar som små energif.webpabriker i cellen. Tack vare mitokondriernas speciella, kamformade inre struktur är det möjligt att genomföra ett antal processer som utgör s.k. intracellulär andning

I denna process är det möjligt att producera energi från näringsämnen (inklusive glukos). Det lagras i ATP, som är den universella energibäraren i cellen och används i hundratals andra reaktioner. Denna process kan ändras beroende på närvaron av syre.

Under intensiv träning börjar våra muskler sakna essentiellt syre - det är därför mitokondrierna "växlar" till anaerob andning, där mjölksyra bildas som en biprodukt

Det är denna mekanism som är ansvarig för bildandet av smärtsam ömhet. Trots tillfälligt ogynnsamma förhållanden kan kroppen fortfarande utföra arbete och svara på stimuli.

Hjärna och homeostas

Det huvudsakliga centret som styr alla processer i kroppen är förstås hjärnan - och mer specifikt nervcentra i det centrala nervsystemet (CNS), som tar emot information från hela kroppens receptorer.

Informationen som tas emot bearbetas huvudsakligen i den del av hjärnan som kallas hypotalamus. Svaret på en specifik stimulans förs vidare genom det autonoma nervsystemet (dvs systemet som leder nervimpulser till inre organ) och genom de endokrina körtlarna.

Kemiska sändare som frigörs från nervändar (fungerar som sändare) spelar också en viktig roll i kommunikation och reglering av inre balans.

En av varmblodiga organismers viktigaste evolutionära prestationer var oberoende från farliga temperaturförändringar i den bebodda miljön. Det blev möjligt tack vare utvecklingen av hjärnan och bildandet av ett termoregleringscentrum beläget i hypotalamus.

Detta medium fungerar som en känslig termostat som vid behov bestämmer antingen för att öka värmegenereringen eller för att begränsa värmeförlusten. Det är tack vare denna mekanism som vi känner frossa (d.v.s. muskelcellssammandragningar som stimulerar värmeproduktion i skelettmuskler) eller förträngning av de subkutana kärlen.

Andra, osynliga för ögat förändringar som reglerar kroppstemperaturen, som också kontrolleras av termoregleringscentralen är till exempel:

  • stimulering av det sympatiska nervsystemet och utsöndring av noradrenalin(accelererar bland annat metabolismen av fettvävnadsceller),
  • stimulering av utsöndringen av endokrina körtlar (t.ex. frisättning av adrenalin som påskyndar glukosmetabolismen),
  • stimulering av utsöndringen av sköldkörtelhormoner

Som framgår av exemplet med termoregleringscentret är kontrollen av bara en föränderlig parameter i vår kropp (temperatur) ett mycket komplext nätverk av interaktioner mellan både nervsystemet och endokrina systemen.

Homeostas som en effekt av effektiv kommunikation

I det mänskliga systemet beror det korrekta förloppet av nästan alla funktioner på effektiv kommunikation mellan celler och system - inte bara i omedelbar närhet, utan även längre bort.

Sådan fjärrkommunikation är möjlig, bland annat genom att utsöndra aktiva kemikalier i kroppsvätskor (t.ex. blod eller cerebrospinalvätska). Det här kallas humoral reglering.

Kemiska budbärare inkluderar hormoner som kan produceras av de endokrina körtlarna (som sköldkörteln, hypofysen eller binjurarna), men som också verkar lok alt (som histamin eller prostaglandiner, som verkar vid allergiska reaktioner) eller inom en given vävnad (t.ex. sekretin eller gastrin).

Den nyckelroll som hormoner spelar för att upprätthålla homeostas i människokroppen kan illustreras med exemplet med adrenalin - även känt som rädsla, kamp eller flykt-hormon.

Adrenalin produceras av binjuremärgen i alla ryggradsdjurs omedelbara svar på hotet. Dess viktigaste effekter inkluderar:

  • snabbare puls,
  • ökning av blodtrycket,
  • bronkodilation,
  • pupillutvidgning,
  • stimulering av det centrala nervsystemet,
  • ökning av blodsocker (genom att öka nedbrytningen av glykogen i levern).

Alla dessa reaktioner syftar till att försätta kroppen i ett tillstånd av "beredskap", som under evolutionens gång skyddade individen från att äta eller motiverade att fly effektivt.

Feedback för att upprätthålla homeostas

I högre organismer är funktionen hos vissa system under konstant kontroll av andra. Ett sådant komplext styrsystem är grunden för att upprätthålla homeostas.

De flesta av de mänskliga fysiologiska processerna regleras tack vare den så kallade respons. Till skillnad från enkelriktad kontroll (både nervös och humoral) - där information överförs i endast en riktning mellan två organ, sker en tvåvägsöverföring av information i återkopplingssystemet.

I återkopplingsslinganfeedback, påverkar ett organs verkan stimuleringen av ett annat, och detta skickar i sin tur information som hämmar det förstas aktivitet (negativ feedback).

Negativ feedbackär den vanligaste typen av parameterreglering i människokroppen. Ett exempel på en sådan slinga kan till exempel vara utsöndring av sköldkörtelhormoner

Sköldkörtelhormoner (T3 och T4) - i allmänhet - ökar ämnesomsättningen och kontrollerar funktionen hos de flesta vävnader. Deras funktion är nödvändig för att många system och funktioner i vår kropp ska fungera korrekt.

Sköldkörtelns arbete regleras i sin tur av hypofysen och ett annat hormon - tyreotropin (TSH), som stimulerar sköldkörteln att producera hormoner. Med en ökad koncentration av T3 och T4 minskar koncentrationen av TSH, medan med en brist på dessa två hormoner - koncentrationen av TSH ökar. Denna typ av reglering skyddar kroppen mot överdriven produktion av ämnen, som fungerar som en naturlig broms.

Positiva återkopplingarförekommer mycket mer sällan och involverar att påskynda produktionen av en specifik produkt. Ett bra exempel på en sådan mekanism hos däggdjur är t.ex. laktation.

Att di mammans bröst av barnet stimulerar produktionen av prolaktin, vilket resulterar i ökad mjölkproduktion

Ju mer mjölk det finns, desto mer villig är barnet att äta, vilket ökar produktionen av mjölk. När du slutar amma kommer dina prolaktinnivåer att minska och mjölkutsöndringen upphör.

Vilka är effekterna av störd homeostas?

De beskrivna exemplen på fysiologiska regleringar säkerställer inte bara att organ och inre system fungerar korrekt. Att upprätthålla homeostas gör det möjligt för kroppen att anpassa sig till förändringar i förhållandena i den omgivande miljön.

Det var förmodligen en av de viktigaste förmågorna hos den mänskliga arten som har gett den oöverträffad evolutionär framgång genom århundradena. Vacklande och skadliga regleringsmekanismer är den vanligaste orsaken till många mänskliga sjukdomar.

Störningar i parametrar, vars värden kommer att överskrida vissa fastställda kritiska trösklar, kan leda till att organismen dör. Även om var och en av oss har en individuell predisposition att tolerera vissa faktorer (som bland annat beror på genetiska tillstånd), är sådana interindividuella skillnader små.

Vad kan påverka homeostasstörningar?

Exempel på sådana faktorer inkluderar:

  • genetiska defekter,
  • medfödda defekter i organens struktur,
  • miljöföroreningar,
  • ingen träning,
  • olämplig kost,
  • kronisk stress.

Fast påvi har inget inflytande på genetiska förhållanden eller miljöfaktorer, men det är värt att ta hand om rätt kroppsvikt, fysisk kondition och rätt dos av avslappning.

Låt oss inte glömma att vår kropp är ett slags "anslutet kärlsystem", där balansen i helheten består av att alla individuella system fungerar korrekt.

Kategori:

Genetiska sjukdomar