Характеристики, функции, примери и механизми за поддържане на хомеостазата

Хомеостаза - всеки саморегулиращ се процес, с който биологичните системи се втурват да поддържат вътрешна стабилност, адаптиране към оптималните условия за оцеляване. Ако хомеостазата е успешна, тогава животът продължава- в противен случай ще има бедствие или смърт. Постигнатата стабилност всъщност е динамично равновесие, при което се появяват непрекъснати промени, но преобладават сравнително хомогенни условия.

Характеристики и роля на хомеостазата

Всяка система в динамично равновесие иска да постигне стабилно състояние, баланс, който се противопоставя на външните промени. Kogdа -stakasstema nарушена. Този процес е един от елементите на контрола на обратната връзка. Примери за хомеостатична регулация са всички процеси на интегриране и координация на функциите, медиирани от електрически вериги и нервни или хормонални системи.

Друг пример за хомеостатична регулация в механичната система е действието на регулатор на стайна температура или термостат. Сърцето на термостата е биметална лента, която отговаря на температурните промени, завършването или нарушаването на електрическата верига. Когато стаята се охлади, веригата завършва и отоплението се включва и температурата се повишава. На дадено ниво веригата е прекъсната, пещта спира и температурата спада.

Биологичните системи с голяма сложност обаче имат регулатори, които са трудни за сравнение с механичните устройства.

Както бе отбелязано по -рано, терминът хомеостаза се отнася до поддържането на вътрешната среда на тялото в тесни и плътно контролирани граници. Основните функции, важни за поддържането на хомеостазата, са балансът на течността и електролита, регулирането на киселинната среда, терморегулацията и метаболитния контрол.

Контролната телесна температура при хората се счита за отличен пример за хомеостаза в биологичната система. Нормалната телесна температура на човешкото тяло е около 37 ° C, но различни фактори могат да повлияят на този индикатор, включително хормони, скоростта на метаболизма и заболяването, което води до прекомерно високи или ниски температури. Регулирането на телесната температура се контролира от областта на мозъка, наречен хипоталамус.

Обратната връзка за телесната температура се прехвърля през кръвта в мозъка и води до компенсаторни корекции в дихателната честота, скоростта на кръвната захар и метаболизма. Загубата на топлина при хората се осигурява от намаляване на активността, механизмите за изпотяване и пренос на топлина, които позволяват на повече кръв да циркулира близо до повърхността на кожата.

Намаляването на загубата на топлина се извършва поради изолиране, намаляване на циркулацията върху кожата и културните промени, като използването на дрехи, жилища и източници на топлина от трета страна. Диапазонът между високите и ниските нива на телесната температура е хомеостатичното плато - „нормален“ диапазон, който поддържа живота. Когато се приближи до която и да е от двете крайности, коригиращият ефект (чрез отрицателна обратна връзка) връща системата в нормалния диапазон.

Концепцията за хомеостазата се прилага и при условията на околната среда. За първи път предложена от американския еколог Робърт Макантур през 1955 г., идеята, че хомеостазата в екосистемите е продукт на комбинация от биоразнообразие и голям брой взаимодействия между околната среда, които възникват между типовете типове.

Подобно предположение се счита за концепция, която би могла да помогне за обяснение на стабилността на екологичната система, тоест неговото запазване като определен тип екосистема във времето. Оттогава концепцията се промени донякъде и се включи в неодушевения компонент на екосистемата. Този термин е използван от много еколози за описване на реципрочност, която се случва между живи и неодушевени компоненти на екосистемата за поддържане на статуквото.

Gay hypothesis is a model of the Earth proposed by the English scientist James Lavlock, which considers various living and inanimate components, as components of a larger system or a single organism, making the assumption that the collective efforts of individual organisms contribute to homeostasis at the Планетарно ниво.

Клетъчна хомеостаза

Клетките зависят от тялото на тялото, за да поддържат правилно жизнеспособността и функционирането. HomeoStasis поддържа средата на тялото под контрол и запазва благоприятни условия за клетъчни процеси. Без правилни телесни условия определени процеси (например осмоза) и протеини (например ензими) няма да функционират правилно.

Защо хомеостазата е важна за клетките? Живите клетки зависят от движението на химикали около тях. Химикалите, като кислород, въглероден диоксид и разтворена храна, трябва да бъдат транспортирани до клетки и от тях. Това се осъществява от процесите на дифузия и осмоза, в зависимост от баланса на водата и солта в тялото, които се поддържат от хомеостаза.

Клетките зависят от ензимите, за да ускорят много химични реакции, които поддържат жизненоважната активност и функционалността на клетките. Тези ензими работят най -добре при определени температури и следователно отново хомеостазата е жизненоважна за клетките, тъй като поддържа постоянна телесна температура.

Примери и механизми на хомеостаза

Ето някои основни примери за хомеостаза в човешкото тяло, както и механизмите, които ги подкрепят:

Телесна температура

Най -често срещаният пример за хомеостаза при хората е да се регулира телесната температура. Нормалната телесна температура, както написахме по -горе, е 37 ° C. Температурата над или под нормалните индикатори може да причини сериозни усложнения.

Мускулната недостатъчност възниква при температура 28 ° C. При 33 ° C настъпва загуба на съзнание. При температура 42 ° C централната нервна система започва да се срива. Смъртта настъпва при температура 44 ° C. Тялото контролира температурата чрез развитие или освобождаване на излишна топлина.

Концентрация на глюкоза

Концентрацията на глюкоза се отнася до количеството глюкоза (кръвна захар), присъстващо в кръвта. Тялото използва глюкозата като източник на енергия, но неговият излишък или недостатък може да причини сериозни усложнения. Някои хормони регулират концентрацията на глюкоза в кръвта. Инсулинът намалява концентрацията на глюкоза, докато кортизолът, глюкагонът и катехоламините се увеличават.

Нива на калций

Костите и зъбите съдържат приблизително 99% от калция в тялото, докато останалите 1% циркулират в кръвта. Твърде много или недостатъчно съдържание на калция в кръвта има отрицателни последици. Ако нивото на калций в кръвта намалява твърде много, паращиреоидните жлези активират своите рецептори, чувствителни към калций и освобождават паратиреоиден хормон.

PTG сигнализира костите от него с необходимостта от освобождаване на калций, за да се увеличи концентрацията му в кръвта. Ако нивото на калция се увеличи твърде много, щитовидната жлеза отделя калцитонин и фиксира излишък от калций в костите, като по този начин намалява количеството калций в кръвта.

Обемът на течността

Тялото трябва да поддържа постоянна вътрешна среда, което означава, че трябва да регулира загубата или попълването на течността. Хормоните помагат да се регулира този баланс, причинявайки екскреция или задържане на течност. Ако тялото няма достатъчно течност, антидиуретичният хормон сигнализира за бъбреците за запазването на течността и намалява освобождаването на урината. Ако тялото съдържа твърде много течности, то потиска алдостерон и сигнализира за освобождаването на повече урина.