• Без рубрики
  • 0

Гомеостаз — это… понятие, виды и свойства гомеостаза

Примеры гомеостаза

Гомеостаз является регуляторной процедурой. В организме человека гомеостатические процессы регулируют:

  • Соотношения воды и минералов
  • Температура тела
  • Химические уровни

Формирование камня в почках

Витамины и минералы обеспечивают наш организм питательными веществами, необходимыми для процветания. В то время как наш толстый кишечник и слюнные железы поглощает большинство этих питательных веществ, избыточное количество покидает наш организм через пот и мочеиспускание.

Конечно, минералы различаются по размеру. Кальций, фосфор и натрий считаются веществами, способствующими образованию камней, поскольку они образуют кристаллы в мочевых путях, которые проходят через мочевой пузырь. Технически, у большинства людей всегда есть камни в почках; не все они болезненны.

Вот тут и наступает гомеостаз. В гомеостатических условиях наши камни в почках (или кристаллы, с технической точки зрения) настолько малы, что мы мочимся без малейшей мысли. С другой стороны, переизбыток каменно-стимулирующих соединений или недостаток жидкости в мочеиспускательная система может заставить кристаллы накапливаться и соединяться в мочевых путях, образуя камень. Эти камни, хотя и мучительно болезненные, обычно проходят естественным путем. Иногда, однако, из-за местоположения или размера, они требуют хирургического вмешательства.

Запуск лихорадки

Вы подвергаетесь воздействию более миллиона микробов и бактерии ячеек в день – больше, если вы работаете в школе, сарае, кабинете врача или в другой зоне с высоким уровнем контакта. К счастью, иммунная система человека – лимфа узлы, ферменты, Т-клетки и В-клетки – защищают ваш организм от болезней, которые могут вызывать эти организмы.

Но некоторые микробы жестче, чем остальные. Будь то легкая, как обычная простуда или тяжелая, как туберкулез, некоторые штаммы или разновидности болезней преодолеют вашу первую линию защиты и сделают вас их хозяином.

Микроскопические инвазии определенно нарушают гомеостаз, достаточно часто, чтобы организм точно знал, как восстановить нормальные условия. Гипоталамус повышает температуру тела, делая ваши внутренности как нежелательными, так и необитаемыми для любых незваных гостей. Кроме того, ваша иммунная система записывает эти заболевания в своей «памяти», что затрудняет вам обнаружение одной и той же ошибки дважды.

Производство инсулина в ответ на высокий уровень сахара в крови

В гомеостатических условиях наши тела сохраняют кровь сахар в узком диапазоне – от 70 до 100 мг / дл, если быть точным. Однако это тонкий баланс. Наш вес, диета, возраст и уровень активности могут легко вывести нас из этих нормальных уровней.

Из перечисленных выше факторов, влияющих на уровень глюкозы в крови, наибольшую роль играет диета. Будь то старый или молодой, с недостаточным или избыточным весом, диабетик или не диабетик, мы используем пищу для контроля уровня глюкозы в крови. Мы обычно признаем его способность поднимать уровни, но даже это преимущество может быть зашло слишком далеко.

Особенно после рассвета обработанных продуктов наши диеты становятся все более сладкими. В то время как мы потребляли сложные сахара – например, те, которые поступают из фруктов и злаков – на протяжении веков простые сахара – такие, как в конфетах и ​​хлопьях, – поражали наши системы только несколько десятилетий назад.

Простые сахара быстро достигают нашего кровотока и поэтому могут вызвать повышение уровня глюкозы в крови всего за полчаса. Чтобы сбалансировать уровень сахара в крови и поддерживать гомеостаз, наша поджелудочная железа вырабатывает инсулин, гормон который преобразует глюкозу в энергию или сохраняет ее для будущего использования. Люди с диабетом, состоянием, характеризующимся хроническим повышенным уровнем сахара в крови, вводят инсулин после еды, чтобы поддерживать такое же состояние гомеостаза.

  • осморегуляция – Также называемый экскреция – поддержание организмом внутреннего баланса между водой и растворенными минералами независимо от условий окружающей среды.
  • Терморегуляция – Поддержание оптимальной внутренней температуры.
  • обмен глюкозы – Регулирование уровня сахара в крови.
  • фильтрование – Массовое движение воды и растворенных веществ в почку, где они перерабатываются в мочу.

См. также

Wikimedia Foundation
.
2010
.

Синонимы

Смотреть что такое «Гомеостаз» в других словарях:

Гомеостаз … Орфографический словарь-справочник

гомеостаз
— Общий принцип саморегулирования живых организмов

Перлз настоятельно указывает на важность этого понятия в своей работе The Gestalt Approach and Eye Witness to Therapy. Краткий толковый психолого психиатрический словарь

Под ред. igisheva. 2008 … Большая психологическая энциклопедия

Гомеостазис (от греч. подобный, одинаковый и состояние), свойство организма поддерживать свои параметры и физиоло гич. функции в определ. диапазоне, основанное на устойчивости внутр. среды организма по отношению к возмущающим воздействиям … Философская энциклопедия

— (от греч. homoios тот же самый, похожий и греч. stasis неподвижность, стояние), гомеостазис, способность организма или системы организмов поддерживать устойчивое (динамическое) равновесие в изменяющихся условиях среды. Гомеостаз в популяции… … Экологический словарь

Гомеостазис (от гомео… и греч. stasis неподвижность, состояние), способность биол. систем противостоять изменениям и сохранять динамич. относит, постоянство состава и свойств. Термин «Г.» предложил У. Кен нон в 1929 для характеристики состояний … Биологический энциклопедический словарь

— (от гомео… и греч. stasis неподвижность состояние), относительное динамическое постоянство состава и свойств внутренней среды и устойчивость основных физиологических функций организма. Понятие гомеостаз применяют и к биоценозам (сохранение… … Большой Энциклопедический словарь

— (от греч. homoios подобный и stasis неподвижность) процесс, за счет которого достигается относительное постоянство внутренней среды организма (постоянство температуры тела, кровяного давления, концентрации сахара в крови). В качестве отдельного… … Психологический словарь

Экологический гомеостаз

Экологический гомеостаз наблюдается в климаксовых сообществах с максимально возможным биоразнообразием при благоприятных условиях среды.

В нарушенных экосистемах, или субклимаксовых биологических сообществах — как, например, остров Кракатау, после сильного извержения вулкана в  — состояние гомеостаза предыдущей лесной климаксовой экосистемы было уничтожено, как и вся жизнь на этом острове. Кракатау за годы после извержения прошёл цепь экологических изменений, в которых новые виды растений и животных сменяли друг друга, что привело к биологической вариативности и в результате климаксовому сообществу. Экологическая сукцессия на Кракатау осуществилась за несколько этапов. Полная цепь сукцессий, приведшая к климаксу, называется присерией. В примере с Кракатау на этом острове образовалось климаксовое сообщество с восемью тысячами различных видов, зарегистрированных в , спустя сто лет с того времени, как извержение уничтожило на нём жизнь. Данные подтверждают, что положение сохраняется в гомеостазе в течение некоторого времени, при этом появление новых видов очень быстро приводит к быстрому исчезновению старых.

Случай с Кракатау и другими нарушенными или нетронутыми экосистемами показывает, что первоначальная колонизация пионерными видами осуществляется через стратегии воспроизведения, основанные на положительной обратной связи, при которых виды расселяются, производя на свет как можно больше потомства, но при этом практически не вкладываясь в успех каждого отдельного. В таких видах наблюдается стремительное развитие и столь же стремительный крах (например, через эпидемию). Когда экосистема приближается к климаксу, такие виды заменяются более сложными климаксовыми видами, которые через отрицательную обратную связь адаптируются к специфическим условиям окружающей их среды. Эти виды тщательно контролируются потенциальной ёмкостью экосистемы и следуют иной стратегии — произведению на свет меньшего потомства, в репродуктивный успех которого в условиях микросреды его специфической экологической ниши вкладывается больше энергии.

Развитие начинается с пионер-сообщества и заканчивается на климаксовом сообществе. Это климаксовое сообщество образуется, когда флора и фауна пришла в баланс с местной средой.

Подобные экосистемы формируют гетерархии, в которых гомеостаз на одном уровне способствует гомеостатическим процессам на другом комплексном уровне. К примеру, потеря листьев у зрелого тропического дерева даёт место для новой поросли и обогащает почву. В равной степени тропическое дерево уменьшает доступ света на низшие уровни и помогает предотвратить инвазию других видов. Но и деревья падают на землю и развитие леса зависит от постоянной смены деревьев, круговорота питательных веществ, осуществляемого бактериями, насекомыми, грибами. Схожим образом такие леса способствуют экологическим процессам — таким, как регуляция микроклиматов или гидрологических циклов экосистемы, а несколько разных экосистем могут взаимодействовать для поддержания гомеостаза речного дренажа в рамках биологического региона. Вариативность биорегионов так же играет роль в гомеостатической стабильности биологического региона, или биома.

Т. Торнтон описывает способ, каким морские звезды и офиуры оберегают немногочисленную популяцию пластиножаберных моллюсков, спасая себя от голодной смерти. Моллюски являются их основной пищей, но их личинки настолько малы, что морские звезды могли бы без труда уничтожить популяцию. Но в это время у них начинается период голодания, длящийся от 1 до 2 месяцев — пока они не вырастут на 2-3 порядка, после чего у них «включается» аппетит.

Клиника, симптомы нарушений гомеостаза

Клинические проявления патологии очень разнообразны в зависимости от звена, в котором произошло нарушение, продолжительности его существования, степени выраженности.

  • При нарушении в одном из звеньев терморегуляции у человека наблюдается повышение или понижение температуры тела. Для её нормализации под руководством гипоталамуса происходит изменение теплопродукции, потоотделения, увеличивается или уменьшается периферический кровоток.
  • При патологии углеводного обмена, повышении уровня глюкозы в крови страдает нервная система, сосуды, обеспечивающие микроциркуляцию во всех органах, органы чувств, почки. Содержание сахара в крови приводится в норму под воздействием гормонов. Инсулин, вырабатываемый в поджелудочной железе, снижает концентрацию глюкозы, катехоламины, глюкагон, кортизол увеличивают. Гармоничная выработка этих гормонов обеспечивает необходимую концентрацию сахара.
  • Изменение содержания в крови кальция приводит к появлению патологии костной системы, зубов, судорогам. При недостаточной концентрации ионов кальция включаются паращитовидные железы, выделяют паратиреоидный гормон, который способствует высвобождению кальция из депо в костях. Избыток ионов влечёт выработку кальцитонина щитовидной железой и фиксацию избытка кальция в костях.
  • Избыток или недостаток объёма жидкости в организме приводит к отёкам, нарушению сердечной деятельности, сбою в работе почек. Количество жидкости в организме регулируется альдостероном, который способствует выведению лишней воды, и антидиуретическим гормоном, который уменьшает мочевыделение.

Функции гомеостаза

Для того чтобы правильно понимать функции и свойства гомеостаза, лучше всего рассматривать его действие на конкретных примерах.

Так, например, при занятиях спортом человеческое дыхание и пульс учащаются, что говорит о стремлении организма сохранить внутреннее равновесие при измененных окружающих условиях.

При переезде в страну с климатом, значительно отличающимся от привычного, какое-то время можно испытывать недомогание. В зависимости от общего здоровья человека, механизмы гомеостаза позволяют адаптироваться в новых условиях жизни. У кого-то акклиматизация не чувствуется и внутренний баланс оперативно подстраивается, кому-то приходится немного подождать, прежде чем организм настроит свои показатели.

В условиях повышенной температуры человеку становится жарко и начинается потоотделение. Такое явление считается прямым доказательством функционирования механизмов саморегуляции.

Во многом работа основных гомеостатических функций зависит от наследственности, генетического материала, переданного от старшего поколения семьи.

Опираясь на приведенные примеры, четко можно проследить основные функции:

  • Энергетическая.
  • Адаптационная.
  • Репродуктивная.

Важно обратить внимание на то, что в старости, а также в младенческом возрасте стабильная работа гомеостаза требует особенного внимания, из-за того, что реакция основных систем регуляции в эти периоды жизни замедленна

Гомеостаз — это способность открытой системы (обменивающейся с внешним миром веществом и энергией) сохранять динамическую стабильность с помощью организованных восстановительных реакций.

Именно явление гомеостаза лежит в основе жизни, как противоречие одному из основных законов вселенной – энтропии, закону необратимого рассеивания энергии.

Обмениваясь с окружающей средой энергией и веществом, любая система стремится к распаду как к конечному результату этого обмена. Гомеостаз – явление борьбы системы за свое самосохранения против внешнего хаоса, путем действий, компенсирующих утрату внутреннего порядка.

Свойства гомеостаза

Нестабильность системы – система не статична, она как бы ищет различные варианты адаптации.

Стремление к равновесию – вся организация системы способствует сохранению ее баланса.

Отсутствие жесткой предсказуемости – результат любого действия может отличаться от планированного, что учитывается в системе.

Примеры гомеостаза в природе

Осморегуляция – регуляция количества нутриентов и воды в организме с помощью почек.

Выделение — удаление отходов обмена веществ экзокринными органами — почками, лёгкими, желудочно-кишечным трактом и потовыми железами.

Регуляция температуры тела. Понижение температуры через потоотделение, терморегулирующие реакции.

Регуляция уровня глюкозы в крови печенью, инсулином и глюкагоном поджелудочной железы.

Биоценоз – саморегуляция численности хищников и травоядных в экосистеме, совершающаяся в виде взаимосвязи между их количествами.

Механизмы гомеостаза. Понятие обратной связи

Система реагирует на изменения в переменных двумя основными типами реакций — отрицательная и положительная обратные связи.

1. Отрицательная обратная связь — реакция, при которой система стремится изменить направление изменения на противоположное.

Примеры:

— усиление активности легких при превышении концентрации углекислого газа в организме, с целью увеличения уровня кислорода.

— терморегуляция: при повышении или понижении температуры тела соотвующее понижение температуры организмом или повышение.

2. Положительная обратная связь — усиление изменения переменной, оказывающее дестабилизирующий эффект и не приводящее к гомеостазу. Хотя такая положительная обратная связь реже встречается в системах, она также имеет своё применение.

Примеры:

— пороговый электрический потенциал в нервной системе вызывает генерацию еще большего потенциала действия. На этом феномене основано явление рефлексов и в целом большая часть функционирования нервной системы.

— свёртывание крови и др.

Устойчивым системам необходимо сочетать комбинации обоих типов обратной связи. Если отрицательная обратная связь позволяет вернуться к гомеостатическому состоянию равновесия, положительная обратная связь используется для того, чтобы перейти к новому состоянию, без чего порой невозможно сохранение жизни.

Такая ситуация носит название «метастабильность» — состояние, при котором система, хотя и сохраняет равновесие, но может в любой момент его утратить и перейти в новое состояние.

Основные виды гомеостаза

Определение гомеостаза характеризует не только правильную работу систем одного организма, но и может относиться к целым популяциям. В зависимости от этого различают виды гомеостаза, описываемые далее.

Экологический гомеостаз

Такой вид присутствует в обеспеченном необходимыми условиями жизни сообществе. Оно зарождается путём действия механизма положительной обратной связи, когда начинающие населять какую-либо экосистему организмы быстро размножаются, увеличивая тем самым свою численность. Но такое стремительное заселение может привести к ещё более быстрому уничтожению нового вида в случае эпидемии или изменения условий на менее благоприятные. Поэтому организмам нужно адаптироваться и стабилизироваться, что происходит благодаря отрицательной обратной связи. Таким образом количество жителей уменьшается, но они становятся более приспособленными.

Биологический гомеостаз

Такой вид как раз характерен для отдельных особей, чей организм стремится к поддержанию внутреннего равновесия, в частности, путём регулирования состава и количества крови, межклеточного вещества и других жидкостей, необходимых для нормальной работы организма. При этом не всегда гомеостаз обязывает к сохранению параметров постоянными, иногда он достигается путём приспособления и адаптации организма к изменившимся условиям. По причине такого различия организмы делят на два вида:

  • конформационные — это те, кто стремятся к сохранению значений (например, теплокровные животные, температура тела которых должна быть более или менее постоянной),
  • регуляторные, которые приспосабливаются (холоднокровные, имеющие различную температуру в зависимости от условий).

При этом гомеостаз каждого из организмов направлен на то, чтобы компенсировать затраты. Если теплокровные животные не меняют образ жизни при понижении температуры окружающей среды, то холоднокровные становятся вялыми и пассивными, чтобы не тратить энергию.

Кроме того, в биологический гомеостаз входят следующие подвиды:

  • клеточный гомеостаз направлен на изменение структуры цитоплазмы и активности ферментов, а также регенерацию тканей и органов,
  • гомеостаз в организме обеспечивается путём регулирования показателей температуры, концентрации необходимых для жизни веществ, выведения отходов.

Другие виды

Помимо использования в биологии и медицине, этот термин нашёл применение и в других сферах.

  • В страховых компаниях существует понятие рискового гомеостаза, при которых люди, застрахованные от несчастных случаев, более расслаблены, чем те, кто этого не сделал. Таким образом вторые более осторожны в своих действиях, и в меньшей степени попадают в ситуации, в которых могут оказаться более склонные к риску первые.
  • В психологии применяется определение стрессового гомеостаза. Казалось бы, все стараются избегать стресса и конфликтных ситуаций, даже принимают специальные препараты, чтобы уменьшить его уровень в повседневной жизни. Но согласно понятию гомеостаза в социологии и психологии человек искусственно может вызвать опасную ситуацию, чтобы находиться на привычном уровне беспокойства.

Применение в биологии

Этот термин употребляется не только в отношении живых существ. Его используют в разных сферах. Чтобы лучше понять, что такое гомеостаз, нужно выяснить, какой смысл в него вкладывают биологи, поскольку именно в этой области его употребляют чаще всего.

Эта наука приписывает данное свойство всем существам без исключения, независимо от их устройства. Оно характерно одноклеточным и многоклеточным. У одноклеточных проявляется в сохранении постоянства внутренней среды.

У организмов с более сложным строением эта особенность касается отдельных клеток, тканей, органов и систем. Среди параметров, которые должны быть постоянными, можно назвать температуру тела, состав крови, содержание ферментов.

В биологии гомеостаз это не только сохранение постоянства, но и способность организма приспосабливаться к меняющимся условиям среды.

Биологи различают два типа существ:

  1. Конформационные, у которых организменные показатели сохраняются, независимо от условий. К числу таких относятся теплокровные животные.
  2. Регуляторные, реагирующие на изменения внешней среды и адаптирующиеся к ним. К таким принадлежат земноводные.

При нарушениях в этой сфере восстановление или адаптация не наблюдаются. Организм становится уязвимым и может погибнуть.

https://youtube.com/watch?v=yLcxESvOed0

Другие сферы

Понятие «гомеостаз» используется также и в других сферах.

Актуарий может говорить о рисковом гомеостазе, при котором, к примеру, люди, у которых в машине установлена электронная система контроля устойчивости автомобиля, не находятся в более безопасном положении по сравнению с теми, у кого она не установлены, потому что эти люди бессознательно компенсируют более безопасный автомобиль рискованной ездой. Это происходит потому, что некоторые удерживающие механизмы — например, страх — перестают действовать.

Социологи и психологи могут говорить о стрессовом гомеостазе — стремлении популяции или индивида оставаться на определённом стрессовом уровне, зачастую искусственно вызывая стресс, если «естественного» уровня стресса недостаточно.

Биологический гомеостаз

Дополнительные сведения: Кислотно-основное равновесие

Гомеостаз выступает в роли фундаментальной характеристики живых организмов и понимается как поддержание внутренней среды в допустимых пределах.

Внутренняя среда организма включает в себя организменные жидкости — плазму крови, лимфу, межклеточное вещество и цереброспинальную жидкость

Сохранение стабильности этих жидкостей жизненно важно для организмов, тогда как её отсутствие приводит к повреждению генетического материала.. В отношении любого параметра организмы делятся на конформационные и регуляторные

Регуляторные организмы сохраняют параметр на постоянном уровне, независимо от того, что происходит в среде. Конформационные организмы позволяют окружающей среде определять параметр. Например, теплокровные животные сохраняют постоянную температуру тела, тогда как холоднокровные демонстрируют широкий диапазон температур.

В отношении любого параметра организмы делятся на конформационные и регуляторные. Регуляторные организмы сохраняют параметр на постоянном уровне, независимо от того, что происходит в среде. Конформационные организмы позволяют окружающей среде определять параметр. Например, теплокровные животные сохраняют постоянную температуру тела, тогда как холоднокровные демонстрируют широкий диапазон температур.

Речь не идёт о том, что конформационные организмы не обладают поведенческими приспособлениями, позволяющими им в некоторой степени регулировать взятый параметр. Рептилии, к примеру, часто сидят на нагретых камнях утром, чтобы повысить температуру тела.

Преимущество гомеостатической регуляции состоит в том, что она позволяет организму функционировать более эффективно. Например, холоднокровные животные, как правило, становятся вялыми при низких температурах, тогда как теплокровные почти так же активны, как и всегда. С другой стороны, регуляция требует энергии. Причина, почему некоторые змеи могут есть только раз в неделю, состоит в том, что они тратят намного меньше энергии для поддержания гомеостаза, чем млекопитающие.

Клеточный гомеостаз

Регуляция химической деятельности клетки достигается с помощью ряда процессов, среди которых особое значение имеет изменение структуры самой цитоплазмы, а также структуры и активности ферментов. Авторегуляция зависит от температуры, степени кислотности, концентрации субстрата, присутствия некоторых макро- и микроэлементов. Клеточные механизмы гомеостаза направлены на восстановление естественно погибших клеток тканей или органов в случае нарушения их целостности.

Регенерацияпроцесс обновления структурных элементов организма и восстановление их количества после повреждения, направленный на обеспечение необходимой функциональной активности.

В зависимости от регенерационной реакции ткани и органы млекопитающих можно разделить на 3 группы:

1) ткани и органы, для которых характерна клеточная регенерация (кости, рыхлая соединительная ткань, кроветворная система, эндотелий, мезотелий, слизистые оболочки желудочно-кишечного тракта, дыхательных путей и мочеполовой системы)

2) ткани и органы, для которых характерна клеточная и внутриклеточная регенерация (печень, почки, лёгкие, гладкие и скелетные мышцы, вегетативная нервная система, поджелудочная железа, эндокринная система)

3) ткани, для которых характерно преимущественно или исключительно внутриклеточная регенерация (миокард и ганглиозные клетки центральной нервной системы)

В процессе эволюции сформировались 2 типа регенерации: физиологическая и репаративная.

Гомеостаз в организме человека

Дополнительные сведения: Кислотно-основное равновесие

См. также: Буферные системы крови

Разные факторы влияют на способность жидкостей организма поддерживать жизнь. В их числе такие параметры, как температура, солёность, кислотность и концентрация питательных веществ — глюкозы, различных ионов, кислорода, и отходов — углекислого газа и мочи. Так как эти параметры влияют на химические реакции, которые сохраняют организм живым, существуют встроенные физиологические механизмы для поддержания их на необходимом уровне.

Гомеостаз нельзя считать причиной процессов этих бессознательных адаптаций. Его следует воспринимать как общую характеристику многих нормальных процессов, действующих совместно, а не как их первопричину. Более того, существует множество биологических явлений, которые не подходят под эту модель — например, анаболизм.

Читайте также: