Понятие гомеостаз. Прямые и обратные связи

Тема: Понятие гомеостаз. Прямые и обратные связи.

Гомеостаз (от греч. homoios - подобный; status - состояние) — это относительное динамическое, колеблющееся в строго очерченных границах постоянство внутренней среды и устойчивость (стабильность) основных физиологических функций организма. 

Если гомеостаз успешен, то жизнь продолжается; в противном случае, произойдет бедствие или смерть.

Достигнутая стабильность фактически является динамическим равновесием, в котором происходят непрерывные изменения, но преобладают относительно однородные условия.

Идея о существовании физических механизмов, направленных на поддержание постоянства внутренней среде, была высказана еще во второй половине XIX века К. Бернаром, который рассматривал стабильность физико-химических условий во внутренней среде как основу свободы и независимости живых организмов в непрерывно меняющейся внешней среде.

Сам термин «гомеостаз» предложил У. Кеннон в 1929 г. для характеристики состояний и процессов, обеспечивающих устойчивость организма.

Этот термин У. Кеннон употреблял в двух смыслах:

1. как постоянство внутренней среды организма, обеспечиваемое деятельностью ряда физиологических процессов;
2. как совокупность физиологических процессов.

Современные определения гомеостаза включают оба аспекта.

Под внутренней средой У. Кеннон понимал:

• Кровь;
• Лимфу;
• Тканевую жидкость.

Основные параметры, характеризующие внутреннюю среду, были названы гомеостатическими константами, которые поддерживаются с помощью гомеокинеза.

[pic 1]

Смысл гомеокинеза: поддержание гомеостатических констант в заданных пределах.

Способ поддержания гомеостатических констант в заданных пределах: противодействие отклонениям гомеостатических констант от физиологической нормы.

Примеры гомеостатического контроля заданных параметров (гомеостатических констант):

• на уровне организма: артериальное давление (АД), базальная температура тела, объём циркулирующей крови и множество других параметров;
• на уровне межклеточного пространства (на примере плазмы крови): содержание кислорода, углекислоты, глюкозы, K+, Na+, Ca2+, Н+ и множество других;
• на уровне клеток: объём клеток и их органоидов, концентрация ионов (например, K+, Na+ и Ca2+), а также макроэргических соединений (например, АТФ).

Гомеостатические константы различаются по диапазону варьирования, т. е. норме реакции, определяемой генотипом.

Чем уже диапазон варьирования константы, тем более значимы ее изменения для гомеостаза и тем большее число физиологических систем участвует в ее регуляции.

Пример: рН жидкостных сред и температура тела у теплокровных.

Гомеостатические константы с более широкой нормой реакции расширяют адаптивные возможности организма.

В каждый данный момент гомеостатическая регуляция направлена преимущественно на достижение оптимального уровня той константы, которая максимально отклонилась от своего среднего значения.

Границы гомеостаза могут быть:

• Жесткими;
• Пластичными.

Они могут меняться в зависимости от индивидуальных, возрастных, половых, социальных и других условий.

Жесткие константы, (например, осмотическое давление крови) допускают лишь незначительные отклонения от своего уровня, пластичные константы (например, уровень кровяного давления или питательных веществ в крови) варьируют в довольно большом диапазоне и в течение длительного времени.

Принципы гомеостаза:

1. В основе гомеостаза лежит способность к саморегуляции функции, т.е. отклонение любого параметра гомеостаза является стимулом возвращения его к норме;
2. Для сохранения гомеостаза в организме существует дублирование приспособительных механизмов;
3. Сигнальность об отклонении.

В случае изменения параметров внутренней среды специальные клетки (рецепторы) улавливают это изменение. Импульсы передаются в центральную нервную систему, оттуда сигналы идут к органам-наполнителям и включаются механизмы, направленные на сохранение параметров в заданных границах.