Хомеостаза

Ако отворена, динамична система се поддържа в определено състояние на равновесие чрез вътрешни процеси, тогава поддържането на състоянието на равновесие се нарича още хомеостаза. Така че в системата има саморегулация.

Хомеостазата съществува в най-различни области, като физика, екология, икономика, а също и в медицината. Ако в системата присъства хомеостаза, системата се нарича още хомеостат. Примери за хомеостаза в човешкото тяло са например саморегулиращото се ниво на кръвната захар или регулирането на телесната температура.

Какво е хомеостаза?

Терминът хомеостаза идва от гръцката дума „homoiostásis“ и означава нещо като равенство. Ако една система се саморегулира и по този начин остава в определено състояние на равновесие, това се нарича хомеостаза.

Хомеостазата съществува в най-различни области:

социология
химия
физика
психология
Икономика
екология
юридически науки
биология
лекарство

Терминът е използван за първи път от Клод Бернар през 1860 година. Но само чрез Карл Лудвиг фон Берталанфи и Уолтър Кенън през 30-те години хомеостазата получава сегашното си значение.

В биологията

Състоянията на равновесие са много важни в биологията. Регулирането на тези състояния на равновесие се осъществява чрез хомеостатични процеси.

Състоянието на равновесие може да се отнася до малки единици, като клетка, но също така и до големи единици, като органи или цялото човешко тяло.

Биологичното равновесие може да се измери, както следва:

физически
химически
математически (число)
анатомично

Хомеостатичните процеси зависят от определени контури за управление. В управляващите контури сравними процеси се изпълняват отново и отново, при които се проверява дали състоянието на равновесие все още е налице. Ако някои контролни стойности са надвишени или не достигнати, се задействат процеси за възстановяване на статуквото.

Не всички външни влияния могат да бъдат контролирани и повлияни еднакво добре. Болестите могат да повлияят отрицателно и да нарушат отделните цикли на контрол. Някои разстройства дори могат да бъдат животозастрашаващи.

Нивото на кръвната захар се регулира от хомеостазата

Функции и задачи

Хомеостазата регулира много важни процеси в организма:

Калциев и фосфатен баланс
Киселинно-алкален баланс
Обемен бюджет
Дихателно задвижване
Кръвна захар
Енергиен оборот
Кръвно налягане
Енергиен баланс
Терморегулация
Метаболизъм на желязото

Бюджет и буфер

Калциев и фосфатен баланс

Калциевите и фосфатните йони имат определена концентрация в човешкото тяло. Те се намират в костната тъкан и са важни електролити. Три различни хормона са отговорни за регулирането на калциевия и фосфатния баланс. Те се грижат за абсорбцията на йоните в червата и тяхното елиминиране чрез бъбреците. Хормоните са калцитриол, паратиреоиден хормон и фибробластен растежен фактор 23 (FGF23).

Киселинно-алкален баланс

Кръвта разчита на постоянна стойност на pH. Концентрацията на рН в кръвта е 7,4. Възможни са отклонения от максимум 0,05. Ако настъпи ацидоза, т.е. стойността на рН спада, това се нарича ацидоза. Подкисляването се нарича алкалоза.

Съществуват различни буферни системи, които гарантират, че стойността на рН остава постоянна. Четвърт от буферния ефект в кръвта се произвежда от протеиновия буфер. Останалите три четвърти от буферната система се състои от буфер за въглеродна киселина/хидрогенкарбонат. Това е отворена буферна система, тъй като съдържанието на въглероден диоксид в кръвта може бързо да варира през белите дробове. Дишането коригира нивото на въглероден диоксид в кръвта.

Обемен бюджет

Балансът на обема е обемът на водата в тялото. Регламентът не се отнася пряко до обема на водата в тялото, а до разтворените соли във водата. В клетките се извършва осморегулация в зависимост от съдържанието на сол. Високата концентрация на сол може да доведе до липса на обем в клетките, а излишъкът от обем може да причини оток и високо кръвно налягане. Осморегулацията се осъществява чрез осмотично налягане. По този начин концентрацията на сол в клетките се адаптира към концентрацията навън.

Дихателна и кръвна захар

Дихателно задвижване

Дишането също се влияе от хомеостазата

Дихателното устройство се занимава с концентрацията на кислород и въглероден диоксид в кръвта. Парциалното налягане на въглеродния диоксид обикновено се контролира. Ако парциалното налягане на въглеродния диоксид в кръвта се повиши, това се регистрира от артериалните рецептори. Това увеличава и засилва дишането.

Дихателните мускули стават по-активни и осигуряват по-често дишане. Диафрагмата е особено засегната. С по-високата честота на дишане парциалното налягане на въглеродния диоксид в кръвта отново намалява.

Кръвна захар

Кръвната захар се контролира от нивото на глюкозата в кръвта. медулата на бъбреците, червените кръвни клетки и мозъкът използват глюкоза за енергия. Други части на тялото получават енергията си от метаболизма на мазнините. Мозъкът разчита на глюкоза, защото може да премине кръвно-мозъчната бариера. Високото ниво на глюкоза води до захарен диабет.

Хипогликемията може да причини припадъци, лошо представяне на мозъка и изпотяване и треперене на ръцете. Нивото на кръвната захар се регулира от два пептидни хормона. Тези пептидни хормони се произвеждат в панкреаса. Ако нивото на кръвната захар спадне, хормонът глюкагон влиза в игра. Той помага за превръщането на гликогена в организма в глюкоза. Когато нивото на кръвната захар е високо, инсулинът гарантира, че черният дроб използва повече глюкоза.

Кръвното налягане

Дори кръвното налягане е важно. Промените в кръвното налягане могат да увредят органите. Отклоненията на налягането в артериите се регулират за секунди от барорецепторния рефлекс. При високо налягане импулсите се насочват от барорецепторите към центъра на кръвообращението.

Това инхибира инервацията на кръвоносните съдове и сърцето и понижава кръвното налягане. Ако кръвното налягане е твърде ниско, се генерира стимулация на кръвоносния център. Високото кръвно налягане често се среща при хора с наднормено тегло, докато много слабите хора са по-склонни да страдат от ниско кръвно налягане.

Метаболизъм на желязото

Метаболизмът на желязото означава разпределението на желязото в тялото, както и усвояването и отделянето. Желязото е микроелемент, който е много важен за човешкия организъм. Оказва влияние върху транспорта на кислород, клетъчните функции и усвояването на кислород.

Енергия и температура

Енергиен баланс

Енергийният баланс играе голяма роля в храненето. Ако се доставя твърде много енергия, тялото има повече енергия, която може да използва. Излишната енергия се съхранява под формата на телесни мазнини за лоши времена. Правилното количество прием на храна се контролира и регулира от чувството за ситост.

В зависимост от мястото на измерване, телесната ни температура е около 36,3 до 37,4 ° C

Терморегулация

Терморегулацията се занимава с контролиране на телесната температура. При бозайниците телесната температура винаги е около 37 градуса по Целзий, независимо от външната температура. Телесната температура е свързана с вътрешната телесна температура. Температурата на крайниците като пръсти, пръсти, нос или уши може да се различава.

Ако температурата е твърде студена, незащитените крайници могат да замръзнат, ако хипотермията е твърде силна. Ако тялото се охлади твърде много, мускулните контракции гарантират, че телесната температура отново се повишава. Мускулните контракции се правят видими при треперене или тракащи зъби.

Хомеостаза в мозъка

Особено важно е да се поддържа съществуващото състояние на мозъка. Кръвно-мозъчната бариера гарантира, че никакви нежелани вещества не могат да проникнат в мозъка. Патогените и токсините не могат да проникнат в мозъка, ако кръвно-мозъчната бариера е непокътната. Така че работи като филтър.

При всички форми на хомеостаза целевото състояние се сравнява с действителното състояние в различни области на тялото. Реакция се задейства в тялото само когато има отклонение между двете състояния.

Болести и неразположения

Има многобройни заболявания, причинени от нефункционираща хомеостаза:

остеопороза
Нарушение в киселинно-алкалния баланс
Нарушения в дихателното шофиране
Захарен диабет и хипогликемия
Недостиг на желязо и отравяне
Затлъстяване
Хипотермия
Менингит

остеопороза

В по-напреднала възраст има по-малко консумация на храна. което намалява количеството абсорбиран калций. С по-малко упражнения мускулната маса също намалява. Това насърчава загубата на костна маса. При жените приемът на калций по време и след менопаузата отново се намалява от по-ниското ниво на естроген. Споменатите фактори насърчават развитието на остеопороза. Счупените кости могат да възникнат при обикновено падане.

Киселини и основи

Нарушение в киселинно-алкалния баланс

Дори незначителните нарушения в киселинно-алкалния баланс имат голямо влияние върху цялото тяло. Дори малки отклонения водят до конформации на протеините. Протеините са важна част от човешкото тяло. Конформацията води до ограничения на движението и до пълни откази. Нарушението в киселинно-алкалния баланс трябва да се лекува незабавно, в противен случай то ще бъде фатално.

Нарушения на дихателното шофиране

Нарушения в дихателното шофиране

Проблемите с дихателното шофиране се дължат главно на факта, че нивото на кислород в кръвта намалява по-бавно, тъй като нивото на въглеродния диоксид се увеличава. Резултатът е задухът. Ако има адаптация (свикване) с ниско ниво на кислород в кръвта, доставянето на високи нива на кислород, например по време на операция, може да причини спиране на дишането. Засяга предимно пациенти, страдащи от белодробни заболявания като copd (хронична обструктивна белодробна болест).

Диабет и кръвна захар

При захарен диабет се прави разлика между I и II тип

Захарен диабет и хипогликемия

Захарният диабет е известен още като диабет. Прави се разлика между тип I и II. Тип I е предимно наследствен, докато тип II също може да бъде причинен от лоша диета. При тежък захарен диабет пациентът трябва да използва инсулин на редовни интервали. Неинжектирането на инсулин може да причини диабетна кома.

Захарният диабет се причинява от недостатъчното производство на инсулин. Ниското ниво на захар се нарича още хипогликемия. Ако нивото на кръвната захар е много ниско, съзнанието е замъглено и това може да доведе до кома. Изпотяването е първият признак на хипогликемия.

Дефицит на желязо и отравяне

Недостигът на желязо означава, че образуването на хемоглобин е нарушено. Дефицитът на желязо е много разпространен в световен мащаб. Недостигът на желязо може да доведе до слаба имунна система, анемия и симптоми на умора. Трудностите с концентрацията и хранителните разстройства също са типични симптоми на дефицит на желязо. Отравянето с желязо причинява циркулаторен колапс, бъбречна недостатъчност, чернодробна недостатъчност и лошо съсирване на кръвта.

Затлъстяване

Ако тялото няма постоянно чувство на ситост, тогава пациентът яде твърде много. Това води до затлъстяване и сериозни здравословни проблеми. Затлъстяването се проявява като заболяване. Отслабването доставя на тялото по-малко енергия, отколкото му е необходима. Резултатът е, че тялото отслабва. Йо-йо ефектът често се появява след диетата, тъй като тялото се опитва отново да натрупа мастни натрупвания след нискокалоричния период.

Хипотермия

При телесна температура от около 37 градуса по Целзий биологичните процеси в тялото функционират оптимално. Ако самото тяло вече не е в състояние да повиши температурата си до оптималния брой градуси, това може да доведе до белодробен оток, безсъзнание и сърдечен арест. Резултатът е сърдечните аритмии и спирането на дишането. Следователно дългосрочната хипотермия неизбежно води до смърт.

Менингит

Менингитът се нарича още енцефалит и може да се развие, когато кръвно-мозъчната бариера вече не е напълно непокътната. Вирусите могат да достигнат до мозъка. Нарушената кръвно-мозъчна бариера може да причини различни неврологични заболявания.

Често задавани въпроси и отговори

Тук ще намерите отговори на често задавани въпроси за хомеостазата.

Ако хомеостазата на системата е нарушена, настъпват трайни увреждания?

Тежестта на ефектите от нарушена хомеостаза зависи от тежестта и продължителността на нарушението. Ако хомеостазата бъде нарушена само за кратко и състоянието на равновесие бъде бързо възстановено, последващите щети могат да бъдат избегнати. Колкото по-дълго трае дисбалансът и колкото по-силно е нарушението, толкова по-голямо е въздействието върху човешкото тяло.

Колко време отнема възстановяването на системата до хомеостаза?

Това зависи от тежестта на разстройството. Ако системата се отклонява само леко от равновесното състояние и процесът на обратна връзка е непокътнат, хомеостазата на системата се възстановява за няколко милисекунди. В случай на по-големи отклонения от нормалното състояние може да отнеме няколко минути, докато отново се достигне оптималното състояние.

Колко хомеостази има в тялото?

Повечето от процесите в организма се основават на хомеостазата. Ето колко важни процеси се регулират. Тъй като в тялото се случват толкова много процеси, броят на хомеостазите не може да бъде точно определен. Някои хомеостази са много сложни и поради това са трудни за дефиниране и определяне. Възможно е една хомеостаза да зависи от друга хомеостаза.