Физиологический гомеостаз

 

Содержание

 

1. Введение
2. Физиологический гомеостаз

2.1 Гомеотаз крови

2.2 Микросреда внутренних  органов

2.3 Тепловой гомеостаз

2.4 Вегетативный гомеостаз

2.5 Иммунный гомеостаз

3. Заключение
4. Список литературы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 Введение

 

Организм можно определить как физико-химическую систему, существующую в окружающей среде в стационарном состоянии. Именно эта способность живых систем сохранять стационарное состояние в условиях непрерывно меняющейся среды и обусловливает их выживание. Для обеспечения стационарного состояния у всех организмов – от морфологически самых простых до наиболее сложных – выработались разнообразные анатомические, физиологические и поведенческие приспособления, служащие одной цели – сохранению постоянства внутренней среды.

В 1932 г. америкнский физиолог Уолтер Кэннон ввел термин «гомеостаз»  для определения механизмов, поддерживающих это постоянство. Функция гомеостатических механизмов состоит в том, что  они поддерживают стабильность клеточного окружения и тем самым обеспечивают независимость организма от внешней среды — в той мере, в какой эти механизмы эффективны. Независимость от условий внешней среды является показателем жизненного успеха.

Для того чтобы обеспечить более или менее стабильную активность организма, необходима регуляция на всех уровнях организации живого — от молекулярного до биосферного. Это требует использования различных биохимических, физиологических и поведенческих механизмов, наиболее соответствующих уровню сложности и образу жизни данного вида.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 Физиологический  гомеостаз

 

 «Постоянство внутренней среды – условие свободной жизни»

Клод Бернар

 

Одно из свойств всего  живого — способность сохранять  постоянство внутренней среды. Это  свойство получило название гомеостаза. Более полное определение гомеостаза  (от греч. Homoios – подобный, одинаковый и status – неподвижность) — это способность живых систем противостоять изменениям и сохранять постоянство состава и свойств биологических систем. Гомеостаз в организмах поддерживается саморегуляцией.

Физиологический гомеостаз связан с формированием и поддержанием в клетке специфических физико-химических условий. Постоянство внутренней среды многоклеточных организмов поддерживается системами дыхания, кровообращения, пищеварения, выделения и регулируется нервной и эндокринной системами.

Под функциональным (физиологическим) гомеостазом понимают оптимальную  физиологическую активность различных  органов, систем и всего организма  в конкретных условиях среды. В свою очередь он включает: обменный, дыхательный, пищеварительный, выделительный, регуляторный (обеспечивающий оптимальный уровень нейрогуморальной регуляции в данных условиях) и психологический гомеостаз.

Физиологический гомеостаз  достигается с помощью физиологических  регуляторных систем: желез внутренней и внешней секреции, симпатической нервной системы, центральной нервной системы и особенно коры головного мозга, а также с помощью поведения, в котором велика роль как наследственных форм, так и приобретенного индивидуального опыта.

 У человека и высших животных гомеостатические механизмы достигли совершенства.

Границы гомеостаза человека могут меняться в зависимости  от индивидуальных (наследственных) особенностей организма, возраста, пола, условий  жизни и работы.

Практически все характеристики внутренней среды (константы) организма непрерывно колеблются относительно средних уровней, оптимальных для протекания устойчивого обмена веществ. Эти уровни отражают потребность клеток в необходимом количестве исходных продуктов обмена. Допустимый диапазон колебаний для разных констант различен. Незначительные отклонения одних констант могут приводить к существенным нарушениям обменных процессов — это так называемые жесткие константы. К ним относятся, например, осмотическое давление, величина водородного показателя (рН), содержание глюкозы, О₂, СО₂ в крови.

Другие константы могут  варьировать в довольно широком  диапазоне без существенных нарушений  физиологических функций — это  так называемые пластичные константы. К их числу относят количество и соотношение форменных элементов крови, объем циркулирующей крови, скорость оседания эритроцитов.

 

2.1 Гомеостаз  крови

Постоянство состава  крови обеспечивает поддержание  всех остальных функций оганизма. Кровь имеет устойчивую кислотность (рН 7,35—7,47), относительно постоянное осмотическое давление и соотношение содержащихся в плазме электролитов, колеблющиеся в определенных пределах содержание сахара, числа различных клеток крови.

Даже значительные патологические процессы с накоплением кислот в  тканевой жидкости не изменяют значительно рН крови. Такая же ситуация с осмотическим давлением крови: оно подвергается постоянным колебаниям, т.к. в кровь непрерывно поступают продукты промежуточного обмена веществ, влияющие на осмотическое давление, тем не менее, колебания эти не выходят за границы нормы. Значительные изменения осмотического давления могут быть только при выраженных патологических состояниях.

 

2.2 Микросреда  внутренних органов

Каждый отдельный орган  имеет свою собственную внутреннюю среду (микросреду), которая соответствует его строению и функциям. Нормальное состояние каждого отдельного органа зависит от состояния именно этой микросреды, ее отдельных свойств и от проницаемости микросреды в направлениях из крови в микросреду органа и обратно. Особенно важное значение имеет постоянство микросреды для работы центральной нервной системы. Даже незначительные сдвиги, возникающие, например, в цереброспинальной жидкости, могут вызвать тяжелое состояние больного.

 

2.3 Тепловой  гомеостаз

Тепловой гомеостаз  или терморегуляция — это физиологическая функция, которая поддерживает в организме человека и высших животных постоянную температуру тела (с небольшими колебаниями) с помощью регуляции теплопродукции и теплоотдачи.

Основной частью физической терморегуляции является сосудистая терморегуляция, представляющая собой расширение или сужение кровеносных сосудов кожи, в результате чего к коже поступает больший или меньший объем крови и с ним отдается тепло из внутренних органов, то есть часть тепла, образованного в результате обмена веществ. Максимальное расширение кровеносных сосудов кожи из состояния максимального их сужения увеличивает теплоотдачу в шесть раз. Не все участки кожного покрова равноценно участвуют в терморегуляции. Большая теплоотдача возможна от кистей рук — 60% всей теплопродукции, тогда как площадь кистей составляет не более 6% от общей площади кожного покрова.

Другая физическая терморегуляция — потоотделение. Потоотделение  представляет собой просачивание воды через поверхность кожи, где она  испаряется. Процесс этот называется также неощутимой перспирацией. За счет него поглощается примерно пятая часть теплопродукции основного обмена. Неощутимая перспирация не регулируется и не очень зависит от температуры окружающей среды. При угрозе перегревания симпатическая нервная система просто активизирует работу потовых желез в коже. При интенсивном функционировании потовых желез выделяется до 1,5 л пота в час и больше.

При понижении температуры  окружающей среды и угрозе переохлаждения, прежде всего, прекращается потоотделение и происходит сужение кровеносных сосудов кожи. Если температура кожи продолжает падать и угроза переохлаждения не устраняется, то включается так называемая химическая терморегуляция — повышение теплопродукции организма за счет специальных форм сократительной активности скелетных мышц и повышения физиологичекой деятельности других органов. При дальнейшем охлаждении возникает холодовая мышечная дрожь.

Управление всеми реакциями, которые позволяют поддерживать постоянную температуру тела в различных условиях, осуществляется специальными нервными центрами, расположенными в головном мозге. Основным центром терморегуляции является отдел головного мозга, который называется гипоталамусом.

У теплокровных животных терморегуляция осуществляется изменением интенсивности окислительно-восстановительных процессов, продуцирующих тепло, а также приспособлениями для охлаждения. Например, у большинства млекопитающих охлаждение достигается в результате потоотделения и испарения пота с поверхности кожи. Волосяной покров у млекопитающих и перья у птиц, подкожные отложения жира также обеспечивают терморегуляцию. Холоднокровные животные в известной мере могут регулировать температурные условия внутренней среды испарением воды. Приспособление к колебаниям температуры у многих животных проявляется в форме миграций, связанных с переселением в более благоприятные условия.

 

2.4 Вегетативный  гомеостаз

Вегетативная нервная  система (ВНС) — это отдел нервной  системы, ответственный за работу внутренних органов, желез, кровеносных и лимфатических сосудов. ВНС адаптирует функции внутренних органов к изменениям внешней среды, обеспечивая вегетативный гомеостаз. ВНС имеет влияние не только на физическую, но и на психическую деятельность человека. Вегетативная нервная система контролирует деятельность сердечно-сосудистой системы, органов дыхания, пищеварения, выделения, половой системы, обмен веществ и рост организма. Контролю ВНС не подчиняется только деятельность скелетных мышц.

ВНС разделяется на симпатическую (СНС) и парасимпатическую (ПНС), влияние которых на органы и системы иногда прямо противоположны. Равновесие между СНС и ПНС и определяет состояние вегетативного гомеостаза.

Симпатическая нервная  система обеспечивает работу «подопечных  органов» в условиях стресса, когда включаются сигналы «бей» и «беги», организм приводится в полную боевую готовность для того, чтобы помочь человеку выйти из сложившейся ситуации. При возбуждении СНС повышается частота сердечных сокращений и подача артериальной крови к органам и тканям (дополнительное питание и кислород), артерии суживаются (сохраняется тепло и энергия, необходимые для преодоления препятствия), повышается артериальное давление. Бронхи расширяются, увеличивается частота дыхательных движений, кровь лучше насыщается кислородом. Функции пищеварения, в том числе деятельность слюнных и пищеварительных желез угнетаются (чтобы не забирали дополнительную энергию), мышцы мочевого пузыря расслабляются, зрачки расширяются (свет активно раздражает сетчатку глаза, стимулируя зрение).

Если в состоянии стресса преобладает воздействие на организм СНС, то в  обычном режиме деятельность СНС уравновешивается деятельностью парасимпатической нервной системой. ПНС на разные органы оказывает разное воздействие. На ССС она оказывает тормозящее действие: уменьшает частоту и   силу сокращений сердца, расслабляет мышцы стенок артерий, снижает артериальное давление. Угнетает ПНС и деятельность органов дыхания: бронхи суживаются, частота дыхательных движений и вентиляция легких снижаются. Напротив, на органы пищеварения она оказывает стимулирующее влияние: усиливает двигательную активность кишечника, выделение слюны и пищеварительных соков (организму нужны запасы питательных веществ). Стенки мочевого пузыря сокращаются, зрачки суживаются (свет меньше раздражает сетчатку глаза, что создает состояние покоя).

Вегетативный гомеостаз  позволяет организму человека функционировать  как в условиях стресса, концентрируя и щедро растрачивая энергию, так и в обычных условиях, обеспечивая  жизнедеятельность человека и сберегая энергию про запас.

 

2.5 Иммунный  гомеостаз

Иммунный гомеостаз  — часть общего гомеостаза. Он поддерживается при помощи иммунной системы, главная  задача которой не допустить в  организм любых «чужаков». К «чужакам»  могут относится любые возбудители  инфекции, инородные тела, чужеродные белки и даже собственные измененные клетки. Иммунная система отслеживает появление таких элементов и беспощадно уничтожает, поддерживая тем самым постоянство внутренней среды. Иногда иммунная система дает сбои и нападает на «своих», в результате чего возникают аутоиммунные заболевания.

Главными органами иммунной системы являются костный мозг и  вилочковая железа (тимус). Кроме того, в формировании иммунитета участвуют  селезенка, лимфатические узлы, скопления  лимфатической ткани в кишечнике, миндалины носоглоточного кольца. Большое количество иммунных клеток, лимфоцитов и макрофагов, находится в крови и лимфатической жидкости.

В красном костном  мозге образуются стволовые клетки. Из них в дальнейшем образуются все  клетки крови и иммунные клетки. Стволовые клетки попадают в тимус, где под влиянием гормонов они превращаются в Т-лимфоциты и затем с током крови попадают в лимфатические узлы, селезенку и кишечник. Выделяясь в кровь, гормоны вилочковой железы способствуют развитию Т-лимфоцитов и вне тимуса.

Лимфатические узлы являются механическим препятствием (барьером) для возбудителей инфекции. В них  осуществляется задержка и отбор  «чужаков», которые подлежат уничтожению. Кроме того, в лимфатических узлах  нейтрализуются и разлагаются токсины, образовавшиеся в процессе обмена веществ, бактериальные токсины и отмершие клетки. Ткань селезенки делится на красную и белую. Лимфоциты и макрофаги образуются в белой ткани.