Il termine "omeostasi" deriva dalla parola "omeostasi", che significa "forza della stabilità". Molti sentono raramente, se non del tutto, di questo concetto. Tuttavia, l'omeostasi è una parte importante della nostra vita, armonizzando condizioni contraddittorie tra loro. E questa non è solo una parte della nostra vita, l'omeostasi è una funzione importante del nostro corpo.

Se definiamo la parola omeostasi, il cui significato è regolare i sistemi più importanti, allora questa è la capacità di coordinare varie reazioni, permettendoti di mantenere l'equilibrio. Questo concetto è applicabile sia ai singoli organismi che a interi sistemi.

In generale, l'omeostasi è spesso discussa in biologia. Affinché il corpo funzioni correttamente e esegua le azioni necessarie, è necessario mantenere un rigoroso equilibrio in esso. Ciò è necessario non solo per la sopravvivenza, ma anche per adattarci adeguatamente ai cambiamenti circostanti e continuare a svilupparci.

È possibile individuare i tipi di omeostasi necessari per un'esistenza a tutti gli effetti, o, più precisamente, i tipi di situazioni in cui questa azione si manifesta.

• Instabilità. In questo momento, noi, cioè il nostro io interiore, diagnostichiamo i cambiamenti e, sulla base di questo, prendiamo la decisione di adattarci alle nuove circostanze.
• Equilibrio. Tutte le nostre forze interne mirano a mantenere l'equilibrio.
• Imprevedibilità. Spesso possiamo sorprenderci compiendo qualche azione che non ci aspettavamo.

Tutte queste reazioni sono dovute al fatto che ogni organismo del pianeta vuole sopravvivere. Il principio dell'omeostasi ci aiuta solo a comprendere le circostanze e a prendere una decisione importante per mantenere l'equilibrio.

Decisioni inaspettate

L'omeostasi ha preso un posto fisso non solo in biologia. Questo termine è usato attivamente in psicologia. In psicologia, il concetto di omeostasi implica il nostro atteggiamento verso le condizioni esterne.. Tuttavia, questo processo lega strettamente l'adattamento dell'organismo e l'adattamento mentale individuale.

Tutto in questo mondo tende all'equilibrio e all'armonia, così come le relazioni individuali con l'ambiente tendono ad armonizzarsi. E questo accade non solo a livello fisico, ma anche a livello mentale. Si può fare un esempio: una persona ride, ma poi gli è stata raccontata una storia molto triste, la risata è già inappropriata. Il corpo e il sistema emotivo sono messi in azione dall'omeostasi, che richiede la giusta risposta - e le tue risate sono sostituite dalle lacrime.

Come possiamo vedere, il principio di omeostasi si basa su una stretta relazione tra fisiologia e psicologia. Tuttavia, il principio dell'omeostasi associato all'autoregolazione non può spiegare le fonti del cambiamento.

Il processo omeostatico può essere chiamato il processo di autoregolazione. E l'intero processo si svolge a livello subconscio. Il nostro corpo ha bisogno in molte aree, ma un posto importante spetta ai contatti psicologici. Sentendo il bisogno di entrare in contatto con altri organismi, una persona mostra il suo desiderio di sviluppo. Questo desiderio subconscio a sua volta riflette l'impulso omeostatico.

Molto spesso un tale processo in psicologia è chiamato istinto. In effetti, questo è un nome molto vero, perché tutte le nostre azioni sono istinti. Non possiamo controllare i nostri desideri, che sono dettati dall'istinto. Spesso la nostra sopravvivenza dipende da questi desideri, o con il loro aiuto il corpo richiede ciò che attualmente manca.

Immagina la situazione: un gruppo di daini pascola vicino a un leone addormentato. All'improvviso il leone si sveglia e ruggisce, i daini si precipitano in tutte le direzioni. Ora immaginati al posto di una cerva. L'istinto di autoconservazione ha funzionato in lei: è scappata. Deve correre molto veloce per salvarsi la vita. Questa è l'omeostasi psicologica.

Ma passa un po' di tempo per correre e il cervo inizia a rimanere senza vapore. Anche se un leone potrebbe inseguirla, si fermerà, perché il bisogno di respirare in questo momento si è rivelato più importante del bisogno di correre. Questo è un istinto dell'organismo stesso, l'omeostasi fisiologica. Pertanto, si possono distinguere i seguenti tipi di omeostasi:

• Forzare.
• Spontaneo.

Il fatto che la cerva si sia precipitata a correre è un impulso psicologico spontaneo. Deve sopravvivere ed è scappata. E il fatto che si sia fermata per riprendere fiato è una compulsione. L'organismo ha costretto l'animale a fermarsi, altrimenti i processi vitali potrebbero essere disturbati.

Il valore dell'omeostasi è molto importante per qualsiasi organismo, sia psicologicamente che fisicamente. Una persona può imparare a vivere in armonia con se stessa e con l'ambiente, non solo seguendo le pulsioni degli istinti. Ha solo bisogno di vedere e comprendere correttamente il mondo che lo circonda, oltre a riordinare i suoi pensieri, stabilendo le priorità nel giusto ordine. Autore: Lyudmila Mukhacheva

omeostasi(dal greco. omo simile, uguale e stato- immobilità) è la capacità dei sistemi viventi di resistere ai cambiamenti e mantenere la costanza della composizione e delle proprietà dei sistemi biologici.

Il termine "omeostasi" fu proposto da W. Kennon nel 1929 per caratterizzare gli stati ei processi che assicurano la stabilità dell'organismo. L'idea dell'esistenza di meccanismi fisici volti a mantenere la costanza dell'ambiente interno fu espressa già nella seconda metà del XIX secolo da C. Bernard, che considerava la stabilità delle condizioni fisiche e chimiche nell'ambiente interno come la base per la libertà e l'indipendenza degli organismi viventi in un ambiente esterno in continua evoluzione. Il fenomeno dell'omeostasi si osserva a diversi livelli di organizzazione dei sistemi biologici.

Manifestazione dell'omeostasi a diversi livelli di organizzazione dei sistemi biologici.

I processi di recupero sono svolti costantemente e a diversi livelli strutturali e funzionali dell'organizzazione dell'individuo - genetica molecolare, subcellulare, cellulare, tessuto, organo, organismo.

Sulla genetica molecolare livello, si verifica la replicazione del DNA (la sua riparazione molecolare, la sintesi di enzimi e proteine ​​che svolgono altre funzioni (non catalitiche) nella cellula, molecole di ATP, ad esempio, nei mitocondri, ecc. Molti di questi processi sono inclusi nel concetto metabolismo cellule.

A livello subcellulare c'è un ripristino di varie strutture intracellulari (principalmente organelli citoplasmatici) da neoplasia (membrane, plasmolemma), assemblaggio da subunità (microtubuli), divisione (mitocondri).

Livello di rigenerazione cellulare comporta il ripristino della struttura e, in alcuni casi, delle funzioni della cellula. Esempi di rigenerazione a livello cellulare includono il recupero dopo una lesione al processo di una cellula nervosa. Nei mammiferi, questo processo avviene a una velocità di 1 mm al giorno. Il ripristino delle funzioni di una cellula di un certo tipo può essere effettuato attraverso il processo di ipertrofia cellulare, cioè un aumento del volume del citoplasma e, di conseguenza, del numero di organelli (rigenerazione intracellulare di autori moderni o rigenerativa cellulare ipertrofia dell'istologia classica).

Al livello successivo - tessuto o popolazione cellulare (il livello dei sistemi di tessuto cellulare - vedi 3.2) c'è un rifornimento di cellule perse di una certa direzione di differenziazione. Tale rifornimento è determinato dai cambiamenti nel materiale cellulare all'interno delle popolazioni cellulari (sistemi di tessuto cellulare), con conseguente ripristino delle funzioni dei tessuti e degli organi. Quindi, nell'uomo, la vita delle cellule epiteliali intestinali è di 4-5 giorni, le piastrine - 5-7 giorni, gli eritrociti - 120-125 giorni. Alla velocità indicata di morte dei globuli rossi nel corpo umano, ad esempio, vengono distrutti circa 1 milione di eritrociti ogni secondo, ma lo stesso numero si forma di nuovo nel midollo osseo rosso. La possibilità di ripristinare le cellule consumate nel corso della vita o perse a causa di lesioni, avvelenamenti o processi patologici è assicurata dal fatto che nei tessuti anche di un organismo maturo si conservano cellule cambiali capaci di mitosi divisione con successiva citodifferenziazione. Queste cellule sono ora chiamate cellule staminali regionali o residenti (vedi 3.1.2 e 3.2). Poiché sono impegnati, sono in grado di dare origine a uno o più tipi cellulari specifici. Allo stesso tempo, la loro differenziazione in uno specifico tipo cellulare è determinata da segnali provenienti dall'esterno: locali, dall'ambiente circostante (la natura delle interazioni intercellulari) e distanti (ormoni), causando l'espressione selettiva di geni specifici. Quindi, nell'epitelio dell'intestino tenue, le cellule cambiali si trovano nelle zone quasi inferiori delle cripte. Sotto determinate influenze, sono in grado di dare origine a cellule dell'epitelio di aspirazione "marginale" e ad alcune ghiandole unicellulari dell'organo.

Rigenerazione attiva livello d'organo ha il compito principale di ripristinare la funzione di un organo con o senza riprodurne la struttura tipica (macroscopica, microscopica). Nel processo di rigenerazione al livello indicato, si verificano non solo trasformazioni nelle popolazioni cellulari (sistemi di tessuto cellulare), ma anche processi morfogenetici. Ciò include gli stessi meccanismi della formazione di organi nell'embriogenesi (il periodo di sviluppo del fenotipo definitivo). Quanto detto permette giustamente di considerare la rigenerazione come una variante particolare del processo di sviluppo.

Omeostasi strutturale, meccanismi del suo mantenimento.

Tipi di omeostasi:

 Omeostasi genetica . Il genotipo dello zigote, quando interagisce con i fattori ambientali, determina l'intero complesso di variabilità dell'organismo, la sua capacità di adattamento, cioè l'omeostasi. L'organismo reagisce specificamente ai cambiamenti delle condizioni ambientali, entro i limiti della norma di reazione ereditata. La costanza dell'omeostasi genetica è mantenuta sulla base di sintesi di matrice e la stabilità del materiale genetico è assicurata da una serie di meccanismi (vedi mutagenesi).

 omeostasi strutturale. Mantenere la costanza della composizione e l'integrità dell'organizzazione morfologica di cellule e tessuti. La multifunzionalità delle celle aumenta la compattezza e l'affidabilità dell'intero sistema, aumentandone le potenzialità. La formazione delle funzioni cellulari avviene a causa della rigenerazione.

Rigenerazione:

1. Cellulare (divisione diretta e indiretta)

2. Intracellulare (molecolare, intraorganoide, organoide)

L'omeostasi è la capacità del corpo umano di adattarsi alle mutevoli condizioni dell'ambiente esterno e interno. Il lavoro stabile dei processi di omeostasi garantisce a una persona uno stato di salute confortevole in qualsiasi situazione, mantenendo la costanza dei segni vitali del corpo.

L'omeostasi da un punto di vista biologico ed ecologico

In omeostasi si applicano a tutti gli organismi multicellulari. Allo stesso tempo, gli ecologisti prestano spesso attenzione all'equilibrio dell'ambiente esterno. Si ritiene che questa sia l'omeostasi dell'ecosistema, anch'esso soggetto a modifiche e costantemente ricostruito per un'ulteriore esistenza.

Se l'equilibrio in qualsiasi sistema è disturbato e non è in grado di ripristinarlo, ciò porta a una completa cessazione del funzionamento.

L'uomo non fa eccezione, i meccanismi omeostatici svolgono un ruolo importante nella vita quotidiana e il grado di cambiamento consentito nei principali indicatori del corpo umano è molto piccolo. Con fluttuazioni insolite nell'ambiente esterno o interno, un malfunzionamento dell'omeostasi può portare a conseguenze fatali.

Cos'è l'omeostasi e i suoi tipi

Ogni giorno una persona è esposta a vari fattori ambientali, ma affinché i processi biologici di base nel corpo continuino a funzionare in modo stabile, le sue condizioni non devono cambiare. È nel mantenimento di questa stabilità che risiede il ruolo principale dell'omeostasi.

È consuetudine distinguere tre tipi principali:

1. Genetico.
2. Fisiologico.
3. Strutturale (rigenerativo o cellulare).

Per un'esistenza a tutti gli effetti, una persona ha bisogno del lavoro di tutti e tre i tipi di omeostasi in un complesso, se uno di essi fallisce, ciò porta a spiacevoli conseguenze per la salute. Il lavoro ben coordinato dei processi ti consentirà di ignorare o sopportare i cambiamenti più comuni con il minimo inconveniente e di sentirti sicuro.

Questo tipo di omeostasi è la capacità di mantenere un singolo genotipo all'interno di una popolazione. A livello molecolare-cellulare, viene mantenuto un unico sistema genetico, che trasporta un certo insieme di informazioni ereditarie.

Il meccanismo consente agli individui di incrociarsi, mantenendo l'equilibrio e l'uniformità di un gruppo di persone condizionalmente chiuso (popolazione).

Omeostasi fisiologica

Questo tipo di omeostasi è responsabile del mantenimento dei principali segni vitali in uno stato ottimale:

• temperatura corporea.
• Pressione sanguigna.
• Stabilità digestiva.

I sistemi immunitario, endocrino e nervoso sono responsabili del suo corretto funzionamento. In caso di guasto imprevisto nel funzionamento di uno dei sistemi, ciò influisce immediatamente sul benessere dell'intero organismo, porta ad un indebolimento delle funzioni protettive e allo sviluppo di malattie.

Omeostasi cellulare (strutturale)

Questa specie è anche chiamata "rigenerazione", che probabilmente descrive meglio le caratteristiche funzionali.

Le forze principali di tale omeostasi mirano a ripristinare e curare le cellule danneggiate degli organi interni del corpo umano. Sono questi meccanismi che, quando funzionano correttamente, consentono al corpo di riprendersi da malattie o lesioni.

I principali meccanismi dell'omeostasi si sviluppano ed evolvono insieme a una persona, adattandosi meglio ai cambiamenti dell'ambiente esterno.

Funzioni dell'omeostasi

Per comprendere correttamente le funzioni e le proprietà dell'omeostasi, è meglio considerare la sua azione su esempi specifici.

Quindi, ad esempio, quando si pratica sport, la respirazione umana e il polso accelerano, il che indica il desiderio del corpo di mantenere l'equilibrio interno in condizioni ambientali modificate.

Quando ci si trasferisce in un paese con un clima significativamente diverso dal solito, per qualche tempo si può stare male. A seconda della salute generale di una persona, i meccanismi dell'omeostasi consentono di adattarsi alle nuove condizioni di vita. Per alcuni, l'acclimatazione non si fa sentire e l'equilibrio interno si adatta rapidamente, qualcuno deve aspettare un po' prima che il corpo regoli le sue prestazioni.

In condizioni di temperatura elevata, una persona diventa calda e inizia la sudorazione. Questo fenomeno è considerato una prova diretta del funzionamento dei meccanismi di autoregolazione.

Per molti versi, il lavoro delle principali funzioni omeostatiche dipende dall'ereditarietà, il materiale genetico trasmesso dalla generazione più anziana della famiglia.

Sulla base degli esempi riportati, è chiaramente possibile risalire alle principali funzioni:

• Energia.
• Adattivo.
• Riproduttivo.

È importante prestare attenzione al fatto che in età avanzata, così come nell'infanzia, il lavoro stabile dell'omeostasi richiede un'attenzione particolare, poiché la reazione dei principali sistemi regolatori durante questi periodi della vita è lenta.

proprietà dell'omeostasi

Conoscendo le funzioni di base dell'autoregolazione, è utile anche capire quali proprietà possiede. L'omeostasi è una complessa interrelazione di processi e reazioni. Tra le proprietà dell'omeostasi ci sono:

• Instabilità.
• Alla ricerca dell'equilibrio.
• Imprevedibilità.

I meccanismi sono in continuo cambiamento, le condizioni di prova per scegliere l'opzione migliore per adattarsi ad essi. Questa è la proprietà dell'instabilità.

L'equilibrio è l'obiettivo principale e la proprietà di qualsiasi organismo, si sforza costantemente per esso, sia strutturalmente che funzionalmente.

In alcuni casi, la reazione del corpo ai cambiamenti nell'ambiente esterno o interno può diventare inaspettata e portare alla ristrutturazione dei sistemi vitali. L'imprevedibilità dell'omeostasi può causare qualche disagio, che non indica un ulteriore effetto dannoso sullo stato del corpo.

Come migliorare il funzionamento dei meccanismi del sistema omeostatico

Dal punto di vista della medicina, qualsiasi malattia è la prova di un malfunzionamento dell'omeostasi. Le minacce esterne e interne influenzano costantemente il corpo e solo la coerenza nel lavoro dei sistemi principali aiuterà a farvi fronte.

L'indebolimento del sistema immunitario non avviene senza motivo. La medicina moderna ha una vasta gamma di strumenti che possono aiutare una persona a mantenere la propria salute, indipendentemente da ciò che ha causato il fallimento.

Condizioni meteorologiche mutevoli, situazioni stressanti, lesioni: tutto ciò può portare allo sviluppo di malattie di varia gravità.

Affinché le funzioni dell'omeostasi funzionino correttamente e il più rapidamente possibile, è necessario monitorare lo stato generale della propria salute. Per fare ciò, puoi consultare un medico per un esame per determinare le tue vulnerabilità e scegliere una serie di terapie per eliminarle. Una diagnostica regolare aiuterà a controllare meglio i processi di base della vita.

In questo caso, è importante seguire in modo indipendente semplici consigli:

• Evita le situazioni stressanti per proteggere il sistema nervoso dal costante sovraffaticamento.
• Osserva la tua dieta, non sovraccaricarti di cibi pesanti, evita la fame insensata, che consentirà al sistema digestivo di far fronte più facilmente al suo lavoro.
• Scegli i complessi vitaminici adatti per ridurre l'impatto dei cambiamenti climatici stagionali.

Un atteggiamento vigile nei confronti della propria salute aiuterà i processi omeostatici a rispondere in modo tempestivo e corretto ad eventuali cambiamenti.

L'omeostasi nel senso classico della parola è un concetto fisiologico che denota la stabilità della composizione dell'ambiente interno, la costanza dei componenti della sua composizione, nonché l'equilibrio delle funzioni biofisiologiche di qualsiasi organismo vivente.

La base di una tale funzione biologica come l'omeostasi è la capacità degli organismi viventi e dei sistemi biologici di resistere ai cambiamenti ambientali; mentre gli organismi utilizzano meccanismi di difesa autonomi.

Per la prima volta questo termine è stato utilizzato dal fisiologo americano W. Kennon all'inizio del XX secolo.
Qualsiasi oggetto biologico ha parametri universali di omeostasi.

Omeostasi del sistema e del corpo

La base scientifica per un fenomeno come l'omeostasi è stata formata dal francese C. Bernard: era una teoria sulla composizione costante dell'ambiente interno negli organismi degli esseri viventi. Questa teoria scientifica è stata formulata negli anni ottanta del diciottesimo secolo ed è stata ampiamente sviluppata.

Quindi, l'omeostasi è il risultato di un complesso meccanismo di interazione nel campo della regolazione e del coordinamento, che si verifica sia nel corpo nel suo insieme che nei suoi organi, cellule e persino a livello molecolare.

Il concetto di omeostasi ha ricevuto un impulso per un ulteriore sviluppo come risultato dell'uso dei metodi cibernetici nello studio di sistemi biologici complessi, come una biocenosi o una popolazione).

Funzioni dell'omeostasi

Lo studio di oggetti con una funzione di feedback ha aiutato gli scienziati a conoscere i numerosi meccanismi responsabili della loro stabilità.

Anche in condizioni di gravi cambiamenti, i meccanismi di adattamento (adattamento) non consentono alle proprietà chimiche e fisiologiche dell'organismo di cambiare notevolmente. Non si può dire che rimangano assolutamente stabili, ma di solito non si verificano deviazioni gravi.

Meccanismi di omeostasi

Il meccanismo dell'omeostasi negli organismi è più ben sviluppato negli animali superiori. Negli organismi di uccelli e mammiferi (compreso l'uomo), la funzione dell'omeostasi consente di mantenere la stabilità del numero di ioni idrogeno, regola la costanza della composizione chimica del sangue, mantiene la pressione nel sistema circolatorio e la temperatura corporea all'incirca allo stesso livello.

Esistono diversi modi in cui l'omeostasi colpisce i sistemi di organi e il corpo nel suo insieme. Questo può essere un effetto con l'aiuto degli ormoni, del sistema nervoso, dei sistemi escretori o neuro-umorali del corpo.

Omeostasi umana

Ad esempio, la stabilità della pressione nelle arterie è mantenuta da un meccanismo di regolazione che funziona in modo simile alle reazioni a catena in cui entrano gli organi sanguigni.

Ciò avviene in modo tale che i recettori vascolari percepiscano il cambiamento nella forza di pressione e trasmettano un segnale al riguardo al cervello umano, che invia impulsi di risposta ai centri vascolari. La conseguenza di ciò è un aumento o una diminuzione del tono del sistema circolatorio (cuore e vasi sanguigni).

Inoltre, entrano in gioco gli organi di regolazione neuroumorale. Come risultato di questa reazione, la pressione torna alla normalità.

Omeostasi dell'ecosistema

Un esempio di omeostasi nel mondo vegetale è la conservazione dell'umidità fogliare costante aprendo e chiudendo gli stomi.

L'omeostasi è caratteristica anche delle comunità di organismi viventi di qualsiasi grado di complessità; ad esempio, il fatto che all'interno della biocenosi sia preservata una composizione relativamente stabile di specie e individui è una diretta conseguenza dell'azione dell'omeostasi.

Omeostasi della popolazione

Un tale tipo di omeostasi come popolazione (il suo altro nome è genetico) svolge il ruolo di regolatore dell'integrità e della stabilità della composizione genotipica di una popolazione in un ambiente mutevole.

Agisce preservando l'eterozigosi, nonché controllando il ritmo e la direzione dei cambiamenti mutazionali.

Questo tipo di omeostasi consente alla popolazione di mantenere la composizione genetica ottimale, che consente alla comunità degli organismi viventi di mantenere la massima vitalità.

Il ruolo dell'omeostasi nella società e nell'ecologia

La necessità di gestire sistemi complessi di natura sociale, economica e culturale ha portato all'allargamento del termine omeostasi e alla sua applicazione non solo agli oggetti biologici, ma anche sociali.

La seguente situazione può servire da esempio del lavoro dei meccanismi sociali omeostatici: se c'è una mancanza di conoscenze o abilità o una carenza professionale nella società, allora attraverso il meccanismo di feedback questo fatto fa sì che la comunità si sviluppi e si migliori.

E nel caso di un numero eccessivo di professionisti che in realtà non sono richiesti dalla società, ci sarà un feedback negativo e ci saranno meno rappresentanti di professioni non necessarie.

Recentemente, il concetto di omeostasi ha trovato ampia applicazione in ecologia, per la necessità di studiare lo stato di complessi sistemi ecologici e della biosfera nel suo insieme.

In cibernetica, il termine omeostasi viene utilizzato in relazione a qualsiasi meccanismo che abbia la capacità di autoregolarsi automaticamente.

Collegamenti relativi all'omeostasi

Come sapete, una cellula vivente è un sistema mobile e autoregolante. La sua organizzazione interna è supportata da processi attivi volti a limitare, prevenire o eliminare gli spostamenti causati dai vari influssi dell'ambiente e dell'ambiente interno. La capacità di tornare allo stato originale dopo una deviazione da un certo livello medio, causata dall'uno o dall'altro fattore "disturbante", è la proprietà principale della cellula. Un organismo multicellulare è un'organizzazione olistica, i cui elementi cellulari sono specializzati per svolgere varie funzioni. L'interazione all'interno del corpo è svolta da complessi meccanismi di regolazione, coordinamento e correlazione con la partecipazione di fattori nervosi, umorali, metabolici e di altro tipo. Molti meccanismi individuali che regolano le relazioni intra e intercellulari, in alcuni casi, hanno effetti reciprocamente opposti (antagonisti) che si equilibrano a vicenda. Ciò porta alla creazione di un background fisiologico mobile (equilibrio fisiologico) nel corpo e consente al sistema vivente di mantenere una relativa costanza dinamica, nonostante i cambiamenti nell'ambiente e i cambiamenti che si verificano durante la vita dell'organismo.

Il termine "omeostasi" fu proposto nel 1929 dal fisiologo W. Cannon, il quale riteneva che i processi fisiologici che mantengono la stabilità nel corpo siano così complessi e diversi che è consigliabile combinarli sotto il nome generale di omeostasi. Tuttavia, nel 1878, K. Bernard scrisse che tutti i processi vitali hanno un solo obiettivo: mantenere la costanza delle condizioni di vita nel nostro ambiente interno. Affermazioni simili si trovano nei lavori di molti ricercatori del XIX e della prima metà del XX secolo. (E. Pfluger, S. Richet, LA Fredericq, I.M. Sechenov, IP Pavlov, KM Bykov e altri). Le opere di L.S. Stern (con collaboratori), dedita al ruolo delle funzioni di barriera che regolano la composizione e le proprietà del microambiente di organi e tessuti.

L'idea stessa di omeostasi non corrisponde al concetto di equilibrio stabile (non fluttuante) nel corpo: il principio dell'equilibrio non è applicabile ai complessi processi fisiologici e biochimici che si verificano nei sistemi viventi. È anche sbagliato contrapporre l'omeostasi alle fluttuazioni ritmiche dell'ambiente interno. L'omeostasi in senso lato copre le questioni del flusso ciclico e di fase delle reazioni, della compensazione, della regolazione e dell'autoregolazione delle funzioni fisiologiche, della dinamica dell'interdipendenza delle componenti nervose, umorali e di altro tipo del processo regolatorio. I confini dell'omeostasi possono essere rigidi e plastici, variano a seconda dell'età individuale, del sesso, delle condizioni sociali, professionali e di altro tipo.

Di particolare importanza per la vita dell'organismo è la costanza della composizione del sangue - la base liquida del corpo (matrice fluida), secondo W. Cannon. Sono ben noti la stabilità della sua reazione attiva (pH), la pressione osmotica, il rapporto degli elettroliti (sodio, calcio, cloro, magnesio, fosforo), il contenuto di glucosio, il numero di elementi formati e così via. Quindi, ad esempio, il pH del sangue, di regola, non va oltre 7,35-7,47. Anche gravi disturbi del metabolismo acido-base con una patologia dell'accumulo di acido nel fluido tissutale, ad esempio nell'acidosi diabetica, hanno un effetto molto limitato sulla reazione attiva del sangue. Nonostante il fatto che la pressione osmotica del sangue e del fluido tissutale sia soggetta a continue fluttuazioni dovute alla fornitura costante di prodotti osmoticamente attivi del metabolismo interstiziale, rimane a un certo livello e cambia solo in alcune gravi condizioni patologiche.

Il mantenimento di una pressione osmotica costante è di fondamentale importanza per il metabolismo dell'acqua e il mantenimento dell'equilibrio ionico nel corpo (vedi Metabolismo acqua-sale). La maggiore costanza è la concentrazione di ioni sodio nell'ambiente interno. Anche il contenuto di altri elettroliti oscilla entro limiti ristretti. La presenza di un gran numero di osmocettori nei tessuti e negli organi, comprese le formazioni nervose centrali (ipotalamo, ippocampo), e un sistema coordinato di regolatori del metabolismo dell'acqua e della composizione ionica consente al corpo di eliminare rapidamente i cambiamenti della pressione sanguigna osmotica che si verificano, ad esempio, quando l'acqua viene introdotta nel corpo.

Nonostante il sangue rappresenti l'ambiente interno generale del corpo, le cellule di organi e tessuti non entrano direttamente in contatto con esso.

Negli organismi multicellulari, ogni organo ha il proprio ambiente interno (microambiente) corrispondente alle sue caratteristiche strutturali e funzionali e lo stato normale degli organi dipende dalla composizione chimica, fisico-chimica, biologica e altre proprietà di questo microambiente. La sua omeostasi è determinata dallo stato funzionale delle barriere istoematiche e dalla loro permeabilità nelle direzioni sangue→fluido tissutale, fluido tissutale→sangue.

Di particolare importanza è la costanza dell'ambiente interno per l'attività del sistema nervoso centrale: anche piccoli cambiamenti chimici e fisico-chimici che si verificano nel liquido cerebrospinale, nella glia e negli spazi pericellulari possono causare una forte interruzione nel corso dei processi vitali nell'individuo neuroni o nei loro insiemi. Un complesso sistema omeostatico, che include vari meccanismi neuroumorali, biochimici, emodinamici e altri meccanismi di regolazione, è il sistema per garantire il livello ottimale di pressione sanguigna. Allo stesso tempo, il limite superiore del livello di pressione arteriosa è determinato dalla funzionalità dei barocettori del sistema vascolare del corpo e il limite inferiore è determinato dalle esigenze di afflusso di sangue del corpo.

I meccanismi omeostatici più perfetti nel corpo degli animali superiori e dell'uomo includono i processi di termoregolazione; negli animali omoitermici, le fluttuazioni di temperatura nelle parti interne del corpo durante le variazioni più drammatiche della temperatura nell'ambiente non superano i decimi di grado.

Vari ricercatori spiegano i meccanismi di natura biologica generale che stanno alla base dell'omeostasi in modi diversi. Quindi, W. Cannon attribuiva particolare importanza al sistema nervoso superiore, L. A. Orbeli considerava la funzione adattativa-trofica del sistema nervoso simpatico come uno dei principali fattori dell'omeostasi. Il ruolo organizzativo dell'apparato nervoso (il principio del nervosismo) è alla base delle idee ben note sull'essenza dei principi dell'omeostasi (I. M. Sechenov, I. P. Pavlov, A. D. Speransky e altri). Tuttavia, né il principio dominante (A. A. Ukhtomsky), né la teoria delle funzioni di barriera (L. S. Stern), né la sindrome di adattamento generale (G. Selye), né la teoria dei sistemi funzionali (P. K. Anokhin), né la regolazione ipotalamica dell'omeostasi (N. I. Grashchenkov) e molte altre teorie non risolvono completamente il problema dell'omeostasi.

In alcuni casi, il concetto di omeostasi non è usato correttamente per spiegare stati fisiologici, processi e persino fenomeni sociali isolati. Così sono comparsi in letteratura i termini “immunologico”, “elettrolita”, “sistemico”, “molecolare”, “fisico-chimico”, “omeostasi genetica” e simili. Si è cercato di ridurre il problema dell'omeostasi al principio di autoregolazione. Un esempio di soluzione del problema dell'omeostasi dal punto di vista cibernetico è il tentativo di Ashby (WR Ashby, 1948) di progettare un dispositivo autoregolante che simuli la capacità degli organismi viventi di mantenere il livello di determinate quantità entro limiti fisiologicamente accettabili. Alcuni autori considerano l'ambiente interno del corpo come un complesso sistema a catena con molti "input attivi" (organi interni) e singoli indicatori fisiologici (flusso sanguigno, pressione sanguigna, scambio gassoso, ecc.), il cui valore è dovuto a ciascuno all'attività degli "input".

In pratica, ricercatori e clinici affrontano la questione della valutazione delle capacità adattative (adattive) o compensative del corpo, della loro regolazione, rafforzamento e mobilizzazione, predicendo la risposta del corpo alle influenze disturbanti. Alcuni stati di instabilità vegetativa, causati da insufficienza, eccesso o inadeguatezza dei meccanismi regolatori, sono considerati “malattie dell'omeostasi”. Con una certa convenzionalità, possono includere disturbi funzionali nel normale funzionamento del corpo associati al suo invecchiamento, ristrutturazione forzata dei ritmi biologici, alcuni fenomeni di distonia vegetativa, reattività iper e ipocompensativa sotto influenze stressanti ed estreme, e così via.

Per valutare lo stato dei meccanismi omeostatici in fiziol. si sperimentano e in un cuneo si praticano vari test funzionali dosati (freddo, termico, adrenalina, insulina, mezaton e altri) con definizione in sangue e urina di una parità di agenti biologicamente attivi (ormoni, mediatori, metaboliti) e così via.

Meccanismi biofisici dell'omeostasi

Meccanismi biofisici dell'omeostasi. Dal punto di vista della biofisica chimica, l'omeostasi è uno stato in cui tutti i processi responsabili delle trasformazioni energetiche nel corpo sono in equilibrio dinamico. Questo stato è il più stabile e corrisponde all'optimum fisiologico. Secondo i concetti della termodinamica, un organismo e una cellula possono esistere e adattarsi a tali condizioni ambientali in cui è possibile stabilire un corso stazionario di processi fisico-chimici, cioè l'omeostasi, in un sistema biologico. Il ruolo principale nello stabilire l'omeostasi appartiene principalmente ai sistemi di membrane cellulari, che sono responsabili dei processi bioenergetici e regolano la velocità di ingresso e rilascio di sostanze da parte delle cellule.

Da queste posizioni, le principali cause del disturbo sono reazioni non enzimatiche insolite per la normale attività vitale, che si verificano nelle membrane; nella maggior parte dei casi si tratta di reazioni a catena di ossidazione che coinvolgono i radicali liberi che si verificano nei fosfolipidi cellulari. Queste reazioni portano a danni agli elementi strutturali delle cellule e all'interruzione della funzione di regolazione. I fattori che causano disturbi dell'omeostasi includono anche agenti che causano la formazione di radicali: radiazioni ionizzanti, tossine infettive, determinati alimenti, nicotina, nonché mancanza di vitamine e così via.

Uno dei principali fattori che stabilizzano lo stato omeostatico e le funzioni delle membrane sono i bioantiossidanti, che inibiscono lo sviluppo delle reazioni radicaliche ossidative.

Caratteristiche dell'età dell'omeostasi nei bambini

Caratteristiche dell'età dell'omeostasi nei bambini. La costanza dell'ambiente interno del corpo e la relativa stabilità dei parametri fisico-chimici durante l'infanzia sono dotate di una pronunciata predominanza dei processi metabolici anabolici su quelli catabolici. Questa è una condizione indispensabile per la crescita e distingue il corpo del bambino dal corpo degli adulti, in cui l'intensità dei processi metabolici è in uno stato di equilibrio dinamico. A questo proposito, la regolazione neuroendocrina dell'omeostasi del corpo del bambino è più intensa che negli adulti. Ogni periodo di età è caratterizzato da caratteristiche specifiche dei meccanismi dell'omeostasi e della loro regolazione. Pertanto, nei bambini molto più spesso che negli adulti, ci sono gravi violazioni dell'omeostasi, spesso pericolose per la vita. Questi disturbi sono il più delle volte associati all'immaturità delle funzioni omeostatiche dei reni, a disturbi delle funzioni del tratto gastrointestinale o della funzione respiratoria dei polmoni.

La crescita del bambino, espressa in un aumento della massa delle sue cellule, è accompagnata da netti cambiamenti nella distribuzione dei liquidi nel corpo (vedi Metabolismo acqua-sale). L'aumento assoluto del volume del liquido extracellulare è in ritardo rispetto al tasso di aumento di peso complessivo, quindi il volume relativo dell'ambiente interno, espresso come percentuale del peso corporeo, diminuisce con l'età. Questa dipendenza è particolarmente pronunciata nel primo anno dopo la nascita. Nei bambini più grandi, la velocità di variazione del volume relativo del liquido extracellulare diminuisce. Il sistema di regolazione della costanza del volume del liquido (regolazione del volume) consente di compensare le deviazioni del bilancio idrico entro limiti piuttosto ristretti. Un elevato grado di idratazione dei tessuti nei neonati e nei bambini piccoli determina un fabbisogno di acqua significativamente maggiore rispetto agli adulti (per unità di peso corporeo). La perdita di acqua o la sua limitazione portano rapidamente allo sviluppo della disidratazione dovuta al settore extracellulare, cioè l'ambiente interno. Allo stesso tempo, i reni - i principali organi esecutivi nel sistema di regolazione del volume - non consentono il risparmio idrico. Il fattore limitante della regolazione è l'immaturità del sistema tubulare dei reni. La caratteristica più importante del controllo neuroendocrino dell'omeostasi nei neonati e nei bambini piccoli è la secrezione e l'escrezione renale relativamente elevata di aldosterone, che ha un impatto diretto sullo stato di idratazione dei tessuti e sulla funzione dei tubuli renali.

Anche la regolazione della pressione osmotica del plasma sanguigno e del fluido extracellulare nei bambini è limitata. L'osmolarità dell'ambiente interno varia in un intervallo più ampio (±50 mosm/l) rispetto agli adulti ±6 mosm/l). Ciò è dovuto alla maggiore superficie corporea per 1 kg di peso e, di conseguenza, alla maggiore perdita di acqua durante la respirazione, nonché all'immaturità dei meccanismi renali di concentrazione delle urine nei bambini. I disturbi dell'omeostasi, manifestati dall'iperosmosi, sono particolarmente comuni nei bambini durante il periodo neonatale e nei primi mesi di vita; in età avanzata inizia a prevalere l'ipoosmosi, associata principalmente a malattie gastrointestinali o notturne. Meno studiata è la regolazione ionica dell'omeostasi, che è strettamente correlata all'attività dei reni e alla natura della nutrizione.

In precedenza si riteneva che il principale fattore determinante il valore della pressione osmotica del fluido extracellulare fosse la concentrazione di sodio, ma studi più recenti hanno dimostrato che non esiste una stretta correlazione tra il contenuto di sodio nel plasma sanguigno e il valore di la pressione osmotica totale in patologia. L'eccezione è l'ipertensione plasmatica. Pertanto, la terapia omeostatica mediante somministrazione di soluzioni di glucosio-sale richiede il monitoraggio non solo del contenuto di sodio nel siero o plasma, ma anche delle variazioni dell'osmolarità totale del fluido extracellulare. Di grande importanza nel mantenimento della pressione osmotica totale nell'ambiente interno è la concentrazione di zucchero e urea. Il contenuto di queste sostanze osmoticamente attive e il loro effetto sul metabolismo del sale d'acqua possono aumentare notevolmente in molte condizioni patologiche. Pertanto, per eventuali violazioni dell'omeostasi, è necessario determinare la concentrazione di zucchero e urea. In considerazione di quanto sopra, nei bambini in tenera età, in violazione dei regimi salini e proteici, può svilupparsi uno stato di iper- o ipoosmosi latente, iperazotemia (E. Kerpel-Froniusz, 1964).

Un importante indicatore che caratterizza l'omeostasi nei bambini è la concentrazione di ioni idrogeno nel sangue e nel liquido extracellulare. Nel periodo prenatale e nel primo postnatale, la regolazione dell'equilibrio acido-base è strettamente correlata al grado di saturazione di ossigeno nel sangue, che si spiega con la relativa predominanza della glicolisi anaerobica nei processi bioenergetici. Inoltre, anche una moderata ipossia nel feto è accompagnata dall'accumulo di acido lattico nei suoi tessuti. Inoltre, l'immaturità della funzione acidogenetica dei reni crea i presupposti per lo sviluppo dell'acidosi "fisiologica". In connessione con le peculiarità dell'omeostasi nei neonati, si verificano spesso disturbi che si trovano al confine tra fisiologico e patologico.

La ristrutturazione del sistema neuroendocrino durante la pubertà è anche associata a cambiamenti nell'omeostasi. Tuttavia, le funzioni degli organi esecutivi (reni, polmoni) raggiungono il loro massimo grado di maturità a questa età, quindi le sindromi gravi o le malattie dell'omeostasi sono rare, ma più spesso si parla di cambiamenti compensati nel metabolismo, che possono essere rilevati solo da un esame del sangue biochimico. Nella clinica, per caratterizzare l'omeostasi nei bambini, è necessario esaminare i seguenti indicatori: ematocrito, pressione osmotica totale, sodio, potassio, zucchero, bicarbonati e urea nel sangue, nonché pH del sangue, pO 2 e pCO 2.

Caratteristiche dell'omeostasi nell'età anziana e senile

Caratteristiche dell'omeostasi nell'età anziana e senile. Lo stesso livello di valori omeostatici in diversi periodi di età viene mantenuto a causa di vari cambiamenti nei sistemi della loro regolazione. Ad esempio, la costanza della pressione arteriosa in giovane età viene mantenuta a causa di una maggiore gittata cardiaca e di una bassa resistenza vascolare periferica totale, e negli anziani e senili, a causa di una maggiore resistenza periferica totale e di una diminuzione della gittata cardiaca. Durante l'invecchiamento del corpo, la costanza delle funzioni fisiologiche più importanti viene mantenuta in condizioni di affidabilità decrescente e di riduzione del possibile range di modificazioni fisiologiche dell'omeostasi. La conservazione dell'omeostasi relativa con significativi cambiamenti strutturali, metabolici e funzionali è ottenuta dal fatto che allo stesso tempo si verificano non solo l'estinzione, il disturbo e il degrado, ma anche lo sviluppo di specifici meccanismi adattativi. A causa di ciò, vengono mantenuti un livello costante di zucchero nel sangue, pH del sangue, pressione osmotica, potenziale della membrana cellulare e così via.

I cambiamenti nei meccanismi di regolazione neuroumorale, un aumento della sensibilità dei tessuti all'azione di ormoni e mediatori sullo sfondo di un indebolimento delle influenze nervose, sono essenziali per mantenere l'omeostasi durante il processo di invecchiamento.

Con l'invecchiamento del corpo, il lavoro del cuore, la ventilazione polmonare, lo scambio di gas, le funzioni renali, la secrezione delle ghiandole digestive, la funzione delle ghiandole endocrine, il metabolismo e altri cambiano in modo significativo. Questi cambiamenti possono essere caratterizzati come omeoresi - una traiettoria regolare (dinamica) di cambiamenti nell'intensità del metabolismo e delle funzioni fisiologiche con l'età nel tempo. Il valore del corso dei cambiamenti legati all'età è molto importante per caratterizzare il processo di invecchiamento di una persona, determinando la sua età biologica.

Nell'età anziana e senile, il potenziale generale dei meccanismi adattativi diminuisce. Pertanto, in età avanzata, con carichi aumentati, stress e altre situazioni, aumenta la probabilità di interruzione dei meccanismi adattativi e disturbi dell'omeostasi. Tale diminuzione dell'affidabilità dei meccanismi di omeostasi è uno dei prerequisiti più importanti per lo sviluppo di disturbi patologici in età avanzata.

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