Nel suo libro La saggezza del corpo, ha proposto il termine come un nome per "i processi fisiologici coordinati che mantengono gli stati più stabili del corpo". In futuro, questo termine è stato esteso alla capacità di mantenere dinamicamente la costanza del proprio stato interno di qualsiasi sistema aperto. Tuttavia, il concetto di costanza dell'ambiente interno fu formulato già nel 1878 dallo scienziato francese Claude Bernard.

Informazione Generale

Il termine "omeostasi" è più comunemente usato in biologia. Perché esistano organismi multicellulari, è necessario mantenere la costanza dell'ambiente interno. Molti ecologisti sono convinti che questo principio si applichi anche all'ambiente esterno. Se il sistema non è in grado di ripristinare il proprio equilibrio, alla fine potrebbe cessare di funzionare.

I sistemi complessi - ad esempio il corpo umano - devono avere l'omeostasi per mantenere la stabilità ed esistere. Questi sistemi non solo devono lottare per sopravvivere, devono anche adattarsi ai cambiamenti ambientali ed evolversi.

proprietà dell'omeostasi

I sistemi omeostatici hanno le seguenti proprietà:

• instabilità sistema: verifica come può adattarsi al meglio.
• Alla ricerca dell'equilibrio: tutta l'organizzazione interna, strutturale e funzionale dei sistemi contribuisce al mantenimento dell'equilibrio.
• imprevedibilità: L'effetto risultante di una determinata azione può spesso essere diverso da quello previsto.

• Regolazione della quantità di micronutrienti e acqua nel corpo - osmoregolazione. Effettuato nei reni.
• Rimozione dei prodotti di scarto del processo metabolico - isolamento. Viene eseguito da organi esocrini: reni, polmoni, ghiandole sudoripare e tratto gastrointestinale.
• Regolazione della temperatura corporea. Abbassamento della temperatura attraverso la sudorazione, una varietà di reazioni termoregolatrici.
• Regolazione dei livelli di glucosio nel sangue. Principalmente svolto dal fegato, dall'insulina e dal glucagone secreto dal pancreas.

È importante notare che sebbene il corpo sia in equilibrio, il suo stato fisiologico può essere dinamico. Molti organismi mostrano cambiamenti endogeni sotto forma di ritmi circadiani, ultradiani e infradiani. Quindi, anche durante l'omeostasi, la temperatura corporea, la pressione sanguigna, la frequenza cardiaca e la maggior parte degli indicatori metabolici non sono sempre a un livello costante, ma cambiano nel tempo.

Meccanismi di omeostasi: feedback

Quando c'è un cambiamento nelle variabili, ci sono due tipi principali di feedback a cui il sistema risponde:

1. Feedback negativo, espresso come reazione in cui il sistema risponde in modo tale da invertire la direzione del cambiamento. Poiché il feedback serve a mantenere la costanza del sistema, consente di mantenere l'omeostasi.
   • Ad esempio, quando la concentrazione di anidride carbonica nel corpo umano aumenta, viene segnalato ai polmoni di aumentare la loro attività ed espirare più anidride carbonica.
   • La termoregolazione è un altro esempio di feedback negativo. Quando la temperatura corporea aumenta (o diminuisce), i termocettori della pelle e dell'ipotalamo registrano il cambiamento, attivando un segnale dal cervello. Questo segnale, a sua volta, provoca una risposta: una diminuzione (o un aumento) della temperatura.
2. Feedback positivo, che si esprime come un'amplificazione del cambiamento in una variabile. Ha un effetto destabilizzante, quindi non porta all'omeostasi. Il feedback positivo è meno comune nei sistemi naturali, ma ha anche i suoi usi.
   • Ad esempio, nei nervi, un potenziale elettrico di soglia provoca la generazione di un potenziale d'azione molto più grande. La coagulazione del sangue e gli eventi di nascita sono altri esempi di feedback positivo.

I sistemi stabili richiedono la combinazione di entrambi i tipi di feedback. Mentre il feedback negativo consente di tornare a uno stato omeostatico, il feedback positivo viene utilizzato per passare a uno stato di omeostasi completamente nuovo (e molto probabilmente meno desiderabile), una situazione chiamata "metastabilità". Tali cambiamenti catastrofici possono verificarsi, ad esempio, con un aumento dei nutrienti nei fiumi con acqua limpida, che porta a uno stato omeostatico di elevata eutrofizzazione (crescita eccessiva di alghe del canale) e torbidità.

Omeostasi ecologica

In ecosistemi disturbati, o comunità biologiche sub-climax - come, ad esempio, l'isola di Krakatau, dopo una forte eruzione vulcanica in - lo stato di omeostasi del precedente ecosistema del climax forestale è stato distrutto, come tutta la vita su quest'isola. Il Krakatoa ha attraversato una catena di cambiamenti ecologici negli anni successivi all'eruzione, in cui nuove specie vegetali e animali si sono succedute, il che ha portato alla biodiversità e, di conseguenza, a una comunità climax. La successione ecologica a Krakatoa è avvenuta in più fasi. Una catena completa di successioni che portano a un climax è chiamata preserie. Nell'esempio di Krakatau, quest'isola ha sviluppato una comunità climax con ottomila specie diverse registrate nel , cento anni dopo che l'eruzione ha distrutto la vita su di essa. I dati confermano che la posizione si mantiene in omeostasi per diverso tempo, mentre l'emergere di nuove specie porta molto rapidamente alla rapida scomparsa di quelle vecchie.

Il caso del Krakatoa e di altri ecosistemi disturbati o intatti mostra che la colonizzazione iniziale da parte delle specie pioniere avviene attraverso strategie di riproduzione a feedback positivo in cui le specie si disperdono, producendo più prole possibile, ma con poco o nessun investimento nel successo di ciascun individuo. . In tali specie c'è un rapido sviluppo e un altrettanto rapido collasso (ad esempio, attraverso un'epidemia). Quando un ecosistema si avvicina al climax, tali specie vengono sostituite da specie più complesse che si adattano attraverso un feedback negativo alle condizioni specifiche del loro ambiente. Queste specie sono attentamente controllate dalla capacità potenziale dell'ecosistema e seguono una strategia diversa: produrre una progenie più piccola, nel successo riproduttivo della quale nelle condizioni del microambiente della sua specifica nicchia ecologica, viene investita più energia.

Lo sviluppo inizia con la comunità dei pionieri e termina con la comunità climax. Questa comunità climax si forma quando flora e fauna entrano in equilibrio con l'ambiente locale.

Tali ecosistemi formano eterarchie, in cui l'omeostasi a un livello contribuisce ai processi omeostatici a un altro livello complesso. Ad esempio, la perdita di foglie su un albero tropicale maturo fa spazio a una nuova crescita e arricchisce il suolo. Allo stesso modo, l'albero tropicale riduce l'accesso della luce a livelli inferiori e aiuta a prevenire l'invasione di altre specie. Ma anche gli alberi cadono a terra e lo sviluppo del bosco dipende dal continuo cambiamento degli alberi, dal ciclo dei nutrienti svolto da batteri, insetti, funghi. Allo stesso modo, tali foreste contribuiscono ai processi ecologici, come la regolazione dei microclimi o dei cicli idrologici dell'ecosistema, e diversi ecosistemi possono interagire per mantenere l'omeostasi del drenaggio dei fiumi all'interno di una regione biologica. La variabilità delle bioregioni gioca anche un ruolo nella stabilità omeostatica di una regione biologica, o bioma.

Omeostasi biologica

L'omeostasi agisce come una caratteristica fondamentale degli organismi viventi ed è intesa come il mantenimento dell'ambiente interno entro limiti accettabili.

L'ambiente interno del corpo comprende fluidi corporei: plasma sanguigno, linfa, sostanza intercellulare e liquido cerebrospinale. Mantenere la stabilità di questi fluidi è vitale per gli organismi, mentre la sua assenza porta a danni al materiale genetico.

L'omeostasi nel corpo umano

Vari fattori influenzano la capacità dei fluidi corporei di sostenere la vita. Tra questi ci sono parametri come temperatura, salinità, acidità e concentrazione di nutrienti - glucosio, ioni vari, ossigeno e prodotti di scarto - anidride carbonica e urina. Poiché questi parametri influenzano le reazioni chimiche che mantengono in vita un organismo, esistono meccanismi fisiologici integrati per mantenerli al livello richiesto.

L'omeostasi non può essere considerata la causa dei processi di questi adattamenti inconsci. Dovrebbe essere preso come una caratteristica generale di molti processi normali che agiscono insieme e non come la loro causa principale. Inoltre, ci sono molti fenomeni biologici che non si adattano a questo modello, ad esempio l'anabolismo.

Altre aree

Il concetto di "omeostasi" è utilizzato anche in altre aree.

L'attuario può parlare omeostasi del rischio, in cui, ad esempio, le persone che hanno i freni antiaderenti sulle loro auto non sono in una posizione più sicura di quelle che non lo fanno, perché queste persone compensano inconsciamente un'auto più sicura con una guida rischiosa. Ciò accade perché alcuni dei meccanismi di mantenimento, come la paura, smettono di funzionare.

Sociologi e psicologi possono parlare omeostasi dello stress- il desiderio di una popolazione o di un individuo di rimanere ad un certo livello di stress, spesso causando stress artificialmente se il livello di stress "naturale" non è sufficiente.

Esempi

• termoregolazione
  • Il tremore dei muscoli scheletrici può iniziare se la temperatura corporea è troppo bassa.
  • Un altro tipo di termogenesi prevede la scomposizione dei grassi per rilasciare calore.
  • La sudorazione raffredda il corpo attraverso l'evaporazione.
• Regolazione chimica
  • Il pancreas secerne insulina e glucagone per controllare i livelli di glucosio nel sangue.
  • I polmoni assorbono ossigeno e rilasciano anidride carbonica.
  • I reni espellono l'urina e regolano il livello dell'acqua e un certo numero di ioni nel corpo.

Molti di questi organi sono controllati da ormoni del sistema ipotalamo-ipofisario.

Guarda anche

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Guarda cos'è "Omeostasi" in altri dizionari:

Omeostasi... Dizionario ortografico

omeostasi- Il principio generale di autoregolazione degli organismi viventi. Perls sottolinea con forza l'importanza di questo concetto nel suo lavoro The Gestalt Approach and Eye Witness to Therapy. Breve dizionario psicologico e psichiatrico esplicativo. ed. igiseva. 2008... Grande Enciclopedia Psicologica

Omeostasi (dal greco. simile, identico e stato), la proprietà del corpo di mantenere i suoi parametri e fisiologici. funzioni nella def. gamma, in base alla stabilità dell'interno. ambiente corporeo in relazione alle influenze perturbanti ... Enciclopedia filosofica

- (dal greco homoios lo stesso, simile e greco stasi immobilità, in piedi), omeostasi, la capacità di un organismo o sistema di organismi di mantenere un equilibrio stabile (dinamico) in condizioni ambientali mutevoli. Omeostasi in una popolazione Dizionario ecologico

Omeostasi (da omeo... e greco stasi immobilità, stato), l'abilità del biol. sistemi per resistere al cambiamento e rimanere dinamici. si riferisce alla costanza della composizione e delle proprietà. Il termine "G." proposto da W. Kennon nel 1929 per caratterizzare gli stati ... Dizionario enciclopedico biologico

Omeostasi, omeostasi (omeostasi; grech, homoios similar, lo stesso + stato di stasi, immobilità), - la relativa costanza dinamica dell'ambiente interno (sangue, linfa, fluido tissutale) e la stabilità del fiziol principale, funzioni (circolazione sanguigna, respirazione, termoregolazione, metabolismo, ecc.) corpo umano l animali. I meccanismi regolatori a supporto del fiziol. lo stato o le proprietà di cellule, organi e sistemi dell'intero organismo a un livello ottimale sono chiamati omeostatici.

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 al suo stato originale dopo una deviazione da un certo livello medio causato dall'uno o dall'altro fattore "disturbante" è la proprietà principale della cellula. L'organismo multicellulare rappresenta l'organizzazione completa, gli elementi cellulari un taglio sono specializzati per esecuzione di 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 costituzione di un fiziol mobile, sfondo (fiziol, equilibrio) 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 da Amer. il fisiologo W. Kennon, che credeva che il fiziol, i processi che mantengono la stabilità nel corpo, fossero così complessi e diversi che è consigliabile combinarli sotto il nome generale G. Tuttavia, nel 1878, K. Bernard scrisse che tutta la vita I processi 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, Sh. Richet, Frederic (LA Fredericq), I. M. Sechenov, I. P. Pavlov, K. M. Bykov, ecc.]. Di grande importanza per lo studio del problema di G. sono stati i lavori di L. S. Stern (o, collaboratore), dedicati al ruolo delle funzioni di barriera (vedi), che regolano la composizione e le proprietà del microambiente di organi e tessuti.

L'idea stessa di G. non corrisponde al concetto di equilibrio stabile (non oscillante) nel corpo: il principio dell'equilibrio non è applicabile al fiziol complesso e alla biochimica. processi nei sistemi viventi. Anche l'opposizione di G. alle fluttuazioni ritmiche nell'ambiente interno è errata (vedi Ritmi biologici). G. in senso lato tratta i temi del flusso ciclico e di fase delle reazioni, della compensazione (vedi Processi compensativi), della regolazione e autoregolazione del fiziol, delle funzioni (vedi Autoregolazione delle funzioni fisiologiche), della dinamica dell'interdipendenza di componenti nervose, umorali e di altro tipo del processo di regolazione. I confini di G. possono essere rigidi e plastici, variano a seconda dell'età individuale, sesso, sociale, prof. e altre condizioni.

Di particolare importanza per la vita del corpo è la costanza della composizione del sangue - la base liquida del corpo (matrice fluida), secondo W. Cannon. È ben nota 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, ecc.. Ad esempio, il pH del sangue, come regola, non va oltre 7.35-7.47. Anche i disturbi acuti del metabolismo acido-base con patol, l'accumulo di acidi nel fluido tissutale, ad esempio nell'acidosi diabetica, hanno un effetto molto limitato sulla reazione attiva del sangue (vedi Equilibrio acido-base). Nonostante il fatto che la pressione osmotica del sangue e del fluido tissutale sia soggetta a continue fluttuazioni dovute all'assunzione costante di prodotti osmoticamente attivi del metabolismo interstiziale, rimane a un certo livello e cambia solo in alcune condizioni patol pronunciate (vedi Pressione osmotica) . 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 (vedi) 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 nell'osmosi pressione sanguigna che si verifica, 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 sostanza chimica. composizione, fisica e chimica, biol e altre proprietà di questo microambiente. La sua G. è dovuta allo stato funzionale delle barriere istoematiche (vedi Funzioni di barriera) e alla loro permeabilità nelle direzioni del sangue -> fluido tissutale, fluido tissutale -> sangue.

Di particolare rilievo è la costanza dell'ambiente interno per l'attività di c. n. S.: chimica anche minore. e fiz.-chem. i cambiamenti che si verificano nel liquido cerebrospinale, nella glia e negli spazi pericellulari possono causare una forte interruzione nel corso dei processi vitali nei singoli neuroni o nei loro insiemi (vedi Barriera ematoencefalica). Il difficile sistema omeostatico che include vari meccanismi neuroumorali, biochimici, emodinamici e altri di regolazione è il sistema di mantenimento di un livello ottimale di pressione arteriosa (vedi). In questo caso, il limite superiore del livello di pressione sanguigna è determinato dalla funzionalità dei barocettori del sistema vascolare del corpo (vedi Angiocettori) e il limite inferiore è determinato dalle esigenze di afflusso di sangue dell'organismo.

I processi di termoregolazione appartengono ai meccanismi omeostatici più perfetti in un organismo degli animali superiori e la persona (vedi); negli animali omoitermici, le fluttuazioni di temperatura nelle parti interne del corpo durante gli sbalzi di temperatura più drammatici nell'ambiente non superano i decimi di grado.

Vari ricercatori su un vario spiegano i meccanismi obshchebiol. carattere sottostante G. Quindi, W. Cannon attribuiva particolare importanza a c. n. S., L. A. Orbeli considerava la funzione adattativa-trofica del sistema nervoso simpatico uno dei fattori principali di G.. Il ruolo organizzativo dell'apparato nervoso (il principio del nervosismo) è alla base delle idee ben note sull'essenza dei principi della gastronomia (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 di G (N. I. Grashchenkov) e molte altre teorie non risolvono completamente il problema di G.

In alcuni casi, il concetto di G. non è del tutto legittimamente utilizzato per spiegare fiziol, stati, processi e persino fenomeni sociali isolati. Così sono comparsi in letteratura i termini “immunologico”, “elettrolita”, “sistemico”, “molecolare”, “fisico-chimico”, “omeostasi genetica”, ecc.. Si è cercato di ridurre il problema di G. al principio di autoregolazione (vedi Sistema biologico, Autoregolazione nei sistemi biologici). Un esempio di soluzione del problema di G. dal punto di vista cibernetico è il tentativo di Ashby (W.R. Ashby, 1948) di progettare un dispositivo autoregolante che simuli la capacità degli organismi viventi di mantenere il livello di determinate quantità in limiti fiziol, accettabili ( vedi Omeostato). Alcuni autori considerano l'ambiente interno del corpo come un complesso sistema a catena con molti "input attivi" (organi interni) e fiziol individuale, indicatori (flusso sanguigno, pressione sanguigna, scambio gassoso, ecc.), il cui valore è per l'attività degli "input".

In pratica, ricercatori e clinici affrontano il problema 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 comprendere disturbi funzionali nel normale funzionamento dell'organismo associati al suo invecchiamento, ristrutturazione forzata dei ritmi biologici, alcuni fenomeni di distonia vegetativa, reattività iper e ipocompensativa sotto influenze stressanti ed estreme (vedi Stress), ecc. .

Per valutare lo stato dei meccanismi omeostatici in fiziol, esperimento e in un cuneo, pratica, vengono utilizzati una varietà di test funzionali dosati (freddo, termico, adrenalina, insulina, mezaton, ecc.) Con la determinazione del rapporto tra sostanze biologicamente attive (ormoni, mediatori, metaboliti) nel sangue e nelle urine ecc.

Meccanismi biofisici dell'omeostasi

Dal punto di vista della chimica. L'omeostasi biofisica è uno stato in cui tutti i processi responsabili delle trasformazioni energetiche nel corpo sono in equilibrio dinamico. Questo stato possiede la massima stabilità e corrisponde fiziol, un ottimo. Secondo rappresentazioni di termodinamica (vedi) l'organismo e una gabbia possono esistere e adattarsi a tali condizioni dell'ambiente a cui in biol, lo stabilimento di sistema di una corrente fiz.-chimica stazionaria è possibile. processi, cioè l'omeostasi. Il ruolo principale nella costituzione di G. spetta in primo luogo ai sistemi di membrane cellulari che sono responsabili dei processi bioenergetici e regolano la velocità di ricezione e rilascio di sostanze da parte delle cellule (vedi Membrane biologiche).

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 al danneggiamento degli elementi strutturali delle cellule e all'interruzione della funzione regolatoria (vedi Radicali, Reazioni a catena). I fattori che causano il disturbo di G. includono anche agenti che causano la formazione di radicali: radiazioni ionizzanti, tossine infettive, determinati alimenti, nicotina e mancanza di vitamine, ecc.

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 (vedi Antiossidanti).

Caratteristiche dell'età dell'omeostasi nei bambini

Costanza dell'ambiente interno di un organismo e stabilità relativa fiz.-chem. gli indicatori nell'infanzia sono dotati di una pronunciata predominanza dei processi metabolici anabolici rispetto a quelli catabolici. È una condizione indispensabile di crescita (vedi) e distingue un organismo da bambini da un organismo di adulti a chi l'intensità di processi metabolici è in una condizione di equilibrio dinamico. A questo proposito, la regolazione neuroendocrina di G. del corpo del bambino è più intensa che negli adulti. Ogni periodo di età è caratterizzato da caratteristiche specifiche dei meccanismi di G. e dalla loro regolazione. Pertanto, i disturbi gravi di G., spesso pericolosi per la vita, sono molto più comuni nei bambini che negli adulti. Queste violazioni sono il più spesso collegate a immaturità di funzioni omeostatiche di reni, con frustrazione di funzioni è andato. - kish. via o funzione respiratoria dei polmoni (vedi Respirazione).

La crescita di un bambino, espressa in un aumento della massa delle sue cellule, è accompagnata da evidenti 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). Le perdite d'acqua o la sua limitazione portano rapidamente allo sviluppo di 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 di G. nei neonati e nei bambini piccoli è l'elevata secrezione e l'escrezione renale di aldosterone (vedi), che ha un effetto 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 range 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 di G., manifestati da iperosmosi, sono particolarmente comuni nei bambini del periodo neonatale e dei primi mesi di vita; in età avanzata, l'ipoosmosi associata a Ch. arr. con andato. - Kish. malattia o malattia renale. La regolazione ionica di G., che è strettamente correlata all'attività dei reni e alla natura della nutrizione, è stata meno studiata.

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 del pressione osmotica totale in patologia. L'eccezione è l'ipertensione plasmatica. Pertanto, l'esecuzione della terapia omeostatica mediante l'introduzione di soluzioni di glucosio-sale richiede il monitoraggio non solo del contenuto di sodio nel siero o nel plasma sanguigno, 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. La manutenzione di questi agenti osmoticamente attivi e la loro influenza su un'acqua e uno scambio di sale a molti patol, gli stati possono aumentare bruscamente. Pertanto, per eventuali violazioni di G., 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 indicatore importante che caratterizza G. 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. Allo stesso tempo, anche un'ipossia moderata 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 di acidosi «fisiologica» (vedi). In connessione con le caratteristiche di G., i neonati hanno spesso disturbi che si trovano al confine tra fisiologici e patologici.

La ristrutturazione del sistema neuroendocrino nel periodo puberale è anche associata a cambiamenti in G. Tuttavia, le funzioni degli organi esecutivi (reni, polmoni) raggiungono il loro massimo grado di maturità a questa età, quindi le sindromi o le malattie gravi di G. sono rare , ma più spesso lo è

sui cambiamenti compensati nel metabolismo, che possono essere rilevati solo con esami del sangue biochimici. In clinica, per caratterizzare G. 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

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 del livello di pressione sanguigna 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 del fiziol più importante, le funzioni vengono mantenute in condizioni di diminuzione dell'affidabilità e riduzione dell'eventuale range di fiziol, cambiamenti in G. La conservazione del relativo G. con significativi strutturali, metabolici e i cambiamenti funzionali sono raggiunti dal fatto che non solo l'estinzione, l'interruzione e il degrado si verificano simultaneamente, ma anche lo sviluppo di specifici meccanismi di adattamento. Ciò mantiene un livello costante di zucchero nel sangue, pH del sangue, pressione osmotica, potenziale della membrana cellulare, ecc.

I cambiamenti nei meccanismi di regolazione neuroumorale (vedi), un aumento della sensibilità dei tessuti all'azione di ormoni e mediatori sullo sfondo di un indebolimento delle influenze nervose, sono essenziali nella conservazione di G. durante l'invecchiamento del corpo.

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, ecc., cambiano in modo significativo.Questi cambiamenti possono essere caratterizzati come omeoresi - una traiettoria regolare (dinamica) dei cambiamenti nell'intensità del metabolismo e del fiziol. funzioni 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, determinandone la biol, l'età.

Nell'età anziana e senile, il potenziale generale dei meccanismi adattativi diminuisce. Pertanto, nella vecchiaia, con carichi aumentati, stress e altre situazioni, aumenta la probabilità di interruzione dei meccanismi adattativi e del disturbo di G.. Tale diminuzione dell'affidabilità dei meccanismi di G. è uno dei prerequisiti più importanti per lo sviluppo del patol, disturbi della vecchiaia.

Bibliografia: Adolf E. Sviluppo di regolazioni fisiologiche, trad. dall'inglese, M., 1971, bibliografia; Anokhin P. K. Saggi sulla fisiologia dei sistemi funzionali, M., 1975, bibliogr.; In e l t e-shch e in Yu. E., Samsygina G, A. ed Ermakova I. A. Alla caratteristica della funzione osmoregolatoria dei reni a bambini del periodo neonatale, Pediatria, No. 5, p. 46, 1975; Gellhorn E. Funzioni regolatorie del sistema nervoso autonomo, trad. dall'inglese, M., 1948, bibliografia; Glensdorf P. e Prigogine. Teoria termodinamica della struttura, stabilità e fluttuazioni, trad. dall'inglese, M., 1973, bibliografia; Omeostasi, ed. PD Gorizontova, Mosca, 1976; Funzione respiratoria del sangue fetale in una clinica ostetrica, ed. L.S. Persianinova et al., M., 1971; Kassil G. N. Il problema dell'omeostasi in fisiologia e clinica, Vestn. Accademia delle scienze mediche dell'URSS, n. 7, p. 64, 1966, bibliogr.; Rozanova V. D. Saggi sulla farmacologia sperimentale legata all'età, L., 1968, bibliogr.; F r about l lk e con VV Regolamento, adattamento e invecchiamento, JI., 1970, bibliogr.; Stern L. S. Mezzo nutritivo diretto di organi e tessuti, M., 1960; Cannone W. B. Organizzazione per l'omeostasi fisiologica, Physiol. Rev., v. 9, pag. 399, 1929; Regolatori omeostatici, ed. di G, E. W. Wolstenholme a. J. Knight, L., 1969; Omeostasi di Langley L.L., Stroudsburg, 1973.

GH Kassil; Yu. E. Veltishchev (ped.), B. N. Tarusov (biofis.), V. V. Frolkis (ger.).

L'omeostasi è un processo che si svolge indipendentemente nel corpo e mira a stabilizzare lo stato dei sistemi umani quando cambiano le condizioni interne (cambiamenti di temperatura, pressione) o esterne (cambiamenti di clima, fuso orario). Questo nome è stato proposto dal fisiologo americano Cannon. Successivamente, l'omeostasi iniziò a essere chiamata la capacità di qualsiasi sistema (incluso l'ambiente) di mantenere la sua costanza interna.

Il concetto e le caratteristiche dell'omeostasi

Wikipedia caratterizza questo termine come il desiderio di sopravvivere, adattarsi e svilupparsi. Affinché l'omeostasi sia corretta, è necessario il lavoro coordinato di tutti gli organi e sistemi. In questo caso, tutti i parametri in una persona saranno normali. Se qualche parametro non è regolato nel corpo, questo indica una violazione dell'omeostasi.

Le caratteristiche principali dell'omeostasi sono le seguenti:

• analisi delle possibilità di adattamento del sistema a nuove condizioni;
• il desiderio di mantenere l'equilibrio;
• l'impossibilità di prevedere in anticipo i risultati della regolazione degli indicatori.

Risposta

Il feedback è il vero meccanismo d'azione dell'omeostasi. Così il corpo reagisce a qualsiasi cambiamento. Il corpo funziona continuamente per tutta la vita di una persona. Tuttavia, i singoli sistemi devono avere il tempo di riposarsi e riprendersi. Durante questo periodo, il lavoro dei singoli organi rallenta o si ferma del tutto. Questo processo è chiamato feedback. Il suo esempio è una pausa nel lavoro dello stomaco, quando il cibo non vi entra. Tale interruzione della digestione interrompe la produzione di acido a causa dell'azione degli ormoni e degli impulsi nervosi.

Esistono due tipi di questo meccanismo, che verrà descritto di seguito.

feedback negativo

Questo tipo di meccanismo si basa sul fatto che il corpo reagisce ai cambiamenti, cercando di dirigerli nella direzione opposta. Cioè, si sforza di nuovo per la stabilità. Ad esempio, se l'anidride carbonica si accumula nel corpo, i polmoni iniziano a lavorare più attivamente, la respirazione accelera, a causa della quale l'anidride carbonica in eccesso viene rimossa. Ed è anche grazie al feedback negativo che viene effettuata la termoregolazione, grazie alla quale il corpo evita il surriscaldamento o l'ipotermia.

riscontro positivo

Questo meccanismo è direttamente opposto al precedente. Nel caso della sua azione, il cambiamento nella variabile è solo amplificato dal meccanismo che porta l'organismo fuori equilibrio. Questo è un processo piuttosto raro e meno desiderabile. Un esempio di ciò è la presenza di potenziale elettrico nei nervi., che invece di diminuire l'azione, porta al suo aumento.

Tuttavia, grazie a questo meccanismo, si verifica lo sviluppo e il passaggio a nuovi stati, il che significa che è necessario anche per la vita.

Quali parametri regola l'omeostasi?

Nonostante il fatto che il corpo cerchi costantemente di mantenere i valori dei parametri importanti per la vita, non sono sempre stabili. La temperatura corporea cambierà comunque entro un piccolo intervallo, così come la frequenza cardiaca o la pressione sanguigna. Il compito dell'omeostasi è mantenere questa gamma di valori, nonché aiutare nel funzionamento del corpo.

Esempi di omeostasi sono l'escrezione di prodotti di scarto dal corpo umano, effettuata dai reni, dalle ghiandole sudoripare, dal tratto gastrointestinale, nonché dalla dipendenza del metabolismo dalla dieta. Un po' di più sui parametri regolabili sarà discusso in seguito.

Temperatura corporea

L'esempio più chiaro e semplice di omeostasi è il mantenimento della normale temperatura corporea. Il surriscaldamento del corpo può essere evitato sudando. L'intervallo di temperatura normale è compreso tra 36 e 37 gradi Celsius. Un aumento di questi valori può essere innescato da processi infiammatori, disturbi ormonali e metabolici o da eventuali malattie.

La parte del cervello chiamata ipotalamo è responsabile del controllo della temperatura corporea nel corpo. Ci sono segnali sul fallimento del regime di temperatura, che può anche essere espresso in una respirazione rapida, un aumento della quantità di zucchero, un'accelerazione malsana del metabolismo. Tutto ciò porta alla letargia, una diminuzione dell'attività degli organi, dopo di che i sistemi iniziano a prendere misure per regolare gli indicatori di temperatura. Un semplice esempio della risposta termoregolatoria del corpo è la sudorazione..

Vale la pena notare che questo processo funziona anche con un'eccessiva diminuzione della temperatura corporea. Quindi il corpo può riscaldarsi a causa della scomposizione dei grassi, in cui viene rilasciato calore.

Equilibrio acqua-sale

L'acqua è necessaria per il corpo e tutti lo sanno bene. Esiste anche una norma sull'assunzione giornaliera di liquidi, nella quantità di 2 litri. Ogni organismo, infatti, ha bisogno della propria quantità di acqua, e per alcuni può superare il valore medio, mentre per altri potrebbe non raggiungerla. Tuttavia, indipendentemente dalla quantità di acqua che una persona beve, il corpo non accumulerà tutto il liquido in eccesso. L'acqua rimarrà al livello richiesto, mentre tutto l'eccesso verrà rimosso dal corpo a causa dell'osmoregolazione svolta dai reni.

Omeostasi del sangue

Allo stesso modo viene regolata la quantità di zucchero, ovvero il glucosio, che è un elemento importante del sangue. Una persona non può essere completamente sana se il livello di zucchero è tutt'altro che normale. Questo indicatore è regolato dal funzionamento del pancreas e del fegato. Nel caso in cui il livello di glucosio superi la norma, agisce il pancreas, in cui vengono prodotti insulina e glucagone. Se la quantità di zucchero diventa troppo bassa, il glicogeno dal sangue viene trasformato in esso con l'aiuto del fegato.

pressione normale

L'omeostasi è anche responsabile della normale pressione sanguigna nel corpo. Se è rotto, i segnali al riguardo arriveranno dal cuore al cervello. Il cervello reagisce al problema e, con l'aiuto degli impulsi, aiuta il cuore a ridurre la pressione alta.

La definizione di omeostasi caratterizza non solo il corretto funzionamento dei sistemi di un organismo, ma può essere applicata anche a intere popolazioni. A seconda di ciò, ci sono tipi di omeostasi descritto sotto.

Omeostasi ecologica

Questa specie è presente in una comunità dotata delle condizioni di vita necessarie. Nasce attraverso l'azione di un meccanismo di feedback positivo, quando gli organismi che iniziano ad abitare un ecosistema si moltiplicano rapidamente, aumentando così il loro numero. Ma un insediamento così rapido può portare a una distruzione ancora più rapida di una nuova specie in caso di epidemia o di cambiamento delle condizioni verso quelle meno favorevoli. Quindi gli organismi devono adattarsi e stabilizzare, a causa del feedback negativo. Pertanto, il numero degli abitanti diminuisce, ma si adattano meglio.

Omeostasi biologica

Questo tipo è proprio tipico per gli individui il cui corpo si sforza di mantenere l'equilibrio interno, in particolare, regolando la composizione e la quantità di sangue, sostanza intercellulare e altri fluidi necessari per il normale funzionamento del corpo. Allo stesso tempo, l'omeostasi non obbliga sempre a mantenere costanti i parametri, a volte si ottiene adattando e adattando il corpo alle mutevoli condizioni. A causa di questa differenza, gli organismi sono divisi in due tipi:

• conformazionale - coloro che si sforzano di preservare i valori (ad esempio, animali a sangue caldo, la cui temperatura corporea dovrebbe essere più o meno costante);
• normativo, che si adattano (a sangue freddo, avendo una temperatura diversa a seconda delle condizioni).

Allo stesso tempo, l'omeostasi di ciascuno degli organismi mira a compensare i costi. Se gli animali a sangue caldo non cambiano il loro stile di vita quando la temperatura ambiente scende, gli animali a sangue freddo diventano letargici e passivi per non sprecare energia.

Oltretutto, L'omeostasi biologica comprende le seguenti sottospecie:

• l'omeostasi cellulare ha lo scopo di modificare la struttura del citoplasma e l'attività degli enzimi, nonché la rigenerazione di tessuti e organi;
• l'omeostasi nel corpo è assicurata dalla regolazione degli indicatori di temperatura, dalla concentrazione di sostanze necessarie alla vita e dalla rimozione dei rifiuti.

Altri tipi

Oltre all'uso in biologia e medicina, il termine ha trovato applicazione in altri settori.

Mantenimento dell'omeostasi

L'omeostasi viene mantenuta grazie alla presenza nel corpo dei cosiddetti sensori che inviano impulsi al cervello contenenti informazioni su pressione e temperatura corporea, equilibrio acqua-sale, composizione del sangue e altri parametri importanti per la vita normale. Non appena alcuni valori iniziano a deviare dalla norma, un segnale al riguardo entra nel cervello e il corpo inizia a regolare le sue prestazioni.

Questo complesso meccanismo di regolazione incredibilmente importante per la vita. Lo stato normale di una persona viene mantenuto con il corretto rapporto di sostanze chimiche ed elementi nel corpo. Acidi e alcali sono necessari per il funzionamento stabile dell'apparato digerente e di altri organi.

Il calcio è un materiale strutturale molto importante, senza la giusta quantità di cui una persona non avrà ossa e denti sani. L'ossigeno è essenziale per la respirazione.

Le tossine possono interferire con il buon funzionamento del corpo. Ma affinché la salute non sia danneggiata, vengono escreti a causa del lavoro del sistema urinario.

L'omeostasi funziona senza alcuno sforzo umano. Se il corpo è sano, il corpo si autoregola tutti i processi. Se le persone hanno caldo, i vasi sanguigni si dilatano, il che si esprime nell'arrossamento della pelle. Se fa freddo, c'è un brivido. Grazie a tali risposte del corpo agli stimoli, la salute umana viene mantenuta al giusto livello.

omeostasi

Omeostasi, omeoresi, omeomorfosi - caratteristiche dello stato del corpo. L'essenza del sistema dell'organismo si manifesta principalmente nella sua capacità di autoregolarsi in condizioni ambientali in continua evoluzione. Poiché tutti gli organi e i tessuti del corpo sono costituiti da cellule, ognuna delle quali è un organismo relativamente indipendente, lo stato dell'ambiente interno del corpo umano è di grande importanza per il suo normale funzionamento. Per il corpo umano - creatura terrestre - l'ambiente è l'atmosfera e la biosfera, mentre interagisce in una certa misura con la litosfera, l'idrosfera e la noosfera. Allo stesso tempo, la maggior parte delle cellule del corpo umano è immersa in un mezzo liquido, rappresentato da sangue, linfa e fluido intercellulare. Solo i tessuti tegumentari interagiscono direttamente con l'ambiente umano, tutte le altre cellule sono isolate dal mondo esterno, il che consente al corpo di standardizzare ampiamente le condizioni per la loro esistenza. In particolare, la capacità di mantenere una temperatura corporea costante di circa 37°C assicura la stabilità dei processi metabolici, poiché tutte le reazioni biochimiche che costituiscono l'essenza del metabolismo sono molto dipendenti dalla temperatura. È altrettanto importante mantenere una tensione costante di ossigeno, anidride carbonica, concentrazione di vari ioni, ecc. Nel mezzo liquido del corpo. In normali condizioni di esistenza, anche durante l'adattamento e l'attività, si verificano piccole deviazioni di tali parametri, ma vengono rapidamente eliminati, l'ambiente interno del corpo torna a una norma stabile. Grande fisiologo francese del XIX secolo. Claude Bernard diceva: "La costanza dell'ambiente interno è un prerequisito per una vita libera". I meccanismi fisiologici che assicurano il mantenimento della costanza dell'ambiente interno sono detti omeostatici, e il fenomeno stesso, che riflette la capacità dell'organismo di autoregolarsi con l'ambiente interno, è chiamato omeostasi. Questo termine fu introdotto nel 1932 da W. Cannon, uno di quei fisiologi del 20° secolo, che, insieme a N.A. Bernstein, P.K. Anokhin e N. Wiener, furono le origini della scienza del controllo: la cibernetica. Il termine "omeostasi" è usato non solo nella ricerca fisiologica, ma anche nella ricerca cibernetica, poiché è proprio il mantenimento della costanza di qualsiasi caratteristica di un sistema complesso l'obiettivo principale di qualsiasi controllo.

Un altro notevole ricercatore, K. Waddington, ha richiamato l'attenzione sul fatto che il corpo è in grado di mantenere non solo la stabilità del suo stato interno, ma anche la relativa costanza delle caratteristiche dinamiche, cioè il flusso dei processi nel tempo. Questo fenomeno, per analogia con l'omeostasi, è stato chiamato omeoresi. È di particolare importanza per un organismo in crescita e in sviluppo e consiste nel fatto che l'organismo è in grado di mantenere (entro certi limiti, ovviamente) il "canale di sviluppo" nel corso delle sue trasformazioni dinamiche. In particolare, se un bambino, a causa di una malattia o di un forte deterioramento delle condizioni di vita causato da ragioni sociali (guerra, terremoto, ecc.), è in notevole ritardo rispetto ai suoi coetanei normalmente in via di sviluppo, ciò non significa che tale ritardo sia fatale e irreversibile. Se il periodo di eventi avversi termina e il bambino riceve condizioni adeguate per lo sviluppo, sia in termini di crescita che di livello di sviluppo funzionale, raggiunge presto i suoi coetanei e in futuro non differisce in modo significativo da loro. Questo spiega il fatto che i bambini che hanno avuto una malattia grave in tenera età spesso diventano adulti sani e proporzionati. L'omeoresi gioca un ruolo importante sia nella gestione dello sviluppo ontogenetico che nei processi di adattamento. Nel frattempo, i meccanismi fisiologici dell'omeoresi non sono ancora sufficientemente studiati.

La terza forma di autoregolazione della costanza corporea è omeomorfosi - la capacità di mantenere l'invarianza della forma. Questa caratteristica è più caratteristica di un organismo adulto, poiché la crescita e lo sviluppo sono incompatibili con l'invarianza della forma. Tuttavia, se consideriamo brevi periodi di tempo, soprattutto durante i periodi di inibizione della crescita, allora nei bambini è possibile rilevare la capacità di omeomorfosi. Stiamo parlando del fatto che nel corpo c'è un continuo cambiamento di generazioni delle sue cellule costituenti. Le cellule non vivono a lungo (l'unica eccezione sono le cellule nervose): la normale durata della vita delle cellule del corpo è di settimane o mesi. Tuttavia, ogni nuova generazione di cellule ripete quasi esattamente la forma, le dimensioni, la disposizione e, di conseguenza, le proprietà funzionali della generazione precedente. Meccanismi fisiologici speciali prevengono variazioni significative del peso corporeo in condizioni di fame o di sovralimentazione. In particolare, durante la fame, la digeribilità dei nutrienti aumenta drasticamente e durante l'eccesso di cibo, al contrario, la maggior parte delle proteine, dei grassi e dei carboidrati che accompagnano gli alimenti vengono "bruciati" senza alcun beneficio per l'organismo. È stato dimostrato (NA Smirnova) che in un adulto, cambiamenti bruschi e significativi del peso corporeo (dovuti principalmente alla quantità di grasso) in qualsiasi direzione sono segni sicuri di una rottura dell'adattamento, di un sovraccarico e indicano una disfunzione funzionale del corpo . Il corpo del bambino diventa particolarmente sensibile alle influenze esterne durante i periodi di crescita più rapida. La violazione dell'omeomorfosi è lo stesso segno sfavorevole delle violazioni dell'omeostasi e dell'omeoresi.

Il concetto di costanti biologiche. Il corpo è un complesso di un numero enorme di un'ampia varietà di sostanze. Nel processo di attività vitale delle cellule del corpo, la concentrazione di queste sostanze può cambiare in modo significativo, il che significa un cambiamento nell'ambiente interno. Sarebbe impensabile se i sistemi di controllo dell'organismo fossero costretti a monitorare la concentrazione di tutte queste sostanze, ovvero disporre di molti sensori (recettori), analizzare continuamente lo stato attuale, prendere decisioni di gestione e monitorarne l'efficacia. Né le informazioni né le risorse energetiche dell'organismo sarebbero sufficienti per un tale regime di controllo di tutti i parametri. Pertanto, l'organismo si limita a monitorare un numero relativamente piccolo degli indicatori più significativi che devono essere mantenuti a un livello relativamente costante per il benessere della stragrande maggioranza delle cellule del corpo. Questi parametri più rigidamente omeostatici si trasformano così in "costanti biologiche", e la loro invarianza è assicurata da fluttuazioni talvolta abbastanza significative di altri parametri che non appartengono alla categoria degli omeostatici. Pertanto, i livelli di ormoni coinvolti nella regolazione dell'omeostasi possono variare di dieci volte nel sangue, a seconda dello stato dell'ambiente interno e dell'impatto di fattori esterni. Allo stesso tempo, i parametri omeostatici cambiano solo del 10-20%.

Le costanti biologiche più importanti. Tra le costanti biologiche più importanti, del cui mantenimento ad un livello relativamente inalterato, sono responsabili vari sistemi fisiologici dell'organismo, vanno citati temperatura corporea, livello di glucosio nel sangue, contenuto di ioni H + nei fluidi corporei, tensione parziale di ossigeno e anidride carbonica nei tessuti.

Malattia come sintomo o conseguenza di disturbi dell'omeostasi. Quasi tutte le malattie umane sono associate a una violazione dell'omeostasi. Quindi, ad esempio, in molte malattie infettive, così come nel caso di processi infiammatori, l'omeostasi della temperatura è fortemente disturbata nel corpo: si verifica febbre (aumento della temperatura), a volte pericolosa per la vita. La ragione di tale violazione dell'omeostasi può risiedere sia nelle caratteristiche della reazione neuroendocrina, sia nelle violazioni dell'attività dei tessuti periferici. In questo caso, la manifestazione della malattia - la febbre - è una conseguenza di una violazione dell'omeostasi.

Di solito, le condizioni febbrili sono accompagnate da acidosi: una violazione dell'equilibrio acido-base e uno spostamento nella reazione dei fluidi corporei al lato acido. L'acidosi è anche caratteristica di tutte le malattie associate al deterioramento del sistema cardiovascolare e respiratorio (malattie del cuore e dei vasi sanguigni, lesioni infiammatorie e allergiche del sistema broncopolmonare, ecc.). Spesso l'acidosi accompagna le prime ore di vita di un neonato, soprattutto se la respirazione normale non è iniziata subito dopo la nascita. Per eliminare questa condizione, il neonato viene posto in una camera speciale ad alto contenuto di ossigeno. L'acidosi metabolica con un intenso sforzo muscolare può verificarsi in persone di qualsiasi età e si manifesta con mancanza di respiro e aumento della sudorazione, nonché sensazioni dolorose nei muscoli. Dopo il completamento del lavoro, lo stato di acidosi può persistere da alcuni minuti a 2-3 giorni, a seconda del grado di affaticamento, della forma fisica e dell'efficacia dei meccanismi omeostatici.

Malattie molto pericolose che portano a una violazione dell'omeostasi del sale e dell'acqua, come il colera, in cui un'enorme quantità di acqua viene rimossa dal corpo e i tessuti perdono le loro proprietà funzionali. Molte malattie renali portano anche a una violazione dell'omeostasi del sale marino. Come risultato di alcune di queste malattie, può svilupparsi alcalosi: un aumento eccessivo della concentrazione di sostanze alcaline nel sangue e un aumento del pH (spostamento sul lato alcalino).

In alcuni casi, disturbi dell'omeostasi minori ma a lungo termine possono causare lo sviluppo di alcune malattie. Quindi, ci sono prove che il consumo eccessivo di zucchero e altre fonti di carboidrati che interrompono l'omeostasi del glucosio porta a danni al pancreas, di conseguenza una persona sviluppa il diabete. Pericoloso è anche il consumo eccessivo di sali da tavola e altri sali minerali, spezie piccanti, ecc., che aumentano il carico sul sistema escretore. I reni potrebbero non far fronte all'abbondanza di sostanze che devono essere rimosse dal corpo, con conseguente violazione dell'omeostasi del sale e dell'acqua. Una delle sue manifestazioni è l'edema: l'accumulo di liquidi nei tessuti molli del corpo. La causa dell'edema di solito risiede nell'insufficienza del sistema cardiovascolare o nelle violazioni dei reni e, di conseguenza, nel metabolismo minerale.

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, C. Richet, LA Fredericq, IM 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 della pressione sanguigna. In questo caso, 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 gli sbalzi di temperatura più drammatici nell'ambiente non superano i decimi di grado.

Vari ricercatori spiegano in modi diversi i meccanismi di natura biologica generale che stanno alla base dell'omeostasi. 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 (W.R. 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 indicatori fisiologici individuali (flusso sanguigno, pressione sanguigna, scambio gassoso, ecc.), il cui valore è dovuto a ciascuno all'attività degli "input".

In pratica, ricercatori e clinici affrontano il problema 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 effetto 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 del 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. In 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. Con l'invecchiamento del corpo, la costanza delle funzioni fisiologiche più importanti si mantiene 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 nelle 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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