Гомеостаз в онтогенезе кратко
Обновлено: 03.07.2024
2. Понятия прямой обратной связи в нервной системе.
4. Роль нервной системы в регулировании компенсаторных механизмов организма.
5. Рецепторы и их классификация.
6. Особенности гомеостаза у детей.
7. На какие виды подразделяются сенсорные системы?
Гомеостаз (древнегреч. homoios — подобный, схожий, и stasis — состояние, неподвижность) — постоянство внутренней среды организма человека. Это свое комфортное состояние организма, наиболее благоприятное в окружающей среде.
Состояние гомеостаза для организма человека является оптимальным, или комфортным. Организм человека при выведении его внешней средой из гомеостаза, стремится вернуться в комфортное для него состояние. Для этого включается множество отдельных механизмов, регулирующих внутри- и внесистемные взаимоотношения, которые приводят организм к постоянству внутренней среды, то есть к гомеостазу. Работа физиологических процессов по поддержанию постоянства внутренней среды организма являются компенсаторными механизмами организма, которая позволяет ему поддерживать относительное динамическое постоянство, несмотря на изменения в окружающей среде и сдвиги, возникающие в процессе его жизнедеятельности. Если же организм человека по каким-то причинам (в основном при болезнях) не может самостоятельно вернуться в комфортное состояние, то в этом случае ему необходима медикаментозная помощь, которая обеспечит ему возвращение к гомеостазу.
2. Понятие прямой обратной связи в нервной системе.
Основными функциями нервной системы является восприятие внешнего раздражения и перенос его на реагирующий орган. Первая из этих функций обозначается термином рецепторная , или афферентна я, или чувствительн ая функция; вторая называется эффекторной , или эфферентной , или двигательной.
Морфологическим субстратом рефлекса является рефлекторная дуга, которая образована как минимум двумя нейронами: чувствительным и двигательным. Чувствительны й (афферентный) нейрон воспринимает раздражение и проводит его в центральную нервную систему, а по двигательному (эфферентному) отводится ответный импульс к рабочему органу. Однако в большинстве случаев между афферентным и эфферентным элементами рефлекторной дуги имеется еще одно звено — вставочный нейрон , который принимает раздражение и трансформирует его в двигательный импульс.
Рефлексы делятся на безусловные и условные . Безусловные рефлексы являются врожденными, выработанными в процессе Наличие обратной связи позволяет мозгу отслеживать корректность выполнения команд из центральной нервной системы.
В настоящее время рефлекс не рассматривается как один законченный цикл прохождения импульсов от рецептора по афферентному нейрону через вставочный нейрон и двигательный и к исполнительному органу. Каждый рабочий орган является не только эффектором, но и генератором проприоцептивных, т.е. афферентных, импульсов, которые сразу передаются в центральную нервную систему.
Рефлекторное кольцо - это непрерывное, организованное, цикличное взаимодействие между рецепторными и эфферентными процессами.
4. Роль нервной системы в регулировании компенсаторных механизмов организма.
Нервная система играет важную роль в регулировании компенсаторных механизмов организма, которые позволяют ему приспособиться к жизни.
У человека и высокоорганизованных животных гомеостатические механизмы достигли высокой степени развития. Относительное постоянство внутренней среды у них поддерживается нервно-гуморальными физиологическими механизмами, регулирующими деятельность сердечно-сосудистой и дыхательной систем, желудочно-кишечного тракта, почек и потовых желез, которые обеспечивают удаление из организма продуктов обмена веществ. К наиболее совершеным гомеостатическим механизмам у высших животных и человека относятся процессы терморегуляции. Поддержание нормальной температуры тела обеспечивается большим числом сложных процессов регуляции.
5. Рецепторы и их классификация.
Воспринимающая часть анализатора — рецепторы — это специализированные клетки, способные воспринимать и трансформировать строго определенные раздражения в нервные импульсы. Рецепторы представляют собой сенсоры, которые позволяют организму различать изменения, происходящие в нем самом или в окружающей среде, и затем реагировать на эти изменения.
Рецепторы подразделяются на:
- экстероцепторы – это рецепторы, воспринимающие сигналы из внешней (по отношению к организму) среды:
Экстерорецепторы подразделяются на:
- к онтактные рецепторы — это те, клетки которых способны воспринимать ощущения при непосредственном контакте с исследуемым предметом.
- дистантные рецепторы — это те, клетки которых способны определять ощущения на расстоянии, например, анализаторы — зрительный, слуховой и обонятельный.
- проприоцепторы – рецепторы, воспринимающие раздражения от мышц и сухожилий и суставных связок.
- интероцепторы - рецепторы, воспринимающие сигналы из внутренней среды организма.
Спектр раздражений и чувствительность рецепторов чрезвычайно велики и в зависимости от физической природы воспринимаемых стимулов различают механорецепторы, терморецепторы, хоморецепторы и фоторецепторы . Морфологически все рецепторы значительно отличаются друг от друга и характеризуются сложностью строения воспринимающего элемента.
Различаются рецепторные клетки и по способу связи со структурами нервной системы, что в сильной степени зависит от их происхождения.
Вторичночувствующие рецепторные клетки представлены высокоспециализированными клетками не нервного происхождения, воспринимающими определенные стимулы из внешней и внутренней среды. Они образуют своеобразный симпатический контакт с дендритом нейрона (тело этого нейрона располагается в специальных чувствительных ган глиях), передающего информацию в центральную нервную систему. У человека вторичночувствующие рецепторы находятся в органах вкуса, слуха и равновесия.
6. Особенности гомеостаза у детей.
В раннем постнатальном периоде не все системы и органы ребенка созревают и поэтому в его организме нейрогуморальное регулирование несовершенно. В раннем детском возрасте остается несовершенной терморегуляция, так как нервные клетки этого центра к моменту рождения не успевают полностью созреть. По мере роста ребенка система начинает правильно работать. В этот период у него остается несовершенной работа собственной иммунной системы и он после рождения обладает врожденным иммунитетом, полученным от организма матери. Собственная иммунная система созревает к 9-месячному возрасту.
7. На какие виды подразделяются сенсорные системы?
Организм человека — это сложное многоклеточное образование, которое нуждается в регулировании. Информацию обо всех малейших изменениях внешней среды организм получает через сенсорные системы, которые подразделяются на контактные и дистантные.
Контактными сенсорными системами называются системы рецепторы, которых способны воспринимать ощущения при непосредственном контакте с изучаемым предметом. Например, тактильное, вкусовое ощущение и т.д.
Дистантными сенсорными системами называются системы рецепторы, которых способны воспринимать ощущения на расстоянии от объекта. Например, зрительная, слуховая и обонятельная системы.
ГОМЕОСТАЗ - свойство живого организма сохранять относительное динамичное постоянство внутренней среды. Гомеостаз выражается в относительном постоянстве химического состава, осмотическом давлении, устойчивости основных физиологических функций. Гомеостаз специфичен и обусловлен генотипом.
Живой организм - открытая система, имеющая связь с окружающей средой посредством нервной, пищеварительной, дыхательной, выделительной систем и др.
В процессе обмена веществ с пищей, водой, при газообмене в организм поступают разнообразные химические соединения, которые в организме подвергаются изменениям, входят в структуру организма, но не остаются постоянно. Усвоенные вещества распадаются, выделяют энергию, продукты распада удаляются во внешнюю среду. Разрушенная молекула заменяется новой и т.д.
Целостность структуры полипептидов клетками не нарушается. Т.о., организм - открытая, динамичная система. В условиях непрерывно меняющейся среды организм поддерживает устойчивое состояние в течение определенного времени.
Явление гомеостаза представляет собой эволюционно выработавшееся наследственно-закрепленное адаптационное свойство организма к обычным условиям окружающей среды. Однако эти условия могут кратковременно или длительно выходить за пределы нормы. В таких случаях явления адаптации характеризуются не только восстановлением обычных свойств внутренней среды, но и кратковременными изменениями функции (например, учащение ритма сердечной деятельности и увеличение частоты дыхательных движение при усиленной мышечной работе). Реакции гомеостаза могут быть направлены на
1) поддержание известных уровней стационарного состояния,
2) устранение или ограничение действия вредностных факторов,
3) выработку или сохранение оптимальных форм взаимодействия организма и среды в изменившихся условиях его существования. Все эти процессы и определяют адаптацию.
Поэтому понятие гомеостаза означает не только известное постоянство различных физиологических констант организма, но и включает процессы адаптации и координации физиологических процессов, обеспечивающих единство организма не только в норме, но и при изменяющихся условиях его существования.
Основные компоненты гомеостаза можно разделить на 3 группы:
А. МАТЕРИАЛЫ, ОБЕСПЕЧИВАЮЩИЕ КЛЕТОЧНЫЕ ПОТРЕБНОСТИ:
1. Вещества, необходимые для образования энергии, для роста и восстановления - глюкоза, белки, жиры.
3. NaCl, Ca и другие неорганические вещества.
5. Внутренняя секреция.
Б. ОКРУЖАЮЩИЕ ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА КЛЕТОЧНУЮ АКТИВНОСТЬ:
1. Осмотическое давление.
3. Концентрация водородных ионов (рН).
В. МЕХАНИЗМЫ, ОБЕСПЕЧИВАЮЩИЕ СТРУКТУРНОЕ И ФУНКЦИОНАЛЬНОЕ
ЕДИНСТВО:
3. Иммунобиологическая реактивность.
Т.о., на действие внешних факторов регуляторные механизмы поддерживают относительное постоянство внутренней среды.
Регуляторные гомеостатические механизмы функционируют на клеточном, органном, организменном и надорганизменном уровнях.
Генетические механизмы гомеостаза - самовоспроизведение, основанное на редупликации ДНК по принципу комплементарности. В случае нарушения структуры молекул ДНК восстановление генома, исправление повреждения осуществляется посредством репарации. При нарушении репарации - происходит нарушение гомеостатических реакций.
Гомеостаз клеточной среды обеспечивается мембранными системами, с которыми связаны биоэнергетические процессы и регулирование транспорта веществ в клетку и из неё. В клетке непрерывно идут процессы изменения и восстановления органоидов, особенно при повреждающих факторах (физическая нагрузка влечет увеличение количества митохондрий, увеличение сердечных сокращений, гипертрофию миокарда и т.д.).
Примерами клеточных механизмов гомеостаза является репарация тканей и органов и её виды (внутриклеточная, клеточная, клеточная и внутриклеточная). Классификация тканей по способности к репарации:
- репаративная регенерация и способы её осуществления (эпиморфоз, морфолаксис, эндоморфоз, регенерационная гипертрофия, регенерационная индукция).
Репаративная регенерация у человека: внутриклеточная, регенерационная гипертрофия, полная регенерация.
Системные механизмы обеспечиваются взаимодействием регуляторных систем: нервной, эндокринной и иммунной.
Примерами системных проявлений гомеостаза могут быть: сохранение постоянства температуры, артериального давления. Элементарные и системные проявления гомеостаза можно рассматривать как норму реакции на изменение условий среды.
Живой организм представляет собой пример ультрастабильной системы, что выражается в удержании переменных показателей организма в физиологических пределах несмотря на изменение условий существования. Это
В сложном многоклеточном организме как прямые, так и обратные связи осуществляются не только нервными, но и гормональными (эндокринными) механизмами. Каждая из желез, входящая в эндокринную систему, оказывает влияние на прочие органы этой системы и в свою очередь испытывает влияние со стороны последних. Основной принцип гомеостаза в эндокринной системе может быть сформулирован как сохранение равновесия между напряжением секреторной активности данной железы и концентрации ее гормона, находящегося в циркуляции. Так, например, когда количество гормонов щитовидной железы повышается сверх нормы, функциональная активность самой железы ослабляется, и, наоборот.
Эндокринные железы можно разделить на две группы по отношению их к передней доле гипофиза. Последняя считается центральной, а прочие эндокринные железы - периферические. Это разделение основано на том, что передняя доля гипофиза продуцирует так называемые тропные гормоны, которые активируют некоторые периферические эндокринные железы. В свою очередь, гормоны периферических эндокринных желез действуют на переднюю долю гипофиза, угнетая секрецию тропных гормонов.
Реакции, обеспечивающие гомеостаз, не могут ограничиваться какой-либо одной эндокринной железой, а захватывают в той или иной степени все железы. Возникающая реакция приобретает цепное течение и распространяется на другие эффекторы. Физиологическое значение гормонов заключается в регуляции других функций организма, а потому цепной характер должен быть выражен максимально.
Постоянные нарушения среды организма способствуют сохранению ее гомеостаза в течение длительной жизни. Если создать такие условия жизни, при которых ничто не вызывает существенных сдвигов внутренней среды, то организм окажется полностью безоружен при встрече с окружающей средой и вскоре погибает.
Эндокринные механизмы гомеостаза по Б. М. Заводовскому - механизм плюс-минус взаимодействия, т.е. уравновешивание функциональной активности железы с концентрацией гормона. При высокой концентрации гормона (выше нормы) деятельность железы ослабляется и наоборот. Такое влияние осуществляется путем действия гормона на продуцирующую его железу. У ряда желез регуляция устанавливается через гипоталамус и переднюю долю гипофиза, особенно при стресс-реакции.
Объединение в гипоталамусе нервных и эндокринных механизмов регуляции позволяет осуществлять сложные гомеостатические реакции, связанные с регуляцией висцеральной функции организма. Управление такими функциями обеспечивается гормонами.
Отдельные группы нейросекреторных клеток продуцируют гормоны, непосредственно влияющие на определенные органы.
В свою очередь гипофиз находится под контролем гипоталомической области, где выделяются особые, активирующие гипофиз, факторы.
Все жизненные процессы организма подчинены строгой ритмичности: суточной, месячной, годовой и т.д. Установлено, что проблемы влияния геофизических факторов на процессы адаптации человека тесно соприкасаются с проблемами биоритмологии. Главный признак ритмических процессов - их повторность. Под РИТМАМИ понимают периодически повторяющиеся явления природы (А. М. Эмме, 1967). Ритмы, регистрируемые в живом мире, называются БИОЛОГИЧЕСКИМИ. Их можно охарактеризовать, как регуляторные количественные и связанные с ними качественные изменения некоторых особенностей биологических процессов, происходящих на разных уровнях организации живого: клеточном, тканевом, организменном и популяционном.
Ритм нервной системы определяет ритм возбуждения и торможения, в частности, фундаментальный ритм высших организмов - сна и бодрствования, который обеспечивает функцию всех систем организма. Подвержен периодизации электролитический и гормональный состав внутренней среды. Эндокринные железы имеют суточную ритмическую деятельность и в то же время определяют ритмы некоторых функций организма. Всем клеткам организма свойствен самостоятельный суточный ритм, не зависящий от гормонов.
Биологические ритмы, совпадающие по длительности с соответствующими геофизическими циклами, называют "экологическими" или "адаптационными". Это многолетние, годовые, сезонные, лунные, приливно-отливные и суточные изменения жизнедеятельности.
По степени зависимости от внешних условий биологические ритмы разделяют на экзогенные и эндогенные. Экзогенные ритмы зависят от ритмики геофизических и космических факторов (фотопериодизация температуры, атмосферного давления, гравитации и т.д.). Эндогенные ритмы совершаются при постоянных внешних условиях. Чаще всего - это суточные ритмы жизненных функций организма (митотическое деление клеток, секреция гормонов и т.д.).
Анализ хронобиологических закономерностей в общебиологическом эволюционном плане способствует глубокому изучению биологических механизмов гомеостаза человека и целенаправленному использованию эффективных средств, повышающих устойчивость к экстремальным факторам.
Итак, гомеостаз - большая проблема современной биологии и медицины потому, что явление гомеостаза означает не только сохранение постоянства или оптимальное восстановление и приспособление организма в онтогенезе к условиям окружающей среды. С механизмами гомеостаза в онтогенезе к условиям окружающей среды. С механизмами гомеостаза в онтогенезе связано качественное изменение свойств организма и его реактивность. Сама болезнь по своей биологической сущности также представляет собой проблему гомеостаза, нарушение его механизмов и путей восстановления. На основе закономерностей гомеостаза проводится разработка эффективных методов гигиены и рациональной терапии. Решение многих вопросов этой проблемы - дело будущего.
З7. Генетический гомеостаз, механизмы его подднржания. Нарушение генетического гомеостаза и его последствия.
Гомеостаз по существу представляет собой эволюционное наследство адаптивных свойств организма к обычным условиям внешней среды, но эти условия могут кратковременно или долговременно выходить за пределы нормы обычных условий внешней среды. Тогда явления адаптации не только восстанавливают обычные свойства внутренней среды организма, но и кратковременно изменяют активность органов, систем (учащается пульс, дыхание, повышается температура и т.д.). В итоге организм адаптируется к внешней и внутренней средам.
В ветеринарной практике под адаптацией обычно понимают приспособление организма к измененным условиям существования. Однако следует помнить, что адаптируется животное на основе механизмов гомеостаза.
В плодном периоде развития домашних коз механизмы гомеостаза почти отсутствуют, они появляются и развиваются только в постнатальном периоде и к старости ослабевают.
Непосредственно в формировании внутренней среды организма принимает участие сердечно-сосудистая система. Кровь, наряду с другими функциями, выполняет гомеостатическую функцию, доставляет к клеткам, тканям гормоны и химические вещества, таким образом, принимает участие в формировании гомеостаза (А.В. Вальдман, 1981). От химического состава внутренней среды зависит реактивность, возбудимость как отдельных органов, систем, так всего организма.
И так гомеостаз – это большая проблема для патологов, так как означает не только сохранение постоянства внутренней среды, но и ее восстановление, и приспособление к внешней среде. Сама, в сущности, болезнь представляет проблему гомеостаза, нарушение его механизмов и пути восстановления. Однако решение многих проблем гомеостаза, особенно, организма коз, еще впереди.
Ключевые слова
Полный текст
Об авторах
А. А. Артеменков
канд. биол. наук, доцент, заведующий кафедрой теоретических основ физической культуры, спорта и здоровья
Список литературы
© Артеменков А.А., 2021
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Читайте также: