На головну

Гомеостаз і його прояви на різних рівнях організації біосистем. Вікові особливості гомеостазу

  1. Cистема контролю в організації зазвичай складається з
  2. E) представники виборного органу первинної профспілкової організації чи іншого представницького органу працівників (за наявності).
  3. I розділ. Загальні характеристики організації
  4. I. Загальні відомості щодо організації навчання громадян початковим знанням в області оборони і їх підготовки з основ військової служби, військово-патріотичного виховання
  5. II. Аналіз господарської діяльності (АХД) організації
  6. II. Аналіз господарської діяльності (АХД) організації (Редькіна, Філонов, Виноградів, Богак, Коваленко)
  7. II. Особливості рухової сфери.

2. Навчальні цілі:

- Знати сутність гомеостазу, фізіологічні механізми підтримки гомеостазу, основи регуляції гомеостазу.

- Вивчити основні види гомеостазу. Знати вікові особливості гомеостазу

3. Питання для самопідготовки до освоєння даної теми:

1) Визначення поняття гомеостаз

2) Види гомеостазу.

3) Генетичний гомеостаз

4) Структурний гомеостаз

5) Гомеостаз внутрішнього середовища організму

6) Імунологічний гомеостаз

7) Механізми регуляції гомеостазу: нейрогуморальний і ендокринний.

8) Гормональна регуляція гомеостазу.

9) Органи, які беруть участь в регуляції гомеостазу

10) Загальний принцип гомеостатичних реакцій

11) Видова специфічність гомеостазу.

12) Вікові особливості гомеостазу

13) Патологічні процеси, що супроводжуються порушенням гомеостазу.

14) Корекція гомеостазу організму - головне завдання лікаря.

__________________________________________________________________

4. Форма заняття: позааудиторний

5. Тривалість заняття - 3:00.

6. Оснащення.Електронна презентація «Лекції по біології», таблиці, муляжі

7. Змісту заняття:

гомеостаз (Гр. Homoios - рівний, stasis-стан) - властивість організму підтримувати постійність внутрішнього середовища і основні риси властивою йому організації, незважаючи на мінливість параметрів зовнішнього середовища і дію внутрішніх факторів, що обурюють.

Гомеостаз кожного індивідуума специфічний і обумовлений його генотипом.

Організм - відкрита динамічна система. Потік речовин і енергії, що спостерігається в організмі, зумовлює самооновлення і самовідтворення на всіх рівнях від молекулярного до организменного і популяційного.

У процесі обміну речовин з їжею, водою, при газообміні в організм з навколишнього середовища надходять різноманітні хімічні сполуки, які після перетворень уподібнюються хімічним складом організму і входять в його морфологічні структури. Через певний період засвоєні речовини руйнуються, звільняючи енергію, а зруйновану молекулу замінює нова, не порушуючи цілісності структурних компонентів організму.

Організми знаходяться в умовах безперервно змінюваного середовища, незважаючи на це, основні фізіологічні показники продовжують здійснюватися в певних параметрах і організм підтримує стійкий стан здоров'я протягом тривалого часу, завдяки процесам саморегуляції.

Таким чином, поняття гомеостазу не пов'язане зі стабільністю процесів. У відповідь на дію внутрішніх і зовнішніх факторів відбувається деяка зміна фізіологічних показників, а включення регуляторних систем забезпечує підтримку відносного сталості внутрішнього середовища. Регуляторні гомеостатичні механізми функціонують на клітинному, органному, організмовому і надорганізменного рівнях.

В еволюційному плані гомеостаз - це спадково закріплені адаптації організму до звичайних умов навколишнього середовища.

Розрізняють такі основні види гомеостазу:

1) генетичний

2) структурний

3) гомеостаз рідкої частини внутрішнього середовища (кров, лімфа, міжтканинна рідина)

4) імунологічний.

генетичний гомеостаз - Збереження генетичної стабільності завдяки міцності фізико-хімічних зв'язків ДНК і її здатності до відновлення після ушкодження (репарація ДНК). Самовідтворення - фундаментальне властивість живого, воно засноване на процесі редуплікації ДНК. Сам механізм цього процесу, при якому нова нитка ДНК будується строго комплементарно біля кожної зі складових молекул двох старих ниток, є оптимальним для точної передачі інформації. Точність цього процесу висока, але все ж можуть відбуватися помилки при редуплікації. Порушення структури молекул ДНК може відбуватися і в її первинних ланцюгах поза зв'язком з редуплікацією під впливом мутагенних чинників. У більшості випадків відбувається відновлення генома клітини, виправлення пошкодження, завдяки репарації. При пошкодженні механізмів репарації відбувається порушення генетичного гомеостазу як на клітинному, так і на організмовому рівнях.

Важливим механізмом збереження генетичного гомеостазу є диплоидное стан соматичних клітин у еукаріот. Диплоїдні клітини відрізняються більшою стабільністю функціонування, тому що наявність у них двох генетичних програм підвищує надійність генотипу. Стабілізація складної системи генотипу забезпечується явищами полімерії і іншими видами взаємодії генів. Велику роль в процесі гомеостазу відіграють регуляторні гени, які контролюють активність оперонов.

структурний гомеостаз - Це сталість морфологічної організації на всіх рівнях біологічних систем. Доцільно виділити гомеостаз клітини, тканини, органу, систем організму. Гомеостаз нижчих структур забезпечує морфологічний сталість вищих структур і є основою їхньої життєдіяльності.

Клітці, як складної біологічної системи, властива саморегуляція. Встановлення гомеостазу клітинної середовища забезпечується мембранними системами, з якими пов'язані біоенергетичні процеси і регулювання транспорту речовин в клітку і з неї. У клітці безперервно йдуть процеси зміни і відновлення органоїдів, руйнуються і відновлюються і самі клітини. Відновлення внутрішньоклітинних структур, клітин, тканин, органів у процесі життєдіяльності організму відбувається завдяки фізіологічної регенерації. Відновлення структур після ушкодження - репаративної регенерації.

Гомеостаз рідкої частини внутрішнього середовища - Сталість складу крові, лімфи, тканинної рідини, осмотичного тиску, загальної концентрації електролітів і концентрації окремих іонів, вмісту в крові поживних речовин і т.д. Ці показники навіть при значних змінах умов зовнішнього середовища утримуються на певному рівні, завдяки складним механізмам.

Наприклад, одним з найважливіших фізико-хімічних властивостей внутрішнього середовища організму є кислотно-лужну рівновагу. Співвідношення водневих і гідроксильних іонів у внутрішньому середовищі залежить від змісту в рідинах організму (кров, лімфа, тканинна рідина) кислот - донаторов протонів і буферних підстав - акцепторів протонів. Зазвичай активну реакцію середовища оцінюють по йону H +. Величина pH (концентрація водневих іонів в крові) є одним із стабільних фізіологічних показників і коливається у людини в вузьких межах - від 7,32 до 7,45. Від співвідношення водневих і гідроксильних іонів в значній мірі залежать активність ряду ферментів, проникність мембран, процеси синтезу білка і т.д.

В організмі є різні механізми, що забезпечують підтримку кислотно-лужної рівноваги. По-перше, це буферні системи крові та тканин (карбонатний, фосфатні буфери, тканинні білки). Буферними властивостями володіє і гемоглобін, він пов'язує вуглекислоту і перешкоджає її накопичення в крові. Збереженню нормальної концентрації водневих іонів сприяє і діяльність нирок, оскільки значна кількість метаболітів, що мають кислу реакцію, виводиться з сечею. Якщо перераховані механізми виявляються недостатніми, концентрація вуглекислоти в крові збільшується, відбувається деяке зрушення pH в кислу сторону. В такому випадку порушується дихальний центр, посилюється легенева вентиляція, що призводить до зниження вмісту вуглекислоти і нормалізації концентрації водневих іонів.

Чутливість тканин до змін внутрішнього середовища різна. Так зрушення pH на 0,1 в ту або іншу сторону від норми призводить до значних порушень діяльності серця, а відхилення на 0,3 є небезпечним для життя. Нервова система особливо чутлива до зниження вмісту кисню. Для ссавців небезпечно коливання концентрації іонів кальцію, що перевищує 30% і т.д.

імунологічний гомеостаз - Підтримання сталості внутрішнього середовища організму шляхом збереження антигенного індивідуальності особи. Під імунітетом розуміють спосіб захисту організму від живих тіл і речовин, які несуть на собі ознаки генетично чужорідної інформації (Петров, 1968).

Чужорідну генетичну інформацію несуть бактерії, віруси, найпростіші, гельмінти, білки, клітини, включаючи змінені клітини самого організму. Всі перераховані фактори є антигенами. Антигени - це речовини, які при введенні в організм здатні викликати утворення антитіл або іншу форму імунного реагування. Антигени дуже різноманітні, частіше ними є білки, але це бувають і великі молекули ліпополісахаридів, нуклеїнових кислот. Неорганічні сполуки (солі, кислоти), прості органічні сполуки (вуглеводи, амінокислоти) не можуть бути антигенами, тому що не мають специфічності. Австралійський учений Ф. Бернет (1961) сформулював положення, що основне значення імунної системи полягає в розпізнаванні «свого» і «чужого», тобто в збереженні сталості внутрішнього середовища - гомеостазу.

Імунна система має центральне (червоний кістковий мозок, вилочкова залоза - тимус) і периферичний (селезінка, лімфовузли) ланка. Захисна реакція здійснюється лімфоцитами, що утворюються в зазначених органах. Лімфоцити типу В при зустрічі з чужорідними антигенами диференціюються в плазматичні клітини, які виділяють в кров специфічні білки - імуноглобуліни (антитіла). Ці антитіла, з'єднуючись з антигеном, знешкоджують їх. Така реакція отримала назву гуморального імунітету.

Лімфоцити типу Т забезпечують клітинний імунітет, знищуючи чужорідні клітини, наприклад, відторгнення трансплантата, і які зазнали мутації клітини власного організму. За розрахунками, наведеними Ф. Бернетом (1971), в кожній генетичної зміни клітин, які діляться людини протягом однієї доби накопичується близько 10 - 6 спонтанних мутацій, тобто на клітинному і молекулярному рівнях безперервно відбуваються процеси, які порушують гомеостаз. Т-лімфоцити впізнають і знищують мутантні клітини власного організму, таким чином забезпечується функція імунного нагляду.

Імунна система здійснює контроль за генетичним постійністю організму. Ця система, що складається з анатомічно роз'єднаних органів, представляє функціональну єдність. Властивість імунного захисту досягло найвищого розвитку у птахів і ссавців.

регуляція гомеостазу здійснюється наступними органами і системами (рис. 91):

1) центральною нервовою системою;

2) нейроендокринної системою, що включає до свого складу гіпоталамус, гіпофіз, периферичні ендокринні залози;

3) дифузійної ендокринною системою (ДЕС), представленої ендокринними клітинами, розташованими практично у всіх тканинах і органах (серце, легке, шлунково-кишкового тракту, нирки, печінку, шкіра та ін.). Основна маса клітин ДЕС (75%) зосереджена в епітелії травної системи.

В даний час відомо, що ряд гормонів одночасно присутня в центральних нервових структурах і ендокринних клітинах шлунково-кишкового тракту. Так гормони енкефаліни і ендорфіни виявлені в нервових клітинах і ендокринних клітинах підшлункової залози і шлунка. Холіцістокінін виявлено в головному мозку і в 12-палої кишки. Такі факти дають підстави для створення гіпотези про наявність в організмі єдиної системи клітин хімічної інформації. Особливість нервової регуляції полягає у швидкості настання відповідної реакції, причому ефект її проявляється безпосередньо в тому місці, куди надходить по відповідному нерву сигнал; реакція короткочасна.

В ендокринній системі регуляторної впливу пов'язані з дією гормонів, що розноситься з кров'ю по всьому організму; ефект дії тривалий і не має локального характеру.

Об'єднання нервових і ендокринних механізмів регуляції відбувається в гіпоталамусі. Загальна нейроендокринна система дозволяє здійснювати складні гомеостатичні реакції, пов'язані з регулюванням вісцеральних функцій організму.

Гіпоталамус володіє і залозистими функціями, продукуючи нейрогормони. Нейрогормони, потрапляючи з кров'ю в передню частку гіпофіза, регулюють виділення тропних гормонів гіпофіза. Гормони тропів регулюють безпосередньо роботу ендокринних залоз. Наприклад, тиреотропний гормон гіпофіза збуджує роботу щитовидної залози, підвищуючи рівень тиреоїдного гормону в крові. Коли концентрація гормону зросте вище норми для даного організму, тиреотропного функція гіпофіза пригнічується і діяльність щитовидної залози послаблюється. Таким чином, для збереження гомеостазу необхідно урівноваження функціональної активності залози з концентрацією гормону, що знаходиться в циркулюючої крові.

На цьому прикладі проявляється загальний принцип гомеостатичних реакцій: відхилення від вихідного рівня --- сигнал --- включення регуляторних механізмів за принципом зворотного зв'язку --- корекція зміни (нормалізація).

Деякі ендокринні залози не мають прямої залежності від гіпофіза. Це острівці підшлункової залози, які продукують інсулін і глюкагон, мозкова частина надниркових залоз, епіфіз, тимус, околощітовідние залози.

Особливе становище в ендокринній системі займає тимус. У ній виробляються гормоноподобниє речовини, які стимулюють утворення Т-лімфоцитів, і встановлюється взаємозв'язок між імунними і ендокринними механізмами.

Здатність зберігати гомеостаз - одне з найважливіших властивостей живої системи, що знаходиться в стані динамічної рівноваги з умовами зовнішнього середовища. Здатність до підтримки гомеостазу неоднакова у різних видів, вона висока у вищих тварин і людини, що мають складні нервові, ендокринні та імунні механізми регуляції.

В онтогенезі кожен віковий період характеризується особливостями обміну речовин, енергії та механізмами гомеостазу. У дитячому організмі переважають процеси асиміляції над диссимиляцией, чим обумовлений зростання, збільшення маси тіла, механізми гомеостазу ще недостатньо дозріли, що накладає відбиток на перебіг як фізіологічних, так і патологічних процесів.

З віком відбувається вдосконалення обмінних процесів, механізмів регуляції. У зрілому віці процеси асиміляції і дисиміляції, система нормалізації гомеостазу забезпечують компенсацію. При старінні знижується інтенсивність обмінних процесів, послаблюється надійність механізмів регуляції, відбувається згасання функції ряду органів, одночасно розвиваються нові специфічні механізми, що підтримують збереження відносного гомеостазу. Це виражається, зокрема, в збільшенні чутливості тканин до дії гормонів поряд з ослабленням нервових впливів. У цей період ослаблені адаптаційні особливості, тому підвищення навантаження і стресові стани легко можуть порушити гомеостатические механізми і нерідко стають причиною патологічних станів.

Знання цих закономірностей необхідно для майбутнього лікаря, так як хвороба є наслідком порушення механізмів і шляхів відновлення гомеостазу у людини.




| Самостійна робота №11

Вузлові моменти прогресивної еволюції хордових | | Самостійна робота №8 | Основні положення вчення Ч. Дарвіна | | | | Антропогенез. Етапи і методи вивчення еволюції людини. Раси і расогенез. Адаптивні екологічні типи людини | | |

© um.co.ua - учбові матеріали та реферати