По мнению основоположника учения о гомеостазе Бернара все проявления жизни обусловлены конфликтом между предсуществующими силами организма (конституция) и влияниями внешней среды, что проявляется двумя феноменами: синтезом и распадом. Установившиеся определенные взаимоотношения среды и организма при известных условиях могут наследоваться. Жизнь – это память.

Она может быть в 3 формах:

латентная
осциллирующая (от внешних условий)
постоянная (возможна у животных)

Наиболее тесны и очевидны взаимоотношения внутренней и внешней среды. Все жизненные процессы имеют одну цель – поддержание постоянства условий жизни в нашей внутренней среде – необходимый элемент любой свободной и независимой жизни. Болезнь – стесненная в своей свободе жизнь (Маркс). Профессор высшей гарвардской медицинской школы У. Деннон дает в 1939 году научное определение понятия гомеостаз и вводит этот термин. В сложно устроенном организме включается интегрированная кооперация ряда систем и органов. Когда создаются условия, угрожающие составу крови и других констант, координация физиологических процессов усложняется – это и есть гомеостаз. Стазис – это не только устойчивое стабильное состояние, но и условия, ведущие к ним. Гомео – сходство, подобие явлений. Это пример диалектического единства – постоянства и изменчивости. Гомеостаз – относительно динамическое постоянство внутренней среды организма и некоторых физиологических функций. Он обеспечивается сложной системой координированных (соподчиненных, адаптивных) механизмов, направленных на устранение или ограничение факторов, действующих из внешней или внутренней среды. Благодаря этим механизмам сохраняется постоянство физико – химических и биологических свойств внутренней среды, несмотря на изменения внутри и вне организма. Колебания происходят в очень узких пределах, обусловленные условиями внешней среды и не одинакова у разных особей. Становление гомеостатических механизмов:

в эволюционном аспекте выявляется у простейших водных организмов, чем сложнее животное, тем сложнее механизмы сохранения постоянства внутренней среды
в процессе индивидуального развития эти процессы отсутствуют у эмбриона; они развиваются в постнатальном периоде и угасают к старости

Из многочисленных проявлений гомеостаза следует выделить постоянство ряда физиологических функций (АД, терморегуляция, pH крови). Среда крови сохраняется, несмотря на непрерывное поступление из тканей кислот, за счет буферных систем, изменения дыхания, выделения, скорости кровотока и метаболизма в целом.

Жизнедеятельность организма в адекватных условиях оценивается как состояние здоровья – полное физическое, психическое и социальное благополучие, а не только отсутствие физических дефектов или болезней. В неадекватных условиях для сохранения гомеостаза требуется включение дополнительных механизмов, такая жизнедеятельность может быть обозначена как адаптация. Недостаточность механизмов адаптации означает снижение надежности организма как целостной системы, т. е. жизнедеятельность вступает в третье свое качество – болезнь. Адаптация – процесс поддержания функционального состояния систем организма для сохранения гомеостаза, работоспособности и максимальной продолжительности жизни в неадекватных условиях среды. Надежность – уровень устойчивости биосистемы при сохранении жизнедеятельности в различных условиях.

Иммунитет – способ защиты внутреннего постоянства организма от живых тел и веществ, несущих на себе признаки генетически чужеродной информации. Главная задача иммунитета – распознание своего и чужого, отличие я от не я. До недавнего прошлого различали иммунитет клеточный (Мечников) и гуморальный (Пауль Эрлих). Согласно теории Мечникова солдатами иммунитета являются фагоциты – свободные и фиксированные плазматические клетки). По Эрлиху гуморальный иммунитет связан с выработкой специфических антител, которые находятся в жидкостях организма. Специфичность антител связана с особенностями белков – антигенов. Молекулы антител –гамма – глобулины, которые составляют существенную часть белков крови (1 л крови содержит 10 гр антител). Устройство молекулы антитела описали в 1959году Портер и Эдельман. Однако, главными клетками иммунной системы являются лимфоциты. Иммунная система организма имеет 2 главных органа:

тимус – обеспечивает клеточный тип иммунного ответа и вырабатывает Т – лимфоциты
В – лимфоциты – В – зависимые зоны

Эти два вида клеток работают совместно, их вместе встречают во всех лимфоидных органах. Антигены – бактерии, вирусы, измененные белки самого организма. Т и В – лимфоциты вступают с ними во взаимодействие при проникновении в организм. Все заканчивается превращением В – лимфоцитов в плазматические клетки, вырабатывающие антитела. Для полноценного начала борьбы необходима 3 клетка – фагоцит.

Молекулы антигенов невелики и несут на себе специфические группировки атомов – гаптенные группы – сидят на белковой молекуле как на каркасе. Против них и нацелены активные центры антител. Т – лимфоциты способны соединяться с каркасом. Гаптенные части как бы торчат, макрофаги присоединяются к ним и как бы способствуют соединению гаптенной части антигена с рецептором В – лимфоцита. Клеточный ответ осуществляется Т – лимфоцитами. С ними связаны проблемы:

Совместимость групп крови
Резус – совместимость
Трансплантация
Раковые заболевания
Аллергии

Для иммунной системы особенно опасно ионизирующее излучение (взрыв над Хиросимой и Нагасаки) – комплекс патологических процессов – лучевая болезнь. Это гибель клеток кроветворной и лимфоидной ткани. Гибель лимфоцитов сопровождается глубокими изменениями в ядрах этих клеток, приводящими к распаду ДНК. Это происходит не сразу после облучения, а после активизации нуклеаз ДНК. Аналогичны изменения иммунитета при СПИДе. По современным представлениям, иммунная система распознает чужие клетки и белки, потому, что содержит лимфоидные клоны – семьи – разновидности лимфоидных клеток с их потомством в общей популяции лимфоцитов против любых чужеродных пришельцев. Клоны появляются в результате мутаций и селекции. Фактором отбора в селекции являются антигены.

Целью данной работы является подробное рассмотрение механизмов гоместаза, адаптации и иммунной системы, как процессов морфологической целостности биологических систем.

Гомеостаз и адаптация.

Человек вынужден постоянно приспосабливаться к изменяющимся условиям окружающей среды, сохраняя свой организм от разрушения под действием внешних факторов. Сохранение организма возможно благодаря гомеостазу - универсальному свойству сохранять и поддерживать стабильность работы различных систем организма в ответ на воздействия, нарушающих эту стабильность. Гомеостаз - гр. homoios - равный, stasis - состояние.

Изучение закономерностей, процессов и механизмов индивидуального развития организмов, наследственности и изменчивости, хранения, передачи и использования биологической информации, обеспечения жизненных процессов энергией является основой для выделения эмбриологии, биологии развития, генетики, молекулярной биологии и биоэнергетики. Исследования строения, функциональных отправлений, поведения, взаимоотношений организмов со средой обитания, исторического развития живой природы привели к обособлению таких дисциплин, как морфология, физиология, этология, экология, эволюционное учение. Интерес к проявлениям гомеостаза на разных уровнях биологических систем актуален и по сей день.

Гомеостаз выражается в относительном постоянстве химического состава, осмотического давления, устойчивости основных физиологических функций в организмах растений, животных, человека. Гомеостаз каждого индивидуума специфичен и обусловлен его генотипом.

Регуляторные гомеостатические механизмы функционируют на клеточном, органном, организменном и надорганизменном уровнях. Знание этих закономерностей важно, так как следствием нарушения механизмов гомеостаза у человека являются болезни различной степени опасности.

Живые организмы представляют собой открытые системы, имеющие множество связей с окружающей средой. Эти связи осуществляются через посредство нервной, пищеварительной, дыхательной, выделительной систем. Здоровье человека - это выражение биологического гомеостаза, оптимальное протекание физиологических процессов на фоне высокого иммунитета. Гомеостаз как система нейроэндокринной регуляции реализуется через эндокринную систему и различные органы (кровообращения, дыхания, пищеварения, выделения) под руководством головного мозга и центральной нервной системы.

Сигнал от головного мозга передаётся в гипоталамус - отдел промежуточного мозга, который занимается контролем и сменой норм гомеостаза. Приказы гипоталамуса в виде нейрогормонов направляются к гормональному усилителю - гипофизу. Гипофиз выбрасывает в кровь гормоны в достаточном количестве для восприятия органами и железами внутренней секреции.

Так, например, за постоянством состава белков, липидов и углеводов следят печень, органы пищеварения и выделения. Почки отвечают за осморегуляцию (постоянство концентрации осмотически активных веществ в жидкостях внутренней среды), ионную регуляцию, рН, постоянство объёмов жидкостей. Печень играет важную роль в детоксикации организма. Лёгкие - главный орган газообмена, участвует в очистке организма от газообразных отходов жизнедеятельности.

В процессе обмена веществ с пищей, водой, при газообмене в организм из окружающей среды поступают разнообразные химические соединения. В организме эти соединения подвергаются глубоким изменениям и превра-щениям, в конце концов, уподобляются его химическому составу и входят в морфологические структуры организма, но не остаются постоянно. Через определенный период усвоенные вещества подвергаются разрушению, освобождая скрытую в них энергию, а продукты распада удаляются во внешнюю среду. При этом разрушенную молекулу заменяет новая, не нарушая целостности структурных компонентов организма.

Организм, следовательно, не статичная, а открытая динамичная система. Поток веществ и энергии, наблюдаемый в организме, обусловливает самообновление и самовоспроизведение на всех уровнях от молекулярного до организменного и популяционного.

Организмы находятся в условиях непрерывно меняющейся среды, испытывают довольно частые неблагоприятные воздействия, но, несмотря на это, основные физиологические показатели продолжают осуществляться в определенных параметрах и организм поддерживает устойчивое состояние здоровья в течение длительного времени. Изменения в окружающей среде вызывают прямо или опосредованно какие-то изменения в функциях организма, однако эти отклонения происходят в сравнительно узких пределах благодаря процессам саморегуляции, а затем восстанавливается исходное состояние. Таким образом, понятие гомеостаза не связано со стабильностью процессов. В ответ на действие внешних факторов происходит некоторое изменение физиологических показателей, а включение регуляторных систем обеспечивает поддержание относительного постоянства внутренней среды.

Способность к поддержанию постоянства внутренней среды представляет собой свойство, выработавшееся в процессе эволюции и наследственно закрепленное.

Важным свойством живого организма, влияющим на эффективность механизмов регуляции, является реактивность. Реактивность - это способность организма отвечать (реагировать) изменениями обмена веществ и функции на раздражители внешней и внутренней среды. Компенсация изменений факторов среды обитания оказывается возможной благодаря активации систем, ответственных за адаптацию (приспособление) организма к внешним условиям. Гомеостаз и адаптация - два конечных результата, организующих функциональные системы. Вмешательство внешних факторов в состояние гомеостаза приводит к адаптивной перестройке организма, в результате которой одна или несколько функциональных систем компенсируют возможные нарушения и восстанавливают равновесие. Вначале происходит мобилизация функциональной системы, чувствительной к данному раздражителю, затем на фоне некоторого снижения резервных возможностей организма включается система специфической адаптации и обеспечивает необходимое повышение функциональной активности организма. В безвыходных ситуациях, когда раздражитель чрезмерно силен, эффективная адаптация не формируется и сохраняется нарушение гомеостаза. Вызываемый этими нарушениями стресс достигает чрезвычайной интенсивности и длительности, в такой ситуации возможно развитие заболеваний.

referat911.ru

13.2. Адаптация и гомеостаз

Сохранение гомеостаза организма в условиях воздействия на него экстремальных раздражителей внешней и внутренней среды достигается за счет долговременной адаптации. Способность к адаптации - одно из ключевых отличительных свойств живой материи. В свою очередь, нарушение процесса адаптации приводит к формированию неспецифических предпатологических состояний, переходящих в дальнейшем к развитию тех или иных специфических заболеваний. В основе процесса адаптации лежат биохимические перестройки активности ферментов, как следствие изменения:

каталитических свойств молекул ферментов уже имеющихся в клетке;
набора изоформ ферментов, синтезируемых в клетке и обладающих близкими каталитическими свойствами за счет небольших различий в их структуре,;
физико-химических свойств среды отделов клетки, в которых локализованы ферменты;
концентрации субстратов и молекул регуляторов (витаминов, гормонов, микроэлементов...) за счет изменений проницаемости клеточных мембран.

В результате указанных преобразований, направленных к адаптации организма к новым условиям, формируется "адаптивный ферментативный структурный след" - АФСС. Соответственно, он проявляется в виде изменений содержания и активности:

ферментативных цепей;
регулирующих (катализирующих) химических реакций, в которых происходит образование веществ, повышающих устойчивость организма к данному типу стресс- факторов;
ферментов, инактивирующих (снижающих активность) попавших в организм токсических веществ;
белковых молекул, образовавшихся в организме при действии на него интенсивных физических или психических раздражителей среды.

Такими раздражителями, в частности, могут быть проникающая радиация, электромагнитные и любые иные поля, способные обмениваться энергией с компонентами жидкокристаллических внутриклеточных образований, включая клеточные мембраны и саму структурированную воду.

Формирование АФСС является основой повышения устойчивости организма человека к меняющимся воздействиям среды. В случае включения в формирующийся АФСС ферментов биоэнергетических реакций основного обмена веществ, происходит повышение устойчивости организма к воздействиям других стресс-факторов. Первоначальный раздражитель, при его действии в малых дозах, будет выступать в роли "тренера", повышающего неспецифическую устойчивость организма к широкому спектру стрессирующих воздействий.

Если же один из раздражителей, действующих на организм, резко увеличивает свою интенсивность и становится доминирующим по сравнению с прочими, то специфический по отношению к нему АФСС гипертрофируется. Это означает стойкую активацию определенных метаболических цепей в ущерб другим, нарушается ранее сложившийся гомеостаз. Если этот гипертрофированный АФСС включает ферментативные цепи основного биоэнергетического обмена, то формируется новый уровень обмена веществ (метаболизма), позволяющий организму адаптироваться к стабильно повышенным дозам как данного специфического раздражителя, так и ряда других стрессогенных воздействий среды, причем продолжает сохраняться состояние высокой неспецифической устойчивости гомеостаза.

Однако гомеостаз, базирующийся длительное время на гипертрофированном АФСС, способен существовать только при условии продолжения действия на организм данного раздражителя. АФСС обладает определенной инерционностью и при прекращении действия раздражителя, приведшего к его формированию, измененные активности ферментов, входящих в него, сохраняются еще длительное время.

Первым следствием такой узконаправленной адаптации становится возникновение метаболической зависимости от данного раздражителя. При уменьшении его интенсивности, на фоне уже сформировавшегося специфического АФСС, возникает дисбаланс в новом уровне гомеостаза, способный купироваться только при новом повышении его интенсивности.

Вторым следствием формирования и длительного сохранения гипертрофированного АФСС является снижение адаптивного потенциала и устойчивости организма к другим раздражителям. Ответная реакция на их действие требует активации других ферментативных цепей, однако формирование АФСС на другие раздражители, на фоне одного резко гипертрофированного АФСС, затруднено, в частности по причинам дефицита энергии, пластических материалов (аминокислот, витаминов, микроэлементов).

Следовательно, по мере увеличения интенсивности и избирательности одного из раздражителей, действующих на организм, по сравнению с другими, происходит инверсия его воздействия, проявляющаяся в том, что первоначальное повышение неспецифической устойчивости организма сменяется формированием метаболического дисбаланса приводящего к стрессу. Этот эффект инверсии характерен для сравнительно однообразных воздействий и не формируется при действии на организм комплекса факторов, различающихся по своей структуре или характеру воздействий.

Иначе говоря: существенное преобладание какого-то одного воздействия на организм, по сравнению с другими, приводит первоначально к повышению неспецифической толерантности, а в последующем, при продолжительном воздействии – формированию метаболической зависимости от этого раздражителя, и повышению специфической к нему толерантности.

Вследствие сформировавшейся зависимости возникает потребность в увеличении величины воздействующего фактора. Однако, при повышенной дозе, раздражитель из адаптогенного превращается в стрессирующий. При этом снижается неспецифическая толерантность к другим стрессогенным факторам, а позднее и к самому первичному раздражителю.

studfiles.net

Адаптация человека

В научном исследовании организма понятие адаптации является одним из основных. Выработанные в процессе эволюции, механизмы адаптации обеспечивают существование организма в постоянно меняющихся условиях окружающей среды. Адаптация является свойством любого живого организма, включая, естественно, и человека.

Поскольку человек является биосоциальной системой и элементом социальной макросистемы, а не просто живым организмом, поэтому выделяется три функциональных уровня при рассмотрении проблем его адаптации:

Процесс адаптации на этих трех уровнях обеспечивают определенные физиологические и психические механизмы. Все уровни адаптации между собой взаимосвязаны и оказывают друг на друга самое непосредственное влияние.

Уровни адаптации определяют интегральную характеристику общего уровня функционирования всех систем организма. Это динамичное образование называют функциональным его состоянием. Выделяют несколько типовых состояний, обусловленных уровнем активности различных механизмов, систем и органов:

Гомеостаз в физиологическом смысле – это, например, постоянство температуры тела, кровяного давления, уровень сахара в крови и др. Он специфичен и обусловлен генотипом и представляет собой эволюционно выработавшееся наследственно закрепленное адаптационное свойство организма к обычным условиям окружающей среды.

Надо сказать, что эти условия окружающей среды могут кратковременно или длительно выходить за пределы нормы. В этих случаях адаптация характеризуется как восстановлением обычных свойств внутренней среды, так и кратковременными изменениями функций – учащением ритма сердечной деятельности, частоты дыхательных движений и др. Реакции гомеостаза могут быть направлены:

На поддержание известных уровней стационарного состояния;
На устранение или ограничение действия вредных факторов;
На выработку или сохранение оптимальных форм взаимодействия организма и окружающей среды в новых условиях его существования.

Функции гомеостаза

Гомеостаз определяет условно три основные функции:

Адаптационная, т.е. приспособительная;
Энергетическая;
Репродуктивная, т.е. способность к воспроизводству.

Эти функции до определенного возраста обеспечивают нормальное состояние организма, а затем появляются условия для появления нормальных или неинфекционных болезней, например, ожирения, климакса, повышенной чувствительности к неблагоприятным воздействиям внешней среды.

Любое нарушение гомеостаза, сколь-нибудь длительное, само по себе уже является болезнью. Механизмы саморегуляции организма здорового человека к изменившимся условиям жизни приспосабливаются, особенно в молодом возрасте и происходит это более активно, чем в старости. Включаются механизмы физиологической защиты, которые призваны защищать организм от развития опасных для него изменений.

Надо сказать, что питание человека играет большую роль в сложном защитном взаимодействии нервных, эндокринных, гуморальных, обменных, выделительных и других системах. Необходимые вещества поступают в организм человека с пищей и принимают участие в химических реакциях, а это сохраняет организм живым, но при этом необходимо участие встроенных физиологических механизмов, для того, чтобы химические реакции проходили правильно.

Таким образом, гомеостаз необходимо воспринимать, как обобщенную характеристику большинства процессов, действующих совместно.

Гомеостатические механизмы организма

От постоянства определенных вещей и сохранения этого постоянства зависит жизнь человека. Все живое ходит на грани баланса между физиологическими крайностями. Если внутренняя среда человека не сбалансирована, он не может работать, но, к счастью, у людей есть возможность этот баланс поддерживать самостоятельно. Внутреннее состояние человека остается относительно стабильным, даже тогда, когда внешний мир меняется.

Для удержания организма в узких рамках физиологического выживания, человеку приходится контролировать процессы поддержания гомеостаза. Это активно действующая система поддержания постоянного состояния, которая может быть психологической, физиологической, механической.

Управление гомеостазом внешне проявляется в виде таких физиологических реакций, как потение или дрожь. Данные реакции – это часть механизма поддержания температуры мозга постоянной. Они обеспечивают охлаждение в виде испарения и нагрев в виде мышечной активности.

При нагревании на солнце или охлаждении на холоде, тело охватывает гипотермия, а на самом деле изменение температуры обнаруживается только внутри мозга человека. Находящиеся на переднем участке гипоталамуса нейроны, по сути, являются нервными термостатами. Они начинают работать иначе при изменении их собственной температуры и одновременно служат термометром и гомеостатической точкой настройки.

Их метаболизм меняется, при отклонении температуры от нормального уровня, в результате меняется и характер активности. При данных обстоятельствах запускаются такие физиологические реакции, как потение и дрожь, помогающие скорректировать температуру.

При сильной жаре приятен прохладный ветерок, а при чувстве холода не менее приятны ощущения горячей ванны. Но, надо сказать, что при смене внутренней температуры человека, восприятие этих внешних событий тоже меняется.

Механизмы регуляции существуют и в отношении других параметров организма, а нормальное его состояние невозможно без участия психики.

Гомеостатических механизмов существует неограниченное число. Они регулируют жизнь, как отдельных клеток, так и взаимоотношения между ними. Эти механизмы могут существовать, активироваться и тормозиться. Они также могут возникать и совершенствоваться в процессе приспособления организма к новым условиям среды. Именно они дают возможность сложной тонко дифференцированной живой системе поддерживать относительно устойчивое, динамическое постоянство внутренней среды, несмотря на изменения, которые происходят в окружающем мире.

author24.ru

Смотрите также

..:::Новинки:::..

Windows Commander 5.11 Свежая версия.

Новая версия
IrfanView 3.75 (рус)

Обновление текстового редактора TextEd, уже 1.75a

System mechanic 3.7f
Новая версия

Обновление плагинов для WC, смотрим :-)

Весь Winamp
Посетите новый сайт.

WinRaR 3.00
Релиз уже здесь

PowerDesk 4.0 free
Просто - напросто сильный upgrade проводника.

..:::Счетчики:::..