Innere Umgebung des Körpers. Homöostase, ihre Arten. Mechanismen der Regulierung der Homöostase und lebenswichtiger Funktionen des Körpers. Ebenen der neuroendokrinen Regulation. Homöostase und ihre Manifestationen auf verschiedenen Organisationsebenen von Biosystemen. Altersbedingte Merkmale der Homöostase

Das Konzept wurde vom amerikanischen Psychologen W.B. eingeführt. Kanone in Bezug auf alle Prozesse, die den ursprünglichen Zustand oder eine Reihe von Zuständen ändern und neue Prozesse initiieren, die auf die Wiederherstellung der ursprünglichen Bedingungen abzielen. Ein mechanischer Homöostat ist ein Thermostat. Der Begriff wird in der physiologischen Psychologie verwendet, um eine Reihe komplexer Mechanismen zu beschreiben, die im autonomen Nervensystem zur Regulierung von Faktoren wie Körpertemperatur, biochemischer Zusammensetzung, Blutdruck, Wasserhaushalt, Stoffwechsel usw. wirken. Beispielsweise löst eine Änderung der Körpertemperatur eine Vielzahl von Prozessen aus, wie z. B. Zittern, erhöhter Stoffwechsel, Erhöhung oder Aufrechterhaltung der Wärme, bis die normale Temperatur erreicht ist. Beispiele für psychologische Theorien homöostatischer Natur sind die Gleichgewichtstheorie (Heider, 1983), die Kongruenztheorie (Osgood, Tannenbaum, 1955), die Theorie der kognitiven Dissonanz (Festinger, 1957) und die Symmetrietheorie (Newcomb, 1953). ) usw. Als Alternative zum homöostatischen Ansatz wird ein heterostatischer Ansatz vorgeschlagen, ein Ansatz, der die grundsätzliche Möglichkeit der Existenz von Gleichgewichtszuständen innerhalb eines einzigen Ganzen annimmt (siehe Heterostase).

Homöostase

Homöostase) – Aufrechterhaltung des Gleichgewichts zwischen gegensätzlichen Mechanismen oder Systemen; das Grundprinzip der Physiologie, das auch als Grundgesetz des geistigen Verhaltens betrachtet werden sollte.

Homöostase

Homöostase) Die Tendenz von Organismen, ihren konstanten Zustand aufrechtzuerhalten. Laut Cannon (1932), dem Urheber des Begriffs: „Organismen, die aus Materie bestehen, die durch den höchsten Grad an Vergänglichkeit und Instabilität gekennzeichnet ist, beherrschen irgendwie Methoden zur Aufrechterhaltung der Konstanz und Stabilität unter Bedingungen, die vernünftigerweise als absolut destruktiv angesehen werden sollten.“ " Freuds PRINZIP DER GENUSS-MISSFALL und Fechners von ihm verwendetes PRINZIP DER KONSTANZ werden üblicherweise als psychologische Konzepte betrachtet, die dem physiologischen Konzept der Homöostase ähneln, d. h. Sie setzen eine programmierte Tendenz voraus, die psychische Spannung auf einem konstanten optimalen Niveau zu halten, ähnlich der Tendenz des Körpers, die Blutchemie, Temperatur usw. konstant zu halten.

Homöostase

ein mobiler Gleichgewichtszustand eines bestimmten Systems, der durch die Gegenwirkung äußerer und innerer Faktoren aufrechterhalten wird, die das Gleichgewicht stören. Aufrechterhaltung der Konstanz verschiedener physiologischer Parameter des Körpers. Das Konzept der Homöostase wurde ursprünglich in der Physiologie entwickelt, um die Konstanz der inneren Umgebung des Körpers und die Stabilität seiner grundlegenden physiologischen Funktionen zu erklären. Diese Idee wurde vom amerikanischen Physiologen W. Cannon in der Lehre von der Weisheit des Körpers als einem offenen System entwickelt, das kontinuierlich seine Stabilität aufrechterhält. Der Körper empfängt Signale über Veränderungen, die das System bedrohen, und schaltet Geräte ein, die so lange weiterarbeiten, bis er in einen Gleichgewichtszustand, auf die vorherigen Parameterwerte, zurückgeführt werden kann. Das Prinzip der Homöostase gelangte von der Physiologie in die Kybernetik und in andere Wissenschaften, einschließlich der Psychologie, und erlangte eine allgemeinere Bedeutung als Prinzip eines Systemansatzes und einer auf Rückmeldungen basierenden Selbstregulierung. Die Idee, dass jedes System nach Stabilität strebt, wurde auf die Interaktion des Organismus mit der Umwelt übertragen. Typisch für diese Übertragung sind insbesondere:

1) für den Neo-Behaviorismus, der glaubt, dass eine neue motorische Reaktion durch die Befreiung des Körpers von dem Bedürfnis, das seine Homöostase gestört hat, gefestigt wird;

2) für das Konzept von J. Piaget, der glaubt, dass die geistige Entwicklung im Prozess des Gleichgewichts des Organismus mit der Umwelt erfolgt;

3) für die Feldtheorie von K. Lewin, nach der Motivation in einem Nichtgleichgewichts-„System von Belastungen“ entsteht;

4) für die Gestaltpsychologie, die feststellt, dass das Gleichgewicht einer Komponente des mentalen Systems, wenn es gestört ist, danach strebt, es wiederherzustellen. Das Prinzip der Homöostase erklärt zwar das Phänomen der Selbstregulation, kann jedoch nicht die Ursache der Veränderungen in der Psyche und ihrer Aktivität aufdecken.

Homöostase

griechisch homeios – ähnlich, ähnlich, statis – Stehen, Unbeweglichkeit). Ein bewegliches, aber stabiles Gleichgewicht jedes Systems (biologisch, mental), aufgrund seines Widerstands gegen interne und externe Faktoren, die dieses Gleichgewicht stören (siehe Cannons Thalamustheorie der Emotionen. Das Prinzip von G. wird häufig in der Physiologie, Kybernetik, Psychologie verwendet. Es erklärt die Anpassungsfähigkeit. Die geistige Gesundheit des Körpers sorgt für optimale Bedingungen für die Funktion des Gehirns und des Nervensystems im Lebensprozess.

HOMEOSTASE(IS)

aus dem Griechischen homoios – ähnlich + stasis – stehend; Buchstaben, die „im selben Zustand sein“ bedeuten).

1. Im engeren (physiologischen) Sinne ist G. der Prozess der Aufrechterhaltung der relativen Konstanz der Hauptmerkmale der inneren Umgebung des Körpers (z. B. Konstanz der Körpertemperatur, des Blutdrucks, des Blutzuckerspiegels usw.) in einer Vielzahl von Umgebungsbedingungen. Eine wichtige Rolle bei G. spielt die gemeinsame Aktivität des vegetativen Systems. s, Hypothalamus und Hirnstamm sowie das endokrine System, mit teilweise neurohumoraler Regulierung von G. Sie erfolgt „autonom“ von der Psyche und dem Verhalten. Der Hypothalamus „entscheidet“, bei welcher G.-Verletzung es notwendig ist, sich höheren Formen der Anpassung zuzuwenden und den Mechanismus der biologischen Verhaltensmotivation auszulösen (siehe Hypothese der Triebreduktion, Bedürfnisse).

Der Begriff „G.“ eingeführt von Amer. Der Physiologe Walter Cannon (Cannon, 1871-1945) im Jahr 1929 entwickelte das Konzept der inneren Umgebung und das Konzept ihrer Konstanz jedoch viel früher als die Franzosen. Physiologe Claude Bernard (Bernard, 1813-1878).

2. Im weitesten Sinne ist der Begriff „G.“ auf eine Vielzahl von Systemen (Biozönosen, Populationen, Individuen, soziale Systeme usw.) angewendet. (B.M.)

Homöostase

(Homöostase) Komplexe Organismen müssen, um unter wechselnden und oft feindlichen Umweltbedingungen zu überleben und sich frei zu bewegen, ihre innere Umgebung relativ konstant halten. Diese innere Konsistenz wurde von Walter B. Cannon „G“ genannt. Cannon beschrieb seine Erkenntnisse als Beispiele für die Aufrechterhaltung stabiler Zustände in offenen Systemen. 1926 schlug er für einen solchen stabilen Zustand den Begriff „G“ vor. und schlug ein System von Postulaten zu seiner Natur vor, das anschließend in Vorbereitung der Veröffentlichung einer Übersicht über die damals bekannten homöostatischen und regulatorischen Mechanismen erweitert wurde. Cannon argumentierte, dass der Körper durch homöostatische Reaktionen in der Lage sei, die Stabilität der interzellulären Flüssigkeit (Flüssigkeitsmatrix) aufrechtzuerhalten und sie zu kontrollieren und zu regulieren. Körpertemperatur, Blutdruck und andere Parameter der inneren Umgebung, deren Einhaltung in bestimmten Grenzen lebensnotwendig ist. G. tj wird im Verhältnis zu den Mengen an Substanzen aufrechterhalten, die für das normale Funktionieren der Zellen notwendig sind. Das von Cannon vorgeschlagene Konzept von G. erschien in Form einer Reihe von Bestimmungen über die Existenz, Natur und Prinzipien selbstregulierender Systeme. Er betonte, dass komplexe Lebewesen offene Systeme sind, die aus sich verändernden und instabilen Komponenten bestehen und aufgrund dieser Offenheit ständig störenden äußeren Einflüssen ausgesetzt sind. Daher müssen diese Systeme, die ständig nach Veränderung streben, dennoch die Konstanz gegenüber der Umwelt wahren, um lebensfreundliche Bedingungen aufrechtzuerhalten. Die Korrektur in solchen Systemen muss kontinuierlich erfolgen. Daher charakterisiert G. eher einen relativ als einen absolut stabilen Zustand. Das Konzept eines offenen Systems stellte alle traditionellen Vorstellungen über eine angemessene Analyseeinheit für den Organismus in Frage. Wenn beispielsweise Herz, Lunge, Nieren und Blut Teile eines selbstregulierenden Systems sind, kann ihre Wirkung oder Funktion nicht verstanden werden, indem man sie jeweils einzeln betrachtet. Ein vollständiges Verständnis ist nur möglich, wenn man weiß, wie jeder dieser Teile im Zusammenspiel mit den anderen funktioniert. Das Konzept eines offenen Systems stellt auch alle traditionellen Ansichten der Kausalität in Frage und schlägt eine komplexe wechselseitige Bestimmung anstelle einer einfachen sequentiellen oder linearen Kausalität vor. Somit ist G. zu einer neuen Perspektive sowohl für die Betrachtung des Verhaltens verschiedener Arten von Systemen als auch für das Verständnis von Menschen als Elementen offener Systeme geworden. Siehe auch Anpassung, Allgemeines Anpassungssyndrom, Allgemeine Systeme, Linsenmodell, Die Frage nach der Beziehung zwischen Seele und Körper R. Enfield

Homöostase

das allgemeine Prinzip der Selbstregulierung lebender Organismen, das 1926 von Cannon formuliert wurde. Perls betont nachdrücklich die Bedeutung dieses Konzepts in seinem Werk „The Gestalt Approach and Eye Witness to Therapy“, das 1950 begonnen, 1970 abgeschlossen und nach seinem Tod 1973 veröffentlicht wurde.

Homöostase

Der Prozess, durch den der Körper das Gleichgewicht in seiner inneren physiologischen Umgebung aufrechterhält. Durch homöostatische Impulse entsteht der Drang zu essen, zu trinken und die Körpertemperatur zu regulieren. Beispielsweise löst ein Absinken der Körpertemperatur viele Prozesse (z. B. Zittern) aus, die zur Wiederherstellung der normalen Temperatur beitragen. Somit löst die Homöostase andere Prozesse aus, die als Regulatoren wirken und den optimalen Zustand wiederherstellen. Ein Analogon ist ein Zentralheizungssystem mit thermostatischer Steuerung. Wenn die Raumtemperatur unter die im Thermostat eingestellte Temperatur sinkt, schaltet er den Dampfkessel ein, der heißes Wasser in das Heizsystem pumpt und so die Temperatur erhöht. Wenn die Raumtemperatur normale Werte erreicht, schaltet der Thermostat den Dampfkessel ab.

Homöostase

Homöostase) ist ein physiologischer Prozess zur Aufrechterhaltung der Konstanz des inneren Milieus des Körpers (Hrsg.), bei dem verschiedene Parameter des Körpers (zum Beispiel Blutdruck, Körpertemperatur, Säure-Basen-Haushalt) im Gleichgewicht gehalten werden sich ändernde Umweltbedingungen. - Homöostatisch.

Homöostase

Wortbildung. Kommt aus dem Griechischen. homoios – ähnlich + Stasis – Unbeweglichkeit.

Spezifität. Der Prozess, durch den eine relative Konstanz der inneren Umgebung des Körpers erreicht wird (Konstanz der Körpertemperatur, des Blutdrucks, der Blutzuckerkonzentration). Die neuropsychische Homöostase kann als separater Mechanismus identifiziert werden, der die Erhaltung und Aufrechterhaltung optimaler Bedingungen für die Funktion des Nervensystems bei der Umsetzung verschiedener Aktivitätsformen gewährleistet.

Homöostase

Wörtlich aus dem Griechischen übersetzt bedeutet es den gleichen Staat. Der amerikanische Physiologe W.B. Cannon prägte den Begriff, um sich auf jeden Prozess zu beziehen, der einen bestehenden Zustand oder eine Reihe von Umständen verändert und dadurch andere Prozesse initiiert, die regulatorische Funktionen erfüllen und den ursprünglichen Zustand wiederherstellen. Der Thermostat ist ein mechanischer Homöostat. Dieser Begriff wird in der physiologischen Psychologie verwendet, um eine Reihe komplexer biologischer Mechanismen zu bezeichnen, die über das autonome Nervensystem ablaufen und Faktoren wie Körpertemperatur, Körperflüssigkeiten und ihre physikalischen und chemischen Eigenschaften, Blutdruck, Wasserhaushalt, Stoffwechsel usw. regulieren. Beispielsweise löst ein Absinken der Körpertemperatur eine Reihe von Prozessen wie Zittern, Piloerektion und erhöhten Stoffwechsel aus, die eine hohe Temperatur verursachen und aufrechterhalten, bis die normale Temperatur erreicht ist.

Homöostase

aus dem Griechischen homoios – ähnlich + stasis – Zustand, Immobilität) – eine Art dynamisches Gleichgewicht, das für komplexe selbstregulierende Systeme charakteristisch ist und darin besteht, für das System wesentliche Parameter innerhalb akzeptabler Grenzen zu halten. Der Begriff „G.“ 1929 vom amerikanischen Physiologen W. Cannon vorgeschlagen, um den Zustand des menschlichen Körpers, der Tiere und Pflanzen zu beschreiben. Dann verbreitete sich dieses Konzept in der Kybernetik, Psychologie, Soziologie usw. Die Untersuchung homöostatischer Prozesse umfasst die Identifizierung von: 1) Parametern, signifikanten Veränderungen, die das normale Funktionieren des Systems stören; 2) die Grenzen zulässiger Änderungen dieser Parameter unter dem Einfluss äußerer und innerer Umgebungsbedingungen; 3) eine Reihe spezifischer Mechanismen, die zu funktionieren beginnen, wenn die Werte von Variablen diese Grenzen überschreiten (B. G. Yudin, 2001). Jede Konfliktreaktion einer der Parteien, wenn ein Konflikt entsteht und sich entwickelt, ist nichts anderes als der Wunsch, ihr G zu bewahren. Der Parameter, dessen Änderung den Konfliktmechanismus auslöst, ist der als Folge der Handlungen des Gegners vorhergesagte Schaden. Die Dynamik des Konflikts und die Geschwindigkeit seiner Eskalation werden durch Feedback reguliert: die Reaktion einer Konfliktpartei auf die Handlungen der anderen Partei. Russland hat sich in den letzten 20 Jahren zu einem System mit verlorenen, blockierten oder extrem geschwächten Rückkopplungsverbindungen entwickelt. Daher ist das Verhalten von Staat und Gesellschaft in den Konflikten dieser Zeit, die die Zivilgesellschaft des Landes zerstörten, irrational. Die Anwendung der Theorie von G. auf die Analyse und Regulierung sozialer Konflikte kann die Wirksamkeit der Arbeit inländischer Konfliktologen deutlich steigern.

Eine lebende Zelle ist bekanntlich ein mobiles, sich selbst regulierendes System. Die interne Organisation wird durch aktive Prozesse unterstützt, die darauf abzielen, Verschiebungen, die durch verschiedene Einflüsse aus der externen und internen Umgebung verursacht werden, zu begrenzen, zu verhindern oder zu beseitigen. Die Fähigkeit, nach einer durch den einen oder anderen „Störfaktor“ verursachten Abweichung von einem bestimmten Durchschnittswert in den ursprünglichen Zustand zurückzukehren, ist die Haupteigenschaft der Zelle. Ein mehrzelliger Organismus ist eine integrale Organisation, deren zelluläre Elemente auf die Ausführung verschiedener Funktionen spezialisiert sind. Die Interaktion innerhalb des Körpers erfolgt durch komplexe regulatorische, koordinierende und korrelierende Mechanismen unter Beteiligung nervöser, humoraler, metabolischer und anderer Faktoren. Viele einzelne Mechanismen, die intra- und interzelluläre Beziehungen regulieren, haben teilweise gegensätzliche (antagonistische) Wirkungen, die sich gegenseitig ausgleichen. Dies führt zur Etablierung eines mobilen physiologischen Hintergrunds (physiologisches Gleichgewicht) im Körper und ermöglicht es dem lebenden System, trotz Veränderungen in der Umgebung und Verschiebungen, die während des Lebens des Organismus auftreten, eine relative dynamische Konstanz aufrechtzuerhalten.

Der Begriff „Homöostase“ wurde 1929 vom Physiologen W. Cannon vorgeschlagen, der glaubte, dass die physiologischen Prozesse, die die Stabilität im Körper aufrechterhalten, so komplex und vielfältig seien, dass es ratsam sei, sie unter dem allgemeinen Namen Homöostase zusammenzufassen. Allerdings schrieb C. Bernard bereits 1878, dass alle Lebensprozesse nur ein Ziel haben – die Konstanz der Lebensbedingungen in unserer inneren Umgebung aufrechtzuerhalten. Ähnliche Aussagen finden sich in den Werken vieler Forscher des 19. und der ersten Hälfte des 20. Jahrhunderts. (E. Pfluger, S. Richet, Frederic (L.A. Fredericq), I.M. Sechenov, I.P. Pavlov, K.M. Bykov und andere). Die Arbeiten von L.S. waren für die Erforschung des Homöostaseproblems von großer Bedeutung. Stern (mit Kollegen) widmete sich der Rolle von Barrierefunktionen, die die Zusammensetzung und Eigenschaften der Mikroumgebung von Organen und Geweben regulieren.

Die eigentliche Idee der Homöostase entspricht nicht dem Konzept eines stabilen (nicht schwankenden) Gleichgewichts im Körper – das Gleichgewichtsprinzip ist nicht auf komplexe physiologische und biochemische Prozesse anwendbar, die in lebenden Systemen ablaufen. Es ist auch falsch, Homöostase rhythmischen Schwankungen in der inneren Umgebung gegenüberzustellen. Homöostase im weitesten Sinne umfasst Fragen des zyklischen und Phasenverlaufs von Reaktionen, der Kompensation, Regulierung und Selbstregulierung physiologischer Funktionen, der Dynamik der gegenseitigen Abhängigkeit von Nerven-, Humoral- und anderen Komponenten des Regulierungsprozesses. Die Grenzen der Homöostase können starr und flexibel sein und sich je nach individuellem Alter, Geschlecht, sozialen, beruflichen und anderen Bedingungen ändern.

Von besonderer Bedeutung für das Leben des Körpers ist die Konstanz der Zusammensetzung des Blutes – der flüssigen Matrix des Körpers, wie W. Cannon es ausdrückt. Die Stabilität seiner aktiven Reaktion (pH), der osmotische Druck, das Verhältnis der Elektrolyte (Natrium, Kalzium, Chlor, Magnesium, Phosphor), der Glukosegehalt, die Anzahl der gebildeten Elemente usw. sind gut bekannt. Beispielsweise überschreitet der pH-Wert des Blutes in der Regel nicht mehr als 7,35–7,47. Selbst schwere Störungen des Säure-Basen-Stoffwechsels mit Pathologie der Säureanreicherung in der Gewebeflüssigkeit, beispielsweise bei der diabetischen Azidose, haben kaum Auswirkungen auf die aktive Blutreaktion. Obwohl der osmotische Druck von Blut und Gewebeflüssigkeit aufgrund der ständigen Zufuhr osmotisch aktiver Produkte des interstitiellen Stoffwechsels ständigen Schwankungen unterliegt, bleibt er auf einem bestimmten Niveau und verändert sich nur unter bestimmten schwerwiegenden pathologischen Bedingungen.

Die Aufrechterhaltung eines konstanten osmotischen Drucks ist für den Wasserstoffwechsel und die Aufrechterhaltung des Ionengleichgewichts im Körper von größter Bedeutung (siehe Wasser-Salz-Stoffwechsel). Die Konzentration von Natriumionen in der inneren Umgebung ist am konstantsten. Auch der Gehalt anderer Elektrolyte schwankt in engen Grenzen. Das Vorhandensein einer großen Anzahl von Osmorezeptoren in Geweben und Organen, einschließlich der zentralen Nervenformationen (Hypothalamus, Hippocampus), und ein koordiniertes System von Regulatoren des Wasserstoffwechsels und der Ionenzusammensetzung ermöglichen es dem Körper, Verschiebungen des osmotischen Drucks schnell zu beseitigen Blut, das beispielsweise beim Einbringen von Wasser in den Körper entsteht.

Obwohl Blut die allgemeine innere Umgebung des Körpers darstellt, kommen die Zellen von Organen und Geweben nicht direkt damit in Kontakt.

In mehrzelligen Organismen verfügt jedes Organ über seine eigene innere Umgebung (Mikroumgebung), die seinen strukturellen und funktionellen Eigenschaften entspricht, und der normale Zustand der Organe hängt von der chemischen Zusammensetzung, den physikalisch-chemischen, biologischen und anderen Eigenschaften dieser Mikroumgebung ab. Seine Homöostase wird durch den Funktionszustand der histohämatischen Barrieren und deren Durchlässigkeit in den Richtungen Blut→Gewebeflüssigkeit, Gewebeflüssigkeit→Blut bestimmt.

Die Konstanz der inneren Umgebung für die Aktivität des Zentralnervensystems ist von besonderer Bedeutung: Selbst geringfügige chemische und physikalisch-chemische Veränderungen in der Liquor cerebrospinalis, in den Gliazellen und in den perizellulären Räumen können zu einer starken Störung des Flusses lebenswichtiger Prozesse in einzelnen Neuronen führen oder in ihren Ensembles. Ein komplexes homöostatisches System, das verschiedene neurohumorale, biochemische, hämodynamische und andere Regulierungsmechanismen umfasst, ist das System zur Gewährleistung optimaler Blutdruckwerte. In diesem Fall wird die Obergrenze des Blutdruckniveaus durch die Funktionalität der Barorezeptoren des körpereigenen Gefäßsystems und die Untergrenze durch den Blutversorgungsbedarf des Körpers bestimmt.

Zu den fortschrittlichsten homöostatischen Mechanismen im Körper höherer Tiere und Menschen gehören Thermoregulationsprozesse; Bei homöothermen Tieren überschreiten die Temperaturschwankungen in den inneren Teilen des Körpers während der dramatischsten Temperaturänderungen in der Umgebung ein Zehntel Grad nicht.

Verschiedene Forscher erklären die allgemeinen biologischen Mechanismen, die der Homöostase zugrunde liegen, auf unterschiedliche Weise. So legte W. Cannon besonderen Wert auf das höhere Nervensystem, L. A. Orbeli hielt die adaptiv-trophische Funktion des sympathischen Nervensystems für einen der führenden Faktoren der Homöostase. Die organisierende Rolle des Nervenapparates (das Prinzip des Nervismus) liegt weithin bekannten Vorstellungen über das Wesen der Prinzipien der Homöostase zugrunde (I. M. Sechenov, I. P. Pavlov, A. D. Speransky und andere). Allerdings weder das Prinzip der Dominanz (A. A. Ukhtomsky), noch die Theorie der Barrierefunktionen (L. S. Stern), noch das allgemeine Anpassungssyndrom (G. Selye), noch die Theorie der Funktionssysteme (P. K. Anokhin), noch die hypothalamische Regulation von Homöostase (N.I. Grashchenkov) und viele andere Theorien lösen das Problem der Homöostase nicht vollständig.

In einigen Fällen wird die Idee der Homöostase nicht ganz legitim zur Erklärung isolierter physiologischer Zustände, Prozesse und sogar sozialer Phänomene verwendet. So tauchten in der Literatur die Begriffe „immunologisch“, „Elektrolyt“, „systemisch“, „molekular“, „physikochemisch“, „genetische Homöostase“ und dergleichen auf. Es wurde versucht, das Problem der Homöostase auf das Prinzip der Selbstregulierung zu reduzieren. Ein Beispiel für die Lösung des Problems der Homöostase aus kybernetischer Sicht ist Ashbys Versuch (W. R. Ashby, 1948), ein selbstregulierendes Gerät zu konstruieren, das die Fähigkeit lebender Organismen simuliert, das Niveau bestimmter Mengen innerhalb physiologisch akzeptabler Grenzen zu halten. Einige Autoren betrachten die innere Umgebung des Körpers als ein komplexes Kettensystem mit vielen „aktiven Eingängen“ (inneren Organen) und einzelnen physiologischen Indikatoren (Blutfluss, Blutdruck, Gasaustausch usw.) und dem Wert jedes einzelnen davon die durch die Aktivität der „Inputs“ bestimmt wird.

In der Praxis stehen Forscher und Kliniker vor der Frage, die adaptiven (adaptiven) oder kompensatorischen Fähigkeiten des Körpers, ihre Regulierung, Stärkung und Mobilisierung zu beurteilen und die Reaktionen des Körpers auf störende Einflüsse vorherzusagen. Einige Zustände vegetativer Instabilität, die durch unzureichende, übermäßige oder unzureichende Regulierungsmechanismen verursacht werden, werden als „Erkrankungen der Homöostase“ betrachtet. Mit einer gewissen Konvention können dazu Funktionsstörungen des normalen Funktionierens des Körpers im Zusammenhang mit seiner Alterung, erzwungene Umstrukturierungen biologischer Rhythmen, einige Phänomene vegetativer Dystonie, hyper- und hypokompensatorische Reaktivität unter Stress- und Extremeinflüssen usw. gehören.

Um den Zustand homöostatischer Mechanismen in der Physiologie zu beurteilen. Im Experiment und in der Praxis werden verschiedene dosierte Funktionstests (Kälte, Hitze, Adrenalin, Insulin, Mesaton und andere) mit Bestimmung des Verhältnisses biologisch aktiver Substanzen (Hormone, Mediatoren, Metaboliten) im Blut und Urin eingesetzt und so weiter.

Biophysikalische Mechanismen der Homöostase

Biophysikalische Mechanismen der Homöostase. Aus Sicht der chemischen Biophysik ist Homöostase ein Zustand, in dem sich alle Prozesse, die für Energieumwandlungen im Körper verantwortlich sind, im dynamischen Gleichgewicht befinden. Dieser Zustand ist der stabilste und entspricht dem physiologischen Optimum. Nach den Konzepten der Thermodynamik können ein Organismus und eine Zelle existieren und sich an Umweltbedingungen anpassen, unter denen in einem biologischen System ein stationärer Ablauf physikalisch-chemischer Prozesse, also die Homöostase, etabliert werden kann. Die Hauptrolle bei der Herstellung der Homöostase kommt vor allem den zellulären Membransystemen zu, die für bioenergetische Prozesse verantwortlich sind und die Geschwindigkeit der Aufnahme und Freisetzung von Substanzen durch Zellen regulieren.

Aus dieser Sicht sind die Hauptursachen der Störung nicht-enzymatische Reaktionen, die in Membranen ablaufen und für das normale Leben ungewöhnlich sind; In den meisten Fällen handelt es sich dabei um Oxidationskettenreaktionen mit Beteiligung freier Radikale, die in Zellphospholipiden vorkommen. Diese Reaktionen führen zu einer Schädigung der Strukturelemente der Zellen und zu einer Störung der regulatorischen Funktion. Zu den Faktoren, die eine Störung der Homöostase verursachen, gehören auch Stoffe, die die Bildung von Radikalen verursachen – ionisierende Strahlung, infektiöse Giftstoffe, bestimmte Nahrungsmittel, Nikotin sowie Vitaminmangel und so weiter.

Einer der Hauptfaktoren, die den homöostatischen Zustand und die Funktionen von Membranen stabilisieren, sind Bioantioxidantien, die die Entwicklung oxidativer Radikalreaktionen hemmen.

Altersbedingte Merkmale der Homöostase bei Kindern

Altersbedingte Merkmale der Homöostase bei Kindern. Die Konstanz der inneren Umgebung des Körpers und die relative Stabilität physikalischer und chemischer Indikatoren im Kindesalter werden durch ein ausgeprägtes Vorherrschen anaboler Stoffwechselprozesse gegenüber katabolen sichergestellt. Dies ist eine unabdingbare Voraussetzung für das Wachstum und unterscheidet den Körper des Kindes vom Körper eines Erwachsenen, bei dem sich die Intensität der Stoffwechselprozesse in einem dynamischen Gleichgewicht befindet. Dabei erweist sich die neuroendokrine Regulation der Homöostase im kindlichen Körper als intensiver als bei Erwachsenen. Jede Altersperiode ist durch spezifische Merkmale der Homöostasemechanismen und ihrer Regulierung gekennzeichnet. Daher kommt es bei Kindern deutlich häufiger als bei Erwachsenen zu schweren, oft lebensbedrohlichen Störungen der Homöostase. Diese Störungen sind am häufigsten mit der Unreife der homöostatischen Funktionen der Nieren, mit Störungen des Magen-Darm-Trakts oder der Atemfunktion der Lunge verbunden.

Das Wachstum eines Kindes, das sich in einer Zunahme der Zellmasse äußert, geht mit deutlichen Veränderungen in der Flüssigkeitsverteilung im Körper einher (siehe Wasser-Salz-Stoffwechsel). Der absolute Anstieg des Volumens der extrazellulären Flüssigkeit bleibt hinter der Geschwindigkeit der Gesamtgewichtszunahme zurück, sodass das relative Volumen der inneren Umgebung, ausgedrückt als Prozentsatz des Körpergewichts, mit dem Alter abnimmt. Besonders ausgeprägt ist diese Abhängigkeit im ersten Jahr nach der Geburt. Bei älteren Kindern nimmt die Änderungsrate des relativen Volumens der extrazellulären Flüssigkeit ab. Das System zur Regelung der Konstanz des Flüssigkeitsvolumens (Volumenregulierung) gleicht Abweichungen im Wasserhaushalt in relativ engen Grenzen aus. Aufgrund der hohen Gewebefeuchtigkeit bei Neugeborenen und Kleinkindern ist der Wasserbedarf des Kindes (pro Körpergewichtseinheit) deutlich höher als bei Erwachsenen. Ein Wasserverlust oder dessen Einschränkung führt schnell zur Entwicklung einer Dehydrierung aufgrund des extrazellulären Sektors, also der inneren Umgebung. Gleichzeitig sorgen die Nieren – die wichtigsten Exekutivorgane im Volumenregulierungssystem – nicht für Wassereinsparungen. Der limitierende Faktor der Regulation ist die Unreife des Nierentubulussystems. Ein entscheidendes Merkmal der neuroendokrinen Kontrolle der Homöostase bei Neugeborenen und Kleinkindern ist die relativ hohe Sekretion und renale Ausscheidung von Aldosteron, die einen direkten Einfluss auf den Hydratationsstatus des Gewebes und die Funktion der Nierentubuli hat.

Auch die Regulierung des osmotischen Drucks von Blutplasma und extrazellulärer Flüssigkeit bei Kindern ist begrenzt. Die Osmolarität der inneren Umgebung schwankt in einem größeren Bereich (±50 mOsm/L) als bei Erwachsenen (±6 mOsm/L). Dies ist auf die größere Körperoberfläche pro 1 kg Gewicht und damit auf größere Wasserverluste bei der Atmung sowie auf die Unreife der renalen Mechanismen der Urinkonzentration bei Kindern zurückzuführen. Störungen der Homöostase, die sich durch Hyperosmose äußern, treten besonders häufig bei Kindern in der Neugeborenenperiode und den ersten Lebensmonaten auf; Im höheren Alter beginnt die Hypoosmose vorherrschend zu sein, die hauptsächlich mit Magen-Darm-Erkrankungen oder nächtlichen Erkrankungen einhergeht. Weniger untersucht ist die ionische Regulierung der Homöostase, die eng mit der Aktivität der Nieren und der Art der Ernährung zusammenhängt.

Früher ging man davon aus, dass der Hauptfaktor für den osmotischen Druck der extrazellulären Flüssigkeit die Natriumkonzentration sei. Neuere Studien haben jedoch gezeigt, dass kein enger Zusammenhang zwischen dem Natriumgehalt im Blutplasma und dem Wert des gesamten osmotischen Drucks besteht in der Pathologie. Die Ausnahme ist die plasmatische Hypertonie. Daher erfordert die Durchführung einer homöostatischen Therapie durch Verabreichung von Glucose-Salz-Lösungen nicht nur die Überwachung des Natriumgehalts im Serum oder Blutplasma, sondern auch der Veränderungen der Gesamtosmolarität der extrazellulären Flüssigkeit. Die Konzentration von Zucker und Harnstoff ist für die Aufrechterhaltung des allgemeinen osmotischen Drucks in der inneren Umgebung von großer Bedeutung. Der Gehalt dieser osmotisch aktiven Substanzen und ihre Wirkung auf den Wasser-Salz-Stoffwechsel können bei vielen Krankheitsbildern stark ansteigen. Daher ist es bei Störungen der Homöostase notwendig, die Konzentration von Zucker und Harnstoff zu bestimmen. Aus diesem Grund kann es bei kleinen Kindern bei Störungen des Wasser-Salz- und Proteinhaushalts zu einem Zustand latenter Hyper- oder Hypoosmose und Hyperazotämie kommen (E. Kerpel-Froniusz, 1964).

Ein wichtiger Indikator für die Homöostase bei Kindern ist die Konzentration von Wasserstoffionen im Blut und in der extrazellulären Flüssigkeit. In der vorgeburtlichen und frühen postnatalen Phase hängt die Regulierung des Säure-Basen-Gleichgewichts eng mit dem Grad der Sauerstoffsättigung des Blutes zusammen, was durch die relative Dominanz der anaeroben Glykolyse in bioenergetischen Prozessen erklärt wird. Darüber hinaus geht selbst eine mäßige Hypoxie des Fötus mit einer Ansammlung von Milchsäure in seinem Gewebe einher. Darüber hinaus schafft die Unreife der säurebildenden Funktion der Nieren die Voraussetzungen für die Entstehung einer „physiologischen“ Azidose. Aufgrund der Besonderheiten der Homöostase treten bei Neugeborenen häufig Störungen auf, die an der Grenze zwischen physiologischer und pathologischer Natur liegen.

Auch die Umstrukturierung des neuroendokrinen Systems während der Pubertät ist mit Veränderungen der Homöostase verbunden. Allerdings erreichen die Funktionen der ausführenden Organe (Nieren, Lunge) in diesem Alter ihren maximalen Reifegrad, sodass schwere Syndrome oder Erkrankungen der Homöostase selten sind und es sich häufiger um kompensierte Stoffwechselveränderungen handelt, die nur noch erkannt werden können mit einem biochemischen Bluttest. In der Klinik müssen zur Charakterisierung der Homöostase bei Kindern folgende Indikatoren untersucht werden: Hämatokrit, osmotischer Gesamtdruck, Gehalt an Natrium, Kalium, Zucker, Bicarbonaten und Harnstoff im Blut sowie Blut-pH, pO 2 und pCO 2.

Merkmale der Homöostase im Alter und im senilen Alter

Merkmale der Homöostase im Alter und im senilen Alter. Das gleiche Niveau homöostatischer Werte in verschiedenen Altersperioden wird aufgrund verschiedener Verschiebungen in ihren Regulierungssystemen aufrechterhalten. Beispielsweise bleibt die Konstanz des Blutdruckniveaus bei jungen Menschen aufgrund eines höheren Herzzeitvolumens und eines niedrigen peripheren Gesamtgefäßwiderstands erhalten, bei älteren und senilen Menschen jedoch aufgrund eines höheren peripheren Gesamtwiderstands und einer Abnahme des Herzzeitvolumens. Während der Alterung des Körpers bleibt die Konstanz der wichtigsten physiologischen Funktionen unter Bedingungen abnehmender Zuverlässigkeit und einer Verringerung des möglichen Spektrums physiologischer Veränderungen der Homöostase erhalten. Der Erhalt der relativen Homöostase bei bedeutenden strukturellen, metabolischen und funktionellen Veränderungen wird dadurch erreicht, dass nicht nur Aussterben, Störungen und Abbau gleichzeitig stattfinden, sondern auch die Entwicklung spezifischer Anpassungsmechanismen. Dadurch wird ein konstanter Blutzuckerspiegel, Blut-pH-Wert, osmotischer Druck, Zellmembranpotential usw. aufrechterhalten.

Von wesentlicher Bedeutung für die Aufrechterhaltung der Homöostase während des Alterungsprozesses sind Veränderungen der Mechanismen der neurohumoralen Regulation, eine Erhöhung der Empfindlichkeit des Gewebes gegenüber der Wirkung von Hormonen und Mediatoren vor dem Hintergrund einer Abschwächung nervöser Einflüsse.

Mit zunehmendem Alter des Körpers verändern sich die Funktion des Herzens, die Lungenventilation, der Gasaustausch, die Nierenfunktion, die Sekretion der Verdauungsdrüsen, die Funktion der endokrinen Drüsen, der Stoffwechsel und andere erheblich. Diese Veränderungen können als Homöorese charakterisiert werden – ein natürlicher Verlauf (Dynamik) von Veränderungen der Stoffwechselrate und der physiologischen Funktionen mit zunehmendem Alter im Laufe der Zeit. Die Bedeutung des Verlaufs altersbedingter Veränderungen ist für die Charakterisierung des Alterungsprozesses eines Menschen und die Bestimmung seines biologischen Alters von großer Bedeutung.

Im Alter und Alter nimmt das allgemeine Potenzial adaptiver Mechanismen ab. Daher steigt im Alter, bei erhöhter Belastung, Stress und anderen Situationen die Wahrscheinlichkeit eines Versagens von Anpassungsmechanismen und einer Störung der Homöostase. Dieser Rückgang der Zuverlässigkeit der Homöostasemechanismen ist eine der wichtigsten Voraussetzungen für die Entstehung pathologischer Störungen im Alter.

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Homöostase, Homöostase (Homöostase; griech. homoios ähnlich, gleich + Stasiszustand, Immobilität), – die relative dynamische Konstanz der inneren Umgebung (Blut, Lymphe, Gewebeflüssigkeit) und die Stabilität grundlegender physiologischer Funktionen (Kreislauf, Atmung, Thermoregulation, Stoffwechsel usw.) des menschlichen und tierischen Körpers. Regulierungsmechanismen, die den physiologischen Zustand oder die Eigenschaften von Zellen, Organen und Systemen des gesamten Organismus auf einem optimalen Niveau halten, werden als homöostatisch bezeichnet.

Eine lebende Zelle ist bekanntlich ein mobiles, sich selbst regulierendes System. Die interne Organisation wird durch aktive Prozesse unterstützt, die darauf abzielen, Verschiebungen, die durch verschiedene Einflüsse aus der externen und internen Umgebung verursacht werden, zu begrenzen, zu verhindern oder zu beseitigen. Die Fähigkeit, nach einer durch den einen oder anderen „Störfaktor“ verursachten Abweichung von einem bestimmten Durchschnittswert in den ursprünglichen Zustand zurückzukehren, ist die Haupteigenschaft der Zelle. Ein mehrzelliger Organismus ist eine integrale Organisation, deren zelluläre Elemente auf die Ausführung verschiedener Funktionen spezialisiert sind. Die Interaktion innerhalb des Körpers erfolgt durch komplexe Regulierungs-, Koordinations- und Korrelationsmechanismen mit

Beteiligung nervöser, humoraler, metabolischer und anderer Faktoren. Viele einzelne Mechanismen, die intra- und interzelluläre Beziehungen regulieren, haben teilweise gegensätzliche (antagonistische) Wirkungen, die sich gegenseitig ausgleichen. Dies führt zur Etablierung eines mobilen physiologischen Hintergrunds (physiologisches Gleichgewicht) im Körper und ermöglicht es dem lebenden System, trotz Veränderungen in der Umgebung und Verschiebungen, die während des Lebens des Organismus auftreten, eine relative dynamische Konstanz aufrechtzuerhalten.

Der Begriff „Homöostase“ wurde 1929 vom Physiologen W. Cannon vorgeschlagen, der glaubte, dass die physiologischen Prozesse, die die Stabilität im Körper aufrechterhalten, so komplex und vielfältig seien, dass es ratsam sei, sie unter dem allgemeinen Namen Homöostase zusammenzufassen. Allerdings schrieb C. Bernard bereits 1878, dass alle Lebensprozesse nur ein Ziel haben – die Konstanz der Lebensbedingungen in unserer inneren Umgebung aufrechtzuerhalten. Ähnliche Aussagen finden sich in den Werken vieler Forscher des 19. und der ersten Hälfte des 20. Jahrhunderts. (E. Pfluger, S. Richet, Frederic (L.A. Fredericq), I.M. Sechenov, I.P. Pavlov, K.M. Bykov und andere). Die Arbeiten von L.S. waren für die Erforschung des Homöostaseproblems von großer Bedeutung. Stern (mit Kollegen) widmete sich der Rolle von Barrierefunktionen, die die Zusammensetzung und Eigenschaften der Mikroumgebung von Organen und Geweben regulieren.

Die eigentliche Idee der Homöostase entspricht nicht dem Konzept eines stabilen (nicht schwankenden) Gleichgewichts im Körper – das Gleichgewichtsprinzip gilt nicht für

komplexe physiologische und biochemische

Prozesse, die in lebenden Systemen ablaufen. Es ist auch falsch, Homöostase rhythmischen Schwankungen in der inneren Umgebung gegenüberzustellen. Homöostase im weitesten Sinne umfasst Fragen des zyklischen und Phasenverlaufs von Reaktionen, der Kompensation, Regulierung und Selbstregulierung physiologischer Funktionen, der Dynamik der gegenseitigen Abhängigkeit von Nerven-, Humoral- und anderen Komponenten des Regulierungsprozesses. Die Grenzen der Homöostase können starr und flexibel sein und sich je nach individuellem Alter, Geschlecht, sozialen, beruflichen und anderen Bedingungen ändern.

Von besonderer Bedeutung für das Leben des Körpers ist die Konstanz der Zusammensetzung des Blutes – der flüssigen Matrix des Körpers, wie W. Cannon es ausdrückt. Die Stabilität seiner aktiven Reaktion (pH), der osmotische Druck, das Verhältnis der Elektrolyte (Natrium, Kalzium, Chlor, Magnesium, Phosphor), der Glukosegehalt, die Anzahl der gebildeten Elemente usw. sind gut bekannt. Beispielsweise überschreitet der pH-Wert des Blutes in der Regel nicht mehr als 7,35–7,47. Selbst schwere Störungen des Säure-Basen-Stoffwechsels mit Pathologie der Säureanreicherung in der Gewebeflüssigkeit, beispielsweise bei der diabetischen Azidose, haben kaum Auswirkungen auf die aktive Blutreaktion. Obwohl der osmotische Druck von Blut und Gewebeflüssigkeit aufgrund der ständigen Zufuhr osmotisch aktiver Produkte des interstitiellen Stoffwechsels ständigen Schwankungen unterliegt, bleibt er auf einem bestimmten Niveau und verändert sich nur unter bestimmten schwerwiegenden pathologischen Bedingungen.

Obwohl Blut die allgemeine innere Umgebung des Körpers darstellt, kommen die Zellen von Organen und Geweben nicht direkt damit in Kontakt.

In mehrzelligen Organismen verfügt jedes Organ über seine eigene innere Umgebung (Mikroumgebung), die seinen strukturellen und funktionellen Eigenschaften entspricht, und der normale Zustand der Organe hängt von der chemischen Zusammensetzung, den physikalisch-chemischen, biologischen und anderen Eigenschaften dieser Mikroumgebung ab. Seine Homöostase wird durch den Funktionszustand der histohämatischen Barrieren und deren Durchlässigkeit in den Richtungen Blut→Gewebeflüssigkeit, Gewebeflüssigkeit→Blut bestimmt.

Die Konstanz der inneren Umgebung für die Aktivität des Zentralnervensystems ist von besonderer Bedeutung: Selbst geringfügige chemische und physikalisch-chemische Veränderungen in der Liquor cerebrospinalis, in den Gliazellen und in den perizellulären Räumen können zu einer starken Störung des Flusses lebenswichtiger Prozesse in einzelnen Neuronen führen oder in ihren Ensembles. Ein komplexes homöostatisches System, das verschiedene neurohumorale, biochemische, hämodynamische und andere Regulierungsmechanismen umfasst, ist das System zur Gewährleistung optimaler Blutdruckwerte. In diesem Fall wird die Obergrenze des Blutdruckniveaus durch die Funktionalität der Barorezeptoren des körpereigenen Gefäßsystems und die Untergrenze durch den Blutversorgungsbedarf des Körpers bestimmt.

Zu den fortschrittlichsten homöostatischen Mechanismen im Körper höherer Tiere und Menschen gehören Thermoregulationsprozesse;

Positives Feedback fördert die Geburt eines Kindes. Zu Beginn der Wehen sind die Kontraktionen der Gebärmutter relativ schwach und selten. Mit zunehmender Intensität verschiedener Prozesse während der Geburt nehmen deren Stärke und Häufigkeit allmählich zu. Nach der Geburt des Babys hören die Wehen jedoch sofort auf.

In unserem Leben kommt es ständig zu Veränderungen aller Art, auch biologischer Natur. Billionen unserer Zellen erfüllen ihre eigenen lebenswichtigen Funktionen und sorgen so für die normale Funktion des gesamten Körpers. Dazu verbrauchen sie ständig die notwendigen Nährstoffe und Sauerstoff und entledigen sich von Abfallprodukten. Mit anderen Worten: Jede Zelle des Körpers ist wie eine Insel, deren Bevölkerung sich das, was sie braucht, aus den umliegenden Gewässern entnimmt und dort Abfälle ablagert. Dieses „Wasser“ – extrazelluläre Flüssigkeit – besteht aus einem Bestandteil des Blutplasmas und einer dünnen Flüssigkeitsschicht, die jede Zelle umhüllt. Zusammen bilden diese Komponenten das, was Physiologen die innere Umgebung des Körpers nennen.

Da Zellen einige Substanzen ausscheiden und andere produzieren, ist die Zusammensetzung der extrazellulären Flüssigkeit nicht konstant. Solche unaufhörlichen Veränderungen sind potenziell gefährlich: Ohne Mechanismen, die plötzliche Verschiebungen und Ungleichgewichte verhindern, würde die Zelle an einem Mangel an notwendigen Substanzen oder an einer Überfüllung mit Abfallprodukten sterben.

Auch Mechanismen, die Temperaturschwankungen und andere Umweltfaktoren ausgleichen, sind wichtig für unser Überleben. Tatsächlich passen sich unsere Organsysteme ständig an, um das notwendige chemische Gleichgewicht in der inneren Umgebung des Körpers aufrechtzuerhalten. Dieses dynamische Gleichgewicht wird Homöostase genannt. Durch Feedback-Mechanismen, die eine ständige Aktualisierung der Informationen an das Gehirn und andere Organe ermöglichen, überwacht unser Körper sich ändernde Bedingungen und passt sich ihnen an, um weiterleben zu können.

Bei der Regulierung des Blutdrucks ist ein negativer Rückkopplungsmechanismus beteiligt. Wenn es über die normalen Werte ansteigt, wird es von Rezeptoren in einigen Gefäßen (Barorezeptoren) registriert und übermittelt Informationen an das Gefäßzentrum des Gehirns. Dadurch verlangsamt sich die Herzfrequenz und die Arteriolen erweitern sich. Erkennen die Rezeptoren einen Druckabfall, verändern sich diese Parameter in die entgegengesetzte Richtung.

FEEDBACK-MECHANISMUS

Der Rückkopplungsmechanismus ist maßgeblich an der Kontrolle der Homöostase beteiligt. Mit seiner Hilfe erhalten Kontrollzentren wie das Gehirn Informationen über verschiedene Veränderungen und sorgen dafür, dass sich der Körper daran anpasst.

Die Regulierung des Blutzuckerspiegels, der Herzfrequenz und vieler anderer Körperfunktionen erfolgt durch einen negativen Rückkopplungsmechanismus. In diesem Fall führt eine Änderung eines beliebigen Indikators, beispielsweise des Blutdrucks, dazu, dass die Aktivität des gesamten Organismus darauf abzielt, ihn wieder zu normalisieren. Der Rückkopplungsmechanismus wird oft mit einem Heimthermostat verglichen. Der Sensor erkennt einen Temperaturabfall unter ein voreingestelltes Niveau und übermittelt diese Information an das Steuergerät, das das Heizsystem einschaltet, um das gewünschte Temperaturniveau zu erreichen.

Einige Funktionen werden durch einen positiven Feedback-Mechanismus reguliert. Gleichzeitig scheinen die laufenden Prozesse sich selbst voranzutreiben, bis ein anderes Ereignis zu ihrem Ende führt. Ein Beispiel für positives Feedback ist der Geburtsprozess, der in der Geburt eines Kindes gipfelt.

Der Körper höherer Tiere hat Anpassungen entwickelt, die vielen Einflüssen der äußeren Umgebung entgegenwirken und relativ konstante Bedingungen für die Existenz von Zellen schaffen. Dies ist für das Funktionieren des gesamten Organismus von größter Bedeutung. Wir veranschaulichen dies anhand von Beispielen. Die Körperzellen von Warmblütern, also Tieren mit konstanter Körpertemperatur, funktionieren normal nur innerhalb enger Temperaturgrenzen (beim Menschen innerhalb von 36-38°). Eine Temperaturverschiebung über diese Grenzen hinaus führt zu einer Störung der Zellaktivität. Gleichzeitig kann der Körper warmblütiger Tiere normalerweise viel größeren Schwankungen der Außentemperatur ausgesetzt sein. Beispielsweise kann ein Eisbär bei Temperaturen von -70° und +20-30° leben. Dies liegt daran, dass im gesamten Organismus der Wärmeaustausch mit der Umgebung reguliert wird, d. h. die Wärmeerzeugung (Intensität chemischer Prozesse, die unter Wärmeabgabe ablaufen) und die Wärmeübertragung. Bei niedrigen Umgebungstemperaturen nimmt also die Wärmeerzeugung zu und die Wärmeübertragung ab. Daher bleibt die Körpertemperatur konstant, wenn die Außentemperatur (innerhalb bestimmter Grenzen) schwankt.

Die Funktionen der Körperzellen sind nur dann normal, wenn der osmotische Druck aufgrund des konstanten Gehalts an Elektrolyten und Wasser in den Zellen relativ konstant ist. Veränderungen des osmotischen Drucks – seine Abnahme oder seine Zunahme – führen zu plötzlichen Störungen der Funktionen und Struktur der Zellen. Der Organismus als Ganzes kann auch bei Überangebot und Mangel an Wasser sowie bei großen und kleinen Mengen an Salzen in der Nahrung einige Zeit überleben. Dies wird durch das Vorhandensein von Geräten im Körper erklärt, die zur Aufrechterhaltung beitragen
Konstanz der Menge an Wasser und Elektrolyten im Körper. Bei übermäßiger Wasseraufnahme werden erhebliche Mengen davon über die Ausscheidungsorgane (Nieren, Schweißdrüsen, Haut) schnell aus dem Körper ausgeschieden und bei Wassermangel im Körper zurückgehalten. Ebenso regulieren die Ausscheidungsorgane den Gehalt an Elektrolyten im Körper: Sie leiten überschüssige Mengen schnell ab oder halten sie bei unzureichender Salzzufuhr in den Körperflüssigkeiten zurück.

Die Konzentration einzelner Elektrolyte im Blut und in der Gewebeflüssigkeit einerseits und im Protoplasma von Zellen andererseits ist unterschiedlich. Das Blut und die Gewebeflüssigkeit enthalten mehr Natriumionen und das Protoplasma der Zellen enthält mehr Kaliumionen. Der Unterschied in der Ionenkonzentration innerhalb und außerhalb der Zelle wird durch einen speziellen Mechanismus erreicht, der Kaliumionen in der Zelle zurückhält und verhindert, dass sich Natriumionen in der Zelle ansammeln. Dieser Mechanismus, dessen Natur noch nicht klar ist, wird Natrium-Kalium-Pumpe genannt und ist mit dem Prozess des Zellstoffwechsels verbunden.

Körperzellen reagieren sehr empfindlich auf Veränderungen der Konzentration von Wasserstoffionen. Eine Änderung der Konzentration dieser Ionen in die eine oder andere Richtung stört die lebenswichtige Aktivität der Zellen stark. Das innere Milieu des Körpers ist durch eine konstante Konzentration an Wasserstoffionen gekennzeichnet, abhängig vom Vorhandensein sogenannter Puffersysteme im Blut und in der Gewebsflüssigkeit (S. 48) sowie von der Aktivität der Ausscheidungsorgane. Wenn der Gehalt an Säuren oder Laugen im Blut ansteigt, werden diese schnell aus dem Körper ausgeschieden und auf diese Weise bleibt die Konzentration der Wasserstoffionen im inneren Milieu konstant.

Zellen, insbesondere Nervenzellen, reagieren sehr empfindlich auf Veränderungen des Blutzuckerspiegels, der als wichtiger Nährstoff dient. Daher ist die Konstanz des Blutzuckerspiegels für den Lebensprozess von großer Bedeutung. Dies wird dadurch erreicht, dass bei einem Anstieg des Blutzuckerspiegels in Leber und Muskulatur daraus das in den Zellen abgelagerte Polysaccharid, Glykogen, synthetisiert wird und bei sinkendem Blutzuckerspiegel Glykogen in Leber und Muskulatur abgebaut wird und Traubenzucker wird ins Blut abgegeben.

Die Konstanz der chemischen Zusammensetzung und der physikalisch-chemischen Eigenschaften der inneren Umgebung ist ein wichtiges Merkmal der Organismen höherer Tiere. Um diese Konstanz zu bezeichnen, schlug W. Cannon einen weit verbreiteten Begriff vor – Homöostase. Der Ausdruck der Homöostase ist das Vorhandensein einer Reihe biologischer Konstanten, also stabiler quantitativer Indikatoren, die den Normalzustand des Körpers charakterisieren. Solche konstanten Indikatoren sind: Körpertemperatur, osmotischer Druck von Blut und Gewebeflüssigkeit, der Gehalt an Natrium-, Kalium-, Kalzium-, Chlor- und Phosphorionen sowie Proteinen und Zucker, die Konzentration von Wasserstoffionen und eine Reihe anderer.

Angesichts der Konstanz der Zusammensetzung, der physikalisch-chemischen und biologischen Eigenschaften der inneren Umgebung sollte betont werden, dass diese nicht absolut, sondern relativ und dynamisch ist. Diese Konstanz wird durch die kontinuierlich geleistete Arbeit einer Reihe von Organen und Geweben erreicht, wodurch sich die Zusammensetzung und die physikalisch-chemischen Eigenschaften der inneren Umgebung unter dem Einfluss von Veränderungen in der äußeren Umgebung und als Folge verändern Folge der lebenswichtigen Aktivität des Körpers werden ausgeglichen.

Die Rolle verschiedener Organe und ihrer Systeme bei der Aufrechterhaltung der Homöostase ist unterschiedlich. Somit sorgt das Verdauungssystem dafür, dass Nährstoffe in der Form in den Blutkreislauf gelangen, in der sie von den Körperzellen verwertet werden können. Das Kreislaufsystem sorgt für die kontinuierliche Bewegung des Blutes und den Transport verschiedener Substanzen im Körper, wodurch den Zellen Nährstoffe, Sauerstoff und verschiedene im Körper selbst gebildete chemische Verbindungen zugeführt werden und Abbauprodukte, einschließlich Kohlendioxid, Von den Zellen freigesetzte Stoffe werden auf die Organe übertragen, die sie aus dem Körper ausscheiden. Die Atmungsorgane sorgen für die Sauerstoffversorgung des Blutes und den Abtransport von Kohlendioxid aus dem Körper. Die Leber und eine Reihe anderer Organe führen eine erhebliche Anzahl chemischer Umwandlungen durch – die Synthese und den Abbau vieler chemischer Verbindungen, die für das Leben der Zellen wichtig sind. Die Ausscheidungsorgane – Nieren, Lunge, Schweißdrüsen, Haut – entfernen die Endprodukte des Abbaus organischer Stoffe aus dem Körper und sorgen für einen konstanten Wasser- und Elektrolytgehalt im Blut und damit in der Gewebeflüssigkeit und den Körperzellen .

Das Nervensystem spielt eine entscheidende Rolle bei der Aufrechterhaltung der Homöostase. Es reagiert sensibel auf verschiedene Veränderungen in der äußeren oder inneren Umgebung und reguliert die Aktivität von Organen und Systemen so, dass Verschiebungen und Störungen, die im Körper auftreten oder auftreten könnten, verhindert und ausgeglichen werden.

Dank der Entwicklung von Geräten, die die relative Konstanz der inneren Umgebung des Körpers gewährleisten, sind seine Zellen weniger anfällig für die sich ändernden Einflüsse der äußeren Umgebung. Laut Cl. Bernard: „Konstanz der inneren Umgebung ist eine Voraussetzung für ein freies und unabhängiges Leben.“

Homöostase hat bestimmte Grenzen. Wenn sich ein Organismus insbesondere über längere Zeit unter Bedingungen aufhält, die sich erheblich von denen unterscheiden, an die er angepasst ist, wird die Homöostase gestört und es können Veränderungen auftreten, die mit dem normalen Leben nicht vereinbar sind. Bei einer erheblichen Änderung der Außentemperatur in Richtung steigender oder sinkender Temperatur kann es daher zu einem Anstieg oder Abfall der Körpertemperatur kommen und es kann zu einer Überhitzung oder Abkühlung des Körpers kommen, die zum Tod führt. Ebenso wird bei einer erheblichen Einschränkung der Aufnahme von Wasser und Salzen in den Körper oder einem völligen Entzug dieser Stoffe die relative Konstanz der Zusammensetzung und der physikalisch-chemischen Eigenschaften der inneren Umgebung nach einiger Zeit gestört und das Leben erlischt.

Ein hohes Maß an Homöostase tritt nur in bestimmten Stadien der Arten- und Einzelentwicklung auf. Niedere Tiere verfügen nicht über ausreichend entwickelte Anpassungen, um die Auswirkungen von Veränderungen in der äußeren Umgebung abzumildern oder zu beseitigen. Beispielsweise wird die relative Konstanz der Körpertemperatur (Homöothermie) nur bei Warmblütern aufrechterhalten. Bei sogenannten Kaltblütern liegt die Körpertemperatur nahe an der Temperatur der äußeren Umgebung und ist variabel (Poikilothermie). Ein neugeborenes Tier weist nicht die gleiche Konstanz der Körpertemperatur, der Zusammensetzung und der Eigenschaften der inneren Umgebung auf wie ein erwachsener Organismus.

Schon kleine Störungen der Homöostase führen zu Pathologien, weshalb die Bestimmung relativ konstanter physiologischer Indikatoren wie Körpertemperatur, Blutdruck, Zusammensetzung, physikalisch-chemische und biologische Eigenschaften des Blutes usw. von großer diagnostischer Bedeutung ist.