heim » Küchengestaltung » Welches Kriterium eines lebenden Systems gewährleistet die Homöostase des Körpers? Was bedeutet Homöostase und was ist das? Das innere Gleichgewicht bewahren

Welches Kriterium eines lebenden Systems gewährleistet die Homöostase des Körpers? Was bedeutet Homöostase und was ist das? Das innere Gleichgewicht bewahren

2. Lernziele:

Kennen Sie das Wesen der Homöostase, die physiologischen Mechanismen zur Aufrechterhaltung der Homöostase und die Grundlagen der Homöostaseregulierung.

Studieren Sie die wichtigsten Arten der Homöostase. Kennen Sie die altersbedingten Merkmale der Homöostase

3. Fragen zur Selbstvorbereitung zur Beherrschung dieses Themas:

1) Definition von Homöostase

2) Arten der Homöostase.

3) Genetische Homöostase

4) Strukturelle Homöostase

5) Homöostase der inneren Umgebung des Körpers

6) Immunologische Homöostase

7) Regulationsmechanismen der Homöostase: neurohumoral und endokrin.

8) Hormonelle Regulierung der Homöostase.

9) Organe, die an der Regulierung der Homöostase beteiligt sind

10) Allgemeines Prinzip homöostatischer Reaktionen

11) Speziesspezifität der Homöostase.

12) Altersbedingte Merkmale der Homöostase

13) Pathologische Prozesse, die mit einer Störung der Homöostase einhergehen.

14) Die Korrektur der körpereigenen Homöostase ist die Hauptaufgabe des Arztes.

__________________________________________________________________

4. Unterrichtsart: außerhalb des Lehrplans

5. Dauer der Unterrichtsstunde- 3 Stunden.

6. Ausrüstung. Elektronische Präsentation „Vorlesungen zur Biologie“, Tabellen, Dummies

Homöostase(gr. homoios – gleich, stasis – Zustand) – die Fähigkeit eines Organismus, die Konstanz der inneren Umgebung und der Hauptmerkmale seiner inhärenten Organisation trotz der Variabilität der Parameter der äußeren Umgebung und der Einwirkung innerer Störungen aufrechtzuerhalten Faktoren.

Die Homöostase jedes Individuums ist spezifisch und wird durch seinen Genotyp bestimmt.

Der Körper ist ein offenes dynamisches System. Der im Körper beobachtete Fluss von Stoffen und Energie bestimmt die Selbsterneuerung und Selbstreproduktion auf allen Ebenen, von der molekularen Ebene über den Organismus bis hin zur Population.

Im Prozess des Stoffwechsels mit Nahrung, Wasser und Gasaustausch gelangen verschiedene chemische Verbindungen aus der Umwelt in den Körper, die nach Umwandlungen der chemischen Zusammensetzung des Körpers ähneln und in seine morphologischen Strukturen gelangen. Nach einer gewissen Zeit werden die aufgenommenen Stoffe unter Freisetzung von Energie zerstört und das zerstörte Molekül durch ein neues ersetzt, ohne die Integrität der Strukturbestandteile des Körpers zu beeinträchtigen.

Organismen befinden sich in einer sich ständig verändernden Umgebung, trotzdem bleiben die wichtigsten physiologischen Indikatoren weiterhin innerhalb bestimmter Parameter und der Körper behält dank Selbstregulationsprozessen über lange Zeit einen stabilen Gesundheitszustand bei.

Somit ist das Konzept der Homöostase nicht mit der Stabilität von Prozessen verbunden. Als Reaktion auf die Wirkung interner und externer Faktoren kommt es zu einigen Veränderungen der physiologischen Indikatoren, und die Einbeziehung regulatorischer Systeme gewährleistet die Aufrechterhaltung einer relativen Konstanz der inneren Umgebung. Regulatorische homöostatische Mechanismen funktionieren auf zellulärer, organischer, organisatorischer und supraorganismischer Ebene.

Unter Homöostase versteht man evolutionär die erblich festgelegten Anpassungen des Körpers an normale Umweltbedingungen.

Folgende Haupttypen der Homöostase werden unterschieden:

1) genetisch

2) strukturell

3) Homöostase des flüssigen Teils der inneren Umgebung (Blut, Lymphe, interstitielle Flüssigkeit)

4) immunologisch.

Genetische Homöostase- Erhaltung der genetischen Stabilität aufgrund der Stärke der physikalischen und chemischen Bindungen der DNA und ihrer Fähigkeit, sich nach einer Beschädigung zu erholen (DNA-Reparatur). Die Selbstreproduktion ist eine grundlegende Eigenschaft von Lebewesen; sie basiert auf dem Prozess der DNA-Reduplikation. Der eigentliche Mechanismus dieses Prozesses, bei dem ein neuer DNA-Strang streng komplementär um jedes der Molekülbestandteile der beiden alten Stränge herum aufgebaut wird, ist optimal für die genaue Übertragung von Informationen. Die Genauigkeit dieses Prozesses ist hoch, dennoch können bei der Reduplikation Fehler auftreten. Unter dem Einfluss mutagener Faktoren kann es auch zu einer Störung der Struktur von DNA-Molekülen in deren Primärketten kommen, ohne dass es zu einer Reduplikation kommt. In den meisten Fällen wird das Zellgenom wiederhergestellt und Schäden durch Reparatur behoben. Wenn Reparaturmechanismen beschädigt sind, wird die genetische Homöostase sowohl auf zellulärer als auch auf organisatorischer Ebene gestört.

Ein wichtiger Mechanismus zur Aufrechterhaltung der genetischen Homöostase ist der diploide Zustand somatischer Zellen in Eukaryoten. Diploide Zellen zeichnen sich durch eine größere Funktionsstabilität aus, weil Das Vorhandensein zweier genetischer Programme in ihnen erhöht die Zuverlässigkeit des Genotyps. Die Stabilisierung eines komplexen Genotypsystems wird durch die Phänomene der Polymerisation und anderer Arten der Geninteraktion gewährleistet. Regulatorische Gene, die die Aktivität von Operons steuern, spielen eine wichtige Rolle im Prozess der Homöostase.

Strukturelle Homöostase- Dies ist die Konstanz der morphologischen Organisation auf allen Ebenen biologischer Systeme. Es ist ratsam, die Homöostase einer Zelle, eines Gewebes, eines Organs und eines Körpersystems hervorzuheben. Die Homöostase der zugrunde liegenden Strukturen gewährleistet die morphologische Konstanz höherer Strukturen und ist die Grundlage ihrer Lebensaktivität.

Die Zelle als komplexes biologisches System zeichnet sich durch Selbstregulation aus. Die Etablierung der Homöostase in der zellulären Umgebung wird durch Membransysteme sichergestellt, die mit bioenergetischen Prozessen und der Regulierung des Stofftransports in die Zelle und aus der Zelle verbunden sind. In der Zelle finden kontinuierlich Prozesse der Veränderung und Wiederherstellung von Organellen statt, und die Zellen selbst werden zerstört und wiederhergestellt. Die Wiederherstellung intrazellulärer Strukturen, Zellen, Gewebe und Organe während des Lebens des Körpers erfolgt aufgrund der physiologischen Regeneration. Wiederherstellung von Strukturen nach Schäden – reparative Regeneration.

Homöostase des flüssigen Teils der inneren Umgebung- Konstanz der Zusammensetzung von Blut, Lymphe, Gewebeflüssigkeit, osmotischem Druck, Gesamtkonzentration an Elektrolyten und Konzentration einzelner Ionen, Nährstoffgehalt im Blut usw. Dank komplexer Mechanismen werden diese Indikatoren auch bei erheblichen Änderungen der Umweltbedingungen auf einem bestimmten Niveau gehalten.

Einer der wichtigsten physikalisch-chemischen Parameter der inneren Umgebung des Körpers ist beispielsweise das Säure-Basen-Gleichgewicht. Das Verhältnis von Wasserstoff- und Hydroxylionen in der inneren Umgebung hängt vom Gehalt an Säuren – Protonenspendern und Pufferbasen – Protonenakzeptoren – in Körperflüssigkeiten (Blut, Lymphe, Gewebeflüssigkeit) ab. Typischerweise wird die aktive Reaktion des Mediums anhand des H+-Ions beurteilt. Der pH-Wert (Konzentration der Wasserstoffionen im Blut) gehört zu den stabilen physiologischen Indikatoren und schwankt beim Menschen in einem engen Bereich – von 7,32 bis 7,45. Die Aktivität einer Reihe von Enzymen, Membranpermeabilität, Proteinsyntheseprozesse usw. hängen weitgehend vom Verhältnis von Wasserstoff- und Hydroxylionen ab.

Der Körper verfügt über verschiedene Mechanismen, die für die Aufrechterhaltung des Säure-Basen-Gleichgewichts sorgen. Dies sind zum einen die Puffersysteme von Blut und Gewebe (Carbonat-, Phosphatpuffer, Gewebeproteine). Hämoglobin hat auch puffernde Eigenschaften; es bindet Kohlendioxid und verhindert dessen Anreicherung im Blut. Die Aufrechterhaltung einer normalen Konzentration an Wasserstoffionen wird auch durch die Aktivität der Nieren erleichtert, da eine erhebliche Menge an sauer reagierenden Metaboliten mit dem Urin ausgeschieden wird. Reichen die aufgeführten Mechanismen nicht aus, steigt die Kohlendioxidkonzentration im Blut und es kommt zu einer leichten pH-Wert-Verschiebung zur sauren Seite. In diesem Fall wird das Atemzentrum erregt, die Lungenventilation nimmt zu, was zu einer Abnahme des Kohlendioxidgehalts und einer Normalisierung der Wasserstoffionenkonzentration führt.

Die Empfindlichkeit von Geweben gegenüber Veränderungen in der inneren Umgebung ist unterschiedlich. So führt eine pH-Verschiebung von 0,1 in die eine oder andere Richtung von der Norm zu erheblichen Störungen der Herzfunktion, eine Abweichung von 0,3 ist lebensbedrohlich. Das Nervensystem reagiert besonders empfindlich auf einen verringerten Sauerstoffgehalt. Schwankungen der Calciumionenkonzentration über 30 % etc. sind für Säugetiere gefährlich.

Immunologische Homöostase- Aufrechterhaltung der Konstanz der inneren Umgebung des Körpers durch Bewahrung der antigenen Individualität des Individuums. Unter Immunität versteht man eine Möglichkeit, den Körper vor lebenden Körpern und Substanzen zu schützen, die Anzeichen genetisch fremder Informationen tragen (Petrov, 1968).

Fremde genetische Informationen werden von Bakterien, Viren, Protozoen, Helminthen, Proteinen, Zellen, einschließlich veränderter Zellen des Körpers selbst, übertragen. Alle diese Faktoren sind Antigene. Antigene sind Substanzen, die, wenn sie in den Körper eingeführt werden, die Bildung von Antikörpern oder eine andere Form der Immunantwort auslösen können. Antigene sind sehr vielfältig, am häufigsten handelt es sich um Proteine, es kann sich aber auch um große Moleküle aus Lipopolysacchariden und Nukleinsäuren handeln. Anorganische Verbindungen (Salze, Säuren), einfache organische Verbindungen (Kohlenhydrate, Aminosäuren) können keine Antigene sein, weil haben keine Spezifität. Der australische Wissenschaftler F. Burnet (1961) formulierte die Position, dass die Hauptaufgabe des Immunsystems darin besteht, „selbst“ und „fremd“ zu erkennen, d. h. bei der Aufrechterhaltung der Konstanz der inneren Umgebung - Homöostase.

Das Immunsystem besteht aus einer zentralen (rotes Knochenmark, Thymusdrüse) und peripheren (Milz, Lymphknoten) Verbindung. Die Schutzreaktion wird durch in diesen Organen gebildete Lymphozyten ausgeführt. Wenn Lymphozyten vom Typ B auf fremde Antigene treffen, differenzieren sie sich zu Plasmazellen, die spezifische Proteine ins Blut abgeben – Immunglobuline (Antikörper). Diese Antikörper neutralisieren sie, indem sie sich mit dem Antigen verbinden. Diese Reaktion wird humorale Immunität genannt.

Typ-T-Lymphozyten sorgen für zelluläre Immunität, indem sie fremde Zellen, wie z. B. Transplantatabstoßungszellen, und mutierte Zellen des eigenen Körpers zerstören. Nach Berechnungen von F. Bernet (1971) häufen sich bei jeder genetischen Veränderung sich teilender menschlicher Zellen innerhalb eines Tages etwa 10 - 6 spontane Mutationen, d.h. Auf zellulärer und molekularer Ebene laufen ständig Prozesse ab, die die Homöostase stören. T-Lymphozyten erkennen und zerstören mutierte Zellen ihres eigenen Körpers und übernehmen so die Funktion der Immunüberwachung.

Das Immunsystem kontrolliert die genetische Konstanz des Körpers. Dieses aus anatomisch getrennten Organen bestehende System stellt eine funktionelle Einheit dar. Die Eigenschaft der Immunabwehr hat bei Vögeln und Säugetieren ihre höchste Entwicklung erreicht.

Regulierung der Homöostase durchgeführt von folgenden Organen und Systemen (Abb. 91):

1) zentrales Nervensystem;

2) das neuroendokrine System, das den Hypothalamus, die Hypophyse und die peripheren endokrinen Drüsen umfasst;

3) diffuses endokrines System (DES), dargestellt durch endokrine Zellen, die sich in fast allen Geweben und Organen (Herz, Lunge, Magen-Darm-Trakt, Nieren, Leber, Haut usw.) befinden. Der Großteil der DES-Zellen (75 %) ist im Epithel des Verdauungssystems konzentriert.

Mittlerweile ist bekannt, dass eine Reihe von Hormonen gleichzeitig in den zentralen Nervenstrukturen und endokrinen Zellen des Magen-Darm-Trakts vorhanden sind. So kommen die Hormone Enkephaline und Endorphine in Nervenzellen und endokrinen Zellen der Bauchspeicheldrüse und des Magens vor. Chocystokinin wurde im Gehirn und im Zwölffingerdarm nachgewiesen. Diese Tatsachen führten zu der Hypothese, dass es im Körper ein einziges System chemischer Informationszellen gibt. Die Besonderheit der Nervenregulation liegt in der Geschwindigkeit, mit der die Reaktion einsetzt, und ihre Wirkung manifestiert sich direkt an der Stelle, an der das Signal durch den entsprechenden Nerv ankommt; Die Reaktion ist von kurzer Dauer.

Im endokrinen System sind regulatorische Einflüsse mit der Wirkung von Hormonen verbunden, die im Blut durch den Körper transportiert werden; Die Wirkung ist lang anhaltend und nicht lokal.

Die Integration nervöser und endokriner Regulationsmechanismen erfolgt im Hypothalamus. Das allgemeine neuroendokrine System ermöglicht die Umsetzung komplexer homöostatischer Reaktionen, die mit der Regulierung der viszeralen Funktionen des Körpers verbunden sind.

Der Hypothalamus hat auch Drüsenfunktionen und produziert Neurohormone. Neurohormone, die mit dem Blut in den Hypophysenvorderlappen gelangen, regulieren die Freisetzung tropischer Hormone der Hypophyse. Tropische Hormone regulieren direkt die Funktion der endokrinen Drüsen. Beispielsweise stimuliert das Schilddrüsen-stimulierende Hormon aus der Hypophyse die Schilddrüse und erhöht so den Schilddrüsenhormonspiegel im Blut. Wenn die Konzentration des Hormons über die Norm für einen bestimmten Organismus hinaus ansteigt, wird die schilddrüsenstimulierende Funktion der Hypophyse gehemmt und die Aktivität der Schilddrüse wird geschwächt. Um die Homöostase aufrechtzuerhalten, ist es daher notwendig, die funktionelle Aktivität der Drüse mit der Konzentration des Hormons im zirkulierenden Blut in Einklang zu bringen.

Dieses Beispiel verdeutlicht das allgemeine Prinzip homöostatischer Reaktionen: Abweichung vom Ausgangsniveau --- Signal --- Aktivierung regulatorischer Mechanismen nach dem Feedback-Prinzip --- Korrektur der Änderung (Normalisierung).

Einige endokrine Drüsen sind nicht direkt von der Hypophyse abhängig. Dies sind die Inseln der Bauchspeicheldrüse, die Insulin und Glucagon produzieren, das Nebennierenmark, die Zirbeldrüse, die Thymusdrüse und die Nebenschilddrüsen.

Die Thymusdrüse nimmt im endokrinen System eine Sonderstellung ein. Es produziert hormonähnliche Substanzen, die die Bildung von T-Lymphozyten anregen, und es wird ein Zusammenhang zwischen Immun- und endokrinen Mechanismen hergestellt.

Die Fähigkeit, die Homöostase aufrechtzuerhalten, ist eine der wichtigsten Eigenschaften eines lebenden Systems, das sich in einem dynamischen Gleichgewicht mit den Umweltbedingungen befindet. Die Fähigkeit, die Homöostase aufrechtzuerhalten, variiert je nach Spezies; sie ist bei höheren Tieren und Menschen hoch, die über komplexe Nerven-, Hormon- und Immunregulationsmechanismen verfügen.

In der Ontogenese ist jede Altersperiode durch die Merkmale des Stoffwechsels, der Energie und der Homöostasemechanismen gekennzeichnet. Im Körper eines Kindes überwiegen die Prozesse der Assimilation gegenüber der Dissimilation, die das Wachstum und die Gewichtszunahme bestimmt. Die Mechanismen der Homöostase sind noch nicht ausgereift, was den Verlauf sowohl physiologischer als auch pathologischer Prozesse prägt.

Mit zunehmendem Alter verbessern sich Stoffwechselprozesse und Regulationsmechanismen. Im Erwachsenenalter sorgen die Prozesse der Assimilation und Dissimilation sowie das System der Normalisierung der Homöostase für einen Ausgleich. Mit zunehmendem Alter nimmt die Intensität der Stoffwechselprozesse ab, die Zuverlässigkeit der Regulierungsmechanismen lässt nach, die Funktion einer Reihe von Organen lässt nach und gleichzeitig entwickeln sich neue spezifische Mechanismen, die den Erhalt der relativen Homöostase unterstützen. Dies äußert sich insbesondere in einer Erhöhung der Empfindlichkeit des Gewebes gegenüber der Wirkung von Hormonen sowie einer Abschwächung der Nervenwirkung. Während dieser Zeit werden die Anpassungsfunktionen geschwächt, so dass erhöhte Arbeitsbelastung und Stressbedingungen leicht die homöostatischen Mechanismen stören und oft die Ursache für pathologische Zustände werden können.

Die Kenntnis dieser Muster ist für den zukünftigen Arzt notwendig, da die Krankheit eine Folge einer Verletzung der Mechanismen und Wege zur Wiederherstellung der Homöostase beim Menschen ist.

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.

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, die in der Liquor cerebrospinalis, in den Gliazellen und in den perizellulären Räumen auftreten, können zu einer starken Störung des Flusses lebenswichtiger Prozesse führen einzelne Neuronen 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 betrachtete die adaptiv-trophische Funktion des sympathischen Nervensystems als 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 viel 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 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 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.

Sind Sie kategorisch unzufrieden mit der Aussicht, für immer von dieser Welt zu verschwinden? Willst du ein anderes Leben führen? Das ganze nochmal von vorne? Die Fehler dieses Lebens korrigieren? Unerfüllte Träume wahr werden lassen? Folge diesem Link:

Thema 4.1. Homöostase

Homöostase(aus dem Griechischen Homoios- ähnlich, identisch und Status- Immobilität) ist die Fähigkeit lebender Systeme, Veränderungen zu widerstehen und die Konstanz der Zusammensetzung und Eigenschaften biologischer Systeme aufrechtzuerhalten.

Der Begriff „Homöostase“ wurde 1929 von W. Cannon vorgeschlagen, um die Zustände und Prozesse zu charakterisieren, die die Stabilität des Körpers gewährleisten. Die Idee der Existenz physikalischer Mechanismen zur Aufrechterhaltung der Konstanz der inneren Umgebung wurde in der zweiten Hälfte des 19. Jahrhunderts von C. Bernard geäußert, der die Stabilität der physikalischen und chemischen Bedingungen in der inneren Umgebung als Grundlage betrachtete für die Freiheit und Unabhängigkeit lebender Organismen in einer sich ständig verändernden äußeren Umgebung. Das Phänomen der Homöostase wird auf verschiedenen Organisationsebenen biologischer Systeme beobachtet.

Allgemeine Muster der Homöostase. Die Fähigkeit, die Homöostase aufrechtzuerhalten, ist eine der wichtigsten Eigenschaften eines lebenden Systems, das sich in einem dynamischen Gleichgewicht mit den Umweltbedingungen befindet.

Die Normalisierung physiologischer Parameter erfolgt auf der Grundlage der Reizbarkeitseigenschaft. Die Fähigkeit, die Homöostase aufrechtzuerhalten, variiert je nach Art. Je komplexer Organismen werden, desto besser wird diese Fähigkeit, wodurch sie unabhängiger von Schwankungen der äußeren Bedingungen werden. Dies zeigt sich besonders deutlich bei höheren Tieren und Menschen, die über komplexe Nerven-, Hormon- und Immunregulationsmechanismen verfügen. Der Einfluss der Umwelt auf den menschlichen Körper ist überwiegend nicht direkt, sondern indirekt durch die Schaffung einer künstlichen Umwelt, den Erfolg von Technik und Zivilisation.

In den systemischen Mechanismen der Homöostase wirkt das kybernetische Prinzip der negativen Rückkopplung: Bei jedem störenden Einfluss werden nervöse und endokrine Mechanismen aktiviert, die eng miteinander verbunden sind.

Genetische Homöostase Auf molekulargenetischer, zellulärer und organisatorischer Ebene zielt es darauf ab, ein ausgewogenes Gensystem aufrechtzuerhalten, das alle biologischen Informationen des Körpers enthält. Die Mechanismen der ontogenetischen (organismischen) Homöostase sind im historisch gewachsenen Genotyp verankert. Auf der Ebene der Populationsarten ist die genetische Homöostase die Fähigkeit einer Population, die relative Stabilität und Integrität des Erbmaterials aufrechtzuerhalten, die durch die Prozesse der Reduktionsteilung und der freien Kreuzung von Individuen gewährleistet wird, was zur Aufrechterhaltung des genetischen Gleichgewichts der Allelfrequenzen beiträgt .

Physiologische Homöostase verbunden mit der Bildung und kontinuierlichen Aufrechterhaltung spezifischer physikalisch-chemischer Bedingungen in der Zelle. Die Konstanz der inneren Umgebung vielzelliger Organismen wird durch die Systeme der Atmung, des Kreislaufs, der Verdauung und der Ausscheidung aufrechterhalten und durch das Nerven- und Hormonsystem reguliert.

Strukturelle Homöostase basiert auf Regenerationsmechanismen, die die morphologische Konstanz und Integrität des biologischen Systems auf verschiedenen Organisationsebenen gewährleisten. Dies äußert sich in der Wiederherstellung intrazellulärer und Organstrukturen durch Teilung und Hypertrophie.

Eine Verletzung der Mechanismen, die homöostatischen Prozessen zugrunde liegen, wird als „Krankheit“ der Homöostase angesehen.

Die Untersuchung der Muster der menschlichen Homöostase ist von großer Bedeutung für die Auswahl wirksamer und rationeller Methoden zur Behandlung vieler Krankheiten.

Ziel. Eine Vorstellung von Homöostase als einer Eigenschaft von Lebewesen haben, die die Selbsterhaltung der Stabilität des Organismus gewährleistet. Kennen Sie die wichtigsten Arten der Homöostase und die Mechanismen ihrer Aufrechterhaltung. Kennen Sie die Grundmuster der physiologischen und reparativen Regeneration und die Faktoren, die sie stimulieren, sowie die Bedeutung der Regeneration für die praktische Medizin. Kennen Sie die biologische Essenz der Transplantation und ihre praktische Bedeutung.

Arbeit 2. Genetische Homöostase und ihre Störungen

Studieren Sie die Tabelle und schreiben Sie sie neu.

Ende des Tisches.

Möglichkeiten zur Aufrechterhaltung der genetischen Homöostase	Mechanismen genetischer Homöostasestörungen	Die Folge von Störungen der genetischen Homöostase
DNA-Reparatur	1. Erbliche und nicht-erbliche Schädigung des reparativen Systems. 2. Funktionsversagen des Reparatursystems	Genmutationen
Verteilung von Erbmaterial während der Mitose	1. Verletzung der Spindelbildung. 2. Verletzung der Chromosomendivergenz	1. Chromosomenaberrationen. 2. Heteroploidie. 3. Polyploidie
Immunität	1. Immunschwäche ist erblich und erworben. 2. Mangel an funktioneller Immunität	Die Erhaltung atypischer Zellen, die zu bösartigem Wachstum führen, verringerte die Resistenz gegen einen Fremdstoff

Arbeit 3. Reparaturmechanismen am Beispiel der Wiederherstellung der DNA-Struktur nach Bestrahlung

Als begrenzte Replikation gilt die Reparatur oder Korrektur beschädigter Abschnitte eines DNA-Strangs. Am besten untersucht ist der Reparaturprozess, wenn DNA-Stränge durch ultraviolette (UV) Strahlung beschädigt werden. Es gibt mehrere Enzymreparatursysteme in Zellen, die im Laufe der Evolution entstanden sind. Da sich alle Organismen unter UV-Bestrahlungsbedingungen entwickelt haben und existieren, verfügen Zellen über ein separates Lichtreparatursystem, das derzeit am besten untersucht ist. Wenn ein DNA-Molekül durch UV-Strahlen geschädigt wird, entstehen Thymidin-Dimere, d. h. „Vernetzungen“ zwischen benachbarten Thyminnukleotiden. Diese Dimere können nicht als Matrize fungieren und werden daher durch in Zellen vorkommende Lichtreparaturenzyme korrigiert. Bei der Exzisionsreparatur werden beschädigte Bereiche sowohl durch UV-Bestrahlung als auch durch andere Faktoren wiederhergestellt. Dieses Reparatursystem verfügt über mehrere Enzyme: Reparaturendonuklease

und Exonuklease, DNA-Polymerase, DNA-Ligase. Die postreplikative Reparatur ist unvollständig, da sie umgeht und den beschädigten Abschnitt nicht aus dem DNA-Molekül entfernt. Studieren Sie die Reparaturmechanismen am Beispiel der Photoreaktivierung, der Exzisionsreparatur und der postreplikativen Reparatur (Abb. 1).

Reis. 1. Reparatur

Arbeit 4. Formen des Schutzes der biologischen Individualität des Organismus

Studieren Sie die Tabelle und schreiben Sie sie neu.

Formen des Schutzes	Biologische Einheit
Unspezifische Faktoren	Natürliche individuelle unspezifische Resistenz gegen Fremdstoffe
Schutzbarrieren Organismus: Haut, Epithel, hämatolymphatisch, hepatisch, hämatoenzephalisch, hämatoophthalmisch, hämatotestikulär, hämatofollikulär, Hämatosalivar	Verhindert das Eindringen von Fremdstoffen in den Körper und die Organe
Unspezifische zelluläre Abwehr (Blut- und Bindegewebszellen)	Phagozytose, Einkapselung, Bildung zellulärer Aggregate, Plasmakoagulation
Unspezifische humorale Verteidigung	Die Wirkung unspezifischer Substanzen in den Sekreten der Hautdrüsen, Speichel, Tränenflüssigkeit, Magen- und Darmsaft, Blut (Interferon) usw. auf Krankheitserreger.
Immunität	Spezialisierte Reaktionen des Immunsystems auf genetisch fremde Stoffe, lebende Organismen, bösartige Zellen
Verfassungsmäßige Immunität	Genetisch vorgegebene Resistenz bestimmter Arten, Populationen und Individuen gegen Krankheitserreger bestimmter Krankheiten oder Erreger molekularer Natur, aufgrund der Nichtübereinstimmung von Fremderregern und Zellmembranrezeptoren, dem Fehlen bestimmter Substanzen im Körper, ohne die der Fremderreger nicht existieren kann ; das Vorhandensein von Enzymen im Körper, die einen Fremdstoff zerstören
Mobilfunk	Das Auftreten einer erhöhten Anzahl von T-Lymphozyten, die selektiv mit diesem Antigen reagieren
Humorvoll	Bildung spezifischer, im Blut zirkulierender Antikörper gegen bestimmte Antigene

Arbeit 5. Blut-Speichel-Schranke

Die Speicheldrüsen haben die Fähigkeit, gezielt Stoffe aus dem Blut in den Speichel zu transportieren. Einige von ihnen werden in höheren Konzentrationen im Speichel ausgeschieden, während andere in geringeren Konzentrationen als im Blutplasma freigesetzt werden. Der Übergang von Verbindungen vom Blut zum Speichel erfolgt auf die gleiche Weise wie der Transport durch eine beliebige Histo-Blut-Schranke. Die hohe Selektivität der vom Blut in den Speichel übertragenen Stoffe ermöglicht die Isolierung der Blut-Speichel-Schranke.

Besprechen Sie den Prozess der Speichelsekretion in den Azinuszellen der Speicheldrüse in Abb. 2.

Reis. 2. Speichelsekretion

Arbeit 6. Regeneration

Regeneration- Hierbei handelt es sich um eine Reihe von Prozessen, die die Wiederherstellung biologischer Strukturen gewährleisten; Es handelt sich um einen Mechanismus zur Aufrechterhaltung sowohl der strukturellen als auch der physiologischen Homöostase.

Die physiologische Regeneration stellt Strukturen wieder her, die während der normalen Funktion des Körpers abgenutzt sind. Reparative Regeneration- Dies ist die Wiederherstellung der Struktur nach einer Verletzung oder nach einem pathologischen Prozess. Regenerationsfähigkeit

tion variiert sowohl in verschiedenen Strukturen als auch in verschiedenen Arten lebender Organismen.

Die Wiederherstellung der strukturellen und physiologischen Homöostase kann durch die Transplantation von Organen oder Geweben von einem Organismus in einen anderen erreicht werden, d. h. durch Transplantation.

Füllen Sie die Tabelle mit dem Material aus den Vorlesungen und dem Lehrbuch aus.

Arbeit 7. Transplantation als Chance zur Wiederherstellung der strukturellen und physiologischen Homöostase

Transplantation- Ersatz verlorener oder beschädigter Gewebe und Organe durch eigene oder einem anderen Organismus entnommene.

Implantation- Organtransplantation aus künstlichen Materialien.

Studieren Sie die Tabelle und kopieren Sie sie in Ihre Arbeitsmappe.

Fragen zum Selbststudium

1. Definieren Sie das biologische Wesen der Homöostase und benennen Sie ihre Typen.

2. Auf welchen Ebenen der Organisation von Lebewesen wird die Homöostase aufrechterhalten?

3. Was ist genetische Homöostase? Enthüllen Sie die Mechanismen seiner Aufrechterhaltung.

4. Was ist das biologische Wesen der Immunität? 9. Was ist Regeneration? Arten der Regeneration.

10. Auf welchen Ebenen der strukturellen Organisation des Körpers manifestiert sich der Regenerationsprozess?

11. Was ist physiologische und reparative Regeneration (Definition, Beispiele)?

12. Welche Arten der reparativen Regeneration gibt es?

13. Welche Methoden der reparativen Regeneration gibt es?

14. Was ist das Material für den Regenerationsprozess?

15. Wie läuft der Prozess der reparativen Regeneration bei Säugetieren und Menschen ab?

16. Wie wird der Reparaturprozess geregelt?

17. Welche Möglichkeiten gibt es, die Regenerationsfähigkeit von Organen und Geweben beim Menschen zu stimulieren?

18. Was ist eine Transplantation und welche Bedeutung hat sie für die Medizin?

19. Was ist Isotransplantation und wie unterscheidet sie sich von Allo- und Xenotransplantation?

20. Welche Probleme und Perspektiven gibt es bei einer Organtransplantation?

21. Welche Methoden gibt es, um Gewebeunverträglichkeiten zu überwinden?

22. Was ist das Phänomen der Gewebetoleranz? Welche Mechanismen gibt es, um dies zu erreichen?

23. Welche Vor- und Nachteile hat die Implantation künstlicher Materialien?

Testaufgaben

Wählen Sie eine richtige Antwort.

1. Die Homöostase wird auf der Ebene der Population und Art aufrechterhalten:

1. Strukturell

2. Genetisch

3. Physiologisch

4. Biochemisch

2. PHYSIOLOGISCHE REGENERATION BIETET:

1. Bildung eines verlorenen Organs

2. Selbsterneuerung auf Gewebeebene

3. Gewebereparatur als Reaktion auf Schäden

4. Wiederherstellung eines Teils eines verlorenen Organs

3. REGENERATION NACH ENTFERNUNG EINES LEBERLAPPES

EIN MENSCH GEHT DEN WEG:

1. Kompensatorische Hypertrophie

2. Epimorphose

3. Morpholaxis

4. Regenerative Hypertrophie

4. GEWEBE- UND ORGANTRANSPLANTATION VON EINEM SPENDER

AN DEN EMPFÄNGER DERSELBEN ART:

1. Auto- und Isotransplantation

2. Allo- und Homotransplantation

3. Xeno- und Heterotransplantation

4. Implantation und Xenotransplantation

Wählen Sie mehrere richtige Antworten aus.

5. ZU UNSPEZIFISCHEN IMMUNABWEHRFAKTOREN BEI SÄUGETIEREN GEHÖREN:

1. Barrierefunktionen des Epithels der Haut und Schleimhäute

2. Lysozym

3. Antikörper

4. Bakterizide Eigenschaften von Magen- und Darmsaft

6. Verfassungsimmunität beruht auf:

1. Phagozytose

2. Fehlende Interaktion zwischen zellulären Rezeptoren und Antigen

3. Antikörperbildung

4. Enzyme, die Fremdstoffe zerstören

7. Die Aufrechterhaltung der genetischen Homöostase auf molekulärer Ebene ist zurückzuführen auf:

1. Immunität

2. DNA-Replikation

3. DNA-Reparatur

4. Mitose

8. REGENERATIVE HYPERTROPHIE IST CHARAKTERISTISCH:

1. Wiederherstellung der ursprünglichen Masse des beschädigten Organs

2. Wiederherstellung der Form des beschädigten Organs

3. Zunahme der Anzahl und Größe der Zellen

4. Narbenbildung an der Verletzungsstelle

9. IM MENSCHLICHEN IMMUNSYSTEM SIND ORGANE:

2. Lymphknoten

3. Peyer-Plaques

4. Knochenmark

5. Tasche von Fabritius

Übereinstimmen.

10. ARTEN UND METHODEN DER REGENERATION:

1. Epimorphose

2. Heteromorphose

3. Homomorphose

4. Endomorphose

5. Interkalares Wachstum

6. Morpholaxis

7. Somatische Embryogenese

BIOLOGISCH

WESEN:

a) Atypische Regeneration

b) Nachwachsen von der Wundoberfläche

c) Kompensatorische Hypertrophie

d) Regeneration des Körpers aus einzelnen Zellen

e) Regenerative Hypertrophie

f) Typische Regeneration g) Umstrukturierung des restlichen Organteils

h) Regeneration von Durchgangsdefekten

Literatur

Hauptsächlich

Biologie / Ed. V.N. Yarygina. - M.: Höhere Schule, 2001. -

S. 77–84, 372–383.

Slyusarev A.A., Zhukova S.V. Biologie. - Kiew: Höhere Schule,

1987. - S. 178-211.

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. Ein Eisbär kann beispielsweise 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.

Homöostase, Homöostase (Homöostase; Griechisch, homoios ähnlich, das Gleiche + Stasiszustand, Immobilität), – die relative dynamische Konstanz der inneren Umgebung (Blut, Lymphe, Gewebeflüssigkeit) und die Stabilität der grundlegenden physiologischen Funktionen (Kreislauf, Atmung, Thermoregulation, Stoffwechsel usw. ) menschliche und tierische Körper. Regulationsmechanismen zur Unterstützung der Physiol. Der Zustand oder die Eigenschaften von Zellen, Organen und Systemen des gesamten Organismus auf einem optimalen Niveau 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 ganzheitliche 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 beweglichen Physiols, Hintergrunds (Fiziol, 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 von Amer vorgeschlagen. Physiologe W. Cannon, der glaubte, dass Physiol, die Prozesse, die die Stabilität im Körper aufrechterhalten, so komplex und vielfältig sind, dass es ratsam ist, sie unter dem allgemeinen Namen G zu vereinen. Allerdings schrieb C. Bernard bereits 1878, dass alle Lebensprozesse Es gibt nur eins: Das Ziel besteht darin, konstante 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 usw.]. Die Arbeiten von L. S. Stern (o., Mitarbeiter), die sich der Rolle von Barrierefunktionen (siehe) widmen, die die Zusammensetzung und Eigenschaften der Mikroumgebung von Organen und Geweben regulieren, waren für die Untersuchung des Problems von G. von großer Bedeutung.

Die Idee von G. entspricht nicht dem Konzept eines stabilen (nicht schwankenden) Gleichgewichts im Körper – das Prinzip des Gleichgewichts ist nicht auf komplexe physiolische und biochemische Systeme anwendbar. Prozesse, die in lebenden Systemen ablaufen. Es ist auch falsch, G. rhythmischen Schwankungen in der inneren Umgebung gegenüberzustellen (siehe Biologische Rhythmen). G. deckt im weitesten Sinne Fragen des zyklischen und Phasenverlaufs von Reaktionen, der Kompensation (siehe Kompensationsprozesse), der Regulation und Selbstregulation der Physiologie, Funktionen (siehe Selbstregulation physiologischer Funktionen) und der Dynamik der gegenseitigen Abhängigkeit ab nervöse, humorale und andere Komponenten des Regulierungsprozesses. Die Grenzen von G. können starr und flexibel sein und je nach Alter, Geschlecht, sozialem Umfeld und Beruf variieren. und andere Bedingungen.

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 beispielsweise gut bekannt. geht in der Regel nicht über 7,35-7,47 hinaus. Selbst schwere Störungen des Säure-Basen-Stoffwechsels mit Patol, der Ansammlung von Säuren in der Gewebsflüssigkeit, beispielsweise bei der diabetischen Azidose, haben kaum Auswirkungen auf die aktive Reaktion des Blutes (siehe Säure-Basen-Haushalt). 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 ändert sich nur bei einigen schweren Patolzuständen (siehe Osmotischer Druck). 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 (siehe) in Geweben und Organen, einschließlich der zentralen Nervenformationen (Hypothalamus, Hippocampus), und eines koordinierten Systems von Regulatoren des Wasserstoffwechsels und der Ionenzusammensetzung ermöglicht es dem Körper, Verschiebungen in der Osmotik schnell zu beseitigen Druck des Blutes, der beispielsweise beim Einbringen von Wasser in den Körper auftritt.

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 Chemikalie ab. Zusammensetzung, physikalisch-chemische, biologische und andere Eigenschaften dieser Mikroumgebung. Sein G. wird durch den Funktionszustand histohämatischer Barrieren (siehe Barrierefunktionen) und deren Durchlässigkeit in den Richtungen Blut -> Gewebeflüssigkeit, Gewebeflüssigkeit -> Blut bestimmt.

Von besonderer Bedeutung ist die Konstanz des internen Umfelds für die Tätigkeit des Zentrums. N. S.: sogar geringfügige Chemikalien. und physikalisch-chemisch Verschiebungen in der Liquor cerebrospinalis, in den Gliazellen und in den perizellulären Räumen können zu einer starken Störung des Ablaufs lebenswichtiger Prozesse in einzelnen Neuronen oder in ihren Ensembles führen (siehe Blut-Hirn-Schranke). Ein komplexes homöostatisches System, das verschiedene neurohumorale, biochemische, hämodynamische und andere Regulierungsmechanismen umfasst, ist das System zur Gewährleistung des optimalen Blutdruckniveaus (siehe). In diesem Fall wird die Obergrenze des Blutdruckniveaus durch die Funktionalität der Barorezeptoren des körpereigenen Gefäßsystems (siehe Angiozeptoren) und die Untergrenze durch den Blutversorgungsbedarf des Körpers bestimmt.

Zu den fortschrittlichsten homöostatischen Mechanismen im Körper höherer Tiere und Menschen gehören Prozesse der Thermoregulation (siehe); 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 Mechanismen der allgemeinen Biologie auf unterschiedliche Weise. Charakter, der G zugrunde liegt. Daher legte W. Cannon besonderen Wert auf c. N. S., L.A. Orbeli betrachtete die adaptiv-trophische Funktion des sympathischen Nervensystems als einen der Hauptfaktoren. Die organisierende Rolle des Nervenapparates (das Prinzip des Nervismus) liegt weithin bekannten Vorstellungen über das Wesen der Prinzipien von G. zugrunde (I. M. Sechenov, I. P. Pavlov, A. D. Speransky usw.). Allerdings weder das dominante Prinzip (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 G . (N.I. Grashchenkov) und viele andere Theorien lösen das Problem von G. nicht vollständig.

In einigen Fällen wird die Idee von G. nicht ganz legitim zur Erklärung isolierter Physiologie, Zustände, Prozesse und sogar sozialer Phänomene verwendet. So entstanden die in der Literatur vorkommenden Begriffe „immunologisch“, „Elektrolyt“, „systemisch“, „molekular“, „physikalisch-chemisch“, „genetische Homöostase“ usw. Versuche, das Problem zu reduzieren G. zum Prinzip der Selbstregulation (siehe Biologisches System, Autoregulation in biologischen Systemen). Ein Beispiel für eine Lösung des G.-Problems aus kybernetischer Sicht ist Ashbys Versuch (W. R. Ashby, 1948), ein selbstregulierendes Gerät zu konstruieren, das die Fähigkeit lebender Organismen modelliert, das Niveau bestimmter Mengen innerhalb des Physiologischen auf einem akzeptablen Niveau zu halten Grenzwerte (siehe Homöostat). Einige Autoren betrachten die innere Umgebung des Körpers als ein komplexes Kettensystem mit vielen „aktiven Inputs“ (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 funktionelle Störungen der normalen Funktion des Körpers im Zusammenhang mit seiner Alterung, erzwungene Umstrukturierungen biologischer Rhythmen, einige Phänomene der vegetativen Dystonie, hyper- und hypokompensatorische Reaktivität unter Stress- und Extremeinflüssen (siehe Stress) usw. gehören .

Для оценки состояния гомеостатических механизмов в физиол, эксперименте и в клин, практике применяются разнообразные дозированные функциональные пробы (холодовая, тепловая, адреналиновая, инсулиновая, мезатоновая и др.) с определением в крови и моче соотношения биологически активных веществ (гормонов, медиаторов, метаболитов) usw.

Biophysikalische Mechanismen der Homöostase

Aus chemischer Sicht. In der Biophysik bezeichnet die Homöostase einen Zustand, in dem sich alle für die Energieumwandlungen im Körper verantwortlichen Prozesse im dynamischen Gleichgewicht befinden. Dieser Zustand ist am stabilsten und entspricht dem Physiol, dem Optimum. Gemäß den Konzepten der Thermodynamik (siehe) können ein Organismus und eine Zelle existieren und sich an solche Umweltbedingungen anpassen, unter denen ein stationärer physikalisch-chemischer Fluss in einem biologischen System hergestellt werden kann. Prozesse, also Homöostase. Die Hauptrolle bei der Bildung von Gasen kommt vor allem den zellulären Membransystemen zu, die für bioenergetische Prozesse verantwortlich sind und die Geschwindigkeit der Aufnahme und Freisetzung von Stoffen durch Zellen regulieren (siehe Biologische Membranen).

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 einer Störung der regulatorischen Funktion (siehe Radikale, Kettenreaktionen). Zu den Faktoren, die G.-Störungen verursachen, gehören auch Erreger, die die Bildung von Radikalen verursachen – ionisierende Strahlung, infektiöse Toxine, bestimmte Nahrungsmittel, Nikotin sowie ein Mangel an Vitaminen usw.

Einer der Hauptfaktoren, die den homöostatischen Zustand und die Funktion von Membranen stabilisieren, sind Bioantioxidantien, die die Entwicklung oxidativer Radikalreaktionen hemmen (siehe Antioxidantien).

Altersbedingte Merkmale der Homöostase bei Kindern

Die Konstanz der inneren Umgebung des Körpers und die relative Stabilität physikalisch-chemischer Prozesse. Indikatoren im Kindesalter sind durch ein ausgeprägtes Überwiegen anaboler Stoffwechselprozesse gegenüber katabolen gewährleistet. Dies ist eine unabdingbare Voraussetzung für das Wachstum (siehe) 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 des kindlichen Körpers als intensiver als bei Erwachsenen. Jede Altersperiode ist durch spezifische Merkmale der Mechanismen von G. und ihrer Regulierung gekennzeichnet. Daher treten bei Kindern deutlich häufiger schwere, oft lebensbedrohliche Magen-Darm-Störungen auf als bei Erwachsenen. Diese Störungen sind am häufigsten mit der Unreife der homöostatischen Funktionen der Nieren und mit Störungen der Magen-Darm-Funktionen verbunden. Atemtrakt oder Atmungsfunktion der Lunge (siehe Atmung).

Das Wachstum eines Kindes, das sich in einer Zunahme der Zellmasse äußert, geht mit deutlichen Veränderungen 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 bzw. dessen Einschränkung führt schnell zur Entwicklung einer Dehydrierung des extrazellulären Sektors, also des inneren Milieus. Gleichzeitig sorgen die Nieren – die wichtigsten Exekutivorgane im Volumenregulierungssystem – nicht für Wassereinsparungen. Der limitierende Faktor der Regulation ist die Unreife des Nierentubulussystems. Das wichtigste Merkmal der neuroendokrinen Kontrolle von G. bei Neugeborenen und Kleinkindern ist die relativ hohe Sekretion und renale Ausscheidung von Aldosteron (siehe), die einen direkten Einfluss auf den Zustand der Gewebehydratation 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. G.-Störungen, 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, verbunden mit Ch. arr. mit Gelb-Kisch. Nierenerkrankung oder Krankheit. Weniger untersucht ist die Ionenregulierung des Blutes, die eng mit der Nierenaktivität 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. Folglich 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 Krankheitszuständen stark ansteigen. Daher ist es bei etwaigen G.-Verstößen 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 zur Charakterisierung von G. 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 Milch in seinem Gewebe einher. Darüber hinaus schafft die Unreife der säurebildenden Funktion der Nieren die Voraussetzungen für die Entstehung einer „physiologischen“ Azidose (siehe). Aufgrund der Besonderheiten von G. treten bei Neugeborenen häufig Störungen auf, die zwischen physiologischer und pathologischer Natur liegen.

Die Umstrukturierung des neuroendokrinen Systems in der Pubertät geht auch mit Veränderungen der Drüsen einher. Allerdings erreichen die Funktionen der ausführenden Organe (Nieren, Lunge) in diesem Alter ihren maximalen Reifegrad, daher sind schwere Syndrome oder Erkrankungen der Drüsen selten. aber öfter reden wir darüber

über kompensierte Stoffwechselveränderungen, die nur mit biochemischen Blutuntersuchungen nachgewiesen werden können. In der Klinik müssen zur Charakterisierung von G. 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

Das gleiche Niveau homöostatischer Werte in verschiedenen Altersperioden wird aufgrund verschiedener Verschiebungen in ihren Regulierungssystemen aufrechterhalten. Beispielsweise bleibt die Konstanz des Blutdruckniveaus in jungen Jahren aufgrund eines höheren Herzzeitvolumens und eines niedrigen peripheren Gesamtgefäßwiderstands sowie bei älteren und senilen Menschen aufgrund eines höheren peripheren Gesamtwiderstands und einer Abnahme des Herzzeitvolumens erhalten. Mit der Alterung des Körpers bleibt die Konstanz der wichtigsten physiolischen Funktionen erhalten, während die Zuverlässigkeit abnimmt und der mögliche Bereich physiolischer Veränderungen in G. erhalten bleibt. Die Erhaltung relativer G. mit erheblichen strukturellen, metabolischen und funktionellen Veränderungen wird dadurch erreicht, dass es gleichzeitig nicht nur zu Aussterben, Störungen und Abbau kommt, sondern auch zur Entwicklung spezifischer Anpassungsmechanismen. Dadurch wird ein konstanter Blutzuckerspiegel, Blut-pH-Wert, osmotischer Druck, Zellmembranpotential usw. aufrechterhalten.

Veränderungen in den Mechanismen der neurohumoralen Regulation (siehe), eine Erhöhung der Empfindlichkeit des Gewebes gegenüber der Wirkung von Hormonen und Mediatoren vor dem Hintergrund einer Abschwächung nervöser Einflüsse sind für die Erhaltung von G. im Alterungsprozess des Körpers von erheblicher Bedeutung .

Mit der Alterung des Körpers verändern sich die Arbeit des Herzens, die Lungenventilation, der Gasaustausch, die Nierenfunktionen, die Sekretion der Verdauungsdrüsen, die Funktion der endokrinen Drüsen, der Stoffwechsel usw. Diese Veränderungen können als Homöorese bezeichnet werden. eine natürliche Flugbahn (Dynamik) von Veränderungen in der Intensität des Stoffwechsels und der Physiologie. Funktionen mit dem 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 Beeinträchtigung der Gesundheit. Eine solche Abnahme der Zuverlässigkeit der G.-Mechanismen ist eine der wichtigsten Voraussetzungen für die Entwicklung von Patol- und Funktionsstörungen im Alter.

Literaturverzeichnis: Adolf E. Entwicklung physiologischer Regulationen, trans. aus dem Englischen, M., 1971, Bibliogr.; Anokhin P.K. Essays zur Physiologie funktioneller Systeme, M., 1975, Bibliogr.; In e l t i-sh e in Yu. E., Samsygina G, A. und Ermakova I. A. Über die Merkmale der osmoregulatorischen Funktion der Nieren bei Kindern im Neugeborenenalter, Pädiatrie, Nr. 5, S. 46, 1975; Gellhorn E. Regulatorische Funktionen des autonomen Nervensystems, trans. aus dem Englischen, M., 1948, Bibliogr.; GlensdorfP. und Prigogine. Thermodynamische Strukturtheorie, Stabilität und Fluktuationen, trans. aus dem Englischen, M., 1973, Bibliogr.; Homöostase, hrsg. P. D. Gorizontova, M., 1976; Atmungsfunktion von fetalem Blut in der Geburtsklinik, hrsg. L. S. Persianinova et al., M., 1971; Kassil G.N. Das Problem der Homöostase in Physiologie und Klinik, Vestn. Akademie der Medizinischen Wissenschaften der UdSSR, Nr. 7, S. 64, 1966, Bibliogr.; Rozanova V.D. Essays zur experimentellen Alterspharmakologie, L., 1968, Bibliogr.; F r über l-k und mit V. V. Regulierung, Anpassung und Alterung, JI., 1970, Bibliogr.; Stern L. S. Direktes Nährmedium von Organen und Geweben, M., 1960; CannonW. B. Organisation für physiologische Homöostase, Physiol. Rev., v. 9, S. 399, 1929; Homöostatische Regulatoren, hrsg. von G, E. W. Wolstenholme a. J. Knight, L., 1969; Langley L. L. Homeostasis, Stroudsburg, 1973.

G. N. Kassil; Yu. E. Veltishchev (Päd.), B. N. Tarusov (Biofiz.), V. V. Frolkis (Dt.).

Typ