Механизм гомеостаза: ГОМЕОСТАЗ — Большая Медицинская Энциклопедия

Гомеостаз — Википедия. Что такое Гомеостаз

Гомеоста́з (др.-греч. ὁμοιοστάσις от ὅμοιος «одинаковый, подобный» + στάσις «стояние; неподвижность») — саморегуляция, способность открытой системы сохранять постоянство своего внутреннего состояния посредством скоординированных реакций, направленных на поддержание динамического равновесия. Стремление системы воспроизводить себя, восстанавливать утраченное равновесие, преодолевать сопротивление внешней среды.
Гомеостаз популяции — способность популяции поддерживать определённую численность своих особей длительное время.

Американский физиолог Уолтер Кеннон (Walter B. Cannon) в 1932 году в своей книге «The Wisdom of the Body» («Мудрость тела») предложил этот термин как название для «координированных физиологических процессов, которые поддерживают большинство устойчивых состояний организма». В дальнейшем этот термин распространился на способность динамически сохранять постоянство своего внутреннего состояния любой открытой системы. Однако представление о постоянстве внутренней среды было сформулировано ещё в 1878 году французским учёным Клодом Бернаром.

Общие сведения

Термин «гомеостаз» чаще всего применяется в биологии. Многоклеточным организмам для существования необходимо сохранять постоянство внутренней среды. Многие экологи убеждены, что этот принцип применим также и к внешней среде. Если система неспособна восстановить свой баланс, она может в итоге перестать функционировать.

Комплексные системы — например, организм человека — должны обладать гомеостазом, чтобы сохранять стабильность и существовать. Эти системы не только должны стремиться выжить, им также приходится адаптироваться к изменениям среды и развиваться.

Свойства гомеостаза

Гомеостатические системы обладают следующими свойствами:

• Нестабильность системы: тестирует, каким образом ей лучше приспособиться.
• Стремление к равновесию: вся внутренняя, структурная и функциональная организация систем способствует сохранению баланса.
• Непредсказуемость: результирующий эффект от определённого действия зачастую может отличаться от того, который ожидался.

Примеры гомеостаза у млекопитающих:

Важно отметить, что, хотя организм находится в равновесии, его физиологическое состояние может быть динамическим. Во многих организмах наблюдаются эндогенные изменения в форме циркадного, ультрадианного и инфрадианного ритмов. Так, даже находясь в гомеостазе, температура тела, кровяное давление, частота сердечных сокращений и большинство метаболических индикаторов не всегда находятся на постоянном уровне, но изменяются в течение времени.

Механизмы гомеостаза: обратная связь

Когда происходит изменение в переменных, наблюдаются два основных типа обратной связи, на которые реагирует система:

1. Отрицательная обратная связь, выражающаяся в реакции, при которой система отвечает так, чтобы изменить направление изменения на противоположное. Так как обратная связь служит сохранению постоянства системы, это позволяет соблюдать гомеостаз.
   • Например, когда концентрация углекислого газа в организме человека увеличивается, лёгким приходит сигнал к увеличению их активности и выдыханию большего количество углекислого газа.
   • Терморегуляция — другой пример отрицательной обратной связи. Когда температура тела повышается (или понижается) терморецепторы в коже и гипоталамусе регистрируют изменение, вызывая сигнал из мозга. Данный сигнал, в свою очередь, вызывает ответ — понижение температуры (или повышение).
2. Положительная обратная связь, которая выражается в усилении изменения переменной. Она оказывает дестабилизирующий эффект, поэтому не приводит к гомеостазу. Положительная обратная связь реже встречается в естественных системах, но также имеет своё применение.

Устойчивым системам необходимы комбинации из обоих типов обратной связи. Тогда как отрицательная обратная связь позволяет вернуться к гомеостатическому состоянию, положительная обратная связь используется для перехода к совершенно новому (и, вполне может быть, менее желанному) состоянию гомеостаза, — такая ситуация называется «метастабильность». Такие катастрофические изменения могут происходить, например, с увеличением питательных веществ в реках с прозрачной водой, что приводит к гомеостатическому состоянию высокой эвтрофикации (зарастание русла водорослями) и замутнению.

Экологический гомеостаз

Экологический гомеостаз наблюдается в климаксовых сообществах с максимально возможным биоразнообразием при благоприятных условиях среды.

В нарушенных экосистемах, или субклимаксовых биологических сообществах — как, например, остров Кракатау, после сильного извержения вулкана в 1883 — состояние гомеостаза предыдущей лесной климаксовой экосистемы было уничтожено, как и вся жизнь на этом острове. Кракатау за годы после извержения прошёл цепь экологических изменений, в которых новые виды растений и животных сменяли друг друга, что привело к биологической вариативности и в результате климаксовому сообществу. Экологическая сукцессия на Кракатау осуществилась за несколько этапов. Полная цепь сукцессий, приведшая к климаксу, называется присерией. В примере с Кракатау на этом острове образовалось климаксовое сообщество с восемью тысячами различных видов, зарегистрированных в 1983, спустя сто лет с того времени, как извержение уничтожило на нём жизнь. Данные подтверждают, что положение сохраняется в гомеостазе в течение некоторого времени, при этом появление новых видов очень быстро приводит к быстрому исчезновению старых.

Случай с Кракатау и другими нарушенными или нетронутыми экосистемами показывает, что первоначальная колонизация пионерными видами осуществляется через стратегии воспроизведения, основанные на положительной обратной связи, при которых виды расселяются, производя на свет как можно больше потомства, но при этом практически не вкладываясь в успех каждого отдельного. В таких видах наблюдается стремительное развитие и столь же стремительный крах (например, через эпидемию). Когда экосистема приближается к климаксу, такие виды заменяются более сложными климаксовыми видами, которые через отрицательную обратную связь адаптируются к специфическим условиям окружающей их среды. Эти виды тщательно контролируются потенциальной ёмкостью экосистемы и следуют иной стратегии — произведению на свет меньшего потомства, в репродуктивный успех которого в условиях микросреды его специфической экологической ниши вкладывается больше энергии.

Развитие начинается с пионер-сообщества и заканчивается на климаксовом сообществе. Это климаксовое сообщество образуется, когда флора и фауна пришла в баланс с местной средой.

Подобные экосистемы формируют гетерархии, в которых гомеостаз на одном уровне способствует гомеостатическим процессам на другом комплексном уровне. К примеру, потеря листьев у зрелого тропического дерева даёт место для новой поросли и обогащает почву. В равной степени тропическое дерево уменьшает доступ света на низшие уровни и помогает предотвратить инвазию других видов. Но и деревья падают на землю и развитие леса зависит от постоянной смены деревьев, круговорота питательных веществ, осуществляемого бактериями, насекомыми, грибами. Схожим образом такие леса способствуют экологическим процессам — таким, как регуляция микроклиматов или гидрологических циклов экосистемы, а несколько разных экосистем могут взаимодействовать для поддержания гомеостаза речного дренажа в рамках биологического региона. Вариативность биорегионов так же играет роль в гомеостатической стабильности биологического региона, или биома.

Биологический гомеостаз

Гомеостаз выступает в роли фундаментальной характеристики живых организмов и понимается как поддержание внутренней среды в допустимых пределах.

Внутренняя среда организма включает в себя организменные жидкости — плазму крови, лимфу, межклеточное вещество и цереброспинальную жидкость. Сохранение стабильности этих жидкостей жизненно важно для организмов, тогда как её отсутствие приводит к повреждению генетического материала.

В отношении любого параметра организмы делятся на конформационные и регуляторные. Регуляторные организмы сохраняют параметр на постоянном уровне, независимо от того, что происходит в среде. Конформационные организмы позволяют окружающей среде определять параметр. Например, теплокровные животные сохраняют постоянную температуру тела, тогда как холоднокровные демонстрируют широкий диапазон температур.

Речь не идёт о том, что конформационные организмы не обладают поведенческими приспособлениями, позволяющими им в некоторой степени регулировать взятый параметр. Рептилии, к примеру, часто сидят на нагретых камнях утром, чтобы повысить температуру тела.

Преимущество гомеостатической регуляции состоит в том, что она позволяет организму функционировать более эффективно. Например, холоднокровные животные, как правило, становятся вялыми при низких температурах, тогда как теплокровные почти так же активны, как и всегда. С другой стороны, регуляция требует энергии. Причина, почему некоторые змеи могут есть только раз в неделю, состоит в том, что они тратят намного меньше энергии для поддержания гомеостаза, чем млекопитающие.

Клеточный гомеостаз

Регуляция химической деятельности клетки достигается с помощью ряда процессов, среди которых особое значение имеет изменение структуры самой цитоплазмы, а также структуры и активности ферментов. Авторегуляция зависит от температуры, степени кислотности, концентрации субстрата, присутствия некоторых макро- и микроэлементов. Клеточные механизмы гомеостаза направлены на восстановление естественно погибших клеток тканей или органов в случае нарушения их целостности.

Регенерация — процесс обновления структурных элементов организма и восстановление их количества после повреждения, направленный на обеспечение необходимой функциональной активности.

В зависимости от регенерационной реакции ткани и органы млекопитающих можно разделить на 3 группы:

1) ткани и органы, для которых характерна клеточная регенерация (кости, рыхлая соединительная ткань, кроветворная система, эндотелий, мезотелий, слизистые оболочки желудочно-кишечного тракта, дыхательных путей и мочеполовой системы)

2) ткани и органы, для которых характерна клеточная и внутриклеточная регенерация (печень, почки, лёгкие, гладкие и скелетные мышцы, вегетативная нервная система, поджелудочная железа, эндокринная система)

3) ткани, для которых характерно преимущественно или исключительно внутриклеточная регенерация (миокард и ганглиозные клетки центральной нервной системы)

В процессе эволюции сформировались 2 типа регенерации: физиологическая и репаративная.

Гомеостаз в организме человека

Разные факторы влияют на способность жидкостей организма поддерживать жизнь. В их числе такие параметры, как температура, солёность, кислотность и концентрация питательных веществ — глюкозы, различных ионов, кислорода, и отходов — углекислого газа и мочи. Так как эти параметры влияют на химические реакции, которые сохраняют организм живым, существуют встроенные физиологические механизмы для поддержания их на необходимом уровне.

Гомеостаз нельзя считать причиной процессов этих бессознательных адаптаций. Его следует воспринимать как общую характеристику многих нормальных процессов, действующих совместно, а не как их первопричину. Более того, существует множество биологических явлений, которые не подходят под эту модель — например, анаболизм.

Другие сферы

Понятие «гомеостаз» используется также и в других сферах.

Актуарий может говорить о рисковом гомеостазе, при котором, к примеру, люди, у которых в машине установлена антиблокировочная система, не находятся в более безопасном положении по сравнению с теми, у кого она не установлены, потому что эти люди бессознательно компенсируют более безопасный автомобиль рискованной ездой. Это происходит потому, что некоторые удерживающие механизмы — например, страх — перестают действовать.

Социологи и психологи могут говорить о стрессовом гомеостазе — стремлении популяции или индивида оставаться на определённом стрессовом уровне, зачастую искусственно вызывая стресс, если «естественного» уровня стресса недостаточно.

Примеры

Многие из этих органов контролируются гормонами гипоталамо-гипофизарной системы.

См. также

Источники

1. О.-Я.Л.Бекиш. Медицинская биология. — Минск: Ураджай, 2000. — 520 с. — ISBN 985-04-0336-5.

Регулируется ли гомеостаз в организме человека. Механизмы гомеостаза

Гомеостаз
(от греч. homoios
— подобный, одинаковый и status
— неподвижность) — это способность живых систем противостоять изменениям и сохранять постоянство состава и свойств биологических систем.

Термин «гомеостаз» предложил У. Кеннон в 1929 г. для характеристики состояний и процессов, обеспечивающих устойчивость организма. Идея о существовании физических механизмов, направленных на поддержание постоянства внутренней среде, была высказана еще во второй половине XIX века К. Бернаром, который рассматривал стабильность физико-химических условий во внутренней среде как основу свободы и независимости живых организмов в непрерывно меняющейся внешней среде. Явление гомеостаза наблюдается на разных уровнях организации биологических систем.

Проявление гомеостаза на разных уровнях организации биологических систем.

Восстановительные процессы осуществляются постоянно и на разных структурно-функциональных уровнях организации особи — молекулярно-генетическом, субклеточном, клеточном, тканевом, органном, организменном
.

На молекулярно-генетическом
уровне происходят репликация ДНК (ее молекулярная репарация, синтез ферментов и белков, выполняющих в клетке другие (некаталитические) функции, молекул АТФ, например, в митохондриях и т.д. Многие из этих процессов входят в понятие обмена веществ
клетки.

На субклеточном уровне
происходит восстановление различных внутриклеточных структур (преимущественно речь идет об органеллах цитоплазмы) путем новообразования (мембраны, плазмолемма), сборки из субъединиц (микротрубочки), деления (митохондрии).

Клеточный уровень регенерации
подразумевает восстановление структуры и, в некоторых случаях, функций клетки. К примерам регенерации на клеточном уровне относят восстановление после травмы отростка нервной клетки. У млекопитающих этот процесс идет со скоростью 1 мм в сутки. Восстановление функций клетки определенного типа может осуществляться за счет процесса клеточной гипертрофии, то есть увеличения объема цитоплазмы и, следовательно, количества органелл (внутриклеточная регенерация современных авторов или регенерационная клеточная гипертрофия классической гистологии).

На следующем уровне — тканевом
или клеточно-популяционном (уровне клеточных тканевых систем – см. 3.2) происходит восполнение теряемых клеток определенного направления дифференцировки. Такое восполнение обусловливается изменениями клеточного материала в пределах клеточных популяций (клеточных тканевых систем), результатом чего становится восстановления функций ткани и органа. Так, у человека время жизни клеток кишечного эпителия составляет- 4–5 сут, тромбоцитов — 5–7 сут, эритроцитов — 120–125 сут. При указанных темпах гибели красных кровяных телец в организме человека, например, ежесекундно разрушается порядка 1 млн эритроцитов, но и столько же образуется в красном костном мозге вновь. Возможность восстановления снашиваемых в ходе жизнедеятельности или утрачиваемых вседствие травмы, отравления или патологического процесса клеток обеспечивается тем, что в тканях даже зрелого организма сохраняются камбиальные клетки, способные к митотическому делению с последующей цитодифференцировкой. Названные клетки в настоящее время называют региональными или резидентными стволовыми клетками (см. 3.1.2 и 3.2). Поскольку они коммитированы, постольку они способны дать начало одному или нескольким определенным клеточным типам. При этом их дифференцировка в конкретный клеточный тип определяется сигналами, поступающими извне: локальными, от непосредственного окружения (характер межклеточных взаимодействий) и дистантными (гормоны), вызывающими избирательную экспрессию конкретных генов. Так, в эпителии тонкой кишки камбиальные клетки находятся в придонных зонах крипт. При определенных воздействиях они способны дать начало клеткам «каемчатого» всасывающего эпителия и некоторым одноклеточным железам органа.

Регенерация на органном уровене
имеет главной задачей восстановление функции органа с или без воспроизведения его типичной структуры (макроскопической, микроскопической). В процессе регенерации на названном уровне присходят не только преобразования в клеточных популяций (клеточных тканевых системах), но также и морфогенетические процессы. При этом включаются те же механизмы, что и при формировании органов в эмбриогенезе (периоде развития дефинитивного фенотипа). Сказанное с полным правом дает возможность рассматривать регенерацию как частный вариант процесса развития.

Структурный гомеостаз, механизмы его поддержания.

Виды гомеостаза:

 Генетический гомеостаз

.
Генотип зиготы при взаимодействии с факторами окружающей среды определяет весь комплекс изменчивости организма, его адаптивной способности, то есть гомеостаз. Организм реагирует на изменения условий среды специфически, в пределах наследственно обусловленной нормы реакции. Постоянство генетического гомеостаза поддерживается на основе матричных синтезов, а стабильность генетического материала обеспечивается рядом механизмов (см. мутагенез).



Генетический гомеостаз. Механизмы его поддержания на молекулярно-клеточном уровне

Генетический гомеостаз на молекулярно-генетическом, клеточном и организменном уровнях направлен на поддержание сбалансированной системы генов, содержащей всю биологическую информацию организма. Механизма организменного гомеостаза закреплены в исторически сложившемся генотипе. На популяционно-видовом уровне генетический гомеостаз – это способность популяции поддерживать относительную стабильность и целостность наследственного материала, которые обеспечиваются процессами редукционного деления и свободным скрещиванием особей, что способствует сохранению генетического равновесия частот аллелей.

Репарация ДНК. Основные виды репарации: фотореактивация, эксцизионная, самокоррекция, SOS-репарация. Болезни человека, связанные с наследственными нарушениями механизмов репарации.

Репарация — исправление мутационных поврежденных генов, процесс противоположный мутагенезу.

Фотореактивация — уменьшение повреждающего действия ультрафиолетового излучения на живые клетки при последующем воздействии на них ярким видимым светом.

Эксцизионная р. — удаление искаженного участка ДНК и замена его новым, синтезированного на второй комплементарной цепи ДНК.

Самокоррекция — отщепление ошибочно включенного в цепь ДНК нуклеотида, не спаренного с матрицей.

SOS-репарация — репарация при избыточном числе повреждений в ДНК. Специальные ферменты репарации (SOS-система) заполняет брешь, восстанавливая целостность синтезируемых полинуклеотидных цепей без точного соблюдения принципа комплементарности.

Болезни: пигментная ксеродермия, синдром Хатчинсона.

Поддержание генетического гомеостаза на организменном уровне. Неспецифические клеточные и гуморальные факторы защиты.

На организменном уровне гомеостаз регулируется центральной нервной системой и эндокринной системой.

Поддержание гомеостаза обеспечивает:

1) неспецифические защитные механизмы (барьерные свойства кожи, фагоцитоз)

2) специфические защитные механизмы (клеточный и гуморальный иммунитет, аллергические реакции)

Иммунитет – механизм специфической защиты от генетически чужеродных факторов. Клеточный и гуморальный иммунитет, его основные механизмы.

Проблемы трансплантации органов и тканей, связанные со способностью организмов поддерживать генетический гомеостаз. Ауто-, алло- и ксенотрансплантация. Перспективы пересадки органов и тканей.

Ауто- (изо-) трансплантация — пересадка тканей и органов собственного или генетически идентичного организма. Препятствия к пересадке отсутствуют.

Алло- (или гомо-) трансплантация — пересадка тканей или органов донора (или трупа) этого же вида

Ксено ( гетеро-) трансплантация — пересадка тканей и органов организма другого вида (возникает тканевая несовместимость).

Пути преодоления тканевой несовместимости: подбор совместимых доноров и реципиентов, иммунодепрессивная терапия, создание искусственной толерантности путем перехвата антигенов антителами

Стресс как адаптивный механизм гомеостаза. — Студопедия

Живой организм — открытая система, имеющая множество связей с окружающей средой и одним из механизмов приспособления к меняющимся условиям среды является саморегуляция. У высших организмов, особенно у млекопитающих и человека, важнейшую роль играют нервные механизмы гипоталамо-гипофизарные системы в процессах адаптации.

При физиологической адаптации наблюдается совокупность реакций, способствующих приспособлению организма к изменению окружающих условий и направленных на сохранение гомеостаза (постоянство внутренней среды организма). В результате повышается устойчивость организма к низкой и высокой температуре, изменениям давления, увеличенной физической нагрузке и другим факторам.

Важную роль в процессах адаптации играет стресс-реакция — это общий адаптационный синдром (комплекс неспецифических реакций), который возникает при действии значительных по силе и продолжительности раздражителей в организме.

Факторы, вызывающие развитие этих реакций, могут быть различными: мышечное и нервное перенапряжение, эмоциональное возбуждение, травма, инфекция, высокая или низкая температура. Каждое из этих воздействий вызывает специфическую ответную реакцию и, кроме того, неспецифический стереотипный ответ в виде стресса.

В развитии стресса имеются 3 стадии:

1-я стадия — стадия «тревоги». Происходит раздражение рецепторов, возбуждается симпатико-адреналиновая система, усиливается выделение адреналина мозговым веществом надпочечников. Это сразу же оказывает мощное воздействие на организм: повышается уровень сахара в крови, усиливаются и учащаются сокращения сердца, возрастает артериальное давление. Все это способствует повышению активных двигательных реакций, дает возможность интенсивной деятельности.

2-я стадия стрессорной реакции – стадия резистентности относительно устойчивого приспособления. Адреналин, действуя через гипоталамус, стимулирует выработку специальными клетками нейрогормона (либерина). Этот нейрогормон влияет на переднюю долю гипофиза, которая выделяет адренокортикотропный гормон (АКТГ) и усиливает продукцию гормонов коры надпочечников, повышающих устойчивость организма к действию стрессорных раздражителей: активизируются обменные процессы, мобилизуется жир из жировых депо, в крови нарастает содержание аминокислот и глюкозы.

3-я стадия — истощения — наступает в тех случаях, когда напряжение настолько велико, что, несмотря на гипертрофию, кора надпочечников не в состоянии дать необходимое количество гормона. Это может привести к смерти. Адаптационный синдром является физиологической мерой против возникновения болезни.

Механизм реакции человека на стрессовый импульс очень сложен. Неблагоприятные факторы (стрессоры) вызывают реакцию стресса (стресс), т.е. человек сознательно или подсознательно старается приспособиться к совершенно новой ситуации. Затем наступает выравнивание, или адаптация. Человек либо обретает равновесие в создавшейся ситуации и стресс не дает никаких последствий, либо не адаптируется к ней. Как следствие этого могут

возникнуть различные психические или физические отклонения.

Иными словами, стресс либо достаточно долго продолжается, либо возникает довольно часто. Причем, частые стрессы способны привести к истощению адаптационной защитной системы организма, что, в свою очередь, может стать причиной психических заболеваний.

Пассивность. Она проявляется у человека, адаптационный резерв которого недостаточен и организм не способен эффективно противостоять стрессу. Возникает состояние беспомощности, безнадежности, депрессии. Но такая стрессовая реакция может быть преходящей.

Две другие реакции активные и подчинены воле человека. Адаптивная защита от стресса. Человек меняет сферу деятельности и находит что-то более полезное и подходящее для достижения душевного равновесия, способствующее улучшению состояния здоровья (спорт, музыка, работа в саду или огороде, коллекционирование и т.д.), Активная релаксация (расслабление), которая повышает природную адаптацию человеческого организма — как психическую, так и физическую. Это реакция наиболее действенная.

В нормальных условиях в ответ на стресс у человека возникает состояние тревоги, смятения, которое является автоматической подготовкой к активному действию: атакующему или защитному. Такая подготовка осуществляется в организме всегда, независимо от того, какой будет реакция на стресс – даже тогда, когда не происходит никакого физического действия. Импульс автоматической реакции может быть потенциально небезопасен и приводит организм в состояние высшей готовности. Сердце начинает биться учащенно, повышается кровяное давление, мышцы напрягаются. Врачи давно уже обратили внимание на то, что люди, часто находящиеся в стрессовом состоянии, в гораздо большей степени подвержены инфекционным заболеваниям — например, гриппу. Причина была установлена позже: оказывается, стресс «атакует» иммунную систему организма, повышая ее восприимчивость к инфекции.

Клетки и вещества, способствующие свертыванию крови, образуют иммунную систему, которая защищает человека от инфекций и способствует сохранению в организме психосоматического равновесия, нарушение которого (как уже говорилось) может привести к различным заболеваниям. Правда, при хорошей иммунной защите серьезные болезни имеют небольшой шанс для инициирования — при условии, что человек перенес то или иное заболевание или же ему своевременно были сделаны прививки. И все же в последнее время доказано, что при стрессе на иммунитет оказывают влияние также гормоны, попадающие в систему кровообращения через гипоталамус. Именно оттуда поступают сигналы в эндокринные железы (железы внутренней секреции), содержащие и синтезирующие гормоны. Исследования показали, что защитное и профилактическое действие иммунной системы может быть подавлено стрессом и организм теряет способность защищать себя от микроорганизмов (вирусов, бактерий). Образно говоря, широко распахиваются ворота для проникновения различных инфекций.

Одним из средств защиты от стресса является благоприятный микроклимат в семье и на работе. В связи с этим было выявлено, что у студентов, находящихся в предэкзаменационном стрессе, уровень некоторых иммунных веществ был значительно снижен. И вот что интересно: у тех студентов, которых были хорошие отношения с товарищами, снижение уровня иммунных веществ был гораздо меньшим. Вывод напрашивается сам: подлинно человеческие отношения оказали благоприятное воздействие на психику, и в результате в организме не была подготовлена «плодородная почва для семян стресса». Это, безусловно, важно для любого человека.

Люди пытаются избежать стресса. В настоящее время разработан план контроля за стрессом, существуют 3 основных метода профилактики стресса с помощью ауторегуляции: релаксация, противострессовая «переделка» дня и оказание первой помощи при остром стрессе, также есть различные противострессовые дыхательные упражнения. Нельзя также забывать о правильном питании, физических упражнениях, о правильном распределении времени.

1). Репарация как механизм поддержания генетического гомеостаза. Виды репарации.

Репарация
– механизм коррекции возникающих
изменений наследственного материала.
Механизм репарации основан на налаживании
в молекуле ДНК двух комплементарных
цепей.

Эксцизионная
репарация(«с вырезанием»)

1.
Узнавание повреждения ДНК эндонуклеазой

2.
Инцизия (надрезание) цепи ДНК ферментом
по обе стороны от повреждения

3.
Эксцизия (вырезание и удаление) повреждения
при помощи геликазы

4.
Ресинтез: ДНК-П застраивает брешь и
лигаза соединяет концы ДНК

Она
осуществляется до очередного цикла
репликации и называется еще и
дореплекативной.
К дореплекативной репарации относится
и световая репарация у прокариот.

Постреплекативная
репарация происходит
после редупликации. Она осуществляется
путем рекомбинации (обмена фрагментами)
между двумя вновь образованными двойными
спиралями ДНК. Образовавшийся в
материнской цепи пробел заполняется
путем синтеза на комплементарной ей
цепи соответствующего участка. Проявлением
такой репарации можно считать сестринские
хроматидные обмены.

У
прокариот процесс репарации примитивен,
для осуществления его требуются
дополнительные факторы (свет, УФ-облучение).
У высших эукаротических организмов
репарация осуществляется с помощью
сложных ферментативных систем.

Болезни,
связанные с нарушением репарации:

• Пигментная
  ксеродерма

• Синдром
  Блума

• Анемия
  Фанкони

• Прогерия
  детей (синдром Хатчинсона-Гилфорда)

• Прогерия
  взрослых (синдром Вернера)

2). Дробление как процесс образования многоядерного зародыша. Типы дробления. Связь яйцеклетки с типом дробления.

Дробление
– ряд последовательных митотических
делений зиготы далее бластомеров,
заканчивающихся образованием
многоклеточного зародыша – бластулы.

С
каждым делением клетки становятся все
мельче, между делениями не происходит
роста клеток (отсутствует G1-период),
но удваивается ДНК.

Сначала
бластомеры прилегают друг к другу
образуя морулу, затем образуется
полость-бластоцель, клетки оттесняются
на периферию, образуя стенку бластулы
— бластодерму.

Результат
дробления – образование бластулы.

Способ
дробления бластомеров:

• Олиголецитальные
  клетки: дробление полное или
  голобластическое, бластомеры равны по
  размеру (ланцетник).

• Полилецитальные
  клетки: дробление частичное или
  меробластисеское.

• Резко
  телолецитальные клетки (птицы,
  пресмыкающиеся) : дробление неполное,
  неравномерное, дискоидальное.

• Центролецитальные
  клетки (насекомые) : дробление неполное,
  неравномерное, поверхностное.

• Умеренно
  телолецитальные клетки (амфибии):
  дробление полное, неравномерное.

Строение
бластулы от типа дробления:

• Голобластичесий
  тип дробления – образуется целобластула
  (ланцетник).

• Полный,
  неравномерный – амфибластула

• У
  человека образуется бластоциста.

3). Акариформные клещи: чесоточный зудень и железница угревая — возбудители заболеваний человека. Морфологическая характеристика , цикл развития, географическое распространение . Профилактика.

Чесоточный
зудень
– Sarcoptes
scabiei
– возбудитель заболевания

чесотки.
Распространен повсеместно.

Морфологическая
характеристика :
размеры самки — 0,4 х 0,3 мм, самца — 0,2 х 0,15
мм. Тело широкоовальное. Покровы светлые
с поперечными складками. Спинная сторона
тела выпуклая; в средней ее части имеются
мелкие треугольные чешуйки и несколько
пар шиловидных щетинок. На переднем
конце тела находится ротовой аппарат,
образованный сросшимися педипальпами,
глаза отсутствуют. Ходильные ноги
шестичлениковые.

Цикл
развития
включает яйцо, личинку, нимфу и имаго.
Попадая на тело, половозрелые клещи
внедряются в роговой слой эпидермиса.
Самки за сутки проделывают ходы длиной
до 15 мм и более. Снаружи ходы представляются
полосками. На конце ходов появляются
папулы или пузырьки, под которыми
находятся клещи. В ходах самки откладывают
по 2-3 яйца в сутки. Яйца овальной формы,
0,15 — 0,1 мм с тонкой белой оболочкой. За
свою жизнь самка откладывает 20-30 яиц.
Развитие протекает с метаморфозом в
течение 9-14 дней. Половозрелые клещи
живут 40-60 дней. Спаривание происходит
на поверхности кожи в ночное время,
когда кожа согревается и увлажняется.
Самцы после копуляции погибают или
некоторое время живут в роговом слое
кожи.

Симптомы:
зуд, который обычно усиливается ночью,
вызывая нарушения сна и нервно-психические
расстройства. Одним из достоверных
симптомов чесотки являются чесоточные
ходы. У слепого конца такого хода иногда
виден пузырек, где и находится клещ,
просвечивающийся темной точкой.

Лабораторный
диагноз подтверждается при обнаружении
клещей при микроскопировании соскобов
с кожи.

Рекомендации
по профилактике:
в борьбе с чесоткой важно активное
выявление и лечение больных людей и
животных, тщательное соблюдение личной
гигиены, дезинсекция одежды, белья,
полотенец. Профилактические мероприятия
проводятся поэтапно. На первом этапе
осуществляется активное выявление
больных при профилактических осмотрах
населения. На втором устанавливаются
очаги чесотки, и производиться их
ликвидация. Большое значение имеет
санитарно-просветительная работа.

Угревая
железница
(Demodex
folliculorum
и Demodex
brevis)
– возбудители демодекоза. Распространены
повсеместно.

Морфологическая
характеристика:
размеры клеща — 0,15-0,4. Тело вытянутое,
червеобразной формы. В передней части
тела находятся короткие ноги. Ротовой
аппарат колюще-сосущего типа. Самка
откладывает большое количество яиц
длиной 0,04-0,06 мм. Личинки очень мелкие с
недоразвитым хоботком и тремя парами
бугорков вместо ног. Цикл развития
длится около 25 дней.

Demodex
folliculorum
может быть обнаружен и на здоровой коже,
поэтому его следует считать условно
патогенным. Возбудители демодекоза
живут внутри волосяных мешков или
фолликулов, сальных желез на коже лица,
ушных раковин, шеи, иногда в железах
хряща век, фолликулах кожи в области
сосков; могут быть обнаружены на коже
волосистой части головы, в области
бровей и ресниц. Клещи обычно располагаются
группами – по четыре особи. В коже
человека могут наблюдаться большие
скопления клещей — до 100 паразитов на 1
мм²
кожи человека.

Симптомы:
появление угревой сыпи узелкового,
пузырьковидного или пятнистого характера
красного цвета, шелушение кожи, выпадение
волос.

Заражение
происходит при прямом контакте с больным
человеком. Возможно заражение от домашних
животных, больных демодекозом.

Диагноз
ставится на основании микроскопического
исследования соскобов с кожи лица,
секрета сальных желез, волосяных
фолликулов ресниц.

Рекомендации
по профилактике:
выявление
и лечение больных демодекозом. Большое
значение имеет лечение заболеваний,
ослабляющих организм, а также лечение
больных с выраженными аллергическими
реакциями.

4).Задача.
Близорукий
левша женился на женщине нормальной в
отношении этих признаков. Известно, что
у обоих супругов были больные
фенилкетонурией братья и сестры, сами
супруги этим заболеванием не страдали.
Их первый ребенок родился нормальным
в отношении данных признаков. Второй
близорукий левша, третий больной
фенилкетонурией. Определите вероятность
того, что их четвертый ребенок будет
нормальным в отношении всех трех
признаков.

Решение:

Близорукость
– А

Норма
– а

Правша
– В

Левша
– b

Фенилкетонурия
– с

Норма
– С

Генотипы
родителей: мать – aaBbCc,
отец – AabbCc

Гаметы:
матери – aBC,
aBc,
abC,
abc;
отца – AbC,
Abc,
abC,
abc

Если
расписать гаметы по решетке Пинета, то
вероятность рождения ребенка нормального
в отношении всех трех признаков 3/16.

Билет
№ 17

Гомеостатический механизм, образец эссе

1 страница, 309 слов

Гомеостатические механизмы необходимы организму для поддержания стабильного состояния. Слово гомеостаз описывает способность организма поддерживать свое здоровое состояние, в то время как окружающий мир постоянно меняется. В процессе гомеостаза много шагов. Во-первых, это стимул, вызывающий изменение. Затем рецептор обнаруживает изменение. Информация о дисбалансе затем отправляется в центр управления, который определяет ответ.

Информация, поступающая в центр управления, называется афферентным путем. Во время эфферентного пути информация отправляется из центра управления в эффектор. Эффектор обеспечивает средства для реакции центра управления, возвращая тело в нормальное состояние. Примером работы гомеостатического механизма является физическая нагрузка или бег. Это известно как стимул в гомеостатическом механизме. Следовательно, теперь человек дышит быстрее, температура его тела повышается, а частота сердечных сокращений увеличивается.Если дышать быстрее, в организм попадает больше углекислого газа.

Это вызывает снижение уровня pH крови, что делает ее более кислой. HHHhhhhdkjfkldsdjf Рецептор обнаруживает это изменение и отправляет информацию в центр управления. Затем центр управления приказывает клеткам избавиться от угольной кислоты в крови. Это заставляет человека дышать еще быстрее, что способствует поступлению большего количества кислорода в организм и избавлению от угольной кислоты. Когда человек прекращает бегать, частота пульса начинает возвращаться к частоте пульса в состоянии покоя.

8 страниц, 3596 слов

Курсовая работа по контролю за дорожным движением. Необходимость изменений

Контроль дорожного движения: необходимость перемен Поскольку население Соединенных Штатов резко увеличивается, а количество транспортных средств на дорогах и автомагистралях страны стремительно растет, возникла необходимость в новых методах контроля и организации дорожного движения с использованием новых методов транспортировки или пересмотра текущая система. За последние 15 лет количество автомобилей на дорогах Америки увеличилось…

Уровень pH крови также возвращается к норме, то есть примерно 7,35 pH. Гомеостатический механизм — это, в основном, проверка реакции человека. Без какого-либо гомеостатического механизма тело заполнилось бы углекислым газом и могло бы потерять сознание и умереть. Гомеостатический механизм в организме необходим для поддержания стабильного состояния.

.

Гомеостатический механизм | Статья о гомеостатическом механизме в The Free Dictionary

в физиологии, относительно динамическом постоянном состоянии по отношению к составу и свойствам внутренней среды и постоянству основных физиологических функций у человека, животных и растений. Термин «гомеостаз» был предложен американским физиологом У. Кэнноном в 1929 году. Однако концепция постоянства внутренней среды была сформулирована еще в 1878 году французским ученым К.Бернар.

Гомеостаз является результатом сложных, скоординированных и регулируемых взаимоотношений, происходящих как на уровне организма, так и на органическом, клеточном и молекулярном уровнях. В результате действия адаптивных механизмов физические и химические параметры, определяющие жизненные процессы, протекающие в организме, изменяются в относительно узких пределах, несмотря на большие колебания внешней среды. Высшие животные отличаются от низших животных повышенной сложностью своих гомеостатических механизмов.У человека, млекопитающих и птиц гомеостаз включает поддержание постоянной концентрации ионов водорода (pH) и состава крови, осмотического давления, температуры тела, кровяного давления и многих других функций. Гомеостаз контролируется нейрогуморальными, гормональными, барьерными и секреторными механизмами. Так, например, артериальное давление поддерживается регуляторными механизмами, которые активируются в виде цепной реакции с петлями обратной связи. (Изменения артериального давления обнаруживаются барорецепторами в кровеносных сосудах, и сигнал передается в сосудистые центры.Затем изменения в сосудистых центрах приводят к изменениям сосудистого тонуса и частоты сердечных сокращений; Одновременно стимулируются сосудистые нейрогуморальные хеморецепторы, и артериальное давление восстанавливается до нормального). Примером гомеостаза у растений является поддержание содержания воды в листьях за счет открытия и закрытия устьиц.

Понятие гомеостаза применимо и к биологическим сообществам. Например, поддержание постоянного видового состава и постоянной численности особей в биоценозах рассматривается как гомеостаз.

Генетический гомеостаз — это способность популяции поддерживать свой генетический состав в динамическом равновесии, тем самым обеспечивая максимальную жизнеспособность.

Термин «гомеостаз» также используется в кибернетике для обозначения любого механизма ауторегуляции.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Gellhorn, E. Регулирующие функции автономной нервной системы . М., 1948. (Пер. С англ.)
Кассиль Г. Н. Гематоэнцефалический баръер . Москва, 1963 г.
Винчестер, А. Основы современной биологии . Москва, 1967. (Пер. С англ.)
Адольф Э. Развитие физиологических регуляций . М., 1971. (Пер. С англ.)
Cannon, W. B. The Wisdom of the Body . Нью-Йорк, 1932.
Лернер И. М. Генетический гомеостаз . New York, 1954.

G. N. K ASSIL ’ и E. K. G INTER

.

Гомеостатические механизмы — Большая Химическая Энциклопедия

Количество известных цитокинов, а также разнообразие биологических функций привело к очень сложной и часто запутанной картине иммунологических и неиммунологических процессов. Роль цитокии в местных или системных гомеостатических механизмах, связанных с физиологическими функциями, может быть использована терапевтически для лечения рака и ряда других заболеваний (2). Фармацевтические исследования и разработки, связанные с lL-1, являются типичными примерами подхода ингибирования цитокинов к исследованиям хронического воспаления (2).[Pg.32]

ГОРМОНЫ ПЕРЕДАЮТ СИГНАЛЫ ДЛЯ ВЛИЯНИЯ НА ГОМЕОСТАТИЧЕСКИЕ МЕХАНИЗМЫ … [Pg.456]

Chopra I. (1988) Эффект антибактериальных агентов, таких как бактерии. Симпозиум FEMS № 44 Гомеостатические механизмы микроорганизмов, стр. 146-58. Издательство Университета Бахи Бахи. [Pg.33]

Недавние данные показывают, что транспортер 5-HT подвержен посттрансляционным регуляторным изменениям во многом таким же образом, как рецепторы нейротрансмиттеров (Blakeley et al. 1998). По крайней мере, известно, что в этом процессе участвуют протеинкиназа A и протеинкиназа C (PKC).Фосфорилирование транспортера с помощью PKC снижает Fmax для захвата 5-HT и приводит к секвестрации транспортера в клетку, предполагая, что этот фермент играет ключевую роль в его внутриклеточном перемещении. Поскольку это фосфорилирование снижается, когда субстраты, которые сами транспортируются через мембрану, связываются с переносчиком (например, 5-HT и фи-амфетамин), кажется, что транспорт 5-HT сам связан с процессом фосфорилирования. Возможно, этот процесс служит гомеостатическим механизмом, который гарантирует, что предложение функциональных переносчиков соответствует спросу на поглощение передатчика.Напротив, непереносимые лиганды (например, кокаин и селективные ингибиторы обратного захвата серотонина (СИОЗС)) предотвращают ингибирование фосфорилирования транспортируемыми лигандами. Таким образом, такие ингибиторы будут снижать захват 5-HT как за счет прямого ингибирования переносчика, так и за счет растормаживания его фосфорилирования (Ramamoorthy and Blakely 1999). [Стр.195]

Электролиты участвуют во многих метаболических и гомеостатических функциях, включая ферментативные и биохимические реакции, поддержание структуры и функции клеточной мембраны, нейротрансмиссию, функцию гормонов, сокращение мышц, сердечно-сосудистую функцию, состав костей и гомеостаз жидкости.Причины электролитных нарушений у пациентов, получающих ПП, могут быть многофакторными, включая изменение абсорбции и распределения, чрезмерное или неадекватное потребление, изменение гормональных, неврологических и гомеостатических механизмов, изменение выведения из-за желудочно-кишечных и почечных потерь, изменение жидкостного статуса и жидкостных перемещений и лекарств. [Pg.1497]

Натрий — главный внеклеточный катион. Из-за его осмотического эффекта изменения содержания натрия в организме имеют важное влияние на объем внеклеточной жидкости, включая объем плазмы.Например, избыток натрия приводит к задержке воды и увеличению объема плазмы. Увеличенный объем плазмы вызывает повышение артериального давления. И наоборот, дефицит натрия приводит к потере воды и уменьшению объема плазмы. Затем уменьшение объема плазмы вызывает снижение артериального давления. Следовательно, гомеостатические механизмы, участвующие в регуляции объема плазмы и артериального давления, включают регулирование содержания натрия или баланса натрия в организме. [Pg.336]

Существует множество подтверждений гипотезы о дисфункции норадренергической системы при депрессии, однако несоответствия в выводах исключают любую простую модель повышенной или пониженной норадренергической активности.Важно определить, какие аномалии норадренергической системы относятся конкретно к патогенезу расстройств настроения, а какие — к неспецифическим эффектам стресса, гомеостатическим механизмам или коморбидной психопатологии. Необходима дополнительная работа по изучению зависимости норадренергической функции от настроения. [Pg.892]

Постуральная гипотензия увеличивает риск обмороков и падений, особенно у пожилых людей (Verhaeverbeke and Mets 1997). В случае постуральной гипотензии всегда следует пересматривать медикаментозное лечение.Из-за снижения гомеостатических механизмов у пожилых людей чаще возникает постуральная гипотензия от препаратов, понижающих артериальное давление, чем у более молодых пациентов (Turnheim, 1998). Не только сердечно-сосудистые препараты могут … [Стр.16]

В то время как одноклеточные грибы не нуждаются в системах транспортировки металлов, многоклеточные грибы и растения, безусловно, нуждаются в них, и мы рассматриваем их перенос в растениях, а затем рассмотрим, как ионы металлов изолируются в отсеках для хранения, прежде чем нарушить их гомеостаз.Мы снова рассмотрим эти процессы для железа, меди и цинка. Поскольку метаболизм железа наиболее интенсивно изучался у S. cerevisiae из всех грибов, мы сосредоточим наше внимание на гомеостатических механизмах железа, однако, как вскоре увидит читатель, гомеостаз меди и цинка имеет много общего. [Стр.136]

Оба формализма действительны только вблизи эталонного состояния и имеют собственные ограничения при работе с небольшими или исчезающими концентрациями. Иногда утверждают, что это не является серьезной проблемой, поскольку гомеостатические механизмы удерживают внутриклеточную концентрацию в ограниченном диапазоне [318]. Однако это рассуждение не совсем убедительно, потому что кинетические модели также и должны использоваться для проверки и выяснения этих механизмов. а не предполагать их.[Pg.185]

Физиология вегетативной нервной системы. Большинство внутренних органов иннервируются обоими отделами вегетативной нервной системы. В некотором смысле они антагонистичны и как таковые связаны с важными гомеостатическими механизмами. [Pg.46]

Гомеостатические механизмы также позволяют животным очень строго контролировать свой внутриклеточный pH. Например, у людей pH крови (обычно принимаемый как надежный, но косвенный показатель клеточного pH) составляет 7,4 0,04. При 37 ° C pH в цитозоле на самом деле немного ниже, около 7.0, но разные компартменты внутри эукариотических клеток могут иметь совершенно разный pH, например, лизосомы имеют внутренний pH около 5, внутренняя часть митохондрии более щелочная, чем внешняя, в то время как внутренняя часть фагосомы в лейкоците более кислая чем окружающий его цитозоль, обе ситуации возникают из-за перекачки протонов через мембрану. [Стр.15]

Наши вопросы были расширены, чтобы рассмотреть, как транспортные и метаболические возможности этих водных видов сравниваются с таковыми у видов млекопитающих.Одна из причин задать такой вопрос — оценить, влияет ли наличие или отсутствие этих способностей на способность рыб выживать в токсичных средах. Механизмы выживания делятся на две категории — поведенческие и физиологические. Примером поведенческого механизма может быть простота уклонения рыбы от той области водотока, которая содержит токсичные количества фенола. Когда внешние возмущения, вызванные загрязнителями, незначительны, гомеостатические механизмы, такие как механизмы печени и почек, позволяют рыбам адаптироваться к водоему, в котором они существуют.Тогда проблема связана с определением пределов, до которых гомеостатические явления могут быть подчеркнуты у водных видов. Важной причиной для получения такой информации о рыбе является то, что водоемы являются «конечным стоком» для ряда загрязнителей (12). Таким образом, в то время как поведенческая реакция, такая как удаление себя из токсичной среды, неизменно доступна для млекопитающих, этот тип реакции невозможен для рыб, если токсичный ксенобиотик равномерно встречается во всем водоеме.[Pg.239]

L.B. Уиллетт и К. Ходжсон из Университета штата Огайо в сотрудничестве с Министерством сельского хозяйства США в настоящее время исследует репродуктивные, метаболические и пищевые нарушения, вызванные воздействием гептахлора из зараженной пищи крупного рогатого скота (FEDRIP 1990). Эти исследователи также будут определять клеточные изменения, которые могут влиять на репродуктивные или другие гомеостатические механизмы. [Стр.75]

Пути гибели клеток можно противодействовать посредством сигнальных каскадов выживания на ранних стадиях интоксикации или в клетках, которые устойчивы к токсическому действию лекарственных средств.Передача сигналов через фактор транскрипции NF-kB может составлять такой гомеостатический механизм в улитке. Клетки, которые пережили лечение аминогликозидами в модели хронической ототоксичности, были отмечены активацией NF-kB. … [Pg.262]

Самым крайним проявлением нелеченого гипотиреоза является микседематозная кома, смертность от которой, даже при ее раннем выявлении и соответствующем лечении, составляет от 30 до 60%. Микседема кома — неправильное название. У большинства пациентов нет ни микседемы, ни комы. Пациенты с микседематозной комой обычно имеют длительный гипотиреоз с классическими симптомами гипотиреоза.Декомпенсация микседемной комы может произойти, когда гомеостатические механизмы пациента с тяжелым гипотиреозом подвержены стрессовому провоцирующему событию (например, инфекция, травма, прием некоторых лекарств, инсульт, операция). Основное проявление микседемной комы — ухудшение психического статуса (апатия, спутанность сознания, психоз, но редко — кома). Другие общие клинические признаки включают гипотермию, диастолическую гипертензию (ранняя), гипотензия (поздняя), гиповентиляция, гипогликемия и гипонатриемия.Если есть подозрение на микседемную кому, пациента обычно помещают в отделение интенсивной терапии для легочной и сердечно-сосудистой поддержки … [Pg.747]

.Гомеостатический механизм

— это … Что такое гомеостатический механизм?

.