Сочинение на тему Значение гомеостаза

Роль гомеостаза заключается в поддержании постоянной внутренней среды в организме, несмотря на изменения внешней среды. Например, организм способен поддерживать свою внутреннюю температуру, уровень сахара в крови и водный баланс относительно постоянными. Это обеспечивает выживание и функционирование клеток, органов и тканей. Если гомеостаз прекратится, а человеческое тело упадет или поднимется температура, жизненно важные органы, жизненно важные для выживания человека, будут серьезно повреждены. Кроме того, тканевая жидкость должна оставаться постоянной, чтобы клетки внутри оставались функционирующими и способными. Гомеостаз – сложный и деликатный процесс, поскольку клетки могут перестать функционировать и погибнуть от минимальных изменений в источниках энергии, температуре, электролитном балансе и pH (Saylor, 2012). Это делает гомеостаз одной из важнейших физиологических функций человеческого организма, которая часто подвергается изменениям в состоянии, температуре и питании (Saylor, 2012).

Компоненты, отвечающие за поддержание гомеостаза, известны как механизмы гомеостатического контроля. Все системы и органы организма участвуют в этом, и им необходимо иметь соответствующие механизмы контроля, когда это необходимо. Эти механизмы будут реагировать на меняющиеся потребности в восстановлении и поддержании идеальной внутренней среды. Для продолжения этой саморегуляции организму требуется сложная система связи, называемая контуром обратной связи (Saylor, 2012), и информация передается нейроэндокринной системой. Эти контуры управления с обратной связью всегда будут иметь одни и те же фундаментальные компоненты и работать почти одинаково, несмотря на то, что облегчают разную информацию для разных функций (Saylor, 2012).

Системы управления состоят из трех компонентов: детектор, центр управления и эффектор. Центр управления регулирует пределы, в которых должен поддерживаться переменный коэффициент. Детектор – это то, что отправляет вход в центр управления, который затем интегрирует информацию. Если входящий сигнал указывает на требуемую настройку, то центр управления ответит, чтобы изменить его выход на эффектор. Этот процесс позволяет постоянно корректировать различные физиологические переменные. Воздействие, которое эффекторы могут оказать на датчики, будет отрицательным или положительным. Это означает, что гомеостатические механизмы контроля будут классифицированы как системы с отрицательной или положительной обратной связью (Saylor, 2012).

Системы отрицательной обратной связи необходимы для обеспечения того, чтобы организм находился в согласованной внутренней среде. Активизируется действие, которое противостоит изменению, которое вызвало систему (Saylor, 2012). Положительные отзывы не предназначены для того, чтобы помочь организму поддерживать гомеостатическое состояние. Из-за этого это может быть вредным или даже смертельным для функционирования организма. В то время как отрицательная обратная связь будет противодействовать изменениям во внутренней среде, положительная обратная связь будет увеличивать изменения. Используя пример температуры в доме, положительная обратная связь будет определять понижающую температуру и реагировать путем дальнейшего снижения температуры, создавая петлю, в которой температура постоянно понижается. Если это произойдет, функции организма перестанут работать должным образом, и гомеостаз будет нарушен. Это означает, что отрицательная обратная связь является наиболее важной и используется из двух гомеостатических механизмов контроля. Тем не менее, положительные отзывы иногда имеют смысл. Примеры включают образование тромбов, что означает, что положительная обратная связь может иногда способствовать выживанию.

Есть два способа передачи сигналов по всему телу. Один из этих способов – через нервы в нервной системе. Сигналы посылаются как нервные импульсы, которые проходят через нервные клетки, известные как нейроны (Long, 2015). Эти импульсы посылаются другим нейронам или определенным клеткам-мишеням в определенном месте тела, на которое распространяется нейрон. Большинство сигналов, которые организм использует для регулирования температуры, посылаются через нервную систему. Второй путь – через систему кровообращения, где определенные молекулы, называемые гормонами, вырабатываемые эндокринными железами (диаграмма 1), проходят через систему кровообращения и передают сигналы (Long, 2015).

Кроме того, в качестве детекторов используются терморецепторы кожи и гипоталамуса. Контроллер является центром потери и выработки тепла гипоталамусом, а его эффекторы включают потовые железы, мышцы артериол, волосяные фолликулы и гормоны адреналин и тироксин. Когда температура тела слишком высокая, термодетектор сигнализирует о гипоталамусе, чтобы инициировать механизмы охлаждения. Затем гипоталамус посылает сигналы в кровеносную систему, чтобы расширять артериолы и вызывать потоотделение через симпатическую нервную систему. Это позволяет организму быстрее терять тепло. Он также останавливает выработку адреналина и тироксина, что снижает скорость основного обмена и мышечную активность. Это означает, что во время отдыха выделяется меньше тепла. Когда температура тела слишком низкая, термодетекторы сигнализируют гипоталамусу, чтобы инициировать механизмы, повышающие его температуру. Затем он сигнализирует системе кровообращения, чтобы начать вазоконстрикцию, чтобы сохранить больше тепла тела (диаграмма 7). Он также сигнализирует надпочечникам вырабатывать адреналин, который увеличивает BMR и, таким образом, создает тепло тела. Это также приведет к дрожанию и пилоэрекции, когда волосы встают дыбом, чтобы задержать слой воздуха на коже, сохраняя ее теплой, и повысить термогенез.

Циклы отрицательной обратной связи между детекторами, контролем и эффектами поддерживают действия организма по перемещению температуры тела вверх или вниз пропорционально текущему отклонению от нормальной температуры тела.

Организм человека поддерживает уровень глюкозы с помощью гормональной передачи сигналов. Глюкоза является моносахаридом и основным источником топлива для нашего организма, но она слишком велика, чтобы диффундировать в одни клетки. Поджелудочная железа вырабатывает инсулин, гормон, который облегчает транспорт глюкозы в клетки. Облегчая транспорт глюкозы в клетки через кровоток, инсулин снижает уровень глюкозы в крови и ингибирует выработку глюкозы из аминокислот, жирных кислот и гликогена. Инсулин также стимулирует образование гликогена из глюкозы. Все функции инсулина помогают снизить уровень глюкозы в крови. Глюкагон – это также гормон, вырабатываемый из поджелудочной железы, который повышает уровень глюкозы в крови, стимулируя расщепление гликогена в глюкозу, стимулируя выработку глюкозы из жирных и аминокислот и стимулируя высвобождение глюкозы из печени (Morris, 2014). Это означает, что инсулин и глюкагон оказывают антагонистическое действие друг на друга, при этом глюкагон способствует выработке глюкозы и ее высвобождению в кровоток, в то время как инсулин стимулирует транспорт глюкозы в клетки из кровотока, одновременно подавляя выработку глюкозы (диаграмма 2). Уровни глюкозы в крови обычно измеряются в миллиграммах на децилитр с нормальным диапазоном от 70 до 110 мг / дл (Morris, 2014). Если уровни глюкозы выходят за пределы этого диапазона, поджелудочные железы будут корректировать количества инсулина и глюкагона соответственно, чтобы вернуть уровни глюкозы в заданный диапазон. Поджелудочная железа всегда будет вырабатывать инсулин и глюкагон, пытаясь найти баланс между выбросами глюкозы в кровь и поглощением глюкозы клетками, определяя этот процесс как гомеостаз.

При контроле уровня глюкозы в крови детекторы представляют собой чувствительные к глюкозе клетки в гипоталамусе. Контроллеры – это островки Лангерганса, а эффекты – гормоны инсулин и глюкагон.

Поджелудочная железа вырабатывает глюкагон и инсулин из альфа- и бета-клеток островков Лангерганса. Когда уровень сахара слишком высок, бета-клетки выделяют инсулин, который открывается, связывается со специальными рецепторами на клеточных мембранах, позволяя глюкозе активно транспортироваться в них. Это снижает уровень сахара в крови и приводит к гликогенезу (вырабатывает гликоген), липогенезу (вырабатывает жир) и ускоряет синтез белка.