Praca
person
brightness_auto
1 odpowiedź
Pojęcie homeostazy zapewne każdy usłyszał na lekcji biologii, jednakże, czy naprawdę wiemy co oznacza? Często zdarza się, że coś usłyszymy, a później bardzo szybko o tym zapominamy, tak też trudna definicja może stać się całkiem prosta, gdy dogłębnie zrozumiemy o czym jest mowa. Pozwolę sobie przetoczyć definicję z encyklopedii: „HOMEOSTAZA- zdolność organizmu do utrzymania stałości środowiska wewnętrznego, np. stałej temperatury, stałego ciśnienia osmotycznego; możliwa dzięki mechanizmom dostosowawczym (gł. związanym z czynnością układy nerwowego i gruczołów dokrewnych), działającym na zasadzie ujemnego sprzężenia zwrotnego.” Definicja jest nam już znana, teraz czas na zapoznanie z homeostazą.
1. Mechanizmy dostosowawcze
Mechanizmy dostosowawcze to dostosowanie się organizmu do danej sytuacji spowodowanymi czynnikami zewnętrznymi, np. upał- pobudza jako bodziec receptory zawarte w skórze (mechareceptory) wysyła sygnał do mózgu, po czym efektor w tym momencie w formie potu ochładza nadmiernie nagrzaną powierzchnię skóry, chroniąc ją. W ten sposób zaistniała termoregulacja. Stanowi ona jeden ze sposobów kontroli stanu płynów zewnątrz- jak też wewnątrzkomórkowych, które odbywają się dzięki receptorom, głównie chemoreceptorom, informacje
o stanie określonego parametru są przekazywane drogą impulsów nerwowych do interpretatora, gdzie dokonywane jest zestawienie danej informacji
z wartością prawidłową- stałą (tzw. punkt nastawczy) lub, co zdarza się częściej, z jej przedziałami akceptowalnymi. Gdy aktualny stan jest zbyt niski, bądź zbyt wysoki wywołana jest odpowiedź poprzez efektor przystosowująca do zaistniałej okoliczności. Poza temperaturą ciała ma wpływ również na pH krwi, ciśnienie osmotyczne, objętość płynów ustrojowych, stężenie związków chemicznych w płynach ustrojowych, ciśnienie tętnicze krwi, ciśnienie parcjalne tlenu i dwutlenku węgla we krwi.
pH krwi
pH krwi wynosi około 7,35- 7, 45 dla większości procesów przemiany materii, a wyrażamy to jako równowaga kwasowo- zasadowa- warunkuje prawidłowy przebieg procesów życiowych przez odpowiednie pH i swoisty stosunek kationów i anionów w płynach ustrojowych. Produkty, które powstają podczas przemiany materii to głównie kwasy, więc ustrój jest zakwaszony. Wydalanie kwasów i zasad odbywa się dzięki nerkom, kwasu węglowego (utlenianie węglowodanów, tłuszczów i białek) przez płuca przy procesie oddychania. Związki fosforu są metabolizowane do kwasu fosforowego, a jeśli przemiana węglowodanów nie przebiega do końca powstaje kwas mlekowy (głodzenia, nadmierny wysiłek fizyczny, niecałkowite spalanie lipidów, zbyt duża ilość tłuszczy przy jednoczesnym braku wodorowęglanów). Zasady tworzą związki jedno- lub dwuwartościowych metali. Jeśli nadmiar jonów nie zostanie zbuforowany na miejscu powstania, pH zostanie naruszone, co wywoła kolejną sytuację potrzebną przejęcia sytuacji przez centrum integrujące, a ono z kolei wymusza na efektorze odpowiedź.
Ciśnienie osmotyczne
„Osmoza to specyficzny typ dyfuzji cząsteczek wody (rozpuszczalnika) przez półprzepuszczalną błonę komórkową rozdzielającą roztwory o różnych stężeniach; kierunek przepływu (transportu) jest więc od roztworu o mniejszym stężeniu (albo od czystego rozpuszczalnika) do roztworu o stężeniu większym”- zdefiniowanie ułatwi wyjaśnienie pojęcia ciśnienia osmotycznego, zatem ciśnienie osmotyczne to różne wywieranie ciśnień na półprzepuszczalną membranę (błonę komórki), co też się wiąże z zawartością wody w organizmie.
Płyny ustrojowe
Płyny ustrojowe występują w komórkach i pozakomórkowych przestrzeniach, w szczególności w układzie limfatycznym, który w przeciwieństwie do układu krwionośnego jest układem otwartym i chroni nasz organizm przed drobnoustrojami, poza tym uczestniczy w wymianie składników między komórkami, a krwią. Do układu limfatycznego należą: grasica, szpik kostny, węzły chłonne, śledziona, migdałki, kępki Peyera. Dzięki układowi limfatycznemu nasz organizm ma pewną odporność, a broniąc się przed wirusami i innymi czynnikami infekcyjnymi wytwarza:
- bariery anatomiczno- fizjologiczne (ciągłość skóry, błony śluzowe)
- bariery immunologiczne (mechanizm obrony hormonalnej i komórkowej)
Celem reakcji odpornościowych jest antygen (substancja wielkocząsteczkowa, po jej wniknięciu do organizmu jest wywołana reakcja immunologiczna, po czym następuje wytworzenie przeciwciał).
Do płynów ustrojowych należy również krew (rodzaj tkanki łącznej) z elementami morfologicznymi wraz z osoczem i płynie w zamkniętym układzie krwionośnym. Rola osocza:
- procesy odpornościowe
- udział w procesie krzepnięcia krwi
- utrzymywanie stałego pH
- utrzymywanie stałej temperatury ustroju
- utrzymywanie stałego ciśnienia osmotycznego
- rozprowadzanie po organizmie niezbędnych elementów
- odprowadzanie szkodliwych produktów
- uczestniczenie w transporcie CO2
Podczas wysiłku fizycznego (np. sportowcy) przez proces wydalania potu narażają się na ubytek wody z organizmu oraz płynów ustrojowych, co prowadzi do zaburzenia gospodarki wodno- elektrolitowej. Wskutek tego mogą nastąpić skutki: 1% względem masy ciała- wzrost
temperatury; 2% zakłócenia regulacji temperatury ciała oraz procesów metabolicznych; 3% obniżenie wytrzymałości i wydatności fizycznej; 4-6% kurcze mięśni; powyżej 6% nawet śmierć, dlatego też trzeba uzupełniać płyny w organizmie, bo sam nie zawsze sobie poradzi. Możemy to uczynić za pomocą płynów izotonicznych, hipertonicznych, hipotonicznych.
Ciśnienie tętnicze
Ciśnienie tętnicze to ciśnienie wywierane przez krew na ścianki tętnicze, czyli ciśnienie krwi w największych tętnicach, np. ramieniu. To ciśnienie ulega zmianom: krótkookresowym (obręb cyklu pracy serca) , średniookresowym (zależne od różnych czynników, m. in. Zażywanie używek, pora dnia, emocje, aktywność), długookresowym (stan zdrowia i wiek). Zdrowy, dorosły człowiek powinien mieć ciśnienie od ok. 90 do 135 mmHg w chwili skurczu serca, czyli najwyższe, a w chwili rozkurczu (najniższe) od ok. 50 do 90 mmHg.
Ciśnienie parcjalne
Ciśnienie parcjalne- różnica gazu po obu stronach błony pęcherzykowo- włośniczkowej. Jedynie w pęcherzykach płucnych zachodzi wymiana gazów i właśnie tam przeprowadzana jest dyfuzja, organizm jest zaopatrywany w O2 i usuwany jest z niego CO2, proces ten przebiega według zgodności z różnicą ciśnień parcjalnych gazu (z gradientem ciśnień). Tlen z pęcherzyków (100 mm Hg) przechodzi do krwi o mniejszym ciśnieniu (40 mm Hg) w tętnicy płucnej. Ciśnienie parcjalne dwutlenku węgla (46 mm Hg) jest większe od powietrza pęcherzykowego (40 mm Hg), więc dwutlenek węgla dyfundują, to oznacza, że poruszają się w przeciwnym kierunku niż tlen- z osocza krwi i krwinek czerwonych do pęcherzyków.
1. Ujemne sprzężenie zwrotne
Działanie na zasadzie ujemnego sprzężenia zwrotnego zostało przedstawione powyżej przez zamknięte i otwarte układy. Sprzężenie zwrotne ujemne jest fundamentalnym mechanizmem samo regulacyjnym. Jego zadaniem jest utrzymanie danej wartości
jakiegoś parametru na odpowiednim poziomie (stałym lub w granicy przyjęcia za normalnym- tu: hormony, pH krwi, stężenie płynów ustrojowych itd.).
Te wszystkie składowe organizmu dają nam homeostazję, bez której nie sposób byłoby żyć. Pytając znajomych „co to jest homeostaza?” nikt mi nie odpowiedział. To zaskakujące, że tak dużo osób nie wie, że właśnie dzięki temu czynnikowi odbywa się tyle ważnych czynności w naszym organizmie niezbędnych do życia. Mam nadzieję, że sposób w jaki przedstawiłam problematykę tego, co powinniśmy wiedzieć na temat homeostazy jest jasny i dość ciekawy.
1. Mechanizmy dostosowawcze
Mechanizmy dostosowawcze to dostosowanie się organizmu do danej sytuacji spowodowanymi czynnikami zewnętrznymi, np. upał- pobudza jako bodziec receptory zawarte w skórze (mechareceptory) wysyła sygnał do mózgu, po czym efektor w tym momencie w formie potu ochładza nadmiernie nagrzaną powierzchnię skóry, chroniąc ją. W ten sposób zaistniała termoregulacja. Stanowi ona jeden ze sposobów kontroli stanu płynów zewnątrz- jak też wewnątrzkomórkowych, które odbywają się dzięki receptorom, głównie chemoreceptorom, informacje
o stanie określonego parametru są przekazywane drogą impulsów nerwowych do interpretatora, gdzie dokonywane jest zestawienie danej informacji
z wartością prawidłową- stałą (tzw. punkt nastawczy) lub, co zdarza się częściej, z jej przedziałami akceptowalnymi. Gdy aktualny stan jest zbyt niski, bądź zbyt wysoki wywołana jest odpowiedź poprzez efektor przystosowująca do zaistniałej okoliczności. Poza temperaturą ciała ma wpływ również na pH krwi, ciśnienie osmotyczne, objętość płynów ustrojowych, stężenie związków chemicznych w płynach ustrojowych, ciśnienie tętnicze krwi, ciśnienie parcjalne tlenu i dwutlenku węgla we krwi.
pH krwi
pH krwi wynosi około 7,35- 7, 45 dla większości procesów przemiany materii, a wyrażamy to jako równowaga kwasowo- zasadowa- warunkuje prawidłowy przebieg procesów życiowych przez odpowiednie pH i swoisty stosunek kationów i anionów w płynach ustrojowych. Produkty, które powstają podczas przemiany materii to głównie kwasy, więc ustrój jest zakwaszony. Wydalanie kwasów i zasad odbywa się dzięki nerkom, kwasu węglowego (utlenianie węglowodanów, tłuszczów i białek) przez płuca przy procesie oddychania. Związki fosforu są metabolizowane do kwasu fosforowego, a jeśli przemiana węglowodanów nie przebiega do końca powstaje kwas mlekowy (głodzenia, nadmierny wysiłek fizyczny, niecałkowite spalanie lipidów, zbyt duża ilość tłuszczy przy jednoczesnym braku wodorowęglanów). Zasady tworzą związki jedno- lub dwuwartościowych metali. Jeśli nadmiar jonów nie zostanie zbuforowany na miejscu powstania, pH zostanie naruszone, co wywoła kolejną sytuację potrzebną przejęcia sytuacji przez centrum integrujące, a ono z kolei wymusza na efektorze odpowiedź.
Ciśnienie osmotyczne
„Osmoza to specyficzny typ dyfuzji cząsteczek wody (rozpuszczalnika) przez półprzepuszczalną błonę komórkową rozdzielającą roztwory o różnych stężeniach; kierunek przepływu (transportu) jest więc od roztworu o mniejszym stężeniu (albo od czystego rozpuszczalnika) do roztworu o stężeniu większym”- zdefiniowanie ułatwi wyjaśnienie pojęcia ciśnienia osmotycznego, zatem ciśnienie osmotyczne to różne wywieranie ciśnień na półprzepuszczalną membranę (błonę komórki), co też się wiąże z zawartością wody w organizmie.
Płyny ustrojowe
Płyny ustrojowe występują w komórkach i pozakomórkowych przestrzeniach, w szczególności w układzie limfatycznym, który w przeciwieństwie do układu krwionośnego jest układem otwartym i chroni nasz organizm przed drobnoustrojami, poza tym uczestniczy w wymianie składników między komórkami, a krwią. Do układu limfatycznego należą: grasica, szpik kostny, węzły chłonne, śledziona, migdałki, kępki Peyera. Dzięki układowi limfatycznemu nasz organizm ma pewną odporność, a broniąc się przed wirusami i innymi czynnikami infekcyjnymi wytwarza:
- bariery anatomiczno- fizjologiczne (ciągłość skóry, błony śluzowe)
- bariery immunologiczne (mechanizm obrony hormonalnej i komórkowej)
Celem reakcji odpornościowych jest antygen (substancja wielkocząsteczkowa, po jej wniknięciu do organizmu jest wywołana reakcja immunologiczna, po czym następuje wytworzenie przeciwciał).
Do płynów ustrojowych należy również krew (rodzaj tkanki łącznej) z elementami morfologicznymi wraz z osoczem i płynie w zamkniętym układzie krwionośnym. Rola osocza:
- procesy odpornościowe
- udział w procesie krzepnięcia krwi
- utrzymywanie stałego pH
- utrzymywanie stałej temperatury ustroju
- utrzymywanie stałego ciśnienia osmotycznego
- rozprowadzanie po organizmie niezbędnych elementów
- odprowadzanie szkodliwych produktów
- uczestniczenie w transporcie CO2
Podczas wysiłku fizycznego (np. sportowcy) przez proces wydalania potu narażają się na ubytek wody z organizmu oraz płynów ustrojowych, co prowadzi do zaburzenia gospodarki wodno- elektrolitowej. Wskutek tego mogą nastąpić skutki: 1% względem masy ciała- wzrost
temperatury; 2% zakłócenia regulacji temperatury ciała oraz procesów metabolicznych; 3% obniżenie wytrzymałości i wydatności fizycznej; 4-6% kurcze mięśni; powyżej 6% nawet śmierć, dlatego też trzeba uzupełniać płyny w organizmie, bo sam nie zawsze sobie poradzi. Możemy to uczynić za pomocą płynów izotonicznych, hipertonicznych, hipotonicznych.
Ciśnienie tętnicze
Ciśnienie tętnicze to ciśnienie wywierane przez krew na ścianki tętnicze, czyli ciśnienie krwi w największych tętnicach, np. ramieniu. To ciśnienie ulega zmianom: krótkookresowym (obręb cyklu pracy serca) , średniookresowym (zależne od różnych czynników, m. in. Zażywanie używek, pora dnia, emocje, aktywność), długookresowym (stan zdrowia i wiek). Zdrowy, dorosły człowiek powinien mieć ciśnienie od ok. 90 do 135 mmHg w chwili skurczu serca, czyli najwyższe, a w chwili rozkurczu (najniższe) od ok. 50 do 90 mmHg.
Ciśnienie parcjalne
Ciśnienie parcjalne- różnica gazu po obu stronach błony pęcherzykowo- włośniczkowej. Jedynie w pęcherzykach płucnych zachodzi wymiana gazów i właśnie tam przeprowadzana jest dyfuzja, organizm jest zaopatrywany w O2 i usuwany jest z niego CO2, proces ten przebiega według zgodności z różnicą ciśnień parcjalnych gazu (z gradientem ciśnień). Tlen z pęcherzyków (100 mm Hg) przechodzi do krwi o mniejszym ciśnieniu (40 mm Hg) w tętnicy płucnej. Ciśnienie parcjalne dwutlenku węgla (46 mm Hg) jest większe od powietrza pęcherzykowego (40 mm Hg), więc dwutlenek węgla dyfundują, to oznacza, że poruszają się w przeciwnym kierunku niż tlen- z osocza krwi i krwinek czerwonych do pęcherzyków.
1. Ujemne sprzężenie zwrotne
Działanie na zasadzie ujemnego sprzężenia zwrotnego zostało przedstawione powyżej przez zamknięte i otwarte układy. Sprzężenie zwrotne ujemne jest fundamentalnym mechanizmem samo regulacyjnym. Jego zadaniem jest utrzymanie danej wartości
jakiegoś parametru na odpowiednim poziomie (stałym lub w granicy przyjęcia za normalnym- tu: hormony, pH krwi, stężenie płynów ustrojowych itd.).
Te wszystkie składowe organizmu dają nam homeostazję, bez której nie sposób byłoby żyć. Pytając znajomych „co to jest homeostaza?” nikt mi nie odpowiedział. To zaskakujące, że tak dużo osób nie wie, że właśnie dzięki temu czynnikowi odbywa się tyle ważnych czynności w naszym organizmie niezbędnych do życia. Mam nadzieję, że sposób w jaki przedstawiłam problematykę tego, co powinniśmy wiedzieć na temat homeostazy jest jasny i dość ciekawy.