Гомеостаз. Внутренняя среда организма. Принцип отрицательной обратной связи | Тело человека

Гомеостаз - важнейший физиологический механизм, который позволяет всем живым организмам поддерживать стабильность своей внутренней среды. Она включает в себя саморегуляцию на различных уровнях, от одноклеточных организмов до сложных многоклеточных. Этот процесс регулирует образование веществ внутри клеток, деление клеток и такие важные параметры, как температура тела, кровяное давление и уровень глюкозы.

Человеческое тело состоит примерно из 100 триллионов клеток, каждая из которых имеет общую структуру и подвергается многочисленным контролируемым химическим реакциям. Эти реакции необходимы для роста, развития, размножения клеток и специализированных функций. Они требуют постоянных условий окружающей среды, таких как регулирование температуры, баланс рН, источники энергии, такие как доставка кислорода и питательных веществ.

Одноклеточные организмы полагаются на окружающую их среду в качестве источника необходимых ресурсов и утилизируют отходы жизнедеятельности. Однако постоянно меняющиеся условия окружающей среды влияют на метаболические процессы и уровень веществ внутри клетки. Несмотря на свои ограничения, одноклеточные организмы эволюционировали, чтобы адаптироваться в определенных пределах, полагаясь на мутации или переселяясь в более благоприятные условия.

Многоклеточные организмы разработали продвинутые механизмы для решения проблемы прямого контакта клеток с внешней средой. Большинство клеток отделены от внешней среды специальными барьерами, в первую очередь образованными клетками эпителиальной ткани кожи и слизистых оболочек. Эти барьеры также защищают внутренние клетки от необходимых питательных веществ, воды, кислорода и других необходимых веществ, присутствующих во внешней среде.

Внутренняя среда организма включает кровь, лимфу, интерстициальную жидкость, а иногда и спинномозговую жидкость. Он не включает ячейки или их содержимое. Эта концепция важна, поскольку она поддерживает гомеостаз на уровне организма, обеспечивая индивидуальный комфорт для всех клеток.

Гомеостатический механизм включает в себя трех основных участников: датчики, аналитический центр (обычно нервную систему) и эффектор. Датчики обнаруживают изменения параметров, сосредоточенные в областях с током крови и лимфы. Аналитический центр получает информацию от датчиков, анализирует ее и принимает решение о дальнейших действиях. Наконец, эффектор выполняет команды, полученные из аналитического центра.

Концепция регулируемых параметров и их изменение в пределах допустимого диапазона. Например, уровни артериального давления человека в состоянии покоя и при физической нагрузке могут значительно отличаться, но все еще находиться в пределах нормы.

В организме большинство регуляторных процессов работают по принципу отрицательной обратной связи. Это означает, что когда какого-либо вещества становится слишком много в организме, его количество уменьшается для поддержания баланса. Аналогично, если температура понижается, ее повышают, чтобы поддерживать в пределах нормы. Тот же принцип применим к поддержанию постоянной температуры в холодильниках и кондиционерах, а также к регулированию уровня воды в бачках унитаза.

Человеческое тело регулирует температуру посредством центрального кровообращения, причем различные части тела имеют разную температуру. Нормальная температура тела составляет около 36,6 градусов по Цельсию, но она варьируется в разных областях, таких как внутренние органы и кожа. Это изменение связано с концепцией регуляции внутренней среды организмом.

Организм регулирует свою температуру в ответ на изменения в окружающей среде. При резком снижении внешней температуры периферические терморецепторы подают сигнал в мозг еще до того, как кровь остынет. Затем мозг инициирует такие изменения, как сужение кровеносных сосудов кожи и увеличение выработки тепла мышцами. Если воздействие продолжается, центральные терморецепторы обнаруживают снижение температуры крови и дают указание большему количеству органов увеличить выработку тепла при одновременном снижении теплопотерь.

В организме происходят процессы с положительной обратной связью, направленные на достижение принципиально новых результатов. Примером может служить сокращение стенки матки во время родов, когда принцип отрицательной обратной связи поддерживает нормальный тонус на протяжении всей беременности, но переключается на повышающийся тонус в ответ на давление со стороны зрелого плода.

Человеческий организм - сложная система с тонко настроенными механизмами саморегуляции, которые эволюционировали в течение длительного времени. Эти механизмы заложены от рождения, и, если в организме нет необратимых изменений, он может хорошо функционировать в нормальных условиях, адекватно питаясь, двигаясь и спя. В большинстве случаев внешнее вмешательство должно контролироваться знающими людьми, которые разбираются во внутренних процессах.