Хомеостаза (од грчког - хомоис - што значи слично, стасис - трајање или стање) јединствена способност система да одржава стабилност унутрашњег окружења без обзира на утицај спољашњих фактора. Шта је хомеостаза? Који су узроци поремећаја хомеостазе?

Хомеостазаније ништа друго до способност тела да одржи релативну унутрашњу равнотежу. Одржавање унутрашње стабилности виталних функција захтева стално праћење вредности најважнијих параметара система. Људско тело има око хиљаду различитих система контроле и регулације - а живот и здравље често зависе од њиховог правилног функционисања.

Најважнији фактори који су подложни променама и прецизној контроли укључују:

  • концентрација хемикалија у телесним течностима (крв или плазма)
  • осмотски притисак,
  • пХ телесних течности,
  • крвни притисак,
  • запремина телесне течности,
  • температура тела (код топлокрвних организама).

Изградња ћелије и одржавање хомеостазе

Сви људски системи учествују у одржавању правилне хомеостазе. Међутим, већ на основном нивоу ћелијске структуре, суштинске карактеристике одржавања хомеостазе на глобалном нивоу су савршено видљиве.

Једна од најважнијих органела неопходних за одржавање исправних параметара течности и притиска је ћелијска мембрана која одваја ћелију од спољашње средине. Има тзв „Течни мозаик“, где протеини лебде у двоструком слоју молекула фосфолипида.

Захваљујући сложеној и поларној структури, ћелијске мембране омогућавају селективни транспорт различитих супстанци, који се одвија како дифузијом – односно струјањем у складу са градијентом концентрације раствора, тако и активно – кроз протеине.

Заузврат, захваљујући специјалним рецепторским протеинима на површини мембране, могуће је примати информације споља. Пријем сигнала покреће низ краткорочних и дугорочних реакција, чија је сврха:

  • активација или деактивација ензима,
  • стимулација или слабљење ћелијског метаболизма,
  • експресија гена у ћелијском језгру (који садржи генетске информације неопходне за синтезунови протеини који модификују ћелијски метаболизам).

Да би ћелије и цели системи остали енергетски независни, митохондрије морају стално да раде.

Ове сићушне органеле делују као мале фабрике енергије у ћелији. Захваљујући посебној унутрашњој структури митохондрија у облику чешља, могуће је спровести низ процеса који чине тзв. интрацелуларно дисање.

У овом процесу, могуће је произвести енергију из хранљивих материја (укључујући глукозу). Чува се у АТП-у, који је универзални носилац енергије у ћелији и користи се у стотинама других реакција. Овај процес је подложан модификацијама у зависности од присуства кисеоника.

Током интензивног вежбања, нашим мишићима почиње да недостаје есенцијални кисеоник - зато се митохондрије "пребацују" на анаеробно дисање, где се млечна киселина формира као нуспроизвод.

Управо је овај механизам одговоран за стварање болних болова. Упркос привремено неповољним условима, тело и даље може да ради и да реагује на стимулусе.

Мозак и хомеостаза

Главни центар који контролише све процесе у телу је, наравно, мозак - тачније нервни центри централног нервног система (ЦНС), који примају информације од рецептора целог тела.

Примљене информације се обрађују углавном у делу мозга који се зове хипоталамус. Одговор на одређени стимулус се преноси преко аутономног нервног система (тј. система који спроводи нервне импулсе до унутрашњих органа) и преко ендокриних жлезда.

Хемијски преносиоци који се ослобађају из завршетака неурона (који делују као предајници) такође играју важну улогу у комуникацији и регулацији унутрашње равнотеже.

Једно од најважнијих еволуционих достигнућа топлокрвних организама била је независност од опасних температурних промена у насељеном окружењу. То је постало могуће захваљујући развоју мозга и формирању терморегулационог центра који се налази у хипоталамусу.

Овај медијум делује као осетљив термостат који, када је потребно, одлучује или да повећа производњу топлоте или да ограничи губитак топлоте. Захваљујући овом механизму осећамо језу (тј. контракције мишићних ћелија које стимулишу производњу топлоте у скелетним мишићима) или сужавање поткожних судова.

Остале, оку невидљиве промене које регулишу телесну температуру, које такође контролише центар за терморегулацију су, на пример:

  • стимулација симпатичког нервног система и лучење норепинефрина(убрзавајући, између осталог, метаболизам ћелија масног ткива),
  • стимулација лучења ендокриних жлезда (нпр. ослобађање адреналина који убрзава метаболизам глукозе),
  • стимулација лучења тироидних хормона.

Као што се може видети из примера терморегулационог центра, контрола само једног променљивог параметра у нашем телу (температуре) је веома сложена мрежа интеракција и нервног и ендокриног система.

Хомеостаза као ефекат ефикасне комуникације

У људском систему, правилан ток скоро свих функција зависи од ефикасне комуникације између ћелија и система - не само у непосредној близини, већ и даље.

Таква удаљена комуникација је могућа, између осталог излучивањем активних хемикалија у телесне течности (нпр. крв или цереброспиналну течност). Ово се зове хуморална регулација.

Хемијски преносиоци укључују хормоне које могу да производе ендокрине жлезде (као што су штитна жлезда, хипофиза или надбубрежне жлезде), али делују и локално (као што су хистамин или простагландини, делујући у алергијским реакцијама) или унутар дато ткиво (нпр. секретин или гастрин).

Кључна улога хормона у одржавању хомеостазе у људском телу може се илустровати на примеру адреналина - такође познатог као хормон страха, борбе или бекства.

Адреналин производи медула надбубрежне жлезде у тренутном одговору свих кичмењака на претњу. Његови најважнији ефекти укључују:

  • бржи откуцаји срца,
  • повећање крвног притиска,
  • бронходилатација,
  • проширење зеница,
  • стимулација централног нервног система,
  • повећање глукозе у крви (повећањем разградње гликогена у јетри).

Све ове реакције имају за циљ да доведу тело у стање "спремности", које је током еволуције штитило појединца од јела или мотивисало да ефикасно побегне.

Повратна информација о одржавању хомеостазе

У вишим организмима, функционисање неких система је под сталном контролом других. Овако сложен систем контроле је основа за одржавање хомеостазе.

Већина људских физиолошких процеса је регулисана захваљујући тзв повратна информација. За разлику од једносмерне контроле (и нервне и хуморалне) – где се информација преноси само у једном правцу између два органа, постоји двосмерни пренос информација у систему повратне спреге.

У повратној петљиповратне информације, деловање једног органа утиче на стимулацију другог, а ово заузврат шаље информацију која инхибира активност првог (негативна повратна информација).

Негативна повратна информацијаје најчешћи тип регулације параметара у људском телу. Пример такве петље може бити, на пример, лучење тироидних хормона.

Хормони штитне жлезде (Т3 и Т4) - уопштено - повећавају метаболизам и контролишу функцију већине ткива. Њихов рад је неопходан за правилно функционисање многих система и функција нашег тела.

Рад штитне жлезде заузврат регулише хипофиза и други хормон - тиротропин (ТСХ), који стимулише штитну жлезду да производи хормоне. Са повећаном концентрацијом Т3 и Т4 концентрација ТСХ се смањује, док са недостатком ова два хормона - концентрација ТСХ расте. Ова врста регулације штити тело од прекомерне производње супстанци, делујући као природна кочница.

Позитивне повратне информацијејављају се много ређе и укључују убрзавање производње одређеног производа. Добар пример таквог механизма код сисара је, на пример, лактација.

Сисање мајчине дојке од стране бебе стимулише производњу пролактина, што резултира повећаном производњом млека.

Што више млека има, беба је вољнија да једе, што повећава производњу млека. Када престанете да дојите, ниво пролактина ће се смањити и лучење млека ће престати.

Који су ефекти поремећене хомеостазе?

Описани примери физиолошких прописа обезбеђују не само правилно функционисање органа и унутрашњих система. Одржавање хомеостазе омогућава телу да се прилагоди променама у условима окружења.

Вероватно је била једна од кључних способности људске врсте која јој је обезбедила невиђени еволуциони успех током векова. Поколебање и оштећење регулаторних механизама је најчешћи узрок многих људских болести.

Поремећаји у параметрима, чије ће вредности премашити одређене утврђене критичне прагове, могу довести до смрти организма. Иако свако од нас има индивидуалну предиспозицију да толерише одређене факторе (што је резултат, између осталог, генетских стања), такве међуиндивидуалне разлике су мале.

Шта може утицати на поремећај хомеостазе?

Примери таквих фактора укључују:

  • генетски дефекти,
  • урођени дефекти у структури органа,
  • загађење животне средине,
  • без вежбања,
  • неодговарајућа дијета,
  • хронични стрес

Иако укљученонемамо утицај на генетске услове или факторе околине, али вреди водити рачуна о правилној телесној тежини, физичкој кондицији и правој дози опуштања.

Не заборавимо да је наше тело нека врста „система повезаних судова“, где се равнотежа целине састоји од правилног функционисања свих појединачних система.

Категорија:

Генетске болести