Хаpaктеристика, функции, примеры и механизмы поддержания гомеостаза
Содержание
- Особенности и роль гомеостаза
- Клеточный гомеостаз
- Примеры и механизмы гомеостаза
- Температура тела
- Концентрация глюкозы
- Уровни кальция
- Объем жидкости
Гомеостаз – любой саморегулирующийся процесс, с помощью которого биологические системы устремляются к поддержанию внутренней стабильности, приспосабливаясь к оптимальным для выживания условиям. Если гомеостаз успешен, то жизнь продолжается; в противном случае, произойдет бедствие или cмepть. Достигнутая стабильность фактически является динамическим равновесием, в котором происходят непрерывные изменения, но преобладают относительно однородные условия.
Особенности и роль гомеостаза
Любая система в динамическом равновесии желает достичь устойчивого состояния, баланса, который противостоит внешним изменениям. Когда такая система нарушена, встроенные регулирующие устройства реагируют на отклонения, чтобы установить новый баланс. Такой процесс является одним из элементов управления с обратной связью. Примерами гомеостатической регуляции являются все процессы интеграции и координации функций, опосредованные электрическими цепями и нервными или гормональными системами.
Другим примером гомеостатической регуляции в механической системе является действие регулятора комнатной температуры или термостата. Сердцем термостата является биметаллическая полоса, которая реагирует на изменения температуры, завершая или нарушая электрическую цепь. Когда помещение охлаждается, то контур завершается и включается обогрев, а температура поднимается. На заданном уровне цепь прерывается, печь останавливается, и температура падает.
Однако биологические системы, имеющие большую сложность, обладают регуляторами, которые сложно сравнивать с механическими устройствами.
Как отмечалось ранее, термин гомеостаз относится к поддержанию внутренней среды тела в узких и жестко контролируемых пределах. Основными функциями, важными для поддержания гомеостаза, являются баланс жидкости и электролита, регулирование кислотной среды, терморегуляция и метаболический контроль.
Контроль температура тела у людей считается отличным примером гомеостаза в биологической системе. Нормальная температура тела человека составляет около 37° C, но различные факторы могут влиять на этот показатель, включая гормоны, скорость метаболизма и болезни, приводящие к чрезмерно высоким или низким температурам. Регулирование температуры тела контролируется областью мозга, называемой Гипоталамус.
Обратная связь о температуре тела переносится через кровоток в мозг и приводит к компенсационным корректировкам в скорости дыхания, уровне сахара в крови и скорости метаболизма. Потеря тепла у людей обеспечивается уменьшением активности, потоотделением и механизмами теплообмена, которые позволяют большему количеству крови циркулировать вблизи поверхности кожи.
Снижение потерь тепла осуществляется за счет изоляции, уменьшения циркуляции на коже и культурных изменений, таких как использование одежды, жилья и сторонних источников тепла. Диапазон между высокими и низкими уровнями температуры тела составляет гомеостатическое плато – «нормальный» диапазон, который поддерживает жизнь. По мере приближения к любой из двух крайностей, корректирующее действие (через отрицательную обратную связь) возвращает систему в нормальный диапазон.
Концепция гомеостаза также применяется к экологическим условиям. Впервые предложенная американским экологом Робертом Макартуром в 1955 году идея, что гомеостаз в экосистемах является продуктом сочетания биоразнообразия и большого количества экологических взаимодействий, происходящих между видами.
Такое предположение считалось концепцией, которая могла бы помочь объяснить устойчивость экологической системы, то есть ее сохранение как определенного типа экосистемы с течением времени. С тех пор концепция несколько изменилась, и включила неживую составляющую экосистемы. Этот термин использовался многими экологами для описания взаимности, которая происходит между живыми и неживыми составляющими экосистемы для поддержания статус-кво.
Гипотеза Гeи – модель Земли, предложенная английским ученым Джеймсом Лавлоком, которая рассматривает различные живые и неживые составляющие, как компоненты более крупной системы или единого организма, делая предположение, что коллективные усилия отдельных организмов вносят вклад в гомеостаз на планетарном уровне.
Клеточный гомеостаз
Клетки зависят от среды тела, чтобы сохранять жизнеспособность и правильно функционировать. Гомеостаз поддерживает среду тела под контролем и сохраняет благоприятные условия для клеточных процессов. Без правильных условий тела определенные процессы (к примеру, осмос) и белки (к примеру, ферменты) не будут функционировать должным образом.
Почему гомеостаз важен для клеток? Живые клетки зависят от движения химических веществ вокруг них. Химические вещества, такие как кислород, углекислый газ и растворенная пища, необходимо трaнcпортировать в клетки и из них. Это осуществляется процессами диффузии и осмоса, зависящих от баланса воды и соли в теле, которые поддерживаются гомеостазом.
Клетки зависят от ферментов, чтобы ускорить многие химические реакции, поддерживающие жизнедеятельность и функциональность клеток. Эти ферменты работают лучше всего при определенных температурах, и поэтому снова гомеостаз жизненно важен для клеток, поскольку он поддерживает постоянную температуру тела.
Примеры и механизмы гомеостаза
Вот несколько основных примеров гомеостаза в теле человека, а также поддерживающие их механизмы:
Температура тела
Наиболее распространенным примером гомеостаза у людей является регулирование температуры тела. Нормальная температура тела, как мы писали выше составляет 37° C. Температура выше или ниже нормальных показателей может вызывать серьезные осложнения.
Мышечная недостаточность возникает при температуре 28° C. При 33° C происходит потеря сознания. При температуре 42° C центральная нервная система начинает разрушаться. Cмepть наступает при температуре 44° C. Тело контролирует температуру путем выработки или высвобождения избыточного тепла.
Концентрация глюкозы
Концентрация глюкозы относится к количеству глюкозы (сахара в крови), присутствующего в кровотоке. Организм использует глюкозу в качестве источника энергии, но ее избыток или недостаток может вызвать серьезные осложнения. Некоторые гормоны осуществляют регулирования концентрации глюкозы в крови. Инсулин снижает концентрацию глюкозы, в то время как кортизол, глюкагон и катехоламины увеличивают.
Уровни кальция
Кости и зубы содержат приблизительно 99% кальция в организме, в то время как оставшийся 1% циркулируют в крови. Слишком большое или недостаточное содержание кальция в крови имеют негативные последствия. Если уровень кальция в крови слишком сильно снижается, паращитовидные железы активируют свои рецепторы, чувствительные к кальцию, и высвобождают паратиреоидный гормон.
ПТГ сигнализирует костям он необходимости высвобождения кальция, чтобы увеличить его концентрацию в кровотоке. Если уровень кальция увеличивается слишком сильно, щитовидная железа высвобождает кальцитонин и фиксирует избыток кальция в костях, тем самым уменьшая количество кальция в крови.
Объем жидкости
Тело должно поддерживать постоянную внутреннюю среду, а это означает, что ему необходимо регулировать потерю или восполнение жидкости. Гормоны помогают регулировать этот баланс, вызывая экскрецию или удерживание жидкости. Если организму не хватает жидкости, антидиуретический гормон сигнализирует почкам о сохранении жидкости и уменьшает выход мочи. Если организм содержит слишком много жидкости, он подавляет альдостерон и сигнализирует о выделении большего количества мочи.
Земля кажется нам иногда огромным миром, но это всего лишь воображение. На самом деле наша планета просто песчинка в необъятной пустоте космоса. Но именно...
09 05 2024 18:12:30
Фобос и Деймос - два спутника Марса, обнаруженные в 1877 году, однако их происхождение по-прежнему вызывает споры среди ученых....
08 05 2024 12:34:25
Эстуарий - затопляемое воронкообразное устье реки, расширяющееся в сторону моря или океана. Эстуарий представляет собой переходную зону между речной и морской экосистемой, где образовывается уникальная смесь пресной и соленой воды....
07 05 2024 22:59:35
Биология человека охватывает широкий спектр предметов и может включать генетику, эволюцию, физиологию, анатомию, эпидемиологию, антропологию, экологию и питание....
06 05 2024 10:52:12
Евразия – единственный материк, омываемый водами 4-х океанов. Поэтому и количество проливов и заливов, относящихся к этому континенту, очень велико....
05 05 2024 9:52:17
Климатические и космические ресурсы прямо или косвенно влияют на жизнь планеты, а также набирают популярность в качестве альтернативных источников энергии....
04 05 2024 2:23:40
С сыром не так просто. Если уж строго придерживаться правил питания для кошки, то этим продуктом лучше не кормить вообще. Но сыр сыру рознь....
03 05 2024 4:15:26
Четвероногие, или наземные позвоночные (Tetrapoda) - надкласс позвоночных животных, который включает: амфибий, рептилий, птиц и млекопитающих....
02 05 2024 10:39:32
В статье представлена хаpaктеристика фауны различных типов леса, а также список некоторых лесных животных с кратким описанием и фото....
01 05 2024 20:43:47
Из-за большой протяженности территория страны хаpaктеризуется частой сменой ландшафта. Наблюдается широкое многообразие форм рельефа, однако, большая часть территории имеет равнинный хаpaктер....
30 04 2024 5:21:34
Средиземное море - большое море, которое расположен между Европой, Северной Африкой и Юго-Западной Азией. Его общая площадь составляет 2500000 км², а наиболее глубокая точка находится у побережья Греции, и составляет 5121 м....
29 04 2024 15:26:52
Моим домашним четвероногим другом является собачка по кличке – Дина. Она попала к нам в квартиру случайно....
28 04 2024 2:19:33
Одними из самых удивительных водных обитателей в мире являются рыбы из рода четырёхглазки. Эти рыбы обладают способностью видеть над и под поверхностью воды одновременно....
27 04 2024 11:33:36
Зима является большим испытанием для многих видов птиц. Им необходимо много пищи, чтобы согреться и пережить холода. В поисках пропитания кочующие птицы постоянно перемещаются с места на место....
26 04 2024 13:37:58
Полезные ископаемые – это ресурсы, содержащиеся в недрах нашей планеты. Добыть их нелегко, однако без них экономика человечества просто не может существовать....
25 04 2024 3:41:28
Расскажем о редких растениях, занесенных в региональную Красную книгу....
24 04 2024 3:18:39
К Дальневосточной реке Улье, в её дельте, где река впадает в Охотское море, в 1639 году подошел отряд казаков во главе с Иваном Москвитиным. Это были первые русские люди, ступившие на берег Тихого океана....
23 04 2024 8:45:43
Хотя эти животные маленькие по своему размеру, они играют важную роль в природе лесных экосистемах....
22 04 2024 21:12:42
В научной литературе очаг землетрясения называют гипоцентром. Важно не путать его с эпицентром. Гипоцентр находится глубоко под землей, а эпицентр – это его проекция на земную поверхность....
21 04 2024 5:58:16
Долгое время астрономы полагали, что орбиты небесных тел – это окружности. Однако Иоганн Кеплер установил, что на самом деле планеты, в том числе Земля, двигаются по эллиптической траектории, причем Солнце находится в одном из фокусов этого эллипса....
20 04 2024 11:53:36
В этой статье, вы узнаете об 11 основных жертвах глобального потепления среди животного мира, начиная от императорского пингвина до белого медведя....
19 04 2024 4:10:16
Хрящевые рыбы (Chondrichthyes) - класс рыб, в состав которого входят акулы, скаты и химеры. Члeны этой группы являются крупнейшими и наиболее грозные морскими......
18 04 2024 22:44:18
Каждый человек, которому нравится любоваться родной природой мечтает встретить рассвет. Его можно лицезреть неоднократно, и каждый раз он выглядит по-разному....
17 04 2024 18:40:59
Бесхвостые (Anura) - один из трех отрядов земноводных, два остальных безногие (червяги) и хвостатые земноводные (тритоны и саламaндры)....
16 04 2024 17:58:50
Пищеварительная система человека включает в себя желудочно-кишечный тpaкт и другие вспомогательные органы, такие как печень, кишечник, железы, рот, желудок, желчный пузырь....
15 04 2024 7:32:28
Здесь представлен краткий обзор 10-ти крупнейших африканских стран в порядке возрастания площади с кратким описанием и расположением на карте Африки....
14 04 2024 21:32:11
Наступила зима! С ее приходом произошли кругом большие преобразования. Особенно стали неузнаваемые деревья....
13 04 2024 18:45:58
Фауна Московской области представлена в основном лесными животными. Здесь обитают более 500 видов насекомых, порядка 70 видов млекопитающих, 11 видов рептилий и 6 видов амфибий, а также не менее 40 видов рыб и около 300 видов птиц....
12 04 2024 17:45:15
Русская весна – это прекрасное время года, прежде всего перемен и обновлений. Благодаря цветению, вся природа становится разноцветной, а воздух ароматным....
11 04 2024 1:20:26
Пятнистый окрас ‒ один из самых распространённых у кошек, особенно беспородных. Однако он допускается и в стандартах многих пород, а в некоторых даже является одним из породообразующих признаков....
10 04 2024 11:20:49
Ночью, в чаще деревьев, можно услышать крики пролетающей совы, преследовавшей какого-то грызуна. А так же, если повезет, то можно увидеть летучую мышь, на тропинках столкнуться с бегущим ежом....
09 04 2024 10:34:14
Физика – это наука, изучающая законы природы, причем на наиболее глубоком уровне. Не случайно большинство величин, которые вообще хаpaктеризуют окружающие нас предметы (их масса, длина, температура), называют именно физическими величинами....
08 04 2024 9:29:37
Конечно же март и апрель хороши по-своему, но все же не сравнимы с маем. Преобразования в природе, происходящие в этом месяце, извещают о том, что скоро наступит жаркое лето....
07 04 2024 19:37:10
Когда ребенок видит дождь, на улице, на картинке или в мультике, у него может возникнуть вопрос: Почему идет дождь? Откуда он берется в облаках? Как образуется? Почему падает с неба?...
06 04 2024 15:46:30
Нервная система - одна из важнейших систем человеческого организма, которая передает информацию от одной части тела к другой. Именно благодаря этой системе мы можем осуществлять и координировать наши движения и действия....
05 04 2024 18:12:43
Итак, почему белые медведи, которые живут в белоснежном мире, имеют белый мех? Верьте или нет, шерсть у них на самом деле не белая!...
04 04 2024 22:51:56
Знаете ли вы, что в Йеллоустонском национальном парке есть супервулкан? Возможно, вы слышали, что извержение может произойти гораздо раньше, чем......
03 04 2024 4:11:50
Северная Америка лежит в широтах от арктических до субэкваториальных. На побережье климат морской, а вглубь материка – континентальный....
02 04 2024 17:19:53
Аусси, или австралийская овчарка - порода собак известна своей физической выносливостью и высокими умственными способностями....
01 04 2024 18:47:17
Значительная часть активных вулканов России расположена на Курилах и Камчатке. Регулярно образуются новые потенциально опасные точки, а крупные активные вулканы не перестают извергаться. В этой статье представлен список, краткое описание и фото десяти наиболее опасных действующих вулканов России....
31 03 2024 5:22:15
Триасовый период был первым периодом мезозойской эры и длился около 51 млн лет....
30 03 2024 7:10:10
Проснувшись рано утром, на удивление всем, произошли большие перемены в городе. Стоило выглянуть в окно, как все оказалось в снегу. Значит наступила зима....
29 03 2024 11:57:32
Растения можно подразделять по высоте, нежности стeбля, ветвей и особенностям жизненного цикла. На основе этих признаков, большинство растений принято делить на 3-ри большие группы: деревья, кустарники и травы....
28 03 2024 16:29:24
Воды суши могут быть разделены подземные воды и воды поверхностные. На подземные воды приходится примерно 1,7%% всей гидросферы, то есть половина вод суши....
27 03 2024 3:57:50
Биосфера (от греческого bios - жизнь, sphaira - сфера) - оболочка планеты Земля, в которой присутствует жизнь. Развитие термина «биосфера» связано с......
26 03 2024 14:42:38
После долгой и морозной зимы все ждут прихода весны. Потому что именно в это время года пробуждается природа, рождаются новые надежды, верится, что все должно сложиться наилучшим образом....
25 03 2024 23:26:46
Картина «Лесное озеро», не считается особо популярной, как например, «Золотая роща», но она нравится многим ценителям живописи и поклонникам искусства Левитана....
24 03 2024 7:33:29
Белая кошка, особенно в роскошной шубке, прекрасна ‒ она так похожа на пышное облачко, неспешно плывущее по небу. Неудивительно, что многие поклонники кошек мечтают завести любимицу ‒ белоснежку....
23 03 2024 3:58:39
В этой статье мы не только рассмотрим круговорот азота в природе, но и поделимся некоторыми фактами об этом элементе!...
22 03 2024 3:39:39
Выбор имени – одна из сложных задач, встающих перед хозяевами. И если вы всё ещё раздумываете о том, как назвать крысу – дeвoчку, то эта статья специально для вас....
21 03 2024 17:53:10
Еще:
Знания -1 :: Знания -2 :: Знания -3 :: Знания -4 :: Знания -5 :: Знания -6 :: Знания -7 :: Знания -8 :: Знания -9 ::
Размножение и развитие животных (3 класс, окружающий мир)
Природные зоны России — карта, названия, географическая хаpaктеристика и таблица
Русско-японская война 1904-1905 гг кратко даты и события в таблице
Стадии антропогенеза в таблице (11 класс, биология)
Самая краткая биография Андерсена
Природные зоны таблица(7 класс) по географии
Основные природные зоны Канады
Богатство (обществознание, 5 класс)
Самые большие равнины на территории России: названия, карта, границы, климат и фото
Ганс Христиан Андерсен биография кратко для детей и интересные факты
Teaching approaches: The grammartranslation method
Взаимоотношения между организмами – примеры, хаpaктеристика и таблица
Модификационная изменчивость – значение в жизни организма, примеры и особенности
Таблица “Природные зоны климатических поясов”, особенности климата мира
Внутреннее строение млекопитающих – таблица кратко
Разряды местоимений- таблица видов с примерами в русском языке
Местоимения 3 лица в русском языке, единственного и множественного числа
Самая краткая биография Грига
Страны Азии и их столицы – список и таблица
Булат Окуджава биография, кратко о творчестве и личной жизни
Какие бывают природные зоны, их основные особенности
Природные зоны таблица(7 класс) по географии
Лица глаголов, как определить – таблица для 1, 2, 3 лица в русском языке
Непроизводные и производные междометия, таблица с примерами
Самая краткая биография Марко Поло
Морфологический разбор причастия – примеры морфемного разбора слова по составу
Предлоги места в английском языке в таблице (4 класс)
Спряжения глаголов – как определить, таблица 1 и 2 спряжения в русском языке, правило и исключения
Природная зона Санкт-Петербурга – в какой находится