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.
Реки – это особые водоемы, в которых вода течет в одном направлении. Но откуда берется вода, наполняющая реки, и куда она течет?...
18 04 2024 13:41:48
За тысячи лет существовала масса теорий объясняющих раздвоенный язык змей. Аристотель рассуждал, что он необходим для усиления вкусовых ощущений животного....
17 04 2024 9:22:17
В этой статье мы дадим вам представление о причинах опустынивания, его последствиях и о том, что мы можем сделать для решения этой проблемы....
16 04 2024 7:53:40
Независимо от того, является ли большая порода подходящей для вас, вы все равно можете узнать больше информации об этих огромных красавцах. Вот некоторые из крупнейших и самых популярных пород собак в мире....
15 04 2024 13:36:46
Холоднокровные животные не могут самостоятельно регулировать внутреннее тепло, поэтому температура их тела не постоянна и меняется в зависимости от условий окружающей среды....
14 04 2024 2:49:34
Сумчатые (Marsupialia) представляют собой группу (инфpaкласс) млекопитающих. Как и большинство других видов млекопитающих производят на свет живых детенышей, но только на ранней стадии развития....
13 04 2024 0:39:30
ОТВЕТ: Науке известно более 1 млн видов насекомых и пpaктически все они появляются на свет из......
12 04 2024 19:44:18
Начало осени всегда радует яркими красками листвы, пожелтелой травы и пока еще теплым солнцем. Но на смену этой погоды приходит пасмурная пора....
11 04 2024 12:57:58
Самыми крупными объектами в Солнечной системе, за исключением самого Солнца, являются планеты. Долгое время у астрономов продолжались споры о точном определении термина «планета»....
10 04 2024 19:23:33
Термин геоморфология в своем базовом определении - это изучение физических свойств Земли и процессов, при которых формируются эти особенности....
09 04 2024 1:56:27
При первоначальном взгляде на пейзаж, сразу же внимание сосредотачивается на воде. Ее здесь кажется очень много, так как небо сливаясь с разлившейся рекой, напоминает нам единое синее полотно....
08 04 2024 4:55:37
Социально-экономическая география, также известная как общественная география – это научная дисциплина, которая изучает законы организации общества и экономики применительно к их территориальному расположению....
07 04 2024 9:15:33
По своей природе собаки игривы, и они нередко гоняются за всем, что движется, в том числе и за своим хвостом. Однако такое поведение может сигнализировать о проблеме, если становиться навязчивым, приводит к травме или нарушает повседневную жизнь вашей собаки....
06 04 2024 4:55:36
ОТВЕТ: Снежный барс, или ирбис может развивать довольно приличную скорость бега (около 64 км в час) на короткие дистанции....
05 04 2024 8:13:11
Трудно поверить, но есть явления природы, которые ученые до сих пор не могут объяснить....
04 04 2024 8:26:59
Пищевая цепь - это последовательность того, кто кого ест в биологическом сообществе для получения питательных веществ и энергии, поддерживающих жизнедеятельность....
03 04 2024 14:25:36
Кариокинез определяется как деление ядра во время М-фазы клеточного цикла до начала деления цитоплазмы. Цитокинез, с другой стороны, определяется как деление цитоплазмы во время М-фазы клеточного цикла....
02 04 2024 4:27:57
Ягуар (Panthera onca) — крупное хищное млекопитающее семейства кошачьи, а также единственный представитель рода пантер в Северной и Южной Америке....
01 04 2024 13:39:52
Комменсализм - это тип отношений между двумя живыми организмами, в которых один организм получает выгоду от другого, не навредив ему, но и не принося пользы....
31 03 2024 5:27:29
Большинство людей недолюбливают этих многоглазых и многоногих существ и стараются держаться от них подальше. Но есть среди паукообразных такие, которыми невольно залюбуешься, и даже может возникнуть желание некоторых из них погладить....
30 03 2024 7:56:41
Семён Иванович Дежнёв является известным землепроходцем, мореходом и исследователем Сибири. Родился Семён в Великом Устюге примерно в 1605 году....
29 03 2024 9:39:43
Эра Великих географических открытий давно завершилась, и на мировой карте, казалось бы, не осталось ни одного «белого пятна». Однако это не значит, что ученые-географы остались без работы....
28 03 2024 12:38:33
Огамия - тип анизогамии (гетерогамии) - форма пoлoвoго размножения, при которой женская гамета значительно больше, чем мужская гамета, и является не подвижной....
27 03 2024 5:39:49
Москва-столица России, административный центр Центрального федерального округа и центр Московской области. Популярный туристический город был основан в 1147 году на берегах Москвы-реки, князем Юрием Долгоруким....
26 03 2024 8:42:35
Кабарга - парнокопытное млекопитающее небольшого размера из семейства кабарговые....
25 03 2024 4:11:52
Гепарды одни из самых быстрых, грациозных и мускулистых хищных кошек в мире. Исключительные представители в своем роде. Проживают в основном в центре и на юге Африки, а также могут обитать на Ближнем Востоке....
24 03 2024 3:37:58
ОТВЕТ: Россия расположена как в Европе, так и в Азии. Европейская часть России отделяется от азиатской части Уральскими горами....
23 03 2024 22:14:20
Половину территории суши Земли делят между собой десять крупнейших государств, а в двух странах - в Китае и Индии проживает более 35% всего населения планеты....
22 03 2024 2:28:59
При пoлoвoм размножении два родителя передают гены своему потомству, что приводит сочетанию унаследованных черт. Эти гены передаются через процесс, называемый оплодотворением....
21 03 2024 10:30:55
Во время извержения вулкана из него выходит огромное количество разнообразных веществ. Основной продукт извержения – это магма. Так называют жидкий расплав горных пород, находящийся в нижних слоях земной коры и в верхней части мантии....
20 03 2024 11:14:22
Обычно после жарких деньков бывает грозовой дождь. И вот на небе появляются серые тучи, которые прячут за собой солнце. Издалека слышатся раскаты грома....
19 03 2024 8:26:51
Данная подборка картинок о природе включает изображения дня и ночи; времен года; природных явлений; деревьев, травы и цветов; гор и вулканов; людей, птиц, насекомых, рыб и др....
18 03 2024 0:51:32
В этой статье представлены 10 пород собак разных размеров, которые лучше всего подходят для содержания в квартире. Кроме того, за ними легко ухаживать и они не слишком шумные....
17 03 2024 3:45:36
Весна наступает очень осторожно. Вначале ее приметы едва заметны: удлиняется день, небо становится гoлyбым, солнце появляется чаще, все больше согревая все вокруг, на дорожках блестят лужицы, на крышах висят сосульки, которые в обеденное время начинают таять и звенеть звонкой капелью....
16 03 2024 21:49:22
Аральское море когда-то было четвертым по величине озером в мире и каждый год обеспечивала экономику региона тысячами тонн рыбы....
15 03 2024 15:24:58
ОТВЕТ: Белые медведи спят на открытом грунте, выкапывая ямы в гравии или песке на береговой линии, а также неглубоких снежных участках или под защитой горных хребтов....
14 03 2024 19:33:34
Растительный мир России богат и разнообразен, он насчитывает несколько десятков тысяч видов. Особое место в нем занимают ядовитые растения, таящие в себе порой cмepтельную опасность....
13 03 2024 18:39:54
Хатико - собака породы акита-ину известная пpaктически всем в Японии. История о ней является самой популярной из всех реальных историй о собаках, и передается из поколения в поколение, а также встречается в книгах, фильмах и телевизионных драмах....
12 03 2024 19:48:47
Такие явления, как извержения вулканов и землетрясения, имеют много общих черт. Во-первых, они часто сопутствуют друг другу. Есть даже специальный термин – вулканическое землетрясение....
11 03 2024 15:37:39
Здесь представлен список пяти основных пустынь континента с кратким описанием и фото. Также, в конце статьи вы можете ознакомится с расположением этих пустынь на карте Африки....
10 03 2024 11:28:18
Paкообразные (Crustacea) - подтип члeнистоногих, который включает в себя следующие наиболее известных животных: крабов, омаров, креветок, криль, paков, мокриц и усоногих....
09 03 2024 23:41:52
Хотя Солнце часто кажется желтым и меняет цвет на восходе и закате, на самом деле оно белое....
08 03 2024 14:13:29
В этой статье вы ознакомитесь с десяткой самых больших пород кошек в мире....
07 03 2024 11:35:57
Глубоководные рыбы - любые виды костных рыб (Osteichthyes), которые обитают на экстремальных глубинах океана, обычно более 600 м и даже до 8 370 м....
06 03 2024 10:35:18
Почва – это особое вещество с точки зрения естествознания. Почему его называют природным телом?...
05 03 2024 13:27:41
Хотя бактерии и вирусы могут иметь некоторые общие хаpaктеристики, они также очень разные....
04 03 2024 11:53:53
Балинезийская кошка представляет собой породу домашних кошек, которая произошла от сиамских кошек. Балинез - это семейная кошка, которая обожает внимание....
03 03 2024 11:59:29
Полосатый варан (Varanus salvator) - большая ящерица, принадлежащая к роду вараны (Varanus), обитающая на территории Южной и Юго-Восточной Азии....
02 03 2024 17:50:36
Облака плавают по небу, потому что они менее плотные, чем воздух, но, оказывается, они довольно тяжелые. Сколько же они весят? Облако среднего размера весит около......
01 03 2024 12:11:41
В этой статье представлен список и краткая хаpaктеристика четырех крупнейших планет в Солнечной системе....
29 02 2024 5:13:15
Еще:
Знания -1 :: Знания -2 :: Знания -3 :: Знания -4 :: Знания -5 :: Знания -6 :: Знания -7 :: Знания -8 :: Знания -9 ::
Агния Барто биография для детей (3 класс) кратко
Морфологический разбор причастия – примеры морфемного разбора слова по составу
Природные зоны таблица(7 класс) по географии
Размножение и развитие животных (3 класс, окружающий мир)
Этапы антропогенеза – основные в таблице (9 класс, биология)
Местоимения 3 лица в русском языке, единственного и множественного числа
Строение глаза и функции его частей в таблице
Взаимоотношения между организмами – примеры, хаpaктеристика и таблица
Самая краткая биография Андерсена
Лица глаголов, как определить – таблица для 1, 2, 3 лица в русском языке
Спряжения глаголов – как определить, таблица 1 и 2 спряжения в русском языке, правило и исключения
Природные зоны России — карта, названия, географическая хаpaктеристика и таблица
Краткая биография Пастернака Бориса Леонидовича интересное о творчестве писателя
Природные зоны таблица(7 класс) по географии
Исследователи Северной Америки – история открытия и исследования
Русско-японская война 1904-1905 гг кратко даты и события в таблице
Витамины (таблица по биологии, 8 класс)
Внутреннее строение млекопитающих – таблица кратко
Самая краткая биография Грига
Анализаторы человека в таблице, центральные отделы органов чувств
Самая краткая биография Гайдара
Краткая биография Суворова, рассказ о полководце Александре Васильевиче для детей всех классов
Робер Кампен (Robert Campin) краткая биография художника
Какие бывают природные зоны, их основные особенности
Богатство (обществознание, 5 класс)
Строение и функции кожи человека в таблице
Сходство и различие между митозом и мейозом
Самая краткая биография Марко Поло
Как подчеркивается местоимение в предложении – выделение местоимений
Виды тканей растений (Биология) и их функции, таблица для 6 класса
Путешествие по Москве (2 класс, окружающий мир)
Истории различных видов трaнcпорта (2 класс, окружающий мир)
Железы внутренней секреции человека в таблице
Отряды млекопитающих – таблица (7 класс)
Слитное, дефисное и раздельное написание наречий – правила
Разряды местоимений- таблица видов с примерами в русском языке
Реки Зарубежной Европы – крупные и самые длинные судоходные реки на карте
Природные зоны таблица(7 класс) по географии
Модификационная изменчивость – значение в жизни организма, примеры и особенности
Предлоги места в английском языке в таблице (4 класс)
Красота гор, самые высокие горы (доклад 2 класс, окружающий мир)
Самые большие равнины на территории России: названия, карта, границы, климат и фото
Самая краткая биография Марка Твена
Какой климат в Северной Америке? Описание, типы, карта и таблица
Основные природные зоны Канады