Гомеоста́з — стан рівноваги динамічного середовища, у якому відбуваються біологічні процеси. Здебільшого цей термін вживається в медицині та біології.

Негативний зворотний зв'язок при роботі з підтримання рівня цукру в крові. Рівна лінія - це заданий рівень глюкози, а синусова хвиля - коливання рівня глюкози.

Гомеостаз підтримується безперервною роботою систем органів кровообігу, дихання, травлення, виділення тощо, виділенням у кров біологічно активних хімічних речовин, які забезпечують взаємодію клітин і органів. Найважливіша роль у підтриманні гомеостазу належить нервовій системі, яка регулює діяльність органів і систем організму. Гомеостаз регулюється безпосередньо проміжним мозком.

Гомеостаз — відносна сталість складу та властивостей внутрішнього середовища біологічних систем різних рівнів організації.

В основі гомеостазу лежать динамічні процеси, оскільки сталість внутрішнього середовища безперервно порушується і так само постійно відновлюється.

Фізіологічні процеси в організмі і процеси підтримання гомеостазу знаходиться під контролем зворотного зв'язку (керований об'єкт у свою чергу, контролює об'єкт огляду, між ними існує взаємодія).

Гомеостаз — це система скоординованих реакцій, спрямованих на забезпечення, підтримання або відновлення сталості внутрішнього середовища організму.[1]

Організм як тварини, так і людини є відкритою системою, що досить сильно пов'язана з середовищем. Існує така властивість, як саморегуляція, для якої було запропоновано назву лат. «gomios stasis» — подібний стан. Гомеостаз — це постійність внутрішнього середовища і фізіологічних функцій організму (сталість хімічного складу та фізико-хімічних властивостей; він виражається наявністю низки стійких показників (констант), характеризує нормальний стан організму: температуру, тиск крові, кількість у крові речовин (Са, К, Na)).

ІсторіяРедагувати

Французький фізіолог XIX століття Клод Бернар (1813–1878) першим помітив, що всі вищі живі організми активно і постійно протидіють тому, щоби чинники зовнішнього середовища порушували ті умови, які необхідні для підтримки життєдіяльності організму.[2]

ОглядРедагувати

Метаболічні процеси всіх організмів можуть відбуватися лише у дуже специфічних фізичних та хімічних середовищах. Умови залежать від кожного організму і від того, чи відбуваються хімічні процеси всередині клітини або в інтерстиціальній рідині, що охоплює клітини. Найбільш відомими гомеостатичними механізмами у людини та інших ссавців є регулятори, які підтримують постійний склад позаклітинної рідини (або "внутрішнього середовища"), особливо щодо температури, рН, осмоляльності та концентрацій натрію, калію, глюкози, вуглекислого газу (діоксиду вуглецю) і кисню. Однак дуже багато інших гомеостатичних механізмів, що стосуються багатьох чинників фізіології людини, контролюють інші об'єкти в організмі. Там, де рівні змінних, є вищими або нижчими від необхідних, вони часто є з префіксами гіпер- та гіпо-, відповідно такими, як гіпертермія та гіпотермія або гіпертонія та гіпотензія. Циркадні зміни температури тіла, коливаються близько 37,5 °C з 10:00 до 18:00, і падають до 36,4 ° C від 2:00 до 6:00.

Якщо суб'єкт гомеостатично контролюється, це не означає, що його значення, обов'язково є абсолютно стійким для здоров'я. Наприклад, основна температура тіла

 
Коливання температури тіла людини впродовж доби

підтримується гомеостатичним механізмом з температурними давачами, серед іншого, гіпоталамусом мозку. Однак задана температура регулятора постійно скидається. Наприклад, основна температура тіла у людини змінюється протягом дня (тобто має циркадний ритм), до того-ж найнижчі температури виникають вночі, а найвищі вдень. Інші нормальні коливання температури обумовлюють ті, що стосуються менструального циклу. Уставка регулятора температури під час зараження скидається, щоби викликати жар. Організми здатні дещо пристосовуватися до різних умов, таких як зміни температури або рівня кисню на висоті, шляхом процесу акліматизації.

Гомеостаз регулює не кожну діяльність в організмі. Наприклад, сигнал (чи то через нейрони або гормони) від давача до ефектора, за потреби, дуже мінливий, щоби передати дані про напрямок і величину помилки, виявленої давачем. Подібним чином, відповідь ефектора повинна бути налаштована для зміни помилки  — адже вона мусить бути майже відповідною (але в зворотному напрямку) до помилки, яка загрожує внутрішньому середовищу. Наприклад, артеріальний кров'яний тиск у ссавців  підтримується гомеостатично і вимірюється рецепторами розтягування стінок дуги аорти та сонних пазух на початку внутрішніх сонних артерій. Давачі надсилають повідомлення по сенсорних нервах до довгастого мозку головного мозку із зазначенням того, чи знизився або підвищився артеріальний тиск, і на скільки. Потім довгастий мозок поширює повідомлення по рухових або еферентних нервах, що належать до вегетативної нервової системи, для широкого спектра ефекторних органів, діяльність яких внаслідок цього змінюється, щоби виправити відхилення артеріального тиску. Одним з ефекторних органів є серце, частота скорочень якого стимулюється до зростання (тахікардія) у разі падіння артеріального кров'яного тиску, або до сповільнення (брадикардія), коли тиск підвищується вище встановленого рівня. Таким чином, частота серцевих скорочень (для якої в організмі немає давача) підтримується не гомеостатично, але є однією з ефекторних реакцій на помилки артеріального кров'яного тиску. Ще один приклад — швидкість потовиділення. Це один з ефекторів гомеостатичного контролю температури тіла, а тому дуже змінюється залежно від теплового навантаження, яке загрожує розладнанням основної температури тіла, для чого в гіпоталамусі головного мозку є давач  — терморецептор.

Психологічний гомеостазРедагувати

Цей термін було введено В. Б. Кенноном 1932 року[джерело?], і позначає загальну схильність кожного організму відновлювати внутрішню рівновагу кожного разу, коли вона змінюється. Ці внутрішні дисбаланси, котрі можуть виникнути як на фізіологічному, так і на психологічному рівнях, називаються загальними потребами.

Таким чином, життя організму може бути визначене як постійний пошук узгодженості між його потребами і їх задоволенням. Кожна дія, спрямована на пошук такої рівноваги, в широкому сенсі є поведінкою.

БіосфераРедагувати

 
Пташки туляться одна до одної задля заощадження тепла

У гіпотезі ГеїДжеймс Лавлок зазначав, що вся маса живої речовини на Землі (або будь-якій планеті з життям) працює як величезний гомеостатичний суперорганізм, який активно пристосовує своє планетарне середовище для створення екологічних умов, потрібних для власного виживання. З його погляду, на всій планеті підтримується кілька гомеостазів (основний — температурний гомеостаз). Чи існує така система на Землі — залишається відкритим для обговорень. Однак деякі, відносно прості гомеостатичні механізми, загальноприйняті. Наприклад, іноді стверджується, що у разі підвищення рівня вуглекислого газу в атмосфері, деякі рослини можуть бути здатними рости краще і, таким чином, діяти так, щоби видаляти (споживати) більше вуглекислого газу з атмосфери. Однак потепління посилило посуху, зробивши воду фактичним обмежувальним чинником на суші. Коли сонячне світло рясне і температура атмосфери піднімається, стверджується, що фітопланктон поверхневих вод океану, діючи як глобальний поглинач сонячного світла, а отже, як давачі тепла, може процвітати і утворювати більше диметилсульфіду (DMS). Молекули DMS виконують роль ядер конденсації хмар, які утворюють більше хмарин, і, таким чином, збільшують атмосферне альбедо, а це сприяє зниженню температури атмосфери. Однак підвищення температури моря розшаровувало океани, та відокремлювало теплі, прогріті сонцем води від прохолодних, багатих на поживні речовини вод. Таким чином, поживні речовини стали обмежувальним чинником, а рівень планктону фактично впав за останні 50 років, а не підвищився. По мірі того, як вчені дізнаються більше про Землю, виявляється величезна кількість петель (контурів) позитивного та негативного зворотного зв'язку, які разом підтримують метастабільний стан (інколи в дуже широких межах) умов довкілля.

Див. такожРедагувати

ПриміткиРедагувати

  1. Біда О. А., Дерій С. І. та ін. Біологія: навчально-методичний посібник — 3-тє вид., — К.: Літера ЛТД, 2012. — 672 с. ISBN 978-966-178-133-6 (С.?)
  2. Д. Морман, Л. Хеллер, Физиология сердечно-сосудистой системы, Издательство «Питер», 2000, 256 с. (C.?)

ДжерелаРедагувати

ПосиланняРедагувати

  • Гомеостаз організму // Словник – довідник з екології : навч.-метод. посіб. / уклад. О. Г. Лановенко, О. О. Остапішина. — Херсон : ПП Вишемирський В.С., 2013. — С. 54.