Гомеостаз

Понятие Гомеостаз происходит от греческого и означает равенство. Он описывает процесс, который служит для поддержания баланса в динамических системах. Внутренняя среда в организме человека поддерживается гомеостазом. Примеры гомеостатических процессов - терморегуляция или регулирование уровня сахара в крови.

Что такое гомеостаз?

Все регуляторные процессы в организме стремятся к равновесию. Состояния равновесия являются основой многих функций органов и жизнеспособности всего организма. Гомеостаз в организме поддерживается такими механизмами, как контуры управления или дублирование. С помощью этих механизмов тело получает способность к саморегулированию.

Целью гомеостаза может быть поддержание равновесия в отдельной клетке, в кластерах клеток, в органе или во всем организме. Процессы обслуживания могут относиться к анатомическим структурам, химическим или физическим процессам или даже к математическим условиям, таким как количество клеток в определенной структуре.

Функция и задача

Во многих случаях гомеостаз поддерживается регулирующими системами с отрицательной обратной связью. Сначала определяется целевое значение. Это значение, которое гарантирует оптимальные условия для безопасности, выживания и благополучия. Датчик, например, гипофиза или гипоталамуса, сравнивает текущее значение с целевым значением. Если обнаруживается несоответствие между заданным значением и фактическим значением, запускается процесс регулирования. Обычно это заканчивается только тогда, когда исчезает расхождение между двумя значениями.

Примером такой системы отрицательной обратной связи является терморегуляция. Целевое значение температуры тела обычно составляет от 36,5 до 37 ° C. Текущая температура тела регистрируется так называемыми терморецепторами, которые расположены в гипоталамусе головного мозга. В случае отклонения от желаемой температуры гипоталамус может инициировать меры, которые приведут температуру в желаемом направлении. Это может вызвать изменения в кровеносных сосудах, вызывающие потоотделение или тремор. Гипоталамус также может побуждать людей одеваться теплее или холоднее или переходить с солнца в тень.

Подобные процессы гомеостаза существуют для многих функций организма. Когда уровень сахара в крови падает, относительно быстро возникает чувство голода; когда содержание соли в крови слишком велико, люди испытывают жажду.

Регуляция сна также основана на гомеостатическом процессе. Продолжительность и интенсивность сна регулируются, с одной стороны, циркадным ритмом, а с другой - гомеостатическим давлением сна. В определенной степени циркадный ритм отражает внутренние часы. Это гарантирует, что мы устаем примерно в одно и то же время каждый день. Однако гомеостатическое давление во сне зависит от предыдущего бодрствования. Чем дольше и интенсивнее фаза бодрствования, тем выше гомеостатическое давление сна.

Один из важнейших гомеостазов в организме человека - гомеостаз мозга. Чтобы среда в мозгу всегда находилась в равновесии, между кровообращением и центральной нервной системой существует барьер. Это называется гематоэнцефалическим барьером. Гематоэнцефалический барьер защищает мозг от патогенов, гормонов и токсинов. Вы не можете пройти этот фильтр. Другие вещества, такие как питательные вещества, могут преодолевать гематоэнцефалический барьер. Это поддерживает гомеостаз в головном мозге.

Болезни и недуги

Нарушение гомеостаза приводит к функциональным нарушениям отдельных органов или даже всего организма. Многие нарушения гомеостаза возникают в гипоталамусе. Если здесь возникают центральные нарушения, температура тела может постоянно быть слишком низкой или слишком высокой. Фазы лихорадки часто чередуются с периодами переохлаждения. Например, пострадавшие днем ​​мерзнут, а ночью так сильно потеют, что им приходится несколько раз менять постельное белье и постельное белье.

Ожирение и расстройства пищевого поведения также часто вызваны нарушением гомеостаза. Исследователи подозревают, что многие диеты негативно влияют на систему регулирования сытости и голода до тех пор, пока нормальное регулирование становится невозможным.

Нарушение гомеостаза сна вызывает бессонницу и трудности с засыпанием.В частности, алкоголь играет важную роль в нарушениях гомеостаза сна. Алкоголь повышает гомеостатическое давление сна, то есть увеличивается потребность во сне. Это сдвигает период сна, и сон становится не таким крепким, как обычно. Алкоголь, нарушая гомеостатическое давление, снижает качество сна.

Гомеостаз сахара в крови необходим для выживания. Гипогликемия приводит к снижению работоспособности мозга, судорогам, потоотделению и, в экстренных случаях, шоку. С другой стороны, гипогликемия проявляется сильной жаждой, более глубоким дыханием и последующей потерей сознания.

Нарушение гомеостаза сахара в крови также может привести к нарушению регуляции значения pH крови. Нормативный диапазон значения pH для человека составляет от 7,35 до 7,45. Вне этих значений гомеостаз нарушается. Более низкое значение pH называется ацидозом, а более высокое - алкалозом. Гомеостаз pH поддерживается почками и легкими. Если теперь накапливаются определенные продукты метаболизма или если экскреционная способность почек и легких ограничена, это может привести к закислению или повышению значений pH.

Также предполагается, что причиной болезни Паркинсона является нарушение гомеостаза. Нарушение гомеостаза ионизированного кальция, по-видимому, отрицательно влияет на выработку дофамина. При болезни Паркинсона из-за дефицита дофамина возникают характерные симптомы, такие как мышечная ригидность, мышечный тремор или постуральная нестабильность.

Если гомеостаз мозга не может поддерживаться из-за нарушения гематоэнцефалического барьера, развиваются такие заболевания, как менингит (воспаление мозговых оболочек) или энцефалит (воспаление головного мозга). Алкоголь, никотин и электромагнитные волны влияют на гематоэнцефалический барьер и повышают восприимчивость к неврологическим заболеваниям.