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.
Африканский бородавочник (Phacochoerus africanus) - дикий представитель семейства свиньи (Suidae), обитающий на пастбищах, саваннах и редколесье Африканского континента к югу от Сахары....
08 05 2024 5:18:47
Наряду с паучками, мирно поедающими мух и мошек на окне, существуют виды, от которых лучше держатся подальше. Представляем вам ТОП 10 самых ядовитых и опасных пауков в мире....
07 05 2024 11:12:12
Палеозойская эра началась непосредственно после неопротерозоя (1 млрд - 542 млн лет назад), а затем сменилась мезозойской эрой (252-66 млн лет назад)....
06 05 2024 10:58:21
Давайте подробнее рассмотрим процесс прорастания семян, его этапы, условия и факторы необходимые для его осуществления....
05 05 2024 7:22:50
Maндаринка, также известная, как мaндаринская утка, или китайская утка (Aix galericulata) - некрупная птица из семейства утиные (Anatidae), родом из Восточной Азии....
04 05 2024 16:13:53
Полиэтиленовые пакеты не подлежат биологическому разложению. Они вылетают из мусоровозов и свалок, а затем загрязняют окружающую среду....
03 05 2024 3:16:13
Жирафы являются одним из самых удивительных животных Африки. Язык жирафа - это та часть тела, о которой вам известно меньше всего. Как и шея, язык жирафов достаточно длинный - от 45 до 50 см в длину....
02 05 2024 18:24:17
Длиннохвостая кошка или маргай (Leopardus geoffroyi) - вид маленькой дикой кошки из Центральной Южной Америки. Принадлежит к роду тигровые кошки (Leopardus)....
01 05 2024 21:49:25
Атлантика — одно из самых динамичных мест в мировом океане. Именно здесь проходят такие глобальные течения как Гольфстрим, Гвинейское течение, Северное Пассатное течение и другие....
30 04 2024 5:24:20
Земля – это дом для каждого человека. Но также на ней обитают животные, растения, бактерии. От благополучия Земли зависит качество нашей жизни, поэтому важно заботиться о родной планете....
29 04 2024 1:30:17
Видите перед вами жвачку, чернила в ручке, стол, пластиковые окна, стены, еда? Думаете, что постаралось для нашего благополучия, хотите, открою секрет? Химия, она самая!...
28 04 2024 16:33:59
Большое количество разнообразных представителей животного мира настолько эволюционировали в своем развитии, что пустыня давно стала для них прекрасным местом существования....
27 04 2024 17:27:22
ОТВЕТ: Большинство видов птиц летают со скоростью около 30-50 км в час. Если птица находятся в опасности или охотится, то скорость полета может......
26 04 2024 3:22:32
Растительный и животный мир Украины формировался на протяжении длительных геологических эпох и прошел многие этапы развития до того, как приобрел современный вид....
25 04 2024 16:26:45
Осенью чаще встречаются пасмурные деньки. В ненастную погоду, вой ветра сочетается с монотонной баpaбанной дробью капелек дождя....
24 04 2024 10:29:24
На нашей планете обитают миллионы видов живых организмов, но знаете ли вы, что они разделены на отдельные царства? Некоторые, например животные и растения, видны невооруженным глазом; но другие, такие как бактерии, можно увидеть только под микроскопом....
23 04 2024 2:53:27
Стоит отметить, что почти все глубочайшие впадины континентов залиты водой и образуют озера....
22 04 2024 8:37:48
Основное свойство географического процесса – его протяженность во времени, при этом он часто может быть не заметен для человека. В качестве примера можно привести движение материков (тектонические процессы), горообразование и эрозия пород, таяние или нарастание льдов на полюсах планеты....
21 04 2024 16:30:21
Три главных персонажа, известные из мультфильма «Ледниковый период» и его сиквелов, основаны на образе животных, которые действительно жили в ледниковый период....
20 04 2024 16:43:22
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....
19 04 2024 13:40:54
Вирусы являются внутриклеточными облигатными паразитами, а это означает, что они не могут реплицировать или передавать свои гены без помощи живой клетки....
18 04 2024 8:21:35
Леса составляют чуть больше 45% от площади России, и почти четверть от общей площади лесов мира. В европейской части страны их намного меньше, чем в азиатской. Чаще всего встречаются такие лесообразующие породы деревьев, как ель, лиственница, сосна, кедр, дуб, клен и граб....
17 04 2024 20:51:33
До настоящего времени ученые обнаружили, назвали и описали около 1,2 миллионов видов животных. Считается, что сегодня на нашей планете может существовать от 2 до 50 миллионов других, неизвестных человеку видов....
16 04 2024 1:26:56
Здесь представлены различные географические карты Мирового океана: физическая, контурная, а также карты течений и рельефа дна океанов Земли....
15 04 2024 20:24:30
Тихий океан – наибольший среди всех океан площадью 178,7 млн км². Для сравнения – это пpaктически ½ Мирового океана, и более чем ⅓ поверхности планеты. Включает в себя 25 морей, омывает 50 стран, а это половина населения Земли....
14 04 2024 2:22:19
Подборка красивых имен (кличек) на любой вкус от А до Я для ваших любимых котов и кошек. Выбор имени для котика или кошечки - это весьма ответственная задача, которую вы с легкость сможете разрешить благодаря нашей подборки кошачьих имен расположенных в алфавитном порядке....
13 04 2024 18:43:12
Тропические леса - это леса которые растут в тропических и субтропических регионах. Тропические леса занимают около шести процентов поверхности суши Земли....
12 04 2024 19:11:10
Когда у вас есть домашняя крыса, трудно понять, подходит для нее та или иная пища. В этой статье мы дадим ответ на вопрос о клубнике для крыс, а также предоставим множество другой информации, которая будет вам полезна....
11 04 2024 11:22:23
В этой статье, вы откроете для себя 10 основных фактов о беспозвоночных животных, начиная от хаpaктеристик анатомии до социального поведения....
10 04 2024 4:53:10
В этой статье, вы откроете для себя 10 интересных фактов о приматах - широко распространенной группе животных, включающей в себя обезьян, лемуров, долгопятов и людей....
09 04 2024 23:40:51
Природные ресурсы – это комплекс объектов природы (как живой, так и неживой), которые используются человеком и обществом для удовлетворения своих материальных и нематериальных потребностей....
08 04 2024 21:15:29
Динозавры (Dinosauria) - обширная и разнородная группа наземных животных, впервые появившаяся в течение триасового периода....
07 04 2024 10:39:35
Клубника не ядовита и не опасна для кошек. Однако, в то время как одна клубника в качестве лакомства время от времени безопасна для здоровья вашей кошки, кормить питомца клубникой в больших количествах не рекомендуется....
06 04 2024 11:37:38
Зона отчуждения ЧАЭС – это не безжизненная пустыня. Кого-то может удивить тот факт, что в 30 км вокруг Припяти и АЭС обитает огромное количество животных и кажется, что жизнь здесь кипит вовсю....
05 04 2024 4:13:19
Есть два материка, которые делятся экватором на две неравные части. Это Южная Америка и Африка....
04 04 2024 23:53:57
ОТВЕТ: По словам исследователя Джона Хатчинсона из Королевского ветеринарного колледжа в Великобритании, слоны способны передвигать с максимальной скоростью......
03 04 2024 10:36:14
Италия находится на материке Евразия. Она занимает территорию Апеннинского полуострова, а потому относится к Южной Европе....
02 04 2024 5:56:41
Расскажем о некоторых распространенных в России видах лекарственных растений подробнее....
01 04 2024 15:30:13
В морозный денек можно сидеть возле окна и рассматривать невероятные узоры. Одни из них похожи на сосновые веточки, другие на снежинки....
31 03 2024 23:35:50
Северный Ледовитый океан в разы меньше любого другого океана Земли. Однако всё же есть несколько достаточно крупных рек, которые относятся к его бассейну....
30 03 2024 7:31:37
Континентом называют один из основных массивов суши на Земле. Тем не менее, в любой принятой модели, Австралия всегда считается континентом, а Гренландия нет....
29 03 2024 6:22:46
Перед нами картина художника Александра Михайловича Герасимова «После дождя». Хотя она была написана за короткое время, примерно за три часа, все же стала удачной работой живописца. Он ее считал своей любимой картиной....
28 03 2024 1:15:10
Стихотворение «Туча» принадлежит поздней лирике автора. Появилось в 1835 году. В тот период Александр Сергеевич уже отошел от романтических традиций и восторженной пейзажной лирики....
27 03 2024 11:27:18
ОТВЕТ: Киви - нелетающие птицы, которые являются родными для Новой Зеландии....
26 03 2024 14:12:54
Список и краткое описание основных заливов и проливов, омывающих берега Африканского континента....
25 03 2024 4:37:53
ОТВЕТ: Черные пантеры встречаются во многих частях света. Они не относятся к конкретному виду. Черными пантерами называют представителей больших кошек......
24 03 2024 6:17:27
ОТВЕТ: Средняя глубина Бразильского участка реки Амaзoнки составляет примерно 50 метров, а максимальная глубина достигает около......
23 03 2024 2:40:30
На климат Тихого океана влияют океанические течения, муссонные и постоянные ветры. Средняя температура воды в океане равна +19ºС, на севере +8ºС, а рядом с Антарктидой - 0ºС....
22 03 2024 19:57:27
Острохохлая синица (Baeolophus bicolor) — небольшая певчая птичка семейства синицевые (Paridae), родом из Северной Америки....
21 03 2024 22:19:29
Рассмотрим явления неживой и живой природы в зависимости от сезона года, а также познакомимся с некоторыми удивительными явлениями, которые случаются довольно редко....
20 03 2024 4:24:26
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
Стадии антропогенеза в таблице (11 класс, биология)
Русско-японская война 1904-1905 гг кратко даты и события в таблице
Самая краткая биография Андерсена
Основные природные зоны Канады
Природные зоны таблица(7 класс) по географии
Ганс Христиан Андерсен биография кратко для детей и интересные факты
Богатство (обществознание, 5 класс)
Самые большие равнины на территории России: названия, карта, границы, климат и фото
Педагогическая психология
Разряды местоимений- таблица видов с примерами в русском языке
Лица глаголов, как определить – таблица для 1, 2, 3 лица в русском языке
Модификационная изменчивость – значение в жизни организма, примеры и особенности
Самая краткая биография Грига
Местоимения 3 лица в русском языке, единственного и множественного числа
Какие бывают природные зоны, их основные особенности
Природные зоны таблица(7 класс) по географии
Внутреннее строение млекопитающих – таблица кратко
Морфологический разбор причастия – примеры морфемного разбора слова по составу
Таблица “Природные зоны климатических поясов”, особенности климата мира
Строение глаза и функции его частей в таблице
Предлоги места в английском языке в таблице (4 класс)
Спряжения глаголов – как определить, таблица 1 и 2 спряжения в русском языке, правило и исключения
Непроизводные и производные междометия, таблица с примерами
Самая краткая биография Марко Поло
Витамины (таблица по биологии, 8 класс)
Страны Азии и их столицы – список и таблица
Склонение числительных по падежам – таблица особенностей и примеров онлайн
Причастие и деепричастие – отличия