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.
Белый медведь (Ursus maritimus) – крупный вид медведя, населяющий ледовые поля Северного Ледовитого океана....
09 05 2024 11:14:33
Холоднокровные животные не могут самостоятельно регулировать внутреннее тепло, поэтому температура их тела не постоянна и меняется в зависимости от условий окружающей среды....
08 05 2024 2:14:44
Здесь представлена подборка географических карт материка Северная Америка на русском языке и в высоком разрешении....
07 05 2024 11:20:25
Самые редко встречающиеся птицы в мире обычно встречаются в изолированных районах: на южных и северных островах, в глубинах тропиков и других территориях. Среда их обитания существенно ограничена, а численность некоторых видов редких птиц может составлять всего лишь несколько десятков или сотен особей....
06 05 2024 23:16:37
Африка является домом для огромного количества животных, включая и опасных для жизни человека - ядовитых змей....
05 05 2024 21:23:35
Все школьники ждут очередных каникул, когда не надо учить уроки, а можно много гулять на улице, и спать сколько захочется. Вот наконец, в последние дни марта наступили весенние каникулы....
04 05 2024 1:34:48
Климат имеет большое значение в жизни человека и развитии нашей цивилизации. Много видов хозяйственной деятельности человека связано с использованием климата себе во благо либо с защитой от его негативного воздействия....
03 05 2024 20:50:55
Одними из самых загадочных и пугающих представителей животного царства являются пауки, внешне очень напоминающие насекомых. Но кто же они на самом деле? Давайте разберемся вместе....
02 05 2024 22:48:23
Данакиль усеян лавовыми озерами, которые пузырятся внутри вулканического кратера Даллол, а горячие источники и гидротермальные бассейны проникают в воздух с отчетливым запахом серы или тухлых яиц....
01 05 2024 1:40:10
Что же представляет собой эмблема Ferrari и какое животное на ней изображено?...
30 04 2024 3:22:47
В пустынях, расположенных вблизи экватора, показания термометра могут превышать 50 и даже 60°С. Какие же пустыни можно считать самыми жаркими на нашей планете?...
29 04 2024 4:29:37
Помимо твердых ледников есть ещё водяной пар, находящийся в атмосфере. На его долю приходится только 0,001%% всей воды на Земле, однако значение водяного пара для жизни на Земле сложно переоценить....
28 04 2024 11:15:49
Сегодня животные все еще представляют опасность для человека, и в этой статье рассматривается, кто из них убивает самое большое количество людей на планете....
27 04 2024 17:40:46
Мейоз представляет собой двухэтапный процесс деления клеток при котором репродуцируются пoлoвые клетки с уменьшенным в двое относительно родительской клетки числом хромосом....
26 04 2024 18:24:55
В статье представлена выборочная подборка краснокнижных животных Пермского края, с кратким описанием и фото....
25 04 2024 13:54:30
В этой статье представлены некоторые основные интересные факты про седьмую планету Солнечной системы - Уран....
24 04 2024 16:53:34
Природные комплексы России отличаются внушительными размерами и представляют собой преимущественно равнинные или горные ландшафты. Они отличаются по возрасту образования, климату, растительному и животному миру....
23 04 2024 10:46:24
Привычка ежедневного созерцания восхода или заката солнца это прекрасный способ для улучшения психического и физического здоровья....
22 04 2024 14:23:25
Загрязнение почвы - это ухудшение ее качества из-за попадания вредных веществ, таких как тяжелые металлы, растворители, нефтяные углеводороды, пестициды, гербициды и т.п....
21 04 2024 4:57:20
Российский климатолог Владимир Кеппен определил влажный континентальный климат как климатический регион, хаpaктеризующийся большими различиями в сезонных температурах....
20 04 2024 23:31:52
Рельеф дна Индийского океана невероятно разнообразен, здесь есть и огромные вершины, и глубочайшие впадины, горные системы, образующие вершинами острова, и необъятные равнины....
19 04 2024 21:52:56
В этой статье представлены ТОП 15 белых пород собак, разных размеров, длины шерсти и хаpaктера в алфавитном порядке с фото и кратким описанием....
18 04 2024 15:20:11
На смену хмурой осени пришла зима. Очень приятно проснуться ранним утром, и удивиться первому снегу, который словно легкие парашюты спускается с вышины, слегка кружась....
17 04 2024 14:51:22
В этой статье, вы откроете для себя 10 уникальных фактов о самом большом виде змей на планете из эпохи палеоцена....
16 04 2024 18:38:46
Предлагаем погрузиться в растительный мир Свердловской области и узнать о некоторых его представителях подробнее....
15 04 2024 18:57:56
Великобритания находится на материке Евразия. Британские острова относятся к Западной Европе, хотя и отделены от них проливом Ла-Манш....
14 04 2024 14:12:14
Экосистемы не существуют в одиночку. Они всегда находятся в контакте с соседними экосистемами. И обычно их границы четко не определены и могут пересекаться....
13 04 2024 22:25:22
Наступает июль – середина лета. Он славится частыми грозами и ливневыми дождями. Чаще всего они кратковременные, а горячее солнце за несколько минут высушивает образовавшиеся мокрые тропинки и лужицы....
12 04 2024 18:30:26
Каждая точка на карте имеет две координаты – широту и долготу. Для их определения необходимо узнать, на какой параллели и на каком меридиане лежит интересующая нас точка....
11 04 2024 6:59:44
Расскажем о редких растениях, занесенных в региональную Красную книгу....
10 04 2024 23:40:59
Биом тайги, известный также как бореальные леса - это увлекательное экологическое явление, опоясывает северные широты земного шара от Северной Америки до Евразии....
09 04 2024 7:59:49
Природный комплекс, или ландшафт, - часть поверхности планеты с похожими условиями, включающими климат, рельеф, флору и фауну, а также почвы и источники воды....
08 04 2024 16:47:15
Роберт Эдвин Пири является одним из первых исследователей Арктики, достигшим залива Независимости у северо-восточных берегов Гренландии и дошедшим на санях от мыса Колумбия у северных берегов острова Элсмир до наивысшей точки Северного полюса....
07 04 2024 20:12:24
Фороpaкосы - нелетающие доисторические птицы, предположительно наводившие ужас на мелких млекопитающих среднего миоцена в Южной Америки из-за своих огромных размеров....
06 04 2024 7:28:13
Рейтинги наиболее смышлёных пород кошек по данным разных исследований разнятся. Тем не менее кое-что общее есть. В большинстве ТОПов самых умных кошек упоминаются следующие породы....
05 04 2024 15:52:26
В природе ни один вид не существует в полной изоляции – все организмы взаимодействуют как с абиотической средой, так и с другими организмами....
04 04 2024 11:56:53
Большинство ученых согласны с тем, что даже небольших изменений температуры достаточно, чтобы оказать негативное влияние для сотен видов флоры и фауны....
03 04 2024 9:47:51
Около 80% видов животных, обитающих в Австралии являются эндемиками, и не встречаются больше нигде в мире....
02 04 2024 17:21:47
Моря Мирового океана очень сильно отличаются друг от друга по размеру. Самым маленьким морем на Земле считается......
01 04 2024 14:52:44
На первый взгляд почва может показаться неживой, но если присмотреться, вы обнаружите, что она кишит жизнью. Некоторые животные, обитающие в почве, видны невооруженным глазом, например, дождевые черви и мелкие насекомые....
31 03 2024 15:58:52
Пампасская кошка (Leopardus colocolo) - вид хищного млекопитающего из рода тигровые кошки (Leopardus), семейства кошачьих (Felidae)....
30 03 2024 21:14:36
Сумчатые (Marsupialia) представляют собой группу (инфpaкласс) млекопитающих. Как и большинство других видов млекопитающих производят на свет живых детенышей, но только на ранней стадии развития....
29 03 2024 16:17:44
Человекообразные обезьяны, или гоминоиды (Hominoidae) - надсемейство приматов, которое включает 24 вида. Хотя люди относятся Hominoidea, термин «обезьяна» не применяется к людям и описывает нечеловеческих приматов....
28 03 2024 0:58:59
Бурундук — это небольшой грызун семейства беличьих. Бурундуки отличаются от других животных своего семейства количеством полосок на спине и голове....
27 03 2024 9:23:23
Как правило, еноты формируют свой рацион в зависимости от места обитания, чтобы учесть то, что доступно на местном уровне, особенно если они живут рядом с людьми....
26 03 2024 4:35:37
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....
25 03 2024 12:37:34
Рыжая рысь или красная рысь (Lynx rufus) - вид хищного млекопитающего из семейства кошачьи, родиной которого является Северная Америка....
24 03 2024 15:22:33
Естествознание представляет собой комплекс наук о природе, включающий в себя сотни дисциплин. Все они направлены на познание мира....
23 03 2024 21:35:45
В этой статье представлен список, фото и описание некоторых редких видов млекопитающих, птиц, рептилий, амфибий, рыб и насекомых из в Красной книги России....
22 03 2024 16:49:15
В этой статье представлен список, описание и фото 16-ти самых устрашающих, cмepтоносных и ядовитых рыб на планете!...
21 03 2024 16:45:22
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
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