15.6: Гомеостаз

Last updated
Save as PDF

Page ID: 22972

\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

Результати навчання

Опишіть, чим відрізняються гомеостаз і рівновага.

Видаліть один камінь і вся арка обвалиться. Те ж саме справедливо і для людського організму. Всі системи працюють разом, щоб підтримувати стабільність або гомеостаз. Порушити одну систему, і може постраждати весь організм.

Гомеостаз

Всі органи і системи органів людського тіла працюють разом, як добре змащена машина. Це пояснюється тим, що вони тісно регулюються нервовою та ендокринною системами. Нервова система контролює практично всю діяльність організму, а ендокринна система виділяє гормони, які регулюють цю діяльність. Функціонуючи разом, системи органів постачають клітини організму всіма необхідними їм речовинами і усувають їх відходи. Вони також підтримують температуру, рН та інші умови на потрібних рівнях, щоб підтримувати життєві процеси.

Підтримка гомеостазу

Процес, при якому системи органів працюють для підтримки стабільної внутрішнього середовища, називається гомеостазом. Збереження стабільного внутрішнього середовища вимагає постійних коригувань. Ось лише три з багатьох способів, якими системи органів людини допомагають організму підтримувати гомеостаз:

Дихальна система: Висока концентрація вуглекислого газу в крові запускає більш швидке дихання. Легкі видихають частіше, що швидше виводить вуглекислий газ з організму.
Видільна система: Низький рівень води в крові викликає затримку води нирками. Нирки виробляють більше концентрації сечі, тому з організму втрачається менше води.
Ендокринна система: Висока концентрація цукру в крові викликає секрецію інсуліну ендокринною залозою, яка називається підшлунковою залозою. Інсулін - гормон, який допомагає клітинам засвоювати цукор з крові.

Так як же ваш організм підтримує гомеостаз? Регулювання вашого внутрішнього середовища здійснюється насамперед за допомогою негативних відгуків. Негативний зворотний зв'язок - це відповідь на стимул, який тримає змінну близьку до встановленого значення (див. Малюнок нижче). По суті, він «відключає» або «вимикає» систему, коли вона змінюється від встановленого значення.

Наприклад, ваш організм має внутрішній термостат. Протягом зимового дня у вашому будинку термостат відчуває температуру в приміщенні і реагує включенням або вимиканням обігрівача. Ваше тіло діє приблизно так само. При підвищенні температури тіла рецептори в шкірі і мозку відчувають зміну температури. Зміна температури запускає команду з мозку. Ця команда може викликати кілька відповідей. Якщо вам занадто жарко, шкіра змушує піт, а кровоносні судини біля поверхні шкіри розширюються. Така реакція сприяє зниженню температури тіла.

Інший приклад негативних відгуків пов'язаний з рівнем глюкози в крові. Коли рівень глюкози (цукру) в крові занадто високий, підшлункова залоза виділяє інсулін для стимуляції всмоктування глюкози і перетворення глюкози в глікоген, який зберігається в печінці. У міру зниження рівня глюкози в крові виробляється менше інсуліну. Коли рівень глюкози занадто низький, виробляється інший гормон, який називається глюкагон, який змушує печінку перетворювати глікоген назад в глюкозу.

Позитивні відгуки

Деякі процеси в організмі регулюються позитивними відгуками. Позитивний зворотний зв'язок - це коли відповідь на подію збільшує ймовірність продовження події. Прикладом позитивних відгуків є вироблення молока у годуючих матерів. У міру того, як малюк п'є материнське молоко, виділяється гормон пролактин, хімічний сигнал. Чим більше дитина смокче, тим більше виділяється пролактину, через що виробляється більше молока. Інші приклади позитивних відгуків включають сутички під час пологів. Коли звуження в матці проштовхують малюка в родові шляхи, виникають додаткові скорочення.

Невдача гомеостазу

Багато гомеостатичні механізми, такі як ці, працюють безперервно для підтримки стабільних умов в організмі людини. Іноді, однак, механізми виходять з ладу. Коли вони це роблять, клітини можуть не отримати все необхідне, або токсичні відходи можуть накопичуватися в організмі. Якщо гомеостаз не відновити, дисбаланс може призвести до захворювання або навіть смерті.

Гомеостаз проти рівноваги

Гомеостаз вимагає введення енергії для підтримки певного стану, необхідного для життя. Порушення гомеостазу необхідно реагувати, щоб уникнути смерті або хвороби. Наприклад, організму необхідно підтримувати певну внутрішню температуру. Виходьте на вулицю в холодну погоду - тіло тремтить, щоб підтримувати температуру тіла.

Динамічна рівновага - це підтримка певного стану, що мінімізує енергію системи в залежності від обставин. Порушення рівноваги реагують на те, щоб зрушити процес відновлення рівноваги. Наприклад, якщо теплий предмет (скажімо металеву чашу) поміщають назовні в холодну погоду - відбувається передача тепла і температура чаші врівноважується до зовнішньої температури. Якби це сталося з людиною, було б не добре.