Systemische Homöostase. Homöostase-Konzept in der Psychologie. Homöostatische Regulierung: Körpertemperatur

2. Lernziele:

Kennen Sie die Essenz der Homöostase, physiologische Mechanismen zur Aufrechterhaltung der Homöostase, die Grundlagen der Homöostase-Regulierung.

Studieren Sie die wichtigsten Arten der Homöostase. Kennen Sie die altersbedingten Merkmale der Homöostase

3. Fragen zur Selbstvorbereitung zur Beherrschung dieses Themas:

1) Definition von Homöostase

2) Arten der Homöostase.

3) Genetische Homöostase

4) Strukturelle Homöostase

5) Homöostase der inneren Umgebung des Körpers

6) Immunologische Homöostase

7) Mechanismen der Homöostase-Regulierung: neurohumoral und endokrin.

8) Hormonelle Regulierung der Homöostase.

9) Organe, die an der Regulierung der Homöostase beteiligt sind

10) Allgemeines Prinzip homöostatischer Reaktionen

11) Speziesspezifität der Homöostase.

12) Altersmerkmale der Homöostase

13) Pathologische Prozesse, die von einer Verletzung der Homöostase begleitet werden.

14) Die Korrektur der körpereigenen Homöostase ist die Hauptaufgabe des Arztes.

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4. Unterrichtsart: außerhalb des Lehrplans

5. Dauer des Unterrichts- 3 Stunden.

6. Ausrüstung. Elektronische Präsentation "Lectures on Biology", Tabellen, Dummies

Homöostase(gr. homoios - gleich, Stasis - Zustand) - die Eigenschaft des Organismus, die Beständigkeit der inneren Umgebung und die Hauptmerkmale ihrer inhärenten Organisation trotz der Variabilität der Parameter der äußeren Umgebung und der Wirkung interner Störungen aufrechtzuerhalten Faktoren.

Die Homöostase jedes Individuums ist spezifisch und wird durch seinen Genotyp bestimmt.

Der Körper ist ein offenes, dynamisches System. Der im Körper beobachtete Stoff- und Energiefluss bestimmt die Selbsterneuerung und Selbstreproduktion auf allen Ebenen von der molekularen über die organismische und die Population.

Beim Stoffwechsel mit Nahrung, Wasser, während des Gasaustausches gelangen verschiedene chemische Verbindungen aus der Umgebung in den Körper, die nach Umwandlungen der chemischen Zusammensetzung des Körpers ähnlich werden und in seine morphologischen Strukturen eingehen. Nach einer bestimmten Zeit werden die assimilierten Substanzen zerstört, wodurch Energie freigesetzt wird, und das zerstörte Molekül wird durch ein neues ersetzt, ohne die Integrität der strukturellen Komponenten des Körpers zu verletzen.

Organismen befinden sich in einer sich ständig ändernden Umgebung, trotzdem werden die wichtigsten physiologischen Indikatoren weiterhin in bestimmten Parametern durchgeführt und der Körper behält dank der Selbstregulierungsprozesse lange Zeit einen stabilen Gesundheitszustand.

Das Konzept der Homöostase bezieht sich also nicht auf die Stabilität von Prozessen. Als Reaktion auf die Wirkung innerer und äußerer Faktoren treten einige Veränderungen der physiologischen Parameter auf, und die Einbeziehung von Regulierungssystemen gewährleistet die Aufrechterhaltung der relativen Konstanz der inneren Umgebung. Regulatorische homöostatische Mechanismen funktionieren auf zellulärer, Organ-, Organismus- und Supraorganismus-Ebene.

Aus evolutionärer Sicht ist die Homöostase eine erblich festgelegte Anpassung eines Organismus an normale Umweltbedingungen.

Es gibt die folgenden Hauptarten der Homöostase:

1) genetisch

2) strukturell

3) Homöostase des flüssigen Teils der inneren Umgebung (Blut, Lymphe, interstitielle Flüssigkeit)

4) immunologisch.

Genetische Homöostase- Erhaltung der genetischen Stabilität aufgrund der Stärke der physikalisch-chemischen Bindungen der DNA und ihrer Fähigkeit, sich nach Schäden zu erholen (DNA-Reparatur). Die Selbstreproduktion ist eine grundlegende Eigenschaft von Lebewesen, sie basiert auf dem Prozess der DNA-Reduplizierung. Der Mechanismus dieses Prozesses, bei dem ein neuer DNA-Strang streng komplementär um jedes der konstituierenden Moleküle der beiden alten Stränge herum aufgebaut wird, ist für eine genaue Informationsübertragung optimal. Die Genauigkeit dieses Prozesses ist hoch, dennoch können beim Duplizieren Fehler auftreten. Eine Verletzung der Struktur von DNA-Molekülen kann auch in ihren Primärketten ohne Zusammenhang mit einer Reduplikation unter dem Einfluss mutagener Faktoren auftreten. In den meisten Fällen wird das Zellgenom wiederhergestellt, der Schaden wird dank Reparatur korrigiert. Wenn die Reparaturmechanismen beschädigt sind, wird die genetische Homöostase sowohl auf zellulärer als auch auf organismischer Ebene gestört.

Ein wichtiger Mechanismus zur Aufrechterhaltung der genetischen Homöostase ist der diploide Zustand somatischer Zellen in Eukaryoten. Diploide Zellen sind funktionsstabiler, weil das Vorhandensein von zwei genetischen Programmen in ihnen erhöht die Zuverlässigkeit des Genotyps. Die Stabilisierung eines komplexen Genotypsystems wird durch die Phänomene der Polymeria und anderer Arten von Geninteraktionen bereitgestellt. Regulatorische Gene, die die Aktivität von Operons kontrollieren, spielen eine wichtige Rolle im Homöostase-Prozess.

Strukturelle Homöostase- Dies ist die Konstanz der morphologischen Organisation auf allen Ebenen biologischer Systeme. Es ist ratsam, die Homöostase einer Zelle, eines Gewebes, eines Organs und eines Körpersystems zu isolieren. Die Homöostase der darunterliegenden Strukturen sichert die morphologische Konstanz der höheren Strukturen und ist die Grundlage ihrer vitalen Aktivität.

Die Zelle als komplexes biologisches System ist der Selbstregulation inhärent. Für die Herstellung der Homöostase des zellulären Milieus sorgen Membransysteme, die mit bioenergetischen Prozessen und der Regulation des Stofftransports in und aus der Zelle verbunden sind. In der Zelle laufen die Prozesse der Veränderung und Wiederherstellung von Organellen kontinuierlich ab, die Zellen selbst werden zerstört und wiederhergestellt. Die Wiederherstellung intrazellulärer Strukturen, Zellen, Gewebe, Organe im Laufe der Vitalaktivität des Körpers erfolgt aufgrund der physiologischen Regeneration. Wiederherstellung von Strukturen nach Schäden - reparative Regeneration.

Homöostase des flüssigen Teils der inneren Umgebung- die Konstanz der Zusammensetzung von Blut, Lymphe, Gewebsflüssigkeit, osmotischer Druck, Gesamtelektrolytkonzentration und Konzentration einzelner Ionen, Nährstoffgehalt im Blut usw. Dank komplexer Mechanismen werden diese Indikatoren auch bei erheblichen Änderungen der Umweltbedingungen auf einem bestimmten Niveau gehalten.

Einer der wichtigsten physikalischen und chemischen Parameter der inneren Umgebung des Körpers ist beispielsweise der Säure-Basen-Haushalt. Das Verhältnis von Wasserstoff- und Hydroxylionen in der inneren Umgebung hängt vom Gehalt der Körperflüssigkeiten (Blut, Lymphe, Gewebeflüssigkeit) an Säuren - Protonendonatoren und Pufferbasen - Protonenakzeptoren ab. Normalerweise wird die aktive Reaktion des Mediums durch das H + -Ion bewertet. Der pH-Wert (Konzentration von Wasserstoffionen im Blut) ist einer der stabilen physiologischen Indikatoren und schwankt beim Menschen in engen Grenzen - von 7,32 bis 7,45. Die Aktivität einer Reihe von Enzymen, Membranpermeabilität, Proteinsyntheseprozesse usw. hängen weitgehend vom Verhältnis von Wasserstoff- und Hydroxylionen ab.

Der Körper verfügt über verschiedene Mechanismen, die das Säure-Basen-Gleichgewicht aufrechterhalten. Dies sind zum einen die Puffersysteme von Blut und Gewebe (Karbonat, Phosphatpuffer, Gewebeproteine). Hämoglobin hat auch puffernde Eigenschaften, es bindet Kohlendioxid und verhindert dessen Anreicherung im Blut. Die Aktivität der Nieren trägt auch zur Aufrechterhaltung der normalen Konzentration von Wasserstoffionen bei, da eine erhebliche Menge sauer reagierender Metaboliten mit dem Urin ausgeschieden wird. Wenn sich die aufgeführten Mechanismen als unzureichend erweisen, steigt die Kohlendioxidkonzentration im Blut und es kommt zu einer gewissen Verschiebung des pH-Werts in die saure Seite. In diesem Fall wird das Atemzentrum angeregt, die Lungenventilation wird verbessert, was zu einer Abnahme des Kohlendioxidgehalts und einer Normalisierung der Konzentration von Wasserstoffionen führt.

Die Empfindlichkeit von Geweben gegenüber Veränderungen der inneren Umgebung ist unterschiedlich. So führt eine pH-Verschiebung um 0,1 in die eine oder andere Richtung von der Norm zu erheblichen Störungen der Herztätigkeit, und eine Abweichung von 0,3 ist lebensbedrohlich. Das Nervensystem reagiert besonders empfindlich auf eine Abnahme des Sauerstoffgehalts. Für Säugetiere sind Schwankungen der Calciumionenkonzentration von mehr als 30 % gefährlich usw.

Immunologische Homöostase- Aufrechterhaltung der Konstanz der inneren Umgebung des Körpers durch Bewahrung der antigenen Individualität des Individuums. Immunität wird als eine Möglichkeit verstanden, einen Organismus vor lebenden Körpern und Substanzen zu schützen, die Anzeichen genetischer Fremdinformationen tragen (Petrov, 1968).

Fremde genetische Informationen werden von Bakterien, Viren, Protozoen, Helminthen, Proteinen, Zellen, einschließlich veränderter Zellen des Organismus selbst, getragen. Alle diese Faktoren sind Antigene. Antigene sind Substanzen, die, wenn sie in den Körper eingebracht werden, in der Lage sind, Antikörper oder eine andere Form der Immunantwort zu bilden. Antigene sind sehr vielfältig, häufiger sind es Proteine, aber es gibt auch große Moleküle von Lipopolysacchariden, Nukleinsäuren. Anorganische Verbindungen (Salze, Säuren), einfache organische Verbindungen (Kohlenhydrate, Aminosäuren) können keine Antigene sein, weil keine Spezifität haben. Der australische Wissenschaftler F. Burnett (1961) formulierte die Position, dass die Hauptbedeutung des Immunsystems darin besteht, „unser“ und „andere“ zu erkennen, d.h. bei der Aufrechterhaltung der Konstanz der inneren Umgebung - Homöostase.

Das Immunsystem hat ein zentrales (rotes Knochenmark, Thymusdrüse – Thymus) und peripheres (Milz, Lymphknoten) Bindeglied. Die Abwehrreaktion erfolgt durch Lymphozyten, die in diesen Organen gebildet werden. Typ-B-Lymphozyten differenzieren sich beim Zusammentreffen mit fremden Antigenen in Plasmazellen, die spezifische Proteine ​​​​in das Blut absondern - Immunglobuline (Antikörper). Diese Antikörper machen sie in Kombination mit dem Antigen unschädlich. Diese Reaktion wird humorale Immunität genannt.

Typ-T-Lymphozyten sorgen für zelluläre Immunität, indem sie fremde Zellen, wie Transplantatabstoßungen, und mutierte Zellen ihres eigenen Körpers zerstören. Nach den Berechnungen von F. Bernett (1971) häufen sich bei jeder genetischen Veränderung sich teilender menschlicher Zellen während eines Tages etwa 10 - 6 spontane Mutationen an, d.h. auf zellulärer und molekularer Ebene treten ständig Prozesse auf, die die Homöostase verletzen. T-Lymphozyten erkennen und zerstören mutierte Zellen ihres eigenen Körpers und stellen so die Funktion der Immunüberwachung sicher.

Das Immunsystem steuert die genetische Beständigkeit des Organismus. Dieses System, bestehend aus anatomisch getrennten Organen, stellt eine funktionelle Einheit dar. Die Eigenschaft der Immunabwehr hat bei Vögeln und Säugetieren ihre höchste Entwicklung erreicht.

Regulierung der Homöostase von folgenden Organen und Systemen durchgeführt (Abb. 91):

1) das zentrale Nervensystem;

2) das neuroendokrine System, das Hypothalamus, Hypophyse, periphere endokrine Drüsen umfasst;

3) ein diffuses endokrines System (DES), das durch endokrine Zellen repräsentiert wird, die sich in fast allen Geweben und Organen befinden (Herz, Lunge, Magen-Darm-Trakt, Nieren, Leber, Haut usw.). Der Großteil der DES-Zellen (75%) ist im Epithel des Verdauungssystems konzentriert.

Es ist nun bekannt, dass eine Reihe von Hormonen gleichzeitig in den zentralen Nervenstrukturen und endokrinen Zellen des Magen-Darm-Trakts vorhanden sind. So finden sich die Hormone Enkephaline und Endorphine in Nervenzellen und endokrinen Zellen der Bauchspeicheldrüse und des Magens. Cholicistokinin wurde im Gehirn und im Zwölffingerdarm gefunden. Diese Tatsachen bildeten die Grundlage für die Erstellung einer Hypothese über das Vorhandensein eines einzigen Systems von Zellen mit chemischer Information im Körper. Ein Merkmal der Nervenregulation ist die Schnelligkeit des Einsetzens der Reaktion, und ihre Wirkung zeigt sich direkt an der Stelle, an der das Signal entlang des entsprechenden Nervs ankommt; die Reaktion ist nur von kurzer Dauer.

Im endokrinen System sind regulatorische Einflüsse mit der Wirkung von Hormonen verbunden, die mit dem Blut durch den Körper transportiert werden; die Wirkung der Aktion ist langfristig und hat keinen lokalen Charakter.

Im Hypothalamus findet die Vereinigung von nervösen und endokrinen Regulationsmechanismen statt. Das allgemeine neuroendokrine System ermöglicht komplexe homöostatische Reaktionen, die mit der Regulierung der viszeralen Funktionen des Körpers verbunden sind.

Der Hypothalamus hat auch Drüsenfunktionen und produziert Neurohormone. Neurohormone, die mit dem Blut in den Hypophysenvorderlappen gelangen, regulieren die Freisetzung der tropischen Hormone der Hypophyse. Tropische Hormone regulieren direkt die Arbeit der endokrinen Drüsen. Zum Beispiel stimuliert das Schilddrüsen-stimulierende Hormon aus der Hypophyse die Schilddrüse, indem es den Schilddrüsenhormonspiegel im Blut erhöht. Wenn die Konzentration des Hormons über die Norm für einen bestimmten Organismus ansteigt, wird die schilddrüsenstimulierende Funktion der Hypophyse gehemmt und die Aktivität der Schilddrüse geschwächt. Um die Homöostase aufrechtzuerhalten, ist es daher notwendig, die funktionelle Aktivität der Drüse mit der Konzentration des Hormons im zirkulierenden Blut auszugleichen.

Dieses Beispiel demonstriert das allgemeine Prinzip homöostatischer Reaktionen: Abweichung vom Ausgangsniveau --- Signal --- Aktivierung von Regulationsmechanismen nach dem Feedback-Prinzip --- Korrektur von Veränderungen (Normalisierung).

Einige endokrine Drüsen sind nicht direkt von der Hypophyse abhängig. Dies sind Inseln der Bauchspeicheldrüse, die Insulin und Glukagon produzieren, das Nebennierenmark, die Zirbeldrüse, die Thymusdrüse und die Nebenschilddrüsen.

Die Thymusdrüse nimmt eine Sonderstellung im endokrinen System ein. Es produziert hormonähnliche Substanzen, die die Bildung von T-Lymphozyten stimulieren, und es wird ein Zusammenhang zwischen Immun- und endokrinen Mechanismen hergestellt.

Die Fähigkeit, die Homöostase aufrechtzuerhalten, ist eine der wichtigsten Eigenschaften eines lebenden Systems, das sich in einem dynamischen Gleichgewicht mit Umweltbedingungen befindet. Die Fähigkeit, die Homöostase aufrechtzuerhalten, ist bei verschiedenen Arten nicht gleich; sie ist bei höheren Tieren und Menschen hoch, die über komplexe Nerven-, Hormon- und Immunregulationsmechanismen verfügen.

In der Ontogenese ist jede Altersperiode durch die Besonderheiten der Stoffwechsel-, Energie- und Homöostasemechanismen gekennzeichnet. Im Körper des Kindes überwiegen Assimilationsprozesse gegenüber der Dissimilation, die das Wachstum bestimmt, eine Zunahme des Körpergewichts, die Mechanismen der Homöostase sind noch nicht ausgereift, was den Verlauf sowohl physiologischer als auch pathologischer Prozesse prägt.

Mit zunehmendem Alter kommt es zu einer Verbesserung der Stoffwechselprozesse und Regulationsmechanismen. Im Erwachsenenalter kompensieren die Prozesse der Assimilation und Dissimilation, das Homöostase-Normalisierungssystem. Mit zunehmendem Alter nimmt die Intensität von Stoffwechselprozessen ab, die Zuverlässigkeit von Regulationsmechanismen lässt nach, die Funktion einer Reihe von Organen stirbt aus und gleichzeitig entwickeln sich neue spezifische Mechanismen, die den Erhalt der relativen Homöostase unterstützen. Dies äußert sich insbesondere in einer Erhöhung der Empfindlichkeit von Geweben gegenüber der Einwirkung von Hormonen sowie in einer Abschwächung nervöser Einflüsse. Während dieser Zeit sind die adaptiven Eigenschaften geschwächt, daher kann eine Zunahme der Belastungs- und Stressbedingungen leicht homöostatische Mechanismen stören und oft zur Ursache pathologischer Zustände werden.

Die Kenntnis dieser Muster ist für einen zukünftigen Arzt notwendig, da die Krankheit eine Folge einer Verletzung der Mechanismen und Wege zur Wiederherstellung der Homöostase beim Menschen ist.

Die Homöostase ist ein sich selbst regulierender Prozess, bei dem alle biologischen Systeme versuchen, während der Anpassungsphase an bestimmte, für das Überleben optimale Bedingungen Stabilität zu bewahren. Jedes System, das sich im dynamischen Gleichgewicht befindet, strebt danach, einen stabilen Zustand zu erreichen, der äußeren Faktoren und Reizen widersteht.

Homöostase

Alle Körpersysteme müssen zusammenarbeiten, um die richtige Homöostase im Körper aufrechtzuerhalten. Homöostase ist die Regulierung von Parametern wie Temperatur, Wassergehalt und Kohlendioxidgehalt im Körper. Diabetes mellitus ist beispielsweise eine Erkrankung, bei der der Körper den Blutzuckerspiegel nicht regulieren kann.

Homöostase ist ein Begriff, der sowohl zur Beschreibung der Existenz von Organismen in einem Ökosystem als auch zur Beschreibung des erfolgreichen Funktionierens von Zellen innerhalb eines Organismus verwendet wird. Organismen und Populationen können die Homöostase aufrechterhalten und gleichzeitig eine stabile Geburten- und Sterberate aufrechterhalten.

Rückkopplung

Feedback ist ein Prozess, der auftritt, wenn die Systeme des Körpers verlangsamt oder vollständig gestoppt werden müssen. Wenn eine Person isst, gelangt die Nahrung in den Magen und die Verdauung beginnt. Zwischen den Mahlzeiten sollte der Magen nicht arbeiten. Das Verdauungssystem arbeitet mit einer Reihe von Hormonen und Nervenimpulsen, um die Säuresekretion im Magen zu stoppen und zu starten.

Ein weiteres Beispiel für negatives Feedback kann bei einer Erhöhung der Körpertemperatur beobachtet werden. Die Regulierung der Homöostase äußert sich durch das Schwitzen, eine schützende Reaktion des Körpers auf Überhitzung. Somit wird der Temperaturanstieg gestoppt und das Problem der Überhitzung beseitigt. Bei Unterkühlung bietet der Körper zudem eine Reihe von Maßnahmen, um sich warm zu halten.

Aufrechterhaltung des inneren Gleichgewichts

Homöostase kann als eine Eigenschaft eines Organismus oder eines Systems definiert werden, die ihm hilft, bestimmte Parameter innerhalb eines normalen Wertebereichs zu halten. Dies ist der Schlüssel zum Leben, und ein falsches Gleichgewicht bei der Aufrechterhaltung der Homöostase kann zu Krankheiten wie Bluthochdruck und Diabetes führen.

Homöostase ist ein Schlüsselelement für das Verständnis der Funktionsweise des menschlichen Körpers. Diese formale Definition charakterisiert ein System, das seine innere Umgebung reguliert und versucht, die Stabilität und Regelmäßigkeit aller Prozesse im Körper aufrechtzuerhalten.

Homöostatische Regulierung: Körpertemperatur

Die Kontrolle der Körpertemperatur beim Menschen ist ein gutes Beispiel für die Homöostase in einem biologischen System. Wenn ein Mensch gesund ist, schwankt seine Körpertemperatur um +37 ° C, aber verschiedene Faktoren können diesen Wert beeinflussen, darunter Hormone, Stoffwechselrate und verschiedene Krankheiten, die Fieber verursachen.

Im Körper wird die Temperaturregulierung in einem Teil des Gehirns, dem Hypothalamus, gesteuert. Über den Blutkreislauf werden Temperatursignale an das Gehirn gesendet sowie die Ergebnisse der Daten zu Atemfrequenz, Blutzuckerspiegel und Stoffwechsel ausgewertet. Wärmeverlust im menschlichen Körper trägt ebenfalls zu einer verminderten Aktivität bei.

Wasser-Salz-Gleichgewicht

Egal wie viel Wasser ein Mensch trinkt, der Körper schwillt weder an wie ein Ballon, noch schrumpft der menschliche Körper wie Rosinen, wenn man nur sehr wenig trinkt. Wahrscheinlich hat sich schon einmal jemand darüber Gedanken gemacht. Auf die eine oder andere Weise weiß der Körper, wie viel Flüssigkeit gespeichert werden muss, um das gewünschte Niveau zu halten.

Die Konzentration von Salz und Glukose (Zucker) im Körper wird auf einem konstanten Niveau gehalten (ohne negative Faktoren), die Blutmenge im Körper beträgt etwa 5 Liter.

Regulierung des Blutzuckers

Glukose ist eine Zuckerart, die im Blut vorkommt. Der Körper einer Person muss den richtigen Glukosespiegel aufrechterhalten, damit eine Person gesund bleibt. Wenn der Glukosespiegel zu hoch wird, schüttet die Bauchspeicheldrüse das Hormon Insulin aus.

Sinkt der Blutzucker zu stark, wandelt die Leber Glykogen im Blut um und erhöht dadurch den Zuckerspiegel. Wenn pathogene Bakterien oder Viren in den Körper eindringen, beginnt er, die Infektion zu bekämpfen, bevor die pathogenen Elemente zu gesundheitlichen Problemen führen können.

Druck unter Kontrolle

Die Aufrechterhaltung eines gesunden Blutdrucks ist auch ein Beispiel für Homöostase. Das Herz kann Blutdruckänderungen wahrnehmen und Signale zur Verarbeitung an das Gehirn senden. Das Gehirn sendet dann ein Signal an das Herz mit Anweisungen zur richtigen Reaktion. Wenn Ihr Blutdruck zu hoch ist, müssen Sie ihn senken.

Wie wird die Homöostase erreicht?

Wie reguliert der menschliche Körper alle Systeme und Organe und gleicht die ständigen Veränderungen der Umwelt aus? Dies ist auf das Vorhandensein vieler natürlicher Sensoren zurückzuführen, die Temperatur, Blutsalzzusammensetzung, Blutdruck und viele andere Parameter überwachen. Diese Detektoren senden Signale an das Gehirn, an das Hauptkontrollzentrum, falls einige Werte von der Norm abweichen. Danach werden Ausgleichsmaßnahmen eingeleitet, um den Normalzustand wiederherzustellen.

Die Aufrechterhaltung der Homöostase ist für den Körper unglaublich wichtig. Der menschliche Körper enthält eine bestimmte Menge an Chemikalien, die als Säuren und Laugen bekannt sind, deren richtiges Gleichgewicht für das optimale Funktionieren aller Organe und Systeme des Körpers notwendig ist. Der Calciumspiegel im Blut muss auf dem richtigen Niveau gehalten werden. Da die Atmung unwillkürlich ist, versorgt das Nervensystem den Körper mit dringend benötigtem Sauerstoff. Wenn Giftstoffe in Ihren Blutkreislauf gelangen, stören sie die Homöostase Ihres Körpers. Der menschliche Körper reagiert auf diese Störung mit Hilfe der Harnwege.

Es ist wichtig zu betonen, dass die Homöostase des Körpers automatisch funktioniert, wenn das System normal funktioniert. Zum Beispiel die Reaktion auf Hitze - die Haut wird rot, weil sich ihre kleinen Blutgefäße automatisch erweitern. Zittern ist eine Reaktion auf Abkühlung. Somit ist die Homöostase keine Gesamtheit von Organen, sondern eine Synthese und ein Gleichgewicht von Körperfunktionen. Zusammen ermöglicht dies, den gesamten Körper in einem stabilen Zustand zu halten.

Homöostase[griechisch. homoios - ähnlich, statis - stehend] - ein beweglicher Gleichgewichtszustand jedes Systems, der durch seine Gegenwirkung gegenüber äußeren und inneren Faktoren, die dieses Gleichgewicht stören, aufrechterhalten wird. Das Konzept von "G." ursprünglich in der Physiologie entwickelt, um die Konstanz der inneren Umgebung des Körpers (Blut, Lymphe) und die Stabilität seiner physiologischen Grundfunktionen zu erklären, die durch die Mechanismen der Selbstregulation erreicht wird. Diese Idee wurde von dem amerikanischen Physiologen W. Cannon in der Lehre von der „Weisheit des Körpers“ als offenes System entwickelt, das seine Stabilität kontinuierlich aufrechterhält. Der Körper empfängt Signale über Änderungen, die das System bedrohen, und schaltet Geräte ein, die weiterarbeiten, bis es möglich ist, in einen Gleichgewichtszustand, auf die vorherigen Werte der Parameter, zurückzukehren. Gs Prinzip ging von der Physiologie auf die Kybernetik und andere Wissenschaften über, inkl. Psychologie, eine allgemeinere Bedeutung des Prinzips des systemischen Ansatzes und der auf Feedback basierenden Selbstregulierung. Die Idee, dass jedes System seine Stabilität bewahren will, wurde auf die Interaktion des Organismus mit der Umwelt übertragen.

Eine solche Übertragung ist insbesondere für den Neobehaviorismus charakteristisch, der glaubt, dass durch die Befreiung des Organismus von dem ihn verletzten Bedürfnis eine neue motorische Reaktion fixiert wird G. - für den Begriff von J. Piaget, der diese geistige Entwicklung anerkennt tritt im Prozess des Ausgleichs des Organismus mit der Umwelt auf - für die Theorie "Feld "K. Levin, nach der Motivation in einem Nichtgleichgewichtssystem von Spannungen entsteht" - für die Gestaltpsychologie, die im Falle eines Ungleichgewichts feststellt zwischen den Komponenten des mentalen Systems, neigt es dazu, es wiederherzustellen. Das Prinzip von G., das das Phänomen der Selbstregulation erklärt, kann jedoch die Quelle der Veränderungen in der Psyche und ihrer Aktivität nicht aufdecken.

L.A. Karpenko

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[Biologe.] - die relative Konstanz des inneren Zustands des Organismus (Systems). Das Informationssystem ist so konzipiert, dass es versucht, seine Homöostase aufrechtzuerhalten, die sowohl mit Hilfe negativer Rückkopplungen (intern und extern) als auch topologisch (es kann nicht ...

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Psychologische Enzyklopädie

In der Biologie ist dies die Aufrechterhaltung der Konstanz der inneren Umgebung des Körpers.
Die Homöostase basiert auf der Empfindlichkeit des Körpers gegenüber der Abweichung bestimmter Parameter (homöostatischer Konstanten) von einem bestimmten Wert. Die Grenzen der zulässigen Schwankungen des homöostatischen Parameters ( homöostatische Konstante) kann breit oder schmal sein. Enge Grenzen sind: Körpertemperatur, Blut-pH-Wert, Blutzucker. Weite Grenzen sind: Blutdruck, Körpergewicht, Konzentration von Aminosäuren im Blut.
Spezielle intraorganismische Rezeptoren ( Interorezeptoren) reagieren auf die Abweichung der homöostatischen Parameter von den angegebenen Grenzen. Solche Interorezeptoren finden sich im Thalamus, Hypothalamus, in Blutgefäßen und in Organen. Als Reaktion auf die Abweichung der Parameter lösen sie restaurative homöostatische Reaktionen aus.

Allgemeiner Mechanismus neuroendokriner homöostatischer Reaktionen zur internen Regulation der Homöostase

Die Parameter der homöostatischen Konstanten weichen ab, die Interorezeptoren werden erregt, dann werden die entsprechenden Zentren des Hypothalamus erregt, sie stimulieren die Freisetzung der entsprechenden Liberine durch den Hypothalamus. Als Reaktion auf die Wirkung von Liberinen werden Hormone von der Hypophyse freigesetzt, und dann werden unter ihrer Wirkung Hormone aus anderen endokrinen Drüsen freigesetzt. Hormone, die von den endokrinen Drüsen ins Blut abgegeben werden, verändern den Stoffwechsel und die Funktionsweise von Organen und Geweben. Als Ergebnis verschiebt die etablierte neue Funktionsweise von Organen und Geweben die geänderten Parameter in Richtung des vorherigen Sollwerts und stellt den Wert der homöostatischen Konstante wieder her. Dies ist das allgemeine Prinzip der Wiederherstellung homöostatischer Konstanten, wenn sie abweichen.

2. In diesen funktionellen Nervenzentren wird die Abweichung dieser Konstanten von der Norm bestimmt. Die Abweichung der Konstanten innerhalb der vorgegebenen Grenzen wird aufgrund der Regelungsfähigkeiten der Funktionszentren selbst eliminiert.

3. Wenn jedoch eine homöostatische Konstante über oder unter den zulässigen Grenzen abweicht, übertragen die Funktionszentren die Erregung höher: in "Brauche Zentren" Hypothalamus. Dies ist notwendig, um von der internen neurohumoralen Regulation der Homöostase auf die externe - Verhaltensregulation umzuschalten.

4. Die Erregung des einen oder anderen Bedürfniszentrums des Hypothalamus bildet den entsprechenden Funktionszustand, der subjektiv als Bedürfnis nach etwas erlebt wird: Nahrung, Wasser, Wärme, Kälte oder Sex. Es entsteht ein aktivierender und anregender psycho-emotionaler Zustand der Unzufriedenheit.

5. Für die Organisation zielgerichteten Verhaltens ist es notwendig, nur eines der Bedürfnisse als Priorität auszuwählen und eine Arbeitsdominante zu schaffen, um es zu befriedigen. Es wird angenommen, dass die Mandeln des Gehirns (Corpus amygdoloideum) dabei die Hauptrolle spielen. Es stellt sich heraus, dass die Amygdala auf der Grundlage eines der Bedürfnisse, die der Hypothalamus bildet, eine führende Motivation erzeugt, die zielgerichtetes Verhalten organisiert, um nur dieses ausgewählte Bedürfnis zu befriedigen.

6. Die nächste Stufe kann als das Auslösen eines vorbereitenden Verhaltens oder eines Triebreflexes angesehen werden, der die Wahrscheinlichkeit erhöhen sollte, den Exekutivreflex als Reaktion auf den auslösenden Reiz auszulösen. Der Triebreflex ermutigt den Körper, eine Situation zu schaffen, in der die Wahrscheinlichkeit erhöht wird, ein Objekt zu finden, das dem aktuellen Bedürfnis entspricht. Dies kann zum Beispiel der Umzug an einen Ort sein, der reich an Nahrung oder Wasser ist, oder Sexpartner, je nach dem Hauptbedürfnis. Wenn in der erreichten Situation ein bestimmtes Objekt gefunden wird, das geeignet ist, ein bestimmtes dominantes Bedürfnis zu befriedigen, dann löst es exekutives Reflexverhalten aus, das darauf abzielt, das Bedürfnis mit Hilfe dieses bestimmten Objekts zu befriedigen.

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Homöostase-Systeme - Eine umfassende Bildungsressource zur Homöostase.

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  Der Begriff Homöostase wird in der Biologie am häufigsten verwendet. Damit mehrzellige Organismen existieren, ist es notwendig, die Beständigkeit der inneren Umgebung aufrechtzuerhalten. Viele Umweltschützer sind überzeugt, dass dieses Prinzip auch für die äußere Umwelt gilt. Wenn das System nicht in der Lage ist, sein Gleichgewicht wiederherzustellen, kann es möglicherweise nicht mehr funktionieren.

  Komplexe Systeme – zum Beispiel der menschliche Körper – müssen über eine Homöostase verfügen, um stabil zu bleiben und zu existieren. Diese Systeme müssen nicht nur überleben, sondern sich auch an Umweltveränderungen anpassen und weiterentwickeln.

  Homöostase-Eigenschaften

  Homöostatische Systeme haben folgende Eigenschaften:

  • Instabilität Systeme: testet, wie man sich am besten darauf einstellt.
  • Streben nach Balance: Die gesamte interne, strukturelle und funktionale Organisation von Systemen trägt zur Aufrechterhaltung des Gleichgewichts bei.
  • Unberechenbarkeit: Die resultierende Wirkung einer bestimmten Aktion kann oft von den Erwartungen abweichen.
  • Regulierung der Menge an Mikronährstoffen und Wasser im Körper - Osmoregulation. Es wird in den Nieren durchgeführt.
  • Beseitigung von Stoffwechselschlacken - Ausscheidung. Es wird von exokrinen Organen durchgeführt - Nieren, Lunge, Schweißdrüsen und Magen-Darm-Trakt.
  • Regulierung der Körpertemperatur. Senkung der Temperatur durch Schwitzen, verschiedene thermoregulatorische Reaktionen.
  • Regulierung des Blutzuckerspiegels. Es wird hauptsächlich von der Leber, Insulin und Glucagon durchgeführt, die von der Bauchspeicheldrüse ausgeschieden werden.
  • Regulierung des Grundumsatzes in Abhängigkeit von der Ernährung.

  Es ist wichtig zu beachten, dass, obwohl der Körper im Gleichgewicht ist, sein physiologischer Zustand dynamisch sein kann. Bei vielen Organismen werden endogene Veränderungen in Form von circadianen, ultradianen und infradianen Rhythmen beobachtet. Selbst während der Homöostase sind Körpertemperatur, Blutdruck, Herzfrequenz und die meisten Stoffwechselindikatoren nicht immer auf einem konstanten Niveau, sondern ändern sich im Laufe der Zeit.

  Homöostase-Mechanismen: Feedback

  Wenn sich Variablen ändern, gibt es zwei Haupttypen von Rückmeldungen, auf die das System reagiert:

  1. Negatives Feedback, ausgedrückt in einer Reaktion, bei der das System so reagiert, dass die Richtung der Veränderung umgekehrt wird. Da die Rückkopplung dazu dient, die Konstanz des Systems aufrechtzuerhalten, ermöglicht dies die Aufrechterhaltung der Homöostase.
     • Steigt beispielsweise die Kohlendioxidkonzentration im menschlichen Körper an, erhält die Lunge ein Signal, ihre Aktivität zu steigern und mehr Kohlendioxid auszuatmen.
     • Thermoregulation ist ein weiteres Beispiel für negatives Feedback. Wenn die Körpertemperatur steigt (oder sinkt), registrieren Thermorezeptoren in der Haut und im Hypothalamus eine Veränderung und lösen ein Signal vom Gehirn aus. Dieses Signal wiederum löst eine Reaktion aus - eine Temperaturabnahme (oder -erhöhung).
  2. Positives Feedback, das sich in einer Erhöhung der Veränderung der Variablen ausdrückt. Es hat eine destabilisierende Wirkung und führt daher nicht zur Homöostase. Positives Feedback ist in natürlichen Systemen weniger verbreitet, hat aber auch seinen Nutzen.
     • In Nerven beispielsweise bewirkt ein elektrisches Schwellenpotential die Erzeugung eines viel größeren Aktionspotentials. Blutgerinnung und Geburtsereignisse sind weitere Beispiele für positives Feedback.

  Belastbare Systeme erfordern Kombinationen beider Arten von Feedback. Während negatives Feedback es Ihnen ermöglicht, in einen homöostatischen Zustand zurückzukehren, wird positives Feedback verwendet, um zu einem völlig neuen (und möglicherweise weniger wünschenswerten) Zustand der Homöostase zu gelangen - diese Situation wird als "Metastabilität" bezeichnet. Solche katastrophalen Veränderungen können beispielsweise bei einer Nährstoffzunahme in Flüssen mit klarem Wasser auftreten, die zu einem homöostatischen Zustand hoher Eutrophierung (Bewuchs des Kanals mit Algen) und Trübung führt.

  Ökologische Homöostase

  In gestörten Ökosystemen oder biologischen Gemeinschaften unterhalb des Klimax, wie der Insel Krakatau, wurde nach einem heftigen Vulkanausbruch der Zustand der Homöostase des vorherigen Waldklimax-Ökosystems zerstört, wie alles Leben auf dieser Insel. Im Laufe der Jahre nach dem Ausbruch durchlief Krakatau eine Kette von ökologischen Veränderungen, in denen neue Pflanzen- und Tierarten sich gegenseitig ersetzten, was zu einer Artenvielfalt und in der Folge zu einer klimakterischen Gemeinschaft führte. Die ökologische Nachfolge von Krakatau wurde in mehreren Etappen realisiert. Die vollständige Abfolge, die zum Höhepunkt führte, wird als Sukzession bezeichnet. Im Beispiel von Krakatau bildete sich auf dieser Insel eine Klimax-Gemeinschaft mit achttausend verschiedenen Arten, die einhundert Jahre nach der Zerstörung des Lebens auf ihr verzeichnet wurden. Die Daten bestätigen, dass die Position noch einige Zeit in der Homöostase verbleibt, während das Auftauchen neuer Arten sehr schnell zum schnellen Verschwinden alter Arten führt.

  Der Fall von Krakatau und anderen gestörten oder unberührten Ökosystemen zeigt, dass die anfängliche Besiedlung durch Pionierarten durch Reproduktionsstrategien erfolgt, die auf positivem Feedback basieren, bei denen sich die Art ausbreitet und so viele Nachkommen wie möglich hervorbringt, jedoch mit geringen bis gar keinen Investitionen in den Erfolg jedes Einzelnen... Bei solchen Arten kommt es zu einer schnellen Entwicklung und einem ebenso schnellen Zusammenbruch (zum Beispiel durch eine Epidemie). Wenn sich das Ökosystem dem Höhepunkt nähert, werden solche Arten durch komplexere Höhepunktarten ersetzt, die sich durch negatives Feedback an die spezifischen Bedingungen ihrer Umgebung anpassen. Diese Arten werden sorgfältig durch die potenzielle Kapazität des Ökosystems kontrolliert und verfolgen eine andere Strategie - die Produktion kleinerer Nachkommen, in deren Fortpflanzungserfolg mehr Energie in die Mikroumgebung ihrer spezifischen ökologischen Nische investiert wird.

  Entwicklung beginnt bei der Pionier-Community und endet bei der Klimax-Community. Diese Klimax-Gemeinschaft entsteht, wenn Flora und Fauna im Gleichgewicht mit der lokalen Umwelt stehen.

  Solche Ökosysteme bilden Heterarchien, in denen die Homöostase auf einer Ebene zu homöostatischen Prozessen auf einer anderen komplexen Ebene beiträgt. Beispielsweise schafft der Laubverlust eines ausgewachsenen tropischen Baumes Raum für neues Wachstum und bereichert den Boden. Ebenso reduziert ein tropischer Baum den Zugang von Licht zu niedrigeren Ebenen und hilft, das Eindringen anderer Arten zu verhindern. Aber auch Bäume fallen zu Boden und die Entwicklung des Waldes hängt vom ständigen Wandel der Bäume, dem Nährstoffkreislauf, vollzogen durch Bakterien, Insekten, Pilze ab. In ähnlicher Weise ermöglichen solche Wälder ökologische Prozesse wie die Regulierung des Mikroklimas oder der Wasserkreisläufe eines Ökosystems, und mehrere verschiedene Ökosysteme können interagieren, um die Homöostase der Flussabflüsse innerhalb einer biologischen Region aufrechtzuerhalten. Die Variabilität von Bioregionen spielt auch eine Rolle bei der homöostatischen Stabilität einer biologischen Region oder eines Bioms.

  Biologische Homöostase

  Homöostase ist ein grundlegendes Merkmal lebender Organismen und wird als Aufrechterhaltung der inneren Umgebung innerhalb akzeptabler Grenzen verstanden.

  Die innere Umgebung des Körpers umfasst Körperflüssigkeiten - Blutplasma, Lymphe, Interzellularsubstanz und Zerebrospinalflüssigkeit. Die Aufrechterhaltung der Stabilität dieser Flüssigkeiten ist für Organismen lebenswichtig, während ihr Fehlen zu Schäden am Erbgut führt.

  Für jeden Parameter werden Organismen in konformative und regulatorische unterteilt. Regulatorische Organismen halten den Parameter auf einem konstanten Niveau, unabhängig davon, was in der Umwelt passiert. Konformationsorganismen erlauben der Umwelt, den Parameter zu bestimmen. Warmblüter halten beispielsweise eine konstante Körpertemperatur, während Kaltblüter einen weiten Temperaturbereich aufweisen.

  Der Punkt ist nicht, dass Konformationsorganismen keine Verhaltensanpassungen besitzen, die es ihnen ermöglichen, die genommenen Parameter in gewissem Maße zu regulieren. Reptilien zum Beispiel sitzen morgens oft auf beheizten Felsen, um ihre Körpertemperatur zu erhöhen.

  Der Vorteil der homöostatischen Regulation besteht darin, dass sie dem Körper ermöglicht, effizienter zu funktionieren. Kaltblüter zum Beispiel neigen bei niedrigen Temperaturen dazu, lethargisch zu werden, während Warmblüter fast so aktiv sind wie eh und je. Auf der anderen Seite benötigt die Regulierung Energie. Der Grund, warum manche Schlangen nur einmal pro Woche fressen können, ist, dass sie viel weniger Energie aufwenden, um die Homöostase aufrechtzuerhalten als Säugetiere.

  Zellhomöostase

  Die Regulierung der chemischen Aktivität der Zelle wird durch eine Reihe von Prozessen erreicht, von denen eine Veränderung der Struktur des Zytoplasmas selbst sowie der Struktur und Aktivität von Enzymen von besonderer Bedeutung ist. Die automatische Regulierung hängt ab von