Celulele sunt unitățile structurale și funcționale de bază ale corpului. Pentru a-și îndeplini funcțiile, au nevoie de un mediu adecvat, caracterizat prin constanță relativă a surselor de energie, apă, temperatură și aciditate. Sub homeostazie desigur păstrarea stabilității relative a indicatorilor fiziologici de bază ai organismului. Termenul a fost introdus de Cannon în 1929. Un organism funcționează cel mai bine atunci când toți indicatorii săi se încadrează în limitele sale optime. Principalii indicatori fiziologici sunt compoziția și volumul sângelui, tensiunea arterială, temperatura corpului și altele. Prin natura sa homeostazie reprezintă o constanță dinamică care se menține în ciuda schimbului continuu de substanțe și energie între mediul fluid extra și intracelular, precum și între organism și mediu. Procesele fiziologice de bază nu sunt întotdeauna constante, dar variază în anumite limite. Homeostazia în organism nu este statică, ci constanță dinamică, care se realizează printr-o reglare precisă. Principalele componente ale homeostaziei sunt izohidria, izotermia, izoionia, izoosmia, izovolemia și izoxemia.

valoarea reglabilă
Organismele vii au mecanisme de reglare care mențin homeostazia corporală. Datorită acestor mecanisme, ele există ca un sistem de autoreglare. Toate organele și țesuturile sunt implicate în menținerea consistenței. În cazul încălcării mecanismelor de reglementare, apare boala și, dacă încălcările sunt mari, poate să apară moartea.

Datorită sistemelor speciale de control, viața celulelor din corp are loc. Reglementarea este realizată de două sisteme:

  • umorală - reglarea este efectuată de substanțe chimice specifice (hormoni);
  • nervos - reglarea se propagă prin semnale (impulsuri) care se propagă în sistemul nervos.

Sisteme de reglementare

Fiecare sistem de reglementare are o intrare și o ieșire. În funcție de relația dintre ele, există sisteme deschise și închise. Cu sistemul deschis, nu există nicio conexiune între ieșire și intrare. Un exemplu de astfel de sistem este neuronul, care prin dendritele sale primește multe semnale de intrare, le procesează și le transmite ca ieșire către o altă unitate, care poate fi un neuron, o glandă, un mușchi. În sistemele închise, informațiile de la ieșirea unui sistem sunt conectate direct sau indirect la intrarea aceluiași sistem. Există feedback de la ei. În sistemele închise, se formează un cerc de reglementare, în cadrul căruia se stabilește reglarea dinamică a indicatorului sau funcției modificate. Sistemul de reglementare închis, construit pe tipul de feedback, constă din următoarele elemente:

  • valoare reglabilă - obiect al reglementării. Are o valoare reală care poate fi determinată în orice moment și o valoare optimă care este determinată genetic.
  • senzor - percepe și citește valoarea reală a cantității reglabile. Rolul senzorilor este jucat de celule specializate numite receptori.;
  • mecanism comparativ - valoarea percepută de senzor este transmisă centrului integrativ din sistemul nervos central. Acolo valoarea reală este comparată cu cea optimă. Astfel se evaluează gradul de diferență. Un semnal de eroare este generat și livrat la următorul element al sistemului de reglare prin intermediul nervilor efectori sau hormoni.;
  • efector - este un organ executiv, de a cărui activitate depinde restabilirea valorii optime a valorii modificate. Uneori, mecanismul de reglementare poate include mai mulți efectori.

Pe principiul feedback-ului negativ, sunt reglați parametri precum reglarea tensiunii arteriale, nivelul zahărului din sânge, concentrația de oxigen din lichidul extracelular. Datorită acestor mecanisme de reglare, se menține homeostazia relativă în organism.

Caracteristicile reglării cu feedback negativ

Reglarea feedback-ului negativ se caracterizează prin:

  • întârziere (perioada de latență) - timpul care trece de la apariția unei abateri a valorii reglementate până la începutul acțiunii receptorului. Diferite mecanisme de reglementare au perioade de latență diferite.
  • inerție - rata la care o valoare revine la valoarea setată după ce efectorul începe să acționeze. Unele cantități au inerție scăzută (tensiunea arterială), iar altele au o temperatură mai mare (temperatura corpului).;
  • factor de feedback - în unele cazuri de reglementare există o abatere reziduală, adică mecanismele ar fi putut aduce valoarea la valoarea sa optimă. Valoarea dintre deviația reziduală și cea inițială se numește factor de feedback.
  • câștig - arată puterea efectului efectorului asupra indicatorului ajustat. Cu cât câștigul este mai mare, cu atât este mai eficientă reglementarea.
  • fluctuații de reglementare - fluctuațiile valorii reglabile în jurul valorii setate în procesul de revenire la cea optimă.;
  • stabilitate - arată în ce perioadă de timp se observă abateri în valoarea reglabilă în jurul valorii setate.

Diversi factori determină eficiența și precizia cu care este controlată cantitatea reglabilă. Reglarea este cea mai bună dacă există o perioadă scurtă de latență, o rezistență și o stabilitate suficiente. Eficacitatea mecanismelor se schimbă de-a lungul vieții individului - acestea devin mai puțin eficiente odată cu vârsta.

Reglementare anticipativă

În majoritatea cazurilor, mecanismele de control sunt activate după ce valoarea reglabilă se abate de la valoarea setată. Cu toate acestea, există cei care pornesc înainte să se întâmple. Acesta este așa-numitul reglementare anticipativă. Se realizează prin includerea unor receptori suplimentari care sunt sensibili la factorul care determină o modificare a valorii reglementate. Ca urmare a acestei reglementări, apar abateri minore, adică perturbarea și feedback-ul sunt activate în același timp. Reglarea anticipativă este deosebit de eficientă împotriva mecanismelor care au o perioadă lungă de latență, cum ar fi reglarea temperaturii corpului.

Furnizarea de reglementări

Controlul predictiv este activat înainte de apariția modificărilor cantității reglabile și înainte de apariția unui factor de interferență. Aceste mecanisme încep din timp și pregătesc corpul pentru schimbările așteptate. Acest tip de reglementare este inclus în cazurile în care avem o recurență regulată a acelorași procese în organism, provocând o creștere a reactivității mecanismului de reglare. De exemplu, în prima jumătate a zilei o persoană este cea mai activă și consumă cea mai mare energie, ceea ce este o condiție prealabilă pentru hipoglicemie. Reglarea predictivă contribuie la pre-stabilizarea nivelurilor de glucoză. Prezice efectul unor acțiuni deranjante.

Feedback pozitiv

În plus față de controlul de feedback negativ, care returnează valoarea reglabilă la punctul de referință, există și un control de feedback pozitiv, care crește abaterea. Prin reglarea feedback-ului pozitiv, sistemul se destabilizează. Mecanismele de acest tip sunt caracteristice stărilor de boală, dar pot fi observate și în condiții fiziologice.

Niveluri de reglare fiziologică

Numeroasele sisteme de reglare care funcționează în celule, organe și corpul în ansamblu funcționează la diferite niveluri intracelular, organic și sistemic. În reglarea intracelulară, senzorul și efectorul sunt situate în aceeași celulă. Când un ligand se leagă de o proteină care are două situsuri de legare, molecula modulatoare poate schimba configurația celui de-al doilea situs de legare. Acest efect este cunoscut sub numele de modulație alosterică.

Reglarea locală (organ) are loc numai în unele organe. Numit și răspuns homeostatic local. Depinde de concentrația anumitor produse metabolice, de secreția de hormoni cu acțiune locală sau de substanțe asemănătoare hormonilor numite hormoni paracrini.

Reglarea întregului organism se bazează pe reflexe. Reacția se realizează prin mecanismul de feedback negativ. Reacțiile de reglementare se bazează pe principiul reflecției și sunt împărțite în trei grupe:

  • reflexe somatomotorii - activitatea mușchilor scheletici este controlată. Datorită acestui mecanism, se menține postura corpului și unele reflexe de protecție.;
  • reflexe vegetative - controlează constanța indicatorilor care sunt caracteristici mediului intern al corpului. Reglarea se efectuează cu ajutorul receptorilor care percep schimbarea valorii reglementate. Astfel de receptori sunt baroreceptori, chemoreceptori, osmoreceptori și termoreceptori;
  • reflexe neuro-umorale - sistemul de reglare include și hormoni care afectează activitatea organelor țintă prin interacțiunea cu receptori specifici.

Homeostazia din organism este o condiție necesară pentru viața celulară. Pentru întreținerea sa, funcționează mecanisme de reglementare specializate, care acționează atunci când apar abateri în acidul reglementat.