Homeostáza vysvetlená! Funkcia, úloha, choroby; Porucha

porucha

Ak je otvorený, dynamický systém udržiavaný vnútornými procesmi v určitom rovnovážnom stave, potom sa udržiavanie rovnovážneho stavu nazýva aj homeostáza. V systéme teda existuje samoregulácia.

Homeostáza existuje v širokej škále oblastí, ako je fyzika, ekológia, ekonómia a tiež v medicíne. Ak je v systéme homeostáza, systém sa tiež nazýva homeostat. Príklady homeostázy v ľudskom tele sú napríklad samoregulačná hladina cukru v krvi alebo regulácia telesnej teploty.

Čo je to homeostáza?

Termín homeostáza pochádza z gréckeho slova „homoiostásis“ a znamená niečo ako rovnosť. Ak sa systém reguluje sám a zostane tak v určitom rovnovážnom stave, hovorí sa tomu homeostáza.

Homeostáza existuje v širokej škále oblastí:

  • sociológia
  • chémia
  • fyzika
  • psychológia
  • Ekonomika
  • ekológia
  • právne vedy
  • biológia
  • liek

Prvýkrát tento termín použil Claude Bernard v roku 1860. Ale iba cez Karla Ludwiga von Bertalanffyho a Waltera Cannona v 30. rokoch získala homeostáza svoj súčasný význam.

V biológii

Rovnovážné stavy sú v biológii veľmi dôležité. Regulácia týchto stavov rovnováhy prebieha homeostatickými procesmi.

Stav rovnováhy sa môže vzťahovať na malé jednotky, ako je bunka, ale aj na veľké jednotky, ako sú orgány alebo celé ľudské telo.

Biologická rovnováha sa môže merať takto:

  • fyzicky
  • chemicky
  • matematický (počet)
  • anatomicky

Homeostatické procesy závisia od určitých regulačných slučiek. V regulačných slučkách opakovane prebiehajú porovnateľné procesy, pri ktorých sa kontroluje, či je stav rovnováhy stále prítomný. Ak dôjde k prekročeniu alebo nedosiahnutiu určitých kontrolných hodnôt, spustia sa procesy na obnovenie súčasného stavu.

Nie všetky vonkajšie vplyvy je možné ovládať a ovplyvňovať rovnako dobre. Ochorenia môžu negatívne ovplyvňovať a rušiť jednotlivé kontrolné cykly. Niektoré poruchy môžu byť dokonca životu nebezpečné.

Hladina cukru v krvi je regulovaná homeostázou

Funkcie a úlohy

Homeostáza reguluje mnoho dôležitých procesov v tele:

  • Vápenatá a fosfátová rovnováha
  • Acidobázický zostatok
  • Objemový rozpočet
  • Dýchací aparát
  • Krvný cukor
  • Obrat energie
  • Krvný tlak
  • Energetická bilancia
  • Termoregulácia
  • Metabolizmus železa

Rozpočet a rezerva

Vápenatá a fosfátová rovnováha

Ióny vápnika a fosforečnanu majú v ľudskom tele určitú koncentráciu. Nachádzajú sa v kostnom tkanive a sú dôležitými elektrolytmi. Za reguláciu rovnováhy vápniku a fosfátov sú zodpovedné tri rôzne hormóny. Postarajú sa o absorpciu iónov v čreve a ich elimináciu obličkami. Hormóny sú kalcitriol, paratyroidný hormón a fibroblastový rastový faktor 23 (FGF23).

Acidobázický zostatok

Krv sa spolieha na konštantnú hodnotu pH. Koncentrácia pH v krvi je 7,4. Možné sú odchýlky maximálne 0,05. Ak dôjde k acidóze, to znamená, že hodnota pH klesne, nazýva sa to acidóza. Podkyslenie sa nazýva alkalóza.

Existujú rôzne tlmivé systémy, ktoré zabezpečujú konštantnú hodnotu pH. Štvrtinu tlmivého účinku v krvi produkuje proteínový pufer. Ďalšie tri štvrtiny tlmivého systému tvoria tlmivý roztok kyselina uhličitá/hydrogenuhličitan. Toto je otvorený tlmivý systém, pretože obsah oxidu uhličitého v krvi sa môže rýchlo meniť cez pľúca. Dýchanie upravuje hladinu oxidu uhličitého v krvi.

Objemový rozpočet

Objemová bilancia je objem vody v tele. Regulácia sa netýka priamo objemu vody v tele, ale rozpustených solí vo vode. Osmoregulácia prebieha v bunkách v závislosti od obsahu solí. Vysoká koncentrácia soli môže viesť k nedostatku objemu v bunkách, pričom nadmerný objem môže spôsobiť edém a vysoký krvný tlak. Osmoregulácia prebieha osmotickým tlakom. Týmto spôsobom sa koncentrácia soli v bunkách prispôsobuje koncentrácii vonku.

Dych a krvný cukor

Dýchací aparát

Na dýchanie má vplyv aj homeostáza

Dýchací systém sa zaoberá koncentráciou kyslíka a oxidu uhličitého v krvi. Parciálny tlak oxidu uhličitého je všeobecne riadený. Ak parciálny tlak oxidu uhličitého v krvi stúpa, je to zaznamenané pomocou arteriálnych receptorov. To zvyšuje a posilňuje dych.

Dýchacie svaly sa stávajú aktívnejšími a zaisťujú častejšie dýchanie. Membrána je obzvlášť postihnutá. S vyššou respiračnou frekvenciou sa parciálny tlak oxidu uhličitého v krvi opäť znižuje.

Krvný cukor

Cukor v krvi je riadený hladinou glukózy v krvi. obličková dreň, červené krvinky a mozog využívajú na energiu glukózu. Ostatné časti tela získavajú energiu z metabolizmu tukov. Mozog sa spolieha na glukózu, pretože môže prechádzať cez hematoencefalickú bariéru. Vysoká hladina glukózy vedie k diabetes mellitus.

Hypoglykémia môže spôsobiť záchvaty, zlý výkon mozgu a potenie a trasenie rúk. Hladinu cukru v krvi regulujú dva peptidové hormóny. Tieto peptidové hormóny sa produkujú v pankrease. Ak klesne hladina cukru v krvi, prichádza na rad hormón glukagón. Pomáha prevádzať glykogén v tele na glukózu. Ak je hladina cukru v krvi vysoká, inzulín zaisťuje, že pečeň spotrebuje viac glukózy.

Krvný tlak

Dôležitý je dokonca aj krvný tlak. Zmeny krvného tlaku môžu poškodiť orgány. Odchýlky tlaku v tepnách sú regulované behom niekoľkých sekúnd baroreceptorovým reflexom. Pri vysokom tlaku sú impulzy smerované z baroreceptorov do obehového centra.

To brzdí inerváciu krvných ciev a srdca a znižuje krvný tlak. Ak je krvný tlak príliš nízky, dôjde k stimulácii obehového centra. Vysoký krvný tlak sa často vyskytuje u ľudí s nadváhou, zatiaľ čo veľmi chudí ľudia s vyššou pravdepodobnosťou trpia nízkym krvným tlakom.

Metabolizmus železa

Metabolizmus železa znamená distribúciu železa v tele, ako aj absorpciu a vylučovanie. Železo je stopový prvok, ktorý je pre ľudský organizmus veľmi dôležitý. Má vplyv na transport kyslíka, funkcie buniek a absorpciu kyslíka.

Energia a teplota

Energetická bilancia

Energetická rovnováha hrá vo výžive veľkú úlohu. Ak sa dodá príliš veľa energie, telo má viac energie, ako dokáže využiť. Prebytočná energia sa ukladá vo forme telesného tuku na zlé časy. Správne množstvo príjmu potravy je kontrolované a regulované pocitom sýtosti.

V závislosti od miesta merania je naša telesná teplota okolo 36,3 až 37,4 ° C

Termoregulácia

Termoregulácia sa týka kontroly telesnej teploty. U cicavcov je telesná teplota vždy okolo 37 stupňov Celzia, bez ohľadu na vonkajšiu teplotu. Telesná teplota súvisí s vnútornou telesnou teplotou. Teplota končatín, ako sú prsty na rukách, nohách, nose alebo ušiach, sa môže líšiť.

Ak je teplota príliš nízka, nechránené končatiny môžu vymrznúť, ak je hypotermia príliš vysoká. Ak sa telo príliš ochladí, svalové kontrakcie zabezpečia, aby sa telesná teplota opäť zvýšila. Svalové kontrakcie sú viditeľné chvením alebo drkotaním zubov.

Homeostáza v mozgu

Je obzvlášť dôležité zachovať súčasný stav v mozgu. Krvno-mozgová bariéra zaručuje, že do mozgu nemôžu preniknúť žiadne nežiaduce látky. Patogény a toxíny nemôžu preniknúť do mozgu, ak je hematoencefalická bariéra neporušená. Funguje to teda ako filter.

Pri všetkých formách homeostázy sa cieľový stav porovnáva so skutočným stavom v rôznych oblastiach tela. Reakcia v tele sa spustí, iba ak dôjde k rozporu medzi týmito dvoma stavmi.

Choroby a choroby

Existuje mnoho ochorení spôsobených nefunkčnou homeostázou:

  • osteoporóza
  • Narušenie acidobázickej rovnováhy
  • Poruchy dýchania
  • Diabetes mellitus a hypoglykémia
  • Nedostatok železa a otravy
  • Obezita
  • Podchladenie
  • Meningitída

osteoporóza

Vo vyššom veku je konzumácia jedla menšia. čo znižuje množstvo absorbovaného vápniku. Pri menšom pohybe klesá aj svalová hmota. To podporuje úbytok kostnej hmoty. U žien sa príjem vápniku počas a po menopauze opäť znižuje o nižšiu hladinu estrogénu. Uvedené faktory podporujú rozvoj osteoporózy. Zlomené kosti sa môžu vyskytnúť jednoduchým pádom.

Kyseliny a zásady

Narušenie acidobázickej rovnováhy

Aj menšie poruchy v acidobázickej rovnováhe majú zásadný vplyv na celé telo. Aj malé odchýlky vedú ku konformáciám proteínov. Bielkoviny sú dôležitou súčasťou ľudského tela. Konformácia vedie k pohybovým obmedzeniam a úplným zlyhaniam. Porušenie acidobázickej rovnováhy sa musí liečiť okamžite, inak bude smrteľné.

Poruchy dýchania

Poruchy dýchania

Problémy s dychovým dýchaním vyplývajú hlavne zo skutočnosti, že hladina kyslíka v krvi klesá pomalšie so zvyšovaním hladiny oxidu uhličitého. Výsledkom je dýchavičnosť. Ak dôjde k adaptácii (zvyknutiu si) na nízku hladinu kyslíka v krvi, prísun vysokých hladín kyslíka, napríklad počas operácie, môže spôsobiť zástavu dýchania. Ovplyvňuje hlavne pacientov, ktorí trpia pľúcnymi chorobami, ako je napr. Chronická obštrukčná choroba pľúc.

Cukrovka a cukor v krvi

Pri diabetes mellitus sa rozlišuje medzi typmi I a II

Diabetes mellitus a hypoglykémia

Diabetes mellitus je tiež známy ako cukrovka. Rozlišuje sa medzi typom I a II. Typ I je väčšinou dedičný, zatiaľ čo typ II môže byť spôsobený aj nesprávnou stravou. Pri závažnom diabete mellitus musí pacient používať inzulín v pravidelných intervaloch. Nepodanie injekcie inzulínu môže spôsobiť diabetickú kómu.

Diabetes mellitus je spôsobený nedostatočnou tvorbou inzulínu. Nízky obsah cukru sa nazýva aj hypoglykémia. Ak je hladina cukru v krvi veľmi nízka, vedomie je zakalené a môže to viesť ku kóme. Potenie je prvým príznakom hypoglykémie.

Nedostatok železa a otrava

Nedostatok železa vedie k narušeniu tvorby hemoglobínu. Nedostatok železa je na celom svete veľmi častý. Nedostatok železa môže viesť k oslabeniu imunitného systému, anémii a prejavom únavy. Ťažkosti so sústredením a poruchy príjmu potravy sú tiež typickými príznakmi nedostatku železa. Otrava železom spôsobuje kolaps obehu, zlyhanie obličiek, pečene a zlú zrážanlivosť krvi.

Obezita

Ak telo nemá stály pocit sýtosti, potom pacient jesť príliš veľa. To vedie k obezite a vážnym zdravotným problémom. Obezita sa vyskytuje ako choroba. Chudnutie dodáva telu menej energie, ako je potrebné. Výsledkom je, že telo chudne. Jojo efekt sa často dostaví po diéte, pretože telo sa po nízkokalorickom období snaží znova vytvárať tukové zásoby.

Podchladenie

Pri telesnej teplote približne 37 stupňov Celzia biologické procesy v tele fungujú optimálne. Ak samotné telo už nie je schopné zvýšiť teplotu na optimálny počet stupňov, môže to viesť k pľúcnemu edému, bezvedomiu a zástave srdca. Výsledkom sú srdcové arytmie a zástava dýchania. Dlhodobé podchladenie preto nevyhnutne vedie k smrti.

Meningitída

Meningitída sa tiež nazýva encefalitída a môže sa vyvinúť, keď hematoencefalická bariéra už nie je úplne neporušená. Vírusy sa môžu dostať do mozgu. Narušená hematoencefalická bariéra môže spôsobiť rôzne neurologické choroby.

Často kladené otázky a odpovede

Tu nájdete odpovede na často kladené otázky o homeostáze.

Ak je homeostáza systému narušená, dôjde k trvalému poškodeniu?

Závažnosť účinkov narušenej homeostázy závisí od závažnosti a doby trvania narušenia. Ak je homeostáza narušená iba krátko a rýchlo sa obnoví rovnovážny stav, je možné zabrániť následným škodám. Čím dlhšie nerovnováha trvá a čím závažnejšia je porucha, tým väčší je dopad na ľudské telo.

Ako dlho trvá obnovenie systému do homeostázy?

To závisí od závažnosti poruchy. Ak sa systém odchyľuje len mierne od rovnovážneho stavu a proces spätnej väzby je neporušený, homeostáza systému sa obnoví za niekoľko milisekúnd. V prípade väčších odchýlok od normálneho stavu môže trvať niekoľko minút, kým sa znova dosiahne optimálny stav.

Koľko homeostáz je v tele?

Väčšina procesov v tele je založená na homeostáze. Takto je regulovaných veľa dôležitých procesov. Pretože v tele prebieha toľko procesov, nie je možné presne určiť počet homeostáz. Niektoré homeostázy sú veľmi komplikované, a preto je ťažké ich definovať a určiť. Môže sa pokojne stať, že jedna homeostáza závisí od inej homeostázy.