1.Понятие гомеостаза, его основные параметры. Значение постоянства параметров гомеостаза для жизнедеятельности и физиологической функции клетки. Понятие о раздражителе, классификация раздражителей.
ГБОУ ВПО ОрГМУ Министерства здравоохранения Российской Федерации
Кафедра нормальной физиологии
КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА
по дисциплине «Физиология клетки.
Механизмы межклеточного взаимодействия»
Вариант контрольной работы №12
Выполнил: студент I курса 13 фз группы Курамшина А. И.
Проверил: доцент, к. м. н. О. В. Ширшов
Результат__________________
О Р Е Н Б У Р Г – 2015 год.
План
2.Системный принцип организации физиологических функций клеток. Уровни систем в организме (субклеточный, клеточный, тканевой, органный, системный, организменный).
3.Физиологические свойства клеток, понятие о раздражимости и раздражении.
Раздражители – понятие, виды, характеристика. Физиологическая реакция – понятие, основные параметры, значение.4. Понятие гомеостаза, его основные параметры. Значение постоянства параметров гомеостаза для жизнедеятельности и физиологической функции клетки. Понятие о раздражителе, классификация раздражителей.
Понятие о внутренней среде. Понятие о гомеостазе, значение поддержания постоянства параметров внутренней среды (примеры). Раздражитель как фактор, способный вызвать отклонение параметра гомеостаза. Классификация раздражителей по силе, природе, локализации и т. д. Характеристики раздражителя – природа, сила, частота действия. Понятие об адекватном и неадекватном раздражителе.
ГОМЕОСТАЗ
— способность организма поддерживать
относительное постоянство внутренней
среды (крови, лимфы, межклеточной
жидкости) и устойчивость основных
физиологических функций (кровообращения,
дыхания, обмена веществ и др.) в пределах,
обеспечивающих его нормальную
жизнедеятельность.
Абсолютного гомеостаза нет, т. к. постоянно потребляются питательные вещества и выделяются метаболиты. Это постоянство относительно, сейчас введен термин «гомеокинез».
Характеристика
гомеостаза — биологические константы
организма — это количественные показатели,
характеризующие различные стороны
деятельности организма.
1 группа: жесткие биологические константы — при их малейшем изменении возникают тяжелые нарушения жизнедеятельности pH крови, он становится равен 7,36 (+/- 0,2-0,3).
2 группа: пластичные константы: могут колебаться в значительных пределах, не вызывая нарушений жизнедеятельности организма: тока крови, АД — при их отклонениях от нормы формируются функциональные системы и исполнительное звено которых включает реакции, направленные на восстановление измененного показателя (гомеостатические реакции).
Как
известно, живая клетка представляет
подвижную, саморегулирующую систему.
Ее внутренняя организация поддерживается
активными процессами, направленными
на ограничение, предупреждение или
устранение сдвигов, вызываемых различными
воздействиями из окружающей и внутренней
среды. Способность возвращаться к
исходному состоянию после отклонения
от некоторого среднего уровня, вызванного
тем или иным «возмущающим» фактором,
является основным свойством клетки.
Многоклеточный организм представляет
собой целостную организацию, клеточные
элементы которой специализированы для
выполнения различных функций.
Взаимодействие внутри организма
осуществляется сложными регулирующими,
координирующими и коррелирующими
механизмами с участием нервных,
гуморальных, обменных и других факторов.
Множество отдельных механизмов,
регулирующих внутри- и межклеточные
взаимоотношения, оказывает в ряде
случаев взаимно противоположные
воздействия, уравновешивающие друг
друга. Это приводит к установлению в
организме подвижного физиологического
фона (физиологического баланса) и
позволяет живой системе поддерживать
относительное динамическое постоянство,
несмотря на изменения в окружающей
среде и сдвиги, возникающие в процессе
жизнедеятельности организма.
По своей природе раздражители бывают: 1) химические; 2) физические; 3) механические; 4) термические; 5) биологические.
По
биологическому соответствию, то есть
насколько раздражитель соответствует
данной ткани. По данной классификации
различают два вида: 1) адекватные –
раздражители, которые соответствуют
данной ткани. Например, для сетчатки
глаза свет – все остальные раздражители
не соответствуют сетчатке, для мышечной
ткани – нервный импульс и т.
По силе – различают пять основных раздражителей: 1) подпороговые раздражители – это сила раздражителя при которой не возникает ответная реакция; 2) пороговый раздражитель – это минимальная сила, которая вызывает ответную реакцию при бесконечном времени действия. Эту силу еще называют реобазой – она единственная для каждой ткани; 3) надпороговые, или субмаксимальные; 4) максимальный раздражитель – это минимальная сила при которой возникает максимальная ответная реакция ткани; 5) сверхмаксимальные раздражители – при этих раздражителях реакция ткани либо максимальная, либо уменьшается, либо временно исчезает. Таким образом, для каждой ткани существует один пороговый раздражитель, один максимальный и множество подпороговых, надпороговых и сверхмаксимальных.
Теперь
дадим определение таким понятиям, как
раздражение, раздражимость, возбудимость
и возбуждение.
Раздражение – это любые
воздействия на ткань. В ответ на
раздражения возникают биологические
реакции ткани. Раздражимость – это
универсальное свойство живой материи
и отражает способность любой живой
ткани изменять свою неспецифическую
деятельность под влиянием раздражения.
Возбудимость – это свойство
специализированных тканей и отражает
способность ткани реагировать на
раздражение изменением своих специфических
реакций. Возбудимость ткани определяется
его пороговой силой: чем меньше пороговая
сила, тем больше возбудимость ткани.
Возбуждение – это специфическая реакция
ткани.
Список литературы: «Биологический энциклопедический словарь.» Гл. ред. М. С. Гиляров; Ред. под: А. А. Бабаев, Г. Г. Винберг, Г. А. Заварзин и др. — 2-е изд., исправл. — М.: Сов. Энциклопедия, 1986.)
Гомеостаз — «Энциклопедия»
ГОМЕОСТАЗ, гомеостазис (от гомео… и греческого στ?σις — неподвижность, состояние).
В биологии гомеостаз — способность живых организмов сохранять динамическое постоянство состава и свойств внутренней среды.
Идея о наличии в организме комплекса физиологических механизмов, направленных на поддержание постоянства внутренней среды, была высказана К. Бернаром во 2-й половине 19 века. Он считал, что в основе свободной и независимой жизни организмов в постоянно меняющейся внешней среде лежит постоянство физикохимических условий внутренней среды. Для обозначения комплекса процессов в живом организме, обеспечивающих постоянство таких условий, У. Кеннон предложил термин «гомеостаз» (1929).
Появление на Земле одноклеточных организмов было связано с формированием и поддержанием внутри клетки в течение всей её жизни специфических физико-химических условий, отличных от условий окружающей среды. Дальнейшая эволюция жизни сопровождалась возникновением многоклеточных животных, дифференцировкой их клеток, формированием внутренней среды, в которой находятся и взаимодействуют между собой клетки. Появляются система внеклеточных жидкостей, лимфа, кровь, из которых клетки извлекают необходимые органические и неорганические вещества, О2 и выделяют конечные продукты обмена.
В ходе эволюции многоклеточных животных формируются специализированные органы (дыхания, кровообращения, пищеварения, выделения) и системы (осморегуляции, волюморегуляции, терморегуляции, поддержания на заданном уровне концентрации каждого из ионов, кислотно-щелочного равновесия и др.). Они обеспечивают постоянство физико-химического состава жидкостей внутренней среды. Помимо крови, лимфы, околоклеточной жидкости формируются и специализированные внеклеточные жидкости (например, спинномозговая, внутриглазная, эндолимфа и перилимфа внутреннего уха), назначение которых состоит в поддержании специальных условий для функционирования клеток целых органов.
Реклама
У морских беспозвоночных гомеостаз касается объёма жидкостей внутренней среды, концентрации в ней отдельных ионов, pH. Адаптация организмов к пресным водам потребовала формирования новой системы регуляции — поддержания на постоянном уровне осмотического давления жидкостей внутренней среды, удаления из организма избытка воды.
К особо контролируемым физико-химическим параметрам внутренней среды относятся её осмотическое давление (изоосмия), концентрация отдельных ионов (изоиония), объём крови (изоволемия), её pH, у птиц и млекопитающих также стабилизированная температура тела (изотермия) и др.
Постоянство физико-химических условий во внутренней среде, состояние околоклеточной среды служат жизненно важным фактором, необходимым для эффективной работы клеток; их адекватная реакция на сигналы из внешней (например, световые, звуковые, температурные раздражители) и внутренней (в том числе импульсы нервной системы, гормоны, аутакоиды) среды возможна при поддержании гомеостаза. Особенно высокая степень гомеостаза характерна для млекопитающих, у которых наиболее строго поддерживаются осмоляльность крови, концентрация в ней ионов Са 2+, pH, изотермия.
Гомеостаз создаёт возможность для адекватных реакций клеток, поддержания необходимого уровня их метаболизма и ответа на внешние воздействия. В регуляции физико-химических параметров внутренней среды участвуют нервная и эндокринная системы, аутакоиды.
Повышение качества регуляции для сохранения стабильности параметров внутренней среды является важным фактором выживания особи и процветания вида.
Термин «клеточный гомеостаз» противоречит смысловому значению понятия, предложенного К. Бернаром и У. Кенноном.
Лит.: Bernard С. Leçons sur les phénomènes de la vie communs aux animaux et aux végétaux. Р., 1878. Р., 1966; Cannon W. В. The wisdom of the body. 2nd ed. N. Y., 1932; Баркрофт Дж. Основные черты архитектуры физиологических функций. М., 1937; Харди Р. Гомеостаз. М., 1986.
Ю. В. Наточин.
Гомеостаз в кибернетике. В 1950-х годы Н. Винер универсализировал понятие гомеостаза и применил его к функционированию достаточно сложных саморегулирующихся систем. В результате понятие гомеостаза стало широко использоваться не только в биологии, но и в других науках. По Винеру, гомеостатический алгоритм определяет базовые параметры системы, значительные изменения которых нарушают или разрушают её нормальное функционирование и развитие; фиксирует пределы допустимого изменения установленных параметров под влиянием как внешней, так и внутренней среды; выявляет совокупность механизмов, начинающих проявлять себя при критическом изменении базовых параметров системы.
В социальных и политических науках понятие гомеостаза применяется преимущественно при анализе функционирования и динамики социальной и политической систем, а также некоторых системных организаций (государства, партий, профсоюзов и др.
). В этой сфере подвижное равновесное состояние систем (и подсистем) сохраняется через противодействие их структур, социальных групп и институтов внешним и внутренним факторам, нарушающим основные принципы функционирования (Т. Парсонс, Д. Истон). В политическом анализе и управлении используются социодинамические модели политической и социальной систем общества, в которых выделяются прямые и обратные гомеостатические взаимодействия системы с внешней средой. В социально-политических системах велика роль человеческого фактора (риск ошибок и др.) при принятии решений, поскольку гиперактивное воздействие на среду и её изменение формируются самими социально-политическими агентами. Соответственно в этой сфере велика функциональная роль общественного контроля (обратной связи) над принятием институциональными органами значимых для социума решений, самоорганизации и оптимизации системы. Разбалансировка политической (социальной) системы ведёт к кризисным явлениям или даже к её разрушению, о чём свидетельствует история революций.
Социально-политические системы закрытого (тоталитарного) типа допускают дозированное, жёсткое взаимодействие с внешней средой, а также с себе подобными системами; для них характерна слабая обратная связь. В конечном счете, они не успевают адекватно отвечать на вызовы времени, проигрывают в экономическом развитии и становятся неустойчивыми.
В макроэкономике гомеостатический подход лёг в основу теории общего экономического равновесия (кейнсианская и неоклассическая модели). Принцип гомеостаза применяется в социальной экологии, которая рассматривает природную среду как дифференцированную систему динамического равновесия; широко используется при анализе взаимодействия национальных структур с наднациональными институтами и организациями в условиях глобальных отношений.
Лит.: Perspectives en écologie humaine / Éd. É. Bourgoignie е. а. Р., 1972; Easton D. А framework for political analysis. Chi.; L., 1979; idem. The analysis of political structure. N. Y.; L., 1990; Винер Н. Кибернетика, или Управление и связь в животном и машине.
М., 1983; он же. Индивидуальный и общественный гомеостазис // Общественные науки и современность. 1994. № 6; Анохин М. Г. Политические системы: адаптация, динамика, устойчивость. М., 1996; Парсонс Т. Система современных обществ. М., 1998; Макроэкономика. 3-е изд. СПб., 1999; Classical sociological theory / Ed. by С. Calhoun а. остров Oxf., 2002; Горелов А. А. Социальная экология. М., 2004; Дегтярев А.А. Принятие политических решений. М., 2004; Ирхин Ю. В. Политология. М., 2006; Цыганков А. П., Цыганков П. А. Социология международных отношений. М., 2006.
Ю. В. Ирхин.
Уолтер Брэдфорд Кэннон и концепция гомеостаза. Кэннон ввел термин «бей или беги» и расширил концепцию гомеостаза Клода Бернара. Гомеостаз — это свойство системы внутри животного, в которой переменная, такая как концентрация вещества в растворе, активно регулируется, чтобы оставаться почти постоянной. Примеры гомеостаза включают регулирование температуры тела, pH внеклеточной жидкости или концентрации ионов натрия, калия и кальция, а также глюкозы в плазме крови.
Молодежь и образование
Уолтер Брэдфорд Кэннон родился в семье железнодорожника. Он поступил в Гарвардскую медицинскую школу, где окончил биологию в 1896 году и получил степень доктора философии в 1897 году. Он уже начал работать в лаборатории Боудича на первом курсе Гарварда. Генри Пикеринг Боудич, работавший с Клодом Бернаром, руководил там лабораторией. После получения степени Кэннон был нанят Уильямом Таунсендом Портером в Гарварде в качестве преподавателя кафедры физиологии. Кэннон стал профессором физиологии Джорджа Хиггинсона и заведующим кафедрой физиологии Гарвардской медицинской школы в 1919 году.06.
Глотание и моторика желудка
Когда Кэннон впервые начал работать с Боудичем, он использовал недавно открытые рентгеновские лучи для изучения механизма глотания и моторики желудка. Ему удалось продемонстрировать глотание гуся на собрании Американского физиологического общества в декабре 1896 года. Кэннон опубликовал свою первую статью об этом исследовании в первом выпуске Американского журнала физиологии в январе 1898 года.
Первая мировая война
Во время Первой мировой войны (с 1914 г.) занимал пост президента Американского физиологического общества и занимался травматическим шоком в ответ на угрозу, от которой пострадали многие солдаты. Он ввел термин «реакция борьбы или бегства», который описывает реакцию животных на угрозу, и опубликовал телесных изменений боли, голода, страха и ярости (1915). Будучи военным врачом во время Первой мировой войны, он также обнаружил, что кровь людей, подвергшихся шоку, была кислой.
Концепция гомеостаза
Концепция гомеостаза была описана примерно в 1860 году физиологом Клодом Бернаром. Биология знает множество состояний равновесия, которые поддерживаются особыми гомеостатическими процессами. Баланс может поддерживаться внутри клетки, органа или организма. Поддерживаемое свойство может быть анатомическим, химическим, физическим или математическим (количество клеток). В физиологии термин гомеостаз определяется как поддержание постоянной внутренней среды (целевого состояния), которое достигается посредством регуляции.
Примером этого является гомеостаз мозга, который поддерживается гематоэнцефалическим барьером.
Вдохновленный ранними идеями Клода Бернара из milieu interieur , Уолтер Кэннон разработал концепцию гомеостаза. Он опубликовал свои результаты в книге «Мудрость тела » в 1932 году. Уолтер Кэннон выдвинул четыре предварительных предположения для описания общих характеристик гомеостаза: (1) постоянство в открытой системе, которую представляют наши тела, требует механизмов, которые действуют для поддержания этого постоянства. Кэннон основывал это предположение на понимании того, как регулируются устойчивые состояния, такие как концентрация глюкозы, температура тела и кислотно-щелочной баланс. (2) Стационарные условия требуют, чтобы любая тенденция к изменению автоматически сталкивалась с факторами, сопротивляющимися изменению. Повышение уровня сахара в крови приводит к жажде, поскольку организм пытается снизить концентрацию сахара во внеклеточной жидкости. (3) Система регуляции, определяющая гомеостатическое состояние, состоит из ряда взаимодействующих механизмов, действующих одновременно или последовательно.
Уровень сахара в крови регулируется инсулином, глюкагонами и другими гормонами, которые контролируют его высвобождение из печени или поглощение тканями. (4) Гомеостаз возникает не случайно, а является результатом организованного самоуправления.
Теория Кэннона Барда
Теория Кэннона Барда, которую Кэннон разработал вместе со своим учеником Филипом Бардом (1898-1977), утверждает, что «эмоциональный стимул» вызывает две одновременные реакции: физиологическое возбуждение и восприятие эмоций. Ни одна из двух реакций не вызывает другую. Теория предполагает, что физические процессы не зависят от психологических.
Уолтер Кэннон умер 1 октября 1945 года во Франклине, штат Нью-Гэмпшир, в возрасте 73 лет.
Ссылки и дополнительная литература:
- [1] Жизнь и работа Уолтера Кэннона в Гарварде
- [2] Уолтер Брэдфорд Кэннон, Гомеостаз
- [3] Уолтер Кэннон в Britannica Online
- [4] Уолтер Брэдфорд Кэннон в Викиданных
- [5] Уолтер Брэдфорд Кэннон, Гомеостаз (1932)
- [6] Джон Кэмпбелл, Гомеостаз 1, Физиологические принципы , д-р Джон Кэмпбелл @ youtube
- [7] Дейл, Х.
Х. (1947). «Уолтер Брэдфорд Кэннон. 1871-1945». Некрологи членов Королевского общества . 5 (15): 407–426. - [8] Уильям Брэдфорд Кэннон, Мудрость тела . Нью-Йорк: WW Norton and Company. 1932
- [9] Гольдштейн, Дэвид (15 мая 2009 г.). «Уолтер Кэннон: гомеостаз, реакция «бей или беги», симпатоадреналовая система и мудрость тела». Иммунитет к мозгу .
- [10] Бенисон, Сол А., Клиффорд Баргер, Элин Л. Вулф (1987) Уолтер Б. Кэннон: жизнь и времена молодого ученого .
- [11] Хронология Уолтера Брэдфорда Кэннона, согласно Wikidata .
Х. (1947). «Уолтер Брэдфорд Кэннон. 1871-1945». Некрологи членов Королевского общества . 5 (15): 407–426. Интегративная концепция гомеостаза: перевод физиологии в медицину
Интегративная концепция гомеостаза: перевод физиологии в медицину
Скачать PDF
Скачать PDF
- Рукопись
- Открытый доступ
- Опубликовано:
- Иван Спасоевич к.м.н. 1
Природные прецеденты (2012)Цитировать эту статью
134 доступа
Сведения о показателях
Abstract
Чтобы по-настоящему понять живые системы, их необходимо рассматривать как единое целое. Чтобы добиться этого и прийти к какому-то закону, которому подчиняются живые системы, необходимо интегрировать данные, полученные о клетках, тканях и органах. Поскольку таких законов еще нет, обычно требуется долгий путь для воплощения физиологических результатов, полученных с помощью редукционистских подходов, в медицинскую практику.
Представленная здесь концепция и сопутствующие уравнения гомеостаза направлены на разработку биологических законов и преодоление разрыва между физиологией и медициной. Концепция гомеостаза учитывает вход и выход энергии, привлекая всех соответствующих участников. В гомеостазе изменения на входе должны равняться изменениям на выходе в любой конкретный период времени. Я предлагаю здесь следующее: если система вышла из гомеостаза, гомеостаз можно восстановить, изменив надлежащим образом любой входной или выходной компонент, а не только тот, который был изменен первым. Важно отметить, что эта концепция в первую очередь касается физиологии взрослого человека. Предлагаемое уравнение должно позволить новым лабораторным данным относительно любых патофизиологических состояний найти более непосредственное применение в медицине. Это также должно облегчить «принятие решений» в медицине и сделать разработку терапии и ее результаты более простыми и предсказуемыми. Наконец, признание основных законов живых систем позволяет лучше понять эволюционные адаптации и процессы.
