homeostase do sistema. Homeostase e suas manifestações em diferentes níveis de organização dos biossistemas. Características da idade da homeostase

Um sistema biológico de qualquer complexidade, a partir de estruturas subcelulares de sistemas funcionais e de todo o organismo, é caracterizado pela capacidade de se auto-organizar e auto-regular. A capacidade de auto-organização é manifestada por uma variedade de células e órgãos na presença de um princípio geral de estrutura elementar (membranas, organoides, etc.). A autorregulação é fornecida por mecanismos inerentes à própria essência do ser vivo.

O corpo humano é composto por órgãos que na maioria das vezes se combinam com outros para desempenhar suas funções, formando assim sistemas funcionais. Para isso, estruturas de qualquer nível de complexidade, desde moléculas até todo o organismo, requerem sistemas de regulação. Esses sistemas fornecem interação várias estruturas já em estado de repouso fisiológico. Eles são especialmente importantes no estado ativo quando o organismo interage com um ambiente externo em mudança, uma vez que qualquer mudança requer uma resposta adequada do organismo. Nesse caso, um dos condições obrigatórias auto-organização e auto-regulação - a preservação das condições constantes do ambiente interno inerentes ao corpo, o que é denotado pelo conceito de homeostase.

Ritmo das funções fisiológicas. Processos fisiológicos as funções vitais, mesmo em condições de repouso fisiológico completo, prosseguem com atividade diferente. Seu fortalecimento ou enfraquecimento ocorre sob a influência de uma interação complexa de fatores exógenos e endógenos, que é chamado de "ritmos biológicos". Além disso, a frequência das flutuações de várias funções varia em uma faixa extremamente ampla, variando de um período de até 0,5 horas até vários dias e até vários anos.

O conceito de homeostase

O funcionamento eficiente dos processos biológicos requer certas condições, a maioria das quais deve ser constante. E quanto mais estáveis forem, mais confiável será o funcionamento do sistema biológico. A essas condições, em primeiro lugar, é necessário incluir aquelas que contribuem para a preservação de um nível normal de metabolismo. Isso requer o fornecimento de ingredientes iniciais do metabolismo e oxigênio, bem como a remoção dos metabólitos finais. A eficiência dos processos metabólicos é assegurada por uma certa intensidade dos processos intracelulares, principalmente devido à atividade das enzimas. Ao mesmo tempo, a atividade enzimática também depende de tais fatores externos como temperatura por exemplo.

A estabilidade da maioria das condições é necessária em qualquer nível estrutural e funcional, variando de uma única reação bioquímica, uma célula, a uma reação complexa. sistemas funcionais organismo. NO Vida real essas condições muitas vezes podem ser violadas. O aparecimento de mudanças se reflete no estado dos objetos biológicos, no fluxo de processos metabólicos neles. Além disso, quanto mais complexo for o sistema biológico, maiores serão os desvios das condições padrão que ele pode suportar sem interrupção significativa da atividade vital. Isso se deve à presença no corpo de mecanismos apropriados destinados a eliminar as mudanças que surgiram. Assim, por exemplo, a atividade dos processos enzimáticos em uma célula diminui de 2 a 3 vezes com a diminuição da temperatura a cada 10 ° C. Ao mesmo tempo, animais de sangue quente, devido à presença de mecanismos de termorregulação, mantêm a temperatura interna constante em uma ampla gama de mudanças na externa. Como resultado, a estabilidade desta condição é mantida para que as reações enzimáticas prossigam em um nível constante. E por exemplo, uma pessoa que também tem uma mente, tendo roupas e moradia, pode muito tempo existir a uma temperatura externa bem abaixo de 0 °C.

No processo de evolução, ocorreu a formação de reações adaptativas, destinadas a manter as condições constantes do ambiente externo do organismo. Eles existem tanto no nível de processos biológicos individuais quanto em todo o organismo. Cada uma dessas condições é caracterizada por parâmetros correspondentes. Portanto, os sistemas para regular a constância das condições controlam a constância desses parâmetros. E caso esses parâmetros se desviem da norma por algum motivo, mecanismos de regulação garantem seu retorno ao patamar inicial.

A propriedade universal de um ser vivo de manter ativamente a estabilidade das funções do corpo, apesar das influências externas que podem perturbá-lo, é chamada de homeostase.

Estado sistema biológico de qualquer nível estrutural e funcional depende do complexo de influências. Este complexo consiste na interação de muitos fatores, tanto externos em relação a ele, quanto aqueles que estão dentro ou são formados como resultado dos processos que ocorrem nele. O nível de influência de fatores externos é determinado pelo estado correspondente do ambiente: temperatura, umidade, iluminação, pressão, composição do gás, Campos magnéticos etc. No entanto, o corpo pode e deve manter o grau de influência longe de todos os fatores externos e internos em um nível constante. A evolução selecionou aqueles que são mais necessários para a preservação da vida, ou aqueles para a manutenção dos quais foram encontrados mecanismos apropriados.

Constantes de parâmetros de homeostase Eles não têm uma consistência clara. Seus desvios do nível médio em uma direção ou outra em uma espécie de "corredor" também são possíveis. Existem limites máximos para cada parâmetro. possíveis desvios. Eles também diferem no tempo durante o qual o corpo pode suportar uma violação de um parâmetro particular de homeostase sem qualquer consequências sérias. Ao mesmo tempo, o desvio do parâmetro fora do próprio "corredor" pode causar a morte da estrutura correspondente - seja uma célula ou mesmo um organismo como um todo. Assim, o pH normal do sangue é de cerca de 7,4. Mas pode flutuar entre 6,8-7,8. O corpo humano pode suportar o grau extremo de desvios deste parâmetro sem consequências prejudiciais apenas por alguns minutos. Outro parâmetro homeostático - a temperatura corporal - em algumas doenças infecciosas pode subir para 40°C e acima e permanecer nesse nível por muitas horas e até dias. Assim, algumas constantes do corpo são bastante estáveis - - constantes duras, outros diferem mais ampla variedade flutuações - constantes plásticas.

Alterações na homeostase podem ocorrer sob a influência de quaisquer fatores externos, bem como ser de origem endógena: a intensificação dos processos metabólicos tende a alterar os parâmetros da homeostase. Ao mesmo tempo, a ativação dos sistemas regulatórios garante facilmente seu retorno a um nível estável. Mas, se em repouso em uma pessoa saudável, esses processos são equilibrados e os mecanismos de recuperação funcionam com uma reserva de energia, então, no caso de uma mudança acentuada nas condições de existência, em caso de doenças, eles ligam com atividade máxima. A melhoria dos sistemas de regulação da homeostase também se reflete no desenvolvimento evolutivo. Assim, a ausência de um sistema para manter uma temperatura corporal constante em animais de sangue frio, tendo determinado a dependência dos processos vitais de uma temperatura externa variável, limitou fortemente seu desenvolvimento evolutivo. No entanto, a presença de tal sistema em animais de sangue quente garantiu sua disseminação pelo planeta e tornou tais organismos seres verdadeiramente livres e com alto potencial evolutivo.

Por sua vez, cada pessoa possui capacidades funcionais individuais dos próprios sistemas de regulação da homeostase. Isso determina em grande parte a gravidade da reação do corpo a qualquer impacto e, em última análise, afeta a expectativa de vida.

Homeostase celular . Um dos parâmetros peculiares da homeostase é a "pureza genética" das populações de células do corpo. O sistema imunológico do corpo "monitora" a proliferação normal das células. No caso de sua violação ou violação da leitura da informação genética, aparecem células estranhas ao organismo determinado. O sistema mencionado os destrói. Podemos dizer que um mecanismo semelhante também realiza a luta contra a entrada no corpo de células estranhas (bactérias, vermes) ou seus produtos. E isso também é fornecido pelo sistema imunológico (consulte a seção C - "Características fisiológicas dos leucócitos").

Mecanismos de homeostase e sua regulação

Os sistemas que controlam os parâmetros da homeostase consistem em mecanismos de complexidade estrutural variável: tanto com elementos relativamente simples quanto com complexos neuro-hormonais bastante complexos. Um dos mecanismos mais simples são os metabólitos, alguns dos quais podem afetar localmente a atividade de processos enzimáticos, vários componentes estruturais de células e tecidos. Mecanismos mais complexos (neuroendócrinos), que realizam a interação interorgânica, são conectados quando os simples não são mais suficientes para devolver o parâmetro ao nível requerido.

Processos locais de autorregulação com feedback negativo ocorrem na célula. Assim, por exemplo, durante o trabalho muscular intensivo nos músculos esqueléticos, através de uma deficiência relativa de 02, acumulam-se subóxido de NEP e produtos metabólicos. Eles mudam o pH do sarcoplasma para o lado ácido, o que pode causar a morte. estruturas individuais, a célula inteira ou mesmo o organismo. Com a diminuição do pH, as propriedades conformacionais das proteínas citoplasmáticas e dos complexos de membrana mudam. Este último é causado por uma mudança no raio dos poros, um aumento na permeabilidade das membranas (partições) de todas as estruturas subcelulares e uma violação dos gradientes iônicos.

O papel dos fluidos corporais na homeostase. Os fluidos corporais são considerados o elo central na manutenção da homeostase. Para a maioria dos órgãos, é sangue e linfa e, para o cérebro, é sangue e líquido cefalorraquidiano (LCR). O sangue desempenha um papel especialmente importante. Além disso, os meios líquidos para uma célula são seu citoplasma e fluido intercelular.

Funções dos meios líquidos Na manutenção da homeostase são bastante diversas. Em primeiro lugar, meios líquidos fornecem processos metabólicos com tecidos. Eles não apenas trazem substâncias necessárias para a atividade vital para as células, mas também transportam metabólitos delas, que de outra forma podem se acumular nas células em altas concentrações.

Em segundo lugar, os meios líquidos têm seus próprios mecanismos necessários para manter certos parâmetros de homeostase. Por exemplo, os sistemas tampão suavizam a mudança no estado ácido-base quando ácidos ou bases entram na corrente sanguínea.

em terceiro lugar, os meios líquidos participam da organização do sistema de controle da homeostase. Existem também vários mecanismos aqui. Assim, devido ao transporte de metabólitos, órgãos e sistemas distantes (rins, pulmões, etc.) estão ligados ao processo de manutenção da homeostase. Além disso, metabólitos contidos no sangue, atuando nas estruturas e receptores de outros órgãos e sistemas, podem desencadear respostas reflexas complexas e mecanismos hormonais. Por exemplo, os termorreceptores reagem ao sangue "quente" ou "frio" e, consequentemente, alteram a atividade dos órgãos envolvidos na formação e distribuição de calor.

Os receptores também estão localizados nas paredes dos próprios vasos sanguíneos. Eles estão envolvidos na regulação da composição química do sangue, seu volume, pressão. Com a irritação dos receptores vasculares, começam os reflexos, cuja ligação efetora são os órgãos e sistemas do corpo. A grande importância do sangue na manutenção da homeostase tornou-se a base para a formação de um sistema especial de homeostase de muitos parâmetros do próprio sangue, seu volume. Para sua preservação, existem mecanismos complexos incluídos em um único sistema de regulação da homeostase corporal.

O acima pode ser claramente ilustrado pelo exemplo de intensa atividade muscular. Durante sua execução, produtos metabólicos na forma de ácidos lático, pirúvico, acetoacético e outros saem dos músculos para a corrente sanguínea. Os metabólitos ácidos são neutralizados primeiro pelas reservas alcalinas do sangue. Além disso, ativam a circulação sanguínea e a respiração por meio de mecanismos reflexos. A conexão desses sistemas corporais, por um lado, melhora o fluxo de 02 para os músculos e, portanto, reduz a formação de produtos suboxidados; por outro lado, ajuda a aumentar a liberação de CO2 pelos pulmões, muitos metabólitos pelos rins, glândulas sudoríparas.

2. Objetivos de aprendizagem:

Conhecer a essência da homeostase, os mecanismos fisiológicos de manutenção da homeostase, os fundamentos da regulação da homeostase.

Estudar os principais tipos de homeostase. Conheça as características da homeostase relacionadas à idade

3. Perguntas de auto-preparação para dominar este tópico:

1) Definição do conceito de homeostase

2) Tipos de homeostase.

3) Homeostase genética

4) Homeostase estrutural

5) Homeostase do ambiente interno do corpo

6) Homeostase imunológica

7) Mecanismos de regulação da homeostase: neuro-humoral e endócrino.

8) Regulação hormonal da homeostase.

9) Órgãos envolvidos na regulação da homeostase

10) Princípio geral das reações homeostáticas

11) Especificidade da homeostase da espécie.

12) Características da idade homeostase

13) Processos patológicos, acompanhados por uma violação da homeostase.

14) A correção da homeostase do corpo é a principal tarefa do médico.

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4. Tipo de aula: extracurricular

5. Duração da aula- 3 horas.

6. Equipamento. Apresentação eletrônica "Aulas de biologia", tabelas, manequins

homeostase(gr. homoios - igual, estase - estado) - a propriedade de um organismo de manter a constância do ambiente interno e as principais características de sua organização inerente, apesar da variabilidade dos parâmetros do ambiente externo e da ação de perturbação interna fatores.

A homeostase de cada indivíduo é específica e determinada pelo seu genótipo.

corpo - aberto sistema dinâmico. O fluxo de substâncias e energia observado no corpo determina a auto-renovação e auto-reprodução em todos os níveis, desde o molecular até o organísmico e populacional.

No processo de metabolismo com alimentos, água, durante as trocas gasosas no corpo a partir de meio Ambiente entram vários compostos químicos que, após transformações, são comparados a composição química organismo e estão incluídos em suas estruturas morfológicas. Após um certo período, as substâncias absorvidas são destruídas, liberando energia, e a molécula destruída é substituída por uma nova, sem violar a integridade dos componentes estruturais do corpo.

Os organismos estão em um ambiente em constante mudança, apesar disso, os principais indicadores fisiológicos continuam sendo realizados em determinados parâmetros e o corpo mantém um estado de saúde estável por muito tempo, graças a processos de autorregulação.

Assim, o conceito de homeostase não está relacionado à estabilidade dos processos. Em resposta à ação de fatores internos e externos, ocorrem algumas mudanças nos parâmetros fisiológicos, e a inclusão de sistemas reguladores garante a manutenção de uma relativa constância do ambiente interno. Os mecanismos homeostáticos reguladores funcionam nos níveis celular, orgânico, organísmico e supraorganismático.

Em termos evolutivos, a homeostase é uma adaptação hereditáriamente fixa de um organismo às condições ambientais normais.

Existem os seguintes tipos principais de homeostase:

1) genética

2) estrutural

3) homeostase da parte líquida do ambiente interno (sangue, linfa, líquido intersticial)

4) imunológico.

Homeostase genética- preservação da estabilidade genética devido à força das ligações físico-químicas do DNA e sua capacidade de recuperação após danos (reparo de DNA). A auto-reprodução é uma propriedade fundamental dos vivos, baseia-se no processo de reduplicação do DNA. O próprio mecanismo desse processo, no qual uma nova fita de DNA é construída estritamente complementar em torno de cada uma das moléculas constituintes das duas fitas antigas, é ideal para uma transferência precisa de informações. A precisão desse processo é alta, mas erros de reduplicação ainda podem ocorrer. A violação da estrutura das moléculas de DNA também pode ocorrer em suas cadeias primárias sem levar em conta a reduplicação sob a influência de fatores mutagênicos. Na maioria dos casos, o genoma da célula é restaurado, o dano é corrigido, devido ao reparo. Quando os mecanismos de reparo são danificados, a homeostase genética é interrompida tanto no nível celular quanto no do organismo.

Um mecanismo importante para a manutenção da homeostase genética é o estado diplóide das células somáticas em eucariotos. As células diplóides são mais estáveis no funcionamento, porque a presença de dois programas genéticos neles aumenta a confiabilidade do genótipo. A estabilização do sistema complexo do genótipo é fornecida pelos fenômenos de polimerização e outros tipos de interação gênica. Os genes reguladores que controlam a atividade dos operons desempenham um papel importante no processo de homeostase.

Homeostase estrutural- esta é a constância da organização morfológica em todos os níveis dos sistemas biológicos. É aconselhável destacar a homeostase de uma célula, tecido, órgão, sistemas do corpo. A homeostase das estruturas subjacentes garante a constância morfológica das estruturas superiores e é a base de sua atividade vital.

A célula, como sistema biológico complexo, é inerente à autorregulação. O estabelecimento da homeostase do ambiente celular é proporcionado por sistemas de membrana, que estão associados a processos bioenergéticos e regulação do transporte de substâncias para dentro e para fora da célula. Na célula, os processos de mudança e restauração das organelas acontecem continuamente, as próprias células são destruídas e restauradas. A restauração de estruturas intracelulares, células, tecidos, órgãos no decorrer da vida do organismo ocorre devido à regeneração fisiológica. Restauração de estruturas após danos - regeneração reparadora.

Homeostase da parte líquida do ambiente interno- a constância da composição do sangue, linfa, fluido tecidual, pressão osmótica, concentração total de eletrólitos e concentração de íons individuais, níveis sanguíneos nutrientes etc. Esses indicadores, mesmo com mudanças significativas nas condições ambientais, são mantidos em um determinado nível, graças a mecanismos complexos.

Por exemplo, um dos parâmetros físico-químicos mais importantes do ambiente interno do corpo é o equilíbrio ácido-base. A proporção de íons hidrogênio e hidróxido no ambiente interno depende do conteúdo nos fluidos corporais (sangue, linfa, fluido tecidual) de ácidos - doadores de prótons e bases tampão - receptores de prótons. Normalmente, a reação ativa do meio é avaliada pelo íon H+. O valor do pH (a concentração de íons de hidrogênio no sangue) é um dos indicadores fisiológicos estáveis e varia em humanos dentro de limites estreitos - de 7,32 a 7,45. A atividade de uma série de enzimas, permeabilidade da membrana, processos de síntese de proteínas, etc. dependem em grande parte da proporção de íons hidrogênio e hidroxila.

O corpo possui vários mecanismos que garantem a manutenção do equilíbrio ácido-base. Em primeiro lugar, estes são os sistemas tampão do sangue e dos tecidos (carbonato, tampão fosfato, proteínas teciduais). A hemoglobina também tem propriedades tamponantes, liga-se ao dióxido de carbono e previne a sua acumulação no sangue. A atividade dos rins também contribui para a manutenção de uma concentração normal de íons hidrogênio, uma vez que uma quantidade significativa de metabólitos ácidos é excretada na urina. Se esses mecanismos são insuficientes, a concentração de dióxido de carbono no sangue aumenta, há alguma mudança no pH para o lado ácido. Nesse caso, o centro respiratório é excitado, a ventilação pulmonar é aumentada, o que leva a uma diminuição do conteúdo de dióxido de carbono e à normalização da concentração de íons de hidrogênio.

A sensibilidade dos tecidos às mudanças no ambiente interno é diferente. Portanto, uma mudança de pH de 0,1 em uma direção ou outra da norma leva a distúrbios significativos na atividade do coração, e um desvio de 0,3 é fatal. O sistema nervoso é particularmente sensível a baixos níveis de oxigênio. Para os mamíferos, as flutuações na concentração de íons de cálcio superiores a 30% são perigosas, etc.

Homeostase imunológica- manter a constância do ambiente interno do corpo, mantendo a individualidade antigênica do indivíduo. A imunidade é entendida como uma forma de proteger o corpo de corpos vivos e substâncias portadoras de sinais de informações geneticamente estranhas (Petrov, 1968).

Bactérias, vírus, protozoários, helmintos, proteínas, células, incluindo células alteradas do próprio organismo, carregam informações genéticas alienígenas. Tudo fatores listados são antígenos. Antígenos são substâncias que, ao serem introduzidas no organismo, são capazes de causar a produção de anticorpos ou outra forma de resposta imune. Os antígenos são muito diversos, na maioria das vezes são proteínas, mas também são grandes moléculas de lipopolissacarídeos, ácidos nucleicos. Não compostos orgânicos(sais, ácidos), compostos orgânicos simples (carboidratos, aminoácidos) não podem ser antígenos, porque não têm especificidade. O cientista australiano F. Burnet (1961) formulou a posição de que o significado principal sistema imunológico consiste em reconhecer "próprio" e "alienígena", ou seja, na manutenção da constância do ambiente interno - homeostase.

O sistema imunológico tem uma ligação central (medula óssea vermelha, glândula timo) e periférica (baço, linfonodos). A reação protetora é realizada por linfócitos formados nesses órgãos. Os linfócitos do tipo B, quando encontram antígenos estranhos, diferenciam-se em plasmócitos que secretam proteínas específicas, imunoglobulinas (anticorpos), no sangue. Esses anticorpos, conectando-se ao antígeno, os neutralizam. Essa reação é chamada de imunidade humoral.

Os linfócitos do tipo T fornecem imunidade celular destruindo células estranhas, como a rejeição de transplantes, e células mutantes de seu próprio corpo. De acordo com os cálculos fornecidos por F. Burnet (1971), em cada alteração genética de células humanas em divisão, cerca de 10-6 mutações espontâneas acumulam-se dentro de um dia, i.e. nos níveis celular e molecular, os processos que rompem a homeostase ocorrem continuamente. Os linfócitos T reconhecem e destroem células mutantes de seu próprio corpo, garantindo assim a função de vigilância imunológica.

O sistema imunológico controla a constância genética do organismo. Este sistema, constituído por órgãos anatomicamente separados, representa uma unidade funcional. A propriedade de defesa imunológica atingiu seu maior desenvolvimento em aves e mamíferos.

regulação da homeostase realizado pelos seguintes órgãos e sistemas (Fig. 91):

1) sistema nervoso central;

2) sistema neuroendócrino, que inclui o hipotálamo, glândula pituitária, glândulas endócrinas periféricas;

3) sistema endócrino difuso (DES), representado por células endócrinas localizadas em quase todos os tecidos e órgãos (coração, pulmão, trato gastrointestinal, rins, fígado, pele, etc.). A maior parte das células DES (75%) está concentrada no epitélio do sistema digestivo.

Sabe-se agora que vários hormônios estão presentes simultaneamente nas estruturas nervosas centrais e nas células endócrinas do trato gastrointestinal. Assim, os hormônios encefalinas e endorfinas são encontrados nas células nervosas e nas células endócrinas do pâncreas e do estômago. Colecistocinina foi encontrada no cérebro e duodeno. Tais fatos deram fundamento para a criação de uma hipótese sobre a presença no corpo de um único sistema de células de informação química. A peculiaridade da regulação nervosa é a velocidade do início da resposta, e seu efeito se manifesta diretamente no local onde o sinal chega ao longo do nervo correspondente; reação é curta.

No sistema endócrino, as influências regulatórias estão associadas à ação dos hormônios transportados pelo sangue por todo o corpo; o efeito da ação é duradouro e não tem caráter local.

A unificação dos mecanismos de regulação nervoso e endócrino ocorre no hipotálamo. Neuro geral sistema endócrino permite realizar reações homeostáticas complexas associadas à regulação das funções viscerais do corpo.

O hipotálamo também tem funções glandulares, produzindo neuro-hormônios. Neurohormônios, entrando no lobo anterior da glândula pituitária com sangue, regulam a liberação de hormônios trópicos da glândula pituitária. Os hormônios tropicais regulam diretamente o trabalho das glândulas endócrinas. Por exemplo, o hormônio estimulante da tireoide da hipófise estimula a glândula tireoide aumentando o nível de hormônio tireoidiano no sangue. Quando a concentração do hormônio se eleva acima da norma para um determinado organismo, a função estimulante da tireóide da glândula pituitária é inibida e a atividade da glândula tireóide é enfraquecida. Assim, para manter a homeostase, é necessário equilibrar a atividade funcional da glândula com a concentração do hormônio no sangue circulante.

Este exemplo mostra princípio geral reações homeostáticas: desvio da linha de base --- sinal --- inclusão mecanismos regulatórios baseados no princípio de feedback --- correção de mudanças (normalização).

Algumas glândulas endócrinas não são diretamente dependentes da glândula pituitária. Estas são as ilhotas pancreáticas que produzem insulina e glucagon, a medula adrenal, a glândula pineal, o timo e as glândulas paratireoides.

O timo ocupa uma posição especial no sistema endócrino. Produz substâncias semelhantes a hormônios que estimulam a formação de linfócitos T e estabelece-se uma relação entre mecanismos imunológicos e endócrinos.

A capacidade de manter a homeostase é um dos as propriedades mais importantes um sistema vivo em estado de equilíbrio dinâmico com as condições ambientais. A capacidade de manter a homeostase varia entre vários tipos, é alto em animais superiores e humanos, que possuem complexos mecanismos de regulação nervosos, endócrinos e imunológicos.

Na ontogenia, cada período de idade caracterizada pelas peculiaridades do metabolismo, energia e mecanismos de homeostase. No corpo da criança, os processos de assimilação predominam sobre os de dissimilação, o que causa crescimento, aumento do peso corporal, os mecanismos de homeostase ainda não estão maduros o suficiente, o que deixa uma marca no curso dos processos fisiológicos e patológicos.

Com a idade, há uma melhora nos processos metabólicos, mecanismos regulatórios. NO idade adulta os processos de assimilação e dissimulação, o sistema de normalização da homeostase fornecem compensação. Com o envelhecimento, a intensidade dos processos metabólicos diminui, a confiabilidade dos mecanismos reguladores enfraquece, a função de vários órgãos diminui e, ao mesmo tempo, novos mecanismos específicos se desenvolvem que sustentam a preservação da homeostase relativa. Isso se expressa, em particular, no aumento da sensibilidade dos tecidos à ação dos hormônios, juntamente com o enfraquecimento das influências nervosas. Durante este período, as características adaptativas são enfraquecidas, portanto, um aumento na carga e condições estressantes podem facilmente perturbar os mecanismos homeostáticos e muitas vezes se tornar a causa de condições patológicas.

O conhecimento desses padrões é necessário para um futuro médico, pois a doença é consequência de uma violação dos mecanismos e formas de restaurar a homeostase em humanos.

A homeostase (grego homoios - o mesmo, semelhante, estase - estabilidade, equilíbrio) é um conjunto de reações coordenadas que mantêm ou restauram a constância do ambiente interno do corpo. Em meados do século XIX, o fisiologista francês Claude Bernard introduziu o conceito de ambiente interno, que ele considerava como uma coleção de fluidos corporais. Esse conceito foi ampliado pelo fisiologista americano Walter Cannon, que entendia por ambiente interno a totalidade dos fluidos (sangue, linfa, fluido tecidual) que estão envolvidos no metabolismo e na manutenção da homeostase. O corpo humano se adapta a condições ambientais em constante mudança, mas o ambiente interno permanece constante e seus indicadores flutuam dentro de limites muito estreitos. Portanto, uma pessoa pode viver em várias condições ambientais. Alguns parâmetros fisiológicos são regulados com especial cuidado e precisão, por exemplo, temperatura corporal, pressão arterial, glicose, gases, sais, íons de cálcio no sangue, equilíbrio ácido-base, volume sanguíneo, pressão osmótica, apetite e muitos outros. A regulação é realizada de acordo com o princípio da retroalimentação negativa entre os receptores f , que detectam alterações nos indicadores e sistemas de controle indicados. Assim, uma diminuição em um dos parâmetros é captada pelo receptor correspondente, do qual são enviados impulsos para uma ou outra estrutura cerebral, sob o comando do qual o sistema nervoso autônomo aciona mecanismos complexos para equalizar as mudanças ocorridas. O cérebro usa dois sistemas principais para manter a homeostase: autônomo e endócrino. Lembre-se que a principal função do vegetativo sistema nervoso- esta é a preservação da constância do ambiente interno do corpo, que é realizada devido a uma mudança na atividade das partes simpática e parassimpática do sistema nervoso autônomo. Este último, por sua vez, é controlado pelo hipotálamo e o hipotálamo pelo córtex cerebral. O sistema endócrino regula a função de todos os órgãos e sistemas através de hormônios. Além disso, o próprio sistema endócrino está sob o controle do hipotálamo e da glândula pituitária. Homeostase (grego homoios - o mesmo e estase - estado, imobilidade)

À medida que nossa compreensão da fisiologia normal e ainda mais patológica se tornou mais complexa, esse conceito foi refinado como homeocinese, ou seja, equilíbrio móvel, o equilíbrio de processos em constante mudança. O corpo é tecido a partir de milhões de "homeocinese". Esta enorme galáxia viva determina o estado funcional de todos os órgãos e células que estão ligados por peptídeos reguladores. Como o sistema econômico e financeiro mundial - muitas empresas, indústrias, fábricas, bancos, bolsas de valores, mercados, lojas ... E entre eles - "moeda conversível" - neuropeptídeos. Todas as células do corpo sintetizam e mantêm constantemente um certo nível funcionalmente necessário de peptídeos reguladores. Mas quando ocorrem desvios da "estacionariedade", sua biossíntese (no corpo como um todo ou em seus "loci" individuais) aumenta ou enfraquece. Tais flutuações ocorrem constantemente quando se trata de reações adaptativas (acostumar-se a novas condições), desempenho no trabalho (ações físicas ou emocionais), estado de pré-doença - quando o corpo "liga" maior proteção contra o desequilíbrio funcional. O caso clássico de manutenção do equilíbrio é a regulação da pressão arterial. Existem grupos de peptídeos entre os quais há competição constante - para aumentar/diminuir a pressão. Para correr, escalar uma montanha, tomar banho em uma sauna, atuar no palco e, finalmente, pensar, é necessário um aumento funcionalmente suficiente da pressão arterial. Mas assim que o trabalho termina, os reguladores entram em ação, garantindo o “acalmamento” do coração e a pressão normal nos vasos. Peptídeos vasoativos interagem constantemente para "permitir" aumentar a pressão para tal e tal nível (não mais, senão o sistema vascular vai "vendendo"; um exemplo bem conhecido e amargo é um acidente vascular cerebral) e para que após o fim da o trabalho fisiologicamente necessário

Para que os organismos multicelulares existam, é necessário manter a constância do ambiente interno. Muitos ecologistas estão convencidos de que este princípio também se aplica a ambiente externo. Se o sistema não conseguir restaurar seu equilíbrio, ele poderá eventualmente deixar de funcionar.

Sistemas complexos - por exemplo, o corpo humano - devem ter homeostase para manter a estabilidade e existir. Esses sistemas não apenas precisam se esforçar para sobreviver, mas também precisam se adaptar às mudanças ambientais e evoluir.

Propriedades da homeostase

Os sistemas homeostáticos têm as seguintes propriedades:

instabilidade sistema: testa como ele pode se adaptar melhor.
Esforçando-se pelo equilíbrio: toda a organização interna, estrutural e funcional dos sistemas contribui para manter o equilíbrio.
imprevisibilidade: O efeito resultante de uma determinada ação muitas vezes pode ser diferente do esperado.

Regulação da quantidade de micronutrientes e água no corpo - osmorregulação. Realizado nos rins.
Remoção de produtos residuais do processo metabólico - isolamento. É realizado por órgãos exócrinos - rins, pulmões, glândulas sudoríparas e trato gastrointestinal.
Regulação da temperatura corporal. Abaixando a temperatura através da transpiração, uma variedade de reações termorreguladoras.
Regulação dos níveis de glicose no sangue. Realizado principalmente pelo fígado, insulina e glucagon secretados pelo pâncreas.
Regulação do nível de metabolismo básico dependendo da dieta.

É importante notar que embora o corpo esteja em equilíbrio, seu estado fisiológico pode ser dinâmico. Muitos organismos exibem mudanças endógenas na forma de ritmos circadianos, ultradianos e infradianos. Assim, mesmo em homeostase, a temperatura corporal, a pressão arterial, a frequência cardíaca e a maioria dos indicadores metabólicos nem sempre estão em um nível constante, mas mudam com o tempo.

Mecanismos de homeostase: feedback

Quando há uma mudança nas variáveis, existem dois tipos principais de feedback aos quais o sistema responde:

Feedback negativo, expresso como uma reação na qual o sistema responde de forma a inverter a direção da mudança. Como o feedback serve para manter a constância do sistema, permite manter a homeostase.
- Por exemplo, quando a concentração de dióxido de carbono no corpo humano aumenta, os pulmões recebem um sinal para aumentar sua atividade e expirar. mais dióxido de carbono.
- A termorregulação é outro exemplo de feedback negativo. Quando a temperatura corporal aumenta (ou diminui), os termorreceptores na pele e no hipotálamo registram a mudança, desencadeando um sinal do cérebro. Este sinal, por sua vez, causa uma resposta - uma diminuição (ou aumento) da temperatura.
Feedback positivo, que é expresso como uma amplificação da mudança em uma variável. Tem um efeito desestabilizador, por isso não leva à homeostase. O feedback positivo é menos comum em sistemas naturais, mas também tem seus usos.
- Por exemplo, nos nervos, um potencial elétrico limiar causa a geração de um potencial de ação muito maior. A coagulação do sangue e os eventos de nascimento são outros exemplos de feedback positivo.

Sistemas estáveis precisam de combinações de ambos os tipos de feedback. Enquanto o feedback negativo permite que você retorne a um estado homeostático, o feedback positivo é usado para passar para um estado de homeostase completamente novo (e possivelmente menos desejável), uma situação chamada "metaestabilidade". Tais mudanças catastróficas podem ocorrer, por exemplo, com o aumento de nutrientes em rios com água limpa, o que leva a um estado homeostático de alta eutrofização (crescimento excessivo de algas) e turbidez.

Homeostase ecológica

Em ecossistemas perturbados, ou comunidades biológicas subclimáticas - como, por exemplo, a ilha de Krakatau, após forte erupção vulcânica em - o estado de homeostase do ecossistema florestal anterior foi destruído, como toda a vida nesta ilha. O Krakatoa passou por uma cadeia de mudanças ecológicas nos anos desde a erupção, em que novas espécies de plantas e animais se substituíram, o que levou à biodiversidade e, como resultado, a uma comunidade clímax. A sucessão ecológica em Krakatoa ocorreu em várias etapas. Uma cadeia completa de sucessões que levam a um clímax é chamada de preserie. No exemplo de Krakatau, esta ilha desenvolveu uma comunidade clímax com oito mil espécies diferentes registradas em , cem anos depois que a erupção destruiu a vida nela. Os dados confirmam que a posição se mantém em homeostase por algum tempo, enquanto o surgimento de novas espécies muito rapidamente leva ao rápido desaparecimento das antigas.

O caso do Krakatoa e de outros ecossistemas perturbados ou intactos mostra que a colonização inicial por espécies pioneiras ocorre por meio de estratégias de reprodução por retroalimentação positiva nas quais as espécies se dispersam, produzindo o maior número possível de descendentes, mas com pouco ou nenhum investimento no sucesso de cada indivíduo. . Em tais espécies, há um rápido desenvolvimento e um colapso igualmente rápido (por exemplo, por meio de uma epidemia). À medida que um ecossistema se aproxima do clímax, tais espécies são substituídas por espécies clímax mais complexas que se adaptam por meio de feedback negativo ao ambiente. condições específicas seu ambiente. Essas espécies são cuidadosamente controladas pela capacidade potencial do ecossistema e seguem uma estratégia diferente - a produção de descendentes menores, em cujo sucesso reprodutivo nas condições do microambiente de seu nicho ecológico específico, mais energia é investida.

O desenvolvimento começa com a comunidade pioneira e termina com a comunidade clímax. Essa comunidade clímax é formada quando a flora e a fauna entram em equilíbrio com o ambiente local.

Tais ecossistemas formam heterarquias, nas quais a homeostase em um nível contribui para processos homeostáticos em outro nível complexo. Por exemplo, a perda de folhas em uma árvore tropical madura abre espaço para um novo crescimento e enriquece o solo. Igualmente, a árvore tropical reduz o acesso da luz à níveis mais baixos e ajuda a prevenir a invasão por outras espécies. Mas as árvores também caem no chão e o desenvolvimento da floresta depende da constante mudança das árvores, do ciclo de nutrientes realizado por bactérias, insetos, fungos. Da mesma forma, essas florestas contribuem para processos ecológicos, como a regulação de microclimas ou ciclos hidrológicos de um ecossistema, e vários ecossistemas diferentes podem interagir para manter a homeostase da drenagem do rio dentro de uma região biológica. A variabilidade das biorregiões também desempenha um papel na estabilidade homeostática de uma região biológica, ou bioma.

Homeostase biológica

A homeostase atua como uma característica fundamental dos organismos vivos e é entendida como a manutenção do ambiente interno dentro de limites aceitáveis.

O ambiente interno do corpo inclui fluidos corporais - plasma sanguíneo, linfa, substância intercelular e líquido cefalorraquidiano. A manutenção da estabilidade desses fluidos é vital para os organismos, enquanto sua ausência leva a danos ao material genético.

3) tecidos, que se caracterizam principalmente ou exclusivamente pela regeneração intracelular (miocárdio e células ganglionares do sistema nervoso central)

No processo de evolução, formaram-se 2 tipos de regeneração: fisiológica e reparadora.

Homeostase no corpo humano

Vários fatores afetam a capacidade dos fluidos corporais de sustentar a vida. Entre eles estão parâmetros como temperatura, salinidade, acidez e concentração de nutrientes - glicose, vários íons, oxigênio e produtos residuais - dióxido de carbono e urina. Como esses parâmetros afetam as reações químicas que mantêm o organismo vivo, existem mecanismos fisiológicos embutidos para mantê-los no nível necessário.

A homeostase não pode ser considerada a causa dos processos dessas adaptações inconscientes. Deve ser tomado como características gerais muitos processos normais agindo em conjunto, e não como sua causa raiz. Além disso, existem muitos fenômenos biológicos que não se encaixam nesse modelo - por exemplo, o anabolismo.

Outras áreas

O conceito de "homeostase" também é usado em outras áreas.

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Um trecho que caracteriza a Homeostase

Às seis e meia, Napoleão cavalgava para a aldeia de Shevardin.
Começou a amanhecer, o céu clareou, apenas uma nuvem estava no leste. Fogueiras abandonadas se extinguiram na tênue luz da manhã.
À direita, um tiro de canhão grosso e solitário soou, varreu e congelou no silêncio geral. Vários minutos se passaram. Houve um segundo, terceiro tiro, o ar tremeu; a quarta e a quinta ressoaram perto e solenemente em algum lugar à direita.
Os primeiros tiros ainda não haviam terminado de soar antes que outros soassem, repetidas vezes, fundindo-se e interrompendo-se.
Napoleão subiu com sua comitiva ao reduto de Shevardinsky e desmontou de seu cavalo. O jogo começou.

Voltando do príncipe Andrei para Gorki, Pierre, tendo ordenado ao bereator que preparasse os cavalos e o acordasse de manhã cedo, imediatamente adormeceu atrás da divisória, no canto que Boris lhe deu.
Quando Pierre acordou completamente na manhã seguinte, não havia ninguém na cabana. Vidro chacoalhava nas pequenas janelas. O Reitor o empurrou para o lado.
“Sua excelência, sua excelência, sua excelência...” disse o bereytor teimosamente, sem olhar para Pierre e, aparentemente, tendo perdido a esperança de acordá-lo, sacudindo-o pelo ombro.
- O que? Começou? É hora? Pierre falou, acordando.
“Por favor, ouça os disparos”, disse o bereytor, um soldado aposentado, “já todos os cavalheiros se levantaram, os mais brilhantes já passaram há muito.
Pierre se vestiu apressadamente e correu para a varanda. Lá fora estava claro, fresco, úmido e alegre. O sol, tendo acabado de escapar por trás da nuvem que o obscurecia, respingou até a metade de seus raios quebrados pela nuvem através dos telhados da rua oposta, sobre a poeira coberta de orvalho da estrada, sobre as paredes das casas, sobre as janelas da cerca e nos cavalos de Pierre parados ao lado da cabana. O estrondo dos canhões foi ouvido mais claramente no pátio. Um ajudante com um cossaco rugiu rua abaixo.
- Está na hora, Conde, está na hora! gritou o ajudante.
Ordenando que conduzisse o cavalo atrás dele, Pierre desceu a rua até o monte, de onde havia visto o campo de batalha ontem. Havia uma multidão de militares neste monte, e o dialeto francês do estado-maior era ouvido, e a cabeça grisalha de Kutuzov era visível com seu boné branco com uma faixa vermelha e uma nuca grisalha afundada em seus ombros. Kutuzov olhou pelo cano à frente ao longo da estrada principal.
Entrando nos degraus da entrada do monte, Pierre olhou para a frente e congelou de admiração diante da beleza do espetáculo. Era o mesmo panorama que ele admirara ontem deste monte; mas agora toda essa área estava coberta de tropas e fumaça de tiros, e os raios oblíquos do sol brilhante, subindo atrás, à esquerda de Pierre, lançavam sobre ela no ar claro da manhã uma luz penetrante com um tom dourado e rosa e sombras escuras e longas. florestas distantes, terminando o panorama, como se esculpido em algum tipo de pedra preciosa verde-amarelada, podia ser visto com sua linha curva de picos no horizonte, e entre eles, atrás de Valuev, cortava a grande estrada de Smolensk, toda coberta de tropas. Mais perto, campos dourados e bosques brilhavam. Em todos os lugares - na frente, à direita e à esquerda - as tropas eram visíveis. Tudo isso foi animado, majestoso e inesperado; mas o que mais impressionou Pierre foi a visão do próprio campo de batalha, Borodino e a depressão acima de Kolochaya em ambos os lados.
Acima de Kolochaya, em Borodino e em ambos os lados, especialmente à esquerda, onde o Voyna deságua em Kolocha nas margens pantanosas, havia aquela névoa que derrete, borra e brilha quando o sol brilha e magicamente colore e delineia tudo visto através dele. A essa neblina juntava-se a fumaça dos tiros, e através dessa neblina e fumaça relâmpagos da luz da manhã brilhavam por toda parte - ora sobre a água, depois sobre o orvalho, depois sobre as baionetas das tropas que se amontoavam nas margens e em Borodino. Através deste nevoeiro podia-se ver a igreja branca, em alguns lugares os telhados das cabanas de Borodin, em alguns lugares massas sólidas de soldados, em alguns lugares caixas verdes, canhões. E tudo se moveu, ou parecia se mover, porque a névoa e a fumaça se estendiam por todo este espaço. Tanto nesta localidade, as partes mais baixas perto de Borodino, cobertas de neblina, como fora dela, mais alto e especialmente à esquerda ao longo de toda a linha, pelas matas, pelos campos, nas partes mais baixas, nos topos das elevações, constantemente nasciam de si mesmas, do nada, em forma de canhão, depois solitárias, ora irregulares, ora raras, ora frequentes nuvens de fumaça, que, inchando, crescendo, rodopiando, fundindo-se, eram visíveis por todo esse espaço.
Essas fumaças de tiros e, por incrível que pareça, seus sons produziram a principal beleza do espetáculo.
Sopro! - de repente podia-se ver uma fumaça redonda e densa brincando com as cores púrpura, cinza e branco leitoso, e bum! - o som desta fumaça foi ouvido em um segundo.
"Poof poof" - duas fumaças subiram, empurrando e se fundindo; e "boom boom" - confirmou os sons que o olho viu.
Pierre olhou para trás para a primeira fumaça que ele havia deixado em uma bola arredondada e densa, e já em seu lugar havia bolas de fumaça se estendendo para o lado, e puf... (com uma parada) puf puf - mais três, mais quatro, e para cada um, com as mesmas constelações, bum... bum bum bum - respondeu sons bonitos, sólidos, verdadeiros. Parecia que essas fumaças corriam, que estavam de pé, e florestas, campos e baionetas brilhantes passavam por elas. Do lado esquerdo, sobre os campos e arbustos, estas grandes fumaças com seus ecos solenes nasciam constantemente, e mais perto ainda, ao longo dos níveis e florestas mais baixas, pequenas fumaças de canhão, que não tiveram tempo de arredondar, irrompiam e davam seus pequenos ecos da mesma forma. Foda-se ta ta tah - as armas estalavam, embora com frequência, mas incorretamente e mal em comparação com os tiros.
Pierre queria estar onde estavam essas fumaças, essas baionetas e canhões brilhantes, esse movimento, esses sons. Ele olhou para Kutuzov e para sua comitiva para conferir sua impressão com os outros. Todos eram exatamente iguais a ele e, como lhe parecia, aguardavam o campo de batalha com o mesmo sentimento. Todos os rostos agora brilhavam com aquele calor oculto (chaleur latente) de sentimento que Pierre notou ontem e que ele entendeu completamente depois de sua conversa com o príncipe Andrei.
“Vá, minha querida, vá, Cristo está com você”, disse Kutuzov, sem tirar os olhos do campo de batalha, para o general que estava ao seu lado.
Tendo ouvido a ordem, este general passou por Pierre, até a saída do monte.
- Para a travessia! - disse o general com frieza e severidade em resposta à pergunta de um dos funcionários, para onde estava indo. “E eu, e eu”, pensou Pierre e foi na direção do general.
O general montou um cavalo, que lhe foi dado por um cossaco. Pierre foi até seu bereytor, que estava segurando os cavalos. Perguntando qual deles era mais quieto, Pierre montou no cavalo, agarrou a crina, pressionou os calcanhares de suas pernas torcidas contra a barriga do cavalo e, sentindo que seus óculos estavam caindo e que ele não conseguia tirar as mãos da crina e das rédeas , ele galopou atrás do general, despertando os sorrisos do pessoal, do carrinho de mão olhando para ele.

O general, atrás de quem Pierre cavalgava, desceu, virou bruscamente para a esquerda e Pierre, perdendo-o de vista, saltou para as fileiras dos soldados de infantaria que caminhavam à sua frente. Ele tentou sair deles primeiro para a direita, depois para a esquerda; mas por toda parte havia soldados, com rostos igualmente preocupados, ocupados com alguns negócios invisíveis, mas obviamente importantes. Todos olhavam com o mesmo olhar insatisfeito e questionador para aquele gordo de chapéu branco, por algum motivo desconhecido, atropelando-os com seu cavalo.
- Por que ele cavalga no meio do batalhão! um gritou para ele. Outro empurrou seu cavalo com a coronha, e Pierre, agarrado ao arção e mal segurando o cavalo tímido, saltou para a frente do soldado, onde era mais espaçoso.
Havia uma ponte à sua frente, e outros soldados estavam de pé junto à ponte, atirando. Pierre foi até eles. Sem saber, Pierre dirigiu até a ponte sobre o Kolocha, que ficava entre Gorki e Borodino e que, na primeira ação da batalha (tomando Borodino), foi atacada pelos franceses. Pierre viu que havia uma ponte à sua frente, e que em ambos os lados da ponte e no prado, naquelas fileiras de feno que ele notou ontem, soldados estavam fazendo algo na fumaça; mas, apesar do tiroteio incessante que acontecia neste lugar, ele não achava que aquele fosse o campo de batalha. Ele não ouviu os sons de balas guinchando de todos os lados, e os projéteis voando sobre ele, não viu o inimigo que estava do outro lado do rio, e por muito tempo não viu os mortos e feridos, embora muitos caiu não muito longe dele. Com um sorriso que nunca deixou seu rosto, ele olhou ao redor.
- O que este dirige na frente da fila? Alguém gritou com ele novamente.
“Vire à esquerda, vire à direita”, gritaram para ele. Pierre foi para a direita e inesperadamente foi morar com o ajudante do general Raevsky, que ele conhecia. Este ajudante olhou com raiva para Pierre, obviamente pretendendo gritar com ele também, mas, reconhecendo-o, acenou com a cabeça para ele.
– Como você está aqui? ele disse e seguiu em frente.
Pierre, sentindo-se deslocado e ocioso, com medo de interferir com alguém novamente, galopou atrás do ajudante.
- Está aqui, certo? Posso acompanhar você? ele perguntou.
"Agora, agora", respondeu o ajudante e, saltando para o coronel gordo que estava parado no prado, entregou algo a ele e depois se virou para Pierre.
“Por que você veio aqui, Conde?” ele disse a ele com um sorriso. Estão todos curiosos?
“Sim, sim”, disse Pierre. Mas o ajudante, virando o cavalo, seguiu em frente.
“Aqui, graças a Deus”, disse o ajudante, “mas no flanco esquerdo de Bagration há uma terrível fritura acontecendo.
- Sério? perguntou Pierre. - Cadê?
- Sim, vamos comigo para o monte, você pode ver de nós. E ainda é tolerável conosco na bateria”, disse o ajudante. - Bem, você vai?
"Sim, estou com você", disse Pierre, olhando ao redor e procurando seu bereator com os olhos. Aqui, apenas pela primeira vez, Pierre viu os feridos, vagando a pé e carregados em uma maca. No mesmo prado com fileiras de feno perfumadas, pelas quais ele havia passado ontem, através das fileiras, virando desajeitadamente a cabeça, jazia imóvel um soldado com uma barretina caída. Por que não o trouxeram? - Pierre começou; mas, vendo o rosto severo do ajudante, que olhava para trás na mesma direção, calou-se.
Pierre não encontrou seu bereytor e, junto com o ajudante, desceu o vale até o túmulo de Raevsky. O cavalo de Pierre ficou atrás do ajudante e o sacudiu uniformemente.
- Você, aparentemente, não está acostumado a cavalgar, conde? perguntou o ajudante.
"Não, nada, mas ela pula muito", disse Pierre, perplexo.
- Eh! .. sim, ela foi ferida - disse o ajudante, - frente direita, acima do joelho. A bala deve ser. Parabéns, Conde”, disse ele, “le bapteme de feu [batismo de fogo].
Passando pela fumaça ao longo do sexto corpo, atrás da artilharia, que, avançando, disparava, ensurdecedor com seus tiros, chegaram a uma pequena floresta. A floresta estava fresca, silenciosa e cheirava a outono. Pierre e o ajudante desmontaram de seus cavalos e subiram a montanha.
O general está aqui? perguntou o ajudante, aproximando-se do monte.
“Estávamos agora, vamos aqui”, responderam, apontando para a direita.
O ajudante olhou para Pierre, como se não soubesse o que fazer com ele agora.
"Não se preocupe", disse Pierre. - Eu vou para o monte, posso?
- Sim, vá, tudo é visível de lá e não é tão perigoso. E eu vou te pegar.
Pierre foi até a bateria e o ajudante continuou. Eles não se viram novamente, e muito mais tarde Pierre soube que o braço desse ajudante havia sido arrancado naquele dia.
O túmulo em que Pierre entrou era aquele famoso (mais tarde conhecido pelos russos pelo nome de bateria kurgan, ou bateria Rayevsky, e pelos franceses pelo nome la grande redoute, la fatale redoute, la redoute du centre [grande reduto, reduto fatal, reduto central] um lugar em torno do qual dezenas de milhares de pessoas foram colocadas e que os franceses consideravam o ponto mais importante da posição.
Este reduto consistia em um montículo, em que foram cavados fossos em três lados. Em um lugar cavado por valas havia dez canhões de tiro saindo pelas aberturas das muralhas.
Canhões estavam alinhados com o monte de ambos os lados, também disparando incessantemente. Um pouco atrás dos canhões estavam as tropas de infantaria. Entrando neste monte, Pierre nunca pensou que este lugar cavado com pequenas valas, sobre as quais vários canhões disparavam, fosse o mais Lugar importante em batalha.
Pierre, pelo contrário, parecia que este lugar (exatamente porque ele estava nele) era um dos lugares mais insignificantes da batalha.
Entrando no monte, Pierre sentou-se na ponta da vala que cercava a bateria, e com um sorriso inconscientemente alegre olhou para o que estava acontecendo ao seu redor. De vez em quando, Pierre se levantava com o mesmo sorriso e, tentando não atrapalhar os soldados carregando e rolando as armas, que passavam constantemente por ele com malas e cargas, andava em volta da bateria. Os canhões desta bateria disparavam continuamente um após o outro, ensurdecendo com seus sons e cobrindo toda a vizinhança com fumaça de pólvora.
Em contraste com a sensação sinistra entre os soldados de infantaria da cobertura, aqui, na bateria, onde um pequeno número de pessoas ocupadas em negócios são brancos limitados, separados dos outros por uma vala - aqui sentia-se o mesmo e comum a todos, como se fosse uma animação familiar.
A aparição da figura não militar de Pierre em um chapéu branco primeiro atingiu essas pessoas desagradavelmente. Os soldados, passando por ele, olharam com surpresa e até medo para sua figura. Oficial de artilharia sênior, alto, com pernas longas, um homem bexiguento, como se quisesse ver a ação da última arma, aproximou-se de Pierre e olhou para ele com curiosidade.
Um jovem oficial de rosto redondo, ainda uma criança perfeita, obviamente recém-saído do corpo, descartando as duas armas que lhe foram confiadas com muita diligência, virou-se severamente para Pierre.
“Senhor, deixe-me convidá-lo para sair do caminho”, ele disse a ele, “não é permitido aqui.
Os soldados balançaram a cabeça em desaprovação, olhando para Pierre. Mas quando todos estavam convencidos de que esse homem de chapéu branco não apenas não fazia nada de errado, mas ou sentava-se calmamente na encosta da muralha, ou com um sorriso tímido, evitando cortesmente os soldados, caminhava pela bateria sob os tiros com a mesma calma ao longo do bulevar, então, pouco a pouco, um sentimento de perplexidade hostil em relação a ele começou a se transformar em uma participação afetuosa e lúdica, semelhante à que os soldados têm para seus animais: cães, galos, cabras e, em geral, animais que vivem com militares comandos. Esses soldados imediatamente aceitaram mentalmente Pierre em sua família, apropriaram-se e deram-lhe um apelido. “Nosso mestre” chamavam-no e riam dele carinhosamente entre si.
Um núcleo explodiu no chão a poucos passos de Pierre. Ele, limpando a terra salpicada com uma bala de canhão de seu vestido, olhou em volta com um sorriso.
- E como você não tem medo, mestre, de verdade! - o soldado largo de rosto vermelho virou-se para Pierre, mostrando seus fortes dentes brancos.
- Você está com medo? perguntou Pierre.
- Mas como? respondeu o soldado. “Porque ela não terá misericórdia. Ela bate, então as tripas para fora. Você não pode deixar de ter medo", disse ele, rindo.
Vários soldados com rostos alegres e afetuosos pararam perto de Pierre. Eles não pareciam esperar que ele falasse como todo mundo, e essa descoberta os encantou.
“Nosso negócio é soldado. Mas o senhor, tão incrível. Esse é o barão!
- Em lugares! - gritou um jovem oficial para os soldados reunidos em torno de Pierre. Este jovem oficial, aparentemente, desempenhou sua posição pela primeira ou segunda vez e, portanto, tratou tanto os soldados quanto o comandante com particular distinção e uniformidade.

Tópico 4.1. homeostase

homeostase(do grego. homoios semelhantes, iguais e status- imobilidade) é a capacidade dos sistemas vivos de resistir às mudanças e manter a constância da composição e das propriedades dos sistemas biológicos.

O termo "homeostase" foi proposto por W. Kennon em 1929 para caracterizar os estados e processos que asseguram a estabilidade do organismo. A ideia da existência de mecanismos físicos destinados a manter a constância do meio interno foi expressa já na segunda metade do século XIX por C. Bernard, que considerava a estabilidade das condições físicas e químicas do meio interno como a base para a liberdade e independência dos organismos vivos em um ambiente externo em constante mudança. O fenômeno da homeostase é observado em Niveis diferentes organização de sistemas biológicos.

Padrões gerais de homeostase. A capacidade de manter a homeostase é uma das propriedades mais importantes de um sistema vivo que está em estado de equilíbrio dinâmico com as condições ambientais.

A normalização dos parâmetros fisiológicos é realizada com base na propriedade de irritabilidade. A capacidade de manter a homeostase não é a mesma em diferentes espécies. À medida que os organismos se tornam mais complexos, essa habilidade progride, tornando-os mais independentes das flutuações nas condições externas. Isso é especialmente evidente em animais superiores e humanos, que possuem mecanismos de regulação nervosos, endócrinos e imunológicos complexos. A influência do ambiente no corpo humano não é principalmente direta, mas indireta devido à criação de um ambiente artificial, ao sucesso da tecnologia e da civilização.

Nos mecanismos sistêmicos da homeostase, opera o princípio cibernético do feedback negativo: com qualquer influência perturbadora, os mecanismos nervosos e endócrinos, que estão intimamente interligados, são ativados.

Homeostase genética nos níveis genético molecular, celular e do organismo, visa manter um sistema equilibrado de genes contendo todas as informações biológicas do organismo. Os mecanismos de homeostase ontogenética (organismal) são fixados no genótipo historicamente estabelecido. No nível de população-espécie, a homeostase genética é a capacidade de uma população de manter a relativa estabilidade e integridade do material hereditário, que são proporcionados pelos processos de redução, divisão e livre cruzamento de indivíduos, o que ajuda a manter o equilíbrio genético de frequências alélicas.

Homeostase fisiológica associada à formação e manutenção contínua de condições físico-químicas específicas na célula. A constância do ambiente interno dos organismos multicelulares é mantida pelos sistemas de respiração, circulação sanguínea, digestão, excreção e é regulada pelos sistemas nervoso e endócrino.

Homeostase estrutural baseia-se nos mecanismos de regeneração que garantem a constância morfológica e a integridade do sistema biológico em diferentes níveis de organização. Isso se expressa na restauração de estruturas intracelulares e orgânicas, por meio de divisão e hipertrofia.

A violação dos mecanismos subjacentes aos processos homeostáticos é considerada uma "doença" da homeostase.

O estudo dos padrões de homeostase humana tem grande importância para a escolha de métodos eficazes e racionais de tratamento de muitas doenças.

Alvo. Ter uma ideia da homeostase como uma propriedade dos vivos, proporcionando a automanutenção da estabilidade do corpo. Conhecer os principais tipos de homeostase e os mecanismos da sua manutenção. Conhecer os padrões básicos de regeneração fisiológica e reparadora e os fatores que a estimulam, a importância da regeneração para a medicina prática. Conhecer a essência biológica do transplante e seu significado prático.

Trabalho 2. Homeostase genética e seus distúrbios

Estude e reescreva a tabela.

O fim da mesa.

Maneiras de manter a homeostase genética	Mecanismos de violações da homeostase genética	O resultado de violações da homeostase genética
reparo de DNA	1. Danos hereditários e não hereditários ao sistema reparador. 2. Insuficiência funcional do sistema reparador	Mutações genéticas
distribuição de material hereditário durante a mitose	1. Violação da formação do fuso de fissão. 2. Violação de divergência de cromossomos	1. Aberrações cromossômicas. 2. Heteroploidia. 3. Poliploidia
Imunidade	1. Imunodeficiências hereditárias e adquiridas. 2. Insuficiência funcional da imunidade	Preservação de células atípicas levando ao crescimento maligno, diminuição da resistência a um agente estranho

Trabalho 3. Mecanismos de reparo no exemplo de restauração pós-radiação da estrutura do DNA

O reparo ou reparo de seções danificadas de uma das fitas de DNA é considerado como replicação limitada. O processo de reparo em caso de dano à cadeia de DNA por radiação ultravioleta (UV) é o mais estudado. Nas células, existem vários sistemas de reparo enzimático que se formaram ao longo da evolução. Como todos os organismos se desenvolveram e existem sob irradiação UV, as células possuem um sistema separado de reparo de luz, que atualmente é o mais bem estudado. Quando uma molécula de DNA é danificada pelos raios UV, dímeros de timidina são formados, ou seja, "ligações" entre nucleotídeos de timina adjacentes. Esses dímeros não podem funcionar como uma matriz, por isso são corrigidos por enzimas de reparo de luz presentes nas células. O reparo excisional restaura as áreas danificadas tanto pela irradiação UV quanto por outros fatores. Este sistema de reparo possui várias enzimas: endonuclease de reparo

e exonuclease, DNA polimerase, DNA ligase. O reparo pós-replicativo é incompleto, pois "contorna" e a área danificada não é removida da molécula de DNA. Explore os mecanismos de reparo usando fotorreativação, reparo por excisão e reparo pós-replicativo como exemplos (Fig. 1).

Arroz. 1. Reparar

Trabalho 4. Formas de proteção da individualidade biológica do organismo

Estude e reescreva a tabela.

Formas de proteção	Entidade biológica
Fatores não específicos	Resistência não específica individual natural a agentes estranhos
barreiras de proteção organismo: pele, epitélio, hematolinfático, hepático, hematoencefálico, hematooftálmico, hematotesticular, hematofolicular, hematosalivar	Impedir a penetração de agentes estranhos no corpo e órgãos
Proteção celular não específica (células do sangue e do tecido conjuntivo)	Fagocitose, encapsulamento, formação de agregados celulares, coagulação do plasma
Proteção humoral não específica	O efeito sobre agentes patogênicos de substâncias não específicas nas secreções das glândulas da pele, saliva, fluido lacrimal, suco gástrico e intestinal, sangue (interferon), etc.
Imunidade	Reações especializadas do sistema imunológico a agentes geneticamente estranhos, organismos vivos, células malignas
imunidade constitucional	Resistência geneticamente predeterminada de certas espécies, populações e indivíduos a patógenos de certas doenças ou agentes de natureza molecular, devido à incompatibilidade de agentes estranhos e receptores de membrana celular, ausência no corpo de certas substâncias, sem as quais um agente estranho não pode existir ; a presença no corpo de enzimas que destroem um agente estranho
Celular	O aparecimento de um número aumentado de linfócitos T que reagem seletivamente com este antígeno
humorístico	Formação de anticorpos específicos para antígenos específicos que circulam no sangue

Trabalho 5. Barreira hematosalivar

As glândulas salivares têm a capacidade de transportar seletivamente substâncias do sangue para a saliva. Alguns deles são excretados com a saliva em concentrações mais altas, enquanto outros em concentrações mais baixas do que no plasma sanguíneo. A transição de compostos do sangue para a saliva é realizada da mesma forma que o transporte através de qualquer barreira histo-hematolítica. A alta seletividade das substâncias transferidas do sangue para a saliva permite isolar a barreira sangue-saliva.

Desmonte o processo de secreção de saliva nas células acinares da glândula salivar na Fig. 2.

Arroz. 2. secreção de saliva

Trabalho 6. Regeneração

Regeneração- trata-se de um conjunto de processos que garantem a restauração de estruturas biológicas; é um mecanismo para manter a homeostase estrutural e fisiológica.

A regeneração fisiológica restaura as estruturas desgastadas durante a vida normal do corpo. Regeneração reparadora- esta é a restauração da estrutura após uma lesão ou após um processo patológico. A capacidade de se regenerar

ção difere tanto em diferentes estruturas quanto em diferentes tipos de organismos vivos.

A restauração da homeostase estrutural e fisiológica pode ser alcançada por transplante de órgãos ou tecidos de um organismo para outro, ou seja, por transplante.

Complete a tabela usando material didático e de aula.

Trabalho 7. O transplante como oportunidade de restabelecimento da homeostase estrutural e fisiológica

Transplantação- substituição de tecidos e órgãos perdidos ou danificados pelos próprios ou retirados de outro organismo.

Implantação- transplante de órgãos de materiais artificiais.

Estude e copie a tabela em sua pasta de trabalho.

Perguntas para auto-estudo

1. Defina a essência biológica da homeostase e nomeie seus tipos.

2. Em que níveis de organização dos seres vivos a homeostase é mantida?

3. O que é homeostase genética? Abra os mecanismos de sua manutenção.

4. Qual é a essência biológica da imunidade? 9. O que é regeneração? Tipos de regeneração.

10. Em que níveis da organização estrutural do corpo se manifesta o processo de regeneração?

11. O que é regeneração fisiológica e reparadora (definição, exemplos)?

12. Quais são os tipos de regeneração reparadora?

13. Quais são os métodos de regeneração reparadora?

14. Qual é o material para o processo de regeneração?

15. Como é realizado o processo de regeneração reparadora em mamíferos e humanos?

16. Como é feita a regulação do processo reparativo?

17. Quais são as possibilidades de estimular a capacidade regenerativa de órgãos e tecidos em humanos?

18. O que é transplante e qual sua importância para a medicina?

19. O que é isotransplante e como difere do alotransplante e xenotransplante?

20. Quais são os problemas e as perspectivas do transplante de órgãos?

21. Que métodos existem para superar a incompatibilidade tecidual?

22. Qual é o fenômeno da tolerância tecidual? Quais são os mecanismos para alcançá-lo?

23. Quais são as vantagens e desvantagens da implantação de materiais artificiais?

Tarefas de teste

Escolha uma resposta correta.

1. A HOMEOSTASE É MANTIDA A NÍVEL DE POPULAÇÃO E ESPÉCIE:

1. Estrutural

2. Genética

3. Fisiológico

4. Bioquímico

2. A REGENERAÇÃO FISIOLÓGICA FORNECE:

1. Formação do órgão perdido

2. Auto-renovação no nível do tecido

3. Reparo tecidual em resposta a lesão

4. Restauração de uma parte do órgão perdido

3. REGENERAÇÃO APÓS A REMOÇÃO DO LÓBULO DO FÍGADO

UM HOMEM VAI AO CAMINHO:

1. Hipertrofia compensatória

2. Epimorfose

3. Morfolaxia

4. Hipertrofia regenerativa

4. TRANSFERÊNCIA DE TECIDOS E ÓRGÃOS DE UM DOADOR

PARA UM DESTINATÁRIO DO MESMO TIPO:

1. Autotransplante e isotransplante

2. Alo e homotransplante

3. Xeno e heterotransplante

4. Implantação e xenotransplante

Escolha várias respostas corretas.

5. FATORES NÃO ESPECÍFICOS DE PROTEÇÃO IMUNE EM MAMÍFEROS SÃO:

1. Funções de barreira do epitélio da pele e membranas mucosas

2. Lisozima

3. Anticorpos

4. Propriedades bactericidas do suco gástrico e intestinal

6. A IMUNIDADE CONSTITUCIONAL DEVE-SE:

1. Fagocitose

2. Falta de interação entre os receptores celulares e o antígeno

3. Formação de anticorpos

4. Enzimas que destroem um agente estranho

7. MANUTENÇÃO DA HOMEOSTASE GENÉTICA A NÍVEL MOLECULAR DEVIDO A:

1. Imunidade

2. Replicação do DNA

3. Reparo de DNA

4. Mitose

8. A HIPERTROFIA REGENERATIVA É CARACTERÍSTICA PARA:

1. Restauração da massa original do órgão danificado

2. Restaurando a forma do órgão danificado

3. Aumento do número e tamanho das células

4. Formação de cicatriz no local da lesão

9. NOS ÓRGÃOS HUMANOS DO SISTEMA IMUNOLÓGICO SÃO:

2. Linfonodos

3. Manchas de Peyer

4. Medula óssea

5. Bolsa de Fabricius

Defina uma partida.

10. TIPOS E MÉTODOS DE REGENERAÇÃO:

1. Epimorfose

2. Heteromorfose

3. Homomorfose

4. Endomorfose

5. Crescimento de inserção

6. Morfolaxia

7. Embriogênese somática

BIOLÓGICO

ESSÊNCIA:

a) Regeneração atípica

b) Crescimento da superfície da ferida

c) Hipertrofia compensatória

d) Regeneração do corpo a partir de células individuais

e) Hipertrofia regenerativa

f) Regeneração típica g) Reestruturação do resto do órgão

h) Regeneração de defeitos passantes

Literatura

Principal

Biologia / Ed. V.N. Yarygin. - M.: Ensino superior, 2001. -

pp. 77-84, 372-383.

Slyusarev A.A., Zhukova S.V. Biologia. - Kyiv: Escola Superior,

1987. - S. 178-211.