הומאוסטזה הוא מתנת מנגנון מורכבת ביצורי חיים שכרוך קליטה, ביצועי תהליך נכון של התבוללות של מזון חלבונים הנכנסים לגוף. פעולה ביולוגית זו הקיימת בכל היצורים החיים, מייצגת את התפקוד הנכון של חילוף החומרים, פונקציה מובנית ומכוילת בין מערכת הורמונים לבלוטות המוח, המארגנות עבודה זו על מנת להבטיח ביצועים גופניים יעילים.
מה זה הומאוסטזיס
תוכן עניינים
הרעיון של הומאוסטזיס הוא היכולת של הגוף לבצע פונקציות פיזיקליות-כימיות וויסות עצמי המובילות לתחזוקה ועקביות בהרכב ובתכונות החלק הפנימי של האורגניזם. מסיבה זו, הומאוסטזיס מייצג את האיזון הפנימי של גוף האדם, והוא מבצע תגובות המותאמות על מנת לשמור על בריאות טובה. ניתן לייצר חוסר איזון פנימי מסיבות שונות והמנגנונים ההומאוסטטיים פועלים באופן מיידי, באמצעות תהליכי משוב ובקרה, להחזרת האיזון בגוף.
מהו הומאוסטזיס בביולוגיה
הומאוסטזיס בביולוגיה הוא מכלול של מנגנונים או שיווי משקל דינמי, באמצעותם יצורים חיים מצליחים להשיג את יציבות תכונות הסביבה הפנימית שלהם ואת ההרכב הביוכימי של רקמות ונוזלי תאים, כדי להישאר בחיים, להיות הפיזיולוגיה הבסיס העיקרי שלה.
הומאוסטזיס ביצורים חיים
הומאוסטזיס מופיע בכל האורגניזמים, אך הוא נחקר מקרוב יותר במין האנושי וביונקים גבוהים אחרים. בבעלי חיים מורכבים אלה הומאוסטזיס פועל בתאים מבודדים ומשולבים. לדוגמא: נוזלי גוף, רקמות ואיברים. מאחר שנשמרים תנאים קבועים בתוך הרקמה, כל תא נתון לשינויים קטנים יותר בסביבה החיצונית שלו. יש חילוף מתמיד של מולקולותבין הדם לנוזל החוץ-תאי שרוחץ כל תא. ההרכב היציב של הדם הוא זה שמאפשר לשמור על המשתנות של הנוזל החוץ-תאי, הערבוב המתמיד של הנוזל החוץ-תאי, מגן על כל תא מפני השינויים המתרחשים בסביבה החיצונית.
דוגמה להומאוסטזיס היא שאם אדם מתרחץ באמבטיה חמה, במקרה זה הטמפרטורה של התאים בכבד, בלב, במעי ובלבלב לא משתנה.
תכונות הומאוסטזיס
המאפיינים העיקריים של הומאוסטזיס שכדאי לדעת הם:
- תהליך: בתחילת ההומאוסטזיס, האורגניזם המעורב עובר תהליך משוב שיכול להיות חיובי או שלילי ובו התאים המתקבלים הם בעלי השפעות שונות מאוד, אך בו זמנית מפצים. כאשר המשוב חיובי, השפעות ההומאוסטזיס בתאים מנוגדות על ידי חזרה למצבן המקורי. אמנם, אם המשוב הוא שלילי, התגובה שמתרחשת בסוף, מייצרת שינוי משמעותי במבנה המקורי של התא.
- ויסות טמפרטורת הגוף: אחד הפונקציות הנפוצות ביותר של הומאוסטזיס הוא ויסות טמפרטורת הגוף. זהו סמל לכך שגוף האדם נשמר בטמפרטורה מושלמת ומספקת. זה 97.6 מעלות פרנהייט או 36 צלזיוס. ערכים אלה נקראים נקודות התייחסות.
- עד כמה קר משפיע על טמפרטורת גוף האדם: כאשר טמפרטורת הגוף יורדת מתחת לגבולות מסוימים, ההומאוסטזיס מבטיח שהגוף מתחמם שוב. כלומר, כלי הדם מתכווצים או מתהדקים בגלל חוסר חום, העור מתכווץ ומה שמכונה "בליטות אווז" מתעוררות, השערות עומדות ומוציאות אוויר מהעור, ומציעות נסיגה נוספת נגד הקור.. לעיתים השרירים מתכווצים גם בגלל טמפרטורות נמוכות הגורמות לרעד הגורם לגוף לרעוד ולהתחמם לאט.
- כיצד משפיע החום על טמפרטורת הגוף: כאשר יש שינוי משמעותי בטמפרטורה, חיישנים בעור מעבירים התראה להיפותלמוס, אזור שנמצא במוח. לדוגמא, אם תצא לטיול, חום גופך יגדל יחסית לנקודת הגדרת הטמפרטורה. זה קורה כאשר ההיפותלמוס שולח אותות לגופך להתקרר. בעיקר, כלי הדם מתרחבים או מתרחבים כדי לעזור לדם להתקרב לפני השטח של העור. זה מאפשר יותר חום לברוח מהגוף לאוויר. ואז בלוטות הזיעה מתחילות לייצר יותר זיעה. כאשר הזיעה מתאדה מהגוף, היא יוצרת אפקט מקסים ומרענן.
- ויסות הסוכר בדם: על ידי צריכת פחמימות כמו לחם ותפוחי אדמה, הגוף הופך אותם לסוכרים קטנים או לגלוקוז. גלוקוז חיוני בגוף האדם מכיוון שהוא משמש כמקור אנרגיה. למרות זאת, לא יכול להיות שיש יותר מדי או מעט מדי גלוקוז בדם. במקרה זה המשמעות של הומאוסטזיס היא שמירה על רמות סוכר קבועות בדם.
סוגים עיקריים של הומאוסטזיס
גוף האדם הוא מכונה נשגבת, והרבה מכך הוא ממשיך במגוון סביבות. בני אדם מסוגלים להתפתח בטמפרטורות נמוכות מאוד, תחת דיאטות ואורחות חיים שונים. חלק ממצב זה של הגוף להסתגל לשינויים אלה, הוא בזכות הומאוסטזיס, שכן המשמעות של הומאוסטזיס היא איזון.
סוגי ההומאוסטזיס הם:
הרחבת הומאוסטזיס
ההגדרה של הומאוסטזיס ב הארכה ניתן להפיק מן הכללי נקודת מבט, כי הוא, זה הוא רמז מאפיין של כל מערכת, זה יכול להיות פתוח או סגור, שאיתם ניתן לווסת את הסביבה הפנימית של האורגניזם כך שהוא נשמר יַצִיב.
הומאוסטזיס אקולוגי
זהו סוג של איזון דינמי המתרחש בין סביבות טבעיות וסביבתן. האיזון יכול להיעלם מסיבות מרובות הכוללות: שיטפונות, שריפות, רעידות אדמה וכל אסון טבע אחר.
הומאוסטזיס אקולוגי מייצג אז את חילופי הדברים שקיימים בין סביבות טבע שונות, המאפשרים איזון במערכת אקולוגית; אלה נחשבים הכרחיים מאוד להישרדות. במקרה של כדור הארץ באופן כללי, שיווי משקל הומאוסטטי מודגם בקשר הקיים בין מערכת אקולוגית לבין השינויים האקלימיים המתרחשים.
הומאוסטזיס אקולוגי ידוע גם כמאזן אקולוגי, בסביבות 1950 הוא הוטל בספק מכיוון שחלקם סברו כי שינויים מתמידים ורדיקליים באוכלוסיות היו תכופים מאוד וכי שיווי המשקל אינו קבוע. באותו אופן הם אישרו כי תיאוריות אלה הוחלפו בתיאוריית הכאוס ותיאוריית הקטסטרופות.
הגורמים האקולוגיים המשפיעים לרעה על הומאוסטזיס זה הם רעידות אדמה, סופות, בצורות ושינויי אקלים כגון גלים חמים וקרים.
הומאוסטזיס קיברנטי
מונח זה נוצר באמצע המאה ה -20 על ידי רופא אנגלי בשם ויליאמס רוס אשבי, שיצר הומאוסטט שמווסת את עצמו באמצעות משוב. במילים אחרות, הומאוסטזיס קיברנטי מציע למערכות אלקטרוניות שונות את היכולת להישאר באיזון.
הומאוסטזיס פסיכולוגי
כאשר חוסר איזון מתרחש באופן פנימי אצל בני אדם, זה יכול להתרחש גם ברמה הפסיכולוגית. אז הומאוסטזיס פסיכולוגי הוא האיזון בין צרכים וסיפוקים אנושיים.
הומאוסטזיס פסיכולוגי הוא סוג של הומאוסטזיס שהוא קצת שונה ומוזר, לחלוטין לא קשור לסיבות שבגללן מתרחש הומאוסטזיס ביולוגי. הטמעה זו תלויה בגורמים נפשיים, גירויים ממשתנים שאינם נחשבים מדעיים לחלוטין, מכיוון שהם כה רב-תכליתיים שהם אינם מאפשרים לתחום מחקר לחקור אותם. אלה יכולים להיות רגשות, מחשבות של ייסורים או חרדות, המגדירים את הדרך בה הגוף מטמיע את תהליך ההומאוסטזיס. תהליך זה יכול להיות מושפע מבעיות פסיכולוגיות, הגורמות למחלות תת תזונה כמו בולימיה.
הומאוסטזיס חמצן לתהליך הסלולרי
כאשר הגובה מורם, החמצן הסביבתי באטמוספרה הוא פחות מזה שנמצא על פני השטח. מסיבה זו, הנשימה אצל אדם בסביבות אלו בסופו של דבר לא תספיק בקצב קבוע, הגוף באמצעות הומאוסטזיס מגביר את קצב הנשימה ואז מגביר לאט את ייצור התאים האדומים בדם.
מטבוליזם תאים הומאוסטזיס
סוג זה של הומאוסטזיס מתייחס לעובדה שההרכב הכימי של הסביבה הפנימית של אורגניזם אינו חייב לעבור שינויים ועליו להישאר ללא שינוי. כלומר, המוצרים הנוצרים על ידי חילוף החומרים התאיים יושלכו מיד, תהליך מסוג זה קיים בבלוטות החלב והזיעה, הריאות, אם כי החשוב ביותר הוא זה שבוצע על ידי הכליות.
מנגנונים הומאוסטטיים
ישנם בעצם שני סוגים של מנגנונים הומאוסטטיים שהם:
מסלולי העצבים: שתפקידם הוא ויסות לחץ הדם בבני אדם וביונקים בכלל. זה גם מווסת את ריכוז החמצן וה CO2 בדם של בני האדם.
מסלולים אנדוקריניים: במקרה זה, זה מווסת את ריכוז הגלוקוז בדם. גם ויסות הקשר בין חלבונים, פחמימות ושומנים. בנוסף לשליטה בהשפעות הצום וההאכלה על הגוף.
חשיבות ההומאוסטזיס בבני אדם
בגוף האדם, המערכת האנדוקרינית והעצבים שולטים בהומאוסטזיס. איברים ומערכות מספקים משוב למוח. הגוף שומר על הומאוסטזיס על ידי שמירה על טמפרטורה, איזון pH, איזון אלקטרוליטים ומים, נשימה ושמירה על לחץ הדם.
כאשר אדם אוכל ארוחה המכילה כמויות גדולות של אלקטרוליטים, כגון מלח שולחן, מערכת העצבים מגלה את חוסר האיזון באלקטרוליטים. המוח שולח איתותים לגוף לשמור על מים ולשמור על איזון אלקטרוליטים. מבחינה פיזית ניתן להבחין בנפיחות ברגליים, כמו גם בצמא.
מכיוון שהנוזלים שותים בנפרד, האלקטרוליטים מדוללים ובתגובה לעליית המים התאים משחררים את מה שכבר קיים כדי לשמור על הומאוסטזיס. הכליות לאחר מכן מסננות עודף נוזלים ואלקטרוליטים מהמערכת.
הומאוסטזיס בתהליך ההטמעה משלב פונקציה של ויסות עצמי של ויטמינים האינטראקציה עם הגוף כדי להמיר אותם לאנרגיה לתמיכה בחיים. הכוונה היא למנגנון ליציאת עודפי האנרגיה הדרושה למימוש הומאוסטזיס יעיל. זה מווסת עם ייצור ההורמונים את מה שנכנס לגוף, דוגמאות לכוריאוגרפיה זו הן דרכי השתן, בהן משתחררים חומרים מסוננים מיותרים. הזיעה והבלוטות האחראיות להתפוצצות נוזלי הגוף, זאת במטרה לשמור על הגוף בטמפרטורה סטנדרטית, בעוד חומרים עודפים משתחררים.
פונקציונליות זו של הגוף קשורה קשר הדוק לחילוף החומרים, שכן הטמעת המזון תהיה תלויה בתגובה שיש לו ביחס כלפי חוץ. תנאים אקלימיים, אטמוספריים או פשוט חיצוניים יכולים להשפיע לרעה על מצב הגוף, אך עם זאת, אם ההומאוסטזיס מתבצע בצורה נכונה, קונגלומרט הוויטמינים ישמש אנרגיה לגוף.
הומאוסטזיס ומערכת העצבים
שימור ההומאוסטזיס
מערכות ביולוגיות, כמו גוף האדם, יוצאות כל הזמן מאיזון. לדוגמא, כשאתה מתאמן, השרירים מגבירים את ייצור החום ומעלים את טמפרטורת הגוף. באותו אופן, כאשר יש לך כוס מיץ פירות, גלוקוז הדם שלך עולה. הומאוסטזיס תלוי ביכולתו של הגוף לזהות ולהתנגד לשינויים אלה.
מחזורים של משוב שלילי משמשים לעיתים קרובות לשמירה על הומאוסטזיס. מחזורים אלה פועלים בניגוד לגירוי, או האות, שמפעיל אותם. לדוגמא, אם טמפרטורת הגוף גבוהה מדי, לולאת משוב שלילית תפעל להורדתו בחזרה לערך הייחוס, או לערך נומינלי של 98.6 ° F / 37.0 ° C.
10 דוגמאות להומאוסטזיס בבני אדם
דוגמא 1: האצת נשימה
כאשר בני אדם נחשפים לסביבות ריכוז חמצן נמוכות, או כאשר רמות החמצן בדם נמוכות מכדי לענות על הביקוש התאי, למשל בעת פעילות גופנית, מיד עולה תגובה שמאיצה את חיפוש הנשימה להגדיל את כמות האוויר שנשמת. באותה תקופה פעימות הלב מואצות ולחץ הדם עולה, ומספק אספקה טובה יותר של דם מחומצן בגוף.
דוגמא 2: שמירה על רמות הגלוקוז
גלוקוז הוא סוג של סוכר שנמצא בזרם הדם, אך כדי שאדם יישאר בריא, יש לשמור על רמות הגלוקוז ברמות הנכונות. אם רמות אלו עולות, הלבלב מפריש הורמון המכונה אינסולין ואם להיפך, הם נשארים נמוכים מאוד, הכבד הופך את הגליקוגן בדם לגלוקוז, ומעלה את רמותיו.
דוגמא 3: איזון חומצות ובסיסים
בני אדם מכילים, בגופם, רכיבים כימיים הנקראים חומצות ובסיסים, איזון בין אלה הכרחי בכדי להבטיח שהוא פועל בצורה אופטימלית. הכליות והריאות הן שתיים ממערכות האיברים האחראיות על ויסות חומרים אלה בגוף.
דוגמה 4: טמפרטורת גוף
טמפרטורת הגוף הפנימית של גוף האדם היא דוגמה טובה להומאוסטזיס. בגוף בריא טמפרטורת הגוף צריכה להיות 37 ° והיא משחררת חום על ידי שליטה על הטמפרטורה שלה.
דוגמה 5: בקרת סידן
הומאוסטזיס מווסת את רמות הסידן בגוף האדם. כאשר רמות אלו יורדות, הפרתירואיד משחרר הורמון, אם הוא גבוה מאוד, בלוטת התריס עוזרת לתקן סידן בעצמות ומורידה את רמותו בדם.
דוגמא 6: פעילות גופנית
הפעילות הגופנית לגרום לגוף כדי לשמור על הומאוסטזיס, שליחת שרירים לקטט לספק אנרגיה.
דוגמה 7: פונקציות של מערכת השתן
חומרים רעילים שנכנסים לדם מפסיקים את ההומאוסטזיס של הגוף. עם זאת, הוא מגיב בכך שהוא נפטר מאלה באמצעות מערכת השתן. כאשר אדם משתן הוא מסיר את כל הרעלים ורכיבים לא נעימים אחרים מהדם והומאוסטזיס מוחזר לגוף.
דוגמא 8: מפלס מים
יותר מ -50% ממשקל הגוף של גוף האדם מורכב ממים, ההומאוסטזיס אחראי לשמירה על האיזון הנכון של הנוזל. תאים המכילים הרבה מים מתנפחים באופן שהם עלולים להתפוצץ, אך אלה המכילים מעט מדי יכולים להתכווץ. על גוף האדם לשמור על איזון כדי שאף אחד מהמקרים הללו לא יתרחש.
דוגמא 9: ויסות עורקי
גוף עם לחץ דם בריא הוא דוגמה להומאוסטזיס. כאשר הלב מזהה שינויים בלחץ הדם, הוא שולח אותות למוח ואז מקבל רמזים כיצד להגיב. כאשר לחץ הדם גבוה מאוד, הלב מואט, אך אם הוא נמוך מאוד, הוא מאיץ את תנועותיו.
דוגמא 10: מערכת לימפטית ותפקידיה
גוף האדם חשוף לנגיפים וחיידקים העלולים לגרום למחלות, מערכת הלימפה אחראית לתקוף ולסייע בשימור ההומאוסטזיס, במאבק בזיהום לשמירה על גוף בריא.
