Электрохимический этап мышечного сокращения. 2 страница

Аминокислоты расщепленного белка и их соединения – полипептиды – приносятся кровью к клеткам организма, в которых под влиянием ферментов непрерывно в течении всей жизни происходит синтез белков. Белки пищи имеют главным образом пластическое значение.

В период роста организма – в детском и юношеском возрасте – синтез белков особенно велик. В старости синтез белков уменьшается. Следовательно, в процессе роста происходит ретенция, или задержка в организме химических элементов, из которых состоят белки.

Изучение обмена с применением изотопов показало, что в некоторых органах в течение 2-3 суток приблизительно половина всех белков подвергается распаду и такое же количество белков заново синтезируется организмом (ресинтез). В каждой ткани, в каждом организме синтезируются специфические белки, отличающиеся от белков других тканей и других организмов.

Подобно жирам и углеводам, аминокислоты, не использованные для построения организма, подвергаются распаду с освобождением энергии.

Аминокислоты, которые образуются из белков умирающих, разрушающихся клеток организма, также подвергаются превращениям с освобождением энергии.

В обычных условиях количество необходимого белка в сутки для взрослого человека 1,5-2,0 г на 1 кг массы тела, в условиях длительного холода 3,0-3,5 г, при очень тяжелой физической работе 3,0-3,5 г.

Увеличение количества белков больше чем до 3,0-3,5 г на 1 кг массы тела нарушает деятельность нервной системы, печени и почек.

Свыше половины энергии, необходимой для нормальной жизнедеятельности, организм человека получает с углеводами. Они содержатся преимущественно в продуктах растительного происхождения. Большое количество углеводов в виде крахмала содержится в хлебе, крупах, картофеле, а в виде сахаров — в сахаре, кондитерских изделиях, сладких сортах плодов и ягод. Углеводы имеют исключительно важное значение для деятельности мышц, нервной системы, сердца, печени и других органов.

Углеводы играют определенную роль в процессах обмена веществ. Они необходимы для нормального усвоения организмом жиров. Но избыточное поступление сахара в сочетании с общим высококалорийным питанием может привести к ожирению, раннему развитию атеросклероза и снижению работоспособности. Особенно неблагоприятно избыточное поступление сахара для люден пожилого возраста, у которых избыток сахара может способствовать прогрессированию атеро-склеротического процесса. Кроме названных отрицательных последствий, избыточное поступление сахара может привести к возникновению гипергликемии (повышенное содержание сахара в крови), которая отрицательно сказывается на функции поджелудочной железы.

В нормальном пищевом рационе углеводов должно быть приблизительно в 4 раза больше, чем белков. Потребность в углеводах определяется величиной энергетических затрат. Чем интенсивнее физическая нагрузка, тем больше объем мышечной работы, тем выше потребность в углеводах. Пожилым людям, а также лицам, занимающимся умственным трудом и имеющим избыточный вес, рекомендуется, чтобы количество ежедневно поступающего в организм сахара не превышало 15% от общего суточного количества углеводов.

Жиры представляют собой готовый «горючий» материал, который снабжает организм энергией. Жиры необходимы для обеспечения нормального усвоения организмом белков, некоторых минерал, солей, а также жирорастворимых витаминов. Наличие жиров в пище придает различным блюдам высокие вкусовые качества, способствует возбуждению аппетита, имеющего важнейшее значение для нормального пищеварения.

Жиры, поступающие с пищей, частично идут на создание жировых запасов. Удовлетворение потребности в жире и всех его компонентах зависит от вида и качества жира — установлена взаимодополняемость животных и растительных жиров. Оптимальный в биологическом отношении баланс создается при включении в суточный рацион 70—80% животных жиров и 20—30% растительных.

Витамины являются обязательной и незаменимой составной частью рациона. Они обеспечивают нормальную жизнедеятельность организма, участвуют в процессе усвоения других пищевых веществ, способствуют повышению сопротивляемости организма различным вредным воздействиям внешней среды, повышают трудоспособность человека.

Разнообразный состав пищевых продуктов в рационе и правильная кулинарная обработка пищи способствуют сохранению витаминов. При тяжелом физическом труде, беременности, у живущих в северных районах потребность в витаминах возрастает. В таких условиях возникает необходимость употреблять витаминные препараты.

Вкусов ы е веществ а, общее название некоторых веществ, не обладающих питательными свойствами и применяемых для улучшения вкуса и запаха пищи. К В. в. относятся пряности (горчица, перец, гвоздика, лавровый лист, тмин, укроп, кардамон, имбирь, ваниль, корица и т.п.), пищевые кислоты (уксусная, лимонная, винная, яблочная и др.), ароматические эссенции. При поступлении в организм вместе с пищей В. в. (особенно пряности) вызывают раздражение обонятельных и вкусовых нервов с последующим усилением выделения слюны, желудочного сока, сока поджелудочной железы. В. в. раздражают непосредственно слизистую оболочку пищеварительного тракта, способствуя усиленному отделению пищеварительных соков и тем самым улучшению аппетита, процесса пищеварения и усвоению пищи.

Минеральные вещества входят в состав всех тканей нашего тела и постоянно расходуются в процессе жизнедеятельности организма. Суточная потребность человека в минеральных солях различна. Так, суточная потребность в хлористом натрии (поваренной соли), фосфорнокислом кальции исчисляется в граммах, суточная потребность в солях меди, марганца, йода исчисляется в миллиграммах. Наконец, есть такие минеральные соли, суточная потребность в которых исчисляется в тысячных долях миллиграмма — микрограммах. Потребность организма в минеральных солях обычно полностью обеспечивается при разнообразном питании.

Среди разнообразных минеральных солей, которые человек получает с пищей, значительное место занимает поваренная соль. Пресная пища, даже самая разнообразная, быстро приедается и вызывает отвращение. Кроме того, поваренная соль необходима для поддержания нормального количества жидкости в крови и тканях, она влияет на мочевыделение, деятельность нервной системы, кровообращение, участвует в образовании соляной кислоты в железах желудка.

Фосфор играет большую роль в жизнедеятельности организма. Кроме участия в образовании костной ткани, в значительном количестве фосфор входит в состав нервной ткани, поэтому он необходим для нормальной деятельности нервной системы.

Соли магния имеют большое значение для нормальной деятельности сердечнососудистой системы.

Калий имеет особенно важное значение для обеспечения нормальной деятельности сердечно-сосудистой системы, т. к. он усиливает мочевыделение.

Потребность организма в железе и меди очень невелика и исчисляется тысячными долями грамма в сутки, но эти элементы играют исключительно важную роль в кроветворении.

Соли кобальта, который относится к микроэлементам, играют большую роль в кроветворении, т. к. кобальт входит в состав витамина B12.

Водный баланс организма тесно связан с обменом электролитов. Суммарная концентрация минеральных и других ионов создает определенную величину осмотического давления. Концентрация отдельных минеральных ионов определяет функциональное состояние возбудимых и невозбудимых тканей, а также состояние проницаемости биологических мембран, — поэтому принято говорить о водно-электролитном (или солевом) обмене.

Поскольку синтез минеральных ионов в организме не осуществляется, они должны поступать в организм с пищей и питьем. Для поддержания электролитного баланса и, соответственно, жизнедеятельности, организм в сутки должен получать примерно 130 ммоль натрия и хлора, 75 ммоль калия, 26 ммоль фосфора, 20 ммоль кальция и других элементов.

Регуляция водно-солевого обмена, как и большинство физиологических регуляций, включает афферентное, центральное и эфферентное звенья. Афферентное звено представлено массой рецепторных аппаратов сосудистого русла, тканей и органов, воспринимающих сдвиги осмотического давления, объема жидкостей и их ионного состава. В результате, в центральной нервной системе создается интегрированная картина состояния водно-солевого баланса в организме. Следствием центрального анализа является изменение питьевого и пищевого поведения, перестройка работы желудочно-кишечного тракта и системы выделения (прежде всего функции почек), реализуемая через эфферентные звенья регуляции. Последние представлены нервными и, в большей мере, гормональными влияниями.

60. Принцип обратной связи. При работе любого органа в ЦНС поступает информация о деят-ти этого органа. В ЦНС происходит анализ этой деят-ти и на основании этой проверки центр посылает исправляющие сигналы к органу. Соверш-ся новое действие органа, снова информация поступает в ЦНС и снова оценивается и так до тех пор, пока работа органа будет соответствовать тем условиям, в к-ых находится орг-м. Принцип обратной связи замыкает рефлекторную дугу и превращает ее в рефлекторное кольцо.

Еще более точная регуляция физиологических процессов достигается тем, что из ЦНС идут сигналы к рецепторам. Эти сигналы могут увеличить или уменьшить кол-во функционир-их рецепторных элементов (функцион-ая мобильность), а в некот. случаях повысить / понизить порог их чувствительности.

По принципу обратной связи осущ-ся не только сложные поведенческие акты, но и поддерживается постоянство хим-го состава крови. Примером регуляторных мех-мов с обратной связью м/б дуга зрачкового рефлекса. Известно, что при ярком свете зрачки сужаются. Зрачковый рефлекс происходит потому, что от рецепторов сетчатки в соответствующий центр головного мозга поступают сигналы, сообщающие о степени освещенности сетчатки. Когда освещенность превышает ту величину, при к-ой сетчатка функцион-ет наилучшим образом, усиливается сокращение кольцевой мускулатуры, сужающей зрачок. Сужение зрачка продолж-ся до тех пор, пока величина сигнала от палочек и колбочек не достигнет оптим. значения. Когда становится темнее, зрачки расшир-ся, увеличивая тем самым силу раздражителя, действующего на палочки и колбочки.

Благодаря обратной связи ЦНС постоянно получает инф-ию о рез-тах производимых действий и в зав-ти от этих сведений дает оценку любому рефлекторному акту и осущ-т новые действия. При этом достигается наибольшая эффективность. Принцип обратной связи обесп-т совершенное управление процессами жизнед-ти со стороны ЦНС.

Саморегуляция физиол-их ф-ий - основной мех-м поддержания жизнед-ти орг-ма на относительно постоянном уровне. Саморегуляция, возникнув в процессе эволюции как рез-т приспос-ия к воздействиям окр. среды, присуща всем ф-мам жизнед-ти. В ходе естественного отбора в процессе приспособления к среде орг-мами были выработаны общие регуляторные мех-мы различной физиол. природы (нейрогумор., эндокринные, иммунологические и др.), направленные на достижение и поддержание относит. постоянства внутр. среды.

Спос-ть поддерживать относит. пост-во внутр. среды появл-ся на сравнительно высоких ступенях развития мира животных. Так, уже у акуловых рыб концентрация солей в крови и тканях независима от ее изменения во внешней водной среде. У ганоидных и костистых рыб также поддерживаются многие константы внутренней среды.

У Ч и высокоорганиз. Ж гомеостатические мех-мы достигли совершенства. Относит. пост-во внутр. среды у них поддерж-ся нервно-гуморальными физиологич. мех-мами, регулирующими деят-ть сердечно-сосудистой и дыхат. систем, желудочно-кишечного аппарата, почек и потовых желез, к-ые обеспеч-т удаление из орг-ма пр-тов обмена в-в.

К наиболее совершенным гомеостатическим мех-мам у высших Ж и Ч относятся процессы терморегуляции. У теплокровных Ж постоянство t тела настолько велико, что в норме ее отклонение не превышает нескольких десятых градуса при самых резких колебаниях t внешней среды. В поддерж-ии нормальной t тела участвует большое число сложных процессов регуляции, часть к-ых в наст. вр. изучена.

Опред. признаки терморегуляции наблюд-ся уже у Ж с непостоянной t тела, пойкилотермных Ж, t тела к-ых в больш-ве случаев следует за изменениями t внешней среды не совсем пассивно. Однако о действительной терморегуляции можно говорить только по отношению к гомойотермным (теплокровным) Ж.

Особое значение для орг-ма имеет постоянство состава крови. Хорошо известна устойчивость ее активной р-ии (рН), осмотического давления, числа форменных элементов, содержания глюкозы, соотношения электролитов (Na, K, Ca, Cl, Mg, P) и т. д. Так, рН крови, как правило, не выходит за пределы 7,35−7,47. Даже резкие нарушения кислотно-щелочного обмена с патолог. накоплением к-т в тканевой жидкости очень мало сказываются на активной р-ии крови.

Мн-во отдельных мех-мов, регулир-их внутри- и внесистемные взаимоотн-ия, оказывает в ряде случаев взаимопротивоположные (антагонистические) возд-ия, уравновешив-ие друг друга. Это приводит к установлению подвижного физиолог-го фона и позволяет живой системе поддерживать относительное динамическое пост-во, несмотря на изменения в окр. среде и сдвиги, возникающие в процессе жизнед-ти орг-ма.

Границы гомеостаза могут быть жесткими и пластичными, меняться в зав-ти от индивидуальных, возрастных, половых, социальных и других условий. Жесткие константы (например, осмотич.давление крови) допускают лишь незначит. отклонения от своего уровня, пластичные константы (например, уровень кровяного давления / питат. в-в в крови) варьируют в довольно большом диапазоне и в течение длит. времени. Значительная вариабельность уровня кровяного давления, свойственная здоровому Ч в норме, имеет определенный физиолог. смысл. Так, повысившееся кровяное давление в рез-те физической нагрузки или эмоционального сдвига улучшает кровоснабжение многих органов и тканей. Вместе с тем длительное повышение кровяного давления приводит к нарушениям кровоснабжения - кровоизлияниям, таким, как инфаркты и инсульты.

Любые физиологические, физические, химические или эмоциональные воздействия (будь то температура воздуха, изменение атмосферного давления, обычная терапевтическая процедура или волнение, радость, печаль, горе, прием лекарства и т. д.) могут явиться поводом к выходу орг-ма из состояния динамического равновесия, в котором он пребывает. Таким образом, любое воздействие может оказаться "отклоняющим" или "возмущающим".

Любое раздражение, особенно стресс, ведет к возникновению сложного комплекса реакций, основная цель к-ых приспособить орг-м к изменившимся условиям, предотвратить или сгладить возможный сдвиг во внутренней среде, в состоянии и деятельности органов, физиологических систем, орг-ма в целом. Раздражение - толчок в возникновении длинной цепи взаимосвязанных физиологических процессов, выражающихся в одних случаях нарастающими, а в других - затухающими фазовыми колебаниями состава крови, ускорением кругооборота физиологически активных в-в, гормонов, медиаторов, ионов, пр-тов обмена в-в, изменением проницаемости тканевых барьеров, клеточных мембран, повышением или снижением реактивности самой комплексной нейрогуморально-гормональной системы.

Для развития орг-ма постоянно необходимо дополнительное количество энергии и пластических в-в, которое не может приобрести полностью уравновешенная гомеостатическая система. Иначе для реализации программы развития орг-ма необходимо нарушение стабильности, нарушение гомеостаза. Таким образом, наряду с законом сохранения гомеостаза в развивающейся системе должен соблюдаться и другой закон - закон отклонения гомеостаза.

Закрепившееся в процессе эволюционного развития состояние гомеостаза позволяет орг-му приспосабливаться к условиям окружающего мира. Адаптация при этом может быть оптимальной, неоптимальной и даже вредной, связанной с нарушением жизнед-ти. Живая система способна перестраиваться, переходить на новый гомеостатический уровень, активизируя при этом одни регулирующие системы и тормозя другие.

Адаптация к стрессорным ф-рам осуществляется на всех уровнях организации начиная с клеточного, однако.для реализации гомеостатической защитной р-ии у высших животных имеется специализированная адаптационная, система. Основными компонентами этой системы явл-ся кора надпочечников, вырабатывающая гормон защиты - кортизол, гипофиз, к-ый высвобождает кортикотропин, регулирующий продукцию кортизола, и, наконец, гипоталамус, контролирующий секрецию кортикотропина, а также другие отделы ЦНС.

49. Состав плазмы крови. Плазма крови - это сложная биологическая среда, тесно связанная с тканевой жидкостью орг-ма. В плазме крови содержится 90-92 % воды и 8-10 % сухих в-в. В состав сухих в-в входят белки, глюкоза, липиды (нейтральные жиры, лецитин, холестерин и т. д.), молочная и пировиноградная кислоты, небелковые азотистые в-ва (аминокислоты, мочевина, мочевая кислота, креатин, креатинин и т. д.), различные минеральные соли (преобладает хлористый натрий), ферменты, гормоны, витамины, пигменты. В плазме растворены также кислород, углекислый газ и азот.

Основную часть сухого в-ва плазмы составляют белки. Общее их количество равно 6-8 %. Имеется несколько десятков различных белков, к-ые делят на две основные группы: альбумины и глобулины. Соотношение между количеством альбуминов и глобулинов в плазме крови животных разных видов различно.

Соотношение альбуминов и глобулинов в плазме крови называют белковым коэффициентом. У свиней, овец, коз, собак, кроликов, человека он больше единицы, а у лошадей, крупного рогатого скота количество глобулинов, как правило, превышает количество альбуминов, то есть он меньше единицы. Полагают, что от величины этого коэффициента зависит скорость оседания эритроцитов. Она повышается при увеличении количества глобулинов.

Для разделения белков плазмы применяют метод электрофореза. Имея различный электрический заряд, разные белки движутся в электрическом поле с неодинаковой скоростью. С помощью этого метода удалось разделить глобулины на несколько фракций: α₁, α₂-, β- и γ-глобулины. В глобулиновую фракцию входит фибриноген, имеющий большое значение в свертывании крови. Альбумины и фибриноген образуются в печени, глобулины, кроме печени, еще и в костном мозге, селезенке, лимфатических узлах.

Белки плазмы крови выполняют многообразные ф-ии. Они поддерживают нормальный объем крови и постоянное количество воды в тканях. Как крупномолекулярные коллоидные частицы, белки не могут проходить ч/з стенки капилляров в тканевую жидкость. Оставаясь в крови, они притягивают некоторое количество воды из тканей в кровь и создают так называемое онкотическое давление. Особенно большое значение в его создании принадлежит альбуминам, имеющим меньшую молекулярную массу и отличающимся большей подвижностью, чем глобулины. На их долю приходится примерно 80 % онкотического давления.

Большую роль играют белки и в транспорте питательных в-в. Альбумины связывают и переносят жирные кислоты, пигменты желчи; α- и β-глобулины переносят холестерин, стероидные гормоны, фосфолипиды; β-глобулины участвуют в транспорте металлических катионов.

Белки плазмы крови, и, прежде всего фибриноген, участвуют в свертывании крови. Обладая амфотерными свойствами, они поддерживают кислотно-щелочное равновесие. Белки создают вязкость крови, имеющую важное значение в поддержании артериального давления. Они стабилизируют кровь, препятствуя чрезмерному оседанию эритроцитов.

Протеины играют большую роль в иммунитете. В γ-глобулиновую фракцию белков входят различные антитела, к-ые защищают орг-м от вторжения бактерий и вирусов. При иммунизации животных количество γ-глобулинов увеличивается.

В 1954 г. в плазме крови был открыт белковый комплекс, содержащий липиды и полисахариды,- пропердин. Он способен вступать в р-ии с вирусными белками и делать их неактивными, а также вызывать гибель бактерий. Пропердин явл-ся важным ф-ром врожденной невосприимчивости к ряду заболеваний.

Белки плазмы крови, и в первую очередь альбумины, служат источником образования белков различных органов. С помощью методики меченых атомов доказано, что введенные парентерально (минуя пищеварительный тракт) белки плазмы быстро включаются в белки, специфические для различных органов.

Белки плазмы крови осуществляют креаторные связи, то есть передачу информации, влияющей на генетический аппарат клетки и обеспечивающей процессы роста, развития, дифференцировки и поддержания структуры орг-ма.

Небелковые азотсодержащие соединения. В эту группу входят аминокислоты, полипептиды, мочевина, мочевая кислота, креатин, креатинин, аммиак, к-ые также относятся к органическим в-вам плазмы крови. Они получили название остаточного азота. Общее количество его составляет 11 - 15 ммоль/л (30-40 мг%). При нарушении ф-ии почек содержание остаточного азота в плазме крови резко возрастает.

Безазотистые органические в-ва плазмы крови. К ним относят глюкозу и нейтральные жиры. Количество глюкозы в плазме крови колеблется в зависимости от вида животных. Наименьшее ее количество содержится в плазме крови жвачных - 2,2-3,3 ммоль/л (40-60 мг%), животных с однокамерным желудком - 5,54 ммоль/л (100 мг%), в крови кур - 7,2- 16,1 ммоль/л (130-290 мг%).

Неорганические в-ва плазмы (соли). У млекопитающих они составляют около 0,9 г% и находятся в диссоциированном состоянии в виде катионов и анионов. От их содержания зависит осмотическое давление.

Гематокрит - часть объема крови, которая приходится на эритроциты. Также гематокрит иногда определяется соотношением форменных элементов крови – тромбоцитов, лейкоцитов, эритроцитов. Данный показатель выражается в процентом соотношении к общему объему крови (%) или литрами на литры. Гематокрит здорового взрослого мужчины больше, чем у женщины, данные показатели составляют 0,4 – 0,52 и 0,35 — 0,46 соотвественно. Гематокрит новорожденных обычно на 20% выше, чем у взрослого человека, а у маленького ребенка – на 10% ниже.

Для определения гематокрита используется специальная градуированная трубочка, которую заполняют кровью и отправляют в центрфугу. После данной процедуры отмечают, какую часть трубочки заняли форменные элементы. На сегодняшний день все шире стали использоваться автоматические анализаторы.

При нек-ых заболеваниях гематокрит может повышаться или понижаться. Обычно повышение данного показателя происходит при тяжелом онкологическом заболевании крови и первычных эритроцитозах – эритремиях. Они могут быть вызваны различного происхождения гипоксиями, гидронефрозом или поликистозом почек, новообразованием почек, которое сопровождается сильной выработкой эритропоэтина. Кроме того, среди причин повышения гематокрита можно выделить уменьшение объема циркулирующей крови, лейкоз, дегидратацию и др. Снижение гематокрита наблюдается при анемиях и разведении крови, когда пациент получает большое количество лекарственных растворов или принимает чрезмерное количество жидкости внутрь.

Осмотическое и онкотическое давление. Различные соединения, растворенные в плазме и форменных элементах крови, создают в них осмотическое давление. Мембраны форменных элементов, стенок сосудов явл-ся полупроницаемой. Все они хорошо пропускают воду, значительно хуже ионы и молекулы различных в-в.

Осмотическое давление крови – сила, с которой растворитель переходит ч/з полунепроницаемую мембрану из менее в более концентрированный раствор. Осмотическое давление крови вычисляют криоскопическим методом путем определения точки замерзания крови (депрессии). Осмотическое давление крови в среднем составляет 7,6 атм. Оно обусловлено растворенными в ней осмотически активными в-вами, главным образом неорганическими электролитами, в значительно меньшей степени – белками. Около 60% осмотического давления создается солями натрия (NаСl).

Осмотическое давление определяет распределение воды между тканями и клетками. Ф-ии клеток орг-ма могут осуществляться лишь при относительной стабильности осмотического давления. Если эритроциты поместить в солевой раствор, имеющий осмотическое давление, одинаковое с кровью, они не изменяют свой объем. Такой раствор называют изотоническим, или физиологическим. Это может быть 0,85% раствор хлористого натрия. В растворе, осмотическое давление которого выше осмотического давления крови, эритроциты сморщиваются, так как вода выходит из них в раствор. В растворе с более низким осмотическим давлением, чем давление крови, эритроциты набухают в результате перехода воды из раствора в клетку. Растворы с более высоким осмотическим давлением, чем давление крови, называются гипертоническими, а имеющие более низкое давление – гипотоническими.

Онкотическое давление крови – часть осмотического давления, создаваемого белками плазмы. Оно равно 0,03 – 0,04 атм, или 25 – 30 мм рт.ст. Онкотическое давление в основном обусловлено альбуминами. Вследствие малых размеров и высокой гидрофильности они обладают выраженной способностью притягивать к себе воду, за счет чего она удерживается в сосудистом русле, При снижении онкотического давления крови происходит выход воды из сосудов в интерстициальное пространство, что приводит к отеку тканей.

При нарушении осмотического или онкотического давления в плазме могут изменяться ф-ия клеток крови и продолжительность их жизни. Так, при снижении осмотического давления плазмы вода будет поступать в клетки крови, при достижении предела растяжимости приведет к разрыву их оболочки - осмотического гемолиза. Напротив, повышение осмотического давления плазмы вызывает выход воды из клеток, потерю упругости, сморщивание их. Это также негативно сказывается на жизнед-ти клеток и может привести к разрушению их макрофагами тканей.

56. Гомеостаз - саморегуляция, способность открытой системы сохранять постоянство своего внутреннего состояния посредством скоординированных реакций, направленных на поддержание динамического равновесия.

Комплексные системы - например, организм человека — должны обладать гомеостазом, чтобы сохранять стабильность и существовать. Эти системы не только должны стремиться выжить, им также приходится адаптироваться к изменениям среды и развиваться.

Гомеостатические системы обладают следующими свойствами:

· Нестабильность системы: тестирует, каким образом ей лучше приспособиться.

· Стремление к равновесию: вся внутренняя, структурная и функциональная организация систем способствует сохранению баланса.

· Непредсказуемость: результирующий эффект от определённого действия зачастую может отличаться от того, который ожидался.

Примеры гомеостаза у млекопитающих:

· Регуляция количества микронутриентов и воды в теле — осморегуляция. Осуществляется в почках.

· Удаление отходов процесса обмена веществ — выделение. Осуществляется экзокринными органами — почками, лёгкими, потовыми железами и желудочно-кишечным трактом.

· Регуляция температуры тела. Понижение температуры через потоотделение, разнообразные терморегулирующие реакции.

· Регуляция уровня глюкозы в крови. В основном осуществляется печенью, инсулином и глюкагоном, выделяемыми поджелудочной железой.

· Регуляция уровня основного обмена в зависимости от пищевого режима.

Обратная связь. Когда происходит изменение в переменных, наблюдаются два основных типа обратной связи, на которые реагирует система:

1. Отрицательная обратная связь, выражающаяся в реакции, при которой система отвечает так, чтобы изменить направление изменения на противоположное. Так как обратная связь служит сохранению постоянства системы, это позволяет соблюдать гомеостаз.

o Например, когда концентрация углекислого газа в организме человека увеличивается, лёгким приходит сигнал к увеличению их активности и выдыханию большего количество углекислого газа.

o Терморегуляция — другой пример отрицательной обратной связи. Когда температура тела повышается (или понижается) терморецепторы в коже и гипоталамусе регистрируют изменение, вызывая сигнал из мозга. Данный сигнал, в свою очередь, вызывает ответ — понижение температуры (или повышение).

2. Положительная обратная связь, которая выражается в усилении изменения переменной. Она оказывает дестабилизирующий эффект, поэтому не приводит к гомеостазу. Положительная обратная связь реже встречается в естественных системах, но также имеет своё применение.

Устойчивым системам необходимы комбинации из обоих типов обратной связи. Тогда как отрицательная обратная связь позволяет вернуться к гомеостатическому состоянию, положительная обратная связь используется для перехода к совершенно новому (и, вполне может быть, менее желанному) состоянию гомеостаза, — такая ситуация называется «метастабильность». Такие катастрофические изменения могут происходить, например, с увеличением питательных веществ в реках с прозрачной водой, что приводит к гомеостатическому состоянию высокой эвтрофикации (зарастание русла водорослями) и замутнению.

Гомеостаз выступает в роли фундаментальной характеристики живых организмов и понимается как поддержание внутренней среды в допустимых пределах.