У живых существ есть несколько механизмов, чтобы противостоять меняющемуся миру
Живые существа постоянно подвергаются воздействию множества раздражителей. Следовательно, необходимымеханизмы гомеостатической регуляции, способные поддерживать внутреннюю стабильность.
Гомеостаз и внутренняя среда
В середине 19 века французский физиологКлод Бернар заметил постоянство внутренней среды, в которой устроены клетки организмов, по сравнению с изменением ее свойств от снаружи.
Почти столетие спустяамериканский физиолог У. Б. Кэннон установил, что указанный баланс является результатом набора физиологических механизмов, способных поддерживать ряд концентраций или внутренних значений, необходимых для выживания.
Канон предложил термин «гомеостаз» для обозначения «стабильного» характера внутренней среды в отличие от внешних колебаний. Парадоксально, носложность этих физиологических процессов заключается в постоянной саморегулирующейся динамике.
Механизмы гомеостатической регуляции
Клетки живых существ сохраняют свою жизнеспособность только в определенных для вида диапазонах температур, pH, ионных концентраций и питательных веществ. Однакоорганизмы зависят от меняющейся внешней среды для получения вещества и энергии, необходимых для внутреннего баланса.
Механизмыгомеостатической регуляции можно классифицировать как:
Отрицательная обратная связь: возникает, когда значение переменной выше или ниже необходимого для работы определенного физиологического процесса или механизма. В ответ активируется регуляторный механизм, подавляющий синтез указанной переменной или снижающий ее активность.
Регуляция уровня глюкозы в крови или поддержание температуры тела - это некоторые из биологических процессов, регулируемых этим путем.
Положительная обратная связь: встречается реже, чем предыдущий механизм, способствует улучшению процесса или функции.
Происходит на начальных стадиях потенциала действия, когда небольшая деполяризация клеточной плазматической мембраны вызывает открытие натриевых каналов, которые, попадая во внутриклеточное пространство, индуцируют открытие большего количества натриевых каналов. Таким образом достигается большая клеточная деполяризация. Положительная регуляция также может происходить на ранних стадиях овуляции.
Предварительное кормление: механизм, позволяющий организму прогнозировать весьма вероятные события. Он может носить как отрицательный, так и положительный характер и выделяться, главным образом, в метаболических цепях и процессах коммуникации и нейронной координации.
Учащение пульса в моменты перед предстоящим физическим усилием или даже функционированием самого мозжечка, который, предвосхищая состояние нервно-мышечной системы в момент начала движения, может выполнять необходимые нервные приказы.
Гомеостаз и аллостаз
Как только гомеостатическая теория, с помощью которой Бернар и Кэннон обосновывали стабильность и функционирование внутренней среды, была разоблачена, в 1988 году нейробиолог Стерлинг предложил противоположную точку зрения или, как выяснилось позже, дополняющую гомеостатическую регуляцию: аллостаз.
Аллостаз - это регуляторный механизм, который, в отличие от гомеостатического равновесия, предполагает, что организмы изменяют постоянство внутренней среды, чтобы справляться с нарушениями внешней среды. Примером может служить кровяное давление, которое колеблется между более высокими или более низкими значениями в зависимости от конкретного внешнего состояния и, если оно остается постоянным, может привести к смерти человека.
Эта идея привела Макьюэна к тому, что в конце концов он предложилаллостаз как процесс, активно поддерживающий гомеостаз. То есть он поддерживал стабильность внутренней среды посредством изменений.