гомеостаз что это простыми словами
Научная электронная библиотека
Шевченко Б П, Гончаров А Г, Сеитов М С,
2.5. Гомеостаз
Гомеостаз (гр. homeo – подобный, stasis – состояние) – обозначает постоянство состава внутренней среды и некоторых функций организма (кровообращения, обмена веществ, терморегуляции и т.д.). Таким образом, термин «гомеостаз» – это не просто химическое постоянство среды или физиологических свойств организма, а особая устойчивость организма в пределах «нормы». Выход колебаний среды за пределы «нормы» ведет к патологии.
Гомеостаз по существу представляет собой эволюционное наследство адаптивных свойств организма к обычным условиям внешней среды, но эти условия могут кратковременно или долговременно выходить за пределы нормы обычных условий внешней среды. Тогда явления адаптации не только восстанавливают обычные свойства внутренней среды организма, но и кратковременно изменяют активность органов, систем (учащается пульс, дыхание, повышается температура и т.д.). В итоге организм адаптируется к внешней и внутренней средам.
В ветеринарной практике под адаптацией обычно понимают приспособление организма к измененным условиям существования. Однако следует помнить, что адаптируется животное на основе механизмов гомеостаза.
В плодном периоде развития домашних коз механизмы гомеостаза почти отсутствуют, они появляются и развиваются только в постнатальном периоде и к старости ослабевают.
Непосредственно в формировании внутренней среды организма принимает участие сердечно-сосудистая система. Кровь, наряду с другими функциями, выполняет гомеостатическую функцию, доставляет к клеткам, тканям гормоны и химические вещества, таким образом, принимает участие в формировании гомеостаза (А.В. Вальдман, 1981). От химического состава внутренней среды зависит реактивность, возбудимость как отдельных органов, систем, так всего организма.
И так гомеостаз – это большая проблема для патологов, так как означает не только сохранение постоянства внутренней среды, но и ее восстановление, и приспособление к внешней среде. Сама, в сущности, болезнь представляет проблему гомеостаза, нарушение его механизмов и пути восстановления. Однако решение многих проблем гомеостаза, особенно, организма коз, еще впереди.
Гемостаз крови
Определение гемостаза
Кровь выполняет несколько жизненно важных функций, в том числе — транспортную. Благодаря разветвленной системе кровообращения каждая клетка постоянно получает кислород, необходимые ей питательные вещества и отдает продукты обмена. Стоит лишить клетки головного мозга притока обогащенной кислородом крови на 30 секунд, и сознание может нарушиться. Чтобы все ткани и органы работали слаженно, кровь, насыщенная кислородом, должна постоянно, неуклонно двигаться по артериям на периферию и по венам — обратно, к сердцу.
Любые преграды на ее пути, например, атеросклеротические бляшки, тромбы или повреждения сосудов сопряжены с риском для здоровья или жизни. Предотвратить их образование, обеспечить беспрепятственное проникновение крови к каждой клетке помогает мудрая и сложная система — гемостаз.
Гемостаз с древнегреческого языка можно перевести как «остановка крови».
Кровь циркулирует в замкнутой системе под давлением. Система гемостаза поддерживает ее жидкое состояние, останавливает кровотечение, если сосуд поврежден, таким образом сохраняя баланс между свертывающей и противосвертывающей активностью.
Как работает гемостаз?
Гемостаз «включается в работу» автоматически, как только нарушается целостность кровеносного сосуда. При этом объем кровопотери значения не имеет — даже самая маленькая царапина «запускает» полную программу свертывания крови.
Повреждение сосудов, независимо от их размеров, — чрезвычайное происшествие, на которое первыми реагируют рецепторы боли, запускающие развитие рефлекторного сужения сосудов. Благодаря уменьшению их просвета снижается скорость кровотока и, соответственно, уменьшается кровопотеря.
Коллаген и один из факторов свертывания крови «запускают» сложный биохимический процесс —активацию и агрегацию (то есть склеивание между собой) тромбоцитов с образованием тромбоцитарного или «белого» тромба, помогающего восстановить целостность сосуда.
Однако борьба с кровотечением на этом еще не заканчивается.
После того как сгусток сформирован, происходит активация факторов свертывания крови — специальных белков, которые содержатся в плазме и тромбоцитах и обеспечивают свертывание. В результате из неактивного белка плазмы крови фибриногена образуется фибрин — белок в форме волокон. С его помощью вокруг сгустка тромбоцитов формируется фибриновая сеть, которая способна удерживать тромбоциты и другие клетки крови, включая эритроциты, формируя прочный красный тромб. Он качественно «латает» рану, стягивая ее края и окончательно восстанавливая целостность поврежденного сосуда.
На первый взгляд, на этом «ремонтные работы» закончены, но это не совсем так, ведь сформировавшийся тромб может нарушать кровоток за счет уменьшения просвета «отремонтированного» сосуда. Чтобы этого не происходило, когда задача тромба выполнена, – нужно, чтобы произошло его растворение — фибринолиз
Что такое фибринолиз?
Система фибринолиза, функционирующая в организме, предотвращает чрезмерное тромбообразование. Она же включается в работу, когда приходит пора растворить тромб, образовавшийся при повреждении сосудов. Ее еще называют антисвертывающей (фибринолитической) системой.
Когда в гемостазе происходят нарушения?
К сожалению, иногда в системе гемостаза появляются сбои, которые проявляются или патологической склонностью к кровотечениям, или, напротив, повышенным патологическим образованием тромбов — тромбозом.
Повышенная кровоточивость из-за имеющихся нарушений коагуляции может быть результатом ряда заболевания и состояний, среди которых 2 :
В обратной ситуации, когда нарушения связаны с избыточным образованием тромбов, проблема может быть обусловлена такими факторами 2 :
Виды нарушений гемостаза
Известно несколько состояний и заболеваний, которые способствуют нарушению разных звеньев гемостаза
Нарушение тромбоцитарного гемостаза 2
Тромбоцитопении — уменьшение количества тромбоцитов Снижение уровня тромбоцитов может быть следствием целого ряда заболеваний, в том числе:
Кроме того, снижение уровня тромбоцитов может быть вызвано сильным кровотечением.
Тромбоцитопатии — нарушение функции тромбоцитов, приводящие к повышенной кровоточивости. Могут быть обусловлены наследственными заболеваними, приемом лекарственных препаратов (например, приемом ацетилсалициловой кислоты) и другими факторами.
Нарушение коагуляционного гемостаза 2
К этому типу нарушений относятся коагулопатии — геморрагические диатезы, при которых кровь нормально не сворачивается. Они бывают наследственными и приобретенными.
К наследственным заболеваниям относится гемофилия, при которой отсутствуют или содержатся в недостаточном количестве некоторые факторы свертывания, вследствие чего кровь не сворачивается нормально.
У больных с приобретенными коагулопатиями может возникать дефицит сразу нескольких факторов свертывания крови. К нарушениям коагуляционного гемостаза относится гиперкоагуляция, при которой повышается способность крови к образованию тромбов.
К коагулопатиям также относится ДВС-синдром (диссеминированное внутрисосудистое свёртывание, синонимы: коагулопатия потребления, тромбогеморрагический синдром).
При ДВС-синдроме последовательно происходят два патологических процесса 2 :
Яркое свидетельство ДВС-синдрома — образование в мелких сосудах тромбов.
Причинами развития ДВС-синдрома могут быть инфекции, сепсис, шок, ожоги, нарушение течения беременности, острый лейкоз, другие состояния и заболевания.
При подозрениях на нарушения гемостаза врачом могут быть назначены различные лабораторные исследования крови, позволяющие выявить указанные нарушения.
Гомеостаз что это простыми словами
К сожалению, редко кто из нас сегодня может похвастаться отличным здоровьем, нормальным весом и непеременчивым настроением. Гормональная система практически всех из нас подвержена влиянию неправильного питания, стрессов, вредных привычек, негативных факторов окружающей среды, нарушения работы кишечника и накопления токсинов в организме.
Не стоит сразу же пытаться сбалансировать недостаток гормонов в организме, прибегая к лекарственным препаратам и пищевым добавкам. Для начала попробуйте помощь организму достичь состояния гомеостаза с помощью специальных продуктов, которые способны восстановить гормональный баланс. Вот что надо кушать, чтобы сбалансировать уровень гормона:
1. Кортизол. Вырабатывается кортизол в надпочечниках и считается основным гормоном, отвечающим за стрессоустойчивость. Повышение уровня кортизола в крови влечет за собой увеличение кровяного давления и сахара в крови. Если уровень кортизола выше нормы длительное время, то это непременно ведет к повышенной раздражительности, набору веса, нарушению обмена веществ и повышению уровня сахара в крови.
3. Тестостерон. Этот гормон вырабатывается в яичках у мужчин, в яичниках у женщин и надпочечниках. Его обычно называют мужским половым гормоном, он очень важен для поддержания тонуса мышц, роста костей и поддержания половой функции. При чрезмерном повышении его в крови у женщин начинают расти нежелательные волосы на лице и теле, появляются прыщи, нарушается менструальный цикл и может развиться бесплодие. У мужчин повышенный тестостерон может привести к раннему облысению, избыточному весу и чрезмерно агрессивному поведению.
Чтобы восполнить нехватку тиреодных гормонов надо в первую очередь кушать продукты, богатые йодом. Йода много в красной икре, морской капусте, печени трески, хурме, гречки и бразильских орехах. Кроме йода, при дефиците гормонов Т3 и Т4 рекомендуется употреблять в пищу продукты, содержащие селен и медь. Они улучшают работу щитовидной железы. Больше всего селена содержат также бразильские орехи, съедать которые достаточно 1-3 штук в день.
От чего зависит здоровье и продолжительность жизни
В издательстве «Альпина нон-фикшн» выходит новая книга Вячеслава Дубынина, доктора биологических наук, профессора кафедры физиологии человека и животных МГУ им. М.В. Ломоносова, «Мозг и его потребности: От питания до признания». В ней он подробно и доступно рассказывает о разных функциях человеческого головного мозга, ментальных ловушках и причинах того или иного нашего поведения. С разрешения правообладателя проект Здоровье Mail.ru публикует фрагмент одной из глав — «Гомеостаз и поддержание здоровья».
Что такое гомеостаз
В данной главе мы будем разбираться, как мозг работает с внутренней средой организма. Ключевое слово в этом случае — гомеостаз. Гомеостаз (от греческого homois — «стабильный», «одинаковый» и stasis — «стояние», «неподвижность») дословно означает «одинаковое состояние». Термин «гомеостаз» ввел в употребление американский физиолог Уолтер Кеннон.
Приведем определение гомеостаза: это способность открытой системы сохранять постоянство своего внутреннего состояния посредством скоординированных реакций, направленных на поддержание динамического равновесия.
Можно и проще: гомеостаз — оптимальное стабильное состояние внутренней среды организма и способность его сохранять.
Поэтому все физиологические и многочисленные патологические реакции (нарушение кровообращения, воспаления) являются приспособительными реакциями, нацеленными на восстановление гомеостаза — постоянств температуры тела, давления и химического состава крови (О2, СО2, NaCl, концентрация глюкозы, ионов кальция, гормонов). Поддержание гомеостаза необходимо для того, чтобы органы хорошо функционировали; мозг при этом получает сигналы: «Все в порядке, организм здоров!» Когда что-то не так с сердцем или легкими, с печенью или иммунитетом, тогда необходимо восстановить утраченное равновесие. Например, если концентрация углекислого газа в крови растет, к дыхательным мышцам приходит команда увеличить активность и обеспечить удаление избытка СО2.
Если вновь обратиться к классификации потребностей по Абрахаму Маслоу, разобранной в первой главе, то данная тема лежит в основании пирамиды и относится к физиологическим потребностям. По классификации П. В. Симонова гомеостаз относится к категории витальных потребностей. Павел Васильевич особо выделял гомеостатические потребности. В их число входят программы, связанные с сердечно-сосудистой системой, дыханием, терморегуляцией. Сюда же относится деятельность системы сна и бодрствования, о которой мы еще поговорим. Но для начала разберемся c сердечно-сосудистой регуляцией, дыханием, взаимодействием с эндокринной системой, то есть с наиболее витальными функциями организма.
Стабильные параметры нашего тела
Понятие гомеостаза является одним из базовых в физиологии. Оно так же значимо, как понятие рефлекса или пластичности нервных клеток. Этот основополагающий термин позволяет одним словом охарактеризовать задачу, решаемую очень большим кругом регуляторных систем.
Для человека, как теплокровного позвоночного, 36,6 ºС — идеальная видоспецифическая температура, при которой органы и ткани чувствуют себя лучше всего. Когда температура изменяется на плюс-минус полградуса, организму уже становится нехорошо; при отклонении в один градус ему явно плохо.
Нашему телу небезразлично, с какой скоростью и интенсивностью кровь переносит необходимые вещества. Параметры работы сердца, частота и сила сокращений, тонус сосудов (насколько они сжаты или расширены в разных частях тела) должны быть относительно стабильными. Эти непростые задачи в основном решаются без участия нашего сознания, потому что думать про тысячи километров сосудов нам явно недосуг. Важен постоянный химический состав крови. Прежде всего содержание кислорода и углекислого газа, что связано с нашей дыхательной системой.
Из всего списка витальных потребностей дыхание наиболее необходимо для жизни. Через 20–30 секунд без поступления свежего воздуха организму уже становится плохо. При этом дыхание прекрасно поддается произвольному контролю. И потому дыхательная гимнастика — простой и доступный для каждого способ быстро переключить нервную систему с состояния стресса, волнения на процессы, которые по-настоящему важны и значимы; способ утихомирить эмоции, остановить «проговаривание» каких-то слишком назойливых мыслей.
11 продуктов, которые спасут от деменции, — в нашей галерее:
Состояние большинства внутренних органов можно описать некими параметрами. Например, растяжение стенок мочевого пузыря, бронхов, аорты или химический состав крови внутри сосудистого русла. Поддержание стабильности таких параметров опирается на информацию, получаемую от многочисленных нервных волокон-рецепторов — температурных, химических, механочувствительных, расположенных во всех органах и в самой нервной системе (например, в гипоталамусе, в продолговатом мозге). Получив сенсорные сигналы («интерорецепция»), мозг запускает рефлекторные реакции. При этом работают, как правило, врожденно сформированные цепочки нейронов.
Подобного рода системы, которые отслеживают некий параметр и, если он отклоняется, возвращают в исходное положение, называются системами с отрицательной обратной связью. То есть, если какой-то параметр вырос, существует способ уменьшить его значение, а если что-то понизилось, то сработает механизм, позволяющий повысить величину показателя, вернуть ее к идеалу. Эти обратные связи мы сейчас и будем разбирать, рассуждая о разных системах.
От чего зависит здоровье и продолжительность жизни
То, насколько качественно работает наша вегетативная нервная система и центры, которые принимают информацию от внутренних органов, определяет наш уровень здоровья и даже продолжительность нашей жизни.
Зоологи, которые изучают и сравнивают различных позвоночных животных, прежде всего млекопитающих, вывели эмпирическое уравнение связи продолжительности жизни с параметрами организма:
где E = масса мозга, S = масса тела, M = скорость обмена веществ.
Формула означает, что продолжительность жизни млекопитающего L (в годах) увеличивается при росте массы мозга Е (в граммах), снижается при росте массы тела S (в граммах) и также снижается при росте скорости обмена веществ М (в калориях на грамм за час).
Начнем со скорости обмена. Здесь у Homo sapiens все неплохо: человеческие 36,6 °C — это весьма низкий показатель, и наш организм «сгорает» довольно медленно. Еще более приятная новость состоит в том, что параметры E и S тесно связаны, и, когда биологический вид в ходе эволюции увеличивает массу, мозг тоже обычно пропорционально увеличивается. Отчасти эти два процесса компенсируют друг друга, но все же показатель степени при параметре E выше по абсолютному значению, чем при параметре S. То есть большое существо с мозгом, составляющим 1% от массы тела, будет жить дольше, чем маленькое существо с аналогичным (1% от массы тела) мозгом. Мы — крупные млекопитающие, и это хорошо. И наконец, самое важное: в разных отрядах млекопитающих мозг составляет разную долю от массы тела. Обезьяны с этой точки зрения — лидеры.
Выдающаяся бразильская исследовательница нейроанатом и нейроцитолог Сюзана Геркулано-Хузель провела на данный момент довольно полный анализ параметров мозга рептилий, птиц, млекопитающих и убедительно показала: у обезьян в принципе крупный (по отношению к массе тела и в сравнении с грызунами, хищными, копытными) мозг. Он крупный у игрунок, капуцинов, павианов, человека. Пропорция примерно стабильна, и из этого ряда выпадают только наши ближайшие родственники — гориллы, шимпанзе, орангутаны. У них пропорция меньше, и С. Геркулано-Хузель пишет о них как о «приматах со слишком большим телом», необходимым для переваривания значительного количества растительной пищи. Мы же в эту ловушку не попали, поскольку стали использовать огонь и термически обрабатывать еду, но это уже отдельная история…
Для нас, Homo sapiens, все это особенно важно еще и потому, что на самом деле обезьяны — довольно примитивные плацентарные. Если взять представителей других отрядов, то по структурно-функциональному совершенству большинства систем организма приматы окажутся ниже.
10 невероятных медицинских случаев, произошедших на самом деле, — смотрите, читайте и удивляйтесь:
Самые примитивные ныне живущие плацентарные, как известно, — это насекомоядные. К ним относятся ежики, кроты, землеройки. Второе место по примитивности занимают летучие мыши, третье — лемуры и обезьяны. А вот дальше идут различные копытные, хищные, китообразные, грызуны, хоботные и так далее. У Ноmо sapiens многие системы довольно несовершенны.
Например, зубы. У большого числа «нормальных» млекопитающих зубы самозатачивающиеся либо постоянно обновляющиеся. Например, у слона по мере стирания коренных зубов (а их всего четыре) растут новые. Так бы и человеку! Тогда дантисты были бы не нужны. Или, например, потовые железы. В таком количестве потеть для сухопутного существа неэкономично. При потении мы теряем соли и много воды, что весьма непросто восполнять.
То есть, строго говоря, у нас довольно плохо устроенный организм. Но этим несовершенным организмом управляет замечательный мозг, который научился компенсировать недостатки телесной организации. Поэтому человек среди млекопитающих своего размера живет дольше всех. Если сравнить небольшого оленя или пантеру весом 60–70 кг и человека, то мы увидим, что человек живет дольше, и это, конечно, замечательно. Мы должны благодарить наш мозг за точность регуляции.
Подобная ситуация наблюдается и в случае другого класса теплокровных позвоночных — птиц. Вороны и попугаи — это группы с самым большим (по отношению к массе тела) мозгом. Всем, наверное, известно, что они долго живут, по крайней мере заметно дольше других птиц.
Причина наблюдающихся закономерностей, повидимому, в том, что рефлекторные дуги, которые управляют гомеостазом, только в основе своей врожденные. В процессе жизни мозг учится реализовывать вегетативные навыки все лучше и лучше. Это происходит практически без участия сознания.
Особенно важен в этом смысле первый год жизни. Ребенок родился, и, казалось бы, что он делает первые полгода? Спит, ест, пачкает памперсы — и все. Но, оказывается, именно сейчас, в начальные пять-шесть месяцев жизни наиболее интенсивно формируются и настраиваются важнейшие гомеостатические программы. В это время, еще не очень интенсивно реагируя на окружающий мир, мозг ребенка учится управлять сердцем, сосудами, кишечником. И от того, насколько удачно новорожденный прошел первые полгода-год жизни, потом зависит уровень его здоровья и конечная продолжительность жизни. Поэтому так опасны, например, ранние тяжелые инфекционные заболевания. Плохо на состоянии мозга отражается материнская депривация. И конечно, ребенку для здоровья крайне желательно нормальное грудное вскармливание.
Конечно, потом мы можем этот уровень корректировать за счет сознательных усилий, зарядки, диеты, закаливания, режима дня и т. д., но первый год в этом смысле колоссально значим.
Большинство систем нашего организма рассчитаны примерно на 40 лет беспроблемной работы. Продолжительность жизни людей в каком-нибудь первобытном племени, например в Амазонии или в джунглях Борнео, составляет примерно 30–35 лет. А если вокруг тигры бродят и ядовитые змеи ползают, то еще меньше. То есть продолжительность жизни человека в обществах, приближенных к первобытным, крайне невелика. И до проблем с инсультом, инфарктом, онкологией, а тем более до болезни Альцгеймера человек раньше вообще не доживал. Слишком велика была вероятность, что мужчину к 30 годам убивали дикие звери во время охоты или он погибал в стычках с соседним племенем. А бедная женщина после первой же овуляции шла замуж и, начиная с 12–13 лет, рожала, потом еще и еще, каждый год. Понятно, что к 30 годам она могла родить 10–20 детей, две трети из которых умирали от инфекционных заболеваний и травм. Организм женщины к этому возрасту был уже в полностью разбитом состоянии.
Но если дать возможность человеку жить в комфортных и цивилизованных условиях, обеспечить его антибиотиками, прививками, стентами, кардиостимуляторами, своевременной хирургией, иммуно- и химиотерапией, то он, конечно, проживет дольше.
По сравнению с первобытным обществом в последние века заметно улучшились питание и гигиена. Благодаря вакцинации и антисептикам, пенициллину, стрептоциду и их «собратьям» к середине XX века человечество стало жить на 20–30 лет дольше. И это в масштабе планеты. Люди практически во всех странах стали перешагивать через 50-летний рубеж достаточно просто. И следующий слой массовых проблем составили сердечно-сосудистые заболевания.
После 40 лет у человека сердце стареет, хуже работают клапаны, аорта уже не такая эластичная. Гипертония у половины населения фатально начинает развиваться просто из-за того, что происходит старение. Поэтому контроль параметров сердечно-сосудистой системы особенно важен, сейчас в России сердечно-сосудистые заболевания — это основная причина смертности.
Смертность от болезней, связанных с сердечно-сосудистой системой, в России составляет более 50% случаев. Заметно меньше (но тоже очень много) гибнет от онкологии — около 20%; онкология — это в основном проблемы с иммунной системой. Смерти от травм, самоубийств, автокатастроф и прочих несчастных случаев дают около 10%; «быстрые» инфекции уносят жизнь тоже почти 10% (в большинстве своем это старики). Остальное — нейродегенерации, гормональные заболевания, СПИД, туберкулез, гепатиты…
Сейчас средняя продолжительность жизни в Российской Федерации превысила 70 лет. В 1990-е годы она, в сравнении с СССР, значительно снижалась в связи с тяжелой экономической ситуацией. С 2002–2004 гг. средняя продолжительность жизни стабильно увеличивается. При этом Россия пока не входит даже в первую сотню стран с наивысшей продолжительностью жизни; весьма многие развитые страны уже шагнули за рубеж в 80 лет. Причиной того, что мы серьезно отстаем по этому параметру, является не только экономика и уровень развития и доступности медицины, но также масса других проблем, связанных прежде всего со спецификой образа жизни: массовое курение, тотальное потребление больших количеств алкоголя, высокий уровень правонарушений (и доли населения в «местах не столь отдаленных»). По этим-то показателям мы в первой пятерке. А еще — наркомания, СПИД, травмы.
Характерны и половые различия. Даже в самых развитых странах женщины живут на три-пять лет дольше мужчин. Почему — с удовольствием объяснят генетики. Если кратко, то Y-хромосома, конечно, доминантная (именно она определяет мужской пол), но размер у нее маленький, и в ней нет более 500 генов, которые есть в X-хромосоме. В итоге женщины, у которых две X-хромосомы, более защищены от мутаций: если какой-то ген, присутствующий в Х-хромосоме, поврежден, то в ее гомологичной паре есть запасной. У мужчин такая «страховка» отсутствует, у них только одна Х-хромосома. Это, конечно, повышает комбинативную изменчивость в популяции (что выгодно для вида вообще), но одновременно делает мужчин более уязвимыми в отношении наследственных составляющих многих заболеваний. В нашей стране разница между продолжительностью жизни мужчин и женщин просто вопиющая — 10–12 лет, мужчинам особенно непросто живется в России.