Qu'est-ce que l'homéostasie, la fonction et l'origine. L'homéostasie et ses manifestations aux différents niveaux d'organisation des biosystèmes

L'homéostasie est un processus d'autorégulation dans lequel tous les systèmes biologiques s'efforcent de maintenir leur stabilité pendant la période d'adaptation à certaines conditions optimales pour la survie. Tout système, étant en équilibre dynamique, s'efforce d'atteindre un état stable qui résiste aux facteurs et stimuli externes.

Le concept d'homéostasie

Tous les systèmes du corps doivent travailler ensemble pour maintenir une homéostasie adéquate au sein du corps. L'homéostasie est la régulation d'indicateurs dans le corps tels que la température, la teneur en eau et les niveaux de dioxyde de carbone. Par exemple, le diabète est une maladie dans laquelle le corps ne peut pas réguler la glycémie.

L'homéostasie est un terme utilisé pour décrire à la fois l'existence d'organismes dans un écosystème et le bon fonctionnement des cellules au sein d'un organisme. Les organismes et les populations peuvent maintenir l'homéostasie en maintenant des niveaux stables de fécondité et de mortalité.

Retour

Le feedback est un processus qui se produit lorsque les systèmes du corps doivent être ralentis ou complètement arrêtés. Lorsqu’une personne mange, la nourriture pénètre dans l’estomac et la digestion commence. L'estomac ne doit pas fonctionner entre les repas. Le système digestif fonctionne avec une série d’hormones et d’influx nerveux pour arrêter et relancer la production de sécrétion acide dans l’estomac.

Un autre exemple de rétroaction négative peut être observé dans le cas d’une augmentation de la température corporelle. La régulation de l’homéostasie se manifeste par la transpiration, réaction protectrice de l’organisme face à la surchauffe. Ainsi, la montée en température s'arrête et le problème de surchauffe est neutralisé. En cas d'hypothermie, le corps prévoit également un certain nombre de mesures prises pour s'échauffer.

Maintenir l’équilibre interne

L'homéostasie peut être définie comme une propriété d'un organisme ou d'un système qui l'aide à maintenir paramètres donnés dans la plage normale des valeurs. C'est la clé de la vie et un déséquilibre dans le maintien de l'homéostasie peut conduire à des maladies telles que l'hypertension et le diabète.

L'homéostasie est un élément clé pour comprendre le fonctionnement du corps humain. Cette définition formelle caractérise un système qui régule son environnement interne et s'efforce de maintenir la stabilité et la régularité de tous les processus se produisant dans le corps.

Régulation homéostatique : température corporelle

Contrôler la température corporelle d'une personne est bon exemple homéostasie dans système biologique. Lorsqu'une personne est en bonne santé, sa température corporelle oscille autour de +37°C, mais divers facteurs peuvent affecter cette valeur, notamment les hormones, le taux métabolique et diverses maladies qui provoquent de la fièvre.

Dans le corps, la régulation de la température est contrôlée dans une partie du cerveau appelée hypothalamus. Les signaux sont envoyés au cerveau par la circulation sanguine. indicateurs de température, ainsi que l'analyse des résultats des données sur la fréquence respiratoire, la glycémie et le métabolisme. La perte de chaleur dans le corps humain contribue également à une diminution de l'activité.

Equilibre eau-sel

Quelle que soit la quantité d’eau qu’une personne boit, le corps ne gonfle pas comme ballon, et le corps humain ne rétrécit pas comme les raisins secs si vous buvez très peu. Probablement quelqu’un y a pensé au moins une fois. D'une manière ou d'une autre, le corps sait quelle quantité de liquide doit être retenue pour maintenir le niveau souhaité.

La concentration de sel et de glucose (sucre) dans le corps est maintenue à un niveau constant (en l'absence de facteurs négatifs), la quantité de sang dans le corps est d'environ 5 litres.

Réguler la glycémie

Le glucose est un type de sucre présent dans le sang. Le corps humain doit maintenir des niveaux de glucose appropriés pour qu'une personne reste en bonne santé. Lorsque les niveaux de glucose deviennent trop élevés, le pancréas produit l’hormone insuline.

Si la glycémie chute trop bas, le foie convertit le glycogène présent dans le sang, augmentant ainsi le taux de sucre. Lorsque des bactéries ou des virus pathogènes pénètrent dans l’organisme, celui-ci commence à combattre l’infection avant que les éléments pathogènes ne puissent entraîner des problèmes de santé.

Tension artérielle sous contrôle

Le maintien d’une tension artérielle saine est également un exemple d’homéostasie. Le cœur peut détecter les changements de pression artérielle et envoyer des signaux au cerveau pour traitement. Le cerveau renvoie ensuite un signal au cœur avec des instructions sur la façon de réagir correctement. Si votre tension artérielle est trop élevée, il faut la baisser.

Comment l’homéostasie est-elle atteinte ?

Comment le corps humain régule-t-il tous les systèmes et organes et compense-t-il les changements de l’environnement ? Cela est dû à la présence de nombreux capteurs naturels qui surveillent la température, la composition en sel du sang, la pression artérielle et bien d’autres paramètres. Ces détecteurs envoient des signaux au cerveau, centre principal contrôle au cas où certaines valeurs s'écarteraient de la norme. Après cela, des mesures compensatoires sont lancées pour rétablir l'état normal.

Le maintien de l’homéostasie est extrêmement important pour le corps. Corps humain contient une certaine quantité produits chimiques, appelés acides et alcalis, leur bon équilibre est nécessaire au fonctionnement optimal de tous les organes et systèmes du corps. Le niveau de calcium dans le sang doit être maintenu à un niveau approprié. Puisque la respiration est involontaire, le système nerveux veille à ce que le corps reçoive l’oxygène dont il a tant besoin. Lorsque les toxines pénètrent dans votre circulation sanguine, elles perturbent l’homéostasie du corps. Le corps humain répond à ce trouble par le système urinaire.

Il est important de souligner que l’homéostasie du corps fonctionne automatiquement si le système fonctionne normalement. Par exemple, une réaction à la chaleur : la peau devient rouge parce que ses petits vaisseaux sanguins se dilatent automatiquement. Le frisson est une réponse au refroidissement. Ainsi, l’homéostasie n’est pas un ensemble d’organes, mais une synthèse et un équilibre des fonctions corporelles. Ensemble, cela vous permet de maintenir tout le corps dans un état stable.

Homéostasie(du grec homoios- similaire, identique et statut- l'immobilité) est la capacité des systèmes vivants à résister aux changements et à maintenir la constance de la composition et des propriétés des systèmes biologiques.

Le terme « homéostasie » a été proposé par W. Cannon en 1929 pour caractériser les états et les processus qui assurent la stabilité de l'organisme. L'idée de l'existence de mécanismes physiques visant à maintenir un environnement interne constant a été exprimée dans la seconde moitié du XIXe siècle par C. Bernard, qui considérait la stabilité des conditions physiques et chimiques du milieu interne comme la base du liberté et indépendance des organismes vivants dans un environnement extérieur en constante évolution. Le phénomène d'homéostasie est observé dans différents niveaux organisation des systèmes biologiques.

Manifestation de l'homéostasie à différents niveaux d'organisation des systèmes biologiques.

Les processus de restauration sont menés en permanence et à différents niveaux structurels et fonctionnels de l'organisation de l'individu - génétique moléculaire, subcellulaire, cellulaire, tissu, organe, organisme.

Sur la génétique moléculaire niveau la réplication de l'ADN se produit (sa réparation moléculaire, la synthèse d'enzymes et de protéines qui remplissent d'autres fonctions (non catalytiques) dans la cellule, des molécules d'ATP, par exemple dans les mitochondries, etc. Beaucoup de ces processus sont inclus dans le concept métabolisme cellules.

Au niveau subcellulaire la restauration de diverses structures intracellulaires se produit (principalement nous parlons de sur les organites du cytoplasme) par nouvelle formation (membranes, plasmalemme), assemblage de sous-unités (microtubules), division (mitochondries).

Niveau de régénération cellulaire implique la restauration de la structure et, dans certains cas, des fonctions de la cellule. Des exemples de régénération au niveau cellulaire incluent la restauration d'un processus de cellule nerveuse après une blessure. Chez les mammifères, ce processus se produit à raison de 1 mm par jour. La restauration des fonctions d'une cellule d'un certain type peut être réalisée par le processus d'hypertrophie cellulaire, c'est-à-dire une augmentation du volume du cytoplasme et, par conséquent, du nombre d'organites (régénération intracellulaire des auteurs modernes ou cellulaire régénérative hypertrophie d'histologie classique).

Au niveau suivant - les tissus ou la population cellulaire (niveau des systèmes tissulaires cellulaires - voir 3.2) se produit une reconstitution des cellules perdues d'une certaine direction de différenciation. Une telle reconstitution est provoquée par des modifications du matériel cellulaire au sein des populations cellulaires (systèmes tissulaires cellulaires), qui aboutissent à la restauration des fonctions des tissus et des organes. Ainsi, chez l'homme, la durée de vie des cellules épithéliales intestinales est de 4 à 5 jours, celle des plaquettes de 5 à 7 jours et celle des érythrocytes de 120 à 125 jours. Aux taux de mortalité indiqués des globules rouges dans le corps humain, par exemple, environ 1 million de globules rouges sont détruits chaque seconde, mais la même quantité se forme à nouveau dans la moelle osseuse rouge. La possibilité de restaurer des cellules usées au cours de la vie ou perdues à la suite d'une blessure, d'un empoisonnement ou d'un processus pathologique est assurée par le fait que dans les tissus d'un organisme même mature, sont préservées des cellules cambiales capables de division mitotique avec cytodifférenciation ultérieure. Ces cellules sont désormais appelées cellules souches régionales ou résidentes (voir 3.1.2 et 3.2). Puisqu’elles sont engagées, elles sont capables de donner naissance à un ou plusieurs types cellulaires spécifiques. De plus, leur différenciation en un type cellulaire spécifique est déterminée par des signaux venant de l'extérieur : locaux, issus de l'environnement immédiat (nature des interactions intercellulaires) et lointains (hormones), provoquant l'expression sélective de gènes spécifiques. Ainsi, dans l'épithélium de l'intestin grêle, les cellules cambiales sont situées dans les zones inférieures des cryptes. Sous certaines influences, ils sont capables de donner naissance à des cellules de l'épithélium absorbant « marginal » et à certaines glandes unicellulaires de l'organe.

Régénération activée niveau d'orgue a pour tâche principale de restaurer la fonction d'un organe avec ou sans reproduire sa structure typique (macroscopique, microscopique). Dans le processus de régénération à ce niveau, non seulement des transformations se produisent dans les populations cellulaires (systèmes tissulaires cellulaires), mais également des processus morphogénétiques. Dans ce cas, les mêmes mécanismes sont activés que lors de la formation des organes lors de l'embryogenèse (période de développement du phénotype définitif). Ce qui a été dit permet à juste titre de considérer la régénération comme option privée processus de développement.

Homéostasie structurelle, mécanismes de son maintien.

Types d'homéostasie :

 Homéostasie génétique . Génotype zygote en interaction avec des facteurs environnement détermine l'ensemble du complexe de variabilité de l'organisme, sa capacité d'adaptation, c'est-à-dire l'homéostasie. Le corps réagit spécifiquement aux changements des conditions environnementales, dans les limites d'une norme de réaction déterminée héréditairement. La constance de l'homéostasie génétique est maintenue sur la base de synthèses matricielles, et la stabilité du matériel génétique est assurée par un certain nombre de mécanismes (voir mutagenèse).

 Homéostasie structurelle. Maintenir la constance de la composition et l'intégrité de l'organisation morphologique des cellules et des tissus. La multifonctionnalité des cellules augmente la compacité et la fiabilité de l'ensemble du système, augmentant ainsi ses capacités potentielles. La formation des fonctions cellulaires se fait par régénération.

Régénération:

1. Cellulaire (division directe et indirecte)

2. Intracellulaire (moléculaire, intraorganoïde, organoïde)

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  Le terme « homéostasie » est le plus souvent utilisé en biologie. Les organismes multicellulaires doivent maintenir un environnement interne constant pour exister. De nombreux écologistes sont convaincus que ce principe s'applique également à l'environnement extérieur. Si le système ne parvient pas à rétablir son équilibre, il peut éventuellement cesser de fonctionner.

  Les systèmes complexes – comme le corps humain – doivent avoir une homéostasie pour rester stables et exister. Ces systèmes doivent non seulement s’efforcer de survivre, mais ils doivent également s’adapter aux changements environnementaux et évoluer.

  Propriétés de l'homéostasie

  Les systèmes homéostatiques ont les propriétés suivantes :

  • Instabilité système : tester la meilleure façon de s’adapter.
  • En quête d'équilibre: tous internes, structurels et organisation fonctionnelle Les systèmes aident à maintenir l’équilibre.
  • Imprévisibilité: L'effet résultant d'une certaine action peut souvent être différent de celui attendu.
  • Régulation de la quantité de micronutriments et d'eau dans le corps - osmorégulation. Effectué dans les reins.
  • Élimination des déchets du processus métabolique - excrétion. Elle est réalisée par les organes exocrines - reins, poumons, glandes sudoripares et tractus gastro-intestinal.
  • Régulation de la température corporelle. Abaissement de la température par transpiration, diverses réactions de thermorégulation.
  • Régulation de la glycémie. Principalement réalisé par le foie, l'insuline et le glucagon sécrétés par le pancréas.
  • Régulation du niveau du métabolisme basal en fonction de l'alimentation.

  Il est important de noter que même si le corps est en équilibre, son état physiologique peut être dynamique. De nombreux organismes présentent des changements endogènes sous la forme de rythmes circadiens, ultradiens et infradiens. Ainsi, même en homéostasie, la température corporelle, la pression artérielle, la fréquence cardiaque et la plupart des indicateurs métaboliques ne sont pas toujours à un niveau constant, mais changent avec le temps.

  Mécanismes d'homéostasie : feedback

  Lorsqu'un changement de variables se produit, le système répond à deux principaux types de retours :

  1. Rétroaction négative, exprimée par une réaction dans laquelle le système répond de manière à inverser la direction du changement. Puisque la rétroaction sert à maintenir la constance du système, elle permet de maintenir l’homéostasie.
     • Par exemple, lorsque la concentration de dioxyde de carbone dans le corps humain augmente, un signal parvient aux poumons pour augmenter leur activité et expirer. plus de quantité dioxyde de carbone.
     • La thermorégulation est un autre exemple de rétroaction négative. Lorsque la température corporelle augmente (ou diminue), les thermorécepteurs de la peau et de l'hypothalamus enregistrent le changement, déclenchant un signal provenant du cerveau. Ce signal, à son tour, provoque une réponse : une diminution (ou une augmentation) de la température.
  2. Rétroaction positive, qui s'exprime par l'augmentation du changement d'une variable. Il a un effet déstabilisant et ne conduit donc pas à l'homéostasie. Les commentaires positifs sont moins courants dans systèmes naturels, mais a aussi ses utilités.
     • Par exemple, dans les nerfs, un potentiel électrique seuil provoque la génération d’un potentiel d’action beaucoup plus important. La coagulation sanguine et les événements survenus à la naissance sont d’autres exemples de réactions positives.

  Les systèmes stables nécessitent des combinaisons des deux types de rétroaction. Alors que la rétroaction négative permet de revenir à un état homéostatique, la rétroaction positive est utilisée pour passer à un état d’homéostasie entièrement nouveau (et peut-être moins souhaitable), une situation appelée « métastabilité ». De tels changements catastrophiques peuvent se produire, par exemple, avec une augmentation des nutriments dans les rivières avec eau claire, ce qui conduit à un état homéostatique de forte eutrophisation (prolifération d'algues dans le lit de la rivière) et de turbidité.

  Homéostasie écologique

  Dans les écosystèmes perturbés, ou les communautés biologiques subclimaciques - comme sur l'île de Krakatoa, après une éruption volcanique majeure - l'état d'homéostasie de l'écosystème forestier précédent a été détruit, comme l'a été toute la vie sur cette île. Le Krakatoa, dans les années qui ont suivi l'éruption, a connu une chaîne de changements écologiques au cours desquels de nouvelles espèces de plantes et d'animaux se sont succédées, conduisant à la biodiversité et à la communauté climacique qui en a résulté. La succession écologique du Krakatoa s'est déroulée en plusieurs étapes. La chaîne complète des successions menant au point culminant est appelée preseria. Dans l'exemple de Krakatoa, une communauté climacique de huit mille personnes s'est formée sur cette île. différents types, enregistré cent ans après que l'éruption y ait détruit la vie. Les données confirment que la situation reste en homéostasie pendant un certain temps, l'émergence de nouvelles espèces entraînant très rapidement la disparition rapide des anciennes.

  Le cas du Krakatoa et d'autres écosystèmes perturbés ou intacts montre que la colonisation initiale par des espèces pionnières se produit grâce à des stratégies de reproduction à rétroaction positive dans lesquelles les espèces se dispersent, produisant autant de descendants que possible, mais avec peu d'investissement dans le succès de chaque individu. Chez ces espèces, il y a un développement rapide et un effondrement tout aussi rapide (par exemple, à cause d'une épidémie). À mesure qu'un écosystème approche de son apogée, ces espèces sont remplacées par des espèces climaciques plus complexes qui, par rétroaction négative, s'adaptent aux conditions spécifiques de leur environnement. Ces espèces sont soigneusement contrôlées par la capacité de charge potentielle de l'écosystème et suivent une stratégie différente : produire moins de descendants, dont le succès reproducteur nécessite d'investir plus d'énergie dans le microenvironnement de sa niche écologique spécifique.

  Le développement commence avec la communauté pionnière et se termine avec la communauté culminante. Cette communauté climacique se forme lorsque la flore et la faune s'équilibrent avec l'environnement local.

  De tels écosystèmes forment des hétérarchies dans lesquelles l’homéostasie à un niveau contribue aux processus homéostatiques à un autre niveau complexe. Par exemple, la perte des feuilles d’un arbre tropical mature crée de l’espace pour une nouvelle croissance et enrichit le sol. De même, l’arbre tropical réduit l’accès à la lumière aux niveaux inférieurs et aide à prévenir l’invasion par d’autres espèces. Mais les arbres tombent aussi au sol et le développement de la forêt dépend du changement constant des arbres, du cycle nutriments réalisée par des bactéries, des insectes, des champignons. De même, ces forêts contribuent à des processus écologiques tels que la régulation des microclimats ou des cycles hydrologiques d'un écosystème, et plusieurs écosystèmes différents peuvent interagir pour maintenir l'homéostasie du drainage fluvial au sein d'une région biologique. La variabilité biorégionale joue également un rôle dans la stabilité homéostatique d'une région biologique, ou biome.

  Homéostasie biologique

  L'homéostasie agit comme une caractéristique fondamentale des organismes vivants et s'entend comme le maintien de l'environnement interne dans des limites acceptables.

  L'environnement interne du corps comprend les fluides corporels - plasma sanguin, lymphe, substance intercellulaire et liquide céphalo-rachidien. Le maintien de la stabilité de ces fluides est vital pour les organismes, tandis que leur absence entraîne des dommages au matériel génétique.

  En ce qui concerne n'importe quel paramètre, les organismes sont divisés en conformationnels et réglementaires. Les organismes de réglementation maintiennent le paramètre à un niveau constant, indépendamment de ce qui se passe dans l'environnement. Les organismes conformationnels permettent à l'environnement de déterminer le paramètre. Par exemple, les animaux à sang chaud conservent température constante corps, alors que les animaux à sang froid démontrent large gamme températures

  Cela ne veut pas dire que les organismes conformationnels ne possèdent pas d’adaptations comportementales qui leur permettent de réguler dans une certaine mesure un paramètre donné. Les reptiles, par exemple, s’assoient souvent le matin sur des roches chauffées pour augmenter leur température corporelle.

  L’avantage de la régulation homéostatique est qu’elle permet à l’organisme de fonctionner plus efficacement. Par exemple, les animaux à sang froid ont tendance à devenir léthargiques lorsqu'ils basses températures, tandis que les animaux à sang chaud sont presque aussi actifs que jamais. En revanche, la régulation nécessite de l’énergie. La raison pour laquelle certains serpents ne peuvent manger qu’une fois par semaine est qu’ils dépensent beaucoup moins d’énergie que les mammifères pour maintenir l’homéostasie.

  Homéostasie cellulaire

  La régulation de l'activité chimique de la cellule est obtenue par un certain nombre de processus, parmi lesquels les modifications de la structure du cytoplasme lui-même, ainsi que la structure et l'activité des enzymes, revêtent une importance particulière. L'autorégulation dépend de

  2. Objectifs d'apprentissage :

  Connaître l'essence de l'homéostasie, les mécanismes physiologiques de maintien de l'homéostasie, les bases de la régulation de l'homéostasie.

  Étudiez les principaux types d’homéostasie. Connaître les caractéristiques de l'homéostasie liées à l'âge

  3. Questions d'auto-préparation à la maîtrise de ce sujet :

  1) Définition de l'homéostasie

  2) Types d'homéostasie.

  3) Homéostasie génétique

  4) Homéostasie structurelle

  5) Homéostasie du milieu interne du corps

  6) Homéostasie immunologique

  7) Mécanismes de régulation de l'homéostasie : neurohumoral et endocrinien.

  8) Régulation hormonale de l'homéostasie.

  9) Organes impliqués dans la régulation de l'homéostasie

  10) Principe général des réactions homéostatiques

  11) Spécificité d'espèce de l'homéostasie.

  12) Caractéristiques de l'homéostasie liées à l'âge

  13) Processus pathologiques accompagnés d'une perturbation de l'homéostasie.

  14) La correction de l’homéostasie du corps est la tâche principale du médecin.

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  4. Type de cours : périscolaire

  5. Durée du cours– 3 heures.

  6. Équipement. Présentation électronique « Cours sur la biologie », tableaux, mannequins

  Homéostasie(gr. homoios - égal, stase - état) - la capacité d'un organisme à maintenir la constance de l'environnement interne et les principales caractéristiques de son organisation inhérente, malgré la variabilité des paramètres de l'environnement externe et l'action des perturbations internes facteurs.

  L'homéostasie de chaque individu est spécifique et déterminée par son génotype.

  Le corps est un système dynamique ouvert. Le flux de substances et d'énergie observé dans le corps détermine l'auto-renouvellement et l'auto-reproduction à tous les niveaux, depuis la molécule jusqu'à l'organisme et la population.

  Au cours du métabolisme avec les échanges alimentaires, hydriques et gazeux, diverses substances provenant de l'environnement pénètrent dans l'organisme. composés chimiques, qui après transformations deviennent similaires composition chimique organisme et sont inclus dans ses structures morphologiques. Après un certain temps, les substances absorbées sont détruites, libérant de l'énergie, et la molécule détruite est remplacée par une nouvelle, sans violer l'intégrité des composants structurels du corps.

  Les organismes évoluent dans un environnement en constante évolution, malgré cela, les principaux indicateurs physiologiques continuent d'être réalisés dans certains paramètres et le corps maintient longtemps un état de santé stable, grâce à des processus d'autorégulation.

  Ainsi, le concept d'homéostasie n'est pas associé à la stabilité des processus. En réponse à l'action de facteurs internes et externes, certains changements dans les indicateurs physiologiques se produisent et l'inclusion de systèmes de régulation assure le maintien d'une relative constance de l'environnement interne. Les mécanismes homéostatiques régulateurs fonctionnent aux niveaux cellulaire, organique, organisationnel et supra-organisme.

  En termes d'évolution, l'homéostasie correspond aux adaptations héréditairement fixées du corps à conditions normales environnement.

  On distingue les principaux types d'homéostasie suivants :

  1) génétique

  2) structurel

  3) homéostasie de la partie liquide du milieu interne (sang, lymphe, liquide interstitiel)

  4) immunologique.

  Homéostasie génétique- préservation de la stabilité génétique grâce à la force des liaisons physiques et chimiques de l'ADN et à sa capacité à se rétablir après un dommage (réparation de l'ADN). L'auto-reproduction est une propriété fondamentale des êtres vivants ; elle repose sur le processus de reduplication de l'ADN. Le mécanisme même de ce processus, dans lequel un nouveau brin d’ADN se construit de manière strictement complémentaire autour de chacune des molécules constitutives des deux anciens brins, est optimal pour la transmission précise de l’information. La précision de ce processus est élevée, mais des erreurs peuvent toujours se produire lors de la reduplication. Une perturbation de la structure des molécules d'ADN peut également se produire dans ses chaînes primaires sans lien avec une reduplication sous l'influence de facteurs mutagènes. Dans la plupart des cas, le génome cellulaire est restauré, les dommages sont corrigés grâce à la réparation. Lorsque les mécanismes de réparation sont endommagés, l’homéostasie génétique est perturbée tant au niveau cellulaire qu’organisme.

  L’état diploïde des cellules somatiques chez les eucaryotes est un mécanisme important pour maintenir l’homéostasie génétique. Les cellules diploïdes se caractérisent par une plus grande stabilité de fonctionnement, car la présence de deux programmes génétiques augmente la fiabilité du génotype. Stabilisation système complexe le génotype est fourni par les phénomènes de polymérisation et d’autres types d’interactions génétiques. Les gènes régulateurs qui contrôlent l'activité des opérons jouent un rôle majeur dans le processus d'homéostasie.

  Homéostasie structurelle- c'est la constance de l'organisation morphologique à tous les niveaux des systèmes biologiques. Il est conseillé de mettre en évidence l'homéostasie d'une cellule, d'un tissu, d'un organe et d'un système corporel. L'homéostasie des structures sous-jacentes assure la constance morphologique des structures supérieures et constitue la base de leur activité vitale.

  La cellule, en tant que système biologique complexe, se caractérise par son autorégulation. L'établissement de l'homéostasie dans l'environnement cellulaire est assuré par des systèmes membranaires, qui sont associés aux processus bioénergétiques et à la régulation du transport de substances vers et hors de la cellule. Dans la cellule, des processus de changement et de restauration des organites se déroulent en permanence et les cellules elles-mêmes sont détruites et restaurées. La restauration des structures intracellulaires, des cellules, des tissus et des organes au cours de la vie du corps est due à la régénération physiologique. Restauration des structures après dommages - régénération réparatrice.

  Homéostasie de la partie liquide du milieu interne- constance de la composition du sang, de la lymphe, du liquide tissulaire, de la pression osmotique, de la concentration totale d'électrolytes et de la concentration des ions individuels, de la teneur en nutriments du sang, etc. Ces indicateurs, même avec des changements significatifs des conditions environnementales, sont maintenus à un certain niveau, grâce à des mécanismes complexes.

  Par exemple, l’un des paramètres physico-chimiques les plus importants de l’environnement interne de l’organisme est l’équilibre acido-basique. Le rapport des ions hydrogène et hydroxyle dans l'environnement interne dépend de la teneur dans les fluides corporels (sang, lymphe, liquide tissulaire) en acides - donneurs de protons et bases tampons - accepteurs de protons. Typiquement, la réaction active du milieu est évaluée par l'ion H+. La valeur du pH (la concentration d'ions hydrogène dans le sang) est l'un des indicateurs physiologiques stables et varie chez l'homme dans une plage étroite - de 7,32 à 7,45. L'activité d'un certain nombre d'enzymes, la perméabilité membranaire, les processus de synthèse des protéines, etc. dépendent en grande partie du rapport entre les ions hydrogène et hydroxyle.

  Le corps a divers mécanismes assurer le maintien de l’équilibre acido-basique. Il s’agit tout d’abord des systèmes tampons du sang et des tissus (tampons carbonate, phosphate, protéines tissulaires). L'hémoglobine a également des propriétés tampons ; elle lie le dioxyde de carbone et empêche son accumulation dans le sang. Le maintien d'une concentration normale d'ions hydrogène est également facilité par l'activité des reins, puisqu'une quantité importante de métabolites ayant une réaction acide est excrétée dans l'urine. Si les mécanismes énumérés sont insuffisants, la concentration de dioxyde de carbone dans le sang augmente et un léger changement de pH se produit vers le côté acide. Dans ce cas, le centre respiratoire est excité, la ventilation pulmonaire augmente, ce qui entraîne une diminution de la teneur en dioxyde de carbone et une normalisation de la concentration en ions hydrogène.

  La sensibilité des tissus aux changements de l'environnement interne varie. Ainsi, un changement de pH de 0,1 dans un sens ou dans un autre par rapport à la norme entraîne des perturbations importantes du fonctionnement du cœur et un écart de 0,3 met la vie en danger. Le système nerveux est particulièrement sensible à la diminution des niveaux d’oxygène. Les fluctuations de la concentration en ions calcium dépassant 30 %, etc., sont dangereuses pour les mammifères.

  Homéostasie immunologique- maintenir la constance du milieu interne de l'organisme en préservant l'individualité antigénique de l'individu. L'immunité est comprise comme un moyen de protéger le corps contre les corps vivants et les substances qui portent des signes d'informations génétiquement étrangères (Petrov, 1968).

  Étranger informations génétiques transportent des bactéries, des virus, des protozoaires, des helminthes, des protéines, des cellules, y compris des cellules modifiées du corps lui-même. Tous ces facteurs sont des antigènes. Les antigènes sont des substances qui, lorsqu’elles sont introduites dans l’organisme, peuvent déclencher la formation d’anticorps ou une autre forme de réponse immunitaire. Les antigènes sont très divers, il s'agit le plus souvent de protéines, mais il peut aussi s'agir de grosses molécules de lipopolysaccharides et d'acides nucléiques. Pas composés organiques(sels, acides), les composés organiques simples (glucides, acides aminés) ne peuvent pas être des antigènes, car n'ont aucune spécificité. Le scientifique australien F. Burnet (1961) a formulé la position selon laquelle la signification principale du système immunitaire est de reconnaître le « soi » et « l'étranger », c'est-à-dire dans le maintien de la constance de l'environnement interne - l'homéostasie.

  Le système immunitaire possède un lien central (moelle osseuse rouge, thymus) et périphérique (rate, ganglions lymphatiques). La réaction protectrice est réalisée par les lymphocytes formés dans ces organes. Les lymphocytes de type B, lorsqu'ils rencontrent des antigènes étrangers, se différencient en plasmocytes qui libèrent des protéines spécifiques dans le sang - les immunoglobulines (anticorps). Ces anticorps, combinés à l'antigène, les neutralisent. Cette réaction est appelée immunité humorale.

  Les lymphocytes de type T assurent l'immunité cellulaire en détruisant les cellules étrangères, telles que les cellules rejetées par une greffe, et les cellules mutées de notre propre corps. Selon les calculs donnés par F. Bernet (1971), dans chaque changement génétique de cellules humaines en division, environ 10 à 6 mutations spontanées s'accumulent en une journée, c'est-à-dire Aux niveaux cellulaire et moléculaire, des processus se produisent continuellement qui perturbent l'homéostasie. Les lymphocytes T reconnaissent et détruisent les cellules mutantes de leur propre corps, assurant ainsi la fonction de surveillance immunitaire.

  Le système immunitaire contrôle la constance génétique du corps. Ce système, constitué d'organes anatomiquement séparés, représente une unité fonctionnelle. La propriété de protection immunitaire a atteint développement supérieur chez les oiseaux et les mammifères.

  Régulation de l'homéostasie réalisée par les organes et systèmes suivants (Fig. 91) :

  1) système nerveux central ;

  2) le système neuroendocrinien, qui comprend l’hypothalamus, l’hypophyse et les glandes endocrines périphériques ;

  3) système endocrinien diffus (DES), représenté par des cellules endocriniennes situées dans presque tous les tissus et organes (cœur, poumons, tractus gastro-intestinal, reins, foie, peau, etc.). La majeure partie des cellules DES (75 %) est concentrée dans l'épithélium du système digestif.

  On sait désormais qu'un certain nombre d'hormones sont présentes simultanément dans les structures nerveuses centrales et dans les cellules endocrines du tractus gastro-intestinal. Ainsi, les hormones enképhalines et endorphines se trouvent dans les cellules nerveuses et les cellules endocrines du pancréas et de l'estomac. La chocystokinine a été détectée dans le cerveau et le duodénum. De tels faits ont donné lieu à l'hypothèse de la présence dans l'organisme système unifié informations chimiques sur les cellules. La particularité de la régulation nerveuse est la rapidité d'apparition de la réponse, et son effet se manifeste directement à l'endroit où le signal arrive par le nerf correspondant ; la réaction est de courte durée.

  Dans le système endocrinien, les influences régulatrices sont associées à l'action des hormones transportées dans le sang dans tout le corps ; l'effet est durable et non local.

  L'intégration des mécanismes de régulation nerveux et endocriniens se produit dans l'hypothalamus. Le système neuroendocrinien général permet la mise en œuvre de réactions homéostatiques complexes associées à la régulation des fonctions viscérales de l'organisme.

  L'hypothalamus a également des fonctions glandulaires, produisant des neurohormones. Les neurohormones, pénétrant dans le lobe antérieur de l'hypophyse avec le sang, régulent la libération d'hormones hypophysaires tropiques. Les hormones tropiques régulent directement le fonctionnement des glandes endocrines. Par exemple, l’hormone thyréostimuline de l’hypophyse stimule la glande thyroïde, augmentant ainsi le niveau d’hormone thyroïdienne dans le sang. Lorsque la concentration de l'hormone augmente au-dessus de la norme pour un organisme donné, la fonction stimulant la thyroïde de l'hypophyse est inhibée et l'activité de la glande thyroïde est affaiblie. Ainsi, pour maintenir l'homéostasie, il est nécessaire d'équilibrer l'activité fonctionnelle de la glande avec la concentration de l'hormone dans le sang circulant.

  Cet exemple montre principe général réactions homéostatiques : écart par rapport au niveau initial ---signal --- allumer des mécanismes de régulation basés sur le principe du feedback --- correction changements (normalisation).

  Certaines glandes endocrines ne dépendent pas directement de l’hypophyse. Ce sont les îlots pancréatiques qui produisent l'insuline et le glucagon, la médullosurrénale, la glande pinéale, le thymus et les glandes parathyroïdes.

  Le thymus occupe une place particulière dans le système endocrinien. Il produit des substances de type hormonal qui stimulent la formation de lymphocytes T et une relation s'établit entre les mécanismes immunitaires et endocriniens.

  La capacité à maintenir l'homéostasie est l'un des les propriétés les plus importantes un système vivant en état d’équilibre dynamique avec les conditions environnementales. La capacité à maintenir l’homéostasie varie selon les espèces ; elle est élevée chez les animaux supérieurs et chez les humains, qui possèdent des mécanismes de régulation nerveux, endocriniens et immunitaires complexes.

  Dans l'ontogenèse, chaque période d'âge est caractérisée par les caractéristiques des mécanismes du métabolisme, de l'énergie et de l'homéostasie. Dans le corps de l'enfant, les processus d'assimilation prévalent sur la dissimilation, qui détermine la croissance et la prise de poids ; les mécanismes de l'homéostasie ne sont pas encore suffisamment matures, ce qui laisse une empreinte sur le déroulement des processus physiologiques et pathologiques.

  Avec l'âge, les processus métaboliques et les mécanismes de régulation s'améliorent. DANS âge mûr les processus d'assimilation et de dissimilation, le système de normalisation de l'homéostasie apportent une compensation. Avec le vieillissement, l'intensité des processus métaboliques diminue, la fiabilité des mécanismes de régulation s'affaiblit, la fonction d'un certain nombre d'organes s'estompe et, en même temps, de nouveaux mécanismes spécifiques se développent qui soutiennent la préservation de l'homéostasie relative. Cela se traduit notamment par une augmentation de la sensibilité des tissus à l'action des hormones ainsi qu'un affaiblissement des effets nerveux. Pendant cette période, les caractéristiques adaptatives sont affaiblies, de sorte qu'une charge de travail accrue et des conditions de stress peuvent facilement perturber les mécanismes homéostatiques et devenir souvent la cause de conditions pathologiques.

  La connaissance de ces schémas est nécessaire pour le futur médecin, car la maladie est une conséquence d'une violation des mécanismes et des moyens de restaurer l'homéostasie chez l'homme.

  L'homéostasie (du grec homoios - identique, similaire, stase - stabilité, équilibre) est un ensemble de réactions coordonnées qui assurent le maintien ou la restauration de la constance de l'environnement interne du corps. Au milieu du XIXe siècle, le physiologiste français Claude Bernard introduit le concept d'environnement interne, qu'il considère comme un ensemble de fluides corporels. Ce concept a été élargi par le physiologiste américain Walter Cannon, qui entendait par environnement interne l'ensemble des fluides (sang, lymphe, liquide tissulaire) impliqués dans le métabolisme et le maintien de l'homéostasie. Le corps humain s'adapte aux conditions environnementales en constante évolution, mais l'environnement interne reste constant et ses indicateurs fluctuent dans des limites très étroites. Par conséquent, une personne peut vivre dans différentes conditions environnementales. Certains paramètres physiologiques sont régulés avec une attention particulière et subtile, par exemple la température corporelle, la tension artérielle, le glucose, les gaz, les sels, les ions calcium dans le sang, l'équilibre acido-basique, le volume sanguin, sa pression osmotique, l'appétit et bien d'autres. La régulation s'effectue sur le principe de rétroaction négative entre les récepteurs f, qui détectent les modifications de ces indicateurs et systèmes de contrôle. Ainsi, une diminution de l'un des paramètres est captée par le récepteur correspondant, à partir duquel des impulsions sont envoyées à l'une ou l'autre structure du cerveau, aux commandes desquelles le système nerveux autonome active des mécanismes complexes pour égaliser les changements survenus. . Le cerveau utilise deux systèmes principaux pour maintenir l’homéostasie : autonome et endocrinien. Rappelons que la fonction principale du système végétatif système nerveux- il s'agit de la préservation de la constance de l'environnement interne de l'organisme, qui s'effectue en raison de modifications de l'activité des parties sympathiques et parasympathiques du système nerveux autonome. Ce dernier, à son tour, est contrôlé par l’hypothalamus, et l’hypothalamus par le cortex cérébral. Le système endocrinien régule le fonctionnement de tous les organes et systèmes grâce aux hormones. De plus, le système endocrinien lui-même est sous le contrôle de l’hypothalamus et de l’hypophyse. Homéostasie (du grec homoios - identique et stase - état, immobilité)

  À mesure que nos idées sur la physiologie normale, et plus encore pathologique, devenaient plus complexes, ce concept a été clarifié sous le nom d'homéokinèse, c'est-à-dire équilibre mouvant, équilibre de processus en constante évolution. Le corps est tissé de millions d’« homéokinésiques ». Cette immense galaxie vivante détermine l’état fonctionnel de tous les organes et cellules qui communiquent avec les peptides régulateurs. Comme les systèmes économiques et financiers mondiaux – de nombreuses entreprises, industries, usines, banques, bourses, marchés, magasins… Et entre eux – la « monnaie convertible » – les neuropeptides. Toutes les cellules du corps synthétisent et maintiennent constamment un certain niveau de peptides régulateurs, fonctionnellement nécessaire. Mais lorsque des écarts par rapport à la « stationnarité » se produisent, leur biosynthèse (dans le corps dans son ensemble ou dans ses « locus » individuels) augmente ou diminue. De telles fluctuations se produisent constamment lorsque nous parlons de réactions adaptatives (s'habituer à de nouvelles conditions), d'effectuer un travail (actions physiques ou émotionnelles), d'état de pré-maladie - lorsque le corps « s'allume » protection accrue de la perturbation de l’équilibre fonctionnel. Un cas classique de maintien de l’équilibre est la régulation de la pression artérielle. Il existe des groupes de peptides entre lesquels il existe une compétition constante - pour augmenter/diminuer la pression. Pour courir, escalader une montagne, prendre de la vapeur dans un sauna, se produire sur scène et enfin réfléchir, une augmentation fonctionnellement suffisante de la pression artérielle est nécessaire. Mais dès que le travail est terminé, des régulateurs entrent en vigueur, assurant le « calme » du cœur et une pression normale dans les vaisseaux sanguins. Les peptides vasoactifs interagissent constamment pour « permettre » à la pression d'augmenter jusqu'à tel ou tel niveau (pas plus, sinon le système vasculaire va « se détraquer » ; un exemple bien connu et amer est un accident vasculaire cérébral) et pour qu'après la achèvement du travail physiologiquement nécessaire