Гомеостаз человека и артериальное давление
Биофизические механизмы гомеостаза
С точки зрения химической биофизики, гомеостаз — это состояние, при котором все процессы, ответственные за энергетические превращения в организме, находятся в динамическом равновесии. Это состояние обладает наибольшей устойчивостью и соответствует физиологическому оптимуму. В соответствии с представлениями термодинамики, организм и клетка могут существовать и приспосабливаться к таким условиям среды, при которых в биологической системе возможно установление стационарного течения физико-химических процессов, т. е. гомеостаза.
С этих позиций основными причинами нарушения являются необычные для нормальной жизнедеятельности неферментативные реакции, протекающие в мембранах; в большинстве случаев это цепные реакции окисления с участием свободных радикалов, возникающие в фосфолипидах клеток. Эти реакции ведут к повреждению структурных элементов клеток и нарушению функции регулирования.
К факторам, стабилизирующим гомеостатическое состояние и функции мембран, относятся биоантиокислители, которые сдерживают развитие окислительных радикальных реакций.
Возрастные особенности гомеостаза у детей
Постоянство внутренней среды организма и относительная устойчивость физико- химических показателей в детском возрасте обеспечиваются при выраженном преобладании анаболических процессов обмена над катаболическими. Это является непременным условием роста и отличает детский организм от организма взрослых, у которых интенсивность метаболических процессов находится в состоянии динамического равновесия.
В связи с этим нейроэндокринная регуляция гомеостаза детского организма оказывается более напряженной, чем у взрослых. Каждый возрастной период характеризуется специфическими особенностями механизмов гомеостаза и их регуляции. Поэтому у детей значительно чаще, чем у взрослых, встречаются тяжелые нарушения гомеостаза, нередко угрожающие жизни. Эти нарушения чаще всего связаны с незрелостью гомеостатических функций почек, с расстройствами функций желудочно-кишечного тракта или дыхательной функции легких.
Рост ребенка, выражающийся в увеличении массы его клеток, сопровождается отчетливыми изменениями распределения жидкости в организме. Абсолютное увеличение объема внеклеточной жидкости отстает от темпов общего нарастания веса, поэтому относительный объем внутренней среды, выраженный в процентах от веса тела, с возрастом уменьшается. Эта зависимость особенно ярко выражена на первом году после рождения.
У детей старших возрастов темпы изменений относительного объема внеклеточной жидкости уменьшаются. Система регуляции постоянства объема жидкости (волюморегуляция) обеспечивает компенсацию отклонений в водном балансе в достаточно узких пределах. Высокая степень гидратации тканей у новорожденных и детей раннего возраста определяет значительно более высокую, чем у взрослых, потребность ребенка в воде (в расчете на единицу массы тела).
Потери воды или ее ограничение быстро ведут к развитию дегидратации за счет внеклеточного сектора, т. е. внутренней среды. При этом почки — главные исполнительные органы в системе волюморегуляции — не обеспечивают экономии воды. Лимитирующим фактором регуляции является незрелость канальцевой системы почек. Важнейшая особенность нейроэндокринного контроля гомеостаза у новорожденных и детей раннего возраста заключается в относительно высокой секреции и почечной экскреции альдостерона, что оказывает прямое влияние на состояние гидратации тканей и функцию почечных канальцев.
Регуляция осмотического давления плазмы крови и внеклеточной жидкости у детей также ограничена. Осмолярность внутренней среды колеблется в более широком диапазоне (± 50 мОсм/л), чем у взрослых (± 6 мОсм/л). Это связано с большей величиной поверхности тела на 1 кг веса и, следовательно, с более существенными потерями воды при дыхании, а также с незрелостью почечных механизмов концентрации мочи у детей.
Нарушения гомеостаза, проявляющиеся гиперосмосом, особенно часто встречаются у детей периода новорожденности и первых месяцев жизни; в более старших возрастах начинает преобладать гипоосмос, связанный главным образом с желудочно-кишечными заболеваниями или болезнями почек. Менее изучена ионная регуляция гомеостаза, тесно связанная с деятельностью почек и характером питания.
Ранее считалось, что основным фактором, определяющим величину осмотического давления внеклеточной жидкости, является концентрация натрия, однако более поздние исследования показали, что тесной корреляции между содержанием натрия в плазме крови и величиной общего осмотического давления при патологии не существует. Исключение составляет плазматическая гипертония.
Следовательно, проведение гомеостатической терапии путем введения глюкозосолевых растворов требует контроля не только за содержанием натрия в сыворотке или плазме крови, но и за изменениями общей осмолярности внеклеточной жидкости. Большое значение в поддержании общего осмотического давления во внутренней среде имеет концентрация сахара и мочевины. Содержание этих осмотически активных веществ и их влияние на водно-солевой обмен при многих патологических состояниях могут резко возрастать.
Важным показателем, характеризующим гомеостаз у детей, является концентрация водородных ионов в крови и внеклеточной жидкости. В антенатальном и раннем постнатальном периодах регуляция кислотно-щелочного равновесия тесно связана со степенью насыщения крови кислородом, что объясняется относительным преобладанием анаэробного гликолиза в биоэнергетических процессах.
При этом даже умеренная гипоксия у плода сопровождается накоплением в его тканях молочной кислоты. Кроме того, незрелость ацидогенетической функции почек создает предпосылки для развития “физиологического” ацидоза (сдвиг кислотно-щелочного равновесия в организме в сторону относительного увеличения количества анионов кислот). В связи с особенностями гомеостаза у новорожденных нередко возникают расстройства, стоящие на грани между физиологическими и патологическими.
Перестройка нейроэндокринной системы в пубертатном периоде (периоде полового созревания) также сопряжена с изменениями гомеостаза. Однако функции исполнительных органов (почки, легкие) достигают в этом возрасте максимальной степени зрелости, поэтому тяжелые синдромы или болезни гомеостаза встречаются редко, чаще же речь идет о компенсированных сдвигах в обмене веществ, которые можно выявить лишь при биохимическом исследовании крови.
Источник
Очень важное свойство внутренней среды организма — способность сохранять постоянство своего состава и свойств,т.е. гомеостаз. Следует сказать, что яиление гомеостаза по существу представляет собой – эволюционно выработавшееся наследственно закрепленное адаптационное свойства организма к условиям окружающей среды. Значение гомеостаза заключается в поддержании организма человека, как самостоятельной и саморегулирующийся системы. Гомеостаз обеспечивает нормальные условия для жизнедеятельности каждой клетки организма, а,в итоге, и организме в целом.
Основные параметры внутренней среды. (константы гомеостаза)
1.Количество воды в организме.
Вода у взрослого человека составляет 60% ,веса тела, а у новорожденного 75-77% .
Увеличенное количество воды в организме называется – гипергидратацией. Недостаток воды в организме — дегидратация. Недостаток в организме воды в объеме 20% массы тела ведет к летальному исходу.
Назовите причины, вызывающие состояние:
Гипергидратации Дегидратации
2.Количество солей во внутренней среде.
Концентрация солей во внутренней среде в норме 0,85% (0,9%).Раствор с такой концентрацией солей 0,9% называют изотоническим. В медицинской практике используются растворы искусственно приготовленные с такой же концентрацией солей 0,9%, например, для разведения лекарственных препаратов, для в/в вливаний. Растворы с такой же концентрацией солей называются физиологическими растворами.
3.Осмотическое давление.
Если два раствора разной концентрации разделить полупроницаемой перепонкой, пропускающей только растворитель (например,воду), то вода переходит в более концентрированный раствор. Сила определяющая движение растворителя через полупроницаемую мембрану, называется осмотическим давлением (оно определяется количеством солей, а следовательно зависит от концентрации раствора).
Раствор 5% Раствор 10%
Сделайте вывод, из какого раствора в какой, будет переходить растворитель и почему (в данном примере)?
Осмотическое давление в норме составляет 7,6 атм (это одна из жестких гомеостатических констант с возможным диапазоном колебаний 7,3-8,0 атм.). При этом свыше 60% осмотического давления создается хлористым натрием, а всего на долю неорганических электролитов приходится до 90% от общего осмотического давления. Жидкость с более высоким осмотическим давлением называется – гипертонической, а с более низкой гипотонической.
Значение осмотического давления.
Осмотическое давление играет важную роль в распределение воды между внутренней средой и клетками организма. Так, если тканевая жидкость будет гипертоничесной, то вода будет поступать в нее с двух сторон – из крови и из клеток, напротив, при гипотоничности внутриклеточной среды воды переходит в клетки и кровь.
Решите ситуационные физиологические задачи:
— клетки находятся в гипертоническом растворе;
— клетки (например,эритрациты, находятся в гипотоническом растворе)
Определите и обоснуйте из какой среды в какую будет перемещатся растворитель.(см. рисунок в приложении)
Сделайте вывод, какое практическое значение в медицинской практике, имеют знания о явлении осмоса, растворах (изотоническом,гипертоническом, гипотоническом)
—
Температура внутренней среды колебания в пределах 37– 38
Состояние, при котором тампература ниже допустимой нормы, называется – гипотермией, если тампература выше допустимой нормы это – гипертермия. Гипертермия тела до 40 – 41 С – опасна для жизни.
Гипотермия – это состояние, при котором тампература тела ниже 35 С.
Обьясните к каким нарушениям в клетках, в организме может привести такое повышение температуры или ее снижение ниже допустимой нормы.
Состояние, при котором уровень глюкозы снижен,называется – гипогликемией.
Назовите возможние причины возникновения такого состояния:
1.
ISSN 1561-6274. Нефрология. 2001. Том 5. №3.
оперированных таким образом животных. То же касается и исследований на животных с денервированными каротид-ными синусами. Способность почки повышать синтез и выход эритропоэтина в кровь проявляется и при непосредственном гипоксическом воздействии на орган, в том числе изолированный. Все это позволило утвердиться представлению о независимости эритропоэтинпродуцируюшей функции почки от нервной системы.
На основании данных литературы и результатов проведенных нами экспериментов, мы пришли к заключению, что эритропоэтинпродуцирующая функция почки контролируется рефлекторным механизмом, представленным следующими звеньями: хемореиепторы каротидных синусов, синусные нервы, задний отдел гипоталамуса, спинной мозг, симпатические нервы. Этот механизм обеспечивает быстроту стимуляции указанной функции. Тем самым он определяет достаточно выраженную величину эритропоэтической реакции в ранние сроки действия недостатка кислорода.
РЕГУЛЯЦИЯ АРТЕРИАЛЬНОГО ДАВЛЕНИЯ И ВОДНО-СОЛЕВОГО ГОМЕОСТАЗА У КРЫС МИНЕРАЛЬНЫМИ ДОБАВКАМИ В НОРМЕ И ПРИ ГИПЕРТЕНЗИИ г. Иваново, Россия
REGULATION OF ARTERIAL PRESSURE AND WATER-SALT HOMEOSTASIS IN RATS WITH THE HELP MINERAL SUPPLEMENTS IN HEALTH AND IN HYPERTENSION
Одним из актуальных направлений профилактики и лечении артериальной гипертензии (АГ) яапяется ограничение потребления натрия хлорида. Для улучшения переносимости гипонатриевых диет разработан заменитель поваренной соли — гипосол [Бранчевский Л.Л., Гришина Т.Р., а. с. № 1375237]. Цель данного исследования — сравнительный анализ влияния гипосола на артериальное давление (АД) и водно-солевой гомеостаз нормо- и гипертензивных крыс.
Эксперименты выполнены на взрослых беспородных крысах — интактных и с моделью вазоренальной гипертензии (ВРГ). Животные в течение 1—2 мес получали натрия хлорид, санасол или гипосол в виде 1% раствора для свободного питья. АД измеряли реографическим методом в хвостовой артерии крыс. Концентрации натрия и калия в крови и моче определяли методом пламенной фотометрии, ренина и альдостерона — радиоиммунологическнм методом. Для определения водных пространств организма использовали метод разведения индикаторов.
Повышенное потребление поваренной соли приводит к достоверному повышению АД у нормотензивных крыс, в то время как безнатриевый санасол и, что особенно важно, на-трийсодержаший гипосол не вызывают колебаний АД и сводят риск развития солевой гипертензии к минимуму. В эксперименте на двух моделях АГ выявлена антигипертен-зивная активность санасола и гипосола, показана более высокая эффективность последнего.
Изучение динамики выведения воды и электролитов у нормотензивных крыс выявило отсутствие увеличения экс-
креции натрия в ответ на солевую нагрузку и повышение концентрации натрия в плазме, что является важным признаком его ретенции в организме. У крыс с ВРГ на солевой диете наблюдалась натрийуретическая реакция, сопровождавшаяся усилением выведения калия. Сопоставление поступления натрия с его выведением показало, что через почки экскрет!фуегся лишь треть натриевой нагрузки. Систематическая потеря калия ведет к его дефициту, что имеет не меньшее, чем задержка натрия, значение в развитии гипертензии. Наряду с этим наблюдалось увеличение активности ренина и уровня альдостерона в крови, имела место внеклеточная гипергидратация при уменьшении объема циркулирующей крови. У нормо- и гипертензивных крыс, получавших санасол, отмечались непостоянная калийуретическая реакция и выраженное повышение натрийуреза. повлекшие за собой развитие опасных сдвигов гомеостаза — гипсркалис-мию и гипонатриемию. Изучение функции почек нормо- и гипертензивных крыс, получавших гипосол, показало увеличение выведения натрия и калия с мочой, которое соответствовало их поступлению с питьевой жидкостью, что позволило избежать водно-электролитных нарушений и активации ренин-ангиотензин-альдостероновой системы.
25. И.Г.Джиоев, Ф.С.Дзугкоева, Б.Н.Кабоева, Л.Р.Беликова
НЕКОТОРЫЕ ОСОБЕННОСТИ ПОЧЕК ПРИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОМ ТОКСИЧЕСКОМ ВОЗДЕЙСТВИИ АЗОТСОДЕРЖАЩИМИ СОЕДИНЕНИЯМИ И СВИНЦОМ г. Владикавказ, Россия
I.G.Dzhioev, F.S.Dzugkoeva, B.N.Kaboeva, L.R.Belikova CERTAIN CHARACTERISTICS OF THE KIDNEYS UNDER EXPERIMENTAL TOXIC EXPOSURE TO NITROGEN-CONTAINING COMPOUNDS AND LEAD
Негативное воздействие экологически неблагоприятных факторов окружающей среды на организм человека и животных возрастает с каждым годом. Особое место, в силу своей большой распространённости, среди них получили азотсодержащие соединения и соли свинца.
Нами проведены исследования функционального состояния почек и некоторых биохимических показателей крови на фоне интоксикации высокими дозами нитрита (20 мг/кг) и нитрата (2000 мг/кг) натрия и умеренными дозами ацетата свинца (20 мг/кг) на крысах линии Wistar. Соответствующие растворы солей вводились ежедневно через зонд в желудок в течение 1 нед (нитрит и нитрат натрия) и 2 нел (ацетат свинца). В опытах на животных с интоксикацией определяли содержание мочевины и эндогенного креатини-на в моче, рассчитывали их экскрецию, клубочковую фильтрацию и канальиевую реабсорбцию воды. В плазме крови определяли концентрацию креатинина и мочевины, активность ренина и аминотрансфераз, а в крови — содержание метгемоглобина и свинца.
У животных, получавших азотсодержащие соединения, отмечалось выраженное торможение диуреза, обусловленное значительным статистически достоверным снижением клу-бочковой фильтрации, хотя канальцевая реабсорбиия воды обнаруживала тенденцию к понижению. Это приводило к повышению концентрации креатинина и мочевины в плазме крови более чем в 2 раза. Одновременно нарастает в крови содержание метгемоглобина, который создает условия для гипоксии тканей. Очевидно, страдает и функциональное состояние печени, так как активность трансаминаз увеличивается в 2 раза. В другом варианте исследований 2-недель-ная интоксикация свинцом вызвала увеличение его содержания в крови до 80.9±11,1 мг/100 мл. При этом активность ренина плазмы крови статистически достоверно увеличилась (р
Гомеостаз – это саморегулирующийся процесс, в котором все биологические системы стремятся сохранить стабильность в период адаптации к определенным условиям, оптимальным для выживания. Любая система, находясь в динамическом равновесии, стремится к достижению устойчивого состояния, которое сопротивляется внешним факторам и раздражителям.
Все системы организма должны работать вместе для поддержания правильного гомеостаза внутри тела. Гомеостаз — это регуляция в организме таких показателей, как температура, содержание воды и уровень углекислого газа. Например, сахарный диабет — это состояние, при котором организм не может регулировать уровень глюкозы в крови.
Гомеостаз — это термин, который используется как для описания существования организмов в экосистеме, так и для описания успешного функционирования клеток внутри организма. Организмы и популяции могут поддерживать гомеостаз в условиях поддержания стабильного уровня рождаемости и смертности.
Обратная связь — это процесс, который происходит, когда системы организма необходимо замедлить или полностью остановить. Когда человек ест, пища поступает в желудок, и начинается пищеварение. В перерывах между приемами пищи желудок работать не должен. Пищеварительная система работает с серией гормонов и нервных импульсов, чтобы остановить и начать выработку секреции кислоты в желудке.
Другой пример отрицательной обратной связи можно наблюдать в случае повышения температуры тела. Регуляция гомеостаза проявляется потоотделением, защитной реакцией организма на перегрев. Таким образом, рост температуры прекращается, и проблема перегрева нейтрализуется. В случае переохлаждения организмом также предусмотрен ряд мер, принимаемых для того, чтобы согреться.
Гомеостаз можно определить как свойство организма или системы, которое помогает ему поддерживать заданные параметры в пределах нормального диапазона значений. Это ключ к жизни, и неправильный баланс в поддержании гомеостаза может привести к таким болезням, как гипертония и диабет.
Гомеостаз – это ключевой элемент в понимании того, как устроено человеческое тело. Такое формальное определение характеризует систему, которая регулирует свою внутреннюю среду и стремится поддерживать стабильность и регулярность всех процессов, происходящих в организме.
Контроль температуры тела у человека является хорошим примером гомеостаза в биологической системе. Когда человек здоров, его температура тела колеблется около значения + 37°C, но различные факторы могут повлиять на это значение, в том числе гормоны, скорость обмена веществ и различные заболевания, вызывающие повышение температуры.
В организме регуляция температуры контролируется в части мозга, которая называется гипоталамус. Через кровоток к мозгу осуществляется поступление сигналов о температурных показателях, а также анализ результатов данных по частоте дыхания, уровня сахара в крови и метаболизма. Потеря тепла в организме человека также способствует снижению активности.
Независимо от того, сколько воды выпивает человек, организм не раздувается, как воздушный шар, также тело человека не сморщивается, как изюм, если пить очень мало. Наверное, кто-то когда-то об этом хоть раз задумывался. Так или иначе, организм знает, какое количество жидкости нужно сохранить для поддержания нужного уровня.
Концентрация соли и глюкозы (сахара) в организме поддерживается на постоянном уровне (при отсутствии негативных факторов), количество крови в организме составляет около 5 литров.
Глюкоза — это вид сахара, который содержится в крови. В теле человека должен поддерживаться надлежащий уровень глюкозы для того, чтобы человек оставался здоровым. Когда уровень глюкозы становится слишком высоким, поджелудочная железа вырабатывает гормон инсулин.
Если уровень глюкозы в крови опускается слишком низко, печень преобразует гликоген в крови, тем самым повышая уровень сахара. Когда болезнетворные бактерии или вирусы попадают в организм, он начинает бороться с инфекцией прежде, чем патогенные элементы смогут привести к каким-либо проблемам со здоровьем.
Поддержание здорового кровяного давления также является примером гомеостаза. Сердце может ощущать изменения в кровяном давлении и посылать сигналы в мозг для обработки. Далее мозг отправляет обратно сигнал к сердцу с инструкцией, как правильно реагировать. Если кровяное давление слишком высокое, его нужно снизить.
Каким образом человеческий организм регулирует все системы и органы и компенсирует происходящие изменения в окружающей среде? Это происходит благодаря наличию множества естественных датчиков, контролирующих температуру, солевой состав крови, артериальное давление и многие другие параметры. Эти детекторы посылают сигналы в мозг, в главный центр управления, в случае, если некоторые значения отклонились от нормы. После этого запускаются компенсаторные мероприятия для восстановления нормального состояния.
Поддержание гомеостаза невероятно важно для организма. Человеческое тело содержит определенное количество химических веществ, известных как кислоты и щелочи, их правильный баланс необходим для оптимального функционирования всех органов и систем тела. Уровень кальция в крови должен поддерживаться на должном уровне. Поскольку дыхание является непроизвольным, нервная система обеспечивает организму получение столь необходимого кислорода. Когда токсины попадают в вашу кровь, они нарушают гомеостаз организма. Человеческое тело реагирует на это нарушение с помощью мочевыделительной системы.
Важно подчеркнуть, что гомеостаз организма работает автоматически, если система функционирует нормально. Например, реакция на нагревание — кожа краснеет, потому что ее мелкие кровеносные сосуды автоматически расширяются. Дрожь — это ответная реакция на охлаждение. Таким образом, гомеостаз — это не набор органов, а синтез и баланс телесных функций. В совокупности это позволяет поддерживать весь организм в стабильном состоянии.
Источник
