Помощничек
Главная | Обратная связь


Археология
Архитектура
Астрономия
Аудит
Биология
Ботаника
Бухгалтерский учёт
Войное дело
Генетика
География
Геология
Дизайн
Искусство
История
Кино
Кулинария
Культура
Литература
Математика
Медицина
Металлургия
Мифология
Музыка
Психология
Религия
Спорт
Строительство
Техника
Транспорт
Туризм
Усадьба
Физика
Фотография
Химия
Экология
Электричество
Электроника
Энергетика

Клеточный и молекулярно-геиетический уровни



ГОМЕОСТАЗ, МЕХАНИЗМЫ И УРОВНИ РЕАЛИЗАЦИИ

 

Одно из основных свойств всего жи­вого — способность сохранять относительное динамическое постоянство внутренней среды. Это свойство получило название гомеостаза (гр. homoios — равный, stasis — состояние). Гомеостаз выражается в относительном ггоянстве химического состава, осмотического давления, устойчивости основных физиологических функций в организмах растений, животных, человека. Гомеостаз каждого индивидуума специфичен и обусловлен его генотипом.

Регуляторные гомеостатические механизмы функционируют на клеточном, органном, организменном и надорганизменном уровнях.

Знание этих закономерностей необходимо для будущего врача, так сама болезнь является следствием нарушения механизмов гомеостаза у человека и путей его восстановления, Живые организмы представляют собой открытые системы, имеющие множество связей с окружающей средой. Эти связи осуществляются через посредство нервной, пищеварительной, дыхательной, выделительной систем. В процессе обмена веществ с пищей, водой, при газообмене в организм из окружающей среды поступают разнообразные химические соединения. В организме эти соединения подверга­ются глубоким изменениям и превра­щениям, в конце концов уподобляются его химическому составу и входят в морфологические структуры организ­ма, но не остаются постоянно. Через определенный период усвоенные ве­щества подвергаются разрушению, ос­вобождая скрытую в них энергию, а продукты распада удаляются во внеш­нюю среду. При этом разрушенную молекулу заменяет новая, не нарушая целостности структурных компонентов организма.

Организм, следовательно, не ста­тичная, а открытая динамичная систе­ма. Поток веществ и энергии, наблю­даемый в организме, обусловливает самообновление и самовоспроизведе­ние на всех уровнях от молекулярного до организменного и популяционного.

Организмы находятся в условиях непрерывно меняющейся среды, испы­тывают довольно частые неблагоприят­ные воздействия, но, несмотря на это, основные физиологические показа­тели продолжают осуществляться в определенных параметрах и организм поддерживает устойчивое состояние здоровья в течение длительного време­ни. Изменения в окружающей среде вызывают прямо или опосредованно какие-то изменения в функциях орга­низма, однако эти отклонения проис­ходят в сравнительно узких пределах благодаря процессам саморегуляции, а затем восстанавливается исходное состояние. Таким образом, понятие гомеостаза не связано со стабильно­стью процессов. В ответ на действие внешних факторов происходит неко­торое изменение физиологических по­казателей, а включение регуляторных систем обеспечивает поддержание от­носительного постоянства внутренней среды. Способность к поддержанию постоянства внутренней среды пред­ставляет собой свойство, выработав­шееся в процессе эволюции и наслед­ственно закрепленное.

 

Основные компоненты гомеостаза

Клеточный и молекулярно-геиетический уровни

Клетка является сложной биологической системой, которой присуща саморегуляция. Установление гомеостаза клеточной среды обеспе­чивается мембранными системами, с которыми связаны биоэнергетические процессы и регулирование транспорта веществ в клетку и из нее. В клетке непрерывно идут процессы изменения и восстановления органоидов. Это про­исходит и в обычных условиях среды, но особенно интенсивно при действии различных повреждающих факторов (изменение температуры, гипоксия, не­достаток питательных веществ).

Эти воздействия сопровождаются на­рушением структуры ряда органоидов, в первую очередь митохондрий, про­исходит их вакуолизация, фрагмен­тация, частичный распад. Однако уже вскоре после прекращения действия повреждающего фактора, если клетка не погибла, происходит увеличение количества митохондрий за счет деле­ния неповрежденных, восстановление их нормальной структуры и функции окислительного фосфорилирования — клеточного дыхания, сопровождающе­гося образованием макроэнергических соединений. При большой физической нагрузке происходит усиление сер­дечных сокращений, гипертрофия мио­карда. При этом наблюдаются увели­чение числа и размеров митохондрий, мышечных фибрил, увеличение массы эндоплазматической сети. Эти внутри­клеточные изменения позволяют обес­печить гомеостаз в условиях повышен­ной функции.

В основе реакций, осуществляемых в клетке на ультраструктурном уровне, лежат генетические механизмы гомео­стаза.

Важнейшее свойство живого — са­мовоспроизведение — основано на про­цессе редупликации ДНК. Сам меха­низм этого процесса, при котором новая нить ДНК строится строго компле­ментарно около каждой из составляю­щих молекул двух старых нитей, яв­ляется оптимальным для точной пере­дачи информации. Точность этого про­цесса очень высока, но все же, хотя и очень редко, происходят ошибки при редупликации. Нарушение структуры молекулы ДНК может происходить и в ее первичных цепях вне связи с редупликацией под воздействием эндо­генных и экзогенных химических со­единений, под влиянием физических факторов. В большинстве случаев про­исходит восстановление генома клетки, исправление повреждения посредством системы репарирующих ферментов. Ре­парация играет важнейшую роль в восстановлении структуры генетиче­ского материала и сохранении нормальной жизнеспособности клетки. При повреждении механизмов репарации происходит нарушение гомеостаза как на клеточном, так и на организменном уровнях.

Важным механизмом сохранения го­меостаза является диплоидное состоя­ние соматических клеток у эукариот. Циплоидные клетки отличаются боль-пей стабильностью функционирования, гак как наличие у них двух генетиче­ских программ повышает надежность генотипа. Большинство мутаций, оказывающих часто неблагоприятное действие, являются рецессивными. Наличие у гетерозиготной особи домина ит­ого аллеля обеспечивает либо полное, либо частичное подавление в фенотипе рецессивной мутации. Стабилиация сложной системы генотипа обеспечивается и явлениями полимерии, также другими видами взаимодействия генов. Большую роль в процессах гомеостаза играют регуляторные гены, контролирующие активность оперонов.

У прокариот, имеющих более при­митивную организацию генотипа, на­блюдается меньшая автономность ор­ганизмов от колебания внешней среды л более низкая стабильность самого диетического аппарата.

Рис. 1. Схема взаимосвязи нервных и эн­докринных механизмов гомеостаза и тканево­го уровня по принципу обратной связи.




©2015 studopedya.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.