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宿司

体内平衡的定义

宿司
复数:homeostases n
[ˌhoʊ.mi.oʊˈsteɪ。sɪs]
定义:适应稳定内部环境的能力或倾向

宿司是倾向于不偏离有利或理想的内部条件的范围。这种情况必须不断保持不变。保持稳定的内部条件对于任何形式至关重要生物.尽管外部环境是动态的,不同的生理策略被用来维持系统的正常功能。事实上,这种能力是活着的标志之一。它不是什么都不做,而是对外部因素的影响进行作用和抵制,以不偏离它所喜欢的平衡、稳定或平衡的状态。在人类中,体内平衡是通过调节机制来维持的,每一个调节机制都由三个一般组成部分组成:a受体, 一种控制中心和一个效应.体内平衡机制可能以循环的形式存在,这两者都可能是积极的或者.积极的反馈导致更多的刺激或加速过程,而消极的反馈导致抑制(来源)刺激或减缓过程。正反馈的例子有分娩时的分娩收缩、凝血和动作电位的产生。负反馈的例子有体温调节、血糖调节、血压压力反射、钙稳态、钾稳态和渗透调节。

体内平衡的定义

体内平衡在生物学中的定义是机体或细胞寻求并维持一种平衡状态的能力或倾向稳定的内部环境-因为它处理外部变化。它利用反馈控制和其他调节机制来维持一个恒定的内部环境。它可以被解释为一种生物体的技能,它努力保持在最佳范围内,尽管环境条件波动。因此,在生物学的背景下,内稳态这个词包含了多种生理机制,以维持和稳定一个功能正常的状态生物

词源:术语体内平衡来自于古希腊ὅμοιος)homoios,意为“相似的”),来自στημι.嘘ēmi,“站着不动”)和,从στάσις,意思是“站”)。体内平衡的概念是由法国生理学家克劳德·伯纳德在1865年首次提出的。然而,这个词是在1962年由美国生理学家Walter Bradford Cannon创造的。变体:同性恋。

稳态过程

有机体需要一个有效地互连各种生物过程和功能的系统。例如,人体具有由齐声功能的细胞组成的身体器官。这些器官虽然彼此不同,但必须彼此共同努力,以便在理想范围内维持一组内部条件。有各种稳态过程,每个过程通过调节内部环境的某些变量来工作。

在人体的稳态

如果人体内部物理条件和化学成分长期失衡,就不能有效地发挥作用。就像任何其他生物一样,人类的身体采用各种自我平衡机制来维持其最佳功能。

如体温,pH值,钠水平,钾水平,钙水平和血糖水平必须保持在稳态范围.稳态范围定义为特定变量允许的上限和下限。如果超出这个范围,该机构将很快无法执行其任务,变得功能失调。为了使这些变量保持在有效的范围内,使用了各种调节机制,每个调节机制由三个一般组成部分组成。

组件的内稳态

稳态组件 - 分钟
体内平衡的三个主要组成部分是受体、控制中心和效应器。感受器从周围环境中获取信息,并将信息传递给控制中心。控制中心依次处理信息并向效应器发送信号。然后,效应器根据来自控制中心的信号产生一个反应。

稳态的组分是:(1)受体,(2)控制中心,(3)效应器。的受体,顾名思义,是体内平衡系统的一部分接收关于身体状态的信息。它监控并感知环境的变化,包括内部和外部的变化。它以感觉神经末梢的形式接收信息(即刺激),然后根据刺激的类型、存在/不存在或程度产生神经冲动作出反应。人体中受体的例子如下:

  • 光感受器,即对光刺激作出反应的受体
  • 嗅觉受体细胞,即嗅觉上皮的受体在鼻子的屋顶上,对气味或气味反应
  • 味觉受体,即味觉感受器
  • 听觉受体细胞,即Corti器官上皮内的受体,对声音刺激作出反应
  • 温度感受器,即感觉细胞中对温度变化敏感的受体
  • 的机械,即皮肤上对各种机械刺激作出反应的感受器
  • 中间人,即对身体内刺激的受体
  • 痛觉受器即负责检测疼痛或对疼痛作出反应的感受器
  • 外周化学感受器,即对血液中的化学变化(如氧浓度)作出反应的受体

控制中心与受体中继的脉冲有关的稳态组分属于稳态组分。实例是呼吸中心和肾素 - 血管紧张素系统。的效果是稳态反应的目标,它会带来对最佳或最佳的条件恢复正常的的范围内。在组织或器官层次上,它们是肌肉或腺体的例证。在细胞水平上,它们是神经的受体,包括核受体。
这三个组成部分首先通过感觉细胞的感受器探测到信息,然后对信息(即刺激)作出反应。它们对检测到的环境变化作出反应,将信息传递给控制中心处理,或直接指向特定的目标效应器。处理在控制中心,需要考虑和决定对传递的刺激作出适当的反应。然后,它发送这个消息效应器。效应器在接收消息将带来将恢复正常稳态范围的所谓的反应。在细胞水平下,活化的核受体将通过上调(或通过下调)某些基因表达来作用。然后从基因表达产生的蛋白质将其对目标器官施加其作用。

自我平衡的机制

响应扰动的稳态机制可以是循环机制的形式(称为反馈机制)可能是积极的或者.积极的反馈维护刺激的方向。它倾向于加速或促进刺激的影响。实例是劳动收缩,血液凝固和动作潜在的产生。负反馈是一种自我调节系统,在各种生物系统中使用。它逆转刺激的方向和倾向于抑制刺激源或减慢代谢过程。例如体温调节、血糖调节、血压压力反射、钙稳态、钾稳态和渗透调节。

劳动收缩

分娩期间的分娩收缩是积极的反馈,因为子宫肌肉的最初收缩导致进一步的收缩。而不是抑制收缩,身体往往产生更多的收缩。临产时,脑下垂体后叶释放催产素刺激肌肉收缩。在儿童交付中,催产素释放进一步增强,加剧肌肉收缩,直到新生儿在出生运河之外推动。

血液凝结

血液凝块的形成就是正反馈的一个例子。血液从液体转化为固体需要一系列凝血因子的激活。一旦一个凝血因子被激活,下一个凝血因子也被激活,导致纤维蛋白凝块的形成。在这个过程中,刺激的方向保持不变。

动作电位的一代

在神经元信号传导中,正反馈在膜去极化过程中被证明。当神经冲动沿着神经元的轴突传递时,电压门控钠通道沿着轴突依次打开。第一组电压门控钠通道打开,导致钠离子流入。这反过来又会导致周围区域去极化,这意味着下一组电压门控钠通道将会打开。

热调节

冬季(左)和夏季(右)体温的稳态调节。在冬天,温度感受器检测到体温下降,并将这一信息传递到下丘脑前部和大脑的视前区。然后,大脑中心启动控制机制,将核心体温返回到设定点.在夏天,身体通过散发热量和出汗的蒸发冷却机制来纠正核心温度的升高。

体温调节就是负反馈的一个例子。它指的是体温的体内平衡调节。人体倾向于保持大约98.6华氏度(98.6˚F,相当于37˚C)的内部温度,也被称为设定点.核心温度主要由神经系统调节,特别是下丘脑前而视前区

当环境温度小于皮肤温度时,发生热量损失。这意味着在较冷的环境中(例如,在寒冷的冬季期间)身体主要从手和脚部丢失热量。结果,核心温度下降。由大脑的热调节中心拾取,并启动控制机制以将核心温度返回到设定点。其中一个稳态机制是通过颤抖产生热量。大脑中的热调节中心将信号发送到肌肉在颤抖.因为身体在颤抖时保持静止,散发到环境中的热量就会减少。
在另一种方式,当环境温度是更高的比皮肤温度,身体温度收益热量,因此,核心温度上升。这发生在炎热的夏天。大脑中的体温调节控制中心做出反应,例如通过刺激汗腺分泌汗液来为身体降温(通过蒸发降温)。
体温调节是一种重要的体内平衡机制,不仅存在于人类,也存在于哺乳动物中。哺乳动物保持恒定的体温,这是它们的特点温血.身体通过由下丘脑,大脑,脊髓,内脏和大静脉组成的热感受器组成的体系来维持最佳核心温度。1另一种方法是allostasis.,这是一种行为形式的稳态调节。例如,在炎热的天气期间,它们倾向于寻求阴暗,凉爽的地方,和/或它们不会移动。在寒冷的季节,他们寻找温暖的斑点,他们倾向于增加他们的活动。一些物种,如鸟类,挤在一起或雀巢以便温暖。2反过来,人类反思了某些工具,系统和设备,以帮助在避难所内实现可容忍或理想的环境温度。例如,蒸汽散热器形式的辐射加热,辐射内加热,壁上加热,砌体加热器和被动太阳能加热,可以有效地加热表面和物体,并产生均匀且舒适的热量。阅读更多事实辐射加热

血液内稳态

稳态血糖

体内平衡调节血糖水平。当血糖水平较低时,细胞的α胰腺分泌胰高血糖素刺激肝脏将储存的糖原转化为葡萄糖肝糖分解或通过生产葡萄糖糖质新生.此外,停止胰岛素分泌。结果,葡萄糖被生产或释放到血液中,从而提高血糖水平。当血糖高时,胰腺的β细胞分泌胰岛素这会刺激骨骼肌和脂肪组织从血液中吸收葡萄糖。它还会促使肝细胞将葡萄糖转化为储存的糖原。同时,胰高血糖素的分泌受到抑制。这将导致血糖恢复到正常水平。

人的血液由细胞元素和血浆组成。而单元元素包括血细胞血小板,血浆主要由水组成,按体积计算约占95%,其余百分比包括溶解的蛋白质(如血清白蛋白、球蛋白、纤维蛋白原),葡萄糖凝血因子,电解质激素二氧化碳, 和.这些组分在血浆中的水平通过稳态调节。例如,调节血糖水平以将血糖浓度设定在可容忍的极限内。在很大程度上,身体在这方面维持稳态胰腺.胰腺是由两种主要细胞组成的腺状结构:细胞和细胞。阿尔法细胞产生和分泌胰高血糖素虽然β细胞,胰岛素.胰高血糖素和胰岛素激素来自调节血液中葡萄糖浓度的胰腺。胰岛素,特别是通过煽动骨骼肌和脂肪组织来降低血糖水平葡萄糖从血液里。它还会刺激肝细胞吸收葡萄糖并将其储存起来糖原.相反,胰高血糖素通过刺激肝脏来培养血糖水平来转换其储存糖原成葡萄糖肝糖分解或产生葡萄糖糖质新生并将其释放到血液中。因此,当葡萄糖水平是高的在血液循环中(例如,当摄入富含碳水化合物的食物时),胰腺的β细胞分泌胰岛素,抑制α细胞分泌胰高血糖素。但是当葡萄糖水平下降时(例如在需要能量的锻炼中),阿尔法细胞分泌胰高血糖素,胰岛素分泌停止。

血压体内平衡

另一个负反馈的例子是血压的稳态调节。血压是血液流经动脉壁时产生的压力。当心脏产生搏动时,压力来自心脏。血压通过心血管中心在体内平衡范围内进行调节。这个控制中心有三个不同的活动与血压调节有关3.
(1)心脏中心向交感神经脉冲送神经冲动以增加心输出(通过增加心率)。
(2)心脏中心向副交感迷走神经发送神经脉冲以减少心输出量(通过降低心率)。
(3)调节血管直径的血管舒缩中心。
心血管中心接收血压从受体中的信息改变信息,例如,闯入者。呼吸器是主要在颈动脉窦中发现的受体。它们对血压变化敏感。例如,当动脉壁从增加的血容量延伸时,鼓风机检测血压的相应升高。它们向心房心脏肌肉细胞发送信号以分泌心房钠尿肽(ANP)进入血液。ANP是一种有效的血管扩张剂,其作用包括降低血压。在这方面,它的目标器官是肾脏,除了主要的排泄废物作为尿液的功能外,它也发挥着重要的作用,通过血容量管理肾素 - 血管紧张素 - 醛固酮系统.特别是ANP刺激肾脏停止分泌肾素。
肾素是一种将血管紧张素原从肝脏转化为血管紧张素I..血管紧张素我接下来被转换血管紧张素转换酶在肺里形成一种强大的缩血管肽,血管紧张素ⅱ.后者使靶血管收缩,从而提高外周阻力。外周阻力的增加导致血压升高。血管紧张素II也通过刺激肾上腺分泌作用于肾上腺醛固酮.醛固酮减少尿量。它通过进入远端小管的主要细胞和肾肾元的集合管与核盐皮质受体结合。这会激活细胞释放钠(Na+)离子通过基底外侧钠+/ K.+泵。三钠+离子从细胞中释放到组织液.与此同时,2 K+离子从间质液中取入电池中。结果,浓度梯度导致NA+离子和水进入血液(如K.+离子,它们从收集管的内腔分泌到尿液中)。再吸收两种NA+离子和水进入血液引起血容量。
通过抑制肾脏分泌肾素,它的作用和随后发生的事件也会受到抑制。结果,血容量减少,血压下降。

钙稳态

甲状旁腺的主要细胞和滤泡旁细胞是对钙离子敏感的感觉细胞2+)水平。血浆中的钙离子的衰落会使主要细胞分泌甲状旁腺激素,而钙离子的兴起会使蛋白质细胞分泌分泌降钙素。4
在加州下降2+水平引起甲状旁腺激素的释放。这种激素在血液中循环的增加会刺激骨吸收。此外,这种激素还会通过尿液排出磷酸盐离子。磷酸盐离子的排泄会阻止后者与Ca结合2+.因此,未绑定的CA2+可以被释放到等离子体中,纠正钙2+等级。除此之外,激素还在肾脏上起作用。它刺激肾脏释放骨化三醇进入血液。骨化三醇以十二指肠和小肠空肠的上皮细胞为目标,增加它们从肠腔吸收钙的能力,然后将钙释放到血液中。5
Ca的兴起2+结果在滤泡旁细胞分泌降钙素进入血液。这种激素反过来又以骨细胞为目标,刺激骨细胞吸收钙,并将其转化为骨内的不溶形式,从而去除多余的钙2+血液中。

钾体内平衡

身体通过肾上腺复合体的作用来纠正钾水平。血浆中高浓度的钾导致肾上腺皮质的肾小球带膜去极化。6这会刺激醛固酮释放到血液中。这种激素对肾脏起作用。它刺激多余的钾离子排泄到尿液中。它是通过管状上皮细胞的基底外侧钠/钾泵实现的。每个泵的工作原理是将三个钠离子释放出细胞,然后将两个钾离子吸入细胞。由于由此产生的离子浓度梯度,钠离子被重新吸收到血液中,然后钾离子被分泌到集合管的管腔中,最终通过尿液排出体外。

渗透调节

体液人体有两种主要类型:细胞内液(细胞内的液体)和细胞外液(细胞外的流体)。这两种类型都是主要的水。需要调节和稳定这两个流体之间的水分子的量。身体通过OsmoreGulation这样做。稳态机制由丘脑中的渗透因子引发。这些受体对渗透压变化敏感。当这些受体检测细胞外环境中的高渗度(更溶质)或超渗透压时,后叶加压素被释放到循环中。在OsmoreGulation的情况下,血管加压素靶向肾脏施加抗抗性反应,特别是通过促进水再吸收,从而抑制进一步的水分损失。除了血管加压素释放之外,下丘脑还刺激了大脑的渴望中心,以增加饮用水的冲动。在外部环境中的次渗透压的情况下,存在低血浆血管加压素水平。结果,水不会从肾小管中重新吸收,因此排出尿液。

体内平衡的生物学重要性

体内平衡对维持和维持生命很重要。如果没有这些稳态机制来确保先天变量保持在最佳或合适的值内,体内就会出现不稳定。该系统将无法正常和有效地运作。从长远来看,个体会生病,甚至更糟,因为身体无法纠正阻碍系统正常运行的流氓变量而面临死亡。

读:生理稳态稳态机制和细胞通信

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参考

  1. 提出,诉讼Etain a;Johnson, Christopher D(2015)。“温度调节的最新进展”。生理教育进展39(3):139-148。
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  4. Brini, M., Ottolini, D., Calì, T., & Carafoli, E.(2013)。“第四章。健康与疾病中的钙”。在Sigel A, Helmut RK(编著)。必需金属离子与人类疾病的相互关系。生命科学中的金属离子。施普林格。81 - 137页。
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  12. 内稳态:正负反馈机制。(无日期)。从https://www.michigan.gov/documents/explorelabscience/Presentation_on_Homeostasis_560162_7.pdf获取
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  14. 动物器官系统。(2019).从Estrellamountain.edu网站检索:https://www2.estrellamountain.edu/faculty/farabee/biobk/biobookanimorgsys.html

进一步的阅读

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1.负面反馈是真的吗?
2.皮肤感受器对机械刺激作出反应
3.感受器负责处理来自感受器的冲动的内环境平衡的组成部分
4.当血液循环中的葡萄糖水平高时,身体会发生什么变化?
5.在渗透调节中,哪些事件导致抗利尿激素释放到循环中?

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