Гомеостаз относится к устойчивому состоянию внутренних условий, поддерживаемых живыми организмами. У людей есть центры управления в головной мозг и другие части тела, которые постоянно контролируют такие условия, как температура, давление и кровь а также ткань химия. Когда любое состояние выходит из равновесия, петли обратной связи возвращают организм к гомеостазу. Это естественный ответ на изменения в оптимальных условиях функционирования организма.
Чтобы ощущать, когда вещи находятся в дисбалансе, телесные функции устанавливают точки, вокруг которых нормальные значения колеблются в пределах диапазона. Например, нормальная заданная температура тела человека составляет 98,6 ° F, а диапазон колеблется на несколько градусов выше и ниже этого. Есть положительные и негативный отзыв петли в физиологических процессах, которые реагируют, когда условия выходят за пределы диапазона.
Циклы обратной связи состоят из трех компонентов: датчиков, управления и эффектора. Датчики также называют рецепторами, и они контролируют условия внутри и снаружи тела. Некоторыми примерами являются терморецепторы и механорецепторы. Центр управления, часто в мозге, сравнивает значение, полученное датчиком, со значениями в диапазоне. Наконец, эффектор – это то, на что действует петля обратной связи.
Циклы отрицательной обратной связи
В человеческом теле этот тип обратной связи действует, чтобы сопротивляться или полностью изменить процесс, когда условия выходят за пределы диапазона.
Температура тела
Температура тела у млекопитающих регулируется терморецепторами в гипоталамусе головного мозга, спинного мозга, крупных вен и внутренних органов. Когда внутренняя температура становится слишком высокой, первой реакцией животных обычно является поведенческая терморегуляция, также называемая аллостазом. Животное может искать тень, чтобы выйти из солнца, или переместиться в воду, чтобы охладить его. кожа, Этот тип терморегуляции является основной реакцией, потому что эффекты будут происходить быстрее, чем физиологические механизмы. Важно понимать, что этот механизм обратной связи основан на контроле потери тепла или прироста тепла в организме. Тело не «охлаждает себя» в буквальном смысле, то есть оно не включает внутреннюю систему кондиционирования воздуха и не синтезирует химические вещества, которые охлаждают тело.
Основная терморегуляторная петля отрицательной обратной связи для охлаждения – это когда терморецепторы на коже обнаруживают более высокие, чем хотелось бы, температуры. Это стимулирует холинергический симпатические нервы активируют потовые железы кожи, выделяя пот, который испаряется и охлаждает кожу и кровь в сосудах, проходящих через нее. У животных, таких как собаки и кошки, у которых нет потовых желез, аллостатическая реакция задыхается через рот, чтобы увеличить потерю тепла из легких. Стимуляция симпатических нервов уменьшается, когда температура ядра снижается до нормального уровня.
Если температура ядра становится слишком низкой, первый отклик обычно дрожит (аллостатический отклик). Физиологически терморецепторы запускают вазоконстрикцию в коже, а также уменьшают приток крови к конечностям. Это перемещает больше крови к туловищу тела через глубокие вены. В стволе есть противоточная система обмена, в которой вены проходят вдоль артерий, передавая некоторое количество тепла из артериальной крови в венозную кровь. Другие примеры петель отрицательной обратной связи включают регулирование уровня сахара в крови, кровяного давления, газов крови, рН крови, водный баланс и эритропоэз.
Петли положительных отзывов
Вместо того, чтобы изменить его, положительный отзыв поощряет и усиливает изменение физиологического состояния организма, фактически выводя его за пределы нормального диапазона. Этот тип обратной связи является нормальным для тела, если есть определенная конечная точка.
Свертывание крови
Процесс свертывания крови (гемостаз) представляет собой каскадную петлю положительной обратной связи. Когда тело повреждено внутри или снаружи, поврежденные ткани высвобождают факторы, которые вызывают прилипание тромбоцитов к ткани (эффектор) в месте раны. Тромбоциты выпускают гранулы, которые активируют и привлекают больше тромбоцитов и заставляют их связываться друг с другом. Фибриноген превращается в фибрин, который создает сеть, которая удерживает клетки крови и тромбоциты, образуя сгусток и останавливая кровотечение. Каскад заканчивается, когда тромбин связывается с кофактор тромбомодулин, активирующий белок С, который ингибирует цикл коагуляции.
Химически активация фермента протромбина в его активную форму тромбина является одним из этапов процесса свертывания. Но что делает эту петлю положительной обратной связи тем, что тромбин также может активировать факторы коагуляции, которые предшествуют ему в каскаде. Другими словами, увеличение тромбина приводит к большему увеличению тромбина. На рисунке 1 показано, как тромбин регулирует свое собственное поколение, активируя факторы свертывания V, VIII и XI.
Стимулом для начала процесса является первое сокращение рабочей силы. Когда ребенка подталкивают к шейке матки от мощных сокращений матка Датчики растяжения в матке следят за тем, насколько растягивается шейка матки. Датчики отправляют сообщения на гипофиз в мозге, заставляя его выпустить гормон окситоцин в кровь матери. Окситоцин действует на гладкая мышца клетки матки (эффекторы) вызывают более сильные сокращения, продвигая ребенка дальше вниз по родовому каналу. Этот непрерывный цикл растяжения и высвобождения окситоцина прекращается только тогда, когда ребенка исключают из родового канала (конечная точка).
Ссылки
- OpenStax College. (2018). анатомия & физиология, Хьюстон, Техас OpenStax CNX. Получено с http://cnx.org/contents/14fb4ad7-39a1-4eee-ab6e-3ef2482e3e22@8.119
- Гомеостаз. (Н.о.). В википедии. Получено 30 марта 2018 г. с сайта https://en.wikipedia.org/wiki/Homeostasis.