Гомеостаз

261. Представить схему кибернетической системы живого организма и ее функционирование.

Принципы существования таких систем изучает наука кибернетика – наука об об­щих закономерностях управления. Пользуясь терминологией кибернетики, можно ска­зать, что живой организм представляет собой сложную управляемую систему, в кото­рой постоянно происходит взаимодействие множества факторов внешней и внутрен­ней среды.

Входной сигнал —> Управляющее устройство (УУ) —> Объект управления (ОУ) —> (раздражитель) —> Выходной сигнал (эффект)

Управляющее устройство обнаруживает отклонение от гомеостатического равновесия при действии на него какого–то входного сигнала (раздражителя) и вырабатывает на основе полученной информации управляющий сигнал. Этот сигнал поступает на объ­ект управления по каналу связи. Объект управления осуществляет реакции, направ­ленные на приближение к состоянию гомеостатического равновесия. Сведения о дос­тигнутом результате работы этой системы (сведения об эффекте, ответе, реакции) вновь поступают на управляющее устройство через канал обратной связи.

И управляющее устройство формирует новый сигнал для дальнейшего поддержания гомеостатического равновесия.

В процессах саморегуляции важную роль играет обратная связь. Что это такое? Об­ратная связь – это влияние выходного сигнала на управляющее устройство. Различают положительную и отрицательную обратную связь. Положительная обратная связь уве­личивает действие входного сигнала на величину выходного сигнала. Отрицательная обратная связь обладает противоположным эффектом – она уменьшает влияние вход­ного сигнала на величину выходного сигнала и таким образом, способствует восста­новлению исходных параметров. Поэтому именно эта связь лежит в основе регуляции гомеостатических реакций.

262. Объясните понятие “внутренняя среда организма”. Что следует понимать под постоянством внутренней среды организма.

Термин «внутренняя среда» впервые употребил французский гистолог Ш. Робен, но теорию внутренней среды создал Клод Бернар в 1878г. Но пока еще продолжаются споры о том, что понимать под этим термином.

К внутренней среде относятся кровь, лимфа, тканевая жидкость, которая омывает каждую клетку живого организма, принимая участие в питании и обмене веществ ор­ганов и тканей, которые имеют определенные физиологические и химические посто­янные показатели. Например, pH крови 7,36–7,40; АД 120/80мм.рт. ст.; содержание АТФ в клетке – 0,4%.

Однако в последние годы под постоянством внутренней среды понимают с одной стороны постоянство молекулярных, субклеточных, клеточных, тканевых структур, а с другой стороны постоянство обменных процессов, от которых зависит постоянство химического состава и физиологических функций организма.

263. Роль нервной системы в сохранении постоянства внутренней среды.

• нервная система

является организатором всех процессов, которые происходят во внутренних средах ор­ганизма, а также при взаимодействии организма с окружающей средой.

В процессе эволюции живых существ проявилась отчетливая тенденция к центра-

ли­зации управления. При этом между различными уровнями гомеостатического

регули­рования существует четкая иерархическая взаимосвязь. Наверху этой иерархической лестницы стоит ЦНС, точнее КБП.

К БП —►подкорковые образования —► эндокринная система —► клетки

внутриклеточные реакции

ССС ОДС ПС ВС

КБП (УУ) воспринимает раздражитель (входной сигнал), который поступает из внешней и внутренней среды. КБП оценивает эти сигналы и дает команды клеткам, тканям, органам, главным образом, через эндокринные железы. Эти железы выраба– ты­вают гормоны, они с кровью достигают ОУ и влияют на ферментные системы клетки. На системном уровне УУ и ОУ находятся даже в различных органах.

264. Роль эндокринной системы в сохранении постоянства внутренней среды

• эндокринная система

высшим центром регуляции эндокринных функций является гипоталамус, который посредством нейромедиаторов руководит работой других желез (гипофиз, половые, кора надпочечников).

Свое действие на клетки гормоны оказывают двумя путями: либо изменяют актив­ность генов, либо изменяют скорость биохимических реакций.

265. Неспецифические факторы защиты организма и их роль в сохранении постоянства внутренней среды.

Однако в организме существует и система НЕ специфической защиты. Это кожа, сли­зистые оболочки, лизоцим слюны, фагоцитоз.

Кожа. Неповрежденная кожа является мощным барьером для проникновения микроорганизмов. При этом имеют значение механические факторы: отторжение эпителия и выделения сальных и потовых желез, обладающие бактерицидными свойствами (химический фактор).

Слизистые оболочки. В разных органах они являются одним из барьеров на пути проникновения микробов. В дыхательных путях механическая защита осуществляется с помощью мерцательного эпителия. Движение ресничек эпителия верхних дыхательных путей постоянно передвигает пленку слизи вместе с микроорганизмами по направлению к естественным отверстиям: ротовой полости и носовым ходам. Кашель и чиханье способствуют удалению микробов. Слизистые оболочки выделяют секреты, обладающие бактерицидными свойствами, в ^частности за счет лизоцима и иммуноглобулина типа А.

Лизоцим. Лизоцим относится к лизосомальным ферментам, содержится в слезах, слюне, носовой слизи, секрете слизистых оболочек, сыворотке крови и экстрактах органов и тканей, молоке, много лизоцима в белке яиц кур. Лизоцим устойчив к нагреванию (инактивируется при кипячении), обладает свойством лизировать живые и убитые, в основном грамположительные, микроорганизмы.

Фагоцитоз (от греч. phago — ем, cytos — клетка) — процесс активного поглощения клетками организма попадающих в него патогенных живых или убитых микробов и других чужеродных частиц с последующим перевариванием при помощи внутриклеточных ферментов. У низших одноклеточных и многоклеточных организмов с помощью фагоцитоза осуществляется процесс питания. У высших организмов фагоцитоз приобрел свойство защитной реакции, освобождения организма от чужеродных веществ, как поступивших извне, так и образующихся непосредственно в самом организме. Следовательно, фагоцитоз не только реакция клеток на внедрение патогенных микробов — это более общая по сущности биологическая реакция клеточны£ элементов, которая отмечается как при патологических, так и при физиологических состояниях.

266. Функционирование гомеостатических механизмов на клеточном и тканевом уровнях.

Эмбриональный период. В этот период организм относительно изолирован от ок­ружающей среды за счет организма матери. Гомеостатические механизмы несовер­шенны. Факторы внешней среды действуют, прежде всего, на организм матери, а через него на плод. Выделяют особые критические периоды, когда организм плода наиболее чувствителен и уязвим для факторов среды.

1) имплантация 2) гисто–и органогенез 3) плацентация 4) роды

Плацента обладает избирательной проницаемостью, поэтому JgМ, обеспечиваю­щий иммунитет против кишечных инфекций – не проходит через неё, и плод и ново­рожденный в первые дни жизни беззащитен перед кишечными инфекциями.

У новорождённого и в детском возрасте гомеостатические механизмы в целом не­совершенны. Наиболее стабильно функционируют гомеостатические механизмы в пе­риод зрелости, когда сформированы и функционируют все органы и системы.

При старении организма надежность функционирования гомеостатических механиз­мов падает, вместе с этим падает устойчивость организма к факторам внешней среды.

267. С чем связаны генетические основы гомеостаза.

Генетический уровень обусловлен двумя явлениями: 1) стабильностью структуры и функционирования генетического материала 2) генетическим контролем гомеостатических реакций

Стабильность генома обеспечивают:

• диплоидность организма, предполагающая защиту от мутаций

• вырожденность генетического кода, позволяющая нейтрализовать повреждения

триплетов, кодирующих одну и ту же аминокислоту

• репликация ДНК, обеспечивающая точную передачу наследственной информа-­

ции в ряду поколений

• репарация ДНК, которая позволяет ликвидировать возникающие повреждения

• защита ДНК от факторов среда белками гистонами.

В организме гомеостатические реакции находятся под генетическим контролем:

• в свертывание крови участвуют 13 белков (факторов свертывания), а т.к. за каж­дый белок отвечает свой ген, то в этой гомеостатической реакции задействовано 13 генов.

иммунные реакции связаны с выработкой белков–антител, которые являются ре­зультатом функциональной активности соответствующих генов

268. Какие типы трансплантации выделяют в зависимости от видовой принадлежности донора и реципиента. Назовите соответствующие трансплантаты.

В зависимости от видовой принадлежности донора и реципиента различают:

1. Аутотрансплантация (аутогенная) – один и тот же организм является и донором, и реципиентом. Трансплантат называют аутотрансплантат.

2. Гомо (алло) трансплантация (гомогенная). Донор и реципиент – организмы одно­го вида (от человека к человеку). Трансплантат называют гомотрансплантат.

3. Гетеро, или ксенотрансплантация (ксеногенная). Донор и реципиент – организмы разных видов. Трансплантат называют гетеротрансплантат или ксеногенный трансплантат.

Типичный вариант пересадки органа или ткани – донор и реципиент генетически разнородные. Трансплантат – гомотрансплантат.

Редкий вариант – пересадка органа или ткани производится от одного монозиготного близнеца другому.

269. Что понимают под иммунитетом. Что входит в понятие – иммунная система.

Иммунитет – способ защиты организма от живых тел и веществ, несущих признаки генетически чужеродной информации.

Иммунная система – совокупность всех лимфоидных органов и скопления лимфо­идных клеток (тимус, селезенка, лимфоузлы, пейеровы бляшки, лимфоциты перифе­рической крови).

270. Перечислить особенности иммунной системы.

Особенности иммунной системы.

• генерализована по всему организму

• лимфоциты в составе крови постоянно циркулируют по организму

• клетки вырабатывают белки–антитела (иммуноглобулины) в ответ на проникно­вение антигенов (белки и полисахариды)

271. Что представляют собой антигены и антитела

Антигены – это вещества, которые несут признаки генетически чужеродной информации и при введении в организм вызывают развитие специфических иммунологических реакций.

Антитела – белки, относящиеся к иммуноглобулинам, которые синтезируются лимфоидными и плазматическими клетками в ответ на попадание в организм антигена, обладающими способностью специфически связываться с ним. Антитела составляют более 30% белков сыворотки крови, обеспечивают специфичность гуморального иммунитета благодаря способности связываться только с тем антигеном, который стимулировал их синтез.

272. Какую роль играют Т- и В- лимфоциты в иммунологических механизмах гомеостаза

Т-лимфоциты действуют на поступающие в организм чужеродные клетки и ткани, а также уничтожают собственные мутантные клетки (в организме происходит 10⁶ му­таций в день). Значит, Т-лимфоциты отвечают за реализацию клеточного (трансплан­тационного) иммунитета. В-лимфоциты отвечают за гуморальный иммунитет, они вы­рабатывают антитела в ответ на проникновение антигенов в организм. Антителами яв­ляются иммуноглобулины: G, М, A, D, Е.

273. Что понимают под структурными основами гомеостаза и с чем они связаны.

При этом имеют ввиду различные механизмы, которые обеспечивают сохранение постоянства структурной организации на всех уровнях организма (молекулярный, суб­клеточный, клеточный, тканевой, органный).

Структурная целостность организма обеспечивается физиологической и репаративной регенерацией.

Необходимо помнить, что в основе развития многих видов патологии лежат нару­шения структур организма – это первичное явление, а вторично – нарушение функции.