Anatomie a Fyziologie

Udržování homeostázy vyžaduje, aby tělo neustále sledovat jeho vnitřní podmínky. Od tělesné teploty po krevní tlak až po hladiny určitých živin má každý fyziologický stav určitý stanovený bod. Nastavená hodnota je fyziologická hodnota, kolem které kolísá normální rozsah. Normální rozsah je omezená sada hodnot, která je optimálně zdravá a stabilní. Například nastavená hodnota pro normální teplotu lidského těla je přibližně 37°C (98.6°F) fyziologické parametry, jako je tělesná teplota a krevní tlak, mají tendenci kolísat v normálním rozmezí o několik stupňů nad a pod tímto bodem. Kontrolní centra v mozku hrají roli při regulaci fyziologických parametrů a jejich udržování v normálním rozmezí. Jak tělo pracuje na udržení homeostázy, jakákoli významná odchylka od normálního rozmezí bude odolána a homeostáza obnovena procesem zvaným negativní zpětná vazba. Negativní zpětná vazba je mechanismus, který zabraňuje tomu, aby fyziologická odpověď překročila normální rozsah tím, že zvrátí akci, jakmile je překročen normální rozsah. Udržování homeostázy negativní zpětnou vazbou pokračuje po celém těle za všech okolností a pochopení negativní zpětné vazby je tedy zásadní pro pochopení fyziologie člověka.

negativní zpětná vazba

systém negativní zpětné vazby má tři základní komponenty (obrázek 1a). Senzor, označovaný také jako receptor, je součástí systému zpětné vazby, který monitoruje fyziologickou hodnotu. Tato hodnota je hlášena řídícímu centru. Řídicí centrum je součástí systému zpětné vazby, který porovnává hodnotu s normálním rozsahem. Pokud se hodnota příliš odchyluje od nastavené hodnoty, Řídicí centrum aktivuje efektor. Efektor je součástí systému zpětné vazby, který způsobuje změnu, která zvrátí situaci a vrátí hodnotu do normálního rozsahu.

Obrázek 1. Negativní Zpětná Vazba. V negativní zpětné vazbě je stimul-odchylka od nastavené hodnoty-odoláván fyziologickým procesem, který vrací tělo do homeostázy. a) záporná zpětnovazební smyčka má čtyři základní části. (b) tělesná teplota je regulována negativní zpětnou vazbou.

aby byl systém uveden do pohybu, musí stimul řídit fyziologický parametr mimo jeho normální rozsah(tj. Tento podnět je “slyšen” specifickým senzorem. Například při kontrole hladiny glukózy v krvi detekují specifické endokrinní buňky v pankreatu nadbytek glukózy (stimul) v krevním řečišti. Tyto pankreatické beta buňky reagují na zvýšenou hladinu glukózy v krvi uvolněním hormonálního inzulínu do krevního řečiště. Inzulín signály kosterní svalová vlákna, tukové buňky (adipocyty), a jaterní buňky, aby se přebytek glukózy v krvi, odstranění z krevního oběhu. Jak koncentrace glukózy v krevním řečišti klesá, pokles koncentrace-skutečná negativní zpětná vazba-je detekován pankreatickými alfa buňkami a uvolňování inzulínu se zastaví. Tím se zabrání tomu, aby hladina cukru v krvi nadále klesala pod normální rozmezí.

lidé mají podobný systém zpětné vazby regulace teploty, který funguje tak, že podporuje tepelné ztráty nebo tepelný zisk (obrázek 1b). Když centrum regulace teploty mozku přijímá data ze senzorů, což naznačuje, že teplota těla překračuje normální rozsah, stimuluje shluk mozkových buněk označovaných jako “centrum tepelných ztrát”.”Tato stimulace má tři hlavní účinky:

  • cévy v kůži se začnou rozšíří umožňuje více krve z tělesného jádra proudit na povrch kůže umožňuje teplo vyzařovat do prostředí.
  • jak se zvyšuje průtok krve do kůže, aktivují se potní žlázy, aby se zvýšil jejich výkon. Jak se pot odpařuje z povrchu kůže do okolního vzduchu odebírá teplo.
  • hloubka dýchání se zvyšuje a osoba může dýchat otevřenými ústy místo nosními průchody. To dále zvyšuje tepelné ztráty z plic.

naproti tomu aktivace centra tepelného zisku mozku vystavením chladu snižuje průtok krve do kůže a krev vracející se z končetin je odkloněna do sítě hlubokých žil. Toto uspořádání zachycuje teplo blíže k jádru těla a omezuje tepelné ztráty. Pokud jsou tepelné ztráty závažné, mozek spouští nárůst náhodných signálů do kosterních svalů, což způsobuje, že se stahují a vyvolávají třes. Svalové kontrakce chvění uvolňují teplo při použití ATP. Mozek spouští štítnou žlázu v endokrinním systému a uvolňuje hormon štítné žlázy, což zvyšuje metabolickou aktivitu a produkci tepla v buňkách v celém těle. Mozek také signalizuje, že nadledvinky uvolňují epinefrin (adrenalin), hormon, který způsobuje rozklad glykogenu na glukózu, který lze použít jako zdroj energie. Rozklad glykogenu na glukózu má také za následek zvýšený metabolismus a produkci tepla.

Přemýšlejte o tom

koncentrace vody v těle je rozhodující pro správné fungování. Tělo člověka si zachovává velmi přísnou kontrolu nad hladinou vody bez vědomé kontroly osobou. V tomto videu se dozvíte více o koncentraci vody v těle.

který orgán má primární kontrolu nad množstvím vody v těle?

Zobrazit Odpověď

Ledviny primární kontrolu množství vody v těle.

pozitivní zpětná vazba

pozitivní zpětná vazba zesiluje změnu fyziologického stavu těla spíše než jeho zvrácení. Odchylka od normálního rozsahu má za následek větší změnu a systém se pohybuje dále od normálního rozsahu. Pozitivní zpětná vazba v těle je normální pouze tehdy, když existuje určitý koncový bod. Porod a reakce těla na ztrátu krve jsou dva příklady smyček pozitivní zpětné vazby, které jsou normální, ale jsou aktivovány pouze v případě potřeby.

Obrázek 2. Pozitivní Zpětná Vazba. Normální porod je poháněn pozitivní zpětnou vazbou. Pozitivní zpětná vazba vede spíše ke změně stavu těla než k návratu k homeostáze.

porod v plném termínu je příkladem situace, kdy není žádoucí zachování stávajícího stavu těla. Obrovské změny v těle matky jsou nutné k vyloučení dítěte na konci těhotenství. A události porodu, jakmile začaly, musí rychle postupovat k závěru, nebo je ohrožen život matky a dítěte. Extrémní svalová práce Práce a porodu jsou výsledkem pozitivního systému zpětné vazby (Obrázek 2).

první kontrakce práce (podnět) tlačí dítě směrem k děložnímu čípku (nejnižší část dělohy). Cervix obsahuje nervové buňky citlivé na roztažení, které monitorují stupeň protahování (senzory). Tyto nervové buňky odesílají zprávy do mozku, což zase způsobuje, že hypofýza na bázi mozku uvolňuje hormon oxytocin do krevního řečiště. Oxytocin způsobuje silnější kontrakce hladkých svalů v děloze (efektory), tlačí dítě dále dolů porodní kanál. To způsobuje ještě větší protažení děložního čípku. Cyklus protahování, uvolňování oxytocinu a stále silnějších kontrakcí se zastaví pouze tehdy, když se dítě narodí. V tomto okamžiku se protahování děložního čípku zastaví a zastaví uvolňování oxytocinu.

druhý příklad pozitivní zpětné vazby se soustředí na zvrácení extrémního poškození těla. Po pronikající ráně je bezprostřední hrozbou nadměrná ztráta krve. Méně cirkulující krve znamená snížení krevního tlaku a sníženou perfuzi (pronikání krve) do mozku a dalších životně důležitých orgánů. Pokud je perfúze výrazně snížena, životně důležité orgány se vypnou a osoba zemře. Tělo reaguje na tuto potenciální katastrofu uvolněním látek v poraněné stěně krevních cév, které začínají proces srážení krve. Při každém kroku srážení dochází ke stimulaci uvolňování více srážecích látek. To urychluje procesy srážení a utěsnění poškozené oblasti. Srážení je obsaženo v místní oblasti na základě přísně kontrolované dostupnosti srážecích proteinů. Jedná se o adaptivní, život zachraňující kaskádu událostí.

Self-Check Questions

Vezměte si kvíz níže a zkontrolujte své chápání homeostázy:

Napsat komentář

Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna.