Министерство здравоохранения Республики Беларусь

УО «Гомельский государственный медицинский университет»

Кафедра медицинской биологии и генетики

Обсуждено на заседании кафедры

Протокол № ____ от «___»_________________20___ года

Лекция № 15

по медицинской биологии и генетике

для студентов 1 курса

лечебного, медико-профилактического и медико-диагностического

факультетов

Тема: «Онтогенетический гомеостаз».

Время - 90 мин.

Учебные и воспитательные цели:

1. Ознакомить с общими закономерностями гомеостаза.

2. Разобрать генные, клеточные и системные механизмы гомеостаза.

3. Указать на нарушения механизмов гомеостаза при старении.

ЛИТЕРАТУРА:

1. Бекиш О.-Я. Л. Медицинская биология. Курс лекций для студентов мед. ВУЗов. - Витебск, 2000 с. 255.

2. Биология /Под ред.В.Н. Ярыгина/ 1-я книга - М.: Вш.,1997. с. 181-186, 387-396.

3. О.-Я. Л. Бекиш, Л.А. Храмцова. Практикум по мед. биологии. - Изд. «Белый Ветер», 2000 - с. 121-126.

РАСЧЕТ УЧЕБНОГО ВРЕМЕНИ

№ п/п	Содержание	Расчет рабочего времени
1.	Понятие о гомеостазе.	5
2.	Общие (кибернетические) закономерности гомеостаза живых систем.	10
3.	Генетические, клеточные и системные механизмы гомеостаза.	45
4.	Роль нервной и эндокринной систем в обеспечении гомеостаза.	10
5.	Биологические ритмы. Медицинское значение хронобиологии.	10
6.	Гомеостатические механизмы организма в разные возрастные периоды.	10
Всего:		90

Вопрос 1

Гомеостаз - свойство живого организма сохранять относительное динамическое постоянство внутренней среды. Гомеостаз выражается в относительном постоянстве химического состава, осмотическом давлении, устойчивости основных физиологических функций. Гомеостаз специфичен и обусловлен генотипом.

Болезнь человека является следствием нарушения гомеостаза и путей его восстановления.

Живой организм - открытая система, имеющая связь с окружающей средой посредством нервной, пищеварительной, дыхательной, выделительной систем и др.

В процессе обмена веществ с пищей, водой, при газообмене в организм поступают разнообразные химические соединения, которые в организме подвергаются изменениям, входят в структуру организма, но не остаются постоянно. Усвоенные вещества распадаются, выделяют энергию, продукты распада удаляются во внешнюю среду. Разрушенная молекула заменяется новой и т.д.

Целостность структуры полипептидов клетками не нарушается. Организм - открытая, динамичная система. В условиях непрерывно меняющейся среды организм поддерживает устойчивое состояние в течение определенного времени.

Греческое homoios - означает, подобный и stasis - состояние - относительное динамическое постоянство состава и внутренней среды организма. Это явление выработано эволюционно, как адаптационное свойство организма к условиям окружающей среды.

Вопрос 2

Сохранение целостности индивидуальных свойств организма один из наиболее общих биологических законов. Этот закон обеспечивается в вертикальном ряду поколений механизмами воспроизведения, а на протяжении жизни индивидуума - механизмами гомеостаза.

Явление гомеостаза представляет собой эволюционно выработанное, наследственно-закрепленное адаптационное свойство организма к обычным условиям окружающей среды. Однако эти условия могут кратковременно или длительно выходить за пределы нормы. В таких случаях явления адаптации характеризуются не только восстановлением обычных свойств внутренней среды, но и кратковременными изменениями функции (например, учащение ритма сердечной деятельности и увеличение частоты дыхательных движений при усиленной мышечной работе). Реакции гомеостаза могут быть направлены на:

1. поддержание известных уровней стационарного состояния;

2. устранение или ограничение действия вредностных факторов;

3. выработку или сохранение оптимальных форм взаимодействия организма и среды в изменившихся условиях его существования. Все эти процессы и определяют адаптацию.

Поэтому понятие гомеостаза означает не только известное постоянство различных физиологических констант организма, но и включает процессы адаптации и координации физиологических процессов, обеспечивающих единство организма не только в норме, но и при изменяющихся условиях его существования.

Основные компоненты гомеостаза были определены К. Бернаром их можно разделить на три группы:

А.. Материалы, обеспечивающие клеточные потребности:

• Вещества, необходимые для образования энергии, для роста и восстановления - глюкоза, белки, жиры.

• Вода.

• NaCl, Ca и другие неорганические вещества.

• Кислород.

• Внутренняя секреция.

Б. Окружающие факторы, влияющие на клеточную активность:

• Осмотическое давление.

• Температура.

• Концентрация водородных ионов (рН).

В. Механизмы, обеспечивающие структурное и функциональное единство:

• Наследственность.

• Регенерация.

• Иммунобиологическая реактивность.

Принцип биологического регулирования обеспечивает внутреннее состояние организма (его содержание), а также взаимосвязь этапов онтогенеза и филогенеза. Этот принцип оказался широкораспространненым. При его изучении возникла кибернетика - наука о целенаправленном и оптимальном управлении сложными процессами в живой природе, в человеческом обществе, промышленности (Берг И. А. 1962).

Живой организм представляет сложную управляемую систему, где происходит взаимодействие многих переменных внешней и внутренней среды. Общим для всех систем является наличие входных переменных, которые в зависимости от свойств и законов поведения системы преобразуются в выходные переменные.

Выходные переменные зависят от входных и законов поведения системы.

Влияние выходного сигнала на управляющую часть системы называется обратной связью, которая имеет большое значение в саморегуляции (гомеостатической реакции). Различают отрицательную и положительную обратную связь.

Отрицательная обратная связь уменьшает влияние входного сигнала на величину выходного по принципу: "чем больше (на выходе), тем меньше (на входе)". Она способствует восстановлению гомеостаза системы.

При положительной обратной связи величина входного сигнала увеличивается по принципу: чем больше (на выходе), тем больше (на входе). Она усиливает возникшее отклонение от исходного состояния, что приводит к нарушению гомеостаза.

Однако все виды саморегуляции действуют по одному принципу: самоотклонение от исходного состояния, что служит стимулом для включения механизмов коррекции. Так в норме рН крови составляет 7,32 - 7,45. Сдвиг рН на 0,1 приводит к нарушению сердечной деятельности. Этот принцип был описан Анохиным П. К. в 1935 г. и назван принципом обратной связи, который служит для осуществления приспособительных реакций.

Общий принцип гомеостатической реакции (Анохин: «Теория функциональных систем»):

отклонение от исходного уровня ──> сигнал ──> включение регуляторных механизмов по принципу обратной связи ──> коррекция изменения (нормализация).

Так, при физической работе СО₂ в крови увеличивается ──> рН сдвигается в кислую сторону ──> сигнал в продолговатый мозг в дыхательный центр ──> центробежные нервы импульс и межреберным мышцам дыхание усугубляется ──> снижение СО₂ в крови, рН восстанавливается.