Најважније из лекције
План-резиме
-
Појам хомеостазе
- Дефиниција: Способност организма да одржава релативну сталност унутрашње средине унутар уских физиолошких граница, упркос променама у спољашњој средини (грч. хомео – сличан/исти, стазис – мировање/заустављање).
- Главни регулатори: Нервни и ендокрини систем, уз учешће свих осталих органских система.
-
Параметри унутрашње средине
- Физички параметри: Телесна температура, крвни притисак.
- Хемијски параметри: Ниво шећера (глукозе) у крви (нормално 4–6 mmol/l), концентрација минерала ($\text{Ca}^{2+}$, $\text{Na}^+$, $\text{K}^+$, фосфор), pH вредност крви, гасови ($\text{O}_2$ и $\text{CO}_2$), као и број крвних зрнаца (еритроцити, леукоцити).
-
Механизам повратне спреге
- Основни елементи:
- Рецептор (сензор): Региструје промену вредности одређеног параметра у односу на задати опсег.
- Центар: Прима и обрађује информацију од сензора и шаље одговарајући сигнал.
- Ефектор: Орган или ткиво које непосредно реагује и спроводи одговор организма.
- Врсте повратне спреге:
- Негативна повратна спрега (доминантна): Реакција поништава почетни поремећај и враћа вредност параметра у нормалан опсег (принцип кућног термостата).
- Позитивна повратна спрега (ређа): Реакција појачава почетни стимулус све док се процес не заврши.
- Основни елементи:
-
Примери негативне повратне спреге
- Терморегулација:
- Центар: Хипоталамус (мождани „термостат“).
- Реакција на хладноћу: Дрхтање скелетних мишића, сужавање крвних судова коже (вазоконстрикција) и смањење одавања топлоте.
- Реакција на топлоту: Појачано лучење зноја и ширење крвних судова коже (вазодилатација) ради одавања вишка топлоте.
- Подела животиња: Хомеотерми (одржавају сталну температуру – сисари и птице) и поикилотерми (температура зависи од околине – рибе, водоземци, гмизавци).
- Регулација нивоа глукозе у крви:
- Висок ниво глукозе: Панкреас лучи инсулин $\rightarrow$ глукоза улази у ћелије и складишти се као гликоген у јетри и мишићима.
- Низак ниво глукозе: Панкреас лучи глукагон $\rightarrow$ разградња гликогена у јетри и ослобађање глукозе у крв.
- Регулација нивоа калцијума ($\text{Ca}^{2+}$):
- Паратхормон (параштитна жлезда): Повећава ниво калцијума у крви (ослобађа га из костију, смањује избацивање преко бубрега и подстиче ресорпцију у цревима преко витамина Д).
- Калцитонин (штитна жлезда): Снижава ниво калцијума у крви (усмерава га и уграђује у кости).
- Производња еритроцита: Низак ниво кисеоника у крви $\rightarrow$ бубрези луче хормон еритропоетин $\rightarrow$ коштана срж производи више црвених крвних зрнаца.
- Ћелијски ниво: Инхибиција ензима крајњим продуктом реакције и регулација транскрипције гена.
- Терморегулација:
-
Примери позитивне повратне спреге
- Коагулација (згрушавање) крви: Активирани тромбоцити на месту оштећења крвног суда луче факторе који привлаче нове тромбоците све до формирања угрушка.
- Порођај: Окситоцин покреће контракције материце, које стимулишу још јаче лучење окситоцина до завршетка порођаја.
- Варење протеина: Дејством желудачне киселине неактивни пепсиноген прелази у активни пепсин, који затим сам убрзава активацију нових молекула пепсиногена.
Хомеостаза (грч. homoios – сличан, исти; stasis – мировање, стајање) представља способност организма да одржава динамичку сталност унутрашње средине упркос променама у спољашњем окружењу.
Сталност није апсолутна - вредности параметара природно варирају унутар уских, физиолошки оптималних граница.
У координацији и одржавању хомеостазе примарно учествују нервни и ендокрини систем, уз подршку свих осталих органских система (систем за циркулацију, дисање, излучивање, варење).
| Врста параметра | Примери |
|---|---|
| Физички параметри | Телесна температура (\(\approx 37\,^\circ\text{C}\)), крвни притисак. |
| Хемијски параметри | Концентрација глукозе у крви (\(4 - 6\text{ mmol/l}\)), ниво минерала (\(\text{Ca}^{2+}, \text{Na}^+, \text{K}^+, \text{P}\)), \(\text{pH}\) вредност крви, парцијални притисак гасова (\(\text{O}_2, \text{CO}_2\)), број крвних ћелија (еритроцити, леукоцити). |
Повратна спрега је основни контролни механизам помоћу којег организам региструје одступања од задатих вредности и покреће одговарајуће корективне реакције.
Сваки систем повратне спреге састоји се од три кључна елемента:
Региструје тренутну вредност одређеног параметра и уочава одступање од задатог опсега.
Прима информацију од сензора, обрађује је, упоређује са референтном вредношћу и шаље команду ка ефектору.
Извршни орган, ткиво или ћелија чији одговор директно мења вредност контролисаног параметра.
Техничка аналогија: Рад термостата у просторији. Када температура падне испод подешене вредности, сензор региструје пад, центар шаље сигнал пећи (ефектор) да почне са грејањем. Када се достигне жељена температура, грејање се аутоматски искључује.
Негативна повратна спрега је механизам у којем одговор ефектора делује супротно од почетног поремећаја - поништава одступање и враћа вредност параметра у нормалан опсег. Ово је доминантан регулаторни механизам у телу.
- Терморегулација:
- Центар: Хипоталамус (садржи терморецепторе за температуру крви).
- При паду температуре: Долази до сужавања крвних судова коже (смањење одавања топлоте) и дрхтања мишића (производња топлоте).
- При расту температуре: Крвни судови коже се шире и покреће се лучење зноја (одавање вишка топлоте испаравањем).
- Подела животиња: Хомеотерми одржавају сталну телесну температуру (птице, сисари), док код поикилотерма температура варира са спољашњом средином (рибе, водоземци, гмизавци).
- Регулација нивоа глукозе у крви:
- Висок шећер (после оброка): Панкреас лучи инсулин \(\rightarrow\) глукоза прелази у ћелије и складишти се у јетри и мишићима као гликоген \(\rightarrow\) ниво шећера пада.
- Низак шећер (између оброка): Панкреас лучи глукагон \(\rightarrow\) подстиче се разградња гликогена у јетри и ослобађање глукозе у крв \(\rightarrow\) ниво шећера расте.
- Регулација нивоа калцијума (\(\text{Ca}^{2+}\)):
- Пад калцијума у крви: Параштитасте жлезде луче паратхормон (\(\text{PTH}\)) \(\rightarrow\) ослобађа \(\text{Ca}^{2+}\) из костију, смањује губитак преко бубрега и повећава упијање у цревима (путем витамина D).
- Пораст калцијума у крви: Штитна жлезда лучи калцитонин \(\rightarrow\) стимулише уградњу вишка калцијума у коштано ткиво.
- Производња еритроцита: При смањеној количини кисеоника у крви (нпр. на висини), бубрези луче хормон еритропоетин, који стимулише коштану срж на појачану синтезу еритроцита.
Позитивна повратна спрега је процес у којем одговор ефектора додатно појачава и убрзава почетну промену, водећи процес ка брзом завршетку одређеног догађаја.
Овај механизам је знатно ређи од негативне спреге јер не одржава стално стање, већ води ка експлозивном завршетку процеса.
Карактеристични примери позитивне спреге:
- Коагулација (згрушавање) крви: Оштећење зида крвног суда привлачи крвне плочице (тромбоците), који ослобађају хемијске супстанце за привлачење нових тромбоцита све док се отвор не затвори крвним угрушком.
- Порођај: Контракције материце шаљу сигнал мозгу за лучење хормона окситоцина, који изазива још снажније контракције, покрећући циклус све до рођења новорођенчета.
- Активација ензима пепсина: Желудачна киселина активира неактивни пепсиноген у активни пепсин, а сваки настали молекул пепсина убрзава активацију преосталих молекула пепсиногена током варења.
Хомеостаза: Способност организма да одржава релативну сталност унутрашње средине регулисањем физичких (температура, крвни притисак) и хемијских параметара (\(\text{pH}\), глукоза, минерали, гасови).
Елементи повратне спреге: Рецептор (сензор) региструје промену \(\rightarrow\) Контролни центар обрађује информацију \(\rightarrow\) Ефектор извршава одговор.
Негативна повратна спрега (поништава промену):
Елементи повратне спреге: Рецептор (сензор) региструје промену \(\rightarrow\) Контролни центар обрађује информацију \(\rightarrow\) Ефектор извршава одговор.
Негативна повратна спрега (поништава промену):
- Терморегулација: Хипоталамус контролише знојење/ширење крвних судова (хлађење) или дрхтање/сужавање судова (загревање).
- Шећер у крви: Инсулин смањује ниво глукозе, а глукагон га повећава.
- Калцијум у крви: Паратхормон повећава ниво \(\text{Ca}^{2+}\), док га калцитонин смањује.
