Гомеостаз (від грец. Homoios - подібний і stasis - нерухомість) - процес, за рахунок якого досягається відносна сталість внутрішнього середовища організму (сталість температури тіла, кров'яного тиску, концентрації цукру в крові).
В якості окремого механізму можна виділити нервово-психічний гомеостаз. за рахунок якого забезпечується збереження і підтримання оптимальних умов функціонування нервової системи в процесі реалізації різноманітних форм діяльності.
Вікові особливості гомеостазу у дітей.
Сталість внутрішнього середовища організму і відносна стійкість фізико-хімічних показників у дитячому віці забезпечуються при вираженому переважання анаболічних процесів обміну над катаболическими. Це є неодмінною умовою зростання і відрізняє дитячий організм від організму дорослих, у яких інтенсивність метаболічних процесів перебуває в стані динамічної рівноваги. У зв'язку з цим нейроендокринна регуляція гомеостазу дитячого організму виявляється більш напруженою, ніж у дорослих. Кожен віковий період характеризується специфічними особливостями механізмів гомеостазу і їх регуляції. Тому у дітей значно частіше, ніж у дорослих, зустрічаються тяжкі порушення гомеостазу, нерідко загрожують життю. Ці порушення найчастіше пов'язані з незрілістю гомеостатичних функцій нирок, з розладами функцій шлунково-кишкового тракту або дихальної функції легень.
Зростання дитини, що виражається в збільшенні маси його клітин, супроводжується виразними змінами розподілу рідини в організмі. Абсолютне збільшення обсягу позаклітинної рідини відстає від темпів загального наростання ваги, тому відносний обсяг внутрішнього середовища, виражений у відсотках від ваги тіла, з віком зменшується. Ця залежність особливо яскраво виражена на першому році після народження. У дітей більш старшого віку темпи змін відносного об'єму позаклітинної рідини зменшуються. Система регуляції сталості об'єму рідини (волюморегуляція) забезпечує компенсацію відхилень у водному балансі в досить вузьких межах. Високий ступінь гідратації тканин у новонароджених і дітей раннього віку визначає значно вищу, ніж у дорослих, потреба дитини у воді (в розрахунку на одиницю маси тіла). Втрати води або її обмеження швидко ведуть до розвитку дегідратації за рахунок позаклітинного сектора, т. Е. Внутрішнього середовища. При цьому нирки - головні виконавчі органи в системі волюморегуляції - не забезпечують економії води. Лімітуючим фактором регуляції є незрілість канальцевої системи нирок. Найважливіша особливість нейроендокринної контролю гомеостазу у новонароджених і дітей раннього віку полягає у відносно високої секреції і ниркової екскреції альдостерону, що має прямий вплив на стан гідратації тканин і функцію ниркових канальців.
Регуляція осмотичного тиску плазми крові і позаклітинної рідини у дітей також обмежена. Осмолярность внутрішнього середовища коливається в більш широкому діапазоні (± 50 мосм / л), ніж у дорослих (± 6 мосм / л). Це пов'язано з більшою величиною поверхні тіла на 1 кг ваги і, отже, з більш істотними втратами води при диханні, а також з незрілістю ниркових механізмів концентрації сечі у дітей. Порушення гомеостазу. проявляються гіперосмосом. особливо часто зустрічаються у дітей періоду новонародженості і перших місяців життя; в більш старшому віці починає переважати гіпоосмос. пов'язаний головним чином з шлунково-кишковими захворюванням або хворобами нирок. Менш вивчена іонна регуляція гомеостазу, тісно пов'язана з діяльністю нирок і характером харчування.
Важливим показником, що характеризує гомеостаз у дітей, є концентрація водневих іонів в крові і позаклітинної рідини. В антенатальному і ранньому постнатальному періодах регуляція кислотно-лужної рівноваги тісно пов'язана зі ступенем насичення крові киснем, що пояснюється відносним переважанням анаеробного гліколізу в біоенергетичних процесах. При цьому навіть помірна гіпоксія у плода супроводжується накопиченням в його тканинах молочної кислоти. Крім того, незрілість ацідогенетіческой функції нирок створює передумови для розвитку «фізіологічного» ацидозу (зрушення кислотно-лужної рівноваги в організмі в бік відносного збільшення кількості аніонів кислот.). У зв'язку з особливостями гомеостазу у новонароджених нерідко виникають розлади, що стоять на межі між фізіологічними і патологічними.
Особливості гомеостазу в літньому і старечому віці.
Один і той же рівень гомеостатичних величин в різні вікові періоди підтримується за рахунок різних зрушень в системах їх регулювання. Наприклад, сталість рівня артеріального тиску в молодому віці підтримується за рахунок більш високого хвилинного серцевого викиду та низького загального периферичного опору судин, а в похилому і старечому - за рахунок більш високого загального периферичного опору і зменшення величини хвилинного серцевого викиду. При старінні організму сталість найважливіших фізіологічних функцій підтримується в умовах зменшення надійності і скорочення можливого діапазону фізіологічних змін гомеостазу. Збереження відносного гомеостазу при істотних структурних, обмінних і функціональних змінах досягається тим, що одночасно відбувається не тільки згасання, порушення і деградація, а й розвиток специфічних пристосувальних механізмів. За рахунок цього підтримується незмінний рівень вмісту цукру в крові, рН крові, осмотичного тиску, мембранного потенціалу клітин і т.д.
Суттєве значення в збереженні гомеостазу в процесі старіння організму мають зміни механізмів нейрогуморальної регуляції, збільшення чутливості тканин до дії гормонів і медіаторів на тлі ослаблення нервових впливів.
При старінні організму істотно змінюється робота серця, легенева вентиляція, газообмін, ниркові функції, секреція травних залоз, функція залоз внутрішньої секреції, обмін речовин і ін. Зміни ці можуть бути охарактеризовані як гомеорезіс - закономірна траєкторія (динаміка) зміни інтенсивності обміну і фізіологічних функцій з віком в часі. Значення ходу вікових змін дуже важливо для характеристики процесу старіння людини, визначення його біологічного віку.
У похилому і старечому віці знижуються загальні потенційні можливості пристосувальних механізмів. Тому в старості при підвищених навантаженнях, стресах і інших ситуаціях ймовірність зриву адаптаційних механізмів і порушення гомеостазу збільшуються. Таке зменшення надійності механізмів гомеостазу є однією з найважливіших передумов розвитку патологічних порушень в старості.
Таким чином, гомеостаз - це інтегральне поняття, функціонально і морфологічно об'єднує серцево-судинну систему, систему дихання, ниркову систему, водно-електролітний обмін, кислотно-лужну рівновагу.
Основне призначення серцево-судинної системи - подача і розподіл крові по всіх басейнах мікроциркуляції. Кількість крові, яка викидається серцем за 1 хв. становить хвилинний обсяг. Однак функція серцево-судинної системи полягає не просто в підтримці заданого хвилинного об'єму і його розподіл по басейнах, а в змінах хвилинного обсягу відповідно до динаміки потреб тканин при різних ситуаціях.
Головне завдання крові - транспорт кисню. Багато хірургічні хворі відчувають гостре падіння хвилинного обсягу, що порушує доставку кисню до тканин і може бути причиною загибелі клітин, органу і навіть всього організму. Тому оцінка функції серцево-судинної системи повинна враховувати на тільки хвилинний обсяг, але і постачання тканин киснем і їх потреба в ньому.
Основне призначення системи дихання - забезпечення адекватного газообміну між організмом і навколишнім середовищем при постійно мінливій швидкості обмінних процесів. Нормальна функція системи дихання - це підтримання постійного рівня кисню і вуглекислоти в артеріальною крові при нормальному судинному опорі в малому колі кровообігу і при звичайній витраті енергії на дихальну роботу.
Дана система найтіснішим чином пов'язана з іншими системами, і в першу чергу з серцево-судинної. Функція системи дихання включає в себе вентиляцію, легеневий кровообіг, дифузію газів через альвеолярно-капілярну мембрану, транспорт газів кров'ю і тканинне дихання.
Функції ниркової системи: нирки є основним органом, призначеним для збереження сталості фізико-хімічних умов в організмі. Головна з них функцій екскреторна. Вона включає: регуляцію водно-електролітного балансу, підтримки кислотно-лужної рівноваги і видалення з організму продуктів обміну білків і жирів.
Функції водно-електролітного обміну: вода в організмі відіграє транспортну роль, заповнюючи собою клітини, інтерстиціальні (проміжні) і судинні простору, є розчинником солей, колоїдів і кристалоїдів і бере участь в біохімічних реакціях. Всі біохімічні рідини являють собою електроліти, так як розчинені у воді солі і колоїди знаходяться в дисоційованому стані. Перелічити всі функції електролітів неможливо, але головними з них є: збереження осмотичного тиску, підтримку реакції внутрішнього середовища, участь в біохімічних реакціях.
Головне призначення кислотно-лужної рівноваги полягає в збереженні сталості pH рідких середовищ організму як основи для нормальних біохімічних реакцій і, отже, життєдіяльності. Метаболізм відбувається при неодмінному участі ферментативних систем, активність яких тісно залежить від хімічної реакції електроліту. Разом з водно-електролітного обміном кислотно-лужну рівновагу грає вирішальну роль в упорядкуванні біохімічних реакцій. У регуляції кислотно-лужної рівноваги беруть участь буферні системи і багато фізіологічні системи організму.
При яких захворюваннях виникає порушення гомеостазу
З точки зору хімічної біофізики гомеостаз - це стан, при якому всі процеси, відповідальні за енергетичні перетворення в організмі, знаходяться в динамічній рівновазі. Цей стан володіє найбільшою стійкістю і відповідає фізіологічному оптимуму. Відповідно до уявлень термодинаміки організм і клітка можуть існувати і пристосовуватися до таких умов середовища, при яких в біологічній системі можливе встановлення стаціонарного перебігу фізико-хімічних процесів, тобто гомеостазу. Основна роль у встановленні гомеостазу належить в першу чергу клітинним мембранним системам, які відповідальні за біоенергетичні процеси і регулюють швидкість надходження і виділення речовин клітинами.
З цих позицій основними причинами порушення гомеостазу є незвичайні для нормальної життєдіяльності неферментативні реакції, що протікають в мембранах; в більшості випадків це ланцюгові реакції окислення за участю вільних радикалів, що виникають в фосфолипидах клітин. Ці реакції ведуть до пошкодження структурних елементів клітин і порушення функції регулювання. До факторів, що є причиною порушення гомеостазу, відносяться також агенти, що викликають радікалообразованіе, - іонізуючі випромінювання, інфекційні токсини, деякі продукти харчування, нікотин, а також нестача вітамінів і т.д.
Одним з основних чинників, що стабілізують гомеостатическое стан і функції мембран, є біоантіокіслітелі, які стримують розвиток окислювальних радикальних реакцій.