Содержание
- Старение влияет на реакцию Bodys на гомеостатическую регуляцию
- Примеры гомеостатического дисбаланса демонстрируют риски недостаточного регулирования
- Закон о гомеостазе и старении в противоположных направлениях
- Температурный гомеостаз зависит от многих клеточных функций
- Старение может снизить способность гомеостаза температуры
- Гомеостаз глюкозы важен для клеточных функций
- Когда гомеостаз глюкозы уменьшается в результате старения, диабет может привести к
- Старение может повлиять на водный баланс крови
Гомеостаз - это процесс, посредством которого организм регулирует свою внутреннюю среду, поддерживая критические параметры в допустимых пределах.Старение влияет на способность поддерживать и восстанавливать гомеостаз, потому что некоторые механизмы, используемые организмом, уже не так эффективны, как в молодом организме.
Во многих случаях неспособность восстановить гомеостаз может повлиять на деятельность организма и может привести к снижению возможностей и заболеваний. Типичные параметры, для которых гомеостаз должен поддерживаться или восстанавливаться и на которые влияет старение, включают следующее:
Механизмы, с помощью которых эти параметры находятся в желаемом диапазоне, включают действие гормоны, деятельность клеток и действия со стороны организма. Если гомеостатическая регуляция невозможна и значения этих параметров остаются за пределами требуемых пределов, это может привести к гибели организма.
Старение влияет на реакцию Bodys на гомеостатическую регуляцию
Когда параметр слишком высок или слишком низок, гормоны вызывают клеточные реакции, которые возвращают значение к его нормальному уровню. Например, слишком высокая температура вызывает контрмеры в коже, кровеносной и дыхательной системах. гипоталамус гормоны с этих систем, сигнализируя им, чтобы охладить организм.
Когда системы вступают в действие, температура тела снова начинает снижаться. Гомеостаз восстановлен.
Старение может повлиять на гомеостатический ответ, Железа, секретирующая гормон, может больше не производить столько гормона, сколько раньше. Даже если гормон секретируется в достаточных количествах, клетки-мишени могут перестать быть чувствительными к гормону.
Они могут реагировать меньше, и гомеостатический ответ может быть медленнее и слабее. Организм не способен восстановить гомеостаз так быстро, как когда организм был моложе.
Примеры гомеостатического дисбаланса демонстрируют риски недостаточного регулирования
Если один или несколько важных гомеостатических параметров остаются слишком высокими или слишком низкими в течение длительного времени, существует риск повреждения клеток и организма. Если температура тела остается слишком высокой, организм может страдать от обезвоживания и нарушения работы мозга, так как нервные клетки перестают функционировать должным образом.
Если температура слишком низкая, функции организма отключаются, и если какая-либо часть тела замерзает, кристаллы льда повреждают клеточные мембраны и ткани.
Уровни многих веществ являются ключом к клеточной активности. Если глюкоза или же уровень воды слишком высокие или слишком низкие, клетки не могут нормально функционировать. Глюкоза является важным питательным веществом, без которого клетки не могут синтезировать необходимые им белки. Постоянный уровень воды необходим для функционирования клеток и диффузии химических сигналов.
Гомеостаз держит эти значения близко к их целям. Если они остаются слишком высокими или слишком низкими в течение длительного времени, организм страдает от повреждений.
Закон о гомеостазе и старении в противоположных направлениях
Гомеостаз - это совокупность механизмов, которые организм использует для поддержания своих рабочих переменных вблизи желаемых установить точки, Старение - это процесс, который делает механизмы гомеостаза менее эффективными. Инструменты, используемые для гомеостаза, остаются неизменными в течение всей жизни организма, но со старением может быть меньше инструментов, и инструменты не работают так, как раньше.
В гомеостазе клетки производят химические сигналы, которые нацелены на другие клетки и изменяют их поведение. Это происходит тремя способами:
Старение мешает этим действиям. Многие клетки в стареющем организме потеряли часть своей способности выполнять свои функции с максимальной эффективностью из-за мутации в их ДНК, обобщенно наносить ущерб или же износ. Ячейки могут иметь меньше ресурсов в результате потери эффективности и могут быть не в состоянии сигнализировать или принимать сигналы так же, как раньше.
Даже когда передача сигналов работает хорошо и сильные сигналы принимаются, клетки менее способны выполнять такие действия, как ускорение биения сердца или поиск организмом воды. Хотя старение не одинаково для всех организмов или всех людей, старение в целом может уменьшить общая функциональностьне только в восстановлении гомеостаза.
Температурный гомеостаз зависит от многих клеточных функций
Гомеостатический механизм, который поддерживает температуру организмов в определенных пределах, имеет четыре ветви. Его центральное командное подразделение является гипоталамус железы. Он посылает химические сигналы нервным клеткам, клеткам кожи, кровеносной системе и дыхательной системе.
Для слишком высоких температур четыре ветви работают следующим образом:
Для слишком низких температур аналогичные сигналы имеют противоположные эффекты, например, заставляют организм искать теплое пространство или сжимают капилляры возле кожи. В каждом случае многие системы должны взаимодействовать согласованно для восстановления температурного гомеостаза.
Старение может снизить способность гомеостаза температуры
Стареющие клетки не выполняют клеточные функции так же эффективно, как более молодые клетки. В случае температурного гомеостаза температура у стареющих организмов может оставаться слишком высокой или слишком низкой дольше, чем у молодых организмов. Это может привести к дальнейшему повреждению клеток или дальнейшей неэффективности в производстве гормонов и других химических веществ.
Плохой температурный гомеостаз из-за старения может быть вызван отсутствием выработка гормонов в гипоталамусе. Гормоны - это белки, продуцируемые рибосомами, прикрепленными к эндоплазматической сети (ER) клеток.
ER обрабатывает, хранит и экспортирует гормоны в специальные пузырьки через аппарат Гольджи. Везикулы сливаются с наружными клеточными мембранами и оставляют свое содержимое вне клетки как эндокринно-секретируемые гормоны. Эти различные этапы менее эффективны в старых клетках, что приводит к снижению секреции гормонов.
На другом конце сигнальной цепи, рецепторы гормонов На наружной мембране клеток может быть меньше, а некоторые могут быть повреждены. Гормоны тогда производят меньший эффект чем в более молодых клетках. Меньшее количество клеток меняет свое поведение, а те, которые реагируют на гормоны, могут лишь незначительно изменить свое поведение. В результате всех этих воздействий старение может снизить эффективность температурного гомеостаза.
Гомеостаз глюкозы важен для клеточных функций
Клетки постоянно потребляют глюкозу и кислород, чтобы производить энергию для функций клеток. Глюкоза распределяется по каждой клетке организма через систему кровообращения, и ее уровень в крови должен поддерживаться постоянным. Оба низкие уровни глюкозы или гипогликемия и высокие уровни или гипергликемия может привести к смерти.
Уровень глюкозы в крови контролируется поджелудочная железа через гормон инсулин. При гомеостазе глюкозы инсулин секретируется клетками поджелудочной железы и распространяется через кровеносные сосуды. Когда уровень глюкозы слишком высок, уровень инсулина в крови также увеличивается, и инсулиновые рецепторы на внешней стороне клеток запускаются инсулином.
При запуске выделяются химические вещества внутри клетки, которые увеличивают метаболизм и потребляют глюкозу. Уровень глюкозы в крови снижается.
Если уровень глюкозы слишком низкий, организм испытывает чувство голода. Организм ест, и пища переваривается и расщепляется на компоненты, включая глюкозу в пищеварительном тракте. Глюкоза поглощается кровеносными сосудами вокруг пищеварительного тракта, и уровень глюкозы в крови восстанавливается.
Когда гомеостаз глюкозы уменьшается в результате старения, диабет может привести к
На гомеостаз глюкозы влияют те же факторы старения, что и на температуру. Клетки в поджелудочной железе производят меньше инсулина, и клеточные рецепторы также не работают. Но есть и другие способы, с помощью которых старение может влиять на уровень глюкозы в крови. Риск высоких уровней глюкозы, вызывающих диабет увеличивается у пожилых людей.
Есть два типа диабета.
Тип I вызвано нехваткой инсулина, либо из-за разрушения инсулин-продуцирующих клеток поджелудочной железы или клеток, продуцирующих меньше инсулина.
Тип II диабет вызван десенсибилизацией рецепторов на клетках-мишенях из-за постоянного воздействия высоких уровней инсулина. Этот эффект часто обусловлен ожирением или длительным потреблением пищи с высоким уровнем легко усваиваемой глюкозы. Все эти факторы являются более серьезными и чаще встречаются в пожилом возрасте.
Старение может повлиять на водный баланс крови
Поддержание нужного количества воды в крови важно для химических реакций клеток. Если кровь содержит слишком много воды, вода попадет в клетки и разбавит клеточные растворы. Если воды слишком мало, клетки теряют воду и это влияет на химическую диффузию.
Гомеостаз воды в крови контролируется гипоталамус по двум каналам следующим образом:
Старение не влияет на путь контроля, при котором низкий уровень воды приводит к жажде, но стареющие почки теряют массу и перестают быть такими же чувствительными к сигналам, как более молодые органы. В результате клетки могут пропускать воду в мочу, даже если гипоталамус не дал соответствующего сигнала, или вода может сохраняться, даже если уровень воды в крови слишком высок.
В целом, гомеостаз воды в крови уже не так точен, как у более молодых организмов.
В целом старение влияет на поддержание и восстановление гомеостаза отрицательно, Производительность стареющих клеток часто ухудшается, и они менее чувствительны к передаче сигналов клетки. Даже когда клетки выполняют свои функции, пожилой организм часто менее способен предпринять необходимые действия.
Однако фактические последствия старения для отдельных случаев могут сильно различаться. Старение может иметь эти негативные последствия, но не все стареющие клетки и стареющие организмы демонстрируют одинаковое ухудшение функциональности.