Hvordan påvirker aldring evnen til at gendanne homeostase?

Homøostase er den proces, hvorigennem en organisme regulerer sit indre miljø og holder kritiske parametre inden for acceptable grænser. Aldring påvirker evnen til at opretholde og gendanne homeostase, fordi nogle af de mekanismer, der bruges af organismen, ikke længere er så effektive som i en ung krop.

I mange tilfælde kan manglende evne til at gendanne homeostase påvirke kroppens aktiviteter og kan resultere i nedsat kapacitet og sygdom. Typiske parametre, for hvilke homeostase skal opretholdes eller gendannes, og som påvirkes af aldring, inkluderer følgende:

• Kropstemperatur
• Glukoseniveauer
• Blodvandbalance

De mekanismer, hvormed disse parametre holdes inden for et ønskeligt interval, inkluderer virkningen af hormoner, cellernes aktiviteter og handlinger fra organismen. Hvis homeostatisk regulering ikke er mulig, og værdierne af disse parametre holder sig uden for de krævede grænser, kan organismen dø.

Når en parameter er for høj eller for lav, udløser hormoner cellereaktioner, der bringer værdien tilbage til sit normale niveau. For eksempel udløser en for høj temperatur modforanstaltninger i huden,

Når systemerne springer i aktion, har kropstemperaturen tendens til at gå ned igen. Homeostase er gendannet.

Aldring kan påvirke homøostatisk respons. Kirtlen, der udskiller hormonet, kan muligvis ikke længere producere så meget hormon som før. Selv hvis hormonet udskilles i tilstrækkelige mængder, er målcellerne muligvis ikke længere så følsomme over for hormonet.

De reagerer muligvis mindre, og den homeostatiske reaktion kan være langsommere og svagere. Kroppen er ikke i stand til at gendanne homeostase så hurtigt som da organismen var yngre.

Hvis en eller flere af de vigtige homeostatiske parametre forbliver for høje eller for lave i lang tid, er der risiko for beskadigelse af celler og organismen. Hvis kropstemperaturen forbliver for varm, kan organismen lide dehydrering og nedsat hjernefunktion som den nerveceller stop med at fungere korrekt.

Hvis temperaturen er for lav, kropsfunktioner lukkes ned, og hvis nogen del af kroppen fryser, skader iskrystallerne cellemembraner og væv.

Niveauerne af mange stoffer er en nøgle til celleaktiviteter. Hvis glukose eller vandstand er for høje eller for lave, kan celler ikke fungere normalt. Glukose er et vigtigt næringsstof, uden hvilket celler ikke kan syntetisere de proteiner, de har brug for. Et konstant vandniveau er nødvendigt for cellefunktion og kemisk signaldiffusion.

Homeostase holder disse værdier tæt på deres mål. Hvis de forbliver for høje eller for lave i lang tid, lider organismen skade.

Homeostase er samlingen af ​​mekanismer, som kroppen bruger til at holde sine driftsvariabler tæt på deres ønskede sætpunkter. Aldring er en proces, der gør mekanismerne til homeostase mindre effektive. De værktøjer, der bruges til homeostase, forbliver de samme i organismenes levetid, men med aldring kan der være færre værktøjer, og værktøjerne fungerer ikke så godt som før.

I homeostase producerer celler kemiske signaler, der er målrettet mod andre celler og ændrer deres adfærd. Dette sker på tre måder:

• De målrettede celler kan tage direkte og individuel handling såsom metabolisering af mere glukose.
• Cellerne kan deltage i en koordineret reaktion hvor et organ som hjertet slår hurtigere.
• Cellerne kan forårsage en følelse, der gør organisme handle, såsom drikkevand som reaktion på en følelse af tørst.

Aldring hindrer disse handlinger. Mange af cellerne i en aldrende organisme har mistet noget af deres evne til at udføre deres funktioner ved maksimal effektivitet pga mutationer i deres DNA, generaliseret skade eller slitage. Cellerne kan have færre ressourcer som følge af mistet effektivitet og er muligvis ikke i stand til at signalere eller modtage signaler så godt som før.

Selv når signalering fungerer godt, og der modtages stærke signaler, er celler mindre i stand til at tage handlinger som at få hjertet til at slå hurtigere eller få organismen til at kigge efter vand. Selvom aldring ikke er den samme for alle organismer eller alle mennesker, kan aldring generelt reduceres overordnet funktionalitet, ikke kun i gendannelse af homeostase.

Den homeostatiske mekanisme, der holder temperaturen på organismer inden for grænser, har fire grene. Dets centrale kommandoenhed er hypothalamus kirtel. Det sender kemiske signaler til nerveceller, hudceller, kredsløbssystemet og åndedrætssystemet.

Ved for høje temperaturer fungerer de fire grene som følger:

• Signalerne fra hypothalamus gør organismen føler dig varm. For mennesker fjerner de tøj eller finder et køligere sted. Denne handling er frivillig; de tre andre grene er ufrivillige og finder automatisk sted.
• Hypothalamus sender signaler til hudceller. Receptorer på overfladen af svedkirtel celler binder med de kemiske signaler og udløser aktivitet i svedcellerne, der til sidst fører til, at cellerne udskiller sved.
• Kemiske signaler sendes til cellerne, der styrer cirkulært system og til kapillærerne nær huden. Kontrolcellerne stimuleres til at sende et signal, der fremskynder hjerteslagen. Celler i væggene i kapillærerne udvides, og kapillærerne udvides, hvilket bringer varmt blod til organismen.
• Lignende signaler sendes til åndedrætsorganerne kontrolceller. Disse celler reagerer for at sende signaler for at fremskynde vejrtrækningen. Denne reaktion er især vigtig for dyr, der bruger panting som et middel til afkøling.

For temperaturer, der er for kolde, har lignende signaler modsatte virkninger, såsom at organismen kigger efter et varmt rum eller krymper kapillærerne nær huden. I begge tilfælde er mange systemer nødt til at interagere på en koordineret måde for at gendanne temperaturhomeostase.

Aldringsceller udfører ikke cellefunktioner så effektivt som yngre celler. I tilfælde af temperaturhomeostase kan temperaturer i aldrende organismer forblive for høje eller for lave længere end for unge organismer. Dette kan føre til yderligere celleskader eller yderligere ineffektivitet i produktionen af ​​hormoner og andre kemikalier.

Dårlig temperatur homeostase på grund af aldring kan skyldes mangel på hormonproduktion ved hypothalamus. Hormoner er proteiner produceret af ribosomer knyttet til endoplasmatisk retikulum (ER) af celler.

ER behandler, lagrer og eksporterer hormonerne i specielle vesikler via Golgi-apparat. Vesiklerne smelter sammen med de udvendige cellemembraner og efterlader deres indhold uden for cellen som hormonudskillede hormoner. Disse forskellige trin er mindre effektive i aldrede celler, hvilket fører til mindre udskilt hormon.

I den anden ende af signalkæden, hormonreceptorer på den ydre membran af celler kan være færre, og nogle kan blive beskadiget. Hormonerne producerer derefter mindre effekt end i yngre celler. Færre celler ændrer deres adfærd, og dem, der reagerer på hormonerne, kan kun ændre deres adfærd lidt. Som et resultat af alle disse påvirkninger kan aldring reducere effektiviteten af ​​temperaturhomeostase.

Celler bruger konstant glukose og ilt for at producere energi til cellefunktioner. Glukose distribueres til hver celle i kroppen gennem kredsløbssystemet, og dens niveau i blodet skal holdes konstant. Begge lave niveauer af glukose eller hypoglykæmi og høje niveauer eller hyperglykæmi kan føre til døden.

Niveauet af glukose i blodet styres af bugspytkirtel gennem hormonet insulin. I glukosehomeostase udskilles insulin af celler i bugspytkirtlen og fordeles gennem blodkar. Når glukose er for høj, øges insulinniveauet også i blodet, og insulinreceptorer på ydersiden af ​​celler udløses af insulinet.

Udløseren frigiver kemikalier inde i cellen, der øger stofskiftet og forbruger glukose. Niveauet af glukose i blodet går ned igen.

Hvis glukoseniveauet er for lavt, oplever organismen en sultfølelse. Organismen spiser og maden fordøjes og opdeles i komponenter inklusive glukose i fordøjelseskanalen. Glukosen absorberes af blodårer omkring fordøjelseskanalen, og glukoseniveauet i blodet genoprettes.

Glucosehomeostase påvirkes af de samme aldringsfaktorer som for temperatur. Celler i bugspytkirtlen producerer mindre insulin, og cellereceptorerne fungerer ikke så godt. Men der er yderligere måder, hvorpå aldring kan påvirke blodets glukoseniveau. Risikoen for høje glukoseniveauer forårsager diabetes stigninger hos ældre.

Der er to typer diabetes.

Type I skyldes mangel på insulin, enten på grund af ødelæggelse af de insulinproducerende celler i bugspytkirtlen eller celler, der producerer mindre insulin.

Type II diabetes skyldes, at receptorer på målcellerne bliver desensibiliserede på grund af kontinuerlig eksponering for høje niveauer af insulin. Denne effekt skyldes ofte fedme eller det langsigtede forbrug af mad med høje niveauer af let fordøjelig glukose. Alle disse faktorer er mere alvorlige og mere almindelige i alderdommen.

Vedligeholdelse af den rigtige mængde vand i blodet er vigtigt for kemiske kemiske reaktioner. Hvis blod indeholder for meget vand, kommer vand ind i cellerne og fortynder celleopløsninger. Hvis der er for lidt vand, mister celler vand, og kemisk diffusion påvirkes.

Blodvandshomeostase styres af hypothalamus via to kanaler som følger:

• Hvis der er for meget vand i blodet, sender hypothalamus et signal til hypofysen for at udskille en antidiuretisk hormon kaldes ADH. ADH retter sig mod celler i nyrerne, der tillader mere vand i urinen.
• Hvis der er for lidt vand i blodet, skaber hypothalamus en fornemmelse af tørst i organismen. Organismen drikker vand, som absorberes gennem fordøjelsessystemet i blodet.

Aldring påvirker ikke kontrolstien, hvor et lavt vandniveau fører til tørst, men aldrende nyrer mister masse og er ikke længere så lydhøre over for signaler som yngre organer. Som et resultat kan celler tillade vand at passere ind i urinen, selv når hypothalamus ikke har givet det tilsvarende signal, eller vand kan bibeholdes, selv når blodvandstanden er for høj.

Samlet set er blodvandshomeostase ikke længere så nøjagtig som i yngre organismer.

Generelt påvirker aldring vedligeholdelse og gendannelse af homeostase negativt. Ydelsen af ​​aldrende celler forringes ofte, og de er mindre følsomme over for cellesignalering. Selv når cellerne udfører deres funktioner, er den aldrede organisme ofte mindre i stand til at tage de nødvendige handlinger.

Imidlertid kan de faktiske virkninger af aldring for individuelle tilfælde variere meget. Aldring kan have disse negative virkninger, men ikke alle aldrende celler og aldrende organismer udviser den samme forringelse i funktionalitet.