Hogyan befolyásolja az öregedés a homeosztázis helyreállításának képességét?

Homeosztázis az a folyamat, amelynek során egy szervezet szabályozza belső környezetét, a kritikus paramétereket elfogadható határok között tartja. Az öregedés befolyásolja a homeosztázis fenntartásának és helyreállításának képességét, mert a szervezet által alkalmazott mechanizmusok egy része már nem olyan hatékony, mint egy fiatal testben.

Sok esetben a homeosztázis helyreállításának képtelensége befolyásolhatja a test tevékenységét, és csökkent képességeket és betegségeket eredményezhet. A jellemző paraméterek, amelyeknél a homeosztázist fenn kell tartani vagy helyre kell állítani, és amelyekre az öregedés hatással van, a következők:

• Testhőmérséklet
• Glükózszint
• Vér-vízmérleg

A mechanizmusok, amelyek révén ezeket a paramétereket a kívánt tartományon belül tartják, magukban foglalják a hormonok, a sejtek aktivitása és a szervezet részéről kifejtett tevékenység. Ha a homeosztatikus szabályozás nem lehetséges, és ezeknek a paramétereknek az értékei meghaladják az előírt határértékeket, akkor a szervezet elhalhat.

Ha egy paraméter túl magas vagy túl alacsony, a hormonok olyan sejtreakciókat váltanak ki, amelyek visszaállítják az értéket a normális szintre. Például a túl magas hőmérséklet ellenintézkedéseket vált ki a bőrben, keringési és légzési rendszerek. A hipotalamusz mirigy hormonokat küld ezekbe a rendszerekbe, jelezve, hogy hűtsék le a testet.

Amint a rendszerek működésbe lépnek, a testhőmérséklet ismételten csökken. A homeosztázis helyreáll.

Az öregedés befolyásolhatja a homeosztatikus válasz. A hormont szekretáló mirigy lehet, hogy már nem képes annyi hormont termelni, mint korábban. Még akkor is, ha a hormon elegendő mennyiségben választódik ki, a célsejtek már nem lehetnek annyira érzékenyek a hormonra.

Kevésbé reagálhatnak, a homeosztatikus válasz pedig lassabb és gyengébb lehet. A szervezet nem képes olyan gyorsan helyreállítani a homeosztázist, mint amikor a szervezet fiatalabb volt.

Ha egy vagy több fontos homeosztatikus paraméter sokáig túl magas vagy alacsony szinten marad, fennáll a sejtek és a szervezet károsodásának veszélye. Ha a testhőmérséklet túl meleg marad, akkor a szervezet kiszáradást és az agyműködés károsodását szenvedheti, mivel idegsejtek ne működjön megfelelően.

Ha a hőmérséklet túl alacsony, a testi funkciók leállnak, és ha a test bármely része megfagy, a jégkristályok károsodnak sejtmembránok és szövet.

Számos anyag szintje kulcsfontosságú a sejtek aktivitásában. Ha szőlőcukor vagy vízszintek túl magasak vagy alacsonyak, a sejtek nem tudnak normálisan működni. A glükóz fontos tápanyag, amely nélkül a sejtek nem tudják szintetizálni a szükséges fehérjéket. A sejt működéséhez és a kémiai jel diffúziójához állandó vízszintre van szükség.

A homeosztázis ezeket az értékeket a célok közelében tartja. Ha sokáig túl magasan vagy túl alacsonyan vannak, akkor a szervezet károsodást szenved.

A homeosztázis a mechanizmusok gyűjteménye, amelyet a test használ, hogy működési változóit a kívánt közelében tartsa beállított pontok. Az öregedés egy olyan folyamat, amely kevésbé hatékonyabbá teszi a homeosztázis mechanizmusait. A homeosztázishoz használt eszközök ugyanazok maradnak a szervezet élete során, de az öregedéssel kevesebb eszköz lehet, és az eszközök nem működnek olyan jól, mint korábban.

A homeosztázisban a sejtek kémiai jeleket hoznak létre, amelyek más sejteket céloznak meg, és megváltoztatják viselkedésüket. Ez háromféleképpen történik:

• A megcélzott sejtek közvetlen és egyéni cselekvés mint például több glükóz metabolizálása.
• A sejtek részt vehetnek a összehangolt reakció amelyben egy olyan szerv, mint a szív, gyorsabban ver.
• A sejtek olyan érzést kelthetnek, amely a a szervezet cselekszik, mint például a szomjúságérzetre adott ivóvíz.

Az öregedés akadályozza ezeket a cselekedeteket. Az öregedő organizmusok sejtjei közül sok elvesztette azon képességét, hogy funkciói csúcsteljesítmény mellett végezhetők legyenek mutációk DNS -ükben általánosítva kár vagy elhasználódás. A celláknak kevesebb erőforrása lehet a hatékonyságvesztés következtében, és előfordulhat, hogy nem tudnak olyan jól jelezni vagy fogadni jeleket, mint korábban.

Még akkor is, ha a jelzés jól működik, és erős jelek érkeznek, a sejtek kevésbé képesek olyan tevékenységeket végrehajtani, mint például a szív gyorsabb dobogása vagy a szervezet vízkeresése. Míg az öregedés nem azonos minden organizmus vagy minden ember számára, az öregedés általában csökkentheti általános funkcionalitás, nemcsak a homeosztázis helyreállításában.

A homeosztatikus mechanizmusnak, amely az organizmusok hőmérsékletét korlátok között tartja, négy ága van. Központi parancsnoki egysége a hipotalamusz mirigy. Kémiai jeleket küld az idegsejtekhez, a bőrsejtekhez, a keringési rendszerhez és a légzőrendszerhez.

Túl magas hőmérséklet esetén a négy ág a következőképpen működik:

• A hipotalamusz jelei teszik a szervezetet forrónak érez. Emberek esetében eltávolítják a ruházatot, vagy hűvösebb helyet találnak. Ez a cselekvés önkéntes; a másik három ág önkéntelen, automatikusan zajlik.
• A hipotalamusz jeleket küld a bőrsejteknek. Receptorok a felületén izzadságmirigy a sejtek kötődnek a kémiai jelekhez, és aktivitást váltanak ki a verejtéksejtekben, ami végül a verejték kiválasztására készteti a sejteket.
• Kémiai jeleket juttatnak a sejteket szabályozó sejtekhez keringési rendszer és a bőr közelében lévő hajszálerekhez. A kontroll sejteket arra ösztönözzük, hogy olyan jelet küldjenek, amely felgyorsítja a szívverést. A kapillárisok falaiban lévő sejtek kitágulnak és a kapillárisok kitágulnak, forró vért juttatva a szervezet bőrére.
• Hasonló jeleket küldenek a légzőrendszer kontroll sejtek. Ezek a sejtek jeleket küldenek a légzés felgyorsítása érdekében. Ez a reakció különösen fontos azoknál az állatoknál, akik a lihegést használják a lehűlés eszközeként.

Túl hideg hőmérséklet esetén a hasonló jeleknek ellentétes hatása van, például arra készteti a szervezetet, hogy meleg helyet keressen, vagy összezsugorítsa a kapillárisokat a bőr közelében. Mindegyik esetben sok rendszernek összehangolt módon kell kölcsönhatásba lépnie a hőmérséklet-homeosztázis helyreállítása érdekében.

Az öregedő sejtek nem látják el olyan hatékonyan a sejtfunkciókat, mint a fiatalabb sejtek. Hőmérsékleti homeosztázis esetén az öregedő organizmusokban a hőmérséklet túl magas vagy alacsony maradhat hosszabb ideig, mint a fiatal szervezeteknél. Ez további sejtkárosodáshoz vagy további hatékonysághiányhoz vezethet a hormonok és más vegyi anyagok termelésében.

Az öregedés miatti rossz hőmérsékletű homeosztázis oka lehet a hiánya hormontermelés a hipotalamusznál. A hormonok azok a fehérjék, amelyeket a endoplazmatikus retikulum (ER) sejtekből.

Az ER feldolgozza, tárolja és exportálja a hormonokat a speciális vezikulákban a Golgi-készülék. A vezikulák összeolvadnak a külső sejtmembránokkal, és tartalmukat a sejten kívül hagyják, mint endokrin elválasztott hormonok. Ezek a különböző lépések kevésbé hatékonyak az idős sejtekben, ami kevesebb hormon szekrécióhoz vezet.

A jelző lánc másik végén hormon receptorok a sejtek külső membránján kevesebb lehet, és néhány károsodhat. A hormonok ekkor kevesebb hatást váltanak ki, mint a fiatalabb sejtekben. Kevesebb sejt változtatja meg viselkedését, a hormonokra reagálók pedig csak kissé változtathatják viselkedésüket. Mindezen hatások eredményeként az öregedés csökkentheti a hőmérsékleti homeosztázis hatékonyságát.

A sejtek folyamatosan fogyasztanak glükózt és oxigént, hogy energiát termeljenek a sejtek működéséhez. A glükóz a keringési rendszeren keresztül eloszlik a test minden sejtjében, és a vér szintjét állandó szinten kell tartani. Mindkettő alacsony glükózszint vagy hipoglikémia és magas szintű ill magas vércukorszint halálhoz vezethet.

A vér glükózszintjét a hasnyálmirigy az inzulin hormon révén. A glükóz homeosztázisban az inzulint a hasnyálmirigy sejtjei választják ki, és az ereken keresztül osztják el. Túl magas glükóz esetén a vér inzulinszintje is megnő, és a sejtek külső oldalán lévő inzulinreceptorokat az inzulin váltja ki.

A kiváltás során a sejt belsejében vegyi anyagok szabadulnak fel, amelyek fokozzák az anyagcserét és fogyasztják a glükózt. A vér glükózszintje visszaáll.

Ha a glükózszint túl alacsony, a szervezet éhségérzetet tapasztal. A szervezet eszik, az ételt emésztik és összetevőkre bontják, beleértve az emésztőrendszer glükózt is. A glükóz felszívódik véredény az emésztőrendszer körül és a vér glükózszintje helyreáll.

A glükóz homeosztázisra ugyanazok az öregedési tényezők hatnak, mint a hőmérsékletre. A hasnyálmirigy sejtjei kevesebb inzulint termelnek, és a sejtreceptorok sem működnek megfelelően. De vannak további módszerek, amelyek révén az öregedés befolyásolhatja a vér glükózszintjét. A magas glükózszint kialakulásának kockázata cukorbetegség nő az idősebb embereknél.

A cukorbetegségnek két típusa van.

I. típus az inzulinhiány okozza, akár a hasnyálmirigy inzulintermelő sejtjeinek, akár a kevesebb inzulint termelő sejtek pusztulása miatt.

II A cukorbetegséget az okozza, hogy a célsejtek receptorai érzéketlenné válnak a magas inzulinszint folyamatos kitettsége miatt. Ez a hatás gyakran az elhízásnak vagy a magas emészthetőségű glükóztartalmú ételek hosszú távú fogyasztásának köszönhető. Mindezek a tényezők súlyosabbak és gyakoribbak idős korban.

Megfelelő mennyiség fenntartása víz a vérben fontos a sejtkémiai reakciók szempontjából. Ha a vér túl sok vizet tartalmaz, a víz bejut a sejtekbe, és hígítja a sejtoldatokat. Ha túl kevés a víz, akkor a sejtek elveszítik a vizet, és ez befolyásolja a kémiai diffúziót.

A vérvíz homeosztázisát a hipotalamusz két csatornán keresztül, az alábbiak szerint:

• Ha túl sok víz van a vérben, a hipotalamusz jelet küld az agyalapi mirigynek, hogy kiválasztódjon egy antidiuretikus hormon az ADH nevű. Az ADH a vesék sejtjeit célozza meg, amelyek több vizet engednek a vizeletbe.
• Ha túl kevés víz van a vérben, a hipotalamusz érzetet kelt szomjúság a szervezetben. A szervezet vizet iszik, amely az emésztőrendszeren keresztül felszívódik a vérbe.

Az öregedés nem befolyásolja azt a kontrollutat, amelyben az alacsony vízszint szomjúsághoz vezet, de öregedő vesék elveszíti a tömegét, és már nem reagál a jelekre, mint a fiatalabb szervek. Ennek eredményeként a sejtek lehetővé teszik a víz átjutását a vizeletbe, még akkor is, ha a hipotalamusz nem adta meg a megfelelő jelet, vagy a víz visszatartódhat akkor is, ha a vér vízszintje túl magas.

Összességében a vérvíz homeosztázisa már nem olyan pontos, mint a fiatalabb organizmusokban.

Általában az öregedés befolyásolja a homeosztázis fenntartását és helyreállítását negatívan. Az öregedő sejtek teljesítménye gyakran romlik, és kevésbé érzékenyek a sejtek jelzésére. Még akkor is, amikor a sejtek ellátják funkcióikat, az idős szervezet gyakran kevésbé képes megtenni a szükséges intézkedéseket.

Az öregedés egyes esetekre gyakorolt ​​tényleges hatása azonban nagymértékben eltérhet. Az öregedésnek lehetnek ilyen negatív hatásai, de nem minden öregedő sejt és öregedő szervezet mutat ugyanolyan romlást a funkcionalitásban.