როგორ მოქმედებს დაბერება ჰომეოსტაზის აღდგენის შესაძლებლობაზე?

ჰომეოსტაზი არის პროცესი, რომლის დროსაც ორგანიზმი არეგულირებს შინაგან გარემოს, კრიტიკული პარამეტრების შენარჩუნებას მისაღები საზღვრების ფარგლებში. დაბერება გავლენას ახდენს ჰომეოსტაზის შენარჩუნებისა და აღდგენის უნარზე, რადგან ორგანიზმის მიერ გამოყენებული ზოგიერთი მექანიზმი აღარ არის ისეთი ეფექტური, როგორც ახალგაზრდა ორგანიზმში.

ხშირ შემთხვევაში ჰომეოსტაზის აღდგენის შეუძლებლობამ შეიძლება გავლენა მოახდინოს ორგანიზმის საქმიანობაზე და გამოიწვიოს შემცირებული შესაძლებლობები და დაავადებები. ტიპიური პარამეტრები, რომლისთვისაც ჰომეოსტაზი უნდა შენარჩუნდეს ან აღდგეს და რომლებზეც გავლენას ახდენს დაბერება, მოიცავს შემდეგს:

• Სხეულის ტემპერატურა
• გლუკოზის დონე
• სისხლის წყლის ბალანსი

მექანიზმები, რომლითაც ეს პარამეტრები ინახება სასურველ ფარგლებში მოიცავს მოქმედებას ჰორმონები, უჯრედების საქმიანობა და მოქმედება ორგანიზმის მხრიდან. თუ ჰომეოსტატიკური რეგულირება შეუძლებელია და ამ პარამეტრების მნიშვნელობები საჭირო ზღვარს მიღმა დარჩება, შეიძლება გამოიწვიოს ორგანიზმის სიკვდილი.

როდესაც პარამეტრი ძალიან მაღალი ან ძალიან დაბალია, ჰორმონები იწვევენ უჯრედულ რეაქციებს, რაც ამცირებს მის ნორმალურ დონეს. მაგალითად, ძალიან მაღალი ტემპერატურა იწვევს კანზე ზომების გამრავლებას, სისხლის მიმოქცევის და რესპირატორული სისტემები. ჰიპოთალამუსი ჯირკვალი ამ სისტემებს აგზავნის ჰორმონებს, რაც მათ ორგანიზმის გაგრილებისთვის მიანიშნებს.

სისტემების მოქმედებასთან ერთად, სხეულის ტემპერატურა კვლავ იკლებს. აღდგენილია ჰომეოსტაზი.

დაძველებამ შეიძლება გავლენა მოახდინოს ჰომეოსტატიკური რეაქცია. ჰორმონის გამომყოფი ჯირკვალი შეიძლება ვეღარ შეძლოს იმდენი ჰორმონის გამომუშავება, როგორც ადრე. მაშინაც კი, თუ ჰორმონი საკმარისი რაოდენობით გამოიყოფა, სამიზნე უჯრედები შეიძლება აღარ იყოს ისეთი მგრძნობიარე ჰორმონის მიმართ.

მათ შეიძლება ნაკლები რეაგირება მოახდინონ, ხოლო ჰომეოსტატიკური რეაქცია შეიძლება იყოს ნელი და სუსტი. სხეულს არ შეუძლია ჰომეოსტაზის აღდგენა ისე სწრაფად, როგორც ორგანიზმი უფრო ახალგაზრდა იყო.

თუ ერთი ან რამდენიმე მნიშვნელოვანი ჰომეოსტატიკური პარამეტრი დიდხანს დარჩება ძალიან მაღალი ან ძალიან დაბალი, არსებობს უჯრედების და ორგანიზმის დაზიანების საშიშროება. თუ სხეულის ტემპერატურა ძალიან ცხელი დარჩება, ორგანიზმს შეუძლია განიცადოს დეჰიდრატაცია და ტვინის ფუნქციის დარღვევა ნერვული უჯრედები შეწყვიტე გამართული მოქმედება.

თუ ტემპერატურა ძალიან დაბალია, სხეულის ფუნქციები ითიშება და თუ სხეულის რომელიმე ნაწილი იყინება, ყინულის კრისტალები აზიანებს უჯრედის მემბრანები და ქსოვილი.

მრავალი ნივთიერების დონე არის უჯრედების საქმიანობის გასაღები. თუკი გლუკოზა ან წყლის დონეები ძალიან მაღალი ან ძალიან დაბალია, უჯრედები ნორმალურად ვერ მუშაობენ. გლუკოზა მნიშვნელოვანი საკვები ნივთიერებაა, რომლის გარეშეც უჯრედებს არ შეუძლიათ საჭირო ცილების სინთეზი. წყლის მუდმივი დონეა საჭირო უჯრედების ფუნქციონირებისა და ქიმიური სიგნალის დიფუზიისთვის.

ჰომეოსტაზი ამ მნიშვნელობებს ახდენს მათი სამიზნეების სიახლოვეს. თუ ისინი დიდხანს რჩებიან ძალიან მაღალი ან ძალიან დაბალი, ორგანიზმს აზიანებს.

ჰომეოსტაზი არის მექანიზმების ერთობლიობა, რომელსაც სხეული იყენებს, რათა შეინარჩუნოს თავისი მოქმედი ცვლადები სასურველთან ახლოს მითითებული წერტილები. დაბერება არის პროცესი, რომელიც ჰომეოსტაზის მექანიზმებს ნაკლებად ეფექტურს ხდის. ჰომეოსტაზისთვის გამოყენებული იარაღები იგივე რჩება ორგანიზმის სიცოცხლის განმავლობაში, მაგრამ დაბერებისთანავე შეიძლება ნაკლები იარაღები იყოს და ინსტრუმენტები ისე არ მუშაობს, როგორც ადრე.

ჰომეოსტაზის დროს უჯრედები წარმოქმნიან ქიმიურ სიგნალებს, რომლებიც სხვა უჯრედებზეა გათვლილი და ცვლის მათ ქცევას. ეს ხდება სამი გზით:

• მიზნობრივი უჯრედები შეიძლება მიიღონ პირდაპირ და ინდივიდუალური მოქმედება როგორიცაა მეტი გლუკოზის მეტაბოლიზირება.
• უჯრედებმა შეიძლება მიიღონ მონაწილეობა ა კოორდინირებული რეაქცია რომელშიც ისეთი ორგანო, როგორიცაა გული უფრო სწრაფად სცემს.
• უჯრედებმა შეიძლება გამოიწვიოს განცდა, რაც იწვევს ორგანიზმი იმოქმედებს, მაგალითად, წყლის დალევა წყურვილის გრძნობის საპასუხოდ.

დაბერება ხელს უშლის ამ ქმედებებს. მოძველებული ორგანიზმის უჯრედებმა დაკარგეს თავიანთი ფუნქციების შესრულების პიკი ეფექტურობის გამო მუტაციები მათ დნმ – ში, განზოგადებული დაზიანება ან ცვეთა. ეფექტურობის დაკარგვის შედეგად უჯრედებს შეიძლება ნაკლები რესურსი ჰქონდეთ და მათ ვერ შეძლონ როგორც ადრე, ისე სიგნალის მიღება ან სიგნალების მიღება.

მაშინაც კი, როდესაც სიგნალიზაცია კარგად მუშაობს და ძლიერი სიგნალები მიიღება, უჯრედებს ნაკლებად შეუძლიათ ისეთი მოქმედებების განხორციელება, როგორიცაა გულისცემა უფრო სწრაფად სცემა ან ორგანიზმი წყალს ეძებს. მიუხედავად იმისა, რომ დაბერება ყველა ორგანიზმისთვის ან ყველა ადამიანისთვის არ არის იგივე, ზოგადად დაბერებამ შეიძლება შეამციროს საერთო ფუნქციონირებაარა მხოლოდ ჰომეოსტაზის აღდგენაში.

ჰომეოსტატიკური მექანიზმი, რომელიც იკავებს ორგანიზმების ტემპერატურას საზღვრებში, აქვს ოთხი ტოტი. მისი ცენტრალური ბრძანება არის ჰიპოთალამუსი ჯირკვალი ის აგზავნის ქიმიურ სიგნალებს ნერვულ უჯრედებში, კანის უჯრედებში, სისხლის მიმოქცევის სისტემაში და სასუნთქ სისტემებში.

ძალიან მაღალი ტემპერატურისთვის, ოთხი ტოტი მუშაობს შემდეგნაირად:

• ჰიპოთალამუსის სიგნალები ქმნის ორგანიზმს სიცხე. ადამიანის შემთხვევაში ისინი ხსნიან ტანსაცმელს ან უფრო გრილ ადგილს პოულობენ. ეს ქმედება ნებაყოფლობითია; დანარჩენი სამი ფილიალი უნებლიე ხდება, ხდება ავტომატურად.
• ჰიპოთალამუსი აგზავნის სიგნალებს კანის უჯრედებში. რეცეპტორები ზედაპირზე საოფლე ჯირკვალი უჯრედები უკავშირდება ქიმიურ სიგნალებს და იწვევს აქტივობას ოფლის უჯრედებში, რაც საბოლოოდ უჯრედებს ოფლის გამოყოფამდე მიჰყავს.
• ქიმიური სიგნალები იგზავნება უჯრედებში, რომლებიც აკონტროლებენ სისხლის მიმოქცევის სისტემა და კანთან ახლოს მდებარე კაპილარებამდე. საკონტროლო უჯრედები სტიმულირდება სიგნალის გაგზავნით, რომელიც აჩქარებს გულისცემას. კაპილარების კედლებში უჯრედები ფართოვდება და კაპილარები ფართოვდება, ორგანიზმის კანს ცხელი სისხლი მოაქვს.
• მსგავსი სიგნალები იგზავნება რესპირატორული სისტემა საკონტროლო უჯრედები. ეს უჯრედები რეაგირებენ სუნთქვის დასაჩქარებლად სიგნალების გაგზავნაზე. ეს რეაქცია განსაკუთრებით მნიშვნელოვანია იმ ცხოველებისთვის, რომლებიც გაგრილების საშუალებად იყენებენ სუნთქვას.

ძალიან ცივი ტემპერატურისთვის მსგავსი სიგნალები საპირისპირო ეფექტებს ახდენს, როგორიცაა ორგანიზმის თბილი სივრცის ძებნა ან კაპილარების შემცირება კანის მახლობლად. თითოეულ შემთხვევაში, ბევრ სისტემას კოორდინირებულად უწევს ურთიერთქმედება ტემპერატურის ჰომეოსტაზის აღსადგენად.

დაბერების უჯრედები არ ასრულებენ უჯრედების ფუნქციებს ისეთივე ეფექტურად, როგორც ახალგაზრდა უჯრედები. ტემპერატურული ჰომეოსტაზის შემთხვევაში, მოძველებული ორგანიზმების ტემპერატურა შეიძლება დარჩეს ძალიან მაღალი ან ძალიან დაბალი, ვიდრე ახალგაზრდა ორგანიზმებისთვის. ამან შეიძლება გამოიწვიოს უჯრედების შემდგომი დაზიანება ან შემდგომი არაეფექტურობა ჰორმონებისა და სხვა ქიმიკატების წარმოებაში.

ცუდი ტემპერატურის ჰომეოსტაზი დაბერების გამო შეიძლება გამოწვეული იყოს ნაკლებობის გამო ჰორმონის წარმოება ჰიპოთალამუსთან. ჰორმონები არის ცილები, რომლებიც წარმოიქმნება რიბოსომებით, რომლებიც თან ერთვის ენდოპლაზმური ბადე (ER) უჯრედების.

ER ამუშავებს, ინახავს და ექსპორტს ახდენს ჰორმონების სპეციალურ ბუშტუკებში გოლჯის აპარატი. ბუშტუკები ერწყმის უჯრედის გარსის გარსებს და ტოვებს მათ შინაარსს უჯრედის გარეთ, როგორც ენდოკრინული გამოყოფილი ჰორმონები. ეს განსხვავებული ნაბიჯები ნაკლებად ეფექტურია ასაკოვან უჯრედებში, რაც იწვევს ჰორმონის ნაკლებ გამოყოფას.

სასიგნალო ჯაჭვის მეორე ბოლოს, ჰორმონის რეცეპტორები უჯრედების გარე გარსზე შეიძლება ნაკლები იყოს და ზოგი დაზიანდეს. შემდეგ ჰორმონები ნაკლებ ეფექტს აწარმოებენ, ვიდრე ახალგაზრდა უჯრედებში. ნაკლები უჯრედები ცვლის მათ ქცევას და ის, ვინც რეაგირებს ჰორმონებზე, შეიძლება მხოლოდ ოდნავ შეცვალოს მათი ქცევა. ყველა ამ გავლენის შედეგად, დაბერებამ შეიძლება შეამციროს ტემპერატურის ჰომეოსტაზის ეფექტურობა.

უჯრედები მუდმივად მოიხმარენ გლუკოზას და ჟანგბადს უჯრედების ფუნქციონირებისთვის ენერგიის მისაღებად. გლუკოზა ვრცელდება სხეულის ყველა უჯრედში სისხლის მიმოქცევის სისტემის საშუალებით და სისხლში მისი დონე უნდა შენარჩუნდეს მუდმივად. გლუკოზის ორივე დაბალი დონე ან ჰიპოგლიკემია და მაღალი დონის ან ჰიპერგლიკემია შეიძლება გამოიწვიოს სიკვდილი.

გლუკოზის დონეს სისხლში აკონტროლებს პანკრეასი ჰორმონის ინსულინის საშუალებით. გლუკოზის ჰომეოსტაზის დროს ინსულინი გამოიყოფა პანკრეასის უჯრედების მიერ და ვრცელდება სისხლძარღვებში. როდესაც გლუკოზა ძალიან მაღალია, სისხლში იზრდება ინსულინის დონე, ხოლო ინსულინის რეცეპტორები უჯრედების გარედან იწვევს ინსულინს.

გამომწვევი გამოყოფს უჯრედის შიგნით არსებულ ქიმიკატებს, რომლებიც ზრდის მეტაბოლიზმს და მოიხმარს გლუკოზას. სისხლში გლუკოზის დონე უკან იწევს.

თუ გლუკოზის დონე ძალიან დაბალია, ორგანიზმი განიცდის შიმშილის გრძნობას. ორგანიზმი ჭამს, საკვები კი მონელდება და იშლება საჭმლის მომნელებელ ტრაქტში კომპონენტებად, მათ შორის გლუკოზად. გლუკოზა შეიწოვება სისხლძარღვები საჭმლის მომნელებელი ტრაქტის გარშემო და სისხლში გლუკოზის დონე აღდგება.

გლუკოზის ჰომეოსტაზზე გავლენას ახდენს იგივე დაბერების ფაქტორები, როგორც ტემპერატურაზე. პანკრეასის უჯრედები აწარმოებენ ნაკლებ ინსულინს და უჯრედის რეცეპტორები ასევე არ მუშაობენ. არსებობს დამატებითი გზები, რომლითაც დაბერებამ შეიძლება გავლენა მოახდინოს სისხლში გლუკოზის დონეზე. გლუკოზის მაღალი დონის გამომწვევი რისკი დიაბეტი იზრდება ხანდაზმულ ადამიანებში.

დიაბეტის ორი ტიპი არსებობს.

ტიპი I გამოწვეულია ინსულინის უკმარისობით, ან პანკრეასის ინსულინის წარმომქმნელი უჯრედების განადგურებით ან უჯრედების ნაკლები ინსულინის გამომუშავებით.

II ტიპი დიაბეტი გამოწვეულია სამიზნე უჯრედებზე რეცეპტორების დესენსიბილიზაციით, ინსულინის მაღალი დონის მუდმივი ზემოქმედებით. ეს ეფექტი ხშირად განპირობებულია ჭარბწონიანობით ან საკვების გრძელვადიანი მოხმარებით, ადვილად მონელებული გლუკოზის მაღალი დონით. ყველა ეს ფაქტორი უფრო მკაცრია და უფრო ხშირად გვხვდება სიბერეში.

სწორი თანხის შენარჩუნება წყალი სისხლში მნიშვნელოვანია უჯრედების ქიმიური რეაქციებისათვის. თუ სისხლი ძალიან ბევრ წყალს შეიცავს, წყალი შევა უჯრედებში და განზავდება უჯრედების ხსნარებით. თუ წყალი ძალიან ცოტაა, უჯრედები კარგავენ წყალს და გავლენას ახდენს ქიმიური დიფუზია.

სისხლის წყლის ჰომეოსტაზს აკონტროლებს ჰიპოთალამუსი ორი არხის საშუალებით შემდეგნაირად:

• თუ სისხლში ძალიან ბევრი წყალია, ჰიპოთალამუსი ჰიპოფიზს აგზავნის სიგნალს გამოყოფის ანტიდიურეზული ჰორმონი ADH- ს უწოდებენ. ADH მიზნად ისახავს თირკმელებში არსებულ უჯრედებს, რომლებიც შარდში მეტ წყალს უშვებს.
• თუ სისხლში ძალიან ცოტა წყალია, ჰიპოთალამუსი ქმნის შეგრძნებას წყურვილი ორგანიზმში. ორგანიზმი სვამს წყალს, რომელიც საჭმლის მომნელებელი სისტემის საშუალებით შეიწოვება სისხლში.

დაბერება გავლენას არ ახდენს კონტროლის გზაზე, რომელშიც წყლის დაბალი დონე წყურვილს იწვევს, მაგრამ თირკმლების დაბერება კარგავენ მასას და აღარ რეაგირებენ სიგნალებზე, როგორც ახალგაზრდა ორგანოები. შედეგად, უჯრედებმა შეიძლება დაუშვან წყლის შარდში გადატანა მაშინაც კი, როდესაც ჰიპოთალამუსს არ მიუცია შესაბამისი სიგნალი, ან წყალი შეიძლება შენარჩუნდეს მაშინაც კი, როდესაც სისხლში წყლის დონე ძალიან მაღალია.

საერთო ჯამში, სისხლის წყლის ჰომეოსტაზი აღარ არის ისეთი ზუსტი, როგორც ახალგაზრდა ორგანიზმებში.

ზოგადად, დაბერება გავლენას ახდენს ჰომეოსტაზის შენარჩუნებაზე და აღდგენაზე უარყოფითად. დაბერების უჯრედების მოქმედება ხშირად უარესდება და ისინი ნაკლებად მგრძნობიარენი არიან უჯრედის სიგნალის მიმართ. მაშინაც კი, როდესაც უჯრედები ასრულებენ თავიანთ ფუნქციებს, ხანდაზმული ორგანიზმი ხშირად ნაკლებად ახერხებს საჭირო მოქმედებების განხორციელებას.

ამასთან, ცალკეული შემთხვევებისთვის დაძველების რეალური შედეგები შეიძლება საკმაოდ განსხვავდებოდეს. დაბერებას შეიძლება ჰქონდეს ეს უარყოფითი ეფექტი, მაგრამ ყველა დაბერების უჯრედები და მოძველებული ორგანიზმები არ ავლენენ ფუნქციონირების იგივე გაუარესებას.