Cum afectează îmbătrânirea capacitatea de a restabili homeostazia?

Homeostazie este procesul prin care un organism își reglează mediul intern, păstrând parametrii critici în limite acceptabile. Îmbătrânirea afectează capacitatea de a menține și de a restabili homeostazia, deoarece unele dintre mecanismele utilizate de organism nu mai sunt la fel de eficiente ca într-un corp tânăr.

În multe cazuri, incapacitatea de a restabili homeostazia poate afecta activitățile organismului și poate duce la reducerea capacităților și a bolilor. Parametrii tipici pentru care homeostazia trebuie menținută sau restaurată și care sunt afectați de îmbătrânire includ următorii:

• Temperatura corpului
• Nivelurile de glucoză
• Echilibrul apei din sânge

Mecanismele prin care acești parametri sunt păstrați într-un interval dorit includ acțiunea hormoni, activitățile celulelor și acțiunea organismului. Dacă reglarea homeostatică nu este posibilă și valorile acestor parametri rămân în afara limitelor cerute, poate rezulta moartea organismului.

Atunci când un parametru este prea mare sau prea scăzut, hormonii declanșează reacții celulare care readuc valoarea la nivelul normal. De exemplu, o temperatură prea ridicată declanșează contramăsuri în piele, sistemele circulator și respirator. hipotalamus glanda trimite hormoni către aceste sisteme, semnalându-le să răcească corpul.

Pe măsură ce sistemele intră în acțiune, temperatura corpului tinde să scadă din nou. Homeostazia este restaurată.

Îmbătrânirea poate afecta răspuns homeostatic. Este posibil ca glanda care secretă hormonul să nu mai poată produce la fel de mult hormon ca înainte. Chiar dacă hormonul este secretat în cantități suficiente, este posibil ca celulele țintă să nu mai fie la fel de sensibile la hormon.

Ele pot reacționa mai puțin, iar răspunsul homeostatic poate fi mai lent și mai slab. Corpul nu este capabil să refacă homeostazia la fel de repede ca atunci când organismul era mai tânăr.

Dacă unul sau mai mulți dintre parametrii homeostatici importanți rămân prea mari sau prea mici mult timp, există riscul de deteriorare a celulelor și a organismului. Dacă temperatura corpului rămâne prea fierbinte, organismul poate suferi deshidratare și afectarea funcției creierului celule nervoase opriți funcționarea corectă.

Dacă temperatura este prea scăzută, funcțiile corporale se închid și, dacă o parte a corpului îngheață, cristalele de gheață se deteriorează membrane celulare și țesut.

Nivelurile multor substanțe sunt o cheie a activităților celulare. Dacă glucoză sau nivelurile apei sunt prea mari sau prea mici, celulele nu pot funcționa normal. Glucoza este un nutrient important fără de care celulele nu pot sintetiza proteinele de care au nevoie. Un nivel constant al apei este necesar pentru funcționarea celulei și difuzia semnalului chimic.

Homeostazia păstrează aceste valori aproape de obiectivele lor. Dacă rămân prea mari sau prea scăzute mult timp, organismul suferă daune.

Homeostazia este colecția de mecanisme pe care corpul le folosește pentru a-și menține variabilele de funcționare aproape de cele dorite puncte stabilite. Îmbătrânirea este un proces care face ca mecanismele homeostaziei să fie mai puțin eficiente. Instrumentele folosite pentru homeostazie rămân aceleași de-a lungul vieții organismului, dar odată cu îmbătrânirea, pot exista mai puține instrumente și instrumentele nu funcționează la fel de bine ca înainte.

În homeostazie, celulele produc semnale chimice care vizează alte celule și își schimbă comportamentul. Acest lucru se întâmplă în trei moduri:

• Celulele vizate pot lua direct și acțiune individuală precum metabolizarea mai multor glucoză.
• Celulele pot participa la reacție coordonată în care un organ precum inima bate mai repede.
• Celulele pot provoca un sentiment care face ca organismul acționează, cum ar fi apa potabilă ca răspuns la senzația de sete.

Îmbătrânirea împiedică aceste acțiuni. Multe dintre celulele dintr-un organism îmbătrânit și-au pierdut o parte din capacitatea lor de a-și îndeplini funcțiile la eficiență maximă din cauza mutații în ADN-ul lor, generalizat deteriora sau uzură. Celulele pot avea mai puține resurse ca urmare a pierderii eficienței și este posibil să nu poată semnaliza sau primi semnalele la fel de bine ca înainte.

Chiar și atunci când semnalizarea funcționează bine și se primesc semnale puternice, celulele sunt mai puțin capabile să întreprindă acțiuni cum ar fi să facă inima să bată mai repede sau ca organismul să caute apă. În timp ce îmbătrânirea nu este aceeași pentru toate organismele sau toți oamenii, îmbătrânirea în general se poate reduce funcționalitate generală, nu numai în refacerea homeostaziei.

Mecanismul homeostatic care menține temperatura organismelor în limite are patru ramuri. Unitatea sa centrală de comandă este hipotalamus glanda. Acesta trimite semnale chimice către celulele nervoase, celulele pielii, sistemul circulator și sistemul respirator.

Pentru temperaturi prea mari, cele patru ramuri funcționează după cum urmează:

• Semnalele de la hipotalamus fac organismul simt-te fierbinte. În cazul oamenilor, ei îndepărtează îmbrăcămintea sau găsesc un loc mai răcoros. Această acțiune este voluntară; celelalte trei ramuri sunt involuntare, având loc automat.
• Hipotalamusul trimite semnale către celulele pielii. Receptoare pe suprafața glanda sudoripara celulele se leagă de semnalele chimice și declanșează activitatea în interiorul celulelor sudoripare care, în cele din urmă, determină celulele să secrete sudoare.
• Semnalele chimice sunt trimise către celulele care controlează sistem circulator iar la capilarele din apropierea pielii. Celulele de control sunt stimulate să trimită un semnal care accelerează bătăile inimii. Celulele din pereții capilarelor se extind și capilarele se dilată, aducând sânge fierbinte pe pielea organismului.
• Semnalele similare sunt trimise către sistemul respirator celulele de control. Aceste celule reacționează pentru a trimite semnale pentru a accelera respirația. Această reacție este deosebit de importantă pentru animalele care folosesc gâfâitul ca mijloc de răcire.

Pentru temperaturi prea reci, semnale similare au efecte opuse, cum ar fi să facă organismul să caute un spațiu cald sau să micșoreze capilarele din apropierea pielii. În fiecare caz, multe sisteme trebuie să interacționeze într-un mod coordonat pentru a restabili homeostazia temperaturii.

Celulele în vârstă nu îndeplinesc funcțiile celulare la fel de eficient ca celulele mai tinere. În cazul homeostaziei de temperatură, temperaturile din organismele în vârstă pot rămâne prea mari sau prea scăzute mai mult decât pentru organismele tinere. Acest lucru poate duce la deteriorarea ulterioară a celulelor sau la ineficiențe suplimentare în producția de hormoni și alte substanțe chimice.

Homeostazia cu temperatură scăzută din cauza îmbătrânirii se poate datora lipsei de producerea de hormoni la hipotalamus. Hormonii sunt proteine ​​produse de ribozomi atașați la reticul endoplasmatic (ER) de celule.

ER procesează, stochează și exportă hormonii în vezicule speciale prin intermediul aparate Golgi. Veziculele se fuzionează cu membranele celulare exterioare și își lasă conținutul în afara celulei ca hormoni secreti endocrini. Acești pași diferiți sunt mai puțin eficienți în celulele în vârstă, ducând la o secreție mai mică de hormoni.

La celălalt capăt al lanțului de semnalizare, receptori hormonali pe membrana exterioară a celulelor poate fi mai puțin și unele pot fi deteriorate. Hormonii produc atunci mai puțin efect decât în ​​celulele mai tinere. Mai puține celule își schimbă comportamentul și cele care reacționează la hormoni își pot schimba comportamentul doar ușor. Ca urmare a tuturor acestor influențe, îmbătrânirea poate reduce eficacitatea homeostaziei de temperatură.

Celulele consumă în mod constant glucoză și oxigen pentru a produce energie pentru funcțiile celulare. Glucoza este distribuită către fiecare celulă din corp prin sistemul circulator și nivelul său în sânge trebuie menținut constant. Ambele niveluri scăzute de glucoză sau hipoglicemie și niveluri ridicate sau hiperglicemie poate duce la moarte.

Nivelul de glucoză din sânge este controlat de pancreas prin hormonul insulină. În homeostazia glucozei, insulina este secretată de celulele din pancreas și distribuită prin vasele de sânge. Atunci când glucoza este prea ridicată, cresc și nivelurile de insulină din sânge, iar receptorii de insulină din exteriorul celulelor sunt declanșați de insulină.

Declanșatorul eliberează substanțe chimice în interiorul celulei care măresc metabolismul și consumă glucoză. Nivelul de glucoză din sânge scade din nou.

Dacă nivelul de glucoză este prea scăzut, organismul are o senzație de foame. Organismul mănâncă, iar alimentele sunt digerate și descompuse în componente, inclusiv glucoza din tractul digestiv. Glucoza este absorbită de vase de sânge în jurul tractului digestiv și se restabilește nivelul de glucoză din sânge.

Homeostazia glucozei este afectată de aceiași factori de îmbătrânire ca și temperatura. Celulele din pancreas produc mai puțină insulină și receptorii celulari nu funcționează la fel de bine. Dar există modalități suplimentare prin care îmbătrânirea poate afecta nivelul de glucoză din sânge. Riscul apariției unor niveluri ridicate de glucoză Diabet crește la persoanele în vârstă.

Există două tipuri de diabet.

Tipul I este cauzată de lipsa de insulină, fie datorită distrugerii celulelor pancreatice producătoare de insulină, fie a celulelor care produc mai puțină insulină.

Tipul II diabetul este cauzat de desensibilizarea receptorilor de pe celulele țintă din cauza expunerii continue la niveluri ridicate de insulină. Acest efect se datorează adesea obezității sau consumului pe termen lung de alimente cu niveluri ridicate de glucoză ușor de digerat. Toți acești factori sunt mai severi și mai frecvenți la bătrânețe.

Menținerea cantității corecte de apă în sânge este important pentru reacțiile chimice celulare. Dacă sângele conține prea multă apă, apa va pătrunde în celule și va dilua soluțiile celulare. Dacă este prea puțină apă, celulele pierd apă și difuzia chimică este afectată.

Homeostazia apei din sânge este controlată de hipotalamus prin două canale, după cum urmează:

• Dacă există prea multă apă în sânge, hipotalamusul trimite un semnal către glanda pituitară pentru a secreta o hormon antidiuretic numit ADH. ADH vizează celulele din rinichi care permit mai multă apă în urină.
• Dacă există prea puțină apă în sânge, hipotalamusul creează o senzație de sete în organism. Organismul bea apă, care este absorbită prin sistemul digestiv în sânge.

Îmbătrânirea nu afectează calea de control în care un nivel scăzut al apei duce la sete, ci rinichi imbatraniti pierd masă și nu mai sunt la fel de receptivi la semnale ca organele mai tinere. Ca urmare, celulele pot permite apei să treacă în urină chiar și atunci când hipotalamusul nu a dat semnalul corespunzător sau apa poate fi reținută chiar și atunci când nivelul apei din sânge este prea mare.

În general, homeostazia apei din sânge nu mai este la fel de precisă ca în organismele mai tinere.

În general, îmbătrânirea afectează menținerea și refacerea homeostaziei negativ. Performanța celulelor îmbătrânite se deteriorează adesea și sunt mai puțin sensibile la semnalizarea celulară. Chiar și atunci când celulele își îndeplinesc funcțiile, organismul în vârstă este adesea mai puțin capabil să întreprindă acțiunile necesare.

Cu toate acestea, efectele reale ale îmbătrânirii pentru cazuri individuale pot varia foarte mult. Îmbătrânirea poate avea aceste efecte negative, dar nu toate celulele și organismele care îmbătrânesc prezintă aceeași deteriorare a funcționalității.