16.1: Homeostasis na Osmoregulation
- Page ID
- 174106
Homeostasis inahusu hali imara ndani ya mwili wa mnyama. Viungo vya wanyama na mifumo ya chombo daima hubadilisha mabadiliko ya ndani na nje ili kudumisha hali hii ya kutosha. Mifano ya hali ya ndani iimarishwe homeostatically ni kiwango cha damu glucose, joto la mwili, damu calcium ngazi. Hali hizi zinabaki imara kwa sababu ya michakato ya physiologic ambayo husababisha mahusiano mabaya ya maoni. Ikiwa glucose ya damu au kalsiamu inatoka, hii inatuma ishara kwa viungo vinavyohusika na kupunguza damu ya glucose au kalsiamu. Ishara zinazorejesha viwango vya kawaida ni mifano ya maoni hasi. Wakati utaratibu wa homeostatic unashindwa, matokeo yanaweza kuwa mbaya kwa mnyama. Utaratibu wa homeostatic huweka mwili katika usawa wa nguvu kwa kurekebisha mara kwa mara mabadiliko ambayo mifumo ya mwili hukutana. Hata mnyama ambaye inaonekana kuwa hai ni kudumisha usawa huu wa homeostatic. Mifano miwili ya mambo ambayo yanasimamiwa homeostatically ni maudhui ya joto na maji. Michakato ambayo hudumisha homeostasis ya mambo haya mawili huitwa thermoregulation na osmoregulation.
Homeostasis
Lengo la homeostasis ni matengenezo ya usawa karibu na thamani maalum ya kipengele fulani cha mwili au seli zake zinazoitwa hatua ya kuweka. Ingawa kuna mabadiliko ya kawaida kutoka kwa hatua iliyowekwa, mifumo ya mwili itajaribu kurudi kwenye hatua hii. Mabadiliko katika mazingira ya ndani au nje huitwa kichocheo na hugunduliwa na mpokeaji; majibu ya mfumo ni kurekebisha shughuli za mfumo hivyo thamani inakwenda nyuma kuelekea hatua iliyowekwa. Kwa mfano, ikiwa mwili unakuwa joto sana, marekebisho yanafanywa ili kupendeza mnyama. Ikiwa viwango vya glucose katika damu huongezeka baada ya chakula, marekebisho yanafanywa ili kuzipunguza na kupata virutubisho ndani ya tishu zinazohitaji au kuzihifadhi kwa matumizi ya baadaye.
Wakati mabadiliko yanapotokea katika mazingira ya mnyama, marekebisho yanapaswa kufanywa ili mazingira ya ndani ya mwili na seli ziwe imara. Mpokeaji anayehisi mabadiliko katika mazingira ni sehemu ya utaratibu wa maoni. Kichocheo cha joto-joto, glucose, au viwango vya kalsiamu hugunduliwa na kipokezi. Mpokeaji hutuma habari kwenye kituo cha udhibiti, mara nyingi ubongo, ambao hurejesha ishara zinazofaa kwa chombo cha athari ambacho kinaweza kusababisha mabadiliko sahihi, ama juu au chini, kulingana na habari ambayo sensor ilikuwa ikituma.
thermoregulation
Wanyama wanaweza kugawanywa katika makundi mawili: wale wanaodumisha joto la mwili mara kwa mara katika uso wa joto tofauti za mazingira, na wale ambao wana joto la mwili ambalo ni sawa na mazingira yao na hivyo hutofautiana na joto la mazingira. Wanyama wasio na udhibiti wa ndani wa joto la mwili wao huitwa ectotherms. Joto la mwili wa viumbe hivi kwa ujumla linafanana na halijoto la mazingira, ingawa viumbe binafsi vinaweza kufanya mambo yanayoshika miili yao chini kidogo au juu ya joto la mazingira. Hii inaweza kujumuisha chini ya ardhi kwenye siku ya moto au kupumzika jua siku ya baridi. Ectotherms wameitwa baridi-blooded, neno ambalo haliwezi kutumika kwa mnyama jangwani na joto la joto sana la mwili.
Mnyama ambaye ana joto la mwili mara kwa mara katika uso wa mabadiliko ya mazingira huitwa endotherm. Wanyama hawa wana uwezo wa kudumisha kiwango cha shughuli ambacho mnyama wa ectothermic hawezi kwa sababu huzalisha joto la ndani linaloendelea michakato yao ya seli kufanya kazi optimalt hata wakati mazingira ni baridi.
DHANA KATIKA HATUA
Tazama video hii ya Discovery Channel juu ya thermoregulation kuona vielelezo vya mchakato katika aina mbalimbali za wanyama.
Wanyama huhifadhi au kusambaza joto kwa njia mbalimbali. Wanyama wa mwisho wana aina fulani ya insulation. Wana manyoya, mafuta, au manyoya. Wanyama wenye manyoya manyoya au manyoya huunda safu ya kuhami ya hewa kati ya ngozi zao na viungo vya ndani. Polar huzaa na mihuri kuishi na kuogelea katika mazingira ya subfreezing na bado kudumisha mara kwa mara, joto, joto la mwili. Mbweha wa arctic, kwa mfano, hutumia mkia wake wa fluffy kama insulation ya ziada wakati unapokwisha kulala katika hali ya hewa ya baridi. Mamalia wanaweza kuongeza uzalishaji wa joto la mwili kwa kutetemeka, ambayo ni ongezeko la kujihusisha katika shughuli za misuli. Aidha, misuli ya arrectorpili inaweza mkataba na kusababisha nywele za mtu binafsi kusimama wakati mtu ana baridi. Hii huongeza athari ya kuhami ya nywele. Binadamu huhifadhi majibu haya, ambayo hayana athari inayotarajiwa kwenye miili yetu isiyo na nywele; husababisha “matuta ya goose” badala yake. Mamalia hutumia tabaka za mafuta kama insulation pia. Kupoteza kiasi kikubwa cha mafuta ya mwili kutaathiri uwezo wa mtu binafsi wa kuhifadhi joto.
Ectotherms na endotherms hutumia mifumo yao ya mzunguko ili kusaidia kudumisha joto la mwili. Vasodilation, ufunguzi wa mishipa kwa ngozi kwa kupumzika kwa misuli yao ya laini, huleta damu zaidi na joto kwenye uso wa mwili, kuwezesha mionzi na kupoteza joto kwa uvukizi, kuimarisha mwili. Vasoconstriction, nyembamba ya mishipa ya damu kwa ngozi kwa contraction ya misuli yao laini, hupunguza mtiririko wa damu katika mishipa ya pembeni ya damu, kulazimisha damu kuelekea msingi na viungo muhimu, kuhifadhi joto. Wanyama wengine wana marekebisho kwa mfumo wao wa mzunguko unaowawezesha kuhamisha joto kutoka mishipa hadi mishipa ambayo inapita karibu na kila mmoja, joto la damu linarudi moyoni. Hii inaitwa kubadilishana joto la countercurrent; inazuia damu ya baridi ya vimelea kutoka baridi ya moyo na viungo vingine vya ndani. Mabadiliko ya countercurrent hupatikana katika pomboo, papa, samaki ya bony, nyuki, na hummingbirds.
Wanyama wengine wa ectothermic hutumia mabadiliko katika tabia zao kusaidia kudhibiti joto la mwili. Wanatafuta tu maeneo ya baridi wakati wa sehemu ya moto zaidi ya siku jangwani ili kuepuka kupata joto sana. Wanyama hao wanaweza kupanda juu ya miamba jioni ili kukamata joto kwenye jangwa la baridi usiku kabla ya kuingia mizigo yao.
Thermoregulation inaratibiwa na mfumo wa neva (Kielelezo\(\PageIndex{1}\)). Michakato ya udhibiti wa joto huzingatia hypothalamus ya ubongo wa juu wa wanyama. Hypothalamus inao hatua ya kuweka kwa joto la mwili kwa njia ya reflexes ambayo husababisha vasodilation au vasoconstriction na kutetemeka au jasho. Mfumo wa neva wenye huruma chini ya udhibiti wa hypothalamus huongoza majibu yanayoathiri mabadiliko katika kupoteza joto au kupata ambayo inarudi mwili kwa hatua iliyowekwa. Hatua ya kuweka inaweza kubadilishwa katika baadhi ya matukio. Wakati wa maambukizi, misombo inayoitwa pyrogens huzalishwa na kuenea kwa hypothalamus kurekebisha thermostat kwa thamani ya juu. Hii inaruhusu joto la mwili kuongezeka hadi hatua mpya ya usawa wa homeostatic katika kile kinachojulikana kama homa. Ongezeko la joto la mwili hufanya mwili usiwe bora zaidi kwa ukuaji wa bakteria na huongeza shughuli za seli hivyo zina uwezo bora wa kupambana na maambukizi.
UHUSIANO WA S
Wakati bakteria zinaharibiwa na leukocytes, pyrogens hutolewa ndani ya damu. Pyrogens upya thermostat ya mwili kwa joto la juu, na kusababisha homa. Je, pyrogens inaweza kusababisha joto la mwili kuongezeka?
Osmoregulation
Osmoregulation ni mchakato wa kudumisha usawa wa chumvi na maji (usawa wa osmotic) katika membrane ndani ya mwili. Maji ya ndani na seli zinazozunguka hujumuisha maji, electrolytes, na nonelectrolytes. Electrolyte ni kiwanja kinachotengana na ions wakati kufutwa katika maji. Nonelectrolyte, kinyume chake, haina dissociate katika ions katika maji. Maji ya mwili yanajumuisha plasma ya damu, maji yaliyopo ndani ya seli, na maji ya kiunganishi yaliyopo katika nafasi kati ya seli na tishu za mwili. Vipande vya mwili (wote membrane karibu na seli na “membrane” iliyofanywa kwa seli zinazojumuisha cavities za mwili) ni membrane isiyoweza kupunguzwa. Vipande vya semipermeable vinaweza kupunguzwa kwa aina fulani za solutes na maji, lakini kwa kawaida utando wa seli haziwezekani kwa solutes.
Mwili haipo katika kutengwa. Kuna pembejeo ya mara kwa mara ya maji na electrolytes katika mfumo. Maji ya ziada, electrolytes, na taka hupelekwa kwenye figo na hutolewa, kusaidia kudumisha usawa wa osmotic. Ulaji wa kutosha wa maji husababisha uhifadhi wa maji na figo. Mifumo ya kibaiolojia mara kwa mara huingiliana na kubadilishana maji na virutubisho na mazingira kwa njia ya matumizi ya chakula na maji na kwa njia ya excretion kwa njia ya jasho, mkojo, na nyasi. Bila utaratibu wa kudhibiti shinikizo la osmotic, au wakati ugonjwa unaharibu utaratibu huu, kuna tabia ya kukusanya taka na maji ya sumu, ambayo inaweza kuwa na madhara makubwa.
Mifumo ya mamalia imebadilika ili kudhibiti sio tu shinikizo la kiosmotiki kwa utando, lakini pia viwango maalum vya electrolytes muhimu katika vyumba vitatu vikuu vya maji: plasma ya damu, maji ya kiunganishi, na maji ya ndani ya seli. Kwa kuwa shinikizo la osmotic linasimamiwa na harakati za maji kwenye membrane, kiasi cha vyumba vya maji vinaweza pia kubadilika kwa muda. Kwa kuwa plasma ya damu ni moja ya vipengele vya maji, shinikizo la osmotic lina kuzaa moja kwa moja kwenye shinikizo la damu.
Mfumo wa Excretory
Mfumo wa excretory wa binadamu hufanya kazi ili kuondoa taka kutoka kwa mwili kwa njia ya ngozi kama jasho, mapafu kwa njia ya dioksidi kaboni iliyotokana na hewa, na kwa njia ya mfumo wa mkojo kwa njia ya mkojo. Mifumo yote mitatu inashiriki katika osmoregulation na kuondolewa kwa taka. Hapa tunazingatia mfumo wa mkojo, unaojumuisha figo zilizounganishwa, ureter, kibofu cha mkojo na urethra (Kielelezo\(\PageIndex{2}\)). Figo ni jozi ya miundo yenye umbo la maharagwe ambayo iko chini ya ini katika cavity ya mwili. Kila moja ya figo ina zaidi ya milioni vitengo vidogo vinavyoitwa nephroni ambazo huchuja damu iliyo na taka za kimetaboliki kutoka seli. Damu yote katika mwili wa mwanadamu inachujwa mara 60 kwa siku na figo. Nephrons huondoa taka, kuzingatia, na kuunda mkojo unaokusanywa kwenye kibofu cha kibofu.
Ndani, figo ina mikoa matatu—gamba la nje, medula katikati, na pelvis ya figo, ambayo ni mwisho uliopanuliwa wa ureta. Kamba ya figo ina nephrons—kitengo cha kazi cha figo. Pelvis ya figo hukusanya mkojo na inaongoza kwa ureteron nje ya figo. Ureters ni zilizopo za kuzaa mkojo ambazo hutoka kwenye figo na kutoweka ndani ya kibofu cha mkojo.
Damu huingia kila figo kutoka kwa aorta, ateri kuu inayotumia mwili chini ya moyo, kwa njia ya ateri ya figo. Inasambazwa katika vyombo vidogo mpaka kufikia kila nephron katika capillaries. Ndani ya nephron damu huja katika kuwasiliana karibu na tubules za kukusanya taka katika muundo unaoitwa glomerulus. Maji na solutes nyingi zilizopo katika damu, ikiwa ni pamoja na ions ya sodiamu, kalsiamu, magnesiamu, na wengine; pamoja na taka na vitu muhimu kama vile amino asidi, glucose na vitamini, kuondoka damu na kuingia mfumo wa tubule wa nephron. Kama vifaa vinavyopitia tubule maji mengi, ions zinazohitajika, na misombo muhimu hutumiwa tena ndani ya capillaries zinazozunguka tubules zinazoacha taka nyuma. Baadhi ya reabsorption hii inahitaji usafiri wa kazi na hutumia ATP. Baadhi ya taka, ikiwa ni pamoja na ions na madawa mengine yaliyobaki katika damu, huenea nje ya capillaries ndani ya maji ya maji na huchukuliwa na seli za tubule. Hizi taka ni kisha kikamilifu secreted ndani ya tubules. Kisha damu hukusanya katika vyombo vikubwa na vikubwa na huacha figo katika mshipa wa figo. Mshipa wa figo hujiunga na vena cava duni, mshipa mkuu ambao unarudi damu kwa moyo kutoka kwenye mwili wa chini. Kiasi cha maji na ions rekufyonzwa ndani ya mfumo wa mzunguko ni umewekwa kwa uangalifu na hii ni njia muhimu mwili inasimamia maudhui yake ya maji na viwango vya ion. Taka hukusanywa katika tubules kubwa na kisha huacha figo katika ureter, ambayo inaongoza kwenye kibofu cha kibofu ambapo mkojo, mchanganyiko wa vifaa vya taka na maji, huhifadhiwa.
Kibofu cha kibofu kina mishipa ya hisia, receptors kunyoosha kwamba ishara wakati inahitaji kuondolewa. Ishara hizi zinaunda hamu ya kukimbia, ambayo inaweza kufutwa kwa hiari hadi kikomo. Uamuzi wa ufahamu wa kukojoa huweka katika ishara za kucheza ambazo zinafungua sphincters, pete za misuli ya laini inayofunga ufunguzi, kwa urethra ambayo inaruhusu mkojo utoke nje ya kibofu cha kibofu na mwili.
KAZI KATIKA ACTION: Dialysis fundi
Dialysis ni mchakato wa matibabu wa kuondoa taka na maji ya ziada kutoka kwa damu kwa kutenganishwa na ultrafiltration. Wakati kazi ya figo inashindwa, dialysis lazima ifanyike ili kuondoa mwili wa taka na maji. Hii ni mchakato muhimu wa kuweka wagonjwa hai. Katika hali nyingine, wagonjwa hupata dialysis ya bandia mpaka wanastahili kupandikiza figo. Kwa wengine ambao si wagombea wa kupandikiza figo, dialysis ni umuhimu wa maisha yote.
Dialysis mafundi kawaida kazi katika hospitali na kliniki. Wakati baadhi ya majukumu katika uwanja huu ni pamoja na maendeleo ya vifaa na matengenezo, mafundi wengi dialysis kazi katika huduma ya moja kwa moja mgonjwa. Kazi zao za kazi, ambazo hutokea chini ya usimamizi wa moja kwa moja wa muuguzi aliyesajiliwa, huzingatia kutoa matibabu ya dialysis. Hii inaweza kujumuisha kupitia historia ya mgonjwa na hali ya sasa, kutathmini na kukabiliana na mahitaji ya mgonjwa kabla na wakati wa matibabu, na kufuatilia mchakato wa dialysis. Matibabu inaweza kujumuisha kuchukua na kuripoti ishara muhimu za mgonjwa, kuandaa ufumbuzi na vifaa ili kuhakikisha taratibu sahihi na zisizofaa.
Muhtasari wa sehemu
Homeostasis ni usawa wa nguvu unaohifadhiwa katika tishu za mwili na viungo. Ni nguvu kwa sababu inaendelea kurekebisha mabadiliko ambayo mifumo hukutana. Ni usawa kwa sababu kazi za mwili zinawekwa ndani ya aina ya kawaida, na kushuka kwa thamani fulani karibu na hatua ya kuweka. Figo ni viungo vikuu vya osmoregulatory katika mifumo ya mamalia; hufanya kazi kuchuja damu na kudumisha viwango vya ioni vilivyoharibika vya maji ya mwili. Zinajumuishwa ndani ya mikoa mitatu tofauti-gamba, medulla, na pelvis. Mishipa ya damu ambayo husafirisha damu ndani na nje ya figo hutoka na kuunganisha na aorta na vena cava duni, kwa mtiririko huo. Nephron ni kitengo cha kazi cha figo, ambacho huchuja damu kikamilifu na huzalisha mkojo. Mkojo huacha figo kupitia ureter na huhifadhiwa kwenye kibofu cha mkojo. Mkojo hutolewa kutoka kwa mwili kupitia urethra.
Sanaa Connections
Kielelezo\(\PageIndex{1}\): Wakati bakteria zinaharibiwa na leukocytes, pyrogens hutolewa ndani ya damu. Pyrogens upya thermostat ya mwili kwa joto la juu, na kusababisha homa. Je, pyrogens inaweza kusababisha joto la mwili kuongezeka?
- Jibu
-
Pyrogens huongeza joto la mwili kwa kusababisha mishipa ya damu kuzuia, kuchochea kutetemeka, na kuacha tezi za jasho kutoka kwa maji ya siri.
faharasa
- ectotherm
- kiumbe ambacho hutegemea hasa vyanzo vya joto vya mazingira ili kudumisha joto la mwili wake
- mwisho wa therm
- kiumbe ambacho hutegemea hasa vyanzo vya joto vya ndani ili kudumisha joto la mwili wake
- maji ya kiunganishi
- maji yaliyopatikana kati ya seli katika mwili, sawa na katiba kwa sehemu ya maji ya damu, lakini bila viwango vya juu vya protini
- figo
- chombo kinachofanya kazi za excretory na osmoregulatory
- nephron
- kitengo cha kazi cha figo
- osmoregulation
- utaratibu ambao viwango vya maji na solute huhifadhiwa katika viwango vya taka
- usawa wa kiosmotiki
- maadili sahihi ya viwango vya maji na solute kwa ajili ya viumbe na afya
- ateri ya figo
- ateri ambayo hutoa damu kwenye figo
- mshipa wa figo
- mshipa unaovua damu kutoka kwa figo
- kuweka uhakika
- thamani ya lengo la hali ya kisaikolojia katika homeostasis
- ureta
- zilizopo za kuzaa mkojo zinazotoka kwenye figo
- mrija wa mkojo
- tube inayoendesha mkojo kutoka kibofu cha mkojo hadi mazingira ya nje
- kibofu cha mkojo
- muundo ambao ureters hufungua mkojo ndani