Съдържание
- Стареенето влияе върху реакцията на органите на хомеостатичната регулация
- Примери за хомеостатичен дисбаланс демонстрират рисковете от недостатъчно регулиране
- Закон за хомеостазата и стареенето в противоположни посоки
- Температурната хомеостаза зависи от много функции на клетките
- Стареенето може да намали температурната способност за хомеостаза
- Хомеостазата на глюкозата е критична за клетъчните функции
- Когато глюкозната хомеостаза се намали с остаряването, диабетът може да доведе до резултат
- Стареенето може да повлияе на водния баланс в кръвта
Хомеостазата е процесът, чрез който организмът регулира вътрешната си среда, поддържайки критични параметри в приемливи граници.Стареенето влияе върху способността за поддържане и възстановяване на хомеостазата, защото някои от механизмите, използвани от организма, вече не са толкова ефективни, колкото в младо тяло.
В много случаи невъзможността за възстановяване на хомеостазата може да повлияе на активността на тялото и да доведе до намалени способности и заболяване. Типичните параметри, за които хомеостазата трябва да се поддържа или възстановява и които са засегнати от стареенето, включват следното:
Механизмите, чрез които тези параметри се поддържат в желания диапазон, включват действието на хормони, дейността на клетките и действието от страна на организма. Ако хомеостатичното регулиране не е възможно и стойностите на тези параметри остават извън необходимите граници, може да се стигне до смъртта на организма.
Стареенето влияе върху реакцията на органите на хомеостатичната регулация
Когато параметърът е твърде висок или твърде нисък, хормоните задействат реакциите на клетките, които връщат стойността до нормалното си ниво. Например, твърде висока температура задейства противодействащи мерки в кожата, кръвоносната и дихателната система. Най- хипоталамус хормоните на жлезите към тези системи, сигнализирайки им да охладят тялото.
Тъй като системите започват да действат, телесната температура отново се понижава. Хомеостазата се възстановява.
Стареенето може да повлияе на хомеостатичен отговор, Жлезата, отделяща хормона, може вече да не може да произвежда толкова хормон, колкото преди. Дори ако хормонът се секретира в достатъчни количества, целевите клетки вече не могат да бъдат толкова чувствителни към хормона.
Те могат да реагират по-малко и хомеостатичният отговор може да бъде по-бавен и по-слаб. Организмът не е в състояние да възстанови хомеостазата толкова бързо, колкото когато организмът е бил по-млад.
Примери за хомеостатичен дисбаланс демонстрират рисковете от недостатъчно регулиране
Ако един или няколко от важните хомеостатични параметри останат твърде високи или твърде ниски за дълго, съществува риск от увреждане на клетките и на организма. Ако телесната температура остане твърде гореща, организмът може да претърпи дехидратация и увреждане на мозъчната функция, тъй като нервните клетки престанат да работят правилно.
Ако температурата е твърде ниска, телесните функции се изключват и ако някоя част от тялото замръзне, ледените кристали увреждат клетъчните мембрани и тъкан.
Нивата на много вещества са от ключово значение за дейността на клетките. ако гликоза или водни нива са твърде високи или твърде ниски, клетките не могат да функционират нормално. Глюкозата е важно хранително вещество, без което клетките не могат да синтезират протеините, от които се нуждаят. За функцията на клетките и дифузията на химичния сигнал е необходимо постоянно ниво на водата.
Хомеостазата поддържа тези стойности близо до техните цели. Ако останат твърде високи или твърде ниски за дълго, организмът претърпява вреди.
Закон за хомеостазата и стареенето в противоположни посоки
Хомеостазата е съвкупността от механизми, които тялото използва, за да поддържа работните си променливи близо до желаните зададени точки, Стареенето е процес, който прави механизмите на хомеостазата по-малко ефективни. Инструментите, използвани за хомеостаза, остават същите през целия живот на организма, но с остаряването може да има по-малко инструменти и инструментите не работят както преди.
В хомеостазата клетките произвеждат химически сигнали, които са насочени към други клетки и променят поведението си. Това се случва по три начина:
Остаряването пречи на тези действия. Много от клетките в стареещ организъм са загубили част от способността си да изпълняват функциите си при максимална ефективност поради мутации в тяхната ДНК, обобщена щета или износвам. Клетките могат да имат по-малко ресурси в резултат на загубена ефективност и може да не могат да подават или получават сигнали, както и преди.
Дори когато сигнализацията работи добре и се получават силни сигнали, клетките са по-малко способни да предприемат действия, като например да накарат сърцето да бие по-бързо или да накарате организма да търси вода. Докато стареенето не е едно и също за всички организми или всички хора, остаряването като цяло може да намали обща функционалност, не само при възстановяване на хомеостазата.
Температурната хомеостаза зависи от много функции на клетките
Хомеостатичният механизъм, който поддържа температурата на организмите в граници, има четири клона. Централното му командно звено е хипоталамус жлеза. Той излъчва химични сигнали към нервните клетки, кожните клетки, кръвоносната система и дихателната система.
При твърде високи температури четирите клона работят по следния начин:
За температури, които са твърде студени, подобни сигнали имат противоположни ефекти, като принуждават организма да търси топло пространство или свива капилярите в близост до кожата. Във всеки случай много системи трябва да си взаимодействат координирано, за да възстановят температурната хомеостаза.
Стареенето може да намали температурната способност за хомеостаза
Стареещите клетки не изпълняват клетъчните функции толкова ефективно, колкото по-младите клетки. В случай на температурна хомеостаза температурите в стареещите организми могат да останат твърде високи или твърде ниски по-дълго, отколкото при младите организми. Това може да доведе до по-нататъшно увреждане на клетките или до по-нататъшна неефективност в производството на хормони и други химикали.
Хомеостазата с лоша температура вследствие на стареене може да се дължи на липса на производство на хормони при хипоталамуса. Хормоните са протеини, произведени от рибозоми, прикрепени към ендоплазмения ретикулум (ER) на клетките.
ER обработва, съхранява и изнася хормоните в специални везикули чрез апарата Golgi. Везикулите се сливат с външните клетъчни мембрани и оставят съдържанието им извън клетката като ендокринно секретирани хормони. Тези различни стъпки са по-малко ефективни при остарелите клетки, водещи до по-малко секреция на хормон.
На другия край на сигналната верига, хормонални рецептори върху външната мембрана на клетките може да бъде по-малко, а някои могат да бъдат повредени. Тогава хормоните произвеждат по-малък ефект, отколкото в по-младите клетки. По-малко клетки променят поведението си и тези, които реагират на хормоните, могат да променят поведението си само леко. В резултат на всички тези влияния, стареенето може да намали ефективността на температурната хомеостаза.
Хомеостазата на глюкозата е критична за клетъчните функции
Клетките постоянно консумират глюкоза и кислород, за да произвеждат енергия за функциите на клетките. Глюкозата се разпределя във всяка клетка в организма чрез кръвоносната система и нивото му в кръвта трябва да се поддържа постоянно. И двете ниски нива на глюкоза или хипогликемия и високи нива или хипергликемия може да доведе до смърт.
Нивото на глюкоза в кръвта се контролира от панкреас чрез хормона инсулин. При глюкозна хомеостаза инсулинът се секретира от клетките в панкреаса и се разпределя през кръвоносните съдове. Когато глюкозата е твърде висока, нивата на инсулин в кръвта също се увеличават, а инсулиновите рецептори от външната страна на клетките се задействат от инсулина.
Задействането освобождава химикали вътре в клетката, които повишават метаболизма и консумират глюкоза. Нивото на глюкоза в кръвта се връща обратно.
Ако нивото на глюкозата е твърде ниско, организмът изпитва чувство на глад. Организмът яде и храната се усвоява и разгражда на компоненти, включително глюкоза в храносмилателния тракт. Глюкозата се абсорбира от кръвоносните съдове около храносмилателния тракт и нивото на глюкозата в кръвта се възстановява.
Когато глюкозната хомеостаза се намали с остаряването, диабетът може да доведе до резултат
На глюкозната хомеостаза се влияят от същите фактори на стареене като при температурата. Клетките в панкреаса произвеждат по-малко инсулин и клетъчните рецептори също не работят. Но има допълнителни начини, по които стареенето може да повлияе на нивата на глюкоза в кръвта. Рискът от причиняване на високи нива на глюкоза диабет увеличава при възрастните хора.
Има два вида диабет.
Тип I се причинява от липса на инсулин, или поради унищожаване на клетките, произвеждащи инсулин на панкреаса, или клетките, произвеждащи по-малко инсулин.
Тип II диабетът се причинява от рецепторите на целевите клетки, които стават десенсибилизирани поради непрекъснато излагане на високи нива на инсулин. Този ефект често се дължи на затлъстяване или продължителна консумация на храна с високи нива на лесно усвоима глюкоза. Всички тези фактори са по-тежки и по-често срещани в напреднала възраст.
Стареенето може да повлияе на водния баланс в кръвта
Поддържането на нужното количество вода в кръвта е важно за химичните реакции на клетките. Ако кръвта съдържа твърде много вода, водата ще влезе в клетките и ще разрежда клетъчните разтвори. Ако има твърде малко вода, клетките губят вода и се повлиява химическата дифузия.
Хомеостазата на кръвната вода се контролира от хипоталамус чрез два канала, както следва:
Стареенето не засяга контролния път, при който ниското водно ниво води до жажда, но стареещи бъбреци губят маса и вече не са толкова отзивчиви към сигналите, колкото по-младите органи. В резултат клетките могат да позволят на водата да премине в урината, дори когато хипоталамусът не е дал съответния сигнал или водата може да се задържи, дори когато нивото на водата в кръвта е твърде високо.
Като цяло хомеостазата на кръвната вода вече не е толкова точна, колкото при по-младите организми.
Като цяло стареенето влияе върху поддържането и възстановяването на хомеостазата отрицателно, Производителността на стареещите клетки често се влошава и те са по-малко чувствителни към клетъчната сигнализация. Дори когато клетките изпълняват функциите си, състареният организъм често е по-малко способен да предприеме необходимите действия.
Реалните ефекти на стареенето за отделните случаи обаче могат да варират значително. Стареенето може да има тези негативни ефекти, но не всички стареещи клетки и стареещите организми показват еднакво влошаване на функционалността.