Sisu
- Vananemine mõjutab keha reaktsiooni homöostaatilisele regulatsioonile
- Homöostaatilise tasakaalustamatuse näited näitavad ebapiisava reguleerimise riske
- Homöostaasi ja vananemise seadus vastassuundades
- Temperatuuri homöostaas sõltub paljudest rakkude funktsioonidest
- Vananemine võib vähendada temperatuuri homöostaasi võimekust
- Glükoosi homöostaas on raku funktsioonide jaoks kriitiline
- Kui vananemisega väheneb glükoosi homöostaas, võib diabeet tekkida
- Vananemine võib mõjutada vere vee tasakaalu
Homöostaas on protsess, mille kaudu organism reguleerib oma sisekeskkonda, hoides kriitilisi parameetreid vastuvõetavates piirides.Vananemine mõjutab homöostaasi säilitamise ja taastamise võimet, kuna mõned organismi kasutatavad mehhanismid pole enam nii tõhusad kui noorel kehal.
Mitmel juhul võib võimetus homöostaasi taastada mõjutada keha tegevust ja põhjustada võimete ja haiguste vähenemist. Tüüpilised parameetrid, mille puhul homöostaasi tuleb säilitada või taastada ja mida vananemine mõjutab, on järgmised:
Mehhanismid, mille abil neid parameetreid hoitakse soovitavas vahemikus, hõlmavad funktsiooni hormoonid, rakkude aktiivsus ja organismi tegevus. Kui homöostaatiline reguleerimine pole võimalik ja nende parameetrite väärtused jäävad nõutavatest piiridest välja, võib see põhjustada organismi surma.
Vananemine mõjutab keha reaktsiooni homöostaatilisele regulatsioonile
Kui parameeter on liiga kõrge või liiga madal, vallandavad hormoonid rakureaktsioonid, mis viivad väärtuse tagasi normaalsele tasemele. Näiteks käivitab liiga kõrge temperatuur vastumeetmed nahas, vereringes ja hingamiselundites. hüpotalamus näärmete hormoonid nendele süsteemidele, andes neile märku keha jahutamisest.
Kuna süsteemid hakkavad tööle, kipub kehatemperatuur uuesti langema. Homöostaas taastatakse.
Vananemine võib mõjutada homöostaatiline vastus. Hormooni eritav nääre ei pruugi enam toota nii palju hormooni kui varem. Isegi kui hormooni eritub piisavas koguses, ei pruugi sihtrakud olla hormooni suhtes enam nii tundlikud.
Need võivad reageerida vähem ja homöostaatiline reageerimine võib olla aeglasem ja nõrgem. Keha ei suuda homöostaasi nii kiiresti taastada kui siis, kui organism oli noorem.
Homöostaatilise tasakaalustamatuse näited näitavad ebapiisava reguleerimise riske
Kui üks või mitu olulist homöostaatilist parameetrit püsivad pikka aega liiga kõrgel või liiga madalal, on oht rakke ja organismi kahjustada. Kui kehatemperatuur püsib liiga kuum, võib organism kannatada dehüdratsiooni ja aju talitluse häireid, kuna närvirakud lakkavad korralikult töötamast.
Kui temperatuur on liiga madal, sulguvad kehafunktsioonid ja kui mõni kehaosa külmub, kahjustavad jääkristallid rakumembraane ja kudesid.
Paljude ainete sisaldus on rakkude tegevuse võti. Kui glükoos või veetase on liiga kõrge või liiga madal, rakud ei saa normaalselt töötada. Glükoos on oluline toitaine, ilma milleta rakud sünteesivad vajalikke valke. Rakkude funktsioneerimiseks ja keemiliste signaalide hajumiseks on vaja konstantset veetaset.
Homöostaas hoiab neid väärtusi eesmärkide lähedal. Kui need jäävad kauaks liiga kõrgeks või liiga madalaks, saab organism kahjustusi.
Homöostaasi ja vananemise seadus vastassuundades
Homöostaas on mehhanismide kogum, mida keha kasutab oma töömuutujate hoidmiseks soovitud lähedal sea punktid. Vananemine on protsess, mis muudab homöostaasi mehhanismid vähem efektiivseks. Homöostaasiks kasutatavad tööriistad jäävad kogu organismi eluea jooksul samaks, kuid vananedes võib neid olla vähem ja tööriistad ei tööta nii hästi kui varem.
Homöostaasis tekitavad rakud keemilisi signaale, mis on suunatud teistele rakkudele ja muudavad nende käitumist. See toimub kolmel viisil:
Vananemine takistab neid tegevusi. Paljud vananeva organismi rakud on kaotanud oma võime täita oma funktsioone maksimaalse efektiivsusega tänu mutatsioonid nende DNA-s, üldistatud kahju või kulumine. Lahtritel võib tõhususe kaotamise tõttu olla vähem ressursse ja nad ei pruugi olla võimelised signaale andma ega signaale vastu võtma nii hästi kui varem.
Isegi kui signalisatsioon töötab hästi ja tugevad signaalid on vastu võetud, on rakud vähem võimelised toimima, näiteks pannes südame kiiremini lööma või lastes organismil vett otsida. Kuigi vananemine ei ole kõigi organismide ega kõigi inimeste jaoks ühesugune, võib vananemine üldiselt seda vähendada üldine funktsionaalsus, mitte ainult homöostaasi taastamisel.
Temperatuuri homöostaas sõltub paljudest rakkude funktsioonidest
Homöostaatilisel mehhanismil, mis hoiab organismide temperatuuri piirides, on neli haru. Selle keskjuhatus on hüpotalamus nääre. See väljastab keemilisi signaale närvirakkudele, naharakkudele, vereringesüsteemile ja hingamiselunditele.
Liiga kõrge temperatuuri korral toimivad neli haru järgmiselt:
Liiga külma temperatuuri korral on sarnastel signaalidel vastupidine mõju, näiteks paneb organism otsima sooja ruumi või kahandab naha lähedal kapillaare. Mõlemal juhul peavad paljud süsteemid toimima kooskõlastatud viisil temperatuuri homöostaasi taastamiseks.
Vananemine võib vähendada temperatuuri homöostaasi võimekust
Vananevad rakud ei täida rakufunktsioone sama tõhusalt kui nooremad rakud. Temperatuuri homöostaasi korral võib temperatuur vananevates organismides püsida liiga kõrge või liiga madal kauem kui noorte organismide puhul. See võib põhjustada täiendavat rakukahjustust või hormoonide ja muude kemikaalide tootmise ebaefektiivsust.
Vananemisest tingitud halva temperatuuriga homöostaas võib olla tingitud selle puudumisest hormoonide tootmine hüpotalamuse juures. Hormoonid on rakud, mis on toodetud rakkude endoplasmaatilise retikulumiga (ER) seotud ribosoomide poolt.
ER töötleb, ladustab ja ekspordib hormoone spetsiaalsetes vesiikulites Golgi aparaadi kaudu. Vesiikulid sulanduvad rakumembraanide külge ja jätavad nende sisu rakuväliselt endokriinsete hormoonidena. Need erinevad etapid on vananenud rakkudes vähem efektiivsed, põhjustades vähem hormooni eritumist.
Signaaliahela teises otsas hormooniretseptorid rakkude välismembraanil võib olla vähem ja mõned võivad olla kahjustatud. Hormoonid annavad sel juhul vähem mõju kui nooremates rakkudes. Vähem rakke muudab oma käitumist ja hormoonidele reageerivad rakud võivad oma käitumist muuta vaid pisut. Kõigi nende mõjude tagajärjel võib vananemine vähendada temperatuuri homöostaasi efektiivsust.
Glükoosi homöostaas on raku funktsioonide jaoks kriitiline
Rakud tarbivad pidevalt glükoosi ja hapnikku, et toota energiat raku funktsioonide täitmiseks. Glükoos jaotatakse vereringesüsteemi kaudu keha kõigisse rakkudesse ja selle taset veres tuleb hoida konstantsena. Mõlemad madal glükoositase või hüpoglükeemia ja kõrgel tasemel või hüperglükeemia võib põhjustada surma.
Vere glükoositaset kontrollib kõhunääre hormooni insuliini kaudu. Glükoosi homöostaasi korral sekreteeritakse insuliini kõhunäärme rakkude kaudu ja jaotatakse veresoonte kaudu. Kui glükoos on liiga kõrge, tõuseb ka veres insuliini tase ja insuliin vallandab rakkude välisküljed.
Vallandaja vabastab raku sees kemikaalid, mis suurendavad ainevahetust ja tarbivad glükoosi. Veresuhkru tase langeb tagasi.
Kui glükoositase on liiga madal, kogeb organism näljatunnet. Organism sööb ja toit seeditakse ja lagundatakse komponentideks, sealhulgas seedekulgla glükoosiks. Glükoos imendub seedetrakti ümbritsevates veresoontes ja veresuhkru tase taastub.
Kui vananemisega väheneb glükoosi homöostaas, võib diabeet tekkida
Glükoosi homöostaasi mõjutavad samad vananemisfaktorid kui temperatuuri puhul. Kõhunäärme rakud toodavad vähem insuliini ja raku retseptorid ei tööta samuti. Kuid on ka muid viise, kuidas vananemine võib mõjutada vere glükoosisisaldust. Kõrge glükoositaseme tekitamise oht diabeet suureneb vanematel inimestel.
Diabeeti on kahte tüüpi.
I tüüp on põhjustatud insuliini puudusest kas kõhunäärme insuliini tootvate rakkude või vähem insuliini tootvate rakkude hävimise tõttu.
II tüüp diabeet on põhjustatud sihtrakkude retseptorite desensibiliseerumisest pideva kõrge insuliinitaseme tõttu. See mõju on sageli tingitud rasvumisest või pikaajaliselt tarbitavast toidust, kus on palju kergesti seeditavat glükoosisisaldust. Kõik need tegurid on raskemad ja sagedamini vanemas eas.
Vananemine võib mõjutada vere vee tasakaalu
Rakkude keemiliste reaktsioonide jaoks on oluline säilitada õiges koguses vett. Kui veri sisaldab liiga palju vett, siseneb vesi rakkudesse ja lahjendab rakulahuseid. Kui vett on liiga vähe, kaotavad rakud vett ja see mõjutab keemilist difusiooni.
Verevee homeostaasi kontrollib hüpotalamus kahe kanali kaudu järgmiselt:
Vananemine ei mõjuta juhtimisteed, kus madal veetase põhjustab janu, kuid vananevad neerud kaotavad massi ega reageeri enam signaalidele kui nooremad elundid. Selle tulemusel võivad rakud lubada vett uriinile ka siis, kui hüpotalamus pole vastavat signaali andnud või vesi võib säilida ka siis, kui vere veetase on liiga kõrge.
Üldiselt pole verevee homeostaas enam nii täpne kui nooremate organismide puhul.
Üldiselt mõjutab vananemine homöostaasi säilimist ja taastamist negatiivselt. Vananevate rakkude jõudlus halveneb sageli ja nad on raku signalisatsiooni suhtes vähem tundlikud. Isegi kui rakud täidavad oma funktsioone, on vananenud organism sageli vähem võimeline vajalikke toiminguid tegema.
Vananemise tegelik mõju üksikjuhtudel võib siiski olla väga erinev. Vananemisel võivad olla need negatiivsed mõjud, kuid mitte kõigi vananevate rakkude ja vananevate organismide funktsionaalsus ei halvene sama.