Sadržaj
- Starenje utječe na reakciju tijela na homeostatsku regulaciju
- Primjeri homeostatske neravnoteže demonstriraju rizike nedovoljne regulacije
- Zakon o homeostazi i starenju u suprotnim smjerovima
- Temperaturna homeostaza ovisi o mnogim staničnim funkcijama
- Starenjem se može smanjiti temperatura homeostaze
- Homeostaza glukoze kritična je za stanične funkcije
- Kada se starenjem smanji homeostaza glukoze, dijabetes može rezultirati
- Starenje može utjecati na ravnotežu vode u krvi
Homeostaza je proces kroz koji organizam regulira svoje unutarnje okruženje, zadržavajući kritične parametre u prihvatljivim granicama.Starenje utječe na sposobnost održavanja i obnavljanja homeostaze jer neki od mehanizama koje organizam koristi nisu više tako učinkoviti kao u mladom tijelu.
U mnogim slučajevima nemogućnost vraćanja homeostaze može utjecati na tjelesne aktivnosti i rezultirati smanjenjem sposobnosti i bolešću. Tipični parametri za koje se homeostaza mora održavati ili obnavljati i na koja utječe starenje uključuju sljedeće:
Mehanizmi pomoću kojih se ovi parametri drže u željenom rasponu uključuju djelovanje hormoni, aktivnosti stanica i djelovanje na dio organizma. Ako homeostatska regulacija nije moguća, a vrijednosti tih parametara ostanu izvan potrebnih granica, može doći do smrti organizma.
Starenje utječe na reakciju tijela na homeostatsku regulaciju
Kad je parametar previsok ili prenizak, hormoni pokreću reakcije stanica koje vraćaju vrijednost u normalnu razinu. Na primjer, previsoka temperatura pokreće mjere suzbijanja kože, krvožilnog i respiratornog sustava. hipotalamus hormoni žlijezda ovih sustava, što im signalizira da hlade tijelo.
Kako sustavi pokreću, tjelesna temperatura ponovno pada. Homeostaza se obnavlja.
Starenje može utjecati na homeostatski odgovor, Žlijezde koje luče hormon više neće moći proizvoditi toliko hormona kao prije. Čak i ako se hormon luči u dovoljnim količinama, ciljne stanice možda više nisu osjetljive na taj hormon.
Oni mogu manje reagirati, a homeostatski odgovor može biti sporiji i slabiji. Tijelo nije u stanju vratiti homeostazu tako brzo kao kad je organizam bio mlađi.
Primjeri homeostatske neravnoteže demonstriraju rizike nedovoljne regulacije
Ako jedan ili nekoliko važnih homeostatskih parametara dugo ostanu previsoki ili preniski, postoji opasnost od oštećenja stanica i organizma. Ako tjelesna temperatura ostane previsoka, organizam može pretrpjeti dehidraciju i oštećenje moždane funkcije jer živčane stanice prestanu raditi ispravno.
Ako je temperatura preniska, tjelesne funkcije se isključuju i ako bilo koji dio tijela smrzne, ledeni kristali oštećuju stanične membrane i tkiva.
Razine mnogih tvari ključne su za stanične aktivnosti. Ako glukoza ili vodostaja previsoki su ili preniski, stanice ne mogu normalno funkcionirati. Glukoza je važno hranjivo sredstvo bez kojeg stanice ne mogu sintetizirati potrebne bjelančevine. Za funkciju stanica i difuziju kemijskog signala potreban je stalan vodostaj.
Homeostaza drži ove vrijednosti blizu svojih ciljeva. Ako dugo ostanu previsoki ili preniski, organizam trpi štetu.
Zakon o homeostazi i starenju u suprotnim smjerovima
Homeostaza je skup mehanizama koje tijelo koristi da bi održalo svoje operativne varijable blizu željenih postavljene točke, Starenje je proces koji mehanizme homeostaze čini manje učinkovitim. Alati korišteni za homeostazu ostaju isti tijekom životnog vijeka organizma, ali sa starenjem može biti manje alata i alati ne djeluju kao prije.
U homeostazi stanice proizvode kemijske signale koji ciljaju druge stanice i mijenjaju njihovo ponašanje. To se događa na tri načina:
Starenje ometa ove radnje. Mnoge stanice u starenju organizma zbog toga su izgubile dio svoje sposobnosti obavljanja svojih funkcija uz maksimalnu učinkovitost mutacije u njihovoj DNK, generalizirano šteta ili habanje i habanje. Stanice mogu imati manje resursa kao rezultat izgubljene učinkovitosti i možda neće moći signalizirati ili primati signale kao i prije.
Čak i kada signalizacija dobro funkcionira i kad se primaju snažni signali, stanice su manje sposobne poduzimati radnje poput bržeg otkucaja srca ili tjeranja organizma da traži vodu. Iako starenje nije isto za sve organizme ili sve ljude, starenje općenito može se smanjiti cjelokupna funkcionalnost, ne samo u obnovi homeostaze.
Temperaturna homeostaza ovisi o mnogim staničnim funkcijama
Homeostatički mehanizam koji održava temperaturu organizama u granicama ima četiri grane. Središnja zapovjedna jedinica je hipotalamus žlijezda. To je kemijski signal na živčane stanice, stanice kože, krvožilni i respiratorni sustav.
Za previsoke temperature četiri grane djeluju na sljedeći način:
Za temperature koje su previše hladne, slični signali imaju suprotan učinak, poput tjeranja organizma u topao prostor ili smanjenja kapilara u blizini kože. U svakom slučaju, mnogi sustavi moraju koordinirati interakciju kako bi obnovili temperaturnu homeostazu.
Starenjem se može smanjiti temperatura homeostaze
Stareće stanice ne obavljaju stanične funkcije jednako učinkovito kao i mlađe stanice. U slučaju temperaturne homeostaze, temperature u organizmu koji ostare mogu ostati previsoke ili preniske duže nego kod mladih organizama. To može dovesti do daljnjeg oštećenja stanica ili daljnje neučinkovitosti u proizvodnji hormona i drugih kemikalija.
Homeostaza slabe temperature zbog starenja može biti posljedica nedostatka proizvodnja hormona kod hipotalamusa. Hormoni su bjelančevine koje proizvode ribosomi vezani za endoplazmatski retikulum (ER) stanica.
ER vrši procese, pohranjivanje i izvoz hormona u posebnim vezikulama putem Golgijeva aparata. Vezikule se stapaju s vanjskim staničnim membranama i svoj sadržaj ostavljaju izvan stanice kao endokrini izlučeni hormoni. Ovi različiti koraci su manje učinkoviti u starenim stanicama što dovodi do manje lučenog hormona.
Na drugom kraju lanca signalizacije, hormonski receptori na vanjskoj membrani stanica može biti manje, a neke mogu biti oštećene. Tada hormoni daju manji učinak nego u mlađim stanicama. Manje stanica mijenja svoje ponašanje, a one koje reagiraju na hormone mogu svoje ponašanje promijeniti neznatno. Kao rezultat svih ovih utjecaja, starenje može smanjiti učinkovitost temperaturne homeostaze.
Homeostaza glukoze kritična je za stanične funkcije
Stanice stalno troše glukozu i kisik za proizvodnju energije za stanične funkcije. Glukoza se putem krvožilnog sustava distribuira u svaku stanicu u tijelu, a njegova razina u krvi mora biti stalna. Obje niske razine glukoze ili hipoglikemija i visoke razine ili hiperglikemije može dovesti do smrti.
Razina glukoze u krvi je kontrolirana s gušterača putem hormona inzulina. Kod homeostaze glukoze inzulin izlučuje stanice u gušterači i distribuira se kroz krvne žile. Kad je glukoza previsoka, povećava se i razina inzulina u krvi, a inzulin pokreće inzulinske receptore s vanjske strane stanica.
Pokretanje oslobađa kemikalije unutar stanice koje povećavaju metabolizam i troše glukozu. Razina glukoze u krvi vraća se natrag.
Ako je razina glukoze preniska, organizam osjeća osjećaj gladi. Organizam jede, a hrana se probavlja i razgrađuje na komponente, uključujući glukozu u probavnom traktu. Glukoza se apsorbira u krvnim žilama oko probavnog trakta i obnavlja se razina glukoze u krvi.
Kada se starenjem smanji homeostaza glukoze, dijabetes može rezultirati
Na homeostazu glukoze utječu isti čimbenici starenja kao i temperatura. Stanice u gušterači proizvode manje inzulina, a stanični receptori također ne djeluju. Ali postoje dodatni načini na koji starenje može utjecati na razinu glukoze u krvi. Rizik od visokih razina glukoze uzrokuje dijabetes povećava se kod starijih ljudi.
Postoje dvije vrste dijabetesa.
Tip I je uzrokovan nedostatkom inzulina, bilo zbog uništenja stanica koje stvaraju inzulin gušterače ili stanica koje proizvode manje inzulina.
Tip II dijabetes je uzrokovan receptorima koji ciljane stanice postaju desenzibilizirani zbog kontinuiranog izlaganja visokoj razini inzulina. Taj je učinak često posljedica pretilosti ili dugotrajne konzumacije hrane s visokom razinom lako probavljive glukoze. Svi su ti faktori teži i češći u starosti.
Starenje može utjecati na ravnotežu vode u krvi
Održavanje prave količine vode u krvi važno je za kemijske reakcije stanica. Ako krv sadrži previše vode, voda će ući u stanice i razrijediti stanične otopine. Ako ima premalo vode, stanice gube vodu i utječe kemijska difuzija.
Homeostaza krvi u krvi kontrolirana je s hipotalamus preko dva kanala kako slijedi:
Starenje ne utječe na kontrolni put u kojem niska razina vode dovodi do žeđi, ali starenje bubrega gube na masi i više ne reagiraju na signale kao mlađi organi. Kao rezultat, stanice mogu dopustiti da voda prođe u urin čak i ako hipotalamus nije dao odgovarajući signal ili se voda može zadržati čak i kad je razina vode u krvi previsoka.
Sve u svemu, homeostaza u krvnoj vodi više nije točna kao kod mlađih organizama.
Općenito, starenje utječe na održavanje i obnavljanje homeostaze negativno, Učinak starenja stanica se često pogoršava i manje su osjetljive na staničnu signalizaciju. Čak i kada stanice izvršavaju svoje funkcije, stariji organizam je često manje sposoban poduzeti potrebne radnje.
Međutim, stvarni učinci starenja za pojedinačne slučajeve mogu se uvelike razlikovati. Starenje može imati ove negativne učinke, ali ne i sve stareće stanice i starenja organizmi pokazuju isto pogoršanje funkcionalnosti.