Sisältö
- Ikääntyminen vaikuttaa kehon vasteeseen homeostaattiseen säätelyyn
- Esimerkit homeostaattisesta epätasapainosta osoittavat riittämättömän sääntelyn riskit
- Homeostaasi- ja ikääntymislaki vastakkaisiin suuntiin
- Lämpötilan homeostaasi riippuu monista solutoiminnoista
- Ikääntyminen voi vähentää lämpötilan homeostaasikykyä
- Glukoosihomeostaasi on kriittinen solutoiminnoille
- Kun ikääntyminen vähentää glukoosihomeostaasia, diabeteksen seurauksena voi olla
- Ikääntyminen voi vaikuttaa veren vesitasapainoon
Homeostaasi on prosessi, jonka kautta organismi säätelee sisäistä ympäristöään pitämällä kriittiset parametrit hyväksyttävissä rajoissa.Ikääntyminen vaikuttaa kykyyn ylläpitää ja palauttaa homeostaasia, koska jotkut organismin käyttämistä mekanismeista eivät ole enää yhtä tehokkaita kuin nuoressa kehossa.
Monissa tapauksissa kyvyttömyys palauttaa homeostaasia voi vaikuttaa kehon toimintaan ja johtaa heikentyneisiin kykyihin ja sairauksiin. Tyypillisiä parametreja, joiden homeostaasi on ylläpidettävä tai palautettava ja joihin ikääntyminen vaikuttaa, ovat seuraavat:
Mekanismeihin, joilla nämä parametrit pidetään toivotulla alueella, sisältyy toiminnan hormonit, solujen aktiivisuus ja organismin toiminta. Jos homeostaattinen säätely ei ole mahdollista ja näiden parametrien arvot pysyvät vaadittujen rajojen ulkopuolella, organismin kuolema voi johtaa.
Ikääntyminen vaikuttaa kehon vasteeseen homeostaattiseen säätelyyn
Kun parametri on liian korkea tai liian matala, hormonit laukaisevat solureaktioita, jotka palauttavat arvon normaalille tasolle. Esimerkiksi liian korkea lämpötila laukaisee vastatoimenpiteitä ihossa, verenkiertoelimissä ja hengityselimissä. hypotalamus rauhasten hormonit näihin järjestelmiin, mikä merkitsee niiden jäähdyttämistä kehossa.
Kun järjestelmät käynnistyvät toimintaan, kehon lämpötilalla on taipumus laskea jälleen. Homeostaasi on palautettu.
Ikääntyminen voi vaikuttaa homeostaattinen vastaus. Hormonia erittelevä rauhaset eivät ehkä enää pysty tuottamaan niin paljon hormonia kuin ennen. Vaikka hormonia erittyy riittävästi, kohdesolut eivät ehkä ole enää yhtä herkkiä hormonille.
Ne voivat reagoida vähemmän ja homeostaattinen vaste voi olla hitaampi ja heikompi. Keho ei pysty palauttamaan homeostaasia niin nopeasti kuin organismi oli nuorempi.
Esimerkit homeostaattisesta epätasapainosta osoittavat riittämättömän sääntelyn riskit
Jos yksi tai useampi tärkeä homeostaattinen parametri pysyy liian korkeana tai liian alhaisena pitkään, on olemassa riski soluille ja organismille vaurioitua. Jos kehon lämpötila pysyy liian kuumana, organismi voi kärsiä kuivumisesta ja aivojen toimintahäiriöistä, koska hermosolut lakkaavat toimimasta kunnolla.
Jos lämpötila on liian matala, kehon toiminnot sammuvat ja jos jokin kehon osa jäätyy, jääkiteet vaurioittavat solukalvoja ja kudoksia.
Monien aineiden pitoisuudet ovat avain solutoimintoihin. Jos glukoosi tai vedenpinnat ovat liian korkeat tai liian alhaiset, solut eivät pysty toimimaan normaalisti. Glukoosi on tärkeä ravintoaine, jota ilman solut eivät pysty syntetisoimaan tarvittavia proteiineja. Solun toimintaan ja kemiallisen signaalin diffuusioon tarvitaan vakio vesitaso.
Homeostaasi pitää nämä arvot lähellä tavoitteitaan. Jos ne pysyvät liian korkeina tai liian alhaisina pitkään, organismi kärsii vaurioita.
Homeostaasi- ja ikääntymislaki vastakkaisiin suuntiin
Homeostaasi on kokoelma mekanismeja, joita elin käyttää pitämään toimintamuuttujat lähellä haluamiaan aseta pisteet. Ikääntyminen on prosessi, joka tekee homeostaasin mekanismeista vähemmän tehokkaita. Homeostaasiin käytetyt työkalut pysyvät samoina organismin elinkaaren ajan, mutta ikääntyessä työkaluja voi olla vähemmän ja työkalut eivät toimi yhtä hyvin kuin ennen.
Homeostaasissa solut tuottavat kemiallisia signaaleja, jotka kohdistuvat muihin soluihin ja muuttavat niiden käyttäytymistä. Tämä tapahtuu kolmella tavalla:
Ikääntyminen haittaa näitä toimia. Monet ikääntyvän organismin soluista ovat menettäneet osan kyvystään suorittaa toimintonsa huipputehokkuudella johtuen mutaatiot heidän DNA: ssaan, yleistynyt vahingoittaa tai kuluminen. Soluilla voi olla vähemmän resursseja menetyksen vuoksi, ja ne eivät välttämättä pysty signaloimaan tai vastaanottamaan signaaleja yhtä hyvin kuin ennen.
Jopa silloin, kun signalointi toimii hyvin ja voimakkaita signaaleja vastaanotetaan, solut eivät kykene heikommin toteuttamaan toimia, kuten saamaan sydämen lyömään nopeammin tai saamaan organismin etsimään vettä. Vaikka ikääntyminen ei ole sama kaikille organismeille tai kaikille ihmisille, ikääntyminen yleensä voi vähentää yleinen toiminnallisuus, ei vain homeostaasin palauttamisessa.
Lämpötilan homeostaasi riippuu monista solutoiminnoista
Homeostaattisella mekanismilla, joka pitää organismien lämpötilan rajoissa, on neljä haaraa. Sen keskeinen komentoyksikkö on hypotalamus rauhanen. Se välittää kemiallisia signaaleja hermosoluille, ihosoluille, verenkiertoelimelle ja hengityselimille.
Liian korkeissa lämpötiloissa neljä haaraa toimivat seuraavasti:
Liian kylmien lämpötilojen kohdalla vastaavilla signaaleilla on vastakkaisia vaikutuksia, kuten saattamalla organismi etsimään lämmintä tilaa tai pienentämään kapillaareja ihon lähellä. Kummassakin tapauksessa monien järjestelmien on oltava vuorovaikutuksessa koordinoidusti lämpötilan homeostaasin palauttamiseksi.
Ikääntyminen voi vähentää lämpötilan homeostaasikykyä
Ikääntyvät solut eivät suorita solutoimintoja yhtä tehokkaasti kuin nuoremmat solut. Lämpötila-homeostaasin tapauksessa ikääntyvien organismien lämpötilat voivat pysyä liian korkeina tai liian alhaisina pidempään kuin nuorten organismien. Tämä voi johtaa lisää soluvaurioita tai lisää tehottomuuksia hormonien ja muiden kemikaalien tuotannossa.
Ikääntymisestä johtuva huono lämpötilan homeostaasi voi johtua hormonien tuotanto hypotalamuksessa. Hormonit ovat proteiineja, joita tuottavat solujen endoplasmaiseen retikulumiin (ER) kiinnittyneet ribosomit.
ER käsittelee, varastoi ja vie hormonit erityisiin rakkuloihin Golgi-laitteen kautta. Vesikkelit sulautuvat ulkopuolisiin solukalvoihin ja jättävät niiden sisällön solun ulkopuolelle endokriinisten hormonien muodossa. Nämä eri vaiheet ovat vähemmän tehokkaita ikääntyneissä soluissa, mikä johtaa vähemmän hormonien erittymiseen.
Merkinantoketjun toisessa päässä hormonireseptoreita solujen ulkokalvolla voi olla vähemmän ja osa voi vaurioitua. Hormonit tuottavat sitten vähemmän vaikutusta kuin nuoremmissa soluissa. Harvemmat solut muuttavat käyttäytymistään ja hormonit reagoivat voivat muuttaa käyttäytymistään vain vähän. Kaikkien näiden vaikutusten seurauksena ikääntyminen voi vähentää lämpötilan homeostaasin tehokkuutta.
Glukoosihomeostaasi on kriittinen solutoiminnoille
Solut kuluttavat jatkuvasti glukoosia ja happea tuottamaan energiaa solutoimintoihin. Glukoosi jakaantuu jokaisessa kehon solussa verenkiertoelimen kautta ja sen taso veressä on pidettävä vakiona. Molemmat alhaiset glukoositasot tai hypoglykemia ja korkeat tasot tai hyperglykemia voi johtaa kuolemaan.
Verensokerin tasoa säätelee haima hormoniinsuliinin kautta. Glukoosihomeostaasissa haiman solut erittävät insuliinia ja jakautuvat verisuonten kautta. Kun glukoosi on liian korkea, veren insuliinitasot nousevat myös ja insuliini laukaisee solujen ulkopuolella olevat insuliinireseptorit.
Laukaisu vapauttaa solun sisällä kemikaaleja, jotka lisäävät aineenvaihduntaa ja kuluttavat glukoosia. Veren glukoositaso laskee takaisin.
Jos glukoositaso on liian alhainen, organismi kokee nälän. Organismi syö ja ruoka pilkotaan ja hajotetaan komponenteiksi, mukaan lukien ruuansulatuksessa oleva ruuansulatuksessa oleva glukoosi. Ruoansulatuskanavan ympärillä olevat verisuonet imevät glukoosin ja veren glukoositaso palautuu.
Kun ikääntyminen vähentää glukoosihomeostaasia, diabeteksen seurauksena voi olla
Glukoosin homeostaasiin vaikuttavat samat ikääntymistekijät kuin lämpötilaan. Haiman solut tuottavat vähemmän insuliinia ja solureseptorit eivät myöskään toimi. Mutta on myös muita tapoja, joilla ikääntyminen voi vaikuttaa verensokeripitoisuuksiin veressä. Korkeiden glukoositasojen riski aiheuttaa diabetes ikäihmisissä.
Diabeetikkoa on kahta tyyppiä.
Tyyppi I johtuu insuliinin puutteesta joko haiman insuliinia tuottavien solujen tuhoutumisen tai vähemmän insuliinia tuottavien solujen tuhoutumisen vuoksi.
Tyyppi II diabeteksen aiheuttavat kohdesolujen reseptorit, jotka ovat herkistyneitä jatkuvan altistumisen vuoksi korkeille insuliinitasoille. Tämä vaikutus johtuu usein liikalihavuudesta tai ruoan pitkäaikaisesta kulutuksesta, jossa on runsaasti helposti sulavaa glukoosipitoisuutta. Kaikki nämä tekijät ovat vakavampia ja yleisempää vanhuudessa.
Ikääntyminen voi vaikuttaa veren vesitasapainoon
Oikean veden määrän ylläpitäminen veressä on tärkeä solujen kemiallisissa reaktioissa. Jos veri sisältää liian paljon vettä, vesi pääsee soluihin ja laimennaa soluliuosia. Jos vettä on liian vähän, solut menettävät vettä ja vaikuttaa kemialliseen diffuusioon.
Veren veden homeostaasia säätelee hypotalamus kahden kanavan kautta seuraavasti:
Ikääntyminen ei vaikuta säätöpolkuun, jolla matala vedenpinta johtaa janoon, mutta ikääntyvät munuaiset menettää massaa eivätkä ole enää yhtä herkkiä signaaleille kuin nuoremmat elimet. Seurauksena on, että solut voivat antaa veden kulkeutua virtsaan, vaikka hypotalamus ei ole antanut vastaavaa signaalia tai vesi voi pysyä jopa silloin, kun veren vesitaso on liian korkea.
Kaiken kaikkiaan veriveden homeostaasi ei ole enää yhtä tarkka kuin nuoremmissa organismeissa.
Yleensä ikääntyminen vaikuttaa homeostaasin ylläpitoon ja palautumiseen negatiivisesti. Ikääntyvien solujen suorituskyky heikkenee usein ja ne ovat vähemmän herkkiä solusignaalille. Vaikka solut suorittavat tehtävänsä, ikääntynyt organismi ei usein kykene suorittamaan tarvittavia toimia.
Ikääntymisen todelliset vaikutukset voivat kuitenkin vaihdella suuresti yksittäisissä tapauksissa. Ikääntymisellä voi olla näitä kielteisiä vaikutuksia, mutta kaikilla ikääntyväillä soluilla ja ikääntyvällä organismeilla ei ole samanlaista toimintakyvyn heikkenemistä.