Gomeostaz (qadimgi yunoncha ὁμοιοστάσις dan ὅμοιος «bir xil, o‘xshash» + στάσις «turish; harakatsizlik») — o‘zini o‘zi boshqarish, ya’ni ochiq tizimning o‘z ichki holatining barqarorligini saqlashga xizmat qiluvchi muvofiqlashtirilgan reaksiyalar vositasida dinamik muvozanatnita’minlash qobiliyatidir. Tizimning yo‘qolgan muvozanatni tiklashga, tashqi muhitqarshiligini yengishga hamda o‘zini qayta hosil qilishga intilishi[manba 715 kundan beri ko‘rsatilmagan].
Gomeostaz — populyatsiyaning uzoq vaqt davomida o‘z individlari sonini muayyan darajada saqlab turish qobiliyatidir.
Amerikalik fiziolog Uolter Kennon (Walter B. Cannon) 1932-yilda o‘zining «The Wisdom of the Body» («Tananing donoligi») kitobida ushbu atamani «organizmning aksariyat barqaror holatlarini saqlab turuvchi o‘zaro muvofiqlashtirilgan fiziologik jarayonlar»ning nomi sifatida taklif qilgan. Keyinchalik bu atama har qanday ochiq tizimning o‘z ichki holati barqarorligini dinamik ravishda saqlash qobiliyatiga nisbatan ham qo‘llanila boshlagan. Biroq ichki muhitning doimiyligi haqidagi tushuncha hali 1878-yilda fransuz olimi Klod Bernar tomonidan shakllantirilgan.
Umumiy ma’lumotlar
«Gomeostaz» atamasi ko‘pincha biologiyadaqo‘llaniladi. Ko‘p hujayrali organizmlar yashashi uchun ichki muhitbarqarorligini saqlashi zarur. Ko‘plab ekologlar bu tamoyil tashqi muhitga ham taalluqli deb hisoblaydi. Agar tizim o‘z muvozanatini tiklay olmasa, oxir-oqibat faoliyatdan to‘xtashi mumkin.
Murakkab tizimlar — masalan, organizm hisoblangan inson tanasi — barqarorligini saqlab, yashashda davom etishi uchun gomeostazga ega bo‘lishi lozim. Bunday tizimlar nafaqat yashab qolishga intilishi, balki atrof-muhit o‘zgarishlariga moslashishi va rivojlanishi ham kerak.
Gomeostazning xususiyatlari
Gomeostatik tizimlar quyidagi xususiyatlarga ega:
- Beqarorlik : tizim qanday qilib yaxshiroq moslasha olishini sinab ko‘radi.
- Muvozanatga intilish: tizimlarning butun ichki, tuzilmaviy va funksional tashkil etilishi muvozanatni saqlashga xizmat qiladi.
- Oldindan aytib bo‘lmaslik: muayyan harakatning yakuniy ta’siri ko‘pincha kutilgan natijadan farq qilishi mumkin.
Quyidagi misollar sutemizuvchilardagi gomeostazga taalluqli:
- organizmdagi mikroelementlar va suv miqdorini boshqarish — osmoregulyatsiya. Bu jarayon buyraklarda amalga oshiriladi.
- Modda almashinuvi chiqindilarini chiqarish — ajratish. Bu vazifani ekzokrin a’zolar — buyraklar, o‘pka, ter bezlari va oshqozon-ichak yo‘li bajaradi.
- Tana haroratini boshqarish. Haroratni terlashorqali pasaytirish, turli termoregulyatsion reaksiyalar.
- Qondagi glyukoza miqdorini boshqarish. Bu asosan jigar, insulin va glyukagonvositasida ta’minlanadi. Bu gormonlar oshqozonosti bezidan ajraladi.
- Ovqatlanish tartibiga qarab asosiy modda almashinuvi darajasini boshqarish.
Organizm muvozanatda turgan bo‘lsa-da, uning fiziologik holati dinamik bo‘lishi mumkin. Ko‘plab organizmlarda sirkadiyal, ultradian va infradian ritmlarko‘rinishidagi endogen o‘zgarishlar kuzatiladi. Shunday qilib, gomeostaz saqlanayotgan paytda ham tana harorati , qon bosimi, yurak urish tezligi va ko‘pgina metabolik ko‘rsatkichlar har doim bir xil darajada turmaydi, balki vaqt o‘tishi bilan (muayyan cheklangan oraliqda) o‘zgarib turadi.
Gomeostaz mexanizmlari: teskari aloqa
Tizimdagi ko‘rsatkichlar o‘zgarganda, u ikki asosiy turdagi teskari aloqa orqali javob beradi:
- Manfiy teskari aloqa— bunda tizim o‘zgarish yo‘nalishini qarama-qarshi tomonga buradigan javob reaksiyasini yuzaga keltiradi. Teskari aloqa tizimning barqarorligini saqlashga xizmat qilgani uchun gomeostazni ta’minlash imkonini beradi.
- Masalan, inson organizmida karbonat angidrid konsentratsiyasi ortganda o‘pkaga faoliyatini kuchaytirish va ko‘proq karbonat angidrid chiqarish haqida signal yuboriladi.
- Termoregulyatsiya — manfiy teskari aloqaning yana bir misoli. Tana harorati ko‘tarilganda (yoki pasayganda), termoretseptorlar — teridagi va gipotalamusdagi retseptorlar — harorat o‘zgarishini qayd etadi va miyaga signal uzatilishiga sabab bo‘ladi. Bu signal o‘z navbatida javob reaksiyasini — haroratning pasayishini (yoki ko‘tarilishini) keltirib chiqaradi.
- Musbat teskari aloqa— o‘zgaruvchi ko‘rsatkichdagi o‘zgarishni kuchaytirish bilan namoyon bo‘ladi. U beqarorlashtiruvchi ta’sir ko‘rsatgani sababli gomeostazga olib kelmaydi. Musbat teskari aloqa tabiiy tizimlarda kamroq uchrasa-da, o‘z vazifasiga ega.
- Masalan, nervlarda chegaraviy elektr potensiali ancha kuchliroq harakat potensialini yuzaga keltiradi. Qonning ivishi (qon koagulyatsiyasi) va tug‘ruq vaqtidagi hodisalar musbat teskari aloqaning boshqa misollari bo‘la oladi.
Barqaror tizimlar teskari aloqaning har ikki turini birgalikda qo‘llaydi. Manfiy teskari aloqa gomeostatik holatga qaytishga imkon bersa, musbat teskari aloqa mutlaqo yangi (ehtimol, kamroq maqbul) gomeostaz holatiga o‘tish uchun xizmat qiladi. Bu holat «metabarqarorlik» (metastability) deb ataladi. Bunday keskin o‘zgarishlar, masalan, suvi tiniq daryolarda oziq moddalari miqdorining ko‘payishi natijasida yuz berib, yuqori darajadagi evtrofikatsiya (daryo o‘zanini suvo‘tlarqoplab ketishi) va suvning loyqalanishi bilan kechadigan gomeostatik holatga olib kelishi mumkin.
Ekologik gomeostaz
Ekologik gomeostaz klimaks jamoalarda mumkin bo‘lgan eng yuqori biologik xilma-xillik ta’minlangan qulay muhit sharoitida kuzatiladi.
Buzilgan ekotizimlarda yoki subklimaks biologik jamoalarda — masalan, Krakatauorolida kuchli vulqon otilishi ro‘y bergan 1883 -yilda avvalgi o‘rmonning klimaks ekotizimi gomeostazi, oroldagi barcha tirik mavjudotlar singari, yo‘q bo‘lgan. Otilishdan keyingi yillar davomida Krakatauda yangi o‘simlik va hayvon turlari bir-birini almashtirgan ekologik o‘zgarishlar zanjiri kuzatilgan. Bu biologik xilma-xillikka, oxir-oqibat esa klimaks jamoaning shakllanishiga olib kelgan. Ekologik suksessiya Krakatauda bir necha bosqichda amalga oshgan. Klimaksga olib keladigan suksessiyalarning to‘liq zanjiri priseriya deb ataladi. Krakatau orolida 1983-yilda, ya’ni vulqon otilishi oroldagi hayotni yo‘q qilganidan yuz yil o‘tib, sakkiz ming xil tur ro‘yxatga olingan klimaks jamoa shakllangan. Ma’lumotlar muayyan vaqt davomida gomeostaz saqlanishini, shu bilan birga yangi turlarning paydo bo‘lishi eski turlarning tezda yo‘qolishiga olib kelishini tasdiqlaydi.
Krakatau hamda boshqa buzilgan yoki daxlsiz ekotizimlar misoli shuni ko‘rsatadiki, dastlabki ko‘chib joylashish pioner turlar tomonidan musbat teskari aloqaga asoslangan ko‘payish strategiyalari orqali amalga oshiriladi. Bunda turlar imkon qadar ko‘p nasl qoldirib tarqaladi, ammo har bir avlodning yashab qolishiga deyarli kuch sarflamaydi. Bunday turlarda jadal rivojlanish va shunga yarasha tez tanazzul kuzatiladi (masalan, epidemiyatufayli). Ekotizim klimaksga yaqinlashgan sari bunday turlar o‘rnini murakkabroq klimaks turlar egallaydi. Ular manfiy teskari aloqa orqali atrof-muhitning o‘ziga xos sharoitlariga moslashadi. Bu turlar soni ekotizimning sig‘im chegarasi bilan qat’iy cheklanadi va ular boshqa strategiyani tanlaydi: kamroq nasl qoldirib, har bir avlodning reproduktiv muvaffaqiyatiga o‘ziga xos mikromuhit doirasida, muayyan ekologik nisha sharoitida ko‘proq energiya sarflanadi.
Rivojlanish pioner jamoa bilan boshlanib, klimaks jamoa bilan yakunlanadi. Klimaks jamoa flora va fauna mahalliy muhit bilan muvozanatga kelganda shakllanadi.
Bunday ekotizimlar geterarxiyalarhosil qiladi: bunda bir darajadagi gomeostaz boshqa murakkab darajadagi gomeostatik jarayonlarga yordam beradi. Masalan, yetilgan barglarning tropik daraxtdan to‘kilishi yangi novdalarning o‘sishi uchun joy ochadi va tuproqniboyitadi. Shu bilan birga, tropik daraxt quyi qatlamlarga yorug‘lik tushishini kamaytirib, boshqa turlarning kirib kelishiga to‘sqinlik qiladi. Biroq daraxtlar ham yerga qulaydi va o‘rmonning rivojlanishi daraxtlarning doimiy almashinishi hamda oziq moddalarning bakteriyalar, hasharotlar, zamburug‘larishtirokidagi aylanishiga bog‘liq. Xuddi shuningdek, bunday o‘rmonlar ekotizimdagi mikroiqlimlarni yoki gidrologik sikllarni tartibga solish singari ekologik jarayonlarga hissa qo‘shadi. Bir necha turli ekotizim daryoning drenaj tizimi gomeostazini biologik mintaqamiqyosida saqlash uchun birgalikda ta’sirlashishi mumkin. Biologik mintaqalarning xilma-xilligi ularning gomeostatik barqarorligiga ham ta’sir ko‘rsatadi, ya’ni biologik mintaqa yoki biom barqarorligiga.
T. Tornton dengiz yulduzlari va ofiuralar plastinkajabrali mollyuskalarning kam sonli populyatsiyasini qanday asrashini va shu yo‘l bilan o‘zini ochlikdan saqlashini tasvirlaydi. Mollyuskalar ularning asosiy ozig‘i hisoblanadi, lekin lichinkalari shu qadar maydaki, dengiz yulduzlari populyatsiyani osonlikcha yo‘q qilishi mumkin edi. Biroq aynan shu davrda ularda 1 oydan 2 oygacha davom etadigan ochlik davri boshlanadi; lichinkalar 2-3 tartibga kattalashganidan so‘nggina ularning «ishtahasi ochiladi».
Biologik gomeostaz
Gomeostaz tirik organizmlarning asosiy xususiyatlaridan biri bo‘lib, ichki muhitni ruxsat etilgan chegaralarda saqlab turishni anglatadi.
Har qanday ko‘rsatkichga nisbatan organizmlar konformatsion va regulyatorturlarga bo‘linadi. Regulyator organizmlar atrof-muhitda qanday o‘zgarish bo‘lishidan qat’i nazar, ko‘rsatkichni doimiy darajada saqlaydi. Konformatsion organizmlarda esa ko‘rsatkich qiymatini tashqi muhit belgilaydi. Masalan, issiq qonli hayvonlar tana haroratini bir me’yorda saqlasa, sovuq qonli hayvonlar harorati keng oraliqda o‘zgarib turadi.
Bu konformatsion organizmlarda o‘sha ko‘rsatkichni ma’lum darajada boshqarishga yordam beradigan xulq-atvorga oid moslashuvlar yo‘q degani emas. Sudralib yuruvchilar, masalan, ertalab tana haroratini ko‘tarish uchun ko‘pincha qizigan toshlar ustida o‘tiradi.
Gomeostatik boshqaruvning afzalligi shundaki, u organizmga samaraliroq ishlash imkonini beradi. Masalan, sovuq qonli hayvonlar past haroratda odatda sustlashadi, issiq qonlilar esa deyarli odatdagidek faol bo‘lib qoladi. Boshqa tomondan, boshqaruv energiya talab etadi. Ayrim ilonlar haftada faqat bir marta ovqatlanishining sababi shuki, ular gomeostazni saqlash uchun sutemizuvchilarga qaraganda ancha kam energiya sarflaydi.
Hujayra gomeostazi
O‘zining kimyoviy faoliyatini hujayra bir qator jarayonlar orqali boshqaradi. Bu jarayonlarda sitoplazmaningtuzilishi, shuningdek, fermentlarningtuzilishi va faolligining o‘zgarishi alohida ahamiyatga ega. O‘zini o‘zi boshqarish haroratga, kislotalilikdarajasiga, substratkonsentratsiyasiga, ayrim makroelementlar va mikroelementlarmavjudligiga bog‘liq. Gomeostazning hujayraviy mexanizmlari to‘qima yoki a’zolar yaxlitligi buzilganda tabiiy ravishda nobud bo‘lgan hujayralarni qayta tiklashga qaratilgan.
Regeneratsiya — zarur funksional faollikni ta’minlash uchun organizmning tuzilmaviy elementlarini yangilash va shikastlanishdan keyin ularning sonini tiklash jarayonidir.
Regeneratsion javob xususiyatiga qarab sutemizuvchilarning to‘qima va a’zolarini 3 guruhga ajratish mumkin:
1) hujayraviy regeneratsiya xos bo‘lgan to‘qima va a’zolar (suyaklar, g‘ovak biriktiruvchi to‘qima, qon yaratuvchi tizim, endoteliy, mezoteliy, oshqozon-ichak yo‘li, nafas yo‘llari va siydik-tanosil tizimining shilliq pardalari)
2) hujayraviy va hujayra ichidagi regeneratsiya xos bo‘lgan to‘qima va a’zolar (jigar, buyraklar, o‘pka, silliq va skelet mushaklari, vegetativ asab tizimi, oshqozonosti bezi, endokrin tizim)
3) asosan yoki faqat hujayra ichidagi regeneratsiya xos bo‘lgan to‘qimalar (miokard va ganglioz hujayralar markaziy asab tizimiga tegishli)
Evolyutsiya davomida regeneratsiyaning 2 turi shakllangan: fiziologik va reparativ.
Inson organizmidagi gomeostaz
Turli omillar organizm suyuqliklarining hayotni ta’minlash qobiliyatiga ta’sir etadi. Ular orasida harorat, sho‘rlanish, kislotalilik va konsentratsiya kabi ko‘rsatkichlar, oziq moddalarning, jumladan glyukoza, turli ionlar, kislorod, shuningdek, chiqindi mahsulotlar — karbonat angidrid va siydikmiqdori bor. Bu ko‘rsatkichlar organizmning tirik qolishini ta’minlaydigan kimyoviy reaksiyalargata’sir qilgani sababli ularni zarur darajada saqlash uchun organizmda maxsus fiziologik mexanizmlar mavjud.
Gomeostazni ushbu ongdan tashqari moslashuv jarayonlarining sababi deb hisoblash mumkin emas. Uni ko‘plab me’yoriy jarayonlarning birgalikda namoyon bo‘ladigan umumiy xususiyati deb tushunish kerak, ularning dastlabki sababi deb emas. Bundan tashqari, bu biologik hodisalarningayrimlari mazkur modelga mos kelmaydi, masalan, anabolizm.
Boshqa sohalar
«Gomeostaz» tushunchasi boshqa sohalarda ham qo‘llaniladi.
Aktuariy mutaxassis xavf gomeostazihaqida gapirishi mumkin. Masalan, avtomobiliga elektron barqarorlikni nazorat qilish tizimio‘rnatilgan odamlar bunday tizim bo‘lmagan odamlardan xavfsizroq vaziyatda bo‘lmasligi mumkin. Chunki ular avtomobil xavfsizroq bo‘lgani uchun o‘zlari sezmagan holda xavfliroq haydash orqali ushbu ustunlikni qoplaydi. Bunga qo‘rquv kabi ayrim tiyib turuvchi mexanizmlarning ta’siri kamayishi sabab bo‘ladi.
Sotsiologlar va psixologlar « stress gomeostazi» tushunchasini qo‘llashi mumkin. Bu — populyatsiya yoki shaxsning ma’lum bir stress darajasini saqlashga intilishidir. Bunda «tabiiy» stress darajasi yetarli bo‘lmasa, sun’iy ravishda stresshosil qilinishi ham mumkin.
Misollar
- Termoregulyatsiya
- Tana harorati haddan tashqari past bo‘lsa, skelet mushaklarititrashi boshlanishi mumkin.
- Boshqa turdagi termogenez yog‘larning parchalanishini ham o‘z ichiga oladi va natijada issiqlik ajraladi.
- Ter ajralishi tanani sovitadi; bu bug‘lanish orqali sodir bo‘ladi.
- Kimyoviy boshqaruv
- Oshqozonosti bezi qondagi glyukoza darajasini boshqarish uchun insulin va glyukagon ajratadi.
- O‘pka kislorodni qabul qiladi va karbonat angidridni chiqaradi.
- Buyraklar siydik ajratadi va organizmdagi suv hamda ayrim ionlar miqdorini boshqaradi.
Ushbu a’zolarning ko‘pchiligi gormonlar orqali gipotalamus-gipofiz tizimi tomonidan boshqariladi.
Adabiyotlar
- Gomeostaz / Kassil G. N., Veltishchev Yu. Ye., Tarusov B. N., Frolkis V. V. // Katta tibbiyot ensiklopediyasi : 30 jildda / bosh muharrir B. V. Petrovskiy. — 3-nashr. — M. : Sovet ensiklopediyasi, 1977. — J. 6 : Gipotireoz — Degeneratsiya. — 632 bet : rasmlar.
- Fiziologik funksiyalarning o‘zini o‘zi boshqarishi / Golubeva Ye. L. // Katta tibbiyot ensiklopediyasi : 30 jildda / bosh muharrir B. V. Petrovskiy. — 3-nashr. — M. : Sovet ensiklopediyasi, 1984. — J. 22 : Erituvchilar — Saxarov. — 544 bet : rasmlar.
- Gomeostaz : [arxiv 21-oktabr 2022-yil] / Natochin Yu. V., Irxin Yu. V. // Katta Rossiya ensiklopediyasi : [35 jildda] / bosh muharrir Yu. S. Osipov. — M. : Katta Rossiya ensiklopediyasi, 2004—2017.
- Gomeostaz // Katta sovet ensiklopediyasi : [30 jildda] / bosh muharrir A. M. Proxorov. — 3-nashr. — M. : Sovet ensiklopediyasi, 1969—1978.
- Gomeostaz // Veterinariya ensiklopedik lug‘ati — M.: Sovet ensiklopediyasi, 1981. — 640 bet.
Manbalar
- O.-Ya. L. Bekish. Tibbiy biologiya. — Minsk: Uradjay, 2000. — 520 bet — ISBN 985-04-0336-5.