Innhold
- Aldring påvirker kroppens respons på homeostatisk regulering
- Eksempler på homeostatisk ubalanse viser risikoen for utilstrekkelig regulering
- Homeostase og aldringslov i motsatte retninger
- Homeostase av temperatur avhenger av mange cellefunksjoner
- Aldring kan redusere temperaturen i homeostase
- Glukosehomeostase er kritisk for cellefunksjoner
- Når glukosehomeostase reduseres ved aldring, kan diabetes resultere
- Aldring kan påvirke blodvannsbalansen
Homeostase er prosessen der en organisme regulerer sitt indre miljø, og holder kritiske parametere innenfor akseptable grenser.Aldring påvirker evnen til å opprettholde og gjenopprette homeostase fordi noen av mekanismene som brukes av organismen ikke lenger er like effektive som i en ung kropp.
I mange tilfeller kan manglende evne til å gjenopprette homeostase påvirke kroppens aktiviteter og kan føre til reduserte evner og sykdommer. Typiske parametere som homeostase må opprettholdes eller gjenopprettes og som påvirkes av aldring inkluderer følgende:
Mekanismene som disse parametrene holdes innenfor et ønsket område inkluderer handlingen av hormoneraktiviteter av celler og handling fra organismen. Hvis homeostatisk regulering ikke er mulig, og verdiene av disse parametrene holder seg utenfor de nødvendige grensene, kan det føre til død av organismen.
Aldring påvirker kroppens respons på homeostatisk regulering
Når en parameter er for høy eller for lav, utløser hormoner cellereaksjoner som bringer verdien tilbake til sitt normale nivå. For eksempel utløser en for høy temperatur motmål i hud, sirkulasjons- og luftveiene. De hypothalamus kjertelens hormoner til disse systemene, og signaliserer dem for å kjøle ned kroppen.
Når systemene springer ut, har kroppstemperaturen en tendens til å gå ned igjen. Homeostase er restaurert.
Aldring kan påvirke homeostatisk respons. Kjertelen som utskiller hormonet kan ikke lenger være i stand til å produsere så mye hormon som før. Selv om hormonet skilles ut i tilstrekkelige mengder, kan det hende at målcellene ikke lenger er like følsomme for hormonet.
De kan reagere mindre, og den homeostatiske responsen kan være tregere og svakere. Kroppen klarer ikke å gjenopprette homeostase så raskt som da organismen var yngre.
Eksempler på homeostatisk ubalanse viser risikoen for utilstrekkelig regulering
Hvis en eller flere av de viktige homeostatiske parametrene holder seg for høye eller for lave lenge, er det fare for skade på celler og på organismen. Hvis kroppstemperaturen forblir for varm, kan organismen lide dehydrering og nedsatt hjernefunksjon når nervecellene slutter å fungere ordentlig.
Hvis temperaturen er for lav, blir kroppslige funksjoner stengt, og hvis noen del av kroppen fryser, skader iskrystallene cellemembraner og vev.
Nivåene av mange stoffer er en nøkkel til celleaktiviteter. Hvis glukose eller vannstand er for høye eller for lave, celler kan ikke fungere normalt. Glukose er et viktig næringsstoff uten hvilke celler som ikke kan syntetisere proteinene de trenger. En konstant vannstand er nødvendig for cellefunksjon og kjemisk signaldiffusjon.
Homeostase holder disse verdiene nær sine mål. Hvis de forblir for høye eller for lave lenge, lider organismen skade.
Homeostase og aldringslov i motsatte retninger
Homeostase er samlingen av mekanismer kroppen bruker for å holde driftsvariablene i nærheten av ønsket sette poeng. Aldring er en prosess som gjør mekanismene til homeostase mindre effektive. Verktøyene som brukes til homeostase forblir de samme i organismenes levetid, men med aldring kan det være færre verktøy og verktøyene fungerer ikke like bra som før.
Ved homeostase produserer celler kjemiske signaler som er rettet mot andre celler og endrer deres oppførsel. Dette skjer på tre måter:
Aldring hindrer disse handlingene. Mange av cellene i en aldrende organisme har mistet noe av evnen til å utføre sine funksjoner på topp effektivitet pga mutasjoner i deres DNA, generalisert skader eller slitasje. Cellene kan ha færre ressurser som et resultat av tapt effektivitet og kan ikke være i stand til å signalisere eller motta signaler så bra som før.
Selv når signaliseringen fungerer bra og sterke signaler mottas, er cellene mindre i stand til å gjøre tiltak som å få hjertet til å slå raskere eller få organismen til å lete etter vann. Selv om aldring ikke er det samme for alle organismer eller for alle mennesker, kan aldring generelt reduseres generell funksjonalitet, ikke bare for å gjenopprette homeostase.
Homeostase av temperatur avhenger av mange cellefunksjoner
Den homeostatiske mekanismen som holder temperaturen på organismer innenfor grensene har fire grener. Den sentrale kommandoenheten er hypothalamus kjertel. Den slipper ut kjemiske signaler til nerveceller, hudceller, sirkulasjonssystemet og luftveiene.
For temperaturer som er for høye, fungerer de fire grenene som følger:
For temperaturer som er for kalde har lignende signaler motsatte effekter som å få organismen til å lete etter et varmt rom eller krympe kapillærene nær huden. I begge tilfeller må mange systemer samhandle på en koordinert måte for å gjenopprette temperaturhomeostase.
Aldring kan redusere temperaturen i homeostase
Aldringsceller utfører ikke cellefunksjoner like effektivt som yngre celler. Ved temperaturhomeostase kan temperaturer i aldrende organismer holde seg for høye eller for lave lenger enn for unge organismer. Dette kan føre til ytterligere celleskader eller ytterligere ineffektivitet i produksjonen av hormoner og andre kjemikalier.
Homeostase ved dårlig temperatur på grunn av aldring kan skyldes mangel på hormonproduksjon ved hypothalamus. Hormoner er proteiner produsert av ribosomer festet til endoplasmatisk retikulum (ER) av celler.
ER behandler, lagrer og eksporterer hormonene i spesielle vesikler via Golgi-apparatet. Vesiklene smelter sammen med de ytre cellemembranene og etterlater innholdet utenfor cellen som hormonutskilt hormoner. Disse forskjellige trinnene er mindre effektive i gamle celler, noe som fører til mindre hormonutskilt.
I den andre enden av signalkjeden, hormonreseptorer på den ytre membranen til celler kan være færre og noen kan være skadet. Hormonene gir da mindre effekt enn i yngre celler. Færre celler endrer atferden sin, og de som reagerer på hormonene kan bare endre oppførselen deres litt. Som et resultat av alle disse påvirkningene, kan aldring redusere effektiviteten av temperaturhomeostase.
Glukosehomeostase er kritisk for cellefunksjoner
Celler bruker kontinuerlig glukose og oksygen for å produsere energi til cellefunksjoner. Glukose distribueres til hver celle i kroppen gjennom sirkulasjonssystemet, og nivået i blodet må holdes konstant. Begge lave nivåer av glukose eller hypoglykemi og høye nivåer eller hyperglykemi kan føre til døden.
Nivået av glukose i blodet styres av bukspyttkjertelen gjennom hormonet insulin. Ved glukosehomeostase skilles insulin ut av celler i bukspyttkjertelen og distribueres gjennom blodkar. Når glukose er for høyt, øker insulinnivået i blodet også, og insulinreseptorer på utsiden av cellene utløses av insulinet.
Utløsningen frigjør kjemikalier inne i cellen som øker metabolismen og konsumerer glukose. Nivået av glukose i blodet går ned igjen.
Hvis glukosenivået er for lavt, opplever organismen en følelse av sult. Organismen spiser og maten fordøyes og brytes ned i komponenter inkludert glukose i fordøyelseskanalen. Glukosen blir absorbert av blodkar rundt fordøyelseskanalen og glukosenivået i blodet blir gjenopprettet.
Når glukosehomeostase reduseres ved aldring, kan diabetes resultere
Glukosehomeostase påvirkes av de samme aldringsfaktorene som for temperatur. Celler i bukspyttkjertelen produserer mindre insulin og cellemottakene fungerer ikke like bra. Men det er flere måter aldring kan påvirke blodets nivåer av glukose. Risikoen for høye glukosenivåer forårsaker diabetes økning hos eldre mennesker.
Det er to typer diabetes.
Type I er forårsaket av mangel på insulin, enten på grunn av en ødeleggelse av de insulinproduserende cellene i bukspyttkjertelen eller cellene som produserer mindre insulin.
Type II diabetes er forårsaket av at reseptorene på målcellene blir desensibiliserte på grunn av kontinuerlig eksponering for høye nivåer av insulin. Denne effekten skyldes ofte overvekt eller langtidsforbruk av mat med høye nivåer av lett fordøyd glukose. Alle disse faktorene er mer alvorlige og hyppigere i alderdommen.
Aldring kan påvirke blodvannsbalansen
Å opprettholde riktig vannmengde i blodet er viktig for cellekjemiske reaksjoner. Hvis blod inneholder for mye vann, vil vann komme inn i cellene og fortynne celleoppløsninger. Hvis det er for lite vann, mister celler vann og kjemisk diffusjon påvirkes.
Homeostase av blodvann styres av hypothalamus via to kanaler som følger:
Aldring påvirker ikke kontrollveien der et lavt vannstand fører til tørst, men aldrende nyrer mister masse og er ikke lenger like lydhøre for signaler som yngre organer. Som et resultat kan celler tillate vann å passere i urinen selv når hypothalamus ikke har gitt det tilsvarende signalet, eller vann kan beholdes selv når blodvannstanden er for høy.
Totalt sett er homeostase i blodvann ikke lenger like nøyaktig som hos yngre organismer.
Generelt påvirker aldring vedlikehold og restaurering av homeostase negativt. Ytelsen til aldrende celler svekkes ofte, og de er mindre følsomme for cellesignalering. Selv når cellene utfører sine funksjoner, er den gamle organismen ofte mindre i stand til å gjøre de nødvendige tiltakene.
Imidlertid kan de faktiske virkningene av aldring for enkelttilfeller variere mye. Aldring kan ha disse negative effektene, men ikke alle aldrende celler og aldrende organismer viser den samme forverring av funksjonaliteten.