زمینه ی تاریخی همئوستازی



می خواهیم با انجام این آزمایش همئوستازی در بدن و نقش آن را بررسی نماییم . پس در آغاز مقدمه ای کوتاه در مفهوم همئوستازی آورده شده است :

زمینه ی تاریخی همئوستازی :

موجودات زنده به منزله ی ماشینند. بعضی ،مانند آغازیان تک سلولی نسبتا ساده اند و برخی ، چون پستانداران عالی در واقع با پیچیده ترین فرآورده های تکنولوژیکی. ساخته ی آدمی نیز مقایسه پذیر نیستند. اما، افزایش پیچیدگی در ماشینهای زنده وغیرزنده بایدبا افزایش حساسیت دستگاههای کنترل کننده و تنظیم کننده داخلی همگان باشد.به سبب پیچیدگی زیاد پستانداران مکانیسمهای کنترل کننده در بدن آنها دربرابرتحلیل آزمایشگاهی حساسیت زیاد تری دارند.
متجاوز از یکصد سال قبل، کلود برناد ،فیزیولوژیست مشهور فرانسوی در حین پژوهشهای خود عمیقا تحت تاثیر ثبات پارامترهای فیزیولوژیکی از قبیل دمای بدن قرار گرفت وچنین نتیجه گیری کرد:(( ثبات محیط داخلی شرط زندگی است. ))
به عبارت دیگر ،برای آنکه یک جاندار بتواند باکارآیی هرچه بیشتر عمل کند، باید سلولهای تشکیل دهنده ی بدنش به وسیله محیطی که ترکیب آن به دقت تنظیم شده است، احاطه شده باشند.
پس از درگذشت کلود برناد، اصل او با قاطعیت اثبات شد و امروزه مسلم شده است که((محیط داخلی)) مهره داران عالی .تحت تاثیر چندین مکانیسم تنظیم کننده پیچیده قرار داردو در نتیجه ، دامنه تغییرات ترکیب آن ، بسیار محدود است. والتر.بی.کنون ، فیزیولوژیست آمریکایی درسال 1929 واژه ((هومئوستازی)) را برای توصیف این وضعیت ابداع کرد. عبارت های خود او شاید بهترین توضیح اولین کاربرد این واژه باشد: شرایط ثابتی راکه در بدن برقرار می مانند، می توان تعادل نامید.

اصول سیستم های تنظیم کننده

متغیر های فیزیولوژیکی مخصوصی از قبیل دمای درونی و فشار بدن ،PH و غلظت گلوکز خون، تحت تاثیرتنظیم هموئوستاتیک هستند. نخست باید وسیله ای وجود داشته باشد که بتواند تغییرات ایجاد شده در متغیر قابل تنظیم را کنترل کند (درون رو) دوم، وسیله ای باید فراهم باشد که این اطلاعات حسی را تفسیر وتلفیق کند تا پاسخ های مناسب اصلاح کننده داده شود وسرانجام مکانیسم های پاسخ دهنده ای(برون ده) باید وجود داشته باشند تا تغییراتی را که از بیرون بر متغیر القا می شوند و آن را از حدود قابل قبول فراتر می برند، بی اثر کند. کار تلفیق اساسا برعهده دستگاه عصبی مرکزی (CNS) واگذار شده است. اندامهای حسی واقع در خارج دستگاه عصبی مرکزی(که برای سهولت بیان، اندامهای حسی واقع ((محیطی)) نامیده شده اند.)، اطلاعات مربوط به تغییرات محیط بیرون ومحیط داخلی را ازطریق تارهای عصبی آوران (حسی) به دستگاه عصبی مرکزی می رسانند . CNS ، خود در بر دارنده ی منطقه های حساس بسیاری است که در برابر تغییرات ویژه در ترکیب خون (گیرنده های مرکزی) حساسند.اطلاعات رسیده از اندام های حسی محیطی وحسی مرکزی ، ((علامت درون رو)) را برای فراهم می آورند. CNS بر اساس این اطلاعات ، یک علامت برون ده مناسب تولید می کند که در بافتهای پاسخ دهنده منشا پاسخ اصلاح کننده می شود.
دستگاه عصبی خود مختار در پستانداران :
دستگاه عصبی خود مختار ،شامل اعصابی است که کار ، ماهیچه های صاف، ماهیچه های قلب، غده های برون ریز (مانند غده های مولد عرق و بزاق که ترشحات خود را از راه مجراهایی به خارج از بدن می ریزند. ) و بعضی از غده های درون ریز را کنترل می کنند(عمل ترشح بیشتر غده های درون ریز توسط اعصاب کنترل نمی شود) . با این ترتیب، آشکار است که رستگاه عصبی خود مختار به علت تاثیر عمیقی که بر بافتهای پاسخ دهنده بدن دارد،باید درتمام جنبه های هومئوستازی دخالت کامل داشته باشد.
دستگاه عصبی خود مختار شامی دو بخش سمپاتیک و پاراسمپاتیک است. این نوع تقسیم بندی در ابتدا با توجه به معیارهای کالبد شناختی صورت گرفت، اما از لحاظ نوع عمل هم مورد تایید است. توزیع اعصاب سمپاتیک نسبتا محدود است. تارهای مربوط به پاراسمپاتیک را دربعضی از اعصاب مغزی و اعصاب نخاعی خاجی می توان یافت. اعصاب پاراسمپاتیک فقط در اندام های درون سر و تنه راه می یابند و در دست و پا وجود ندارند.عملا با همه رگهای خونی، به جزء مویرگهای واقعی، در تمام بدن پراکنده هستند. گذشته از آن، وجود آنها در بیشتر قسمت های پوست در ارتباط با غده های مولد عرق و ماهیچه های راست کننده ی مو، ازلحاظ تنظیم دمای بدن،حیاتی است.
تعبیری که در مورد دستگاه عصبی خود مختار وجود دارد، این است که دستگاه سمپاتیک در اصل برای موارد اضطراری است و در شرایط ستیز یا گریز عمل می کند. در حالی که واقعا دستگاه سمپاتیک در چنین مواردی نقش حیاتی دارد و این کار را با برانگیختن تغییراتی در قلب و رگها و در متابولیسم، حاصل آن بروز پاسخهای سمپاتیکی مواقع اضطراری است ، انجام می دهد ، اما باید به خاطر داشت که نقش این دستگاه در شرایط طبیعی و حالات آرامش ، دست کم به همان اندازه مهم است.
راه های هرمونی
علاوه بر اعصاب، راه دومی نیز برای انتقال اطلاعات اجرایی از یک قسمت بدن جانوربه قسمت دیگر آن وجود دارد و آن، تولید پیک های شیمیایی ویژه ای به نام هرمون است. هرمون ها را می توان موادی نامید که در برابر محرکی ویژه توسط گروه سلولهایی محصور شده ( غده های درون ریز ) ترشح می شوند و به وسیله ی خون یا سایر مایعات در گردش بدن به اندام یا اندامهای هدف انتقال می یابند. هرمونها به عنوان منابع انرژی در
اندام هدف کار برد ندارند ، بلکه ، واکنش های آن اندام یا بافت را تنظیم می کنند. تفاوت اساسی میان انتقال اطلاعات توسط اعصاب و هرمونها در این است که در راه اول ، بافتهای ارتباط گیرنده توسط رابطهای ویژه سلولی به هم متصلند ،اما در راه دوم ، عامل ارتباط دهنده مایعات در گردش بدن است و در واقع ، هرمون به همه جای بدن می رسد، اما فعالیت آن ممکن است محدود به اندام خاصی باشد که سلول های آن تمایل شیمیایی ویژه ای به آن مواد دارند.بدیهی است که راه های عصبی، اهمیت ویژه ای در کنترل فرایندهایی دارند که پاسخ سریع تر اندام پاسخ دهنده در آنها مهم است ، یا
آنکه پاسخها باید در فواصل زمانی کوتاه تنظیم شوند و تغییر کنند. هرمون ها برای پاسخ های دراز مدت تر و تنظیمی مناسبند که در آنها ، تغییر ناگهانی در برابر اثر محرک، برای پاسخهای لزوم چندانی ندارد. اما با وجود تعمیم بالا ، روشن شده است که جدا سازی دقیق تنظیم هرمونی و عصبی کار چندان درستی نیست. امروزه نوروآندوکرینولوژی ( neuroendocrinology ) به سرعت در حال گسترش است.
کنترل تعادل اسید و باز :
ا و کلیه ها، مهمترن سیستمهایی هستند که تعادل اسید و باز را در بدن برقرار می کنند نمایانگر وضعیت یک محلول از نظر اسید و باز است. PH طبیعی بدن 35/7تا 45/7 است. هر چه غلظت یون هیدروژن بیشتر باشد، محلول اسیدی تر است به عبارتی PH پایین تر اســـت و اسیدوز وجود دارد. اما در صورتی که غلظت یون هیدروژن کمتر باشد، PH بالاتر است و آلکالوز وجود دارد.
به منظور بررسی تعادل اسید و باز در بدن، به تجزیه یک نمونه خون شریانی از نظر PH، Pao 2 ، Paco 2 ، Hco 3 می پردازیم. این آزمایش ABG نام دارد. ABG ، اطلاعاتی در مورد تعادل طبیعی اسید و باز، اسیدوز و آلکالوز در اختیار ما قرار می دهد. همچنین دلیل عدم تعادل اسید و باز که ممکن است مربوط به تغییرات تنفسی و یا تغییرات متابولیکی در بدن باشد و نیز نحوه جبران یا اصلاح عدم تعادل توسط سیستم کلیوی یا ریوی مشخص می شود.
اسیدوز: اسیدوز به حالتی اطلاق می شود که در آن PH خون به کمتر از 35/7 تقلیل یابد. این حالت می تواند منشا تنفسی و یا متابولیکی داشته باشد. بر این اساس دو نوع اسیدوز وجود دارد:
• اسیدوز تنفسی ناشی از افزایش اسیدکربنیک در خون.
• اسیدوز متابولیک ناشی از افزایش سایر اسیدها در خون
سیستمهای کنترل اسید و باز
آلکالوز: به حالتی گفته می شود که در آن PH خون به بالاتر از 45/7 افزایش یابد. این حالت می تواند منشا تنفسی یا متابولیکی داشته باشد که بر این اساس، دو نوع آلکالوز وجود دارد:
آلکالوز تنفسی ناشی از کاهش اسیدکربنیک خون.
• آلکالوز ناشی از کاهش سایر اسیدها در خون.
بدن دارای سه سیستم فیزیولوژیک برای تنظیم و حفظ PH در حد طبیعی است.
سیستم بافری
سریعترین پاسخ را در مقابل تغییرات PH خون از خود نشان می دهد. بافرها مواد شیمیایی هستند که در عرض چند دقیقه تغییرات کوچک در PH را خنثی می کنند. هر بافر دارای یک جزء نمکی (که می تواند یونهای هیدروژن را از محیط بردارد) و یک جزء اسیدی است.
جزء نمکی مسئول جلوگیری از کاهش سریع PH پلاسماست.
اسید قوی+ جزء نمکی بافر ? نمک خنثی + اسید ضعیف
جزء اسیدی مسئول جلوگیری از افزایش سریع PH پلاسماست.
باز قوی+ جزء اسیدی بافر ? آب خنثی + باز ضعیف
سیستم تنفسی
این سیستم دارای عملکرد فوری در اصلاح اختلالات اسید و باز است. به محض کاهش PH خون شدیداً اسیدی می شود، سیستم اعصاب مرکزی تحریک شده، تـــعداد و
عمق تنفس را کاهش می دهد و بدین ترتیب میزان دفع CO 2 افزایش و سطح CO 2 خون کاهش می یابد. کاهش CO 2 طبق فرمول ذیل موجب پیشرفت واکنش، به سمت چپ شده، منجر به کاهش یون H + و در نتیجه افزایش PH می شود.
آلکالوز آلکالوز
CO 2 +H 2 O D H 2 CO 3 D H+HCO 3
اسیدوز اسیدوز
در صورت قلیایی شدن شدید PH در خون عکس اعمال فوق انجام می شود و واکنش فوق به سمت راست پیشرفت می کند.
سیستم کلیوی
سلولهای بدن دائماً در حال آزاد کردن اسیدهای متابولیک به داخل گردش خون هستند. سلولهای توبولار کلیه این اسیدهای متابولیک را توسط ترشح یون هیدروژن و باز جذب یون بیکربنات دفع می کنند. این عمل منجر به اسیدی شدن ادرار می شود. اگر ادرار خیلی اسیدی شود، به سلولهای اپیتلیال مجاری ادرار صدمه می زند.
• اولین مکانسیم بدن برای دفع یونهای هیدروژن به ادرار شامل بافرهایی است که در مایع توبولی وجود دارند و با تعدادی از یونهای هیدروژن که به داخل توبولها ترشح می شوند، ترکیب می گردند.
• دومین مکانسیم شامل ساخت آمونیم ( NH 3 ) توسط سلولهای توبولی کلیه است. پس از ساخته شدن آمونیم در سلولها، این ماده به داخل مایع توبولی منتشر می شود و با یون + H مثبت ترکیب شده یون آمونیم را می سازد. این دو مکانیسم به کلیه ها اجازه می دهد غلظت یون بیکربنات مایع خارج سلولی را توسط دفع اسیدهای متابولیک از طریق ادرار تنظیم نماید. زمانیکه PH خون افزایش یابد، کلیه ها دفع بازهای حاوی یون هیدروکسیل ( NaHCO 3 )، مجدداً PH را تنظیم می نماید. زمانیکه PH خون افزایش یابد، کلیه با دفع بازهای حاوی یون هیدروکسیل ( NaHCO 3 ) و احتباس اسیدهای حاوی هیدروژن ( HC1 )، مجدداً PH را تنظیم می کند.