Innehåll
- Åldring påverkar kroppens svar på homeostatisk reglering
- Exempel på homeostatisk obalans visar riskerna för otillräcklig reglering
- Homeostas och åldrande i motsatta riktningar
- Homeostas för temperatur beror på många cellfunktioner
- Åldrande kan minska temperaturen Homeostasis kapacitet
- Glukoshomeostas är kritiskt för cellfunktioner
- När glukoshomeostas reduceras genom åldrande kan diabetes resultera
- Åldring kan påverka blodvattenbalansen
Homeostas är den process genom vilken en organisme reglerar sin inre miljö, och håller kritiska parametrar inom acceptabla gränser.Åldrande påverkar förmågan att upprätthålla och återställa homeostas eftersom vissa av de mekanismer som används av organismen inte längre är lika effektiva som i en ung kropp.
I många fall kan oförmågan att återställa homeostasen påverka kroppens aktiviteter och kan leda till minskad kapacitet och sjukdom. Typiska parametrar för vilka homeostasen måste upprätthållas eller återställas och som påverkas av åldrande inkluderar följande:
Mekanismerna genom vilka dessa parametrar hålls inom ett önskvärt intervall inkluderar handlingen av hormoner, cellernas aktiviteter och åtgärder från organismens sida. Om homeostatisk reglering inte är möjlig och värdena på dessa parametrar håller sig utanför de gränser som krävs kan orsaken döds.
Åldring påverkar kroppens svar på homeostatisk reglering
När en parameter är för hög eller för låg utlöser hormoner cellreaktioner som ger värdet tillbaka till dess normala nivå. Till exempel utlöser en för hög temperatur motåtgärder i hud, cirkulationssystem och andningsorgan. De hypotalamus körtlarnas hormoner till dessa system, som signalerar dem för att svalna kroppen.
När systemen växer i bruk tenderar kroppstemperaturen att sjunka igen. Homeostasen återställs.
Åldrande kan påverka homeostatiska svar. Den körtel som utsöndrar hormonet kanske inte längre kan producera lika mycket hormon som tidigare. Även om hormonet utsöndras i tillräckliga mängder kanske målcellerna inte längre är lika känsliga för hormonet.
De kan reagera mindre och det homeostatiska svaret kan vara långsammare och svagare. Kroppen kan inte återställa homeostasen så snabbt som när organismen var yngre.
Exempel på homeostatisk obalans visar riskerna för otillräcklig reglering
Om en eller flera av de viktiga homeostatiska parametrarna förblir för höga eller för låga länge finns det risk för skador på celler och organismen. Om kroppstemperaturen förblir för varm kan organismen drabbas av uttorkning och nedsatt hjärnfunktion när nervcellerna slutar fungera korrekt.
Om temperaturen är för låg stänger kroppsfunktionerna ned, och om någon del av kroppen fryser, skada iskristallerna cellmembran och vävnad.
Nivåerna för många ämnen är en nyckel till cellaktiviteter. Om glukos eller vattennivåer är för höga eller för låga, celler kan inte fungera normalt. Glukos är ett viktigt näringsämne utan vilka celler inte kan syntetisera de proteiner de behöver. En konstant vattennivå behövs för cellfunktion och kemisk signaldiffusion.
Homeostasis håller dessa värden nära sina mål. Om de förblir för höga eller för låga länge lider organismen skada.
Homeostas och åldrande i motsatta riktningar
Homeostas är insamlingen av mekanismer som kroppen använder för att hålla sina driftsvariabler nära deras önskade sätta poäng. Åldrande är en process som gör mekanismerna för homeostas mindre effektiva. Verktygen som används för homeostas förblir desamma under livslängden för organismen, men med åldrande kan det finnas färre verktyg och verktygen fungerar inte lika bra som tidigare.
Vid homeostas producerar celler kemiska signaler som riktar sig till andra celler och ändrar deras beteende. Detta händer på tre sätt:
Åldrande hindrar dessa åtgärder. Många av cellerna i en åldrande organisme har tappat en del av sin förmåga att utföra sina funktioner med högsta effektivitet på grund av mutationer i deras DNA, generaliserat skada eller Slitage. Cellerna kan ha färre resurser till följd av förlorad effektivitet och kanske inte kan signalera eller ta emot signaler såväl som tidigare.
Även när signalering fungerar bra och starka signaler tas emot, är celler mindre i stånd att vidta åtgärder som att få hjärtat att slå snabbare eller få organismen att leta efter vatten. Även om åldrandet inte är detsamma för alla organismer eller alla människor, kan åldrandet i allmänhet minska övergripande funktionalitet, inte bara för att återställa homeostasen.
Homeostas för temperatur beror på många cellfunktioner
Den homeostatiska mekanismen som håller organismernas temperatur inom gränserna har fyra grenar. Dess centrala kommandoenhet är hypotalamus körtel. Det släpper ut kemiska signaler till nervceller, hudceller, cirkulationssystemet och andningsorganen.
För höga temperaturer fungerar de fyra grenarna enligt följande:
För temperaturer som är för kalla har liknande signaler motsatta effekter som att organismen letar efter ett varmt utrymme eller krymper kapillärerna nära huden. I båda fallen måste många system samverka på ett koordinerat sätt för att återställa temperaturhostostasen.
Åldrande kan minska temperaturen Homeostasis kapacitet
Åldrande celler utför inte cellfunktioner lika effektivt som yngre celler. Vid temperaturhomeostas kan temperaturer i åldrande organismer förbli för höga eller för låga längre än för unga organismer. Detta kan leda till ytterligare cellskador eller ytterligare ineffektivitet i produktionen av hormoner och andra kemikalier.
Homeostas med dålig temperatur på grund av åldrande kan bero på brist på hormonproduktion vid hypotalamus. Hormoner är proteiner som produceras av ribosomer bundna till endoplasmatisk retikulum (ER) hos celler.
ER bearbetar, lagrar och exporterar hormonerna i speciella vesiklar via Golgi-apparaten. Vesiklarna smälter samman med de yttre cellmembranen och lämnar innehållet utanför cellen när hormoner utsöndras av hormon. Dessa olika steg är mindre effektiva i åldrande celler vilket leder till mindre hormonsekret.
I den andra änden av signalkedjan, hormonreceptorer på det yttre membranet i cellerna kan vara färre och vissa kan skadas. Hormonerna ger då mindre effekt än i yngre celler. Färre celler ändrar sitt beteende och de som reagerar på hormonerna kan bara ändra sitt beteende. Som ett resultat av alla dessa påverkningar kan åldrande minska effektiviteten av temperaturhomeostas.
Glukoshomeostas är kritiskt för cellfunktioner
Celler konsumerar konstant glukos och syre för att producera energi för cellfunktioner. Glukos distribueras till varje cell i kroppen genom cirkulationssystemet och dess nivå i blodet måste hållas konstant. Båda låga nivåer av glukos eller hypoglykemi och höga nivåer eller hyperglykemi kan leda till döden.
Nivån av glukos i blodet styrs av bukspottkörteln genom hormonet insulin. Vid glukoshomeostas utsöndras insulin av celler i bukspottkörteln och distribueras genom blodkärl. När glukosen är för hög ökar insulinnivåerna i blodet också och insulinreceptorerna på utsidan av celler utlöses av insulinet.
Utlösningen släpper ut kemikalier i cellen som ökar ämnesomsättningen och konsumerar glukos. Nivån på glukos i blodet går tillbaka.
Om glukosnivån är för låg upplever organismen en känsla av hunger. Organismen äter och maten digereras och delas upp i komponenter inklusive glukos i matsmältningskanalen. Glukosen absorberas av blodkärl runt mag-tarmkanalen och glukosnivån i blodet återställs.
När glukoshomeostas reduceras genom åldrande kan diabetes resultera
Glukoshomeostas påverkas av samma åldrande faktorer som för temperatur. Celler i bukspottkörteln producerar mindre insulin och cellreceptorerna fungerar inte. Men det finns ytterligare sätt på vilka åldring kan påverka blodets nivåer av glukos. Risken för höga glukosnivåer orsakar diabetes ökningar hos äldre.
Det finns två typer av diabetes.
Typ I orsakas av brist på insulin, antingen på grund av en förstörelse av de insulinproducerande cellerna i bukspottkörteln eller cellerna som producerar mindre insulin.
Typ II diabetes orsakas av att receptorerna på målcellerna blir desensibiliserade på grund av kontinuerlig exponering för höga nivåer av insulin. Denna effekt beror ofta på fetma eller den långsiktiga konsumtionen av mat med höga halter lättmält glukos. Alla dessa faktorer är allvarligare och vanligare i ålderdom.
Åldring kan påverka blodvattenbalansen
Att hålla rätt mängd vatten i blodet är viktigt för cellkemiska reaktioner. Om blod innehåller för mycket vatten kommer vatten in i cellerna och späds ut celllösningar. Om det finns för lite vatten förlorar celler vatten och kemisk diffusion påverkas.
Homeostas för blodvatten styrs av hypotalamus via två kanaler enligt följande:
Åldring påverkar inte kontrollvägen där en låg vattennivå leder till törst, utan åldrande njurar tappar massa och är inte längre lika lyhörda för signaler som yngre organ. Som ett resultat kan celler tillåta vatten att passera in i urinen även om hypothalamus inte har gett motsvarande signal eller vatten kan behållas även om blodvattennivån är för hög.
Sammantaget är homeostasen i blodvatten inte längre lika exakt som hos yngre organismer.
I allmänhet påverkar åldrande underhåll och återställande av homeostas negativt. Åldrande cellers prestanda försämras ofta och de är mindre känsliga för cellsignalering. Även när cellerna utför sina funktioner, är den åldrade organismen ofta mindre i stånd att vidta de åtgärder som krävs.
Men de faktiska effekterna av åldrande i enskilda fall kan variera mycket. Åldring kan ha dessa negativa effekter men inte alla åldrande celler och åldrande organismer uppvisar samma försämring av funktionaliteten.