Гомеостаз

Визначення і загальна характеристика

ГОМЕОСТА́З (від гомео... і грец. στάσις — стояння, нерухомість) — здатність біологічних систем підтримувати відносно постійний склад і властивості внутрішнього середовища та сталість основних фізіологічних функцій організму. Уперше ідею про існування фізіологічних механізмів, що забезпечують постійність стану внутрішнього середовища організму за умов зміни характеристик зовнішнього середовища, висловив ще у 2-й половині 19 ст. французький фізіолог К. Бернар. Термін «гомеостаз» запровадив американський учений В. Кеннон (1929). Явище гомеостазу спостерігають на різних рівнях організації живих систем: від клітинних органел до окремих фізіологічних або біохімічних систем багатоклітинних організмів.

За параметрами внутрішнього середовища гомеостаз поділяють на іонний, осмотичний та інші. Останнім часом поняття «гомеостаз» вживають на позначення більш складних систем, зокрема організації популяційного геному. Механізми підтримання генетичної структури видових популяцій, що надають їм належної стабільності, становлять гомеостаз популяційний, або генетичний. Гомеостаз, який забезпечує стабільність внутрішнього середовища організму, називають фізіологічним. Фізіологічний гомеостаз виражається у живих істот різним ступенем складності — від одноклітинних прокаріотів до вищих багатоклітинних організмів. До фізіологічного гомеостазу належить іонний гомеостаз (підтримання постійної концентрації окремих іонів у клітинах або в міжклітинній рідині — плазмі крові), а також значення рН. Іонний гомеостаз є складною організацією трансмембранного перенесення іонів, у якому особливо важливу роль відіграють напівпроникність клітинних мембран і функціонування вмонтованих в мембранні структури іонних каналів. Осмотичний гомеостаз (підтримання постійного значення осмотичного тиску в клітинах) зумовлений транспортуванням води, електролітів або відповідною регуляцією концентрації низькомолекулярних органічних сполук. До фізіологічного гомеостазу належить також підтримання постійної концентрації кисню у крові, вмісту глюкози, амінокислот, гормонів та інших речовин. Фізіологічний гомеостаз охоплює ще й механізми стабілізації кровообігу, осмотичного та артеріального тисків; збереження температури тіла (у теплокровних тварин); виведення з організму шкідливих кінцевих продуктів метаболізму тощо.

Важливу роль у нормальному функціонуванні організму відіграє клітинний гомеостаз, який забезпечує стабільне оновлення популяцій клітин. Прикладом клітинного гомеостазу може бути регуляція формування клітин периферійної крові в органах кровотворення, що визначає ефективність імунної системи. Наявність гомеостатичних механізмів забезпечує пристосованість організмів до умов життя, які характеризуються мінливим характером (коливання температури, зволоження, вмісту кисню, освітлення, кислотності та інших властивостей зовнішнього середовища). Порушення гомеостазу спричиняє розлади життєдіяльності організмів. У людини внаслідок порушень гомеостатичних механізмів регуляції у системі кровообігу стається гіпертензія або гіпотензія. Порушення клітинного гомеостазу кровотворення призводить до захворювань крові різних нозологічних форм; іонного балансу через розбалансування іонного гомеостазу — до коматозного стану й розладу нервової діяльності. Зміни маси тіла, втрата тургору (пружності) шкіри також можуть відображати розлад фізіологічного гомеостазу.

Гомеостаз досягається завдяки функціонуванню системи фізіологічних регуляторних систем, у яких діють обернені позитивні й негативні зв’язки. У вищих тварин найважливішу інтегральну функцію відіграє центральна нервова система й, особливо, кора головного мозку. Наприклад, до підтримання водного гомеостазу у тварин причетне формування почуття спраги, у чому бере участь гіпоталамус як монітор зневоднення клітин крові, деякі залози внутрішньої секреції, нирки, а також такі медіатори, як ангіотензин і ренін. Ця ж система водночас спричиняє регуляторний вплив на артеріальний тиск крові, функцію нирок і водно-сольовий баланс. Артеріальний тиск регулюється з участю барорецепторних центрів, що сприймають зміни тиску крові й визначають появу сигналів, які, надходячи в судинні центри, сприяють змінам тонусу судин і серцевої активності. У рослин гомеостаз на клітинному рівні забезпечується функціонуванням поверхневої (плазмалема) й вакуолярної (тонопласт) мембран клітини, а також мембран клітинних органел, системи регуляції іонної і водної проникності яких створюють іонний і осмотичний гомеостаз. Регуляція близького і віддаленого флоемного і ксилемного транспортування речовин є чинником стабільності забезпечення фізіологічних процесів фотоасимілятами й елементами мінерального живлення. В основі клітинного гомеостазу лежить система регуляції клітинного циклу в меристемах, а стабільність процесів формотворення перебуває контролюють фітогормони (гетероауксин, цитокініни, абсцизова кислота, гібереліни та етилен), а також під впливом світла, яке сприймається фіто- і криптохромами.

Існують межі варіювань параметрів зовнішнього середовища (температури, концентрацій кисню, засоленості води або ґрунту), яким може ефективно протидіяти та чи інша система гомеостазу окремих видів. В Україні окремі питання з гомеостазу вивчають в Інституті фізіології НАНУ (досліджують властивості іонних каналів клітин); Інституті біохімії НАНУ, на кафедрі біології факультету Київського університету та в Інституті ендокринології та обміну речовин АМНУ (теоретичні основи фізіологічного гомеостазу); Інституті ботаніки НАНУ (досліджують гомеостаз рослинного організму у світлі фітогормональних ефектів); Інституті клітинної біології і генетичної інженерії НАНУ (значення популяційного гомеостазу під впливом радіоактивного забруднення екосистем внаслідок аварії на ЧАЕС). У Київському університеті та в Національному університеті «Києво-Могилянська академія» вперше введено курс «Гомеостаз в біологічних системах».

Д. М. Гродзинський

Гомеостаз у соціології

Ідеї гомеостазу в українській соціологічній науці різною мірою у різних формулюваннях висловлювали М. Грушевський, В. Липинський, О. Стронін ще наприкінці 19 — на початку 20 століття. Найзначнішими у цьому плані є думки і міркування Олександра Строніна, оскільки метод аналогій, яким він насамперед користувався, має науковий сенс у сучасних соціо-кібернетичних розробках, системних дослідженнях, зокрема у теорії гомеостатичних систем. За О. Строніним, людське суспільство і державне утворення мають або можуть мати різноманітну конфігурацію, що зумовлює спрямованість та інтенсивність їх руху (життєдіяльності) у соціальному просторі. Оптимальною він вважав пірамідальну будову суспільства, вершину якого становить розумна аристократія, основу — трудяща більшість, середину — проміжні верстви. Така конфігурація, з твердою і міцною основою (трудящі верстви), дає змогу коливатися і варіювати у своїх діях «верхньому колу» — аристократії, вільне становище якої зумовлює розквіт талантів, здібностей, розумової діяльності, що, у свою чергу, сприяє зміцненню «низів» і дозволяє їм певним (обмеженим) чином теж коливатися. Таким чином створюється стабільність усієї суспільної будови. У своїх працях О. Стронін обстоював думку про необхідність і можливість гомеостатичного стану суспільства не лише у відтворюваних процесах (функціонування), а й у процесах змін і розвитку. Суспільний плин він уявляв у вигляді хвилі, двома сторонами якої є «акції» — життєзабезпечувальний рух, головна течія життя суспільства; і «реакції» — протилежний, деструктивний рух. Урівноважуючи одне одного, вони забезпечують суспільству нормальний плин.

Сучасна соціологія тлумачить гомеостаз як явище, що характеризує дію механізму постійного відтворення усталеного стану структури і функцій соціальної системи або її підсистем в умовах змін, що здатні викликати в них дисфункції й структурні зрушення. Оскільки суспільство чи певний соціум є відкритою системою, зміни у довкіллі призводять до порушення внутрішньої рівноваги, відтворення якої відбувається подвійним чином: або складові частини і сама система, зазнаючи на собі впливу зовнішніх чинників, дещо змінюються і пристосовуються до змін навколишнього середовища, або активно протидіють цим чинникам і змінюють їх, пристосовуючи до своїх потреб. Отже, соціальний гомеостаз має адаптивно-адаптувальний за своєю сутністю характер, коли урівноваженість, збалансованість системи з впливами на неї досягається як за рахунок адаптації системи чи підсистем до змін, так і за рахунок активної протидії цим змінам. Соціальний гомеостаз, як внутрішня саморегульована активність системи, що забезпечує їй динамічну рівновагу і усталеність, потребує наявності у цій системі протилежних за своїми функціями і властивостями чинників (у функціоналістській соціології їх називають «альтернативними структурами»). Що більше цих протилежностей та альтернатив, то вищий гомеостатичний потенціал соціальних систем, і навпаки.

У соціологічних школах 2-ї половини 20 ст. поняттям «гомеостаз» користувалися прибічники теорії соціальної дії та структурного функціоналізму (М. Вебер, Т. Парсонс, Р. Мертон). Оскільки соціальна дія комунікативна за своєю сутністю і змістом, саме через сукупність таких дій, за допомогою ціннісно-нормативної регуляції, що випливає із потреби їх взаємоузгодження, виникає у підсумку гомеостатичний ефект. У функціоналістській соціології динамічна урівноваженість і відносна стабільність соціальних систем, на думку її прихильників, відбуваються за такою схемою: прихована й неусвідомлена (латентна) дія зовнішніх щодо системи чинників викликає в ній посилення дисфункцій, що сигналізують про небезпеку (проявом таких дисфункцій є незадоволення нагальних потреб певних груп чи суспільства у цілому); сигнал сприймається централізованими регуляторами системи, які мобілізують її ресурси на подолання цих дисфункцій адаптивним або адаптувальним чином.

Критика структурного функціоналізму, що розпочалась у середині 60-х років, спрямована проти спроб біологізації суспільного життя, вульгаризації соціологічної науки, а також статичного підходу до аналізу соціальних явищ, ігнорування принципу розвитку та історизму. Вона заторкнула й ідею соціального гомеостазу за її методологічну обмеженість та однобічність. Гомеостатичність, якщо не абсолютизувати її прояв, посідає значне місце у соціально-історичному процесі, варто лише мати на увазі її минущість. Відносний характер динамічної рівноваги не викликає сумніву, бо інакше не існувало б розвитку суспільства, а кожна з наявних систем була б приречена на вічність. Проте гомеостатичний стан соціальних систем закономірно необхідний і неминучий для них у межах їх історичного існування, і саме у цьому розумінні динамічна урівноваженість, стабільність мають абсолютний характер. Гомеостатичність соціальних систем — показник їх життєздатності, високого рівня життєвої якості та об’єктивна основа утвердження і тривалого функціонування соціальних цінностей та норм суспільства.

Є. І. Суїменко

Завантажити статтю