Аллостаз - Allostasis

Аллостаз предполагает, что эффективное регулирование требует предвидения потребностей и подготовки к их удовлетворению до того, как они возникнут,[1] в отличие от гомеостаз, в котором целью является устойчивое состояние.

Этимология

Алостаз /ˌɑːлoʊˈsтeɪsɪs/ от Греческий префикс ἄλλος, állos, "другой", "другой" + суффикс στάσις, застой "стоя на месте".

Природа концепции

Концепция названа Стерлинг и Эйер в 1988 году. Аллостазис произошел от греческого allo, что означает «переменный»; таким образом, «оставаться стабильным, будучи изменчивым» (Стерлинг и Эйер 1988; Кляйн 2004 ). Аллостатическая регуляция отражает, по крайней мере частично, участие головы в первичных регуляторных событиях в том смысле, что она опережает системную физиологическую регуляцию (Стерлинг и Эйер 1988; Шулькин 2003 ). Это отличается от гомеостаз, который возникает в ответ на незначительные приливы и отливы. И гомеостаз, и аллостаз являются эндогенными системами, ответственными за поддержание внутренней стабильности организма. Гомеостаз образован от греческого прилагательного homoios, что означает "похожий", а существительное застой, что означает «стоя»; таким образом, «стоящие примерно на одном уровне». (Стерлинг и Эйер 1988 );

Период, термин гетеростаз (Селье 1973 ) также используется вместо аллостаза, особенно когда изменения состояния конечны по количеству и, следовательно, дискретны (например, вычислительные процессы).

Вингфилд утверждает:

Концепция аллостаза, поддержание стабильности посредством изменений, является фундаментальным процессом, посредством которого организмы активно приспосабливаются как к предсказуемым, так и к непредсказуемым событиям ... Аллостатическая нагрузка относится к совокупной стоимости аллостаза для тела, при этом аллостатическая перегрузка ... является состоянием. в чем серьезный патофизиология может произойти ... Используя баланс между входом и расходом энергии в качестве основы для применения концепции аллостаза, были предложены два типа аллостатической перегрузки (Вингфилд 2003 ).

Стерлинг (2004) предложил шесть взаимосвязанных принципов, лежащих в основе аллостаза:

  1. Организмы созданы, чтобы быть эффективными
  2. Эффективность требует взаимных компромиссов
  3. Эффективность также требует способности прогнозировать будущие потребности
  4. Такой прогноз требует, чтобы каждый датчик адаптировался к ожидаемому диапазону входного сигнала.
  5. Прогнозирование также требует, чтобы каждый эффектор адаптировал свою производительность к ожидаемому диапазону спроса.
  6. Прогностическая регуляция зависит от поведения, при этом нейронные механизмы также адаптируются.

Механизм

Аллостаз может быть осуществлен путем изменения Ось HPA гормоны, автономная нервная система, цитокины, или ряд других систем, и обычно адаптируется в краткосрочной перспективе (Макьюен и Вингфилд, 2003 г. ). Аллостаз необходим для поддержания внутренней жизнеспособности в меняющихся условиях (Стерлинг и Эйер 1988; McEwen 1998a; Макьюен 1998b; Шулькин 2003 ).

Аллостаз обеспечивает компенсацию различных проблем, таких как компенсированный сердечная недостаточность компенсируется почечная недостаточность, и компенсируется отказ печени. Однако такие аллостатические состояния по своей природе хрупки и декомпенсация может произойти быстро, как в острая декомпенсированная сердечная недостаточность.

Типы

МакИвен и Вингфилд предлагают два типа аллостатической нагрузки, которые приводят к различным ответам:

Аллостатическая перегрузка 1-го типа возникает, когда потребность в энергии превышает предложение, что приводит к активации аварийного этапа жизненного цикла. Это направляет животное от нормальных стадий жизненного цикла к режиму выживания, который снижает аллостатическую нагрузку и восстанавливает положительный энергетический баланс. Нормальный жизненный цикл может быть возобновлен, когда возмущение пройдет.

Аллостатическая перегрузка 2-го типа начинается, когда имеется достаточное или даже избыточное потребление энергии, сопровождающееся социальным конфликтом и другими типами социальной дисфункции. Последнее имеет место в человеческом обществе и определенных ситуациях, затрагивающих животных в неволе. Во всех случаях секреция глюкокортикостероидов и активность других медиаторов аллостаза, таких как вегетативная нервная система, ЦНС нейротрансмиттеры, а воспалительные цитокины усиливаются и ослабевают с аллостатической нагрузкой. Если аллостатическая нагрузка хронически высока, то развиваются патологии. Аллостатическая перегрузка 2-го типа не вызывает реакции побега, и ей можно противодействовать только путем обучения и изменений в социальной структуре (McEwen & Wingfield 2003; Стерлинг и Эйер 1988 )

В то время как оба типа аллостаза связаны с повышенным высвобождением кортизол и катехоламины, они по-разному влияют гомеостаз щитовидной железы: Концентрация гормон щитовидной железы трийодтиронин уменьшаются при аллостазе 1 типа, но повышаются при аллостазе 2 типа (Chatzitomaris et al. 2017 г. ). Это может быть результатом аллостатической нагрузки 2-го типа, увеличивающей уставку контроля обратной связи между гипофизом и щитовидной железой (Дитрих и др. 2020 г. ).

Аллостатическая нагрузка

Основная статья: Аллостатическая нагрузка

В долгосрочной перспективе поддержание аллостатических изменений в течение длительного периода может привести к износу, так называемому аллостатическая нагрузка. Если обезвоженному человеку оказывается помощь, но он продолжает находиться в состоянии стресса и, следовательно, не восстанавливает нормальное функционирование организма, его системы организма изнашиваются.[нужна цитата ]

Полемика

В 2005 году Тревор А. Дэй утверждал, что концепция аллостаза - это не более чем переименование исходной концепции гомеостаза (День 2005 ).

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Стерлинг, Питер (апрель 2012 г.). «Аллостаз: модель прогностической регуляции». Физиология и поведение. 106 (1): 5–15. Дои:10.1016 / j.physbeh.2011.06.004.

дальнейшее чтение