규제 메커니즘: 그것이 무엇이며 어떻게 신체를 작동하게 만드는가

동식물을 포함한 생명체는 환경으로부터 영양분과 가스를 얻고 지속적으로 환경에 폐기물을 배출하는 개방형 시스템입니다. 다른 미생물과 무척추 동물은 즙이 많은 물질이기 때문에 우리에게 대변은 무엇입니까? 그들의 조직(유기 물질), 따라서 영양 사슬 내에서 탄소 순환의 지속을 허용합니다. 생태계.

개방형 시스템이 되는 것은 생존을 위해 필요합니다. 에너지는 생성되거나 소멸되지 않습니다. (에너지 보존 법칙에 따라) 변환하므로 환경에서 얻어야합니다. 지속적으로. 그러나 이것은 또한 중간에서 열을 지속적으로 발산하기 때문에 몇 가지 부정적인 점을 가지고 있습니다. 우리의 모든 생물학적 작업에 대한 환경과 우리는 우리 몸에서 일어나는 일의 직접적인 결과로 아프고 죽을 수 있습니다. 환경.

환경이라는 변화하는 혼돈에 질서를 부여하기 위해, 우리 몸은 일련의 생물학적 및/또는 생리학적 조절 메커니즘을 제시합니다. 안정적인 내부 상태를 유지하고 환경에서 발생할 수 있는 변화를 보상합니다. 그들이 어떤지 봅시다.

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규제 메커니즘이란 무엇입니까?

생물학에서 메커니즘은 인과적으로 상호 작용하는 부분으로 구성된 시스템으로 내부, 외부 또는 둘 다에 관계없이 환경에 하나 이상의 영향을 미치는 프로세스를 발생시킵니다.. 뜨거운 순간에 인간의 땀을 흘리게 하는 과정(생리학)이 하나의 메커니즘이 될 수 있고, 그러나 자연 선택이나 유전적 이동도 메커니즘으로 간주됩니다. 진화적.

규제 메커니즘의 세계에서 검은색이나 흰색은 아무것도 없습니다. 생물학적 개체는 시스템이 지속적으로 상호 작용하고 피드백을 받는 극도로 복잡한 존재(다성분)입니다.. 다양성 외에도 생명체의 기본 메커니즘에서 세 가지 큰 수준을 구별할 수 있습니다.

• 유전 메커니즘: 계층 구조에서 가장 낮습니다. 유전자의 기능과 발현은 필수적이지만 모든 시스템의 기본 기질에 해당합니다.
• 세포 기능의 메커니즘: 다음 메커니즘은 세포, 따라서 신체의 기관 및 조직과 관련된 메커니즘입니다.
• 신경계 및 내분비 기전: 진화적 규모에서 가장 진보된 조절 기전입니다.

모든 생명체는 유전적 메커니즘을 가지고 있습니다. 정의상 세포는 미래의 경우에 자가 복제할 수 있는 게놈이 있어야 하기 때문입니다(박테리아에서처럼 단 하나의 염색체일지라도). 반면에 모든 생명체는 기본 단위이기 때문에 최소한 하나의 세포 조절 메커니즘을 제시해야 합니다. 생명의 핵심은 세포이지만 전체 유기체를 구성합니다(박테리아와 고세균의 경우처럼).

당신이 상상할 수 있듯이 생리적 조절 메커니즘의 정점 내분비계와 신경계)는 가장 진화적인 동물로 제한됩니다. 복잡한, 우리는 척추동물이기 때문에 다른 생명체도 자신만의 신경 및 내분비 비늘을 가지고 있습니다.

이 시점에서 조절 회로는 양과 음의 두 가지 피드백 시스템(피드백)을 나타낼 수 있다는 점에 유의해야 합니다. 다음 줄에서 이들이 무엇으로 구성되어 있는지 간략하게 설명합니다.

1. 부정적인 의견

이 시간, 조절 메커니즘은 매개변수 X를 항상 값 X0에 가까운 매우 특정한 스펙트럼에서 제어하도록 유지합니다., 이는 특정 환경에서 최대 최적입니다. 매개변수 X의 값은 정보 채널(예: 온도 수용체 및 기타 신경 그룹) 및 정보는 메커니즘의 중심으로 가져와 환경에 따라 최상의 방법으로 응답을 생성합니다. 가능한.

2. 긍정적 인 피드백

이 경우 상황이 바뀝니다. 포지티브 피드백 조절 메커니즘의 목적은 특정 조건에 도달하면 값 X0에서 벗어난 매개변수 X의 최대 효과 지점에 도달합니다..

우리는 매우 복잡한 개념으로 이동하지만 부정적인 피드백과 긍정적인 피드백의 차이는 매우 이해하기 쉽습니다. 첫 번째 경우, 시스템은 신호와 반대 방향으로 응답합니다. 즉, 시스템의 출력을 "안정화"하여 양호한 상태를 유지하는 경향이 있습니다. 일정한. 반면에 양의 피드백에서는 시스템의 효과 또는 출력이 입력에서 누적 효과를 유발합니다. 후자의 경우 정의상 불안정한 평형점을 나타내는 시스템입니다.

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규제 메커니즘의 예

우리는 아주 미묘한 개념 사이를 이동했으므로 생리학적 관점에서 조절 메커니즘이 무엇인지 예시하는 것이 유용할 것입니다. 예를 들어 인간에게서 땀이 나는 과정을 이해하고 싶다고 가정해 봅시다. 그것을 위해 가십시오.

우선, 주의해야 할 점은 발한은 인간의 많은 비자발적 기능을 담당하는 교감 신경계에 의해 조절되는 조절 메커니즘입니다.. 우리의 시상하부 그것은 내부 온도의 변화와 대뇌 피질의 활동을 기록하는 것을 전문으로하는 전방 및 시신경 영역에 뉴런을 포함합니다. 따라서 과도한 열(내부 또는 외부)이 있다는 정보가 도착하면 시상하부는 콜린성 섬유를 통해 피부 전체의 에크린샘에 신호를 보내어 땀을 배출합니다.

땀은 에크린샘과 피부를 연결하는 모공을 통해 나옵니다. 유체는 증발하기 위해 열이 필요하기 때문에(결국 열은 에너지임) "포착"합니다. 이 과도한 체표면 온도로 인해 우리의 일반 시스템은 진정해. 땀의 증발을 통해 체온의 27%가 발산되므로 물리적 및/또는 환경적 변화가 있을 때 이 메커니즘이 활성화되는 것은 놀라운 일이 아닙니다..

이 경우 우리는 네거티브 피드백 조절 메커니즘 이전의 이론적 수준에 있습니다. 유기체의 관심은 체온(매개변수 X)을 36도에서 37도 사이인 이상적인 범위에 최대한 가깝게 적절한 범위로 유지하는 것입니다. 이 시스템에서 기능적 복합체는 외부 자극에 역으로 반응합니다.

우리가 철학적이라면 우리는 또한 자연 선택이나 유전적 드리프트를 조절 메커니즘으로 생각할 수 있습니다. 진화론적 관점에서. 자연선택은 장기적으로 가장 유익한 유전자를 선택하고 적응력이 가장 낮은 유전자는 무시하는 개방계, 즉 개체군에 압력을 가한다.

예를 들어, 더 긴 부리를 가지고 태어난(새로운 돌연변이에 의해) 조류 종의 동물 나머지보다 크면 나무 껍질 사이에서 곤충을 사냥하는 데 더 큰 시설을 가질 수 있습니다. 나무. 이 생물은 다른 생물보다 우위에 있기 때문에 더 많이 먹일 수 있고 더 많이 자랄 것이고 따라서 번식을 위해 나머지 수컷과 경쟁할 때 더 강해질 것입니다. "큰 부리" 특성이 유전되는 경우 해당 동물의 자손이 나머지보다 생존 가능성이 더 높을 것으로 예상됩니다.

따라서 세대에 걸쳐 "빅 피크" 특성이 인구에서 증가할 것입니다. 왜냐하면 단순히 그것을 제시하는 사람들이 더 오래 살고 번식할 기회가 더 많기 때문입니다. 자연 선택은 환경의 부과에 따라 개체군에서 유전자의 비율이 달라지기 때문에 이 경우 명확한 진화적 조절 메커니즘으로 작용합니다.

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이력서

보시다시피 생물학 세계의 조절 메커니즘은 온도 조절이나 에너지 소비를 훨씬 뛰어 넘습니다. 유전자 발현에서 종의 진화에 이르기까지 모든 것이 최대 효과점에 도달하려는 긍정적 또는 부정적 피드백으로 요약될 수 있습니다., 한 지점 또는 다른 지점에서. 결국 목표는 항상 환경적 제약을 고려하면서 가능한 모든 방법으로 최대 내부 균형을 달성하는 것입니다.

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