Oct. 23, 2015

Poem

Хормони, ендокринна система, хомеостаза
Хормоните са биологично активни вещества, които се синтизират в специални организмови образувания, наречени жлези с вътрешна секреция. Съществуват и така наречените тъканни хормони, образувани в тъканите на някои органи. На днешно време местата на хормоналната синтеза се разширява с мозъка и по специално с някои негови неврони, както и с определени клетки, например белите кръвни клетки. Според едно определение хормоните са химически съединения, действащи в много малка концентрация, по правило на отдалечено место от тяхното образуване, но това не винаги е така. Пренасянето им се осъществява посредством кръвоносната система до клетки притежаващи рецептори, към които те се свръзват, предизвиквайки съществена промяна в тяхната функция. Известна част от познатите ни хормоните или съединения с много близка структура до тях, могат да бъдат открити не само в животинското царство но и в растителното. От друга страна едни и също хормони са представени в различни животински видове, даже в такива стоящи на относително ниско еволюционно развитие. Някои от хормоните могат да имат доста продължително действие, като например тези поддържащи бременността, докато други регулират процеси с кратковременна продължителност. Ключовите думи отнасяща се до действието на всички хормони всъщност са регулация и комуникация.
В зависимост от химическия си състав хормоните могат да бъдат стероиди – естрогени, андрогени, прогестерон, кортизол, деривати на липидите – простагландини, тромбоксан, деривати на аминокиселините – от триптофана се образува серотонини и мелатонин, от тирозина – допамин, норепинефрин, епинефрин, трийодтиронин, тироксин и полипептиди – инсулин, растежен хормон, тиротропин рилизинг хормон.
Хормоните се пренасят от едно място на организма до друто предимно чрез кръвообръщението, по хемокринен път. След синтезирането им в клетките те нроникват в междуклетъчното пространство, а от там попадат в капилярите. При паракринното им разпространение, хормоните след като напуснат продуциращите ги клетки, посредством междуклетъчните цепки достигат до други клетки, разположени в непосредствена близост и оказват своето влияние върху тях. Противоположно на хемокринната секреция, при която хормонът се разрежда многократно в кръвта, при паракринния тип хормоните действат върху клетките в много висока концентрация. Подобна е ситуацията и при автокринната секреция, при която хормонът оказва влияние върху самата клетка, която го е синтезирала. В този случай имаме форма на саморегулация. Редица хормони се образуват от невроните, които понякога ги секретират направо в капилярите, тъй като техните израстъци завършват непосредствено до ендотелните клетки на капилярите. Този тип секреция е наречена неврокринна. В други случаи хормонът попада в междуневроналните синапси, където изпълнява функцията да пренася информацията от един неврон на друг. Частен, но не изолиран случай е солиносекрецията. При нея хормонът се излива в бронхите, червата, урогениталния тракт или в други тръбести кухинни органи. Някои хормони, както и други биологично активни субстанции, се разпространяват в организма не само по един начин, а по комбинация от няколко.
Като правило пептидните хормони и хормоните-дериватите на аминокиселините са устойчиви след попадането им в кръвта, за разлика от стероидите например. Тези хормони, които деградират сравнително бързо, след като навлезнат в кръвоносната система, се свързват към протеините на кръвта, предимно албумините. Тази връзка не е здрава и трайна, но все пак ги предпазва известно време от влиянието на ензимите, които ги разлагат. Някои хормони образуват по-стабилна връзка със специфични протеини на кръвта като например кортизола към транскортина или яйчниковите хормони и тестостерона към кръвен глобулин свързващ половите хормони. Подобни белтъци са наречени транспортни. Когато даден хормон е свързан с белтък, докато се намира в тази комплексна форма той е биологически неактивен. Понякога над 95 % от цялото количество на хормона в кръвообръщението е свързано към протеините. С този механизъм се обяснява факта, че независимо от временното многократно увеличение на хормоналното ниво, например на естрогените по време на бременността, повишеното ниво не оказва вредно влияние. В зависимост от физиологическото състояние и организмовите потребности, връзката между хормона и протеина може да се разруши и известна част от хормона да се отдели като свободна, биологично активна форма. От изложеното става ясно, че комплекса протеин-хормон представлява резервен пул, от който при нужда може да се черпи необходимото количество хормон. Фактически регулаторния механизъм е много сложен, тъй като капацитета на свързването зависи от нивото на свързващите протеини, а тяхната концентрация е ензимно зависима. Отсъствието на определен ензим или недостатъчната му функция може да предизвиква сериозни ендокринни разстройства.
Хормоните не могат да действат направо на клетките и да променят тяхната функция без наличието на някаква ефекторна система. Тази роля се играе от рецептори, разположени на различни места в клетките. Само там, където съществуват рецептори, хормоните могат да оказват влияние. Рецептори могат да бъдат локализирани в клетъчните мембрани, в цитоплазмата или в ядрото на клетките и съответно се наричат мембранни, цитозолни и ядрени, като техния брой, само при една клетка може да бъде няколко дестки хиляди. Рецепторът представлява голяма белтъчна молекула, способна при определени условия да променя конфигурацията си. Първоначалната стъпка е обратимото свързване на свободна, не свързана към протеините на кръвта хормонална молекула към високо афинитетна рецепторна молекула. Свързването е последвано от специфични интрацелуларни промени. Става ясно, че функцията на хормона е като на сигнална молекула, която е в зависимост от наличността на рецептори в необходимото количество и качество по клетките. Промени в рецепторния апарат или в тяхната функция играе роля при възникването на ендокринологични страдания. Когато хормоналната молекула е сравнително малка, тя може да проникне през мембраните на клетката и на ядрото й и да се свърже с нуклеарните рецептори. В други случаи, когато молекулата е голяма, тя не може да премине през мембраната и тогава се свързва към мембранните рецптори. Свързването предизвиква конформационни промени в молекулата на рецептора, сигнализиращи вторичните посредници на сигнала вътре в клетката, които на свой ред усилват, намаляват или въобще модулират някоя от характерните клеткъчни функции.
Особен интерес представлява регулацията на хормоналното действие. Както видяхме то зависи не само от количеството на съответния хормон в кръвообръщението, но също и от състоянието на рецепторите. Редица хормони способстват за увеличаване или намаляване броя на рецепторите, с които те се свързват. Най-простият начин е когато хормона се свързва трайно към рецепторите си, постига се усилване на функцията, но поради отсъствие на повече свободни рецптори в клетката, към които да се свържи, по-голям ефект от вече достигнатия не може да се получи. Хормоните могат пряко да съдействат на клетъчно ниво за увеличена синтеза на тяхните рецептори или за намаление на броя им, като по този начин се постига съответно повишаване или намаляване на тяхното действие. Допълнително те могат да оказват влияние върху начина за предаване на сигнала след образуване на хормон-рецепторния комплекс. Очевидно е, че регулирането на хормоналното действие е извънредно сложно и мултифункционално. Често пъти то зависи не толкова от самия хормон, колкото от състоянието на рецепторите.
За да прекъсне действието на хормона, молекулите му трябва да бъдат дезактивирани и отстранени от рецепторите. В зависимост от естеството на хормона съществуват няколко начини за прекратяване на въздействието им. Стероидните хормони най-често биват разлагани по ензимен път в черния дроб. Друг способ е превръщането им в глюкороноидати или сулфати, намаляващи тяхната активност или трансформирането им в друг клас хормони или активни биологични съединения. Дериватите на липидите обикновенно са неустойчиви. Така например еднократното им преминаване, посредством кръвообръщението, през белия дроб води до пълната им деградация. По-голямата част от пептидните хормони са подложени на пептидазните ензими, които разцепват молекулата им. Пептидазите са специфични по отношение на местата на действие, но не притежават специфичност по отношение вида на пептидния хормон.
Черният дроб и бъбреците играя главната роля за излъчването на хормоните или на тяхните остатъци извън организма. Посредством фекалиите се отстраняват почти 50 % от тези субстанции. Чрез урината се излъчват около 40 %. Хормони се отделят, макар и малко в процентно отношение, посредством потта, слюнката и млечната секреция, ако такава съществува в момента. С помощта на изотопи е установено, че продукти на хормонната деградация се отделят дори в издишвания въздух. Времето необходимо да бъде разградено половината количество от синтезиран хормон се нарича биологичен полуживот на съответния хормон. Продължителността на биологичния полуживот на този вид активни съединения е много кратък, обикновенно само няколко минути и рядко надхвърля 20 минути, предимно при хормоните от биологичен произход.
Синтезата на хормоните е най-общо казано под контрола на гените. Те съхраняват информацията необходима за свързването на аминокиселините в съответната пептидна структура, ако се касае за хормон с белтъчна конфигурация. Информацията се съхранява в молекулите на ДНК и зависи от последователността на свързаните нуклеотидни бази. Тъй като тези гени определят структурата на хормона те се наричат структуриращи гени. Освен тях същствуват и регулиращи гени. Те от своя страна контролират генната активност и следователно количеството на синтезирания хормон. Повечето хормони имат не пептиден произход. За да се осъществи тяхната синтеза са необходими съответните ензимни системи. Както е известно ензимите имат белтъчен характер, но тяхното образуване също се намира под контрола на гените. Отсъствието или мутацията на ген, включен в хормоналната регулация води до отклонения в генната експресия и до значителни ендокринни смущения.
От еволюционна гледна точка е интересен въпросът на кое ниво от развитието на живите организми се появяват хормоните Тъй като хормоните традиционно са били свързвани с жлезите с вътрешна секреция, а подобни органи, като отделни структури, се появават едва при гръбначните, то естествено е било предположено, че този тип регулация е характерен само за тях. От друга страна невротрансмитърите, някои от които също са хормони, би трябвало да се появат заедно с формирането на древните нервни системи, например при хидрата. Допълнително откритието, че клетките на раковите разраствания могат да синтезират хормони, особено когато новообразуванието е от ендокринен произход, навежда на предположението, че може би хормоналната секреция не трябва непременно да се свързва с наличието на жлези с вътрешна секреция. Представлява интерес фактът, че още през средата на миналия век е открита в мозъчното образувание на мухите месерки инсулиноподобно вещество, което регулира въглехидратната обмяна при тези инсекти. Не много отдавна бяха открити рецептори за инсулин, подобни на тези при човека и във винените мушици. Много голямо разнообразие от хормони, характерни за бозайниците, бяха доказани в екстракт от гъби, бактерии, отглеждани в различен тип хранителни среди и много други едноклетъчни еукариотни организми. Растителните организми, като спанак, люцерна, тютюневи растения, храсти и дървета също съдържат подобни хормони, до скоро считани характерни само за висшия животински свят. Доказано е наличието на единични молекули, еднакви с белтъчните молекули свързващи хормоните в кръвта на бозайниците, при едноклетъчните молекули, които очевидно играят ролята на рецепторни механизми. Предполага се същствуването на хормони за междуклетъчна комуникация при едноклетъчни от един и същ вид. Лесно можем да достигнем до заключението, че хормоните и рецепторите за тях са филогенетично много древно средство, използвано за интрацелуларна и междуклетъчна комуникация при едноклетъчни и многоклетъчни, както в растителното, така и в животинското царство.
Друг важен аспект за действието на хормоните и на ендокринната система като цяло е, че те участват в протичането на организмовите биологични ритми – осцилации с период вариращ от няколко минути до цяла година. Ендокринните ритми са ендогенни, ако се зараждат и протичат в системата, в която се проявяват. Екзогенните ритми се предизвикват от периодични влияния на околната среда. Най-често срещани, а и най-важни са циркадианните ритми, чийто период е с продължителност около 24 часа. По-късите ритми от едно днонощие се наричат ултрадианни, а по-дългите – инфрадианни. Пулсативното отделяне на някои хормони от синтезиращите ги жлези, като например фоликулостимулиращият хормон от хипофизата, са с ултрадианен ритъм. Инфрадианна ритмика притежават хормони включени в осъществяването на репродуктивните функции.
В основата на мозъка, в специална вдлъбнатина на черепната основа се намира жлеза с вътрешна секреция наречена хипофиза, която играе централна роля в регулацията на синтезата и секрецията на много други хормони. Хипофизата притежава три дяла. Предният дял е най-развит и голям. В него се образуват следните хормони:
1 пролактин – стимулира синтезата на млякото по време на лактация и участва в регулирането на много други функции, където ролята му е второстепенна
2 хормон стимулращ щитовидната жлеза – поощрява синтезата на тироксин
3 растежен хормон – стимулира общия растеж на организма
4 адренокортикотропен хормон /АКТХ/ – стимулира синтезата на полови стероиди, минералкортикоиди и глюкокортикоиди от кората на надбъбречната жлеза
5 лутеинизиращ хормон – индуцира появата на овулация и стимулира синтезата на хормони в яйчника /естрогени и прогестерон/ и тестиса /тестостерон/
6 фоликулостимулиращ хормон – поощрява развитието на фоликулите в яйчника и протичането на сперматогенезата в тестиса
Междиннният дял на хипофизата е най-малък и с напредване на възрастта изчезва. Задният дял по-скоро прилича на резервуар, от където се складират два хормона – окситоцин и антидиуретичен хрмон. За да бъдем точни, трябва да посочим, че тези два хормона се синтезират в хипоталамуса, а от там по нервен път се транспортират до задния хипофизен дял. При получаване на нервен сигнал от някоя част на мозъка, чрез хипоталамуса сигнала се предава по нервни влакна до задния дял, от където съответния хормон попада в кръвообръщението.
Фактически хипоталамуса играе главна роля не само по отношение секрециата на хормоните от задния дял на хипофизата, но също и на тези от предния дял. Регулацията на синтезата, а след това и на постъпването им в кръвта, се осъществява чрез рилизинг /освобождаващи/ или инхибиращи хормони, синтезирани в мозъчните ядра на хипоталамуса, които чрез специално портално кръвообръщение свързващо хипоталамуса и хипофизата, достигат до последната и оказват ефекта си. Така например, отделянето на лутеинизиращия и фоликулостимулиращия хормон се контролира от гонадотропин рилизинг /освобождаващия/ хормон, това на адренокортикотропния хормон от кортикотропин стимулиращия хормон и пр. Поради главната роля на хипоталамуса и хипофизата в регулиране дейността на много други жлези с вътрешна секреция, на днешно време се възприема съществуването на хипоталамо-хипофизарна регулираща система.
Друга много важна жлеза с вътрешна секреция е щитовидната жлеза, намираща се на предната страна на шията, имаща формата на пеперуда, чийто крила са разположени странично на трахеята. Тя отделя в кръвообръщението два хормона - тироксин /Т4/ и трийодтиронин /Т3/. Нейната функция, както бе посочено, се намира под контрола на хипоталамуса, който чрез тиреотропин стимулиращия хормон регулира дейността й. Йод съдържащият хормон тироксин взима участие в метаболитните процеси и растежа на организма. Недостатъчност на хормона в млада възраст води до намалена протеинна синтеза, смущения във въглехидратната обмяна, понижена телесна температура, забавени реакции и изоставяна в умственото развитие, известно като кретенизъм. При понижено съдържание на йод в храната и водата за пиене концентрацията на тироксина се понижава, водещо до появата на заболяване известно като гуша. Известни са случаи когато теглото на разрастналата се жлеза може да надмине 5 килограма. Известни са и обратните случаи – когато продукцията на хормона е по-голяма от необходимото. Подобно състояние предизвиква бърза загуба на телесно тегло, нервност и повишена раздразнителност.
На горния край на щитовидната жлеза се намират четири малки телца наречени паратиреоидни жлези. Заедно с щитовидната жлеза те контролират обмяната на калция, който е от много голямо значение за организма. Когато нивото на калция в кръвта се повиши,телцата секретират калцитонин, усилващ отлагането на елемента в костите, а когато концентрацията му се намали - се отделя паратиреоиден хормон, водещ до излъчване на калции от костите в кръвта. Човешкият организъм не може да преживее при отсъствието само на два хормона. Единият от тях е паращитовидният, с което се потвърждава жизненото значение на правилната калциева обмяна. Другият хормон е алдостерон, синтезиран в надбъбречните жлези, разположени в дебела мастна обвивка на горните краища на бъбреците. Впрочем, тези жлези образуват и други хормони.
Надбъбречните жлези се състоят от централна част – медула и коров или кортикален слой. В централната част се синтезират два хормона с близко действие - адреналин, който на днешно време е по-известен с новото си име – епинефрин и норепинефрин. В случай на внезапна изненада, страх, възбуда, агресивност или поява на физическа заплаха, двата хормона се излъчват в повишено количество. В резултат сърдечният и дихателен ритъм се ускорява, съдържанието на кръвната захар се повишава, а кръвният поток се отклонява от стомашната област и червата към мускулатурата. Мускулите получават повече кислород и енергитични съставки. Описаните промени са основната компоненти на така наречения стресов синдром, чрез който се повишава възможността за по-успешна отбрана, нападение или бягоство при опасност. Кората на надбъбречната жлеза отделя три групи стероидни хормони, които са близки по химичен строеж. Главния представител на глюкокортикоидите е кортизолът. Той ускорява обмяната главно на въглехидратите, но също и на белтъците и мазнините. Първоначално хормонът активира телесните депа, където тези вещества се съхраняват, поощрява бързата поява на глюкоза, включително повишаване на нивото й в кръвта и по-доброто снабдяване на тъканите с кръвна захар, включени в протичането на стресовия синдром. Второ основно, много важно действие на кортизола е, че той има противовъзпалителен ефект. Прилага се успешно при артрити, алергии и всички страдания, сврзани с възпаления на тъканите.
Минералкортикоидните стероидни хормони, които кората на надбъбречните жлези синтезира са жизнено важни, като най-значимия от тях е алдостеронът. Заедно с другите минералкортикостероиди те поддържат хомеостазата на организма, регулират водната обмяна, способстват за задържането на натрия в организма и отделянето на калия с урината. Третата група хормони на надбъбречния кортекс са половите сткероиди. Те не се отличават от тези, които могат да се срещнат при мъжките и женски организми, образувани от яйчниците и тестисите, но се образуват в значително по-ниски количества.
Останалите важни ендокринни жлези и хормони, характерни за бозайниците, включително и хората, са посочени при разглеждане протичането на други значими биологични процеси, поради което няма да спираме вниманието си върху тях в настоящия раздел. Към тях спадат мелатонинът на епифизата, инсулинът на задстомашната жлеза и хормоните на тетисите и яйчниците.
Животинските организми и особено висшите, като бозайниците, имат две главни координиращи системи – ендокринната и нервната, които функционират заедно. Нервната система, използваща електрически сигнали осигурява постоянна и бързо действащата координация, докато ендокринната е базирана на химическа сигнализация и се отнася до регулацията на сравнително бавно притичащи физиологични процеси. Двете системи си взаимодействат по такъв начин, че поддържат постоянното адаптиране на организмовиите функции към непрекъснато променящите се условия на околната и на неговата собствена вътрешна среда. Нервната и ендокринната системи контролират хомеостазата, поведението, настроението, а също ифункцията на другите системи на организма. Ендокринната система може да функционира и реагира самостоятелно, но по-често действието им е интегрирано. Двете системи притежават характеристики, които в значителна степен се припокриват и накратко се изразяват в следното:
6 както за нервната, така и за ендокринната система секрецията е важна отличителна черта и възможност за реагиране при дадена ситуация
7 клетките на ендокринната система, както и невроните могат да генерират електрически потенциали и да се деполаризират, биологично явление, което ще бъде разяснено в следващата глава
8 в различни случаи едни и същи химически субстанции могат да играят ролята на хормони и на нервотрансмитъри – вещества, предаващи нервния сигнал
9 механизъмът на биологичното действие както на хормоните, така и на нервотрансмитърите изисква наличието и взаимодействието им с рецептори в съответните клетки
Взаимовръзките между ендокринната и нервната системи при реагирането им към стимулите и активиращите ги въздействия, могат да протекат под няколко форми:
10 въздействията от околната среда могат първоначално да бъдат възприети от нервната система, която предавайки сигнала, да възбуди ендокринен отговор в съответната подходяща жлеза
11 аксоните на някои неврони завършват в стените на капилярите, където ако бъдат стимулирани изливат секрета си, под формата на нервотрансмитъри. Тази хибридна форма е наречена нервноендокринна, а сигналните молекули – неврохормони.
12 Редица сигнали могат да предизвикат едновременен отговор в нервната и ендокринната система
Регулиране скоростта на синтезата и секрецията на хормоните е под контрола предимно на така наречената система на обратните връзки. Обратната връзка се включва и задейства регулаторен механизъм, вследствие изменение в контролираната система, при която компенсиращ механизъм предизвиква промени в обратна посока на изменението. След обилно хранене, особено ако е богато на въглехидрати, съдържанието на кръвната захара – глюкозата се увеличава над нормата. В резултат задстомашната жлеза отделя инсулин, който стимулира клетките на черния дроб и мускулите да изтеглят от кръвообръщението глюкозата и да го натрупат под формта на запас от гликоген. По-късно през деня, вследствие задоволяване на непрекъснатите енергетични нужди на организма, нивото на захарта в кръвта се намалява, което пречи на нормалната работа на важни органи като мозък, черен дроб, мускули и пр. Тогава, също от панкреаса, се отделя друг хормон – глюкагон, предизвикващ освобождаване на гликогена от чернодробните клетки, до тогава до когато нивото на захарта в кръвообръщението достигне нормалното си съдържание. По този начин при здравия човек, благодарение на механизма на обратната връзка, посредством двойката хормони, концентрацията на въглехидратите в кръвния поток се поддържа постоянна. Изменията в количеството на хормоните в организма е непрекъснато под контрола на обратните връзки.
Специално при ендокринната система обратните връзки могат да бъдат положителни и негативни, прави и обратни, къси и дълги. Положителни са когато стимулират синтезата и секрецията на съответния хормон, а негативни – когато ги подтискат. Пример за положителна връзка е адренокортикотропният хормон, излъчен от хипофизната жлеза. След като достигне кората на надбъбречните жлези, той предизвиква усилена синтеза и отделяне в кръвообръщенито на редица хормони в това число и на кортизол. Вследствие включването на тази връзка концентрацията на кортизола в кръвта рязко се повишава. Права връзка между жлезите с вътрешна секреция имаме тогава, когато влиянието се упражнява от по-високо разположена към находящо се на по-ниско ниво ендокринно обрзувание. За модел се взима изправения човешкият организъм, при който хипоталамуса е най-високо, под него е хипофизната жлеза, още по-ниско е щитовидната, под нея надбъбречните, а още по-ниско са разположени половите жлези. Хипофизата по пътя на права връзка може да оказва влияние върху яйчниците, докато въздействие на тестисите върху хипофизата ще бъдат по механизма на обратна връзка, тъй като те са разположени по-ниско от хипофизата.
В организма на бозайниците има оформени няколко ендокринни оси, по протежение на които са разположени жлези, функционално взаимосвързани и оказващи си различни влияния. Подобна ос е хипоталамо-хипофизарно-гонадната /яйчници и тестиси/ или хипоталамо-хипофизарно-надбъбречната. Когато влиянието е между две съседни жлези подразбираме, че се отнася до къса връзка, а когато се прескача ниво, на което има разположена жлеза от същата ос – определяме взаимоотношението като дълга връзка. Повишената секреция на кортизол подтиска активността на хипофизата по отношение отделянето на АКТХ и на хипоталамуса за излъчването на кортикотропин рилизинг хормон по пътя съответно на къса връзка и дълга връзка, които допълнително са обратна и негативна.
По-специално внимание заслужава хоместазата – постоянството, стабилитета на присъщата вътрешна среда на организма. Тази й роля се постига чрез координирането, регулирането, но и интегрирането, подтискането или стимулирането, изменението и адаптирането към разнообразни, понякога опасни за съществуването на организма ситуации. Хомеостатичните механизми притежават много широк обхват на действие – молекулно, органно, организмово, например при поведението и даже участват на популационно ниво. Основният хомеостатичен механизъм функционира в системата на обратните връзки.
Необходимостта от поддържането на хомеостазата е породено от факта, че живите организми са изложени на непрекъснати промени в температурата, влажността, осветлението, наличието на вода, киселинността, състава на солите и минералите поемани през устата, наличието на достатъчно хранителни вещества и др. От друга страна варирането на условията на околната среда, в които организмите могат да преживеят, са с доста тесни граници. Едни от най-древните живи същества, появили се върху земята, са прокариотните едноклетъчни, чийто състав е бил висок процент вода, а и животът им е протичал във водна среда, от където са черпели необходимите съединения, а на по-късна фаза и газове. Остатъците от обмяната на веществата чрез дифузия също са били излъчвани в заобикалящата ги водна среда. В продължение на милиарди години животът се е развивал и усъвършенствал, но принципно основните изискванията за поддържане на живота са се запазили – водната вътрешна среда на клетката и на заобикалящото ги пространство. Даже и най-големите многоклетъчни растителни и животински организми трябва да осигурят хранителни вещства в най-широкия смисъл на думата, а също и кислород, на всяка своя клетка, независимо че повечето от тях нямат допир с околната среда, но чрез дифузия необходимите вещества и газове трябва да проникнат в тях, а непотребните да бъдат изхвърлени. При най-висшите организми са развити различни системи, които осигуряват тези условия за животи връзката с околната среда. Измежду най-важните са кръвоносната, дихателната и отделителната. Съществуват няколко типа телесни течности, характерни за телесните структури – вътреклетъчни, екстрацелуларни и най-често наличие на кръв или наподобяваща я течност. Осигуряване непроменени условия на живот вътре в клетките и на околоклетъчното пространство по отношение на химичекия и газов състав, а от там и на всички физични фактори, като температура, налягане, скорост на придвижване на кръвта и лимфата и пр. се постига чрез непрекъснато поддържане на хомеостазата –постоянство, неизменяеяемост на вътрешна среда.
Хомеостазата, както бе посочено, функционира благодарение на механизма на обратните връзки, осигурявана от нервно-хормоналната система. За нейното функциониране са необходими няколко компонента – рецептори, за откриване и регистриране на измененията, ефектор, който да въстанови предишното състояние, канали за връзка – хормоните и нервите и интегратор. Интеграторът е много важно звено, тъй като тук се приема информацията, тълкува се, взима се решение, което ефекторът изпълнява. Не винаги тези процеси са осъзнати. В повечето случаи системата на обратни връзки действа самостоятелно, автоматично, без нашето съзнателно участие. Терморегулацията на организмите с постоянна телесна температура е типичен пример за хомеостаза. Хипоталамуса притежава сплит от нервни клетки, известни като терморегулаторен цинтър, способен да измерва температурата на кръвта, преминаваща през мозъка. Терморецептори има разположении в кръвоносните съдове и по повърхността на тялото. При изменения в температурата, сигнала предаван по нервен път достига до хипоталамуса, където информацията се интегрира и се взима решение, изпратено също по нервен път до ефекторните органи – мускулите, които посредством механична работа да повишат температурата или потните и лойни жлези – да ускорят потоотелянето, водещо до намаление на телесната температура. По време на раждане е необходимо мускулните маточни контракции да се учестят и усилят. Контракциите са първоначалния сигнал предаден от барорецепторите и нервните окончания разположени в стените на матката до хипофизната жлеза, която отделя по-голямо количество окситоцин в кръвообръщението, което на свой ред усилва контракциите, а те предизвикват ново увеличено секретиране на окситоцин. По този начин се създава позитивна обратна връзка, която кулминира с раждането и възвръщане към нормалното състояние.