Клеточный и молекулярно-генетический уровень регуляции.
Установка гомеостаза клеточного среды обеспечивается мембранными системами, которые регулируют потоки
вещества и энергии, проходящих через клетку. Здесь происходит процесс непрерывного изменения или обновления органоидов. Указанные процессы значительно интенсифицируются при действии повреждающих факторов-температуры, гипоксии, недостатка питательных веществ. В таких случаях ускоренными темпами идут процессы восстановления состояния гомеостаза в условиях, неблагоприятных для функционирования клетки. Здесь проявляется действие генетических механизмов.
Самовоспроизведению, как важнейшее свойство живого, основывается на редупликации ДНК, точность такого процесса очень высока, поэтому тоже важно процесс репарации (самовосстановления) поврежденной ДНК, если репарация невозможна, то нарушается гомеостаз, как на клеточном, так и на организменном уровне .
Важным генетическим стабилизатором гомеостаза является диплоиднисть соматических клеток эукариот. Наличие двух генетических программ увеличивает надежность генотипа. Мутации, происходящие оказываются рецессивными и в гетерозиготном организме они в значительной мере или полностью подавляются доминантными генами. Важную роль в поддержании гомеостаза получили регуляторные гены, от которых зависит активность оперона.
Системные механизмы гомеостаза
Этот уровень обеспечивается взаимодействием важнейших регуляторных механизмов в составе трех систем: нервной, эндокринной, иммунной, действие которых основано на принципах обратной связи.
С целью изучения физиологических механизмов гомеостаза применяют кибернетическую теорию управления. Здесь живой организм рассматривается как сложная управляемая система, в которой постоянно происходит взаимодействие большого количества переменных, как внешнего, так внутренней среды. Если каким-либо образом изменяются входные переменные, то соответственно меняются и внутренние переменные. Начинает действовать обратная связь, что означает влияние выходного сигнала на управляющую часть системы.
Для осуществления обратной связи необходимо сравнивать результат системы с эталоном - оптимальным значением параметра, который регулируются и в случае отклонения соответствующим образом меняется. Существует два вида обратной связи: положительный и отрицательный. Отрицательная обратная связь усиливает стабильность системы том, что сглаживает сильные возмущения и возвращает систему в исходное состояние. Регуляторные системы организма обычно дублируются на разных уровнях поддержания гомеостаза. В случае отказа одних систем срабатывают другие системы.
Клеточная система регуляции гомеостаза одинакова для одноклеточных и многоклеточных организмов.
У многоклеточных организмов достаточно жестко одновременно регулируется значительное количество параметров с участием одной или нескольких тканей, органов или систем органов. У большинства животных сюда включаются реакции желез внутренней секреции и нервной системы, которые координируются соответствующими центрами головного мозга.