Homoeostáza a životní funkce: jejich role ve zdraví a jeho obnově

Úvod

Zdravé lidské tělo dělá veškerou práci, kterou potřebuje k udržení sebe sama, tím, co je známo, v biologii, jako životní procesy, které zahrnují vylučování odpadních látek a vdechování kyslíku za účelem uvolnění energie z cukru. Používá také proces homoeostázy, aby se udrželo v rovnováze – vytváří právě takový počet buněk, aby nahradilo ty opotřebované, a právě takové množství hormonů, aby signalizovalo reakci, která má proběhnout. Tento článek vysvětluje homoeostázu, její ústřední roli při udržování dobrého zdraví a to, jak jsou v případě špatného zdraví klíčové životní funkce, které ji pomáhají obnovit.

Činnosti denního života

Většina zdravých dospělých lidí žije samostatný život a vykonává řadu činností, jako je chůze, krmení, vylučování, mytí a oblékání. Tyto činnosti, známé jako činnosti denního života (ADL), odrážejí základní fyziologické procesy v těle a používají se jako měřítko zdraví.

Lidé ve špatném zdravotním stavu nejsou vždy schopni vykonávat všechny ADL nebo ne ve stejném rozsahu jako ti, kteří jsou zdraví. Určení, které ADL nemohou vykonávat nebo mají s jejich vykonáváním potíže, pomáhá zdravotníkům posoudit jejich potřeby. ADL měří závislost člověka na pomoci. Používají se například k posouzení pacientů před propuštěním, aby se zjistilo, zda se mohou vrátit k samostatnému životu, nebo zda potřebují další podporu.

Všechny ADL, které vykonáváme, odrážejí životní procesy, které nás udržují při životě. Ty jsou zase prováděny systémy našeho těla. Ve zdraví jsou prováděny správně a na správné úrovni. Jak se to děje?

Zajišťování stability pro buňky

Všechen život je buněčný, tedy složený z buněk. Stejně jako všechny živé organismy musí i lidé udržovat své buňky, aby nás udržely při životě. Živé organismy existují ve dvou prostředích:

• Vnější prostředí, planeta, na které se nacházíme, Země;
• Vnitřní prostředí, to pod naší kůží.

Naše vnější prostředí se neustále mění. Můžeme měřit věci, které se mění, neboli proměnné (například vnější teplotu, hladinu vody, tlak vzduchu, množství kyslíku a dusíku), ale nemůžeme s nimi mnoho dělat. Naše vnitřní prostředí je těmito změnami ovlivňováno, ale pro další život musí být stabilní.

Všechny buňky v těle jsou tvořeny chemickými látkami, například bílkovinami, které jsou schopny přežít pouze za velmi specifických podmínek. Například vejce se skládají převážně z bílkoviny zvané albumin; při zahřátí albumin ztuhne a nemůžeme ho „rozvařit“. Naše těla také obsahují albumin a jsou stejně citlivá na změny teploty. Enzymy, které umožňují tělesné reakce, jsou tvořeny bílkovinami. Jakékoli škodlivé změny vnitřních podmínek by znamenaly, že enzymy nebudou fungovat a my také ne: celý náš metabolismus, chemie našich buněk, by se zastavil.

Buňky i bílkoviny jsou extrémně citlivé na změny proměnných ve vnitřním (i vnějším) prostředí. Buňky potřebují kromě jiných požadavků udržovat určitou teplotu, pH (měřítko koncentrace vodíkových iontů odhalující naši acidobazickou rovnováhu), osmotickou rovnováhu (rovnováhu mezi vodou a rozpuštěnými látkami) a hladinu energie (cukr a kyslík). Vzhledem k tomu, že buňky tvoří rozsáhlé společenství – průměrný dospělý člověk jich má desítky bilionů -, musí spolu také komunikovat, aby si navzájem sdělovaly, co se děje. To vše je součástí našeho vnitřního prostředí, uvnitř každého z nás.

Receptory a efektory

Tělo se automaticky monitoruje prostřednictvím tělesných systémů, jako je nervový a endokrinní systém. Má mnoho detektorů, které přijímají informace o změnách ve vnitřním prostředí – říká se jim receptory. Některé receptory detekují změny chemických látek (chemoreceptory), jiné krevního tlaku (baroreceptory), teploty (termoreceptory) nebo doteku či tepla tak extrémního, že způsobuje bolest (nociceptory). Každý receptor je naladěn na určitou frekvenci, nazývanou jeho modalita, a detekuje jednu konkrétní proměnnou.

Pokud receptor obdrží informaci o změně stavu proměnné, kterou má sledovat, vyšle signály do mozku k centrální koordinaci, aby se všechny informace shromáždily na jednom místě. Poté je vyslána zpráva s odpovědí, která vyvolá příslušné chování nebo reakci. Tato odpověď může být elektrická (vysílaná prostřednictvím nervového systému) nebo chemická (vysílaná prostřednictvím endokrinního systému) a podněcuje změnu nebo účinek, aby se naše vnitřní podmínky vrátily do optimálního stavu.

Tu vyvolávají orgány nebo buňky známé jako „efektory“, protože vyvolávají reakci (obr. 1).

Kmitající prostředí

Podmínky ve vnějším a vnitřním prostředí se neustále mění. Vnější prostředí může být teplejší a chladnější. Ve vnitřním prostředí se z těla odpařuje voda, potrava mění pH, buňky odumírají a je třeba je nahradit ve správném počtu. Vliv těchto změn ve vnitřním prostředí je sledován a kompenzován.

Tělo sice nemůže ovládat vnější prostředí, ale je schopno regulovat vnitřní prostředí tak, aby přišlo se správnou reakcí na změny všech proměnných. Například ledviny regulují množství soli, vody a pH; krev přenáší teplo do všech částí těla, stejně jako kyslík do buněk, a odstraňuje z nich oxid uhličitý. Všechny tyto regulace se dějí prostřednictvím homoeostázy.

Úhelný kámen zdraví

Homoeostáza je středobodem našeho bytí. Je to regulační mechanismus, který nás udržuje při životě, nikoli jako pouhý soubor chemických látek. Je to to, co nás činí spíše biologickými než jen chemickými (Cedar, 2012).

Tento pojem poprvé navrhl Claude Bernard v roce 1865 a později jej pojmenoval Walter Cannon (Cannon, 1926). Často se popisuje jako „udržování stabilního vnitřního prostředí“. Pro studenty zdravotnických oborů však tato definice obvykle znamená jen málo; když se stanou kvalifikovanými lékaři, stává se pro klinickou praxi problémem nedostatečná souvislost mezi zdravím a homoeostázou. Pochopení toho, že homoeostáza je základem zdraví a její obnovení základem klinické péče, je prvním krokem k pochopení cesty pacienta a klinického rozhodování.

Homoeostáza spojuje fyziologické procesy (to, co tělo dělá) s jeho buňkami (z čeho je tělo složeno). Homoeostatické mechanismy udržují proměnné v těle na správné úrovni, v jejich normálním rozmezí, což zajišťuje přežití a prosperitu buněk. Homoeostáza je fyziologický proces, který udržuje vnitřní prostředí ve stabilním, normálním stavu. Homoeostáza využívá k sebeudržování chemické a biologické procesy.

Přizpůsobení se změnám

Člověk je dynamická bytost. Po celý den tělo kolísá: je mu tepleji a chladněji, je zpocené a dehydratované, plné energie a unavené. Když jsme zdraví, tyto změny téměř nevnímáme, protože jsme schopni přijmout chování, které naše proměnné upraví a vrátí nás na bezpečné místo: pijeme teplé nebo studené nápoje; jíme nebo přestaneme jíst jídlo; jsme aktivní nebo odpočíváme. Motivace ke změně chování je důsledkem vnitřních procesů, které pracují na tom, aby nás vrátily do bezpečného stavu a zabránily tomu, abychom se stali příliš horkými, příliš studenými, příliš dehydratovanými nebo příliš energeticky vyčerpanými.

Jelikož se vnější a vnitřní prostředí neustále mění, tělo potřebuje udržovat proměnné svého vnitřního prostředí v rozmezí, které je pro jeho buňky snesitelné, a k tomu slouží homoeostáza. Tělo měří změny, k nimž dochází vteřinu po vteřině, a poté vysílá signály, aby vyvolalo další změny, které obnoví stabilitu jeho vnitřního prostředí a udrží jeho proměnné v normálních mezích. Hlavní mechanismus, jehož prostřednictvím se tak děje, se nazývá „negativní zpětná vazba“.

Protichůdná změna

Negativní zpětná vazba funguje tak, že působí proti směru změny. Pokud se proměnná mění jedním směrem, záporná zpětná vazba ji nutí jít opačným směrem, aby se co nejvíce přiblížila „žádané hodnotě“ (obr. 2). Například vnitřní termostat člověka je nastaven na přibližně 37 °C. Pokud je nám tepleji, aktivují se mechanismy negativní zpětné vazby, aby nás ochladily: začneme se potit, aby se teplo z těla odpařilo; cévy na povrchu kůže se rozšíří, aby umožnily vyzařování tepla; vyhledáváme chladná místa a chladné nápoje. Pokud je nám příliš chladno, mechanismy negativní zpětné vazby působí i proti této změně: zahříváme se třesem, což je proces, při kterém se svaly stahují bez pohybu, aby produkovaly teplo; cévy se stahují, aby zabránily ztrátám tepla; vyhledáváme teplo a teplé nápoje.

Manismy negativní zpětné vazby neovlivňují pouze naši fyziologii; ovlivňují také naše chování a motivují nás k určitým činnostem – například k tomu, abychom se napili chladného nápoje nebo si oblékli teplý svetr. Je to proto, že většina řídicích center pro homoeostázu sídlí v mozku. Výstupy z mozku ovlivňují vylučování hormonů našimi žlázami s vnitřní sekrecí, pohyb svalů, náladu, motivaci a emoce.

Zesilování změny

Říká se také, že homoeostáza funguje prostřednictvím pozitivní zpětné vazby, kdy je změna spíše podporována než potlačována. Klasickým příkladem pozitivní zpětné vazby je srážení krve po poškození cévy. Poškození spustí signály pro faktory v krvi, které jsou za normálních okolností v klidu. Jakmile se aktivuje první faktor, následuje signální kaskáda, při níž se aktivuje celá řada faktorů, což vede ke srážení krve, které umožňuje tělu opravit poškozenou cévu – nechceme, aby negativní zpětná vazba působila proti těmto změnám a zastavila proces. Pozitivní zpětná vazba je zaměřena na cíl a spíše zesiluje změnu než resetuje proměnnou, nicméně výsledkem bude pravděpodobně reset proměnné do předchozího, zdravého stavu.

Poznání homoeostázy a stavů, které jsou pro tělesné buňky optimální, lze využít ve zdravotnictví. Toho lze dosáhnout empiricky na základě pozorování lidí ve zdraví a ve špatném zdravotním stavu a vědecky pomocí objektivního měření.

Viděli jsme, že každá proměnná má svůj „set point“, kolem kterého v omezené míře kolísá; napodobením přírody jsme změřili naše proměnné a vypracovali jejich set points a normální rozsahy. Pokud je měříme a sledujeme u pacientů, označujeme je jako životní funkce.

Známky toho, co se děje

Pacienti se projevují „příznaky“ neboli subjektivními pocity, jako je „pocit horečky“ nebo „necítí se dobře“. Vzhledem k tomu, že tyto příznaky nediagnostikují, co by mohlo být příčinou, je zapotřebí objektivní měřítko, aby se zjistilo, co se děje. Lze měřit životní funkce a porovnávat je s jejich normální hodnotou nebo rozsahem. Naměřené hodnoty mimo normální rozsah naznačují, že něco není v pořádku.

Tabulka 1 uvádí hlavní životní funkce sledované zdravotními sestrami s jejich normálními hodnotami. Další diagnostická vyšetření mohou zahrnovat:

• Elektrolyty (například sodík, draslík, vápník);
• Krev (například hemoglobin, červené krvinky, neutrofily, rychlost sedimentace erytrocytů);
• Urin (například glukóza, kreatinin).

Pokud je některá z životních funkcí, například teplota nebo krevní tlak, mimo normální rozmezí, může být tato informace použita k diagnostice příčiny problému a k rozhodnutí o potřebné léčbě.

Zjištění, které životní funkce jsou mimo svůj normální rozsah, pomáhá zdravotníkům najít a diagnostikovat příčinu, takže měření životních funkcí je základem pro zjištění, co je špatně.

Většina lidí má životní funkce, které jsou „normální“. Například k tomu, aby mohly probíhat chemické reakce v buňkách, potřebujeme tělesnou teplotu kolem 37oC a většina z nás se po většinu času pohybuje kolem této teploty. Protože však intenzivní činnost může zvýšit tělesné teplo, měla by se teplota měřit v klidu – proto mohou být pacienti požádáni, aby chvíli počkali, než se jim změří životní funkce, pokud se nedávno namáhali. Pokud jsou životní funkce v klidu mimo normální rozmezí, považují se za abnormální.

Celý den každá proměnná nebo životní funkce kolísá kolem své nastavené hodnoty (obr. 2) – to je normální a homoeostatické mechanismy neustále pracují na jejich obnovení do nastavené hodnoty. To je homoeostáza v akci.

Homoeostáza při špatném zdravotním stavu

Homoeostáza, která umožňuje tělu udržovat své vnitřní prostředí nezávisle na klinické podpoře, je měřítkem zdraví. Špatné zdraví je, když tělo již není homoeostatické (Cedar, 2012) a klinická intervence je pokusem o obnovení homoeostázy.

Při nemoci je homoeostáza organismu narušena příliš daleko mimo rozmezí, ve kterém by se jeho proměnné měly nacházet – za hranicemi nebo dobou trvání, během které může obnovit proměnné do jejich nastavených bodů, a my se necítíme dobře. Často se tělo dokáže samo opravit a obnovit homoeostázu. V takových situacích se subjektivně necítíme dobře (symptomy), ale uzdravíme se dříve, než vyhledáme klinickou pomoc a/nebo získáme objektivní opatření (příznaky).

Někdy se tělo nedokáže samo opravit a potřebuje klinický zásah k obnovení homoeostázy. Měření životních funkcí umožňuje zdravotníkům zjistit, které z nich, pokud vůbec nějaké, příliš nebo příliš dlouho kolísají (Rose a Clarke, 2010). K obnovení homoeostázy pak lze použít klinické zásahy – například léky, chirurgické zákroky nebo podporu dýchání.

Životní funkce a mimořádné situace

V mimořádných situacích se mohou životní funkce lišit od normálu. Například může dojít k poklesu krevního tlaku v důsledku krvácení, pH může být vyvedeno z rovnováhy v důsledku infarktu myokardu, osmotická rovnováha může být změněna v důsledku selhání ledvin.

Pro posouzení problému musí všichni zdravotníci jednat okamžitě, měřit životní funkce, aby zjistili, který tělesný systém selhává, a zajistit, aby tato měření byla přesná a komplexní (Lord a Woollard, 2010). Rychlé a časté měření životních funkcí pomáhá předcházet bolesti (Elliot a Coventry, 2012) a zlepšuje odhalení příčinných faktorů.

Rychlá diagnóza prostřednictvím důkladného posouzení životních funkcí umožňuje okamžitou léčbu nemocného tělesného systému. To může znamenat významný rozdíl nejen mezi životem a smrtí, ale také mezi dobrým výsledkem (s plným obnovením zdraví) a špatným výsledkem (s přetrvávajícími problémy) (Kim a kol., 2017; Kenzaka a kol., 2012).

Důležitost životních funkcí

Lékaři mohou posoudit, zda se zdravotní stav pacientů zlepšuje, nebo zhoršuje, pomocí průběžného sledování jejich životních funkcí (Kim a kol., 2017), které jsou objektivním měřítkem homoeostázy. Vyzbrojeni těmito objektivními měřítky mohou provádět klinické intervence, které obnoví homoeostázu a případně oddálí smrt.

Měření vitálních funkcí je však často neúplné, což ovlivňuje výsledky. V jedné studii 23 australských nemocnic chyběla v záznamech 77 % pacientů, u nichž později došlo k nežádoucím příhodám, alespoň jedna vitální funkce (Chen et al, 2009).

Podle Moka et al (2015) je postoj sester k měření vitálních funkcí ovlivněn úrovní jejich vzdělání a autoři docházejí k závěru, že „sledování vitálních funkcí je třeba při plánování pracovní zátěže upřednostnit“.

Menší studie dospěla k závěru, že schopnost sester činit klinická rozhodnutí je ohrožena nedostatkem úplného měření vitálních funkcí, což vede k omezením při odhalování zhoršení stavu pacientů (Cardona-Morrell et al, 2016). Existuje mnoho dalších prací, které ukazují, jak zásadní význam mají vitální funkce pro diagnostiku a monitorování (Boulanger a Toghill, 2009).

Je nezbytné, aby zdravotníci a studenti rozuměli teorii, která je základem vitálních funkcí, a také aby měli klinické dovednosti pro provádění měření (Rose a Clarke, 2010). Pokud vnímají měření vitálních funkcí jen jako další úkol a neuvědomují si, že má zásadní význam pro obnovení homoeostázy a zdraví, pak je ohrožena bezpečnost pacientů (Griffiths et al, 2015). Sestry si musí uvědomit, že měření vitálních funkcí má zásadní význam pro diagnostiku, klinické rozhodování, léčbu a monitorování. Nestačí vědět, jak měřit vitální funkce – pro výsledky pacientů je významné pochopit, co znamenají, a vědět, proč se provádějí.

Úloha sester

Pokud jsou klinické intervence úspěšné, pacienti jsou navráceni k co nejsamostatnější existenci nebo k tomu, jak byli předtím, než vyhledali klinickou pomoc a stali se závislými na klinické intervenci. Úloha sester spočívající v přesném vyhodnocování životních funkcí a jejich pravidelném sledování je zásadní, protože tím se zajistí správná léčba, podpora zotavení, obnovení homoeostázy a návrat pacienta ke zdraví.

• Po přečtení tohoto článku si otestujte své znalosti pomocí sebehodnocení Nursing Times. Pokud dosáhnete 80 % nebo více bodů, obdržíte osobní certifikát, který si můžete stáhnout a uložit do svého portfolia NT jako doklad o CPD nebo prodloužení platnosti.
• Vyzkoušejte si sebehodnocení Nursing Times Self-assessment k tomuto článku

.