稳态与适稳态

稳态是生理学的一个核心概念,揭示了内环境稳定是生命活动及其功能调节的基础;适稳态强调机体同时具有稳定性和灵活性,可适应外环境的持续改变而建立新稳态以维持健康。适稳态概念的提出从更宏观的视角将经典的生理稳态外延至机体适应环境改变、维系健康的新层次,是对经典稳态理论的补充和完善。本文简介了稳态及适稳态的概念及其发展历史,分析了两者间的区别与联系,重点阐述了适稳态负荷与应激、适应及疾病的关系,以及如何应用适稳态机制促进健康、提高机体适应极端环境的能力。     

应激导致抑郁症与单胺类递质系统稳态

当机体受到各种应激刺激时,机体会产生一系列特异性和非特异性反应,使机体的生理功能维持在新的稳态。如果应激持续时间过长,或者程度过于强烈,超过了机体稳态调节的范围,应激刺激就会对机体生理功能的稳态产生破坏。与应激相关的精神障碍不仅抑郁症一种,应激影响单胺类递质系统造成抑郁症可能主要是影响了5-HT递质系统的功能,而对NE递质系统或DA递质系统造成的影响不是导致抑郁症发病的主要原因。应激除了改变神经系统,还会影响机体内分泌系统,免疫系统,使抑郁症病人的发病和临床症状极为复杂。主要综述应激,特别是长期的、慢性的应激引起单胺能神经递质系统改变,进而导致抑郁症的神经生物学机制研究进展。     

应变稳态：稳态理论的完善

应变稳态（Allostasis）是基于稳态（Homestasis）的新兴生态学概念,它强调机体能在外界变化的环境中维持内环境稳定。综述了应变稳态的概念及其与稳态的区别与联系．进而阐述了不同类型的应变稳态状态（allostatic state）的生理功能和应变稳态负荷（allostatic load）的原理与类型。     

生态系统多稳态研究进展

在多稳态的生态系统中,外力可能导致生态系统状态突然之间发生不可逆转的转变,从而达到一个新的平衡状态。但目前对多稳态理论的系统研究很少,如何使用预警信号来预测生态系统的状态转变依旧是个难题。通过多稳态理论的梳理提出了一个更加综合的多稳态定义,并以放牧模型为例,系统总结了多稳态理论的相关概念,将多稳态理论应用在生态系统演替和扰沌理论的解释中;通过对生态系统稳态转换预警信号的原理、优缺点和应用条件的分析,对不同尺度下多稳态的研究方法进行了归纳;最后提出了目前多稳态领域的研究问题和未来的研究重点。结果表明:(1)将时间和空间预警信号结合在一起,并量化正确预警信号的概率,对错误预警信号的比例进行加权,可能会提供更准确的稳态转换的预报。(2)定量观测试验适用于小尺度的研究,而较大尺度的研究则采用简化的模型来模拟研究,选择正确的尺度极有可能改变预警信号的可靠性。(3)结合多稳态理论研究生态系统临界转换和反馈控制机制,并将基于性状的特征指标和进化动力学纳入其中,是生态系统修复实践的重要研究方向。(4)将多稳态相关理论和生态保护管理政策的实践相结合,是多稳态理论未来应用的前景。本研究为多稳态理论和实践的...     

浮游动物化学计量学稳态性特征研究进展

稳态性是有机体的基本属性,也是生态化学计量学理论成立的前提和基础。一般来讲,浮游植物的元素组成变化较大,而浮游动物具有明显的稳态性特征。浮游动物稳态性特征的研究不仅有助于了解水生生态系统的能量流动和物质循环,同时也对研究营养元素如何调节生物生长、繁殖和代谢起到促进作用。在综述生态化学计量学研究的基础上,主要介绍了稳态性的概念和浮游动物稳态性特征的基本框架及变化规律,以期为促进国内相关研究工作的开展提供参考。     

历史里的稳态

正稳态是系统学等现代科学中一个重要的基本概念和理论。生理学家把正常机体通过自身的调节作用,使各个器官、系统协调活动,共同维持内环境的相对稳定状态叫做稳态。稳态概念源于对内环境的研究,后来逐渐发展成为适用于整个生物科学的基本概念。这从一个侧面反映出生物科学从分析走向综合、由分支走向统一的发展趋势。在稳态概念提出的过程中,贝尔纳、坎农和维纳等人都做出巨大贡献。     

稳态磁场下秀丽隐杆线虫的生物学效应

随着家用电器的普及和磁场在现代医学的广泛应用,人类暴露于磁场的风险逐渐增大,磁场对人类健康与生态环境的影响已引起公众的日益关注。稳态磁场(static magnetic fields, SMFs)具有磁场强度及方向不随时间而发生变化的特性,而各种强度的稳态磁场实验装置陆续建成,为相关磁场生物学效应研究提供了重要实验平台。秀丽隐杆线虫(Caenorhabditis elegans)是一种应用广泛的模式生物,能灵敏感知磁场变化。本文结合近年来国内外稳态磁场装置的发展相关研究进展,综述了不同强度的稳态磁场对于秀丽隐杆线虫的生物学效应,主要涉及生长发育、老化、运动行为、应激和代谢等,以及其响应机制,并总结归纳了不同强度稳态磁场条件下秀丽隐杆线虫的生物磁效应的异同点,以期为稳态磁场的医疗应用以及各种暴露限量标准的制定提供理论参考。     

稳态概念的再认识

传统的稳态概念,主要集中在机体的内环境受干扰后才自动发生的校正反应上,也可称为“反应性稳态”。生物在进化过程中还发展了对各种周期性(昼夜、月、年等)环境变化预先发生适应性反应的精确定时系统(生物钟),故稳态概念应作进一步延伸,包括“预言性稳态”这样一种新观点;它可以使机体在环境周期性变化到来之前,最有效地作好准备或激活稳态调节机制。     

生态系统稳态转换检测研究进展

在气候变化、人类活动等影响下,生态系统结构和功能可能发生大规模的突变,导致生态系统从一个相对稳定的状态进入另一个稳定状态,这种现象称为稳态转换。由于生态系统的复杂性,准确刻画生态系统多稳态并界定其临界点尚存在挑战,提升对生态系统稳态转换的检测和预测能力依旧是生态学领域研究的热点和难题。基于多稳态理论和稳态转换经典概念框架,阐释了稳态转换检测的理论基础;归纳总结出四种稳态转换检测方法的原理和优劣势;鉴于稳态转换的尺度依赖性,梳理了单一生态系统、区域综合生态系统和全球生态系统不同尺度下的稳态转换检测方法、研究思路和应用案例。基于研究进展和问题现状,提出在未来研究中,亟待发展适应复杂系统的综合检测方法;创新稳态转换多尺度分析的技术方法体系;深化生态系统稳态转换驱动机制研究,构建多元耦合机理模型;进而深化稳态转换检测结果链接生态系统管理的实践研究;解析生态系统服务和可持续发展机制。     

生态系统的多稳态与突变

许多生态系统可能在短时间内发生难以预料的状态突变, 其中一些生态系统突变的机理可以用多稳态理论进行解释。近年来生态系统的多稳态和突变现象及其机理吸引了研究者和管理者的广泛关注。本文重点对生态系统多稳态的理论基础、识别方法及稳态转换发生的早期预警信号进行综述, 并基于典型生态系统过程对现实世界中可能观测到的稳态转换进行实例分析, 最后对多稳态概念框架和理论应用中的潜在争议进行讨论, 以期为非线性生态系统动态的理论研究、管理实践和生物多样性保护等提供参考。     

衰老相关的蛋白稳态失衡

健康细胞利用一系列蛋白质质量调控网络来维持自身蛋白质组的稳定性和功能性,即维持蛋白稳态。但是在衰老过程中普遍出现蛋白稳态失衡的现象,其主要表现是蛋白质合成、折叠和降解之间的平衡被破坏。造成衰老相关蛋白稳态失衡的原因主要有：(1)应激反应相关途径的转录受到抑制;(2)蛋白酶体活性降低和自噬功能出现障碍;(3)核糖体翻译暂停。另外,在衰老过程中细胞主要通过蛋白稳态网络的分子伴侣、蛋白酶体、自噬系统等对蛋白稳态进行调节。本文对衰老过程中造成蛋白稳态失衡的诱因以及蛋白稳态调控的途径进行综述,以期为衰老研究和解决老年健康问题开拓新思路。     

植物稳态矿质营养研究的理论与技术

植物稳态营养理论揭示了生长速率与营养物供应速率问的关系。以营养物通量密度和营养物生产率等概念为基础建立的施肥模型,为高产和保持土壤肥力提供了理论依据。本文对植物稳态矿质营养研究的基本理论和技术作了论述。     

自噬稳态调控与阿尔茨海默病防治策略

自噬是真核细胞中降解易聚集蛋白质的重要途径,以应激和损伤时更为显著。自噬与阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease,AD)密切相关,在AD中起到"双刃剑"的作用,与致病性β淀粉样肽(Aβ)和细胞骨架相关tau蛋白的生成和代谢都有密切的关系。随着对自噬机制的深入了解,人们发现了自噬在AD病理过程中的调节作用。综述了自噬的基本机制、自噬与AD发病的互作关系以及如何从自噬的信号转导途径入手,调整AD自噬稳态及重平衡,从而探索新的AD治疗性药物靶标。     

对"稳态、反馈"含义的再认识

稳态是一项重要的生命特征,是由“内环境恒定”的概念衍生和发展而来的。维持稳态就能使机体适应外界环境的不断变化,破坏稳态可导致生理功能的破坏和疾病的产生。负反馈是保持稳态的重要机制,但它不是稳态的唯一支柱。在整体内,神经－内分泌系统、前馈的作用均不容忽视。稳态是相对的,是有波动的。机体在自身的节律周期中,在千变万化的内外环境中保持着有限度的稳定,才是科学地评价稳态的地位。     

血管内皮细胞内质网应激

内质网是调控细胞内膜型/分泌型蛋白质合成、钙稳态和细胞凋亡的重要细胞器,多种因素影响内质网稳态、触发内质网应激。适当的内质网应激通过激活未折叠蛋白反应促进内质网紊乱的恢复,但过度内质网应激触发内质网相关凋亡途径,参与多种疾病的发生。血管内皮细胞具有高度发达的内质网,对内质网应激非常敏感,本文综述血管内皮细胞内质网应激反应及其在血管损伤相关疾病中的作用。     

氧化还原内稳态关键因子Nrf2对新陈代谢的调节作用

核转录因子红细胞系2-p45相关因子2(nuclear factor-erythroid 2-p45 related factor 2,Nrf2)是调控细胞氧化还原稳态的重要转录因子。除了调节氧化应激反应外,近年来,Nrf2在代谢调节中的重要作用也备受关注。文章重点综述了Nrf2调控细胞的糖代谢、脂代谢、核酸代谢和氨基酸代谢的方式,并论述了Nrf2失调导致的多种代谢相关疾病,包括糖尿病、脂肪肝、帕金森氏症和肿瘤。最后,讨论了代谢压力介导的Nrf2活性改变与长寿、肿瘤防治及压力应激的关系。     

神经退行性疾病中的乙酰化内稳态

近年来对神经退行性疾病机制的研究发现,乙酰化和去乙酰化在这一过程扮演了重要角色。组蛋白乙酰化酶(histone acetylase,HAT)和组蛋白去乙酰化酶(histone deacetylase,HDAC)两大家族分别催化组蛋白的乙酰化和去乙酰化,两者相互拮抗,维持体内乙酰化内稳态的平衡。乙酰化内稳态的概念就是在这样的基础上提出的。在神经退行性疾病的发病过程中,组蛋白乙酰基转移酶含量下降,乙酰化内稳态被打破,影响了神经细胞内重要基因的转录,从而导致了神经细胞功能失调甚至死亡。该文主要介绍HAT和HDAC两大家族在神经退行性疾病中的作用机制,以及针对乙酰化内稳态平衡机制的治疗策略。     

希瓦氏菌铁稳态及调控的研究进展

铁元素通常以蛋白辅因子的形式参与一系列重要的生命过程,是绝大多数生命必需的营养物质。在细菌生命过程中,一方面铁短缺是必须克服的严峻挑战,另一方面铁过量又会危及生命。铁的这种二元性质要求细菌必须严格保持体内的铁稳态。当前革兰氏阴性菌铁稳态的作用模式及理解主要基于肠道细菌大肠杆菌的长期探索成果。近年来,在环境细菌中开展的相关研究揭示了革兰氏阴性菌的铁稳态机制存在出乎意料的多样性:细菌中铁稳态相关的生物途径及组成蛋白、关键调控系统的生理影响以及铁稳态与其他生物过程的相互影响等方面都显示不同菌种的生存和进化特征。本综述以希瓦氏菌中的相关发现为基础,分析总结革兰氏阴性菌铁稳态重要途径及其组成的多样性、不同途径的相互影响以及调控因子的生理影响和调控机理等方面的研究进展和未解决的问题,以期为革兰氏阴性菌铁稳态的研究提供参考。     

内质网应激与心肌肥大

肌浆网是调控心肌细胞钙稳态、蛋白质合成和细胞凋亡的重要亚细胞器。内质网应激是指内质网理化环境改变和过负荷等因素导致未折叠/误折叠蛋白在内质网聚集和钙稳态失衡等内质网功能紊乱状态。适度的内质网应激有利于心肌细胞代偿,持续而严重的内质网应激则触发内质网应激相关细胞凋亡,造成肥大心肌由代偿转向衰竭,是影响心肌肥大发生、发展的重要因素。本文综述了内质网应激反应在心肌肥大发生、发展中的作用。     

睡眠稳态的电生理机制

大脑需要稳态系统来维持神经元的正常活动。睡眠不足会影响到有机体的生理功能,因此清醒时不断累积的睡眠压力会迫使哺乳动物进入睡眠状态,长时间清醒（睡眠剥夺）则会延长或加深随后的睡眠,这一现象被称为睡眠稳态（sleep homeostasis）。探明睡眠稳态的电生理机制有利于改善睡眠,治疗相关疾病,但目前仍存在许多问题。鉴于此,本文围绕睡眠稳态的电生理机制,首先关注睡眠稳态公认的电生理标志物——慢波活动,接下来介绍神经元放电率的相关研究,最后从脑区差异、睡眠阶段、学习记忆和物种差异几个方面进行展望。