Постоянную связь организма со средой и поддержание: способность к поддержанию и регуляции гомеостаза, процесс приспособления к нему и примеры этого у человека

12 систем организма и их функции

Весь организм человека условно поделён на системы органов, объединённых по принципу выполняемой работы, функции. Эти системы называются анатомо-функциональные, их в организме человека двенадцать.

Для того, чтобы понять, как сохранить здоровье, нужно, прежде всего, понять взаимосвязь систем организма и правила их безопасной рациональной эксплуатации.

Всё в природе подчинено единому закону целесообразности и экономному принципу необходимости и достаточности. Особенно это видно на примере животных. В природных условиях животное ест и пьёт только тогда, когда проголодается и почувствует жажду, и ровно столько, чтобы насытиться.

Ма­ленькие дети сохраняют эту природную способ­ность не принимать пищу и не пить тогда, когда хочется нам, а подчиня­ются только своим жела­ниям и инстинктам.

Взрос­лые, к сожалению, утратили эту уникальную способность: мы пьём чай, когда собираются друзья, а не когда чув­ствуем жажду. Нарушение законов природы ведёт к разрушению нашего орга­низма как части этой са­мой природы.

Каждая система выполняет в организме человека определенную функцию. От качества её исполнения зависит здоровье организма в целом. Если какая-нибудь из систем по каким-то причинам ослаблена, другие системы способны частично взять на себя функцию ослабленной системы, помочь ей, дать возможность восстановиться.

Например, при снижении функции системы мочевыделения (почек), функ­цию очистки организма берёт на себя дыхательная система. Если она не справляется, подключается выделительная система — кожа. Но в этом случае организм переходит в другой режим функционирования. Он стано­вится более ранимым, и человек должен снизить обычные нагрузки, дав ему возможность оптимизировать режим жизнедеятельности. Природа дала организму уникальный механизм саморегуляции и самовосстановле­ния. Пользуясь этим механизмом экономично и бережно, человек спосо­бен выдерживать колоссальные нагрузки.

12 систем организма и их функции: 

1. Центральная нервная система – регуляция и интеграция жизненных функций организма
2. Система органов дыхания – обеспечение организма кислородом, который необходим для всех биохимических процессов, выделение углекислого газа
3. Система органов кровообращения – обеспечение транспорта питательных веществ в клетку и освобождение её от продуктов жизнедеятельности
4. Система органов кроветворения – обеспечение постоянства состава крови
5. Система органов пищеварения – потребление, переработка, усвоение питательных веществ, выделение продуктов жизнедеятельности
6. Система органов мочевыделения и кожа – выделение продуктов жизнедеятельности, очистка организма
7. Репродуктивная система – воспроизводство организма
8. Эндокринная система – регуляция биоритма жизни, основных процессов обмена веществ и поддержание постоянства внутренней среды
9. Костно-мышечная система – обеспечение структурности, функций передвижения
10. Лимфатическая система – осуществление очищения организма и обезвреживание чужеродных агентов
11. Иммунная система – обеспечение защиты организма от вредных и чужеродных факторов
12. Периферическая нервная система – обеспечение протекания процессов возбуждения и торможения, проведение команд ЦНС до рабочих органов

Основы понимания гармонии жизнедеятельности, саморегуляции в орга­низме, как в частице природы, пришли к нам из древнекитайской концеп­ции здоровья, согласно которой в природе всё полярно.

Эта теория была подтверждена всем дальнейшим развитием человеческой мысли:

— магнит имеет два полюса;
— элементарные частицы могут быть заряжены либо положительно, либо отрицательно;
— в природе — это тепло и холод, свет и тьма;
— в биологии — мужской и женский организм;
— в философии — добро и зло, истина и ложь;
— в географии это — север и юг, горы и впадины;
— в математике — положительное и отрицательное значения;
— в восточной медицине — это закон инь и ян энергий.

Философы нашего времени назвали это законом единства и взаимопроникновения противоположностей. Всё в мире подчиняется закону «в природе всё уравновешено, стремится к норме, к гармонии».

Так и в организме человека. Обязательным условием нормального функционирования каждой из сис­тем организма (если рассматривать их в отдельности) является обеспече­ние благоприятных (оптимальных) условий. Так, если у человека в силу обстоятельств нарушена работа какой-то одной системы, способствовать нормализации её функционирования можно только в случае создания оптимальных условий.

Функции систем заложены природой, как саморегулирующиеся. Ничто не может до бесконечности повышаться или понижаться. Всё обязательно должно приходить к среднему значению.

Как же мы можем воздейство­вать на организм человека, на функции его систем?

Во многом условия оптимального функционирования систем совпадают, но по некоторым позициям они индивидуальны и присущи определённой системе. От работы каждой системы зависит работа остальных систем и организма в целом. В жизни не бывает важных и второстепенных функ­ций. Все виды деятельности важны одинаково.

Но в определённых усло­виях важность отдельной функции может резко повышаться. Например, в условиях эпидемии на первое место выходит функция иммунной защиты и, если человек вовремя укрепит свой иммунитет, это позволит ему избе­жать болезни. А для хорошей адаптации человек должен чётко представлять себе функции систем и владеть методами самоуправления ими. Это значит, в нужный момент повысить необходимую функцию.

Человек в идеальных условиях, при оптимальном режиме работы всех двенадцати систем, а также при наличии оптимального сенсорного, интеллектуального и духовного пространства, был бы здоровым и долго жил.

Нам необходимо выделить приоритетные направления воздействия на организм, которые зависят от условий прожива­ния, характера труда, уровня психо-эмоциональных нагрузок, наслед­ственности, характера питания и т.д. Качество работы системы напрямую зависит от условий, в которых она находится. Индивидуальные условия формируют и особенности оптималь­ного функционирования.

Каждый человек должен иметь программу оптимальной жизнедеятельности с учётом индивидуальных осо­бенностей существования. Только в этом случае он может создать себе условия для долгой и счастливой жизни.

По материалам книги «Системный каталог натуральных продуктов Coral Club International и Royal Body Care», автор О.А. Бутакова

Loading

Организм – единое целое. Связь организма со средой

• ГДЗ
• 1 Класс
  • Окружающий мир
• 2 Класс
  • Математика
  • Английский язык
  • Русский язык
  • Немецкий язык
  • Литература
  • Окружающий мир
• 3 Класс
  • Математика
  • Английский язык
  • Русский язык
  • Немецкий язык
  • Окружающий мир
• 4 Класс
  • Математика
  • Английский язык
  • Русский язык
  • Немецкий язык
  • Окружающий мир
• 5 Класс
  • Математика
  • Английский язык
  • Русский язык
  • Немецкий язык
  • Биология
  • История
  • География
  • Литература
  • Обществознание
  • Человек и мир
  • Технология
  • Естествознание
• 6 Класс
  • Математика
  • Английский язык
  • Русский язык
  • Немецкий язык
  • Биология
  • История
  • География
  • Литература
  • Обществознание
  • Технология

Организм и внешняя среда. Гомеостаз — Студопедия

Всякий организм нуждается в определенных условиях существования, к которым он приспособляется в течение всего эволюционного развития.

Жизнедеятельность организма может нормально осуществляться лишь в определенных условиях внешней среды. В организме высших животных выработались приспособления, противодействующие многим влияниям внешней среды, обеспечивающие относительное постоянство внутренней среды (кровь, лимфа, тканевая жидкость, церебральная жидкость). Функции клеток организма нормальны лишь при относительном постоянстве температуры, концентрации ионов, содержания кислорода и углекислого газа, давления и т.д. Постоянство химического состава и химико-физических свойств внутренней среды является важной особенностью организма. Для обозначения этого постоянства введен термин – гомеостаз.

Гомеостаз или гомеостазис – поддерживается благодаря высокой надежности в работе различных органов и систем организма.

Организм в процессе жизнедеятельности нередко испытывает сильные эмоциональные и физические нагрузки, подвергается геофизическим воздействиям (высокие температуры, низкие температуры, геомагнитные поля, солнечная радиация и др.). В процессе эволюции сформировались различные механизмы, обеспечивающие оптимальные приспособительные реакции.

В покое многие органы и системы функционируют с минимальными нагрузками, при физическом напряжении, при эмоциональном напряжении интенсивность деятельности их может возрастать. Изменение интенсивности работы органов или систем органов осуществляется двумя механизмами – нервным и гуморальным.

Гуморальный или химический механизм филогенетически более древний. Он основан на том, что в различных клетках и органах в ходе процессов обмена веществ образуются различные по своей химической природе и физиологическому действию химические соединения – продукты расщепления и синтеза. Некоторые из этих веществ обладают большой физиологической активностью, т.е. в очень малых концентрациях способны вызвать значительные изменения функций организма. Поступая в тканевую жидкость, а затем в кровь, они разносятся кровью по всему организму и могут оказывать влияние на клетки и ткани, отдаленные от тех, в которых они образуются. Действие химических раздражителей, циркулирующих в крови, адресовано всем клеткам. Частным случаем химической регуляции функций является гормональная регуляция, которая осуществляется железами внутренней секреции.

Второй, физиологически более молодой, т.е. позднее развившийся в ходе эволюции живых существ, механизм регуляции функции организма – нервный механизм. Этот механизм регуляции является более совершенным потому, что нервные импульсы направлены лишь к определенным клеткам или группам клеток. Нервная регуляция функций организма осуществляется через нервную систему рефлекторным путем.

Оба механизма регуляции взаимосвязаны. Различные химические соединения, образующиеся в организме, влияют на нервные клетки, изменяя их состояние. С другой стороны, гуморальная регуляция в известной мере подчинена нервной системе. Так, выделение большинства гормонов осуществляется под контролирующим влиянием нервной системы. Благодаря этому нервная система влияет на функции органов не только за счет импульсов, но и косвенно.

Деятельность нервной системы и химическое взаимодействие клеток и органов обеспечивают важнейшую особенность организма – саморегуляцию физиологических функций, приводящую к поддержанию необходимых организму условий осуществления. Всякий сдвиг внешней и внутренней среды организма вызывает его деятельность, направленную на восстановление нарушенного постоянства, т.е. на восстановление гомеостаза. Чем выше развитие организма, тем лучше развита в нем система саморегуляции функций, тем устойчивее гомеостаз

.

Внутренняя среда организма, гомеостаз, гистогематические барьеры. Механизмы регуляции параметров внутренней среды.

К. Бернар более
ста лет назад создал концепцию о
постоянстве внутренней среды организма.
Внутренней средой организма называют
совокупность биологических жидкостей
(кровь, лимфа, тканевая жидкость),
омывающих клетки и структуры тканей,
принимающих участие в процессах обмена
веществ. К. Бернар подчеркивал, что
в отличие от изменчивой внешней среды,
в которой существует организм, клетки
организма требуют постоянства окружающей
их внутренней среды. Живой организм –
это открытая термодинамическая система,
для существования которой необходим
постоянный обмен со средой веществами,
энергией и информацией. В организм из
среды поступают: вода, кислород,
питательные вещества, а из организма в
среду выделяются продукты метаболизма:
углекислый газ, тепло и ненужные организму
вещества.

Внешняя
среда поставляет организму огромное
количество информации, которая
воспринимается органами чувств. Внешняя
среда для организма может быть опасной,
т. к. в ней могут резко изменяться
условия. Однако живой организм благополучно
существует в различных условиях, только
если они не переходят определенные
границы.

Относительная
стабильность и независимость жизненных
процессов от изменений окружающей среды
обеспечивается физиологическими
механизмами организма, получившими
название гомеостаз (У. Кеннон, 1932).
Организм – это ультрастабильная система,
которая сама осуществляет поиск наиболее
оптимального состояния и удерживает
различные параметры внутренней среды
в определенных границах, что называют
нормой. Опыты на животных показали, что
в организме имеется около 300 показателей
внутренней среды.

Классический
афоризм К. Бернара гласит, что свободная
жизнь организма — это следствие
постоянства внутренней среды организма
независимо от условий внешней среды.
Постоянство параметров внутренней
среды или ее констант может быть
относительным, т. е. их величина
может колебаться в некоторых пределах.
Например, температура тела колеблется
от 36º до 37º, уровень глюкозы в крови –
от 0,9 до 1,8г/л. Следует отметить, что
при этом организм испытывает действие
температуры среды от – 40º до + 40º. В
организме также могут возникать условия,
повышающие уровень глюкозы в крови –
это прием сладкого с пищей, расщепление
гликогена или образования глюкозы из
аминокислот; или — условия, понижающие
уровень глюкозы, связанные с использованием
ее на обеспечение метаболизма, на синтез
гликогена или на синтез жиров.

Параметры
внутренней среды, колебание которых
происходит довольно в широких пределах,
называют динамичными или пластичными.
К ним относятся: объем внеклеточной
воды, уровень глюкозы, величина
артериального давления и другие. Есть
еще жесткие параметры внутренней среды
с весьма узкими границами колебания.
Например, осмотическое давление имеет
величину 7,6 атм., рН-7,4, концентрация
ионов кальция в крови не должна выходить
за пределы 110 мг/л, отклонение этих
параметров за указанные величины опасно
для жизни.

Гомеостаз
по современному определению – это
относительное динамическое постоянство
внутренней среды и сохранение устойчивости
основных физиологических функций в
норме даже при изменении условий внешней
среды. Динамическое постоянство
предполагает допустимость некоторого
колебания параметров внутренней среды,
не выходящих за определенные пределы.
Если бы параметры были жестко закреплены
и организм не имел бы механизмов
управления этими параметрами, диапазон
условий жизнедеятельности был бы
ограничен. Организм сохранял бы
способность жить только в комфортных
условиях, но утратил бы способность
выживать в жестких условия среды.
Например, в теплом помещении поддерживать
температуру тела проще, чем при воздействии
низкой или высокой температуры среды.

Параметры гомеостаза
у человека могут меняться в зависимости
от возраста, профессиональных условий,
времени суток, сезона, природных условий.
Они имеют половые индивидуальные
особенности. Внешняя среда для многих
людей может быть одинакова, но константы
гомеостаза у разных людей могут
отличаться. Поэтому существует понятие
нормы – это среднестатистическое
значение параметров, полученных у
большого числа здоровых людей.

Механизмы
регулирования гомеостаза.Существует
несколько уровней регулирования
параметров внутренней среды.

Организменный
уровень регулирования. Все константы
внутренней среды организма в норме
отражают прежде всего постоянство
самого главного условия жизнедеятельности
– метаболизма. В организме вегетативные
функции являются промежуточным звеном
между внутренней и внешней средами. Как
уже отмечалось, из внешней среды для
метаболизма должны поступать в организм:
пища, вода, кислород. В условиях изменения
внешней среды, чтобы не допустить
отклонения параметров гомеостаза,
организм формирует определенное
поведение. Основой поведения в этих
условиях являются деятельность
центральной нервной системы. Мозг
оценивает информацию об условиях, в
которых находится организм, формирует
программу адаптивного поведения,
подключает двигательную систему, в
частности, скелетные мышцы, и уходит от
воздействия среды или преобразует ее.
Например, если человек находится в
условиях жары, то он включает вентилятор,
одевается в легкую одежду, уходит в
тень. Если он нуждается в пище или воде,
то осуществляется их поиск.

Органный
уровень регулирования гомеостаза.
Каждая из физиологических систем
гомеостаза имеет свои регулирующие
механизмы, препятствующие значительным
отклонениям параметров. Например,
человек в условиях высокогорья испытывает
недостаток кислорода. Уровень кислорода
в артериальной крови снижается. Сразу
же начинают напряженно работать системы
дыхания и кровообращения, увеличивается
объем циркулирующей крови, появятся
дополнительный объем эритроцитов из
костного мозга. В результате данных
компенсаторных реакций уровень кислорода
в артериальной крови повышается,
транспорт его к тканям восстанавливается.

Гистогематические
барьеры.Существует общая внутренняя
среда – это артериальная кровь. Кроме
этого внутренняя среда имеется в каждом
органе — это тканевая жидкость, она
отличается от крови и по составу, и по
свойствам. Между артериальной кровью
и тканевой жидкостью существует
сосудисто-тканевой или гистогематический
барьер.

Гистогематические
барьеры в различных органах и тканях
имеют специфические отличия, особая
жизненно важная роль принадлежит
гематоэнцефалическому или кровемозговому
барьеру. Учение о барьерах принадлежит
Л. С. Штерн (1921). В начале ею был
открыт кровемозговой или гематоэнцефалический
барьер. Функция гистогематических
барьеров обеспечивать регулируемый
переход физиологически необходимых
веществ из артериальной крови в клетки
или ткани и выведение в венозную кровь
продуктов жизнедеятельности клеток.
Гистогематические барьеры создают и
поддерживают относительное постоянство
состава и свойств клеточной или органной
среды. Гистогематические барьеры
обладают избирательной проницаемостью,
поэтому в клетки поступают только
необходимые им вещества. Защитная
функция барьеров заключается в
блокировании поступления в клетки или
чуждых для их функции, или токсичных
веществ. Например, в крови постоянно
присутствуют желчные пигменты, но в
нормальных условиях они не могут
проникать ни в мозг, ни в мышцы.

Многими
исследованиями установлено, что клетки
центральной нервной системы особо
чувствительны даже к слабым отклонениям
внутренней среды мозга, которая включает
в себя тканевую и спинномозговую
жидкости. Состав этих жидкостей сложный,
он повторяет состав крови, но большинство
веществ имеют иную концентрацию.
Внутренняя среда мозга в нормальных
условиях всегда стойко защищена
гематоэнцефалическим барьером. Это
свойство защитной функции барьера
отрицательно проявляется при лечении
заболеваний центральной нервной системы.
Так как гематоэнцефалический барьер
отличается высокой избирательной
проницаемостью, то он активно препятствует
проникновению в мозг ряда лекарственных
веществ, многих антибиотиков и иммунных
сывороток. Поэтому при заболеваниях
мозга лекарственные препараты часто
вводятся не в кровь, а непосредственно
в спинномозговую жидкость.
Гематоэнцефалический барьер у детей
более проницаем, чем у взрослых, поэтому
в мозг легко проникают вещества, например,
провоцирующие нарастание температуры.

5.Понятие о внутренней среде организма. Гомеостаз.

Внутренняя
среда организма (фр. milieu intérieur) (лат. —
medium organismi internum) — совокупность жидкостей
организма, находящихся внутри него, как
правило, в определённых резервуарах
(сосуды) и в естественных условиях
никогда не соприкасающихся с внешней
окружающей средой, обеспечивая тем
самым организму гомеостаз. Термин
предложил французский физиолог Клод
Бернар. К внутренней среде организма
относятся кровь,
лимфа, тканевая и спинномозговая
жидкости.
Резервуаром для первых двух являются
сосуды, соответственно кровеносные и
лимфатические, для спинномозговой
жидкости — желудочки мозга, подпаутинное
пространство и спинномозговой канал.
Тканевая жидкость не имеет собственного
резервуара и располагается между
клетками в тканях тела. Для нормальной
жизнедеятельности организма необходимо
относительное постоянство состава
внутренней среды, ее физико-химических
и биологических свойств. Это относительное
постоянство состава и свойств внутренней
среды организма получило название
гомеостаза. Гомеостаз характеризуется
рядом биологических констант. Под
биологическим и константами понимают
устойчивые количественные показатели,
которые характеризуют нормальную
жизнедеятельность организма. К
биологическим константам относят
активную реакцию крови, уровень сахара
и питательных веществ в крови, величину
осмотического и артериального давления,
температуру тела и т. д. От состава и
свойств внутренней среды организма
зависит возбудимость органов и тканей,
их чувствительность к раздражителям.
Кроме того, состав внутренней среды
организма влияет на питание (трофику)
клеток, органов и тканей. Таким образом,
внутренняя среда определяет все жизненные
проявления организма, в том числе его
рефлекторную деятельность.

Гомеоста́з
(др.-греч. ὁμοιοστάσις от ὅμοιος —
одинаковый, подобный и στάσις — стояние,
неподвижность) — саморегуляция,
способность открытой системы сохранять
постоянство своего внутреннего состояния
посредством скоординированных реакций,
направленных на поддержание динамического
равновесия. Стремление системы
воспроизводить себя, восстанавливать
утраченное равновесие, преодолевать
сопротивление внешней среды. Комплексные
системы — например, организм человека
— должны обладать гомеостазом, чтобы
сохранять стабильность и существовать.
Эти системы не только должны стремиться
выжить, им также приходится адаптироваться
к изменениям среды и развиваться.

Примеры
гомеостаза
у млекопитающих: Удаление отходов
процесса обмена веществ — выделение.
Осуществляется экзокринными органами
— почками, лёгкими, потовыми железами
и желудочно-кишечным трактом.Регуляция
температуры тела. Понижение температуры
через потоотделение, разнообразные
терморегулирующие реакции.Регуляция
уровня глюкозы в крови. В основном
осуществляется печенью, инсулином и
глюкагоном, выделяемыми поджелудочной
железой и т.д.

6.Кровь.Состав,количество,свойства,осн.Функции.

Кровь
— внутренняя среда организма, образованная
жидкой соединительной тканью. Состоит
из плазмы и форменных элементов: клеток
лейкоцитов и постклеточных структур
(эритроцитов и тромбоцитов). Циркулирует
по системе сосудов под действием силы
ритмически сокращающегося сердца и не
сообщается непосредственно с другими
тканями тела ввиду наличия гистогематических
барьеров. В среднем, массовая доля крови
к общей массе тела человека составляет
6,5-7 %. У позвоночных кровь имеет красный
цвет (от бледно- до тёмно-красного),
который ей придаёт гемоглобин, содерж.
в эритроцитах. У некоторых моллюсков и
членистоногих кровь имеет голубой цвет
за счёт наличия гемоцианина.Свойства
крови
зависят от белкового состава плазмы
крови, и от соотношения белковых фракций
(в норме альбуминов больше, чем глобулинов).
Коллоидные свойства связаны с наличием
белков в плазме. За счёт этого обеспечивается
постоянство жидкого состава крови, так
как молекулы белка обладают способностью
удерживать воду. Электролитные свойства
зависят от содержания в плазме крови
анионов и катионов. Электролитные
свойства крови определяются осмотическим
давлением крови. Состав
крови
Состоит из двух основных компонентов:
плазмы и взвешенных в ней форменных
элементов. У взрослого здорового человека
объём плазмы достигает 50—60 % цельной
крови, а форменных элементов крови
составляют около 40—50 %.

Плазма
крови
(от греч. πλάσμα — нечто сформированное,
образованное) — жидкая часть крови,
которая содержит воду и взвешенные в
ней вещества — белки и другие соединения.
Основными белками плазмы являются
альбумины, глобулины и фибриноген. Около
85 % плазмы составляет вода. Неорганические
вещества составляют около 2-3 %; это
катионы (Na+, K+, Mg2+, Ca2+) и анионы (HCO3-, Cl-,
PO43-, SO42-). Органические вещества (около
9 %) в составе крови подразделяются на
азотсодержащие (белки, аминокислоты,
мочевина, креатинин, аммиак, продукты
обмена пуриновых и пиримидиновых
нуклеотидов) и безазотистые (глюкоза,
жирные кислоты, пируват, лактат,
фосфолипиды, триацилглицеролы,
холестерин). Также в плазме крови
содержатся газы (кислород, углекислый
газ) и биологически активные вещества
(гормоны, витамины, ферменты, медиаторы).
Гистологически плазма является
межклеточным веществом жидкой
соединительной ткани (крови). Форменные
элементы У
взрослого человека форменные элементы
крови составляют около 40—50 %, а плазма
— 50—60 %. Форменные элементы крови
представлены эритроцитами, тромбоцитами
и лейкоцитами:
Эритроциты
(красные кровяные тельца) — самые
многочисленные из форменных элементов.
Зрелые эритроциты не содержат ядра и
имеют форму двояковогнутых дисков.
Циркулируют 120 дней и разрушаются в
печени и селезёнке. В эритроцитах
содержится железосодержащий белок —
гемоглобин. Он обеспечивает главную
функцию эритроцитов — транспорт газов,
в первую очередь — кислорода. Именно
гемоглобин придаёт крови красную
окраску. В лёгких гемоглобин связывает
кислород, превращаясь в оксигемоглобин,
который имеет светло-красный цвет. В
тканях оксигемоглобин высвобождает
кислород, снова образуя гемоглобин, и
кровь темнеет. Кроме кислорода, гемоглобин
в форме карбогемоглобина переносит из
тканей в лёгкие углекислый газ.

Тромбоциты
(кровяные пластинки) представляют собой
ограниченные клеточной мембраной
фрагменты цитоплазмы гигантских клеток
костного мозга (мегакариоцитов). Совместно
с белками плазмы крови (например,
фибриногеном) они обеспечивают свёртывание
крови, вытекающей из повреждённого
сосуда, приводя к остановке кровотечения
и тем самым защищая организм от
кровопотери.

Лейкоциты
(белые клетки крови) являются частью
иммунной системы организма. Они способны
к выходу за пределы кровяного русла в
ткани. Главная функция лейкоцитов —
защита от чужеродных тел и соединений.
Они участвуют в иммунных реакциях,
выделяя при этом Т-клетки, распознающие
вирусы и всевозможные вредные вещества;
В-клетки, вырабатывающие антитела,
макрофаги, которые уничтожают эти
вещества. В норме лейкоцитов в крови
намного меньше, чем других форменных
элементов.

Кровь
непрерывно циркулирует в замкнутой
системе кровеносных сосудов и выполняет
в организме различные
функции
такие как : Транспортная — передвижение
крови; в ней выделяют ряд подфункций:
Дыхательная — перенос кислорода от
лёгких к тканям и углекислого газа от
тканей к лёгким; Питательная — доставляет
питательные вещества к клеткам тканей;
Экскреторная (выделительная) — транспорт
ненужных продуктов обмена веществ к
легким и почкам для их экскреции
(выведения) из организма; Терморегулирующая
— регулирует температуру тела.Регуляторная
— связывает между собой различные
органы и системы, перенося сигнальные
вещества (гормоны), которые в них
образуются. Защитная — обеспечение
клеточной и гуморальной защиты от
чужеродных агентов; Гомеостатическая
— поддержание гомеостаза (постоянства
внутренней среды организма) —
кислотно-основного равновесия,
водно-электролитного баланса и т. д.
Механическая — придание тургорного
напряжения органам за счет прилива к
ним крови.

18. Понятие о стационарном состоянии живого организма, его характеристики. Сходство и отличие стационарного состояния от химического равновесия. Гомеостаз и адаптация организма.

Стационарное состояние– состояние
системы, при котором ее параметры со
временем не изменяются, но происходит
обмен веществом и энергией с окружающей
средой

Сходствохимического равновесия
со стационарным состоянием заключается
в неизменности во времени.

Отличиястационарного состояния
от химического равновесия:

1. изменение энергии Гиббса стационарной
   системы не равно нулю, а характеризуется
   постоянной величиной:

∆G / ∆t
= ∆Gi / ∆t +
∆Ge / ∆t

∆Gi/ ∆t-
изменение энергии Гиббса с течением
времени происходящее внутри организма

∆Ge / ∆t–
влияние окружающей среды

2) скорость реакции в одном
направлении обычно больше, чем в другом,
но разность скоростей в обоих направлениях
постоянна во времени

3) рассеивание энтропии стационарной
системы минимально

теорема Пригожина:

в стационарном состоянии скорость
возрастания энтропии, обусловленная
протеканием необратимых процессов,
имеет положительное и минимальное из
возможных значений.

Организм работает в наиболее выгодном
режиме – это свойство имеет большое
значение для поддержания устойчивого
стационарного состояния (гомеостаз)

Гомеостаз – постоянство параметров
стационарного состояния во времени
(постоянство химического состава внутри
среды, осмотического давления, рН,
температуры человеческого тела)

Если система испытывает небольшое
внешнее воздействие, то уровень
стационарного состояния сохраняется,
в случае большого внешнего воздействия
система переходит от 1го уровня
стационарной системы к другому, более
выгодному при новых условиях, при этом
все уровни лежат в пределах физиологических
норм.

Если авторугулирующие механизмы способны
поддерживать стационарное состояние
системы при определенных изменениях
внешней среды, то говоря, организм
адаптируется и выживает, в противном
случае — погибает.

19.растворы,
определение. Роль воды и растворов в
жизнедеятельности. Физико-химические
свойства воды, обуславливающие ее роль
в качестве единственного биорастворителя.
Строение молекулы воды, образование
межмолекулярных водородных связей.

Раствором называют находящуюся в
состоянии равновесия гомогенную систему,
состоящую из 2х и более компонентов.Раствор состоит из растворителя и
растворенного вещества.

Растворителем называют от компонент,
который не меняет своего агрегатного
состояния при образовании раствора.

Растворы бывают газообразные, жидкие,
твердые.

Для медиков больший интерес представляют
водные растворы, так как такие биологические
жидкости как пот, моча, слюна являются
растворами солей, белков, липидов в
воде. Биожидкости участвуют в транспорте
питательных веществ.

Вода – компонент высокоорганизованных
процессов, универсальный растворитель.

Свойства воды:

1) высокое поверхностное натяжение(σ =
7,6 10^-3Н \ м)

2) низкая вязкость

3) обладает большой теплотой испарения

4) высокая теплоемкость

5) высокий дипольный момент, связан со
строением воды.

На двух гибридных орбиталях находятся
по 2 неподеленных пары электронов, что
обуславливает сильный отрицательный
заряд, электронная плотность водорода
смещается к кислороду, что обеспечивает
положительный заряд на атоме водорода.

6. имеет аномально высокие температуры
   кипения и плавления – способность
   образовывать водородные связи.

7. Высокая диэлектрическая проницаемость
   (ξ = 78,8)

Водородная связь – связь между
положительно заряженным атомом водорода
одной молекулы и отрицательно заряженным
атомом другой молекулы (F,O,N,Cl,S).

Водородная связь широко распространена
и играет важную роль при ассоциации
молекул и в процессе диссоциации

Энергия водородной связи = 20 – 25 кДж \
моль

Наряду с межмолекулярной водородной
связью существует внутримолекулярная
водородная связь.

Именно внутримолекулярные водородные
связи играют основную роль в образовании
пептидных цепей.

Водородная связь определяет вторичную
и третичную структуру белков, а также
устройство двойной спирали ДНК.

Организм и факторы среды

На нашей планете
живые организмы освоили 4 основные среды
обитания. Воднаясреда была первой,
в которой возникла и распространилась
жизнь. Затем живые организмы овладелиназемно-воздушнойсредой, создали
и заселилипочву. Четвертой средой
жизни стали самиживые организмы,
каждый из них представляет целый мир
для населяющих его паразитов или
симбионтов. Общая характеристика
основных сред обитания дана в разделе
«Учение о биосфере».

Среда обитания –
это та часть природы, которая окружает
живой организм и с которой он непосредственно
взаимодействует. Приспособления
организмов к среде носят название
адаптаций. Адаптации к факторам среды
могут основываться на структурных
особенностях организма (морфологические
адаптации) или на формах ответа на
внешние воздействия (физиологические
адаптации). У высших животных важную
роль играет высшая нервная деятельность,
на основе которой формируются этологические
адаптации.

Отдельные свойства
или элементы среды, воздействующие на
организмы, называются экологическими
факторами. Факторы среды многообразны
и делятся на абиотические, биотические
и антропогенные. Абиотические – это
все свойства неживой природы, которые
прямо или косвенно влияют на живые
существа (температура, свет, радиоактивное
излучение, давление, влажность, солевой
состав воды, ветер, течения, рельеф
местности). Биотические факторы – это
формы воздействия живых существ друг
на друга. Каждый организм постоянно
испытывает на себе влияние других
существ, вступает с ними в различные
связи и сам оказывает на них воздействие.
Антропогенные факторы – это формы
деятельности человека, которые приводят
к изменению природы как среды обитания
других видов или непосредственно
сказываются на их жизни. Изменения
факторов среды во времени могут быть:
1) регулярно-периодическими (суточные,
сезонные, приливно-отливные), 2)
нерегулярными (бури, ливни, обвалы и
др.), 3) направленными на протяжении
определенных отрезков времени (похолодание
или потепление климата, зарастание
водоемов и др.).

Температура

Температурные
условия – важнейший экологический
фактор, влияющий на интенсивность
обменных процессов. Температура относится
к числу постоянно действующих факторов.
Ее выражение характеризуется широкими
различиями. Так, температура песка в
пустыне может достигать +60˚С, а минимальная
температура воздуха в Восточной Сибири
опускается до –70˚С. Вообще диапазон
температур от +50 до –50˚С представляет
собой основную характеристику
температурных условий в биосфере, хотя
имеются и отклонения от этих параметров.
Хорошо выражена разница температурных
режимов по климатическим зонам – от
полярных пустынь Арктики и Антарктики
с суровой и продолжительной зимой и
прохладным коротким летом до экваториальной
области, отличающейся высокими и
устойчивыми температурами. На температурные
условия конкретной местности влияет
близость моря, рельеф и другие факторы.
В прибрежных областях низких широт или
во влажных тропиках режим температуры
отличается большой стабильностью.
Например, годовая амплитуда температуры
в Эквадоре составляет всего около 6˚С,
разница среднемесячных температур в
бассейне Конго — 1-2˚С, тогда как суточные
перепады температуры в континентальных
пустынях могут достигать 25-38˚С, а сезонные
– более 60˚С; на северо-востоке Евразии
амплитуда сезонных изменений составляет
почти 100˚С. В горах хорошо выражены
вертикальный градиент температуры,
зависимость температурного режима от
экспозиции склона, его изрезанности и
т. д.

В почве температурные
условия более сглажены. Если на поверхности
температурные изменения отражают
динамику температуры воздуха, то с
глубиной колебания температуры затухают.
На глубине 2 м сезонные различия составляют
всего 2˚С, составляя около +8˚С.

В воде океана
температурный режим отличается меньшими
колебаниями, лишь в полярных морях на
небольших глубинах температура воды
может опускаться до –1,8˚С. С глубиной
амплитуда сезонных колебаний уменьшается.
В континентальных водоемах условия
более разнообразны. Здесь температура
не опускается ниже 0˚С (пресные водоемы),
а верхний предел характерен для некоторых
термальных источников: температура
воды в них держится около точки кипения
и тем не менее там обитают некоторые
прокариоты.

Влияние температуры
на жизненные процессы.
Основное значение воздействия температуры
на живые организмы выражается ее влиянием
на скорость обменных процессов. Согласно
правилу Вант-Гоффа, повышение температуры
ведет к возрастанию скорости реакции.
Разница заключается в том, что в живом
организме химические процессы всегда
идут с участием сложных ферментных
систем, активность которых зависит от
температуры. В результате катализа
возрастает скорость биохимических
реакций и меняется ее зависимость от
внешней температуры. Величина
температурного ускорения химических
реакций выражается коэффициентом Q₁₀,
показывающим, во сколько раз увеличивается
скорость реакции при повышении температуры
на 10˚С: Q₁₀=K_t+10/K_t,
где K_t
– скорость реакции при температуре t.
Коэффициент температурного ускорения
Q₁₀,
для большинства химических реакций
равный 2-3, в реакциях живых систем
колеблется в широких пределах даже для
одних и тех же процессов, протекающих
в разных диапазонах температуры. Это
объясняется тем, что скорость ферментативных
реакций не является линейной функцией
температуры. Так, у тропических растений
при t<10˚С
коэффициент Q₁₀=3,
но существенно снижается при возрастании
t>25-30˚С.
У колорадского жука потребление кислорода
в диапазоне t=10-30˚С
характеризуется Q₁₀=2,46,
а при t=20-30˚С
— Q₁₀=1,8.
Зависимость метаболизма рыб и других
водных животных от температуры выражается
в изменении величины Q₁₀
от 10,9 до 2,2 в диапазоне 0-30˚С. В одном и
том же живом организме величина
температурного ускорения биохимических
реакций неодинакова для различных
процессов. Это часто определяет пределы
температурной устойчивости организма
в целом.

Верхний порог
определяется температурой свертывания
белков. Необратимые нарушения структуры
белков обычно возникают при t=60˚С.
Обезвоживание организма повышает этот
порог. На этом основана высокая
термоустойчивость цист, спор, семян и
мелких организмов в обезвоженном
состоянии. У прокариот высокая
термоустойчивость определяется
биохимическими особенностями протоплазмы.
В горячих источниках обитают бактерии
при t=70-105˚С.
У большинства животных тепловая гибель
наступает раньше, чем начинают
коагулировать белки (при температуре
тела 42-43˚С). Растения, обитающие в степях,
саваннах и пустынях, выдерживают
нагревание до 50-60˚С.

Нижний порог
определяется
разной величиной Q₁₀
отдельных реакций. Например, нарушения
деятельности сердца при слабом охлаждении
проявляются в ритме сокращений сердечной
мышцы. У насекомых охлаждение подавляет
механизмы, обеспечивающие приток
кислорода к клеткам, сильнее, чем
интенсивность клеточного дыхания.
Условные рефлексы собак угасают при
t=27-30˚С,
тогда как биотоки коры больших полушарий
регистрируются еще при t=21-22˚С.
Теплолюбивые растения (влажные тропические
леса, водоросли теплых морей) погибают
при t≥0˚С
из-за инактивации ферментов.

Нижний температурный
порог определяется также температурой
замерзания внеклеточной и внутриклеточной
жидкостей. При образовании кристаллов
льда механически повреждаются ткани,
что служит причиной холодовой гибели.
Образование льда нарушает обменные
процессы: обезвоживание цитоплазмы
влечет за собой повышение концентрации
солей, нарушение осмотического равновесия.
Среди растений морозоустойчивые формы
выдерживают полное зимнее промерзание.
Сухие семена могут охлаждаться практически
до абсолютного нуля (-273˚С).

По особенностям
теплообмена различают две экологические
группы организмов: пойкилотермные и
гомойотермные.

Пойкилотермные
организмы
(от греч. poikilos
– изменчивый). К ним относят все таксоны
органического мира, кроме птиц и
млекопитающих. Их особенность –
неустойчивость температуры тела,
меняющейся в широких пределах в
зависимости от изменений температуры
окружающей среды. Особенность теплообмена
у этих организмов заключается в том,
что благодаря относительно низкому
уровню метаболизма основным источником
поступления тепловой энергии у
пойкилотермов является внешнее тепло
(эктотермность). Этим объясняется
зависимость температуры тела от
температуры среды. Но полное соответствие
температуры тела и среды редко наблюдается
и свойственно главным образом мелким
организмам. В большинстве случаев
существует некоторое расхождение. При
низких и умеренных температурах среды
температура тела организмов, не
находящихся в состоянии оцепенения,
оказывается более высокой, а в жарких
условиях – более низкой. Причина
превышения температуры тела над средой
заключается в том, что даже при низком
уровне обмена продуцируется эндогенное
тепло. Оно и вызывает повышение температуры
тела, особенно у активно двигающихся
животных.

Скорость изменений
температуры тела пойкилотермов связана
обратной зависимостью с их размерами.
Это прежде всего определяется соотношением
массы и поверхности: у более крупных
форм относительная поверхность тела
уменьшается, что ведет к снижению
скорости потери тепла. Это имеет большое
экологическое значение, определяя для
разных видов возможность заселения
географических районов или биотопов с
определенными режимами температур.
Например, у крупных кожистых черепах,
отловленных в холодных водах, температура
в глубине тела была на 18˚С выше температуры
воды. Размеры позволяют им проникать в
более холодные районы океана, что не
свойственно столь крупным видам.

Колебания температуры
влекут за собой изменения скорости
обменных реакций. В частности, скорость
потребления кислорода увеличивается
при повышении температуры. У растений
в зависимости от температуры изменяются
темпы поступления воды и питательных
веществ через корни: повышение температуры
до определенного предела увеличивает
проницаемость протоплазмы для воды.
При понижении температуры от 20˚ до 0˚С
поглощение воды корнями уменьшается
на 60-70 %. Как и у животных, повышение
температуры вызывает у растений также
усиление дыхания.

У животных
зависимость от температуры заметно
выражена в изменениях активности. Начало
их активной деятельности определяется
скоростью разогревания организма,
зависящей от температуры среды и от
прямого солнечного облучения.

Влияние температуры
на обменные процессы заметно в онтогенезе
организмов: чем выше температура
окружающей среды, тем быстрее они
протекают в организме. Так, развитие
икры сельди при t=0,5˚С
составляет 40-50 суток, а при t=16˚С
– всего 6-8 суток .

Эффективной
температурой
называется температура выше того
минимального значения, при котором
процессы развития вообще возможны. Эту
пороговую величину называют биологическим
нулем развития
(t_о).
В большинстве случаев нижний порог
развития превышает 0˚С. Эти два показателя
отражают адаптацию вида к средним
температурным режимам. Семена растений
умеренного климата (горох, клевер)
обладают низким порогом развития
(0-+1˚С). Икра щуки выживает при температуре
2-25˚С (оптимум 10˚С, что соответствует
температуре нерестовых водоемов –
9-12˚С). За пределами диапазона температуры
активной жизнедеятельности организм
не всегда погибает. Он может переходить
в состояние оцепенения (снижения уровня
обменных процессов вплоть до полной
потери видимых проявлений жизни). В
таком пассивном состоянии пойкилотермные
организмы могут переносить сильное
повышение и особенно понижение температуры
без патологических последствий (обладают
высокой тканевой устойчивостью). Переход
в состояние оцепенения следует
рассматривать как адаптивную реакцию:
организм не подвергается многим
повреждающим воздействиям и не расходует
энергию. Сам процесс перехода в состояние
оцепенения может быть формой перестройки
реакции на температуру.

Пойкилотермные
организмы распространены во всех средах.
Виды, обитающие в холодном климате,
отличаются большей устойчивостью к
низким температурам и меньшей – к
высоким. Обитатели жарких регионов –
наоборот. Известно, что тропические
растения повреждаются и погибают при
+5-+8˚С, тогда как таежные выдерживают в
состоянии оцепенения полное промерзание.
Арктические рыбы показывают высокую
устойчивость к низким температурам и
весьма чувствительны к ее повышению.
Некоторые из них всю жизнь проводят при
температуре –1,8˚С в состоянии
переохлаждения, степень которого
соответствует температурным условиям
местообитания. Переохлажденное состояние
этих рыб поддерживается накоплением в
жидкостях тела биологических антифризов
– гликопротеидов, понижающих точку
замерзания и этим препятствующих
образованию кристаллов льда в клетках
и тканях. У насекомых важную роль в
переживании низких температур играет
глицерин.

Способность
организмов переносить экстремальные
температуры повышается при обезвоживании
тканей. Например, обезвоженные коловратки
переносят t=
-190˚С. У многих пойкилотермов содержание
воды в теле меняется сезонно, повышая
холодостойкость зимой.

Адаптация к
устойчивым температурам сопровождается
изменениями уровня метаболизма. У
животных, адаптированных к низкой
температуре, уровень метаболизма выше,
чем у приспособленных к более высокой.
Биологический смысл такой перестройки
обмена заключается в том, что у
приспособленных к разным температурным
режимам животных уровень обмена при
температурной адаптации сохраняется
одинаковым. Это явление называется
температурной
компенсацией.
Прямая зависимость обмена от температуры
при этом сохраняется, адаптация выражается
в изменении «точки отсчета» этой реакции.
Температурные адаптации у животных
контролируются на уровне целого
организма.

Ряд пойкилотермов
использует тепло, образующееся при
работе мускулатуры, для создания
временной независимости температуры
тела. Многие насекомые во время полета
имеют высокую и достаточно устойчивую
температуру тела. При этом исходное
разогревание организма до порога начала
полета идет за счет внешнего тепла. Но
ночные бабочки используют мускульное
тепло и для стартового разогрева.
Необходимая для взлета температура
тела у них достигается дрожанием крыльев,
переходящим затем в активные взмахи.
Вибрация крыльев повышает температуру
тела (37-39˚С), что в свою очередь увеличивает
частоту их движения.

Быстро плавающие
рыбы способны длительно поддерживать
высокую температуру тела за счет
мускульной активности. У тунцов мышечное
тепло образуется в организме благодаря
артериовенозным теплообменникам. Эффект
выражается в том, что при изменениях
температуры воды от 10 до 30˚С колебания
температуры тела тунца составляют всего
5˚С. То же отмечено и у некоторых акул.
Змеи используют высвобождающееся при
мускульной деятельности тепло для
стабилизации температуры вокруг кладки
яиц. Для пчел характерна «общественная»
регуляция температуры в улье путем
трепетания крыльев.

При адаптации к
высокой температуре у пойкилотермных
организмов распространено использование
охлаждающего действия испарения влаги
(растения) или дыхания (животные). У
рептилий регистрируется возрастание
частоты дыхательных движений при
повышении температуры. Ряд черепах
использует для охлаждения испарение
слюны, которой они смачивают поверхность
кожи головы и передних конечностей,
другие из них используют мочу, обрызгивая
ею кожу задних конечностей. Помимо
испарения адаптации могут быть связаны
с сосудистой регуляцией. Например,
ящерицы расширяют поверхностные сосуды,
увеличивая скорость кровотока в них.
Еще один способ приспособления к
температурным условиям среды – адаптивное
поведение. Существуют два главных
принципа поведенческой терморегуляции:
выбор мест с благоприятным микроклиматом
и смена поз.

Способность к
выбору мест с оптимальными условиями
температуры, влажности и инсоляции
отмечена практически у всех видов.
Многие насекомые, пресмыкающиеся и
амфибии активно отыскивают освещенные
солнцем места для обогрева. Прыткая
ящерица на солнце за 20-25 минут повышает
температуру тела до 33-37˚С. Пойкилотермные
животные могут активно перемещаться в
поисках мест прогревания. Некоторые из
них используют для прогрева тепло,
накопленное песком, скалами либо
прогретыми растениями. По способу
обогрева рептилий делят на гелиотермных
(нагревающихся на солнце) и геотермных
(прогревающихся от субстрата). У водных
животных отмечается перемещение от
мелководий к глубоководьям. Смена поз
– существенная форма адаптации
теплообмена. Животные не только
перемещаются на солнечные участки, но
и принимают позы, при которых увеличивается
прогреваемая солнцем поверхность.
Например, игуаны на Галапагосских
островах распластовываются, прижимаясь
всем телом к субстрату, в результате
чего обогреваемая поверхность максимальна.
При перегреве они приподнимают грудь
и живот над субстратом.

Таким образом, для
пойкилотермов характерна эктотермность,
в основе которой лежит низкий уровень
метаболизма. В силу этого температура
тела, скорость физиологических процессов
и их активность прямо зависят от
температуры среды. Термические адаптации
смягчают эту зависимость, но не снимают
ее. Они реализуются главным образом по
отношению к средним режимам теплового
состояния среды и осуществляются на
клеточно-тканевом уровне. Приспособления
к конкретным температурам носят частный
характер. В результате в широком диапазоне
переносимых температур активная
жизнедеятельность пойкилотермных
организмов ограничена узкими пределами
изменений внешней температуры.

Гомойотермные
организмы
(от греч.
homoios
– одинаковый, подобный). К ним относятся
два класса высших позвоночных – птицы
и млекопитающие. Особенности их
теплообмена заключаются в том, что
адаптации к температурным условиям
основаны на действии комплекса
регуляторных механизмов поддержания
теплового гомеостаза организма. Благодаря
этому биохимические процессы всегда
протекают в оптимальных температурных
условиях. Гомойотермный тип теплообмена
базируется на высоком уровне метаболизма.
Интенсивность обмена веществ у этих
животных на 1-2 порядка выше, чем у других,
при оптимальной температуре среды.
Высокий уровень метаболизма приводит
к тому, что у гомойотермных животных в
основе теплового баланса лежит
использование собственной теплопродукции,
а роль внешнего обогрева невелика.
Эндотермия – важное свойство, благодаря
которому снижается зависимость жизненных
процессов организма от температуры
внешней среды.

Гомойотермные
организмы не только обеспечены теплом
за счет собственной теплопродукции, но
и способны регулировать производство
и распределение тепла. Благодаря этому
им свойственна высокая и устойчивая
температура тела. У птиц глубинная
температура тела в норме составляет
около 41˚С (колебания у разных видов от
38 до 43,5˚С). В условиях полного покоя
(основной обмен) эти различия сглаживаются
(39,5-43,0˚С). Диапазон ее суточных изменений
обычно не превышает 2-4˚С, причем эти
колебания не связаны с температурой
воздуха, а отражают ритм обмена веществ.
Даже у арктических и антарктических
видов при температуре среды до –20- -50˚С
температура тела колеблется в пределах
тех же 2-4˚С.

У млекопитающих
температура тела несколько ниже, чем у
птиц, и подвержена более сильным
колебаниям: у яйцекладущих (ехидна,
утконос) – 30-33˚С (при температуре среды
20˚С), у сумчатых — 34˚С. У них заметны
колебания температуры тела в связи с
внешней температурой: при снижении
температуры воздуха с 20-25˚С до 14-15˚С
падала температура тела на 2-5˚С. У
грызунов температура тела в активном
состоянии колеблется в пределах
35,0-39,5˚С (36-37˚С в среднем). У них также
отмечается колебание в пределах 3-5˚С
при изменении внешней температуры от
0 до 35˚С. У копытных и хищных животных
температура тела поддерживается
устойчиво, межвидовые отличия обычно
укладываются в диапазон 32,5-39˚С. Для
многих млекопитающих характерно снижение
температуры во время сна (от десятых
долей до 4-5˚С). В условиях обитания в
жарком климате гипертермия (повышение
температуры) может быть адаптивной:
уменьшается разница температур тела и
среды и снижаются затраты воды на
испарение. Температура наружных слоев
тела (покровы, часть мускулатуры)
изменяется в широких пределах.

Терморегуляция
осуществляется различными путями.

1.Химическая
терморегуляция. Тепло постоянно
вырабатывается в организме в процессе
окислительно-восстановительных реакций.
При этом чем больше разница температур
тела и среды, тем большая его часть
уходит во внешнюю среду. Поэтому
поддержание температуры тела при
снижении температуры среды требует
усиления процессов метаболизма и
теплообразования, что компенсирует
теплопотери и ведет к сохранению
теплового баланса. Процесс рефлекторного
усиления теплопродукции в ответ на
снижение температуры среды называется
химической терморегуляцией. Специфика
гомойотермных животных состоит в том,
что изменение теплопродукции как реакция
на изменение температуры представляет
у них специальную реакцию организма,
не влияющую на уровень функционирования
физиологических систем. Терморегуляторное
теплообразование сосредоточено в
скелетной мускулатуре и связано с
особыми формами работы мышц, не
затрагивающими их прямую моторную
деятельность. При охлаждении
теплообразование может происходить и
в покоящейся мышце.

Один из механизмов
теплообразования – терморегуляционный
тонус. Он вызван сокращениями фибрилл
(повышение электрической активности
мышцы при ее охлаждении). Терморегуляционный
тонус увеличивает потребление кислорода
мышцей более чем на 150 %. При более сильном
охлаждении встречаются сокращения мышц
в форме холодовой дрожи.

Теплообмен организма
со средой сбалансирован. В определенном
интервале температуры среды теплопродукция
компенсируется минимальной теплоотдачей.
Этот температурный интервал называют
термонейтральной зоной. Уровень обмена
в этой зоне невысокий. Понижение
температуры за пределы термонейтральной
зоны вызывает повышение уровня обмена
веществ и выделения тепла для
уравновешивания теплового баланса в
новых условиях. В силу этого температура
тела остается постоянной. Снижение
температуры за пределы эффективной
терморегуляции приводит к нарушению
теплового баланса, переохлаждению и
гибели. Повышение температуры среды за
пределы термонейтральной зоны тоже
влечет за собой повышение уровня
метаболизма, что вызвано включением
механизмов отдачи тепла. По достижении
определенного порога механизмы усиления
теплоотдачи становятся неэффективными,
начинается перегрев и гибель организма.
Видовые отличия химической терморегуляции
выражаются в разнице уровня основного
обмена и его интенсивности.

2.Физическая
терморегуляция. Она объединяет комплекс
морфо-физиологических механизмов,
связанных с регуляцией теплоотдачи.
Теплоизоляционные структуры животных
(перья, волосы) не обусловливают
гомойотермию. Роль теплоизоляции состоит
в том, что, уменьшая теплопотери, она
способствует поддержанию гомойотермии
с меньшими энергетическими затратами.
Это особенно важно при обитании в
условиях низких температур. Механизм
действия покровов (перьевого и волосяного)
заключается в том, что они удерживают
слой воздуха, который выполняет роль
теплоизолятора. Функции покровов
сводятся к перестройке их структуры
(соотношения различных типов волос или
перьев, их длина и густота). По этим
параметрам отличаются обитатели
различных климатических зон: у тропических
млекопитающих изоляционные свойства
шерсти на порядок ниже, чем у полярных.
Степень распущенности волос и перьев
может быстро меняться в зависимости от
температуры воздуха и активности
животного, обеспечивая быстрый ответ
на нарушения теплового баланса.

3.Теплоотдача путем
испарения влаги с поверхности тела и
верхних дыхательных путей. При испарении
расходуется тепло, что способствует
сохранению теплового баланса. Реакция
включается обычно при признаках
перегрева. Усиление потоотделения не
прямо зависит от температуры среды, а
начинается по достижении определенного
порога ее повышения. Интенсивность
потоотделения возрастает пропорционально
повышению температуры среды. Некоторые
виды животных (сумчатые) для охлаждения
организма используют испарение слюны.

4.Охлаждение путем
испарения с поверхности слизистых
оболочек ротовой полости и верхних
дыхательных путей. Этот процесс при
высокой температуре сопровождается
учащенным дыханием (полипноэ). У верблюда
при жаре частота дыхания возрастает до
8-18 в минуту (обычно 6-11), у крупного
рогатого скота – до 250, у собак (нет
потоотделения) – до 300-400 при 20-40 в норме.
У птиц потовых желез нет, и влагоотдача
связана только с усилением вентиляции
ротовой полости и верхних дыхательных
путей. По мере нарастания температуры
воздуха частота дыхания увеличивается
постепенно, а горловая дрожь включается
при определенном температурном пороге.
Включению механизмов испарительной
теплоотдачи предшествует повышение
внутренней температуры.

5.Сосудистые
реакции. Они служат приспособлением
как к повышению температуры среды, так
и ее понижению. При повышении температуры
происходит расширение мелких кровеносных
сосудов, что ведет к усилению отдачи
тепла. Эта форма регуляции наиболее
характерна для млекопитающих с
относительно коротким и редким мехом;
у птиц – это неоперенные участки тела
(голова и лапы).

6.Терморегуляция
может дополняться адаптивным поведением.
Биологическая роль поведенческих
адаптаций заключается в создании условий
для экономного расходования энергии
на терморегуляцию. Одна из форм поведения
— использование микроклимата. Выбор
мест определятся укрытостью от ветра,
сглаженными суточными перепадами
температур и т.д. Для птиц имеет значение
выбор мест ночлега. Например, в густых
кронах и зарослях тростника температура
может быть на 5-8˚С выше, чем на открытом
месте. Экономия энергозатрат на ночевках
также достигается образованием тесных
скоплений. Так, пищухи собираются в
холодную погоду группами до 20 особей.
В северных широтах многие млекопитающие
и некоторые птицы в зимнее время
используют теплоизолирующие свойства
снежного покрова. В районах с суровыми,
но снежными зимами температура под
снегом может быть на 15-18˚С выше внешней.
При высоте снежного покрова 20-25 см
температура у поверхности почвы близка
0˚С. Белая куропатка, ночуя в подснежной
лунке, экономит около 45 % энергоресурсов
организма. Сюда следует добавить
способность многих птиц и млекопитающих
к сооружению гнезд, нор и других убежищ,
перемене поз, сезонным перемещениям.

В ряде случаев,
когда затруднена терморегуляция,
некоторые млекопитающие и птицы впадают
в состояние оцепенения. Это состояние
организма, характеризующееся пониженной
температурой тела, называется обратимой
гипотермией. Оно характеризуется тем,
что животное, обычно эффективно
регулирующее температуру тела, снижает
ее до уровня окружающей среды и впадает
в анабиоз. При этом оно находится в
укрытии и не проявляет внешних признаков
жизни: редкое дыхание, уровень метаболизма
значительно снижен, экскреты не
выделяются. Обратимая гипотермия может
быть выражена 3 формами:

• Нерегулярное
  оцепенение, связанное с резким
  похолоданием, дождем и т.д. (стрижи,
  ласточки, сумчатые, некоторые грызуны).
  При нормальных условиях быстро
  восстанавливается температура тела.

• Суточные циклы
  смены активного состояния и оцепенения
  (колибри, летучие мыши).

• Сезонные циклы,
  или зимняя спячка (грызуны, рукокрылые,
  сумчатые, однопроходные, насекомоядные,
  медведи).

Обратимая гипотермия
отличается от оцепенения пойкилотермов.
У птиц и млекопитающих нет прямой
зависимости перехода в это состояние
от температуры среды. Сигналом служит
определенная степень истощения организма,
вызванного ухудшением кормовых условий.
У видов с суточной ритмикой регулируется
временем суток на основе фотопериодизма.
Изменения уровня обмена идут быстро,
опережая суточный ход температуры
воздуха. Во время оцепенения сохраняется
нервный контроль теплового состояния
организма. Например, если разрушить
«пробку» у входа норы суслика, он быстро
восстанавливает температуру тела,
становится активным и заделывает вход,
после этого снова переходит в состояние
спячки. Биологический смысл этого
процесса – адаптация к переживанию
неблагоприятных условий. Эффект
заключается в экономии затрат энергии
в условиях экологической невозможности
восполнения энергоресурсов.

Стратегии
теплообмена.
Температурные адаптации развивались
двумя разными путями. Для большинства
организмов характерен пойкилотермный
тип теплообмена, при котором приспособления
к температурным воздействиям осуществляются
по отношению к средним режимам температур.
Адаптации гомойотермных животных
связаны с поддержанием постоянной
температуры и основаны на высоком уровне
метаболизма. Пойкилотермия и гомойотермия
– выражение разных стратегий теплообмена.
Пойкилотермия допускает широкое
расселение и занятие экологических ниш
на основе общей температурной
толерантности. Она не требует дополнительных
затрат энергии на активную терморегуляцию.
Гомойотермия способствует расселению
и существованию в различных экологических
условиях на основе поддержания теплового
гомеостаза внутренней среды. Это
обеспечивает сохранение высокой
биологической активности во всем
диапазоне переносимых температур, но
связано с большими энергозатратами на
процессы терморегуляции. Путь их эволюции
характеризовался направленным повышением
метаболизма и ослаблением прямых
зависимостей от внешних факторов путем
повышения эффективности центральной
нервной системы организма.

3 Взаимодействие биологии и окружающей среды | Преобразование рабочей силы для детей от рождения до 8 лет: объединяющий фонд

Блэр К., Д. А. Грейнджер, К. Т. Кивлиган, Р. Миллс-Кунсе, М. Уиллоуби, М. Т. Гринберг, Л. К. Хибель и К. К. Фортунато. 2008. Вклад матери и ребенка в реакцию кортизола на эмоциональное возбуждение у маленьких детей из малообеспеченных сельских общин. Психология развития 44 (4): 1095-1109.

Блэр, К., К. С. Рэйвер, Д. Грейнджер, Р. Миллс-Кунсе и Л. Хибель. 2011. Аллостаз и аллостатическая нагрузка в условиях бедности в раннем детстве. Развитие и психопатология 23 (3): 845-857.

Блейкмор, С. Дж. 2010. Развивающийся социальный мозг: значение для образования. Нейрон 65 (6): 744-747.

———. 2012. Развитие социального мозга в подростковом возрасте. Журнал Королевского медицинского общества 105 (3): 111-116.

Блум, Ф.Э., К. А. Нельсон и А. Лазерсон. 2001. Мозг, разум и поведение . 3-е изд. Нью-Йорк: Издательство Worth.

Borghol, N., M. Suderman, W. McArdle, A. Racine, M. Hallett, M. Pembrey, C. Hertzman, C. Power, and M. Szyf. 2012. Связь с ранним социально-экономическим положением в метилировании ДНК взрослых. Международный журнал эпидемиологии 41 (1): 62-74.

Бойс, У. Т. и Б. Дж. Эллис. 2005. Биологическая чувствительность к контексту: I. Эволюционно-эволюционная теория происхождения и функций стресс-реактивности. Развитие и психопатология 17 (2): 271-301.

Бойс, В. Т. и М. С. Кобор. 2015. Развитие и эпигеном: «синапс» взаимодействия генов и окружающей среды. Наука о развитии 18 (1): 1-23.

Бойс, В. Т., М. Чесни, А. Алкон, Дж. М. Чанн, С. Адамс, Б. Честерман, Ф. Коэн, П. Кайзер, С. Фолкман и Д. Вара. 1995. Психобиологическая реактивность на стресс и детские респираторные заболевания: результаты двух проспективных исследований. Психосоматическая медицина 57 (5): 411-422.

Бойс, В. Т., П. О’Нил-Вагнер, К. С. Прайс, М. Хейнс и С. Дж. Суоми. 1998. Стресс скученности и сильные травмы у макак-резусов с подавленным поведением. Психология здоровья 17 (3): 285-289.

Бойс, В. Т., М. Б. Соколовски и Г. Э. Робинсон. 2012. К новой биологии социальных невзгод. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 109 (Suppl. 2): 17143-17148.

Брюс Дж., М. Р. Гуннар, К.Ч. Груш и П. А. Фишер. 2013. Ранняя неотложная помощь, стресс-нейробиология и профилактика: извлеченные уроки. Prevention Science 14 (3): 247-256.

Бернс, Дж. Г., Н. Светек, Л. Роу, Ф. Мери, М. Дж. Долан, В. Т. Бойс и М. Б. Соколовски. 2012. Взаимодействие генов и окружающей среды у drosophila melanogaster : Хроническое голодание в раннем возрасте влияет на исследовательские и фитнес-качества взрослых. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 109 (Suppl.2): 17239-17244.

Карлсон М. и Ф. Эрлз. 1997. Психологические и нейроэндокринологические последствия ранней социальной депривации у детей в специализированных учреждениях в Румынии. Анналы Нью-Йоркской академии наук 807: 419-428.

Каспи А., Дж. Макклей, Т. Э. Моффит, Дж. Милл, Дж. Мартин, И. В. Крейг, А. Тейлор и Р. Поултон. 2002. Роль генотипа в цикле насилия в отношении детей, подвергшихся жестокому обращению. Наука 297 (5582): 851-854.

Каспи, А., К. Сагден, Т. Э. Моффит, А. Тейлор, И. В. Крейг, Х. Харрингтон, Дж. Макклей, Дж. Милл, Дж. Мартин, А. Брейтуэйт и Р. Поултон. 2003. Влияние жизненного стресса на депрессию: смягчение полиморфизмом гена 5-HTT. Наука 301 (5631): 386-389.

Cicchetti, D., and F.A. Rogosch. 2001. Разнообразные модели нейроэндокринной активности у детей, подвергшихся жестокому обращению. Развитие и психопатология 13 (3): 677-693.

.

Загрязняющих веществ в окружающей среде

Воздействие нефти на пляжную среду Гранд-Айла, штат Луизиана. Нефть и другие химические вещества могут попадать в отложения, затрагивая большие прибрежные территории, угрожая здоровью людей и снижая экономическое благосостояние регионов, которые зависят от здоровой прибрежной среды.

Наш океан и прибрежные районы предоставляют нам многое — от еды, мест до лодок и купаний, и дикой природы, которыми можно наслаждаться… список можно продолжить.Поэтому, когда эти районы становятся загрязненными и нездоровыми, это не только плохо для окружающей среды, но и для нас. В NOS ученые, экономисты и другие эксперты заняты мониторингом, оценкой и работой по удалению загрязняющих веществ в окружающей среде.

Источник

Широкий спектр химических веществ может загрязнять нашу воду, землю или воздух, влияя на окружающую среду и наше здоровье. Большинство загрязняющих веществ попадает в окружающую среду из промышленных и коммерческих объектов; разливы нефти и химикатов; неточечные источники, такие как дороги, автостоянки и ливневые стоки; и очистные сооружения и канализационные системы.Многие свалки с опасными отходами и промышленные объекты были загрязнены десятилетиями и продолжают оказывать влияние на окружающую среду.

Удар

Загрязняющие вещества в окружающей среде могут выглядеть и пахнуть довольно неприятно, но их воздействие выходит за рамки эстетики. Некоторые загрязнители сопротивляются разрушению и накапливаются в пищевой цепи. Эти загрязнители могут потребляться или поглощаться рыбой и дикими животными, которые, в свою очередь, могут быть съедены нами. Химические вещества также могут попадать в отложения, воздействуя на большие прибрежные районы, угрожая здоровью людей и снижая экономическое благосостояние регионов, которые зависят от здоровой прибрежной среды.

Инструменты оценки

Для того, чтобы очистить и восстановить районы, подвергшиеся воздействию загрязнителей, необходимы инструменты, адаптированные к потребностям конкретных регионов. NOS разработала ряд инструментов, чтобы помочь прибрежным сообществам удовлетворить свои потребности. Например, после инцидента с разливом нефти Deepwater Horizon в Мексиканском заливе NOAA работало с партнерами над запуском приложения для управления реагированием на окружающую среду (ERMA®) Gulf Response, онлайн-инструмента для картирования, который предоставляет менеджерам экологических ресурсов информацию почти в реальном времени. и данные, необходимые для принятия обоснованных решений по реагированию на окружающую среду.На сайте используется приложение Environmental Response Management Application, веб-платформа географической информационной системы, разработанная NOAA и Исследовательским центром реагирования на прибрежные зоны Университета Нью-Гэмпшира. NOS также предлагает ряд инструментов оценки и руководств, чтобы помочь лицам, принимающим решения в прибрежной зоне, понять последствия загрязненных отложений.

Испытания на токсичность

Вредное химическое загрязнение и избыточный сток биогенных веществ представляют серьезную угрозу для прибрежной окружающей среды.Ученые NOS проводят исследования, чтобы помочь обнаружить и предсказать, как это загрязнение повлияет на прибрежные ресурсы. Например, в Национальных центрах прибрежных океанических исследований ученые оценивают воздействие отдельных загрязняющих веществ и смесей загрязняющих веществ, проводят испытания на токсичность с отдельными видами и проводят исследования в контролируемых условиях для оценки воздействия загрязняющих веществ на биологические сообщества. Ученые также изучают, как факторы окружающей среды и человека влияют на популяции афалин.

Реагирование на загрязняющие вещества

Когда контаминанты угрожают водным видам или наносят им вред, делают их небезопасными для употребления в пищу или ухудшают их среду обитания, эксперты NOS работают с партнерами для оценки рисков и травм, разработки стратегий по снижению нагрузки загрязняющих веществ и снижения риска для видов. Эксперты также следят за эффективностью очистных мероприятий, разрабатывают и реализуют проекты по восстановлению природных ресурсов. На более крупных свалках и после разливов нефти ученые и экономисты NOS проводят оценку ущерба природным ресурсам, чтобы определить характер и степень ущерба природным ресурсам и восстановлению, необходимому для приведения ресурсов в более здоровое состояние.NOS работает со сторонами, ответственными за загрязнение, чтобы гарантировать восстановление поврежденных прибрежных и морских ресурсов.

Неточечное загрязнение

Когда загрязнение исходит из источника, который не может быть привязан к определенному месту, мы называем это «загрязнением из неточечных источников». Этот вид загрязнения возникает при протекающих септических емкостях или ливневых стоках, которые собирают такие вещи, как отложения, удобрения, отходы домашних животных или утечки нефти в ручьи и реки, которые впадают в наши устья и прибрежные воды.Чтобы справиться с этим загрязненным стоком, NOAA и Агентство по охране окружающей среды совместно управляют Программой контроля неточечных загрязнений прибрежных районов. Согласно программе, все штаты и территории с утвержденными программами управления прибрежными зонами должны разработать и внедрить прибрежные программы по сокращению количества неточечных источников загрязнения, попадающих в наши водные пути.

Что вы можете сделать

Знаете ли вы, что ВЫ могли вносить свой вклад в некоторые из загрязнений, которые достигают наших водных путей? Все мы можем сделать многое, чтобы уменьшить загрязнение окружающей среды, в том числе:

• Сажайте траву, деревья и кустарники на голых участках, чтобы уменьшить и поглотить сток, уменьшить эрозию и улучшить среду обитания.
• Утилизируйте домашние отходы, моторное масло и бытовую химию надлежащим образом.
• Экономно используйте удобрения и пестициды на газонах и садах.
• Не допускайте попадания мусора в ливневую канализацию, где он забьет канализацию или попадет в ближайший ручей или озеро.
• Организовывать уборку микрорайонов.
• Уходите за автомобилем, чтобы предотвратить утечку масла.
• Рассмотрите возможность приобретения и использования менее токсичных бытовых химикатов.
• Переработайте пластик, стекло и бумагу.

.

PPT — Поддержание внутренней среды Презентация PowerPoint, бесплатная загрузка

Загрузи больше ….

PPT — Поддержание постоянной клеточной среды Презентация PowerPoint, бесплатная загрузка

Пассивный перенос

.