Адаптація організмів до довкілля. Адаптація організму до різних умов середовища. Деструктивна гіпоксія є важкою формою та призводить до незворотних змін в організмі
Адаптація– це пристосування організму до умов середовища за рахунок комплексу морфологічних, фізіологічних та поведінкових ознак.
Різні організми пристосовуються до різних умов середовища, і в результаті з'являються вологолюби. гідрофітиі «сухотерпці»- ксерофіти(Рис. 6); рослини засолених ґрунтів – галофіти; рослини, стійкі до затінювання ( сціофіти), і які вимагають нормального розвитку повного сонячного світла ( геліофіти); тварини, які живуть у пустелях, степах, лісах чи болотах, ведуть нічний чи денний спосіб життя. Групи видів із подібним ставленням до умов середовища (тобто які живуть в одних і тих же екотопах) називаються екологічними групами
Здібності адаптуватися до несприятливих умов у рослин та тварин різняться. Через те, що тварини рухливі, їх адаптації різноманітніші, ніж у рослин. Тварини можуть:
- уникати несприятливих умов(птахи від зимової безгодівлі та холоду відлітають у теплі краї, олені та інші копитні кочують у пошуках корму тощо);
– впадати в анабіоз – тимчасовий стан, при якому життєві процеси настільки уповільнені, що майже повністю відсутні їхні видимі прояви (заціпеніння комах, сплячка хребетних тварин та ін.);
– пристосовуватися до життя в несприятливих умовах (від морозу їх рятують шерстий покрив та підшкірний жир, у пустельних тварин є пристосування для економного витрачання води та охолодження тощо). (Мал. 7).
Рослини малорухливі та ведуть прикріплений спосіб життя. Тому у них можливі лише два останні варіанти адаптацій. Так, для рослин характерне зниження інтенсивності процесів життєдіяльності в несприятливі періоди: вони скидають листя, зимують у вигляді похованих у ґрунт органів, що покояться – цибулин, кореневищ, бульб, зберігаються у стані насіння та суперечка у ґрунті. У мохоподібних здатністю до анабіозу володіє вся рослина, яка в сухому стані може зберігатися кілька років.
Стійкість рослин до несприятливих факторів підвищується за рахунок спеціальних фізіологічних механізмів: зміна осмотичного тиску в клітинах, регулювання інтенсивності випаровування за допомогою продихів, використання мембран-«фільтрів» для вибіркового поглинання речовин та ін.
Адаптації у різних організмів виробляються з різною швидкістю. Найбільш швидко вони виникають у комах, які за 10-20 поколінь можуть пристосуватися до дії нового інсектициду, чим пояснюються невдачі хімічного контролю густини популяцій комах-шкідників. Процес вироблення адаптацій рослин або птахів відбувається повільно, протягом століть.
Спостережені зміни у поведінці організмів зазвичай пов'язані з прихованими ознаками, Які були у них як би «про запас», але під дією нових факторів виявилися і підвищили стійкість видів. Такими прихованими ознаками пояснюється стійкість деяких видів дерев до дії промислового забруднення (тополя, модрина, верба) та деяких бур'янів до дії гербіцидів.
До складу однієї екологічної групи часто входять організми, які не схожі один на одного. Це пов'язано з тим, що до того самого фактора середовища різні види організмів можуть адаптуватися по-різному.
Наприклад, по-різному переживають холод теплокровні(їх називають ендотермними, від грецьких слів ендон – всередині та термі – тепло) і холоднокровні (ектотермні, Від грецького ектос - зовні) організми. (Мал. 8.)
Температура тіла ендотермних організмів залежить від температури довкілляі завжди більш менш постійна, її коливання не перевищують 2-4 про навіть при найсильніших морозах і найсильнішій спеці. Ці тварини (птиці та ссавці) підтримують температуру тіла внутрішнім теплоутворенням на основі інтенсивного обміну речовин. Тепло свого тіла вони зберігають за рахунок теплих «шуб» з пір'я, шерсті та ін.
Фізіологічні та морфологічні адаптації доповнюються пристосувальною поведінкою(Вибір захищених від вітру місць для ночівлі, будівництво нір і гнізд, групові ночівлі у гризунів, тісні групи пінгвінів, що зігрівають один одного, і т.д.). Якщо температура навколишнього середовища дуже висока, то ендотермні організми охолоджуються за рахунок спеціальних пристроїв, наприклад, випаровуванням вологи з поверхні слизових оболонок ротової порожнини і верхніх. дихальних шляхів. (З цієї причини в спеку у собаки частішає дихання і вона висовує язик.)
Температура тіла та рухливість ектотермних тварин залежить від температури навколишнього середовища. Комахи та ящірки за прохолодної погоди стають млявими, малорухливими. Багато видів тварин при цьому мають здатність до вибору місця з сприятливими умовамитемператури, вологості та освітлення сонячним світлом (ящірки гріються на освітлених плитах гірських порід).
Втім, абсолютна ектотермність спостерігається лише у дуже маленьких організмів. Більшість холоднокровних організмів все-таки здатне до слабкої регуляції температури тіла. Наприклад, у активно літаючих комах – метеликів, джмелів температура тіла підтримується на рівні 36–40 о С навіть при температурі повітря нижче 10 про С.
Аналогічно розрізняються за своїм виглядом види однієї екологічної групи у рослин. Вони також можуть пристосовуватися до тих самих умов середовища різними способами. Так, різні види ксерофітів по-різному заощаджують воду: в одних є товсті оболонки клітин, в інших - опушення або восковий наліт на листі. Деякі ксерофіти (наприклад, із сімейства губоцвіті) виділяють пари ефірних олій, які огортають їх як «ковдрою», що знижує випаровування. Коренева системав одні ксерофітів потужна, йде в грунт на глибину декількох метрів і досягає рівня ґрунтових вод (верблюжа колючка), в інших – поверхнева, але сильно розгалужена, що дозволяє збирати воду опадів.
Серед ксерофітів є чагарники з дуже невеликим жорстким листям, які можуть скидатися в найсухішу пору року (караган чагарниковий у степу, пустельні чагарники), дерновинні злаки з вузьким листям (ковили, типчак), сукуленти(Від латинського суккулентус - соковитий). Сукуленти мають соковите листя або стебла, в яких накопичується запас води, і легко переносять високі температури повітря. До сукулентів відносяться американські кактуси і саксаул, що росте в середньоазіатських пустелях. Вони володіють особливим типом фотосинтезу: продихи відкриваються ненадовго і тільки в нічний час, в ці прохолодні години рослини запасають вуглекислий газ, а вдень використовують його для фотосинтезу при закритих продихах. (Мал. 9.)
Різноманітність пристосувань до переживання несприятливих умов на засолених ґрунтах спостерігається й у галофітів. Серед них є рослини, які здатні накопичувати солі у своєму тілі (солерос, шведка, сарсазан), виділяти надлишок солей на поверхню листя спеціальними залозками (кермек, тамарікси), «не пускати» солі у свої тканини за рахунок непроникного для солей «кореневого бар'єру »(Полині). В останньому випадку рослинам доводиться задовольнятися малою кількістю води і вони мають вигляд ксерофітів.
З цієї причини не слід дивуватися з того, що в одних і тих же умовах зустрічаються несхожі одна на одну рослини і тварини, які пристосувалися до цих умов різними способами.
1. Що таке адаптація?
2. За рахунок чого тварини та рослини можуть пристосовуватися до несприятливих умов середовища?
2. Наведіть приклади екологічних груп рослин та тварин.
3. Розкажіть про різні пристосування організмів до переживання одних і тих самих несприятливих умов середовища.
4. У чому різниця пристосувань до низьких температур у ендотермних та ектотермних тварин?
Адаптації – різні пристосування до довкілля, вироблені в організмів у процесі еволюції. Адаптації виявляються різних рівнях організації живої матерії: від молекулярного до біоценотичного. Здатність до адаптації – одна з основних властивостей живої матерії, що забезпечує можливість її існування. Адаптації розвиваються під дією трьох основних факторів: спадковість, мінливість та природний (а також штучний) відбір.
Існують три основні шляхи пристосування організмів до умов навколишнього середовища: активний шлях, пасивний шлях та уникнення несприятливих впливів.
Активний шлях – посилення опірності, розвиток регуляторних процесів, що дозволяють здійснювати всі життєві функції організму, незважаючи на відхилення фактора від оптимуму. Наприклад, підтримання постійної температури тіла у теплокровних тварин (птах та ссавців), оптимальної для протікання біохімічних процесів у клітинах.
Уникнення несприятливих впливів – вироблення організмом таких життєвих циклівта поведінки, які дозволяють уникнути несприятливих впливів. Наприклад, сезонні міграції тварин.
Пасивний шлях – підпорядкування життєвих функцій організму зміні факторів середовища Спокій може бути різним за глибиною і тривалістю, багато функцій організму при цьому слабшають або не виконуються зовсім, тому що рівень обміну речовин падає під впливом зовнішніх і внутрішніх факторів. При глибокому придушенні обміну речовин організми можуть взагалі виявляти видимих ознак життя. Повна тимчасова зупинка життя дістала назву анабіозу . У стані анабіозу організми стають стійкими до різноманітних дій. У сухому стані, коли в клітинах залишалося не більше 2% води в хімічно зв'язаному вигляді, такі організми, як коловратки, тихоходки, дрібні нематоди, насіння та суперечки рослин, суперечки бактерій та грибів витримували перебування в рідкому кисні (-218,4 °С) ), рідкому водні (-259,4 ° С), рідкому гелії (-269,0 ° С). Будь-який обмін речовин припинено. Анабіоз досить рідкісне явище і є крайнім станом спокою в живій природі, стан анабіозу можливий лише при майже повному зневодненні організмів. Набагато ширше поширені у природі інші форми спокою, пов'язані зі станом зниженої життєдіяльності внаслідок часткового гноблення метаболізму. Форми спокою у стані зниженої життєдіяльності ділять на гіпобіоз (спокій вимушений) і криптобіоз (спокій фізіологічний) . При гіпобіозігальмування активності, або заціпеніння, виникає під прямим тиском несприятливих умов (при нестачі тепла, води, кисню тощо) і припиняється майже відразу після того, як ці умови повертаються до норми (деякі морозостійкі види членистоногих (колемболи, ряд мух, жужелиці та ін.) зимують у стані заціпеніння, швидко відтаючи і переходячи до активності під променями сонця, а потім знову втрачають рухливість при зниженні температури). Криптобіоз– принципово інший тип спокою, він пов'язані з комплексом фізіологічних перебудов, які відбуваються заздалегідь, до настання несприятливих сезонних змін, і організми виявляються готові. Криптобіоз широко поширений у живій природі (характерно, наприклад, для насіння рослин, цист та спор різних мікроорганізмів, грибів, водоростей, сплячка ссавців, глибокий спокій рослин). Стану гіпобіозу, криптобіозу та анабіозу забезпечують виживання видів природних умовахрізних широт, часто екстремальних, дозволяють зберігати організми протягом тривалих несприятливих періодів, розселятися у просторі та багато в чому розсувають межі можливості та поширення життя в цілому.
Зазвичай пристосування виду до середовища здійснюється тим чи іншим поєднанням трьох можливих шляхів адаптації.
Основні механізми адаптації на рівні організму:
Біохімічні адаптації - Зміни у внутрішньоклітинних процесах (наприклад, зміна роботи ферментів або зміна їх кількості).
Морфо-анатомічні адаптації – зміни у будові організму (наприклад, видозміна листа в колючку у кактусів для зниження втрат води, яскраве забарвлення квіток для залучення запилювачів та ін.). Морфологічні адаптації у рослин та тварин призводять до утворення певних життєвих форм.
Фізіологічні адаптації зміни у фізіології організму (наприклад, здатність верблюда забезпечувати організм вологою шляхом окислення запасів жиру, наявність целлюлозоразрушающих ферментів у целлюлозоразрушающих бактерій та інших.).
Етологічні (поведінкові) адаптації – зміни у поведінці (наприклад, сезонні міграції ссавців та птахів, впадання у сплячку в зимовий період, шлюбні ігри у птахів та ссавців у період розмноження та ін.). Етологічні адаптації характерні для тварин.
Надіслати свою гарну роботу до бази знань просто. Використовуйте форму, розташовану нижче
Студенти, аспіранти, молоді вчені, які використовують базу знань у своєму навчанні та роботі, будуть вам дуже вдячні.
Розміщено на http:// www. allbest. ru/
Міністерство освіти і науки Російської Федерації
Федеральна державна бюджетна освітня установа вищої освіти
«Башкирський державний університет»
Бірська філія
Факультет біології та хімії
Кафедра біології та екології
Контрольна робота з дисципліни
"Морфо-функціональні основи адаптації людини"
на тему: «Адаптація організму до різних умов середовища»
Виконав:
магістрант 2 роки Тазєєва Любов Едуардівна
очно-заочної форми навчання
Напрям підготовки
06.04.01 Біологія
Магістерська програма Екологія
- 1. Адаптація до дії низької температури
- 2. Адаптація до дії високої температури
- 3. Адаптація до режиму рухової активності
- 3.1 Підвищена активність
- 3.2 Знижена активність
- 4. Адаптація до гіпоксії
- 5. Адаптація до невагомості
- Список літератури
1. Адаптація до дії низької температури
Температура тіла людини, як і будь-якого гомойотермного організму, характеризується сталістю та коливається у надзвичайно вузьких межах. Ці межі становлять від 36,4 °C до 37,5 °C.
Умови, за яких організм повинен адаптуватися до холоду, можуть бути різними і не зводяться лише до перебування у регіоні з холодним кліматом.
При цьому холод діє не цілодобово, а чергуючись із нормальним для даної людинитемпературний режим. Фази адаптації у разі зазвичай виражені стерто. Перші дні у відповідь на низьку температурутеплопродукція наростає неекономічно, надмірно, тепловіддача ще недостатньо обмежена. Після встановлення фази стійкої адаптації процеси теплопродукції стають інтенсивнішими, а тепловіддачі - знижуються і, зрештою, балансуються таким чином, щоб найдосконаліше підтримувати стабільну температуру тіла в нових умовах. Слід зазначити, що до активної адаптації у цьому випадку приєднуються механізми, що забезпечують адаптацію рецепторів до холоду, тобто підвищення порога подразнення цих рецепторів. Такий механізм блокування дії холоду знижує потребу в активних адаптаційних реакціях.
Інакше протікає адаптація до життя в північних широтах. Тут на організм завжди комплексні; потрапивши в умови Півночі, людина піддається дії як низької температури, а й зміненого режиму освітленості і рівня радіації. В даний час, коли необхідність освоєння Крайньої Півночі стає все більш настійною, механізми адаптації до Півночі, тобто акліматизація досконально вивчаються.
Встановлено, що перша гостра адаптація при попаданні на Північ знаменується незбалансованим поєднанням теплопродукції та тепловіддачі. Під впливом відносно регуляторних механізмів, що швидко встановлюються, розвиваються стійкі зміни теплопродукції, що є пристосовними для виживання в нових умовах. Показано, що після «аварійної» стадії досягається стійка адаптація завдяки змінам» зокрема, у ферментативних антиоксидантних системах. Йдеться посилення ліпідного обміну, що вигідно організму для інтенсифікації енергетичних процесів. У людей, що живуть на Півночі, підвищений вміст у крові жирних кислот, у той час як рівень цукру в крові знижений. За рахунок посилення «глибинного» кровотоку при звуженні периферичних судин жирні кислоти активніше вимиваються з жирової тканини. Мітохондрії в клітинах людей, адаптованих до життя на Півночі, також включають жирні кислоти. Це призводить до зміни характеру окисних реакцій, до роз'єднання фосфорилування та вільного окиснення. З цих двох процесів домінуючим стає вільне окислення. У тканинах мешканців Півночі щодо багато вільних радикалів.
Становленню специфічних змін тканинних процесів, притаманних адаптації, сприяють нервові і гуморальні механізми. Зокрема, добре вивчені в умовах холоду прояви підвищеної активності щитовидної залози(Тироксин забезпечує зростання теплопродукції) і надниркових залоз (катехоламіни дають катаболічний ефект). Ці гормони, крім того, стимулюють ліполітичні реакції. Вважають, що в умовах Півночі АКТГ та гормони надниркових залоз виробляються особливо активно, зумовлюючи мобілізацію механізмів адаптації та підвищуючи чутливість тканин до тироксину.
Становлення адаптації та її хвилеподібне перебіг пов'язані з такими симптомами, як лабільність психічних та емоційних реакцій, швидка стомлюваність, задишка та інші гіпоксичні явища. Загалом ці симптоми відповідають синдрому «полярної напруги». Вважають, що не останню роль у розвитку цього стану грають космічні випромінювання. У деяких осіб при нерегулярному навантаженні в умовах Півночі захисні механізми і адаптивна перебудова організму можуть давати зрив - дезадаптацію. При цьому проявляється ціла низка патологічних явищ, званих «полярною хворобою».
2. Адаптація до дії високої температури
Висока температура може діяти на організм людини за різних ситуацій. Механізми адаптації спрямовані на збільшення тепловіддачі та зниження теплопродукції. В результаті температура тіла (хоч і підвищується) залишається в межах верхньої межі нормального діапазону. Прояви гіпертермії значною мірою визначаються температурою довкілля.
При підвищенні зовнішньої температури до +30-31С відбувається розширення артерій шкіри та посилення у ній кровотоку, збільшується температура поверхневих тканин. Ці зміни спрямовані на віддачу організмом надлишку тепла шляхом конвекції, теплопроводу та радіації, але в міру наростання температури навколишнього середовища ефективність цих механізмів тепловіддачі знижується.
При зовнішній температурі +32-33 °C і вище припиняються конвекція та радіація. Провідне значення набуває тепловіддача шляхом потовиділення та випаровування вологи з поверхні тіла та дихальних шляхів. Так, з 1 мл поту губиться приблизно 0,6 ккал тепла.
В органах та функціональних системах при гіпертермії відбуваються характерні зрушення. Потові залози секретують калікреїн. Це веде до утворення у крові каллідину, брадикініну та інших кінінів. Кінини, у свою чергу, забезпечують подвійні ефекти: розширення артеріол шкіри та підшкірної клітковини; потенціювання потовиділення. Ці ефекти кінінів значно збільшують тепловіддачу організму.
У зв'язку з активацією симпатоадреналової системи збільшується ЧСС та хвилинний викид серця.
Відбувається перерозподіл кровотоку з недостатнім розвитком його централізації.
Зазначається тенденція до підвищення артеріального тиску.
Надалі пристрій йде рахунок зниження теплопродукції і формування стійкого перерозподілу кровонаповнення судин. Надмірне потовиділення перетворюється на адекватне при високій температурі. Втрата з потом води та солей може компенсуватися питтям підсоленої води.
3. Адаптація до режиму рухової активності
Нерідко під впливом будь-яких вимог зовнішнього середовищарівень рухової активності змінюється у бік підвищення чи зниження.
3.1 Підвищена активність
Двигуна активність - основна властивість тварин і людини, невід'ємна частина життя та розвитку кожного організму. Протягом життя нерідко під впливом будь-яких вимог довкілля рівень рухової активності змінюється у його підвищення чи зниження.
Якщо людина змінює спосіб життя так, що його рухова активність за потребою стає високою, то її організм повинен пристосовуватися до нового стану. У цих випадках розвивається специфічна адаптація, що зводиться до перебудови м'язової тканини, точніше за її масу, відповідно до підвищеної функції.
У основі цього механізму лежить активація синтезу м'язових білків. Збільшення їхньої функції на одиницю маси тканини викликає зміну активності генетичного апарату, що призводить до збільшення числа рибосом та полісом, у яких відбувається синтез білків. Зрештою клітинні білки зростають обсягом і кількості, наростає маса м'язової тканини, тобто, виникає гіпертрофія. При цьому в мітохондріях м'язових клітин збільшується використання пірувату, що запобігає підвищенню вмісту лактату в крові та забезпечує мобілізацію та використання жирних кислот, а це, у свою чергу, призводить до підвищення працездатності. В результаті обсяг функції приходить у відповідність до обсягу структури органу, і організм в цілому стає адаптованим до навантаження даної величини. Якщо людина проводить посилене тренування обсягом, значно перевищує фізіологічний, то структура м'язів піддається особливо вираженим змін. Об `єм м'язових волоконзростає настільки, що кровопостачання не справляється із завданням настільки високого забезпечення м'язів. Це призводить до зворотного результату: енергетика м'язових скорочень слабшає. Таке явище вважатимуться дезадаптацією.
В цілому, добре дозовані м'язові навантаження сприяють підвищенню неспецифічної резистентності до дії різних факторів. Іноді людина та тварина бувають змушені адаптуватися і до зниженої рухової активності – гіпокінезії.
3.2 Знижена активність
Обмеження рухової активності живого організму називають гіпокінезією (синоном терміна «гіподинамія»).
Ступені гіпокінезії в природних умовах і досвіді можуть бути різними - від невеликого обмеження рухливості до майже повного її припинення. Повної гіпокінезії можна досягти лише використовуючи фармакологічні речовини типу міорелаксину.
Можна говорити про різні види гіпокінезії. До таких належать: відсутність необхідності руху; неможливість рухатися у зв'язку із специфікою зовнішніх умов; заборона рухів при режимі спокою у зв'язку із захворюванням; неможливість рухатися у зв'язку із захворюванням.
Прикладом гіпокінезії, пов'язаної з відсутністю необхідності рухової активності, є режим нашої повсякденному житті. Зрозуміло, йдеться про людей, які займаються розумовою працею, яка веде так званий «сидячий спосіб життя». Проте сучасна високорозвинена техніка, що використовується на виробництві, призводить до того, що робітники та селяни у процесі трудової діяльностідокладають дедалі менше фізичних зусиль, оскільки праця людини поступово замінюється роботою різних машин. Таким чином, науково-технічна революція несе з собою гіпокінезію, яка є негативним моментомв людини як біологічної системи.
Аварійна фаза адаптації до гіпокінезії відрізняється первісною мобілізацією реакцій, що компенсують нестачу рухових функцій.
У реакцію організму на гіпокінезію залучається насамперед нервова система з її рефлекторними механізмами. Взаємодіючи з гуморальними механізмами, нервова система організовує захисні реакції адаптації на дію гіпокінезії.
Дослідження показали, що до таких захисних реакцій відноситься збудження симпатоадреналової системи, пов'язане здебільшого з емоційною напругою при гіпокінезії. У другу чергу, захисні реакції включають гормони адаптації.
Симпатоадреналовая система обумовлює тимчасову часткову компенсацію порушень кровообігу як посилення серцевої діяльності, підвищення судинного тонусу і, отже, кров'яного тиску, посилення дихання (підвищення вентиляції легких). Виділення адреналіну та збудження симпатичної системи сприяють підвищенню рівня катаболізму в тканинах. Однак ці реакції короткочасні і швидко згасають при гіпокінезії, що триває.
Подальший розвиток гіпокінезії можна уявити так. Нерухомість сприяє насамперед зниження катаболічних процесів. Виділення енергії зменшується, і інтенсивність окисних реакцій стає незначною. Оскільки в крові знижується вміст вуглекислоти, молочної кислоти та інших продуктів метаболізму, які в нормі стимулюють дихання та кровообіг (інтенсивність діяльності серця, швидкість кровотоку та кров'яний тиск), то ці показники також знижуються. У людей у стані гіпокінезії зменшується вентиляція легень, падає частота серцевих скорочень, нижчим стає кров'яний тиск.
Якщо при цьому харчування залишається таким самим, як при активній діяльності, спостерігається позитивний баланс, накопичення в організмі жирів та вуглеводів. При гіпокінезії, що триває, таке перевищення асиміляції досить швидко призводить до ожиріння.
Характерним змінам піддається серцево-судинна система. Постійне недовантаження серця у зв'язку із зменшенням венозного повернення в праве передсердяспричиняє недоростяння його кров'ю, зменшення хвилинного об'єму. Серцевий м'яз починає працювати ослаблено. У волокнах серцевого м'яза знижується інтенсивність окисних реакцій, і це призводить до зміни типу атрофії (слово «атрофія» означає відсутність харчування). Зменшується маса м'язів, знижується їхній енергетичний потенціал, і, нарешті, виникають деструктивні зміни.
У дослідах на кроликах, які тривалий час діяли гіпокінезії, було встановлено, що серце піддослідного кролика зменшується в обсязі на 25% порівняно з серцем кролика з контрольної групи. Аналогічні результати було отримано Н.А. Агаджаняном (1962) у обстежуваних після 60-добового перебування в замкнутих камерах малого обсягу.
Зміни відбуваються й у судинній системі. В умовах гіпокінезії, коли викид крові із серця знижується, і кількість циркулюючої крові зменшується у зв'язку з її депонуванням та застоюванням у капілярах, тонус серця поступово послаблюється. Це знижує кров'яний тиск, що, у свою чергу, призводить до поганого постачання тканин киснем і падіння в них інтенсивності обмінних реакцій (порочне коло).
Застої крові в капілярах та ємнісному відділі судинного русла - дрібних венах - сприяють підвищенню проникності судинної стінки для води та електролітів та випотіванню їх у тканині. В результаті виникають набряки різних частин тіла. Ослаблення роботи серця є причиною підвищення тиску в системі порожніх вен, що, у свою чергу, до застою в печінці. Останнє сприяє зниженню її обмінної, бар'єрної та інших дуже важливих стану організму функцій. Крім того, поганий кровообіг у печінці викликає застій крові у басейні ворітної вени. Звідси підвищення тиску в капілярах кишкової стінки та зменшення всмоктування речовин із кишечника.
Погіршення умови кровообігу в системі травлення знижують інтенсивність соковиділення, внаслідок чого виникають розлади травлення. Зменшення кров'яного тиску та об'єму циркулюючої крові є причиною зниження сечоутворення у нирках. В організмі при цьому підвищується вміст залишкового азоту, що не виводиться із сечею.
4. Адаптація до гіпоксії
При виникненні кисневого голодування в організмі прокидається захисний механізм, який працює у напрямі ліквідації або зниженні гіпоксії.
Ці процеси з'являються вже в ранній стадії гіпоксії. Подібні адаптаційні механізми називаються екстреними. Якщо захворювання перетворюється на хронічну стадію, то процес пристосування органів до гіпоксії стає складнішим і тривалим.
Екстрена адаптація полягає у транспортуванні кисню та субстратів обміну речовин та включенні тканинного метаболізму.
Довготривала адаптація формується повільніше і включає коригування функцій легеневих альвеол, кровотоку легеневої вентиляції, компенсаторне збільшення міокарда, гіперплазію. кісткового мозкута накопичення гемоглобіну.
Класифікація гіпоксії.
За тривалістю та інтенсивністю перебігу виділяють функціональну, деструктивну та метаболічну гіпоксію.
Деструктивна гіпоксія є тяжкою формою і призводить до незворотних змін в організмі.
Функціональна гіпоксія виникає у разі порушення гемодинаміки, тобто. в результаті порушення кровотоку з різних причин, наприклад, при переохолодженні, травмах, опіках та ін.
Метаболічна гіпоксія розвивається як наслідок порушення постачання киснем тканин. У цьому відбувається зміна обмінних процесів.
І функціональна та метаболічна гіпоксія мають оборотний характер. Це означає, що після проведення необхідного лікування або зміни факторів, що примушують до гіпоксії, всі процеси в організмі відновлюються.
З причин виникнення гіпоксія поділяється на:
Екзогенну гіпоксію, що залежить від парціального тискукисню. До такого виду відноситься висотна гіпоксія, що розвивається за низького атмосферному тиску, наприклад, у горах. Висотна гіпоксія може виникнути в замкнутому просторі - шахті, ліфті, підводному човні та ін. Причинами висотної гіпоксії є зниження вмісту в крові кисню та вуглекислого газу СО2, що призводять до посилення частоти та глибини зітхання.
- респіраторну гіпоксію, що виникає на тлі дихальної недостатності.
- Гістотоксичну гіпоксію, зумовлену неправильним використанням тканинами кисню.
- гемічну, що виникає при анемії та пригніченні гемоглобіну чадним газом або окислювачами.
- циркуляційну гіпоксію, що розвивається при недостатності кровообігу у супроводі артеріовенозної відмінності за киснем.
- перевантажувальну, причиною розвитку якої є напади епілепсії, навантаження від важкої роботи та ін.
Техногенні гіпоксії виникають за постійного перебування людини в екологічно незадовільному середовищі.
Часто зустрічаються в медичній практиці гіпоксії головного мозку та гіпоксії новонароджених.
Гіпоксія головного мозку порушує діяльність всього організму і насамперед центральної нервової системи.
Гіпоксія у новонароджених зустрічається досить часто в акушерській та гінекологічній практиці та має серйозні наслідки. Основними причинами хронічної гіпоксії плода є такі захворювання матері як цукровий діабет, анемія, професійна інтоксикація, порки серця та ін.
До причин хронічної гіпоксії плода відносять ускладнену вагітність, спричинену розладом матково-плацентарного кровообігу. Крім того, патологічний розвиток плода у вигляді гіпотрофії, резус-конфлікту, інфікування плода при прориві захисних бар'єрів та багатоплідність також можуть бути причинами хронічної гіпоксії плода.
Ознаки гіпоксії.
Симптоми кисневого голодування виражаються постійною втомою та депресією, що супроводжуються безсонням.
Відзначається погіршення слуху та зору, з'являються головні болі та біль у грудях. На електрокардіограмі виявляється синусова аритмія. Пацієнти відчувають перепочинок, нудоту та дезорієнтацію у просторі. Дихання може бути важким та глибоким.
У початковій стадії розвитку гіпоксії головного мозку ознаки її виражаються високою енергійністю, що минає в ейфорію. Втрачається самоконтроль за руховою діяльністю. Ознаки гіпоксії мозку можуть проявлятися хиткою ходою, серцебиттям, блідістю, що межує з синюшністю, або навпаки шкіра стає темно-червоною.
Крім загальних для всіх, ознаки гіпоксії головного мозку, у міру прогресування захворювання, виражаються непритомністю, набряком головного мозку, відсутністю шкірної чутливості. Нерідко такий стан завершується комою з летальним кінцем.
Будь-який вид гіпоксії потребує негайного лікування, що базується на ліквідації її причини.
температура адаптація гіпоксія невагомість
5. Адаптація до невагомості
Умови невагомості – це найбільш неадекватні для організму.
Людина народжується, росте та розвивається лише під дією сил земного тяжіння. Сила тяжіння формує топографію функцій скелетної мускулатури та гравітаційні рефлекси, а також координовану м'язову роботу.
Вегетативне забезпечення м'язової активності також залежить від сили гравітації. Зокрема, кровообіг побудований на факторі сили тяжіння. Сила тяжіння сприяє току крові за артеріями, але перешкоджає току крові за венами, у зв'язку з чим у організмі розвиваються механізми, що сприяють венозному кровотоку.
За зміни гравітації в організмі спостерігаються різні зміни, що визначаються усуненням гідростатичного тиску та перерозподілом рідких середовищ організму, усуненням гравітаційно-залежної деформації та механічної напруги структур тіла, а також зниженням функціонального навантаження на опорно-руховий апарат, усуненням опори, зміною біомеханіки рухів.
Коли при космічному польоті людина потрапляє до умов невагомості, це різко порушує як соматичну діяльність, так і роботу внутрішніх органів. Екстеро- та інтерорецептори починають сигналізувати про незвичайний стан скелетної мускулатури та всіх внутрішніх органів.
Під впливом такої незвичайної імпульсації у фазу гострої адаптації відзначається високий рівень дезорганізації рухової активності та роботи внутрішніх органів.
Дезорганізація функцій є глибокою і має тенденцію прогресувати. Вона характеризується зміною регіонального статусу судинної системи. В результаті в гострий період адаптації відзначається приплив крові до голови. Цілий ряд вестибулярних розладів, зміна обміну речовин, що проявляється у зниженні рівня енергетичного обміну.
У важких умовах відзначають порушення мінерального, зокрема кальцієвого обміну, що залежить від рухової активності за умов недовантажень кісткової системи кінцівок, особливо нижніх. Очевидно, негативний баланс іонів Са2+ за умов космічних польотів може бути пов'язаний і з ендокринними зрушеннями. Змінюється як координація рухів, і навіть почерк. В експериментах було виявлено порушення структури передніх рогів сірої речовини спинного мозку, показано також зниження стійкості фізіологічних системза умов фізичних навантажень. Адаптація у умовах можлива лише за кардинальної перебудові управляючих механізмів центральної нервової системи, формуванні функціональних систем при обов'язковому використанні комплексу технічних і тренувальних захисних заходів. Необхідно застосовувати різні штучні способи життєзабезпечення у такій незвичайній та неадекватній для організму ситуації.
В результаті формується гіпогравітаційний руховий синдром, який включає зміни: 1) сенсорних систем; 2) моторного контролю; 3) функції м'язів; 4) гемодинаміки.
1) Зміни роботи сенсорних систем:
- Зниження рівня опорної аферентації;
- зниження рівня пропріоцептивної активності;
- Зміна функції вестибулярного апарату;
- Зміна аферентного забезпечення рухових реакцій;
- розлад всіх форм зорового стеження;
- функціональні зміни у діяльності отолітового апарату при зміні положення голови та дії лінійних прискорень.
2) Зміна моторного контролю:
- сенсорна та моторна атаксія;
- спинальна гіперрефлексія;
- Зміна стратегії управління рухами;
- Підвищення тонусу м'язів-згиначів.
3) Зміна функціонування м'язів:
- Зниження швидкісно-силових властивостей;
- Атонія;
- атрофія, зміна комбінації м'язових волокон.
4) Гемодинамічні порушення:
- Збільшення серцевого викиду;
- зниження секреції вазопресину та реніну;
- збільшення секреції натрійуретичного фактора;
- Збільшення ниркового кровотоку;
- Зменшення обсягу плазми крові.
Можливість істинної адаптації до невагомості, коли відбувається перебудова системи регулювання, адекватна існуваннюЗемля, гіпотетична і вимагає наукового підтвердження.
Список літератури
2. Григор'єв А. І. Екологія людини. - М: ГЕОТАР-Медіа,2008. – 240 с.
3. Агаджанян Н.А., Тель Л.З., Циркін В.І., Чеснокова С.А. Фізіологія людини. – М,: Медична книга, 2009. – 526 с.
4. Н.А. Агаджанян, А. І. Воложин, Є.В. Євстаф'єва. Екологія людини та концепція виживання. - М: ГОУ ВУНМЦ МОЗ РФ, 2001. - 240 с.
5. Л.І. Цвєткова, М.І. Алексєєв та ін; За ред. Л.І. Цвєткова Екологія: Підручник для технічних вузів. - М: Изд-во АСВ; СПб.: Хіміздат, 1999. – 488 с.
6. Корміліцин В.І., Ціцкішвілі М.С., Яламов Ю.І. Основи екології: Навчальний посібник/ - М: МПУ, 1997. 1 - 368 с.
7. Захаров В.Б., Мамонтов С.Г., Сивоглазов В.І. «Біологія: загальні закономірності»: Підручник для 10 – 11 кл. загальноосвітніх навчальних закладів - М: Школа-Прес, 1996. - 625 с.
Розміщено на Allbest.ru
Подібні документи
Людина як гомойотермний організм. Поняття пойкілотермних та гомойотермних організмів. Температура тіла. Загальна характеристикамеханізму терморегуляції організму Температурні рецептори людини. Сутність температурної адаптації тіла.
реферат, доданий 19.12.2011
"Стресс" та неспецифічні реакції організму на середовищні впливи. Основні положення теорії адаптації Сельє-Меєрсон. Основні положення сучасної теоріїадаптації. Теорія функціональних систем П. К. Анохіна. Фізіологічні засади тренованості.
курсова робота , доданий 03.03.2002
Виявлення динаміки показників стану серцево-судинної системи та розумової працездатності школярів п'ятих класів протягом учбового року. Адаптація як основна передумова до успішної взаємодії організму учнів із навколишнім середовищем.
дипломна робота , доданий 02.02.2018
Оцінка стану природних пристосувальних та захисних механізмів, що становлять біологічну спадщину людей, її значення у процесі екологічної адаптації людини. Класифікація факторів космічного польоту та його вплив на організм людини.
реферат, доданий 19.03.2012
Основи теорії адаптації та спортивне тренування, фізіологічні зміни в організмі під впливом фізичних навантажень. Фізіологічні зміни у серцево-судинній системі. Фізіологічні зміни у нервовій системі.
курсова робота , доданий 14.04.2003
Біоекономічний підхід до вивчення проблеми екстремального стануорганізм людини. Клінічний приклад розбалансування, невпорядкованості енергоємних метаболічних процесів, що забезпечують функціональний сплеск механізмів термінової адаптації.
реферат, доданий 03.09.2009
Компенсаторно-пристосувальні реакції та адаптація. Підсумок адаптації – переклад функціональних систем реагування на оптимальний організаційний рівень. Розкриття понять "напруга" та "втома". Чинники, що впливають тенденцію розвитку передхвороби.
контрольна робота , доданий 16.10.2011
Загальні закономірності функціонування клітин, органів, систем та цілісного організму (фізіологічний спокій, збудження, гальмування та регулювання). Гомеостаз та адаптація. Методи дослідження у фізіології. Принципи оцінки життєдіяльності людини.
презентація , доданий 07.06.2015
Особливості механізмів адаптації новонародженої дитини до умов позаутробного життя. Принципи роботи медичної сестри у виявленні прикордонних станів новонародженої дитини. Основні моменти надання допомоги новонародженим у разі порушення адаптації.
презентація , додано 09.04.2014
Поняття, класифікація, характеристика гіпоксій. Адаптивні реакції та механізми довготривалої адаптації до гіпоксії. Порушення обміну речовин, функцій органів та тканин при гіпоксії. Профілактика та терапія гіпоксії. Токсичні дії надлишку кисню.
Адаптація людини до нового йому середовищі – складний соціально-біологічний процес, основу якого зміна систем та функцій організму, і навіть звичного поведінки. Під адаптацією людини розуміються пристосувальні реакції його організму на фактори середовища, що змінюються. Адаптація проявляється на різних рівнях організації живої матерії: від молекулярної до біоценотичної. Адаптація розвивається під впливом трьох факторів: спадковість, мінливість, природний/штучний відбір. Існує три основні шляхи пристосування організмів до довкілля: активний шлях, пасивний шлях і уникнення несприятливих впливів.
Активний шлях- Посилення опірності, розвиток регуляторних процесів, що дозволяють здійснювати всі життєві функції організму, незважаючи на відхилення фактора середовища від оптимуму. Наприклад, підтримка постійної температури тіла у теплокровних (птах, людини), оптимальної для протікання біохімічних процесів у клітинах.
Пасивний шлях- Підпорядкування життєвих функцій організму зміні факторів середовища. Наприклад, перехлд за несприятливих умов середовища у стан анабіозу (прихованого життя), коли обмін речовин в організмі практично повністю зупиняється (зимовий спокій рослин, збереження насіння та спор у ґрунті, заціпеніння комах, сплячка тощо).
Уникнення несприятливих умов- Вироблення організмом таких життєвих циклів і поведінки, які дозволяють уникнути несприятливих впливів. Наприклад, сезонні міграції тварин.
Зазвичай пристосування виду до середовища проходить тим чи іншим поєднанням трьох можливих шляхів адаптації.
Адаптації можна поділити на три основні іпи: морфологічні, фізіологічні, етологічні.
Морфологічні адаптації- Зміни в будові організму (наприклад, видозміна листа в колючку у кактусів для зниження втрат води, яскраве забарвлення кольорів для залучення запилювачів та ін). Морфологічні адаптації тварин призводять до утворення певних життєвих форм.
Фізіологічні адаптації– зміни у фізіології організму (наприклад, здатність верблюда забезпечувати організм вологою шляхом окислення запасів жиру, наявність целлюлозоразрушающих ферментів у целлюлозоразрушающих бактерій та інших.).
Етологічні (поведінкові) адаптації- Зміни в поведінці (наприклад, сезонні міграції ссавців і птахів, впадання в сплячку в зимовий період, шлюбні ігри у птахів і ссавців у період розмноження та ін). Етологічні адаптації характерні для тварин.
Живі організми добре пристосовані до періодичних факторів. Неперіодичні фактори можуть спричинити хвороби і навіть смерть живого організму. Людина використовує це, застосовуючи антибіотики та інші неперіодичні фактори. Однак тривалість їх впливу також може викликати адаптацію.
Середовище надає величезний вплив на людину. У зв'язку з цим дедалі більшої актуальності набуває проблема адаптації людини до свого середовища. У соціальній екології цій проблемі надається першорядне значення. У той самий час адаптація – це початковий етап, у якому переважають реактивні форми поведінки людини. Людина не зупиняється цьому етапі. Він виявляє фізичну, інтелектуальну, моральну, духовну активність, перетворює (на гірший чи гірший бік) своє середовище.
Адаптація людини поділяється на генотипічну та фенотипічну. Генотипічна адаптація: людина поза своєю свідомістю може пристосуватися до умов середовища (перепадів температури, смаку їжі і т. д.), тобто, якщо механізми адаптації закладені вже в генах. Під фенотипічною адаптацією розуміється включення свідомості, своїх особистісних якостейлюдини, щоб пристосуватися до нового середовища, зберегти в нових умовах рівновагу.
До основних видів адаптації відносять фізіологічну, адаптацію до діяльності, адаптацію до соціуму. Зупинимося на фізіологічній адаптації. Під фізіологічною адаптацією людини розуміється процес підтримки функціонального стану організму загалом, забезпечуючи його збереження, розвиток, працездатність, максимальну тривалість життя. Велике значення у фізіологічній адаптації надається акліматизації та акліматизації. Зрозуміло, що життя людини на Крайній Півночі відрізняється від її життя на екваторі, тому що це різні кліматичні зони. Причому житель півдня, проживши певний час на півночі, адаптується до нього і може жити там постійно і, навпаки. Акліматація – це початковий, терміновий етап акліматизації за зміни клімато-географічних умов. У деяких випадках синонімом фізіологічної адаптації є акліматизація, тобто пристосування рослин, тварин та людини до нових для них кліматичних умов. Фізіологічна акліматизація настає, коли в людини за допомогою пристосувальних реакцій підвищується працездатність, покращується самопочуття, яке може різко погіршитися в період акліматизації. При зміні нових умов старими організм може повернутися до колишнього стану. Подібні зміни і називаються акліматизацією. Ті ж зміни, які в процесі пристосування до нового середовища перейшли в генотип і передаються у спадок, називають адаптивними.
Адаптація організму до умов проживання (місту, селу, іншій місцевості). не обмежується лише кліматичними умовами. Людина може жити у місті та в селі. Дуже багато хто віддає перевагу мегаполісу з його шумом, забрудненістю, шаленим ритмом життя. Об'єктивно жити у селі, де чисте повітря, спокійний розмірений ритм, сприятливіше для людей.
До цієї ж сфери адаптації належить переїзд, наприклад, в іншу країну. Одні швидко адаптуються, долають мовний бар'єр, знаходять собі роботу, інші – насилу, треті, зовні адаптувавшись, відчувають почуття, яке називається ностальгією.
Можна виділити адаптацію до діяльності. Різні видидіяльності людини пред'являють різні вимоги до особистості (одні вимагають посидючості, старанності, пунктуальності, інші – швидкості реакції, вміння самостійно приймати рішення тощо). Однак з тими та іншими видами діяльності людина може впоратися доволі успішно. Є діяльність, яка протипоказана людині, але вона її може виконувати, оскільки спрацьовують механізми адаптації, що називається виробленням індивідуального стилю діяльності.
Особливо слід зупинитися на адаптації до соціуму, інших людей, колективу. Людина може пристосуватися до групи, засвоївши її норми, правила поведінки, цінності тощо. буд. Як механізми адаптації тут виступають навіювання, толерантність, конформність як форми підпорядкованого поведінки, з другого – вміння знайти своє місце, знайти обличчя, проявити рішучість.
Можна говорити про адаптацію до духовних цінностей, до речей, станів, наприклад, до стресових, і до іншого. У 1936 році канадський фізіолог Сельє опублікував повідомлення «Синдром, викликаний різними елементами, що ушкоджують», в якому описав явище стресу – загальної неспецифічної реакції організму, спрямованої на мобілізацію його захисних сил при дії дратівливих факторів. У розвитку стресу було виділено 3 стадії: 1. стадія тривоги, 2. стадія опору, 3. стадія виснаження. Г. Сельє була сформульована теорія «Загального адаптаційного синдрому» (ОАС) та адаптивних хвороб, як наслідок адаптаційної реакції, згідно з якою ОАС проявляється щоразу, коли людина відчуває небезпеку для себе. Видимими причинами стресу можуть бути травми, післяопераційні стани і т.д., зміни абіотичних та біотичних факторів середовища. В останні десятиліття значно зросла кількість антропогенних факторів середовища, що мають високий стресогенний ефект (хімічне забруднення, радіація, вплив комп'ютерів при систематичній роботі з ними і т. д.). До стресорних факторів середовища слід віднести і негативні зміни сучасному суспільстві: підвищення , зміна співвідношення міського та сільського населення, зростання безробіття, злочинність.
Окремим випадком криптичного забарвлення є забарвлення за принципом протитіні. У водних організміввона проявляється найчастіше, т.к. світло в водному середовищіпадає лише зверху. Принцип протитіні передбачає більш темне забарвлення верхньої частини тіла і світлішу - нижню (на неї падає тінь).
Розчленовує забарвлення Розчленовує забарвлення також є окремим випадком покровительственного забарвлення, хоча й використовується дещо інша стратегія. І тут на тілі є яскраві, контрастні смуги чи плями. Здалеку хижакові дуже важко розрізнити межі тіла потенційної жертви.
Такий вид захисного забарвлення притаманний захищеним тваринам (як, наприклад, цьому голожаберному молюску, що використовує для захисту від ворогів азотну кислоту). Отрута, жало або інші способи захисту роблять тварину неїстівною для хижака, а забарвлення служить для того, щоб вид об'єкта зберігся в пам'яті хижака у поєднанні з тими неприємними відчуттями, які він відчув при спробі з'їсти тварину.
Погрозливе забарвлення На відміну від застережливого забарвлення, загрозливе забарвлення притаманне незахищеним, їстівним з погляду хижака організмам. Це забарвлення не видно весь час, на відміну від застережливого, воно раптово демонструється хижакові, що атакує, з метою дезорієнтувати його. Вважається, що «очі» на крилах багатьох метеликів є саме для цієї мети.
Мімікрія Під терміном «мімікрія» об'єднується цілий ряд різних форм захисних забарвлень, загальним для яких є схожість, організмів, наслідування за забарвленням одних істот іншим. 4 Класична мімікрія, або мімікрія Бейтса - наслідування незахищеного організму захищеному; 4 Мімікрія Мюллера 4 Мімікрія Мюллера - подібне забарвлення («реклама») у ряду видів захищених організмів; 4 Мімезія 4 Мімезія - наслідування неживих предметів; 4 Колективна мімікрія 4 Колективна мімікрія – створення загального образу групою організмів; 4 Агресивна мімікрія 4 Агресивна мімікрія – елементи наслідування у хижака з метою залучення жертви.
Класична мімікрія, або мімікрія Бейтса (бейтсовська мімікрія) Незахищений (вже - їстівний) організм наслідує забарвлення захищеного (їстівного). Таким чином, імітатором експлуатується стереотип, сформований у пам'яті хижака контактом з моделлю (захищеним організмом). На фотографії - муха-журчалка, що наслідує за забарвленням і формою тіла осі.
Мімікрія Мюллера (мюллерівська мімікрія) У цьому випадку ряд захищених, неїстівних видівмають подібне забарвлення («одна реклама усім»). Таким чином досягається наступний ефект: з одного боку, хижакові не треба пробувати по одному організму кожного виду, загальний образ однієї помилково з'їденої тварини буде досить міцно відбитим. З іншого боку, хижакові не доведеться запам'ятовувати десятки різних варіантів яскравого застереження. різних видів. Приклад - подібне забарвлення низки видів загону перетинчастокрилих.
Агресивна мімікрія При агресивній мімікрії хижак має пристосування, що дозволяють йому залучати потенційну жертву. Прикладом може бути риба-клоун, у якої на голові є вирости, що нагадують черв'ячків, і до того ж здатні рухатися. Сама раби лежить на дні (у неї чудове криптичне забарвлення!) І очікує наближення жертви, зайнятої пошуком їжі.
Відносний характер пристосованості Кожна з наведених захисних забарвлень адаптивна, тобто. корисна для організмів лише в певних умовдовкілля. При зміні цих умов (наприклад, кольору фону для покровительственного забарвлення) вона може навіть стати дезадаптивним, шкідливим. Подумайте, у яких ситуаціях виявиться відносний характерпристосованості при: 4п4застережливому забарвленні; 4м4мімікріі Бейтса; 4к4колективної мімікрії?
- Офіційна чи альтернативна ліквідація: що вибрати Юридичний супровід ліквідації фірми - ціна наших послуг нижча, ніж можливі втрати
- Хто може бути членом ліквідаційної комісії Ліквідатор чи ліквідаційна комісія у чому різниця
- Заставний кредитор у справі про банкрутство – чи завжди добрі привілеї?
- Праця контрактного керуючого буде законно оплачуватись Працівник відмовляється від запропонованого суміщення