big-archive.ru

Большой информационный архив

                       

Общее влияние тепла и холода на живые системы

Температурный диапазон, на фоне которого проходит жизнь в естественных условиях существования, довольно широк. Не будет преувеличением, если определить его примерно в 100° С, при диапазоне температур от —50° С до +50° С. Низкие температуры довольно обычны в условиях Арктики. Высокие температуры свойственны жарким пустыням тропических областей.

Кроме того, для многих континентальных областей (Сибирь, Центральная Азия) характерны огромные колебания температур среды в течение суток — от минусовых до высоких. Здесь адаптивные изменения в организме чрезвычайно сложны, и их изучение представляет особенный интерес для понимания законов термической адаптации. Однако все эти условия не только совместимы с жизнью низших и высших организмов, но, что особенно важно, температура тела млекопитающих и птиц поддерживается на почти постоянном уровне, несмотря на большие колебания температуры внешней среды.

Это оказывается возможным благодаря сочетанию физиологических и морфологических адаптации: тканевых, адаптации поверхности тела (относительной к весу величины) организмов, изменения теплопродукции, теплоотдачи (сосудистой терморегуляции, оперения, шерстного покрова, теплоотдачи дыханием), поведения (изменения позы, суточной (циркадной) активности, постройки нор и убежищ, скучивания организмов, миграций и кочевки).

У пойкилотермных животных огромное значение имеют адаптации ферментных систем, обеспечивающие протекание жизненных процессов в условиях экстремальных температур.

В основе реакции живых систем на изменения температуры внешней среды лежит изменение скорости химических реакций под влиянием охлаждения и нагревания. Охлаждение приводит к уменьшению энергии превращения веществ, к снижению обмена веществ и понижению скорости многих ферментных реакций. Для каждого фермента в организме имеется свой температурный оптимум— температура, выше и ниже которой скорость синтеза веществ или их расщепления снижается. Высокие температуры также ограничивают ферментные реакции и тем самым приводят организм в состояние теплового окоченения и далее к гибели. Собственно говоря, ограничение жизнедеятельности организма при охлаждении сводится не к угнетению отдельных его систем, а включает угнетение двигательной активности животного, что приводит в известных пределах к состоянию, известному как холодовое оцепенение. Такие отношения существуют у пойкилотермных организмов или у гомойотермных с выключенным аппаратом терморегуляции (например, в состоянии зимней или летней спячки, гипотермии или фармакологического выключения терморегуляции).

Регулирование тепла в организме (отдельные элементы которого имеют место и в пойкилотермном организме) не только сильно расширяет температурный диапазон высокого уровня жизнедеятельности организма, но и обеспечивает далеко идущее постоянство этого уровня. Поэтому температурные адаптации гомойотермных организмов, сохраняя некоторые элементы, свойственные пойкилотермным (например адаптации активности ферментов, использование радиационных потерь тепла, испарения с поверхности кожи и слизистых и др.), коренным образом различаются. Здесь в основе поддержания теплового баланса лежат соотношения продукции тепла и потери — отдачи его в окружающую среду. Соотношение скорости продукции и отдачи тепла создает условия для поддержания термического гомеостазиса — поддержания постоянной температуры тела. Это же постоянство является непременным условием нормальной деятельности большинства систем организма высших позвоночных — млекопитающих и птиц, особенно деятельности их центральной нервной системы, достигающей высокого уровня развития. Следовательно, и холод и тепло действуют на организм гомойотермного животного не непосредственно, угнетая или возбуждая клеточные и тканевые элементы, а опосредованно, через нервную систему, гормональный аппарат, т. е. через аппарат терморегуляции.

 

Предыдущая глава ::: К содержанию ::: Следующая глава

 

                       

  Рейтинг@Mail.ru    

Внимание! При копировании материалов ссылка на авторов книги обязательна.