Адаптация и гомеостаз – —

spravochnick.ru

Гомеостаз и адаптация — доклад

[править]Адаптация, как адаптационный ответ

Адаптация, как адаптационный ответ, может осуществляться на различных уровнях:

1. на уровне клетки в виде функциональных или морфологических изменений;
2. на уровне органа или группы клеток, имеющих одинаковую функцию;
3. на уровне организма как морфологического так и функционального целого, представляющего собой совокупность всех физиологических функций, направленных на сохранение витальных функций и самой жизни.

С учетом этого H. Hensel выделяет различные уровни адаптационных процессов ^[3]:

1. привыкание — начальный процесс адаптации под влиянием кратковременного воздействия стрессора,
2. функциональную адаптацию — продолжительное состояние, возникающее под влиянием определенных раздражителей, приводящих к физиологическим изменениям гомеостаза человека,
3. трофо-пластическую адаптацию — дальнейшая ступень адаптационных процессов, не принадлежит к терапевтической области реабилитационной медицины, так как при ней наступают морфологические изменения органов и систем человеческого организма.

Главное содержание адаптации, по мнению Т. Пилат, — это внутренние процессы в системе, которые обеспечивают сохранение её внешних функций по отношению к среде. Если структура системы обеспечивает ей нормальное функционирование в данных условиях среды, то такую систему следует считать адаптированной к этим условиям. На этой стадии устанавливается динамическое равновесие, при котором происходит изменение физиологических показателей в границах нормы. Организм клинически здорового человека с высокими адаптивными способностями обладает значительным потенциалом саморегуляции и самовосстановления. Для поддержания здоровья ему достаточно вести здоровый образ жизни, соблюдать принципы сбалансированного питания ^[4].

При этом, по мнению Ю. Малова, здоровье или норма — состояние относительно стабильное, но оно не может сохраняться в течение всей жизни, ибо в природе не существует абсолютно адаптированных к данной среде индивидов. Длительное пребывание в одних и тех же условиях всё же рано или поздно приведет к развитию какой-либо болезни, которая является механизмом элиминации индивида ^[5].

[править]История представлений об адаптации в биологии и медицине

«Биологическая адаптивность и  есть жизнь». Ганс Селье

[править]В философских предпосылках

В античности Фалес Милетский, Парменид, Демокрит, Гиппократ, Платон, Аристотель, Плутарх, Гален, Флавий Ренат Вегеций, а также позже Авиценна в том или ином виде замечали и указывали, что заболевания, поведение и некоторые другие виды психической деятельности зависят от внешних факторов, внешней среды окружающей человека.

Парацельс — считал, что все органические функции вызваны действием единого универсального «жизненного принципа». Если деятельность «жизненного принципа» внутри формы происходит нормальным и регулярным образом, который не нарушают никакие препятствия (в том числе и внешние), такое состояние называется здоровьем. Если же его деятельность по какой-либо причине нарушается или если он действует ненормально или нерегулярно, такое состояние называется болезнью.

Мишель Монтень писал: «Мы знаем по опыту, что на нас оказывает влияние воздух, климат, земля того места, где мы родились; причем они влияют не только на цвет нашей кожи, на наш рост, телосложение и осанку, но и на наши душевные качества. Люди меняют свой нрав, если их переселить в другое место, совершенно так же, как и деревья» ^[6].

[править]В теориях эволюции

Основная статья: Адаптация (теории эволюции)

Тем не менее, научное обоснование  идей адаптации разрабатывалось  медленнее, чем философские воззрения  и эмпирические знания на этот счёт и кардинально не менялось практически  до 1809 года, когда французский естествоиспытатель Жан Батист Ламарк создал первое целостное учение об эволюции живой природы, основные идеи которого были изложены в «Философии зоологии».

На основе законов Ламарка сложилось  направление, обычно называемое ламаркизмом  или неоламаркизмом, а более точно  эктогенезом — эктос — внешний (греч.), эктогенез — эволюция под действием внешних сил. В рамках этого направления эволюция рассматривалась как адаптивный процесс, основанный на всеобщем свойстве живых существ — «наследовании благоприобретённых свойств» (признаков). Следовательно, приспособленность рассматривалась как причина, а не результат эволюции. Единицей эволюции в рамках эктогенеза, является потомство родителей, которые передали своим потомкам результаты «упражнения или неупражнения органов», то есть череда поколений.

Дальнейшее развитие вопросы влияния  внешней среды на человека получили в трудах английского естествоиспытателя, создателя теории эволюции Чарльза Роберта Дарвина. В 1859 году он выпустил книгу «Происхождение видов путём естественного отбора или сохранение благоприятствуемых пород в борьбе за жизнь», в которой было показано, как развивались все виды живого, согласно выдвинутому им положению о «выживании наиболее приспособленных».

Дарвин рассматривал приспособление (адаптацию) лишь в качестве средства для выживания. Согласно дарвинизму, эволюция представляет собой процесс  адаптации организмов к условиям окружающей среды, причем приспособленность  организмов является результатом эволюции.

[править]В физиологии

Основная статья: Адаптация (физиология)

Во многом идеи К. Бернара получили продолжение в работах физиолога Ивана Петровича Павлова и американского ученого Уолтера Брейдфорда Кеннона.

Уолтер Кеннон, ввел в 1929 году в физиологию понятие гомеостаз считая, что постоянство внутренней среды организма поддерживается благодаря симпатической нервной системе и гормонам.

Категория поведения как особой формы саморегуляции жизни складывалась у И. П. Павлова (по образцу учения К. Бернара о гомеостазе), то есть об основных константах (давлении, температуре и др.), которые удерживают эту систему в стабильном состоянии в крайне неустойчивой внутренней среде. И. П. Павлов применил эту идею к взаимоотношениям организма с ещё более неустойчивой, непредсказуемой средой — внешней. Открытые им условно-рефлекторные механизмы служили достижению «уравновешивания» организма с этой средой.

Павловская трактовка рефлекса также имела четко выраженную гомеостатическую направленность и  во многом базировалась на биодетерминизме К. Бернара, но не ограничивалась идеями гомеостаза. Известный американский физиолог Ч. Брукс отмечал: «Понятие об условном рефлексе предполагает появление длительных адаптивных изменений и даже включенность вегетативной системы» ^[7].

[править]Связь с условным рефлексом

Условный рефлекс в трактовке И. П. Павлова, в первую очередь, — реакция адаптивного характера. И. П. Павлов уже в 1903 году в своей программной речи «Экспериментальная психология и психопатология на животных», на Международном медицинском конгрессе в Мадриде, впервые оповестил об открытии условных рефлексов, представив их как воплощение общебиологического закона приспособления организма к среде. В этом феномене, подчеркивал он, нет «ничего… кроме точной связи элементов сложной системы между собой и всего их комплекса с окружающей обстановкой». Он говорил тогда же: «К сожалению, мы не имеем до сих пор чисто научного термина для обозначения этого основного принципа организма — внутренней и внешней уравновешенности его» ^[8]. Через несколько десятков лет У. Кеннон изобрел этот термин, назвав «уравновешенность» гомеостазом. «Как часть природы, каждый животный организм представляет собою сложную обособленную систему, внутренние силы которой каждый момент, покуда она существует, как таковая, уравновешиваются с внешними силами окружающей среды. Чем сложнее организм, тем тоньше, многочисленнее и разнообразнее элементы уравновешивания. Для этого служат анализаторы и механизмы как постоянных, так и временных связей, устанавливающие точнейшие соотношения между мельчайшими элементами внешнего мира и тончайшими реакциями животного организма. Таким образом, вся жизнь от простейших до сложнейших организмов, включая, конечно, и человека, есть длинный ряд все усложняющихся до высочайшей степени уравновешиваний внешней среды» ^[9].

И. П. Павлов и У. Кеннон, в своих работах переходили к поведению целостного организма, то есть к особому типу его взаимодействия со средой. Ведь и условные рефлексы, и эмоции страха и ярости, ставшие (наряду с болью и голодом) главным объектом направления кенноновских исследований, выступают в качестве реакций, которые носят особый интегральный характер. Они даны в системе «организм — среда» и не могут быть объяснены вне её. Это не значит, что великий принцип единства организма и среды действует в полную силу лишь с переходом к условнорефлекторным и эмоциональным регуляциям. Речь идет о различных формах реализации этого принципа. Он выступает на многих уровнях: молекулярном, энергетическом, химическом, а также на уровнях функционирования различных физиологических и психологических систем. В условном рефлексе как поведенческом акте задействован физиологический механизм (по И. П. Павлову — кора и ближайшая к ней подкорка), но он становится поведенческим только тогда, когда в нём представлены условия среды в виде различаемых мозгом внешних (средовых) раздражителей, играющих роль сигналов.

Множество операций, проведенных в  кенноновской школе над животными, доказали, что внешне наблюдаемые признаки поведения, которые можно назвать эмоциональными, порождаются глубинными сдвигами в нейрогуморальных процессах. Эти сдвиги готовят организм к критическим ситуациям, которые требуют повышенной траты энергии, снятия усталости, предотвращения кровопотери и т. п. На одном из докладов о своих открытиях У. Кеннон сообщил, что благодаря выбрасываемому в кровь при сильных эмоциях адреналину в числе других его «мобилизационных» эффектов происходит увеличение в крови поступающего к мышцам сахара.

У. Кеннон в поисках нового языка для обсуждения эмоционального поведения нашёл его у И. П. Павлова. Поведение трактуется им в терминах рефлексов — безусловных и условных. Главная эмоция для У. Кеннона отныне не что иное, как безусловный рефлекс. Картина поведения таламического, лишенного высших нервных центров, животного свидетельствует, согласно У. Кеннону, в пользу положения о том, что эмоция в её внешнем выражении является сложным безусловным рефлексом. Кеннон писал: «Жизнь избегает грубых аритмичных, неуправляемых взрывов. Небольшие изменения, маленькие химические реакции при умеренной температуре дают организму сопротивляемость крепче стали и направляются с точностью и тонкостью, не свойственной технике термитов. В этом «великая мудрость организма» ^[10].

[править]Саморегуляция

И. П. Павлов в общей форме выдвинул принцип саморегуляции при исследовании деятельности сердца и кровообращения, а позднее распространил его на деятельность организма в целом. В работе «Ответ физиолога психологам» (1951) он отметил: «Человек есть, конечно, система (грубо говоря, — машина), как и всякая другая в природе, подчиняющаяся неизбежным и единым для всей природы законам, но система, в горизонте нашего современного видения, единственная по высочайшему саморегулированию…». Помимо учения о высшей нервной деятельности, определившего «принцип нервизма» Павлов обратил внимание на ферменты назвав их «возбудителями жизни». По представлению И. П. Павлова (1949) «… животный организм как система существует среди окружающей природы только благодаря непрерывному уравновешиванию этой системы на падающие на нее из вне раздражения» ^[11].

Таким образом, английская мысль внесла идею адаптации к среде внешней, как задаче, непрерывно решаемой организмом, французская мысль — идею саморегуляции процессов в этом организме, а русская — категорию поведения как особой формы саморегуляции жизни, что прекратило длившиеся многие годы прошлого столетия споры между «нервистами» и «гуморалистами», представляющие ныне лишь исторический интерес.

[править]Адаптация и стресс

Основная статья: Стресс

Ганс Селье вводит в медицинскую практику термин стресс. Он писал: «я впервые „наткнулся“ на идею стресса и общего адаптационного синдрома в 1925 году» ^[12]. Каждую составляющую своего определения Селье пояснил так: общий — потому что к стрессу приводят факторы, которые, воздействуя на разные области организма, в итоге способны вызвать общую системную защиту; адаптационный — потому что это явление как бы закрепляется, приобретает характер привычки; синдром — потому что его отдельные проявления частично взаимозависимы ^[13]. Позже (в 1931-1932 г.) он назвал стресс неспецифической реакцией организма на любые раздражители. Представление о стрессе касается всех людей, больных и здоровых, преуспевающих и неудачливых, и всех сторон жизни. «Удалось показать, что стресс представляет собой скорость изнашивания человеческого организма, сопровождает любую жизнедеятельность и соответствует в определённом смысле интенсивности жизни. Он увеличивается при нервном напряжении, телесных повреждениях, инфекциях, мышечной работе или любой другой напряженной деятельности и связан с неспецифическим защитным механизмом, увеличивающим сопротивляемость к стрессовым факторам, или „стрессорам“. Важной частью этого защитного механизма является повышенное выделение гипофизом так называемого адренокортикотропного гормона (АКТГ), который, в свою очередь, стимулирует выработку кортикоидов корой надпочечников.

Cиндром стресса, или, иначе, общий адаптационный синдром (ОАС), проходит три стадии:

1. „реакция тревоги“, во время которой мобилизуются защитные силы. Её биологический смысл заключается в том, что организм в кратчайшие сроки должен получить дополнительную, „аварийную“ энергию для того, чтобы максимально обеспечить условия для быстрого спасения от грозящей беды или даже гибели. Да, для организма это, безусловно, реакция энергозатратная — что для него в перспективе, конечно, плохо, — но иного выхода в данный момент нет. Ведь речь идет о спасении в целом.
2. „стадия устойчивости“ отражающая полную адаптацию к стрессору. Крайне важно и то, что на этой стадии общие энергозатраты организма становятся меньше, чем на первой стадии: организм частично уже приспособился жить под давлением стрессирующего фактора — как бы отследил его. Если стрессирующий фактор действует сильно и длительно, то постепенно развивается следующая, третья стадия.
3. „стадия истощения“, которая неумолимо наступает, если стрессор оказывается достаточно силён и действует достаточно долгое время, поскольку „адаптационная энергия“, или приспособляемость живого вещества всегда конечна» ^[14]. Результат на этой стадии — устойчивость организма к внешним воздействиям резко снижается. То есть база для возможного развития патологии на клиническом уровне уже создана.

yaneuch.ru

Адаптация и гомеостаз

Сохранение гомеостаза организма в условиях воздействия на него экстремальных раздражителей внешней и внутренней среды достигается за счет долговременной адаптации. Способность к адаптации — одно из ключевых отличительных свойств живой материи. В свою очередь, нарушение процесса адаптации приводит к формированию неспецифических предпатологических состояний, переходящих в дальнейшем к развитию тех или иных специфических заболеваний. В основе процесса адаптации лежат биохимические перестройки активности ферментов, как следствие изменения:

• каталитических свойств молекул ферментов уже имеющихся в клетке;
• набора изоформ ферментов, синтезируемых в клетке и обладающих близкими каталитическими свойствами за счет небольших различий в их структуре,;
• физико-химических свойств среды отделов клетки, в которых локализованы ферменты;
• концентрации субстратов и молекул регуляторов (витаминов, гормонов, микроэлементов…) за счет изменений проницаемости клеточных мембран.

В результате указанных преобразований, направленных к адаптации организма к новым условиям, формируется «адаптивный ферментативный структурный след» — АФСС. Соответственно, он проявляется в виде изменений содержания и активности:

• ферментативных цепей;
• регулирующих (катализирующих) химических реакций, в которых происходит образование веществ, повышающих устойчивость организма к данному типу стресс- факторов;
• ферментов, инактивирующих (снижающих активность) попавших в организм токсических веществ;
• белковых молекул, образовавшихся в организме при действии на него интенсивных физических или психических раздражителей среды.

Такими раздражителями, в частности, могут быть проникающая радиация, электромагнитные и любые иные поля, способные обмениваться энергией с компонентами жидкокристаллических внутриклеточных образований, включая клеточные мембраны и саму структурированную воду.

Формирование АФСС является основой повышения устойчивости организма человека к меняющимся воздействиям среды. В случае включения в формирующийся АФСС ферментов биоэнергетических реакций основного обмена веществ, происходит повышение устойчивости организма к воздействиям других стресс-факторов. Первоначальный раздражитель, при его действии в малых дозах, будет выступать в роли «тренера», повышающего неспецифическую устойчивость организма к широкому спектру стрессирующих воздействий.

Если же один из раздражителей, действующих на организм, резко увеличивает свою интенсивность и становится доминирующим по сравнению с прочими, то специфический по отношению к нему АФСС гипертрофируется. Это означает стойкую активацию определенных метаболических цепей в ущерб другим, нарушается ранее сложившийся гомеостаз. Если этот гипертрофированный АФСС включает ферментативные цепи основного биоэнергетического обмена, то формируется новый уровень обмена веществ (метаболизма), позволяющий организму адаптироваться к стабильно повышенным дозам как данного специфического раздражителя, так и ряда других стрессогенных воздействий среды, причем продолжает сохраняться состояние высокой неспецифической устойчивости гомеостаза.

Однако гомеостаз, базирующийся длительное время на гипертрофированном АФСС, способен существовать только при условии продолжения действия на организм данного раздражителя. АФСС обладает определенной инерционностью и при прекращении действия раздражителя, приведшего к его формированию, измененные активности ферментов, входящих в него, сохраняются еще длительное время.

Первым следствием такой узконаправленной адаптации становится возникновение метаболической зависимости от данного раздражителя. При уменьшении его интенсивности, на фоне уже сформировавшегося специфического АФСС, возникает дисбаланс в новом уровне гомеостаза, способный купироваться только при новом повышении его интенсивности.

Вторым следствием формирования и длительного сохранения гипертрофированного АФСС является снижение адаптивного потенциала и устойчивости организма к другим раздражителям. Ответная реакция на их действие требует активации других ферментативных цепей, однако формирование АФСС на другие раздражители, на фоне одного резко гипертрофированного АФСС, затруднено, в частности по причинам дефицита энергии, пластических материалов (аминокислот, витаминов, микроэлементов).

Следовательно, по мере увеличения интенсивности и избирательности одного из раздражителей, действующих на организм, по сравнению с другими, происходит инверсия его воздействия, проявляющаяся в том, что первоначальное повышение неспецифической устойчивости организма сменяется формированием метаболического дисбаланса приводящего к стрессу. Этот эффект инверсии характерен для сравнительно однообразных воздействий и не формируется при действии на организм комплекса факторов, различающихся по своей структуре или характеру воздействий.

Иначе говоря: существенное преобладание какого-то одного воздействия на организм, по сравнению с другими, приводит первоначально к повышению неспецифической толерантности, а в последующем, при продолжительном воздействии – формированию метаболической зависимости от этого раздражителя, и повышению специфической к нему толерантности.

Вследствие сформировавшейся зависимости возникает потребность в увеличении величины воздействующего фактора. Однако, при повышенной дозе, раздражитель из адаптогенного превращается в стрессирующий. При этом снижается неспецифическая толерантность к другим стрессогенным факторам, а позднее и к самому первичному раздражителю.

3-net.ru

Гомеостаз и адаптация. Система иммунной защиты организма человека — реферат

ТФ Московский гуманитарно-экономический институт

РЕФЕРАТ

Студентки ПТ-331 учеб.гр. 3 курса  факультета психологии

Пархомец Ольги  Александровны

Специальность «Психология»

По учебной дисциплине «Безопасность жизнедеятельности»

Тема: Гомеостаз  и адаптация. Система иммунной защиты

организма человека.

Торопец, 2013

Содержание

Введение……………………………………………………………….…2

1. Гомеостаз и адаптация ……………………………………………….…6
2. Система иммунной защиты организма человека………………………10

Заключение……………………………………………………………….16

Список  литературы……………………………………………………..18

Введение

             В данной работе речь пойдет о таких важных свойствах любого живого организма, как гомеостаз, адаптация и иммунная защита.

          По мнению основоположника учения о гомеостазе Бернара все проявления жизни обусловлены конфликтом между предсуществующими силами организма (конституция) и влияниями внешней среды, что проявляется двумя феноменами: синтезом и распадом. Установившиеся определенные взаимоотношения среды и организма при известных условиях могут наследоваться. Жизнь – это память.

Она может быть в 3 формах:

1. латентная
2. осциллирующая (от внешних условий)
3. постоянная (возможна у животных)

     Наиболее тесны и очевидны взаимоотношения внутренней и внешней среды. Все жизненные процессы имеют одну цель – поддержание постоянства условий жизни в нашей внутренней среде – необходимый элемент любой свободной и независимой жизни. Болезнь – стесненная в своей свободе жизнь (Маркс). Профессор высшей гарвардской медицинской школы У. Деннон дает в 1939 году научное определение понятия гомеостаз и вводит этот термин. В сложно устроенном организме включается интегрированная кооперация ряда систем и органов. Когда создаются условия, угрожающие составу крови и других констант, координация физиологических процессов усложняется – это и есть гомеостаз. Стазис – это не только устойчивое стабильное состояние, но и условия, ведущие к ним. Гомео – сходство, подобие явлений. Это пример диалектического единства – постоянства и изменчивости.  
       Гомеостаз – относительно динамическое постоянство внутренней среды организма и некоторых физиологических функций. Он обеспечивается сложной системой координированных (соподчиненных, адаптивных) механизмов, направленных на устранение или ограничение факторов, действующих из внешней или внутренней среды. Благодаря этим механизмам сохраняется постоянство физико – химических и биологических свойств внутренней среды, несмотря на изменения внутри и вне организма. Колебания происходят в очень узких пределах, обусловленные условиями внешней среды и не одинакова у разных особей. Становление гомеостатических механизмов:

1. в эволюционном аспекте выявляется у простейших водных организмов, чем сложнее животное, тем сложнее механизмы сохранения постоянства внутренней среды
2. в процессе индивидуального развития эти процессы отсутствуют у эмбриона; они развиваются в постнатальном периоде и угасают к старости

     Из многочисленных проявлений гомеостаза следует выделить постоянство ряда физиологических функций (АД, терморегуляция, pH крови). Среда крови сохраняется, несмотря на непрерывное поступление из тканей кислот, за счет буферных систем, изменения дыхания, выделения, скорости кровотока и метаболизма в целом.

          Жизнедеятельность организма в адекватных условиях оценивается как состояние здоровья – полное физическое, психическое и социальное благополучие, а не только отсутствие физических дефектов или болезней. В неадекватных условиях для сохранения гомеостаза требуется включение дополнительных механизмов, такая жизнедеятельность может быть обозначена как адаптация. Недостаточность механизмов адаптации означает снижение надежности организма как целостной системы, т. е. жизнедеятельность вступает в третье свое качество – болезнь. Адаптация – процесс поддержания функционального состояния систем организма для сохранения гомеостаза, работоспособности и максимальной продолжительности жизни в неадекватных условиях среды. Надежность – уровень устойчивости биосистемы при сохранении жизнедеятельности в различных условиях.

      Иммунитет – способ защиты внутреннего постоянства организма от живых тел и веществ, несущих на себе признаки генетически чужеродной информации. Главная задача иммунитета – распознание своего и чужого, отличие я от не я. До недавнего прошлого различали иммунитет клеточный (Мечников) и гуморальный (Пауль Эрлих). Согласно теории Мечникова солдатами иммунитета являются фагоциты – свободные и фиксированные плазматические клетки). По Эрлиху гуморальный иммунитет связан с выработкой специфических антител, которые находятся в жидкостях организма. Специфичность антител связана с особенностями белков – антигенов. Молекулы антител –гамма – глобулины, которые составляют существенную часть белков крови (1 л крови содержит 10 гр антител). Устройство молекулы антитела описали в 1959году Портер и Эдельман. Однако, главными клетками иммунной системы являются лимфоциты. Иммунная система организма имеет 2 главных органа:

• тимус – обеспечивает клеточный тип иммунного ответа и вырабатывает Т – лимфоциты
• В – лимфоциты – В – зависимые зоны

Эти два вида клеток работают совместно, их вместе встречают во всех лимфоидных органах. Антигены – бактерии, вирусы, измененные белки самого организма. Т и В – лимфоциты вступают с ними во взаимодействие при проникновении в организм. Все заканчивается превращением В – лимфоцитов в плазматические клетки, вырабатывающие антитела. Для полноценного начала борьбы необходима 3 клетка – фагоцит.

          Молекулы антигенов невелики и несут на себе специфические группировки атомов – гаптенные группы – сидят на белковой молекуле как на каркасе. Против них и нацелены активные центры антител. Т – лимфоциты способны соединяться с каркасом. Гаптенные части как бы торчат, макрофаги присоединяются к ним и как бы способствуют соединению гаптенной части антигена с рецептором В – лимфоцита. Клеточный ответ осуществляется Т – лимфоцитами.  
С ними связаны проблемы:

• Совместимость групп крови
• Резус – совместимость
• Трансплантация
• Раковые заболевания
• Аллергии

     Для иммунной системы особенно опасно ионизирующее излучение (взрыв над Хиросимой и Нагасаки) – комплекс патологических процессов – лучевая болезнь. Это гибель клеток кроветворной и лимфоидной ткани. Гибель лимфоцитов сопровождается глубокими изменениями в ядрах этих клеток, приводящими к распаду ДНК. Это происходит не сразу после облучения, а после активизации нуклеаз ДНК. Аналогичны изменения иммунитета при СПИДе. По современным представлениям, иммунная система распознает чужие клетки и белки, потому, что содержит лимфоидные клоны – семьи – разновидности лимфоидных клеток с их потомством в общей популяции лимфоцитов против любых чужеродных пришельцев. Клоны появляются в результате мутаций и селекции. Фактором отбора в селекции являются антигены.

          Целью данной работы является подробное рассмотрение  механизмов  гоместаза, адаптации и иммунной системы, как процессов морфологической целостности биологических систем.

1. Гомеостаз и адаптация.

           Человек вынужден постоянно приспосабливаться к изменяющимся условиям окружающей среды, сохраняя свой организм от разрушения под действием внешних факторов. Сохранение организма возможно благодаря гомеостазу — универсальному свойству сохранять и поддерживать стабильность работы различных систем организма в ответ на воздействия, нарушающих эту стабильность.  Гомеостаз — гр. homoios — равный, stasis — состояние.

          Изучение закономерностей, процессов и механизмов индивидуального развития организмов, наследственности и изменчивости, хранения, передачи и использования биологической информации, обеспечения жизненных процессов энергией является основой для выделения эмбриологии, биологии развития, генетики, молекулярной биологии и биоэнергетики. Исследования строения, функциональных отправлений, поведения, взаимоотношений организмов со средой обитания, исторического развития живой природы привели к обособлению таких дисциплин, как морфология, физиология, этология, экология, эволюционное учение. Интерес к проявлениям гомеостаза на разных уровнях биологических систем актуален и по сей день.

           Гомеостаз выражается в относительном постоянстве химического состава, осмотического давления, устойчивости основных физиологических функций в организмах растений, животных, человека. Гомеостаз каждого индивидуума специфичен и обусловлен его генотипом.

          Регуляторные гомеостатические механизмы функционируют на клеточном, органном, организменном и надорганизменном уровнях. Знание этих закономерностей важно,  так как следствием нарушения механизмов гомеостаза у человека являются болезни различной степени опасности.

           Живые организмы представляют собой открытые системы, имеющие множество связей с окружающей средой. Эти связи осуществляются через посредство нервной, пищеварительной,  дыхательной, выделительной систем. Здоровье человека — это выражение биологического гомеостаза, оптимальное протекание физиологических процессов на фоне высокого иммунитета. Гомеостаз как система нейроэндокринной регуляции реализуется через эндокринную систему и различные органы (кровообращения, дыхания, пищеварения, выделения) под руководством головного мозга и центральной нервной системы.

Сигнал от головного мозга  передаётся в гипоталамус — отдел  промежуточного мозга, который занимается контролем и сменой норм гомеостаза. Приказы гипоталамуса в виде нейрогормонов направляются к гормональному усилителю — гипофизу. Гипофиз выбрасывает в кровь гормоны в достаточном количестве для восприятия органами и железами внутренней секреции.

Так, например, за постоянством состава белков, липидов и углеводов  следят печень, органы пищеварения  и выделения.  Почки отвечают за осморегуляцию (постоянство концентрации осмотически активных веществ в жидкостях внутренней среды), ионную регуляцию, рН, постоянство объёмов жидкостей. Печень играет важную роль в детоксикации организма. Лёгкие — главный орган газообмена, участвует в очистке организма от газообразных отходов жизнедеятельности.  

          В процессе обмена веществ с пищей, водой, при газообмене в организм из окружающей среды поступают разнообразные химические соединения. В организме эти соединения подвергаются глубоким изменениям и превра-щениям, в конце концов, уподобляются его химическому составу и входят в морфологические структуры организма, но не остаются постоянно. Через определенный период усвоенные вещества подвергаются разрушению, освобождая скрытую в них энергию, а продукты распада удаляются во внешнюю среду. При этом разрушенную молекулу заменяет новая, не нарушая целостности структурных компонентов организма.

           Организм, следовательно, не статичная, а открытая динамичная система. Поток веществ и энергии, наблюдаемый в организме, обусловливает самообновление и самовоспроизведение на всех уровнях от молекулярного до организменного и популяционного.

          Организмы находятся в условиях непрерывно меняющейся среды, испытывают довольно частые неблагоприятные воздействия, но, несмотря на это, основные физиологические показатели продолжают осуществляться в определенных параметрах и организм поддерживает устойчивое состояние здоровья в течение длительного времени. Изменения в окружающей среде вызывают прямо или опосредованно какие-то изменения в функциях организма, однако эти отклонения происходят в сравнительно узких пределах благодаря процессам саморегуляции, а затем восстанавливается исходное состояние. Таким образом, понятие гомеостаза не связано со стабильностью процессов. В ответ на действие внешних факторов происходит некоторое изменение физиологических показателей, а включение регуляторных систем обеспечивает поддержание относительного постоянства внутренней среды.

Способность к поддержанию  постоянства внутренней среды представляет собой свойство, выработавшееся в процессе эволюции и наследственно закрепленное.

          Важным свойством живого организма, влияющим на эффективность механизмов регуляции, является реактивность. Реактивность — это способность организма отвечать (реагировать) изменениями обмена веществ и функции на раздражители внешней и внутренней среды. Компенсация изменений факторов среды обитания оказывается возможной благодаря активации систем, ответственных за адаптацию (приспособление) организма к внешним условиям. Гомеостаз и адаптация — два конечных результата, организующих функциональные системы. Вмешательство внешних факторов в состояние гомеостаза приводит к адаптивной перестройке организма, в результате которой одна или несколько функциональных систем компенсируют возможные нарушения и восстанавливают равновесие. Вначале происходит мобилизация функциональной системы, чувствительной к данному раздражителю, затем на фоне некоторого снижения резервных возможностей организма включается система специфической адаптации и обеспечивает необходимое повышение функциональной активности организма. В безвыходных ситуациях, когда раздражитель чрезмерно силен, эффективная адаптация не формируется и сохраняется нарушение гомеостаза. Вызываемый этими нарушениями стресс достигает чрезвычайной интенсивности и длительности, в такой ситуации возможно развитие заболеваний.

referat911.ru

Гомеостаз и адаптация — доклад

По мере формирования устойчивой адаптации  нарушения гомеостаза, составляющие стимул стресс-симптома постепенно исчезают, как и сам стресс-симптом, сыграв свою важную роль в становлении адаптации. Это состояние между стрессом (агрессией) и адаптацией служит доказательством того, что стресс сложился в процессе эволюции как необходимое неспецифическое звено более сложного целостного механизма адаптации. Полная свобода от стресса, как считал Селье, означала бы смерть. В 1982 году Селье определил стресс как совокупность стереотипных филогенетических запрограммированных реакций организма, которые вызываются любыми сильными, сверхсильными, экстремальными воздействиями и сопровождаются перестройкой адаптивных сил организма.^[15].

По признанию Г. Селье, он заимствовал у И. П. Павлова очень многое. То, что Павлов трактовал с точки зрения нервной системы, он перевел на язык и термины гуморальной системы. Павлов указывал, что организм как целое непрерывно адаптируется к окружающей среде. Эту идею целостности и адаптации Селье почерпнул у Павлова, и это было положено в основу теории стресса. То, что внешние воздействия приводят только к расходу и исчерпанию адаптационных возможностей, в течение многих лет было убеждением Г. Селье, которое он лаконично формулировал как «wear and tear». Это убеждение основывалось на том, что он использовал преимущественно сильные патогенные воздействия.

Концепции о существовании генетически  предопределённого потенциала роста  берут начало от А. Вейсмана, который  считал, что зигота обладает способностью осуществлять определённое и ограниченное число делений клеток, после чего развивающийся организма обрекается на старение и смерть. Немецкий физиолог и гигиенист Макс Рубнер (М. Rubner) (1854—1932) в связи с представлениями Вейсмана обосновал понятие о генетически предопределённом энергетическом фонде, который у всех видов млекопитающих, за исключением человека почти одинаков. Концепцию Рубнера и вытекающее из неё представление об онтогенезе, как о раскручивании пружины в заведенных часах, и развил «Селье в учении о стрессе и о предопределённом фонде „адаптивной энергии“, сравнивая его с банковым вложением, которое можно расходовать, но нельзя увеличивать». Во всех этих теориях речь идет о постепенном исчерпании некоего исходного потенциала (жизненной субстанции), приводящих живые организмы к состоянию равновесия. Развивая эти представления Ричард Перл пришёл к мысли, что старение и смерть — „расплата за преимущества“ какие дают специализация и дифференциация клеток у многоклеточных организмов, в отличие от практически бессмертных одноклеточных этими качествами не обладающими.^[16].

«Стресс есть неспецифический ответ  организма на любое предъявление ему требования. … С точки зрения стрессовой реакции не имеет значения, приятна или неприятна ситуация, с которой мы столкнулись. Имеет  значение лишь интенсивность потребности  в перестройке или в адаптации.» ^[17]

[править]Измерение адаптированности

В результате обработки многолетних  наблюдений при сравнительном анализе  популяций и групп, находящихся  в различных экологических условиях (на Крайнем Севере и в средних  широтах Сибири), А. Н. Горбанем и Е. И. Смирновой под руководством ак. АМН СССР К. Р. Седова получен вывод: наибольшую информацию о степени адаптированности популяции к экстремальным или просто изменившимся условиям несут корреляции между физиологическими параметрами.

В типичной ситуации при увеличении адаптационной нагрузки уровень  корреляций повышается, а в результате успешной адаптации — снижается. Показано, что этот эффект группового стресса связан с организацией системы факторов, действующих на группу.

Если система факторов организована в соответствии с принципом Либиха (монолимитирование) то с ростом адаптационного напряжения размерность облака точек, представляющего группу в пространстве физиологических параметров, снижается, растет сумма абсолютных величин коэффициентов корреляции и, в то же время, растет разброс этого облака — возрастают дисперсии.

Если происходит взаимное усиление давления различных факторов (синергичные системы), то, напротив, с ростом адаптационного напряжения размерность облака точек, представляющего группу в пространстве физиологических параметров, растет, падает сумма коэффициентов корреляции. Дисперсии в то же время возрастают — так же, как и в предыдущем случае.

[править]Литература

• Агаджанян Н. А., Труханов А. И., Шендеров Б. А. Этюды об адаптации и путях сохранения здоровья. — М.: изд-во «Сирин», — 2002. — 156 с.
• Ader Robert, Cohen Nicolas, Felten David, Psychoneuroimmunology: interactions between the nervous system and the immune system, Lancet 1995; 345:99-103
• Акофф Р., Эмерли Ф. О целеустремленных системах. — М.: Советское радио, 1974. — 272 с.
• Анохин П. К. Очерки по физиологии функциональных систем. — М.: Медицина, −1975.- 477 с.
• Анохин П. К.Узловые вопросы теории функциональной системы. — М.: Наука, −1980. — 197 с.
• Аршавский И. А.Физиологические механизмы и закономерности индивидуального развития. М.: Наука, — 1982. 270 с.
• Аршавский И. А. Некоторые методологические и теоретические аспекты анализа закономерностей индивидуального развития организмов//Вопросы философии. — № 11. — 1986. — С. 95-104.
• Бернар Кл. Лекции по экспериментальной патологии // Пер. Д. Е. Жуковского. М.; Л., 1937, с. 312—374.
• Бородюк Н. Р. Адаптация. Новое в приспособлении к окружающей среде. М.: «Глобус», 1998. — 88 с.
• Воробьёв Р. И. Медицина по Дарвину// Химия и жизнь. — № 2. — 2001. — с.44-48.
• Гартман Франц Жизнь Парацельса и сущность его учения/Пер. с англ. — М.: Алетейа, 2002. — 272с
• Дербенёва Л. М. Интимная жизнь стресса// Химия и жизнь. — № 7. — 1999 г. — С.54-57.
• Калайков И. Цивилизация и адаптация, М.: «Прогресс», 1984.
• Кассиль Г. Н. Внутренняя среда организма М.: Наука, 1983. — 227 с.
• Козинец Г. И., Погорелов В. М. Консерватизм биологических процессов — стабильность кроветворения Клиническая лабораторная диагностика № 12, 1988.-С.21-32.
• Малов Ю. С. Адаптация и здоровье. Клиническая медицина № 12. — 2001.- С. 61-63.
• Меерсон Ф. З., Пшенникова М. Г. Адаптация к стрессовым ситуациям и физическим нагрузкам. — М.: Медицина, 1988. — 256 с.
• Монтень Мишель, Опыты. Книга третья. Изд-во «Наука». — Москва. — 1981. — 535 с.
• Сапов И. А., Новиков В. С. Неспецифические механизмы адаптации человека. — Л.: Наука, 1984. — 146 с.
• Светуньков С. Г. Количественные методы прогнозирования эволюционных составляющих экономической динамики. — Ульяновск: Изд-во Ульяновского государственного университета, 1999. —177 с.
• Северцов А. С. Теория эволюции. — М.: Гуманитар. изд. центр ВЛАДОС, 2005. — 380с
• Скулачев В. П. Эволюция биологических механизмов запасания энергии // Соросовский Образовательный Журнал. 1997. № 5. С. 11-19.
• Урманцев Ю. А. Природа адаптации (системная экспликация)//«Вопросы философии». — 1998. — № 12.
• Философские проблемы адаптации Под ред. Г. И. Царегородцева. М., «Мысль», 1975 277 с.

Гомеоста́з (др.-греч. ὁμοιοστάσις от ὁμοιος — 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.

Гомеостаз популяции — способность популяции поддерживать определённую численность своих особей длительное время.

Американский физиолог Уолтер Кеннон (Walter B. Cannon) в 1932 году в своей книге «The Wisdom of the Body» («Мудрость тела») предложил этот термин как название для «координированных физиологических процессов, которые поддерживают большинство устойчивых состояний организма». В дальнейшем этот термин распространился на способность динамически сохранять постоянство своего внутреннего состояния любой открытой системы. Однако представление о постоянстве внутренней среды было сформулировано ещё в 1878 году французским учёным Клодом Бернаром.

[править]Общие сведения

Термин «гомеостаз» чаще всего применяется в биологии. Многоклеточным организмам для существования необходимо сохранять постоянство внутренней среды. Многие экологи убеждены, что этот принцип применим также и к внешней среде. Если система неспособна восстановить свой баланс, она может в итоге перестать функционировать.

Комплексные системы — например, организм человека — должен обладать гомеостазом, чтобы сохранять стабильность и существовать. Эти системы не только должны стремиться выжить, им также приходится адаптироваться к изменениям среды и развиваться.

[править]Свойства гомеостаза

Гомеостатические системы  обладают следующими свойствами:

• Нестабильность системы: тестирует, каким образом ей лучше приспособиться.
• Стремление к равновесию: вся внутренняя, структурная и функциональная организация систем способствует сохранению баланса.
• Непредсказуемость: результирующий эффект от определённого действия зачастую может отличаться от того, который ожидался.

Примеры гомеостаза у млекопитающих:

• Регуляция количества микронутриентов и воды в теле — осморегуляция. Осуществляется в почках.
• 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.
• Регуляция уровня основного обмена в зависимости от пищевого режима.

Важно отметить, что, хотя организм находится в равновесии, его физиологическое  состояние может быть динамическим. Во многих организмах наблюдаются эндогенные изменения в форме циркадного, ультрадианного и инфрадианного ритмов. Так, даже находясь в гомеостазе, температура тела, кровяное давление, частота сердечных сокращений и большинствометаболических индикаторов не всегда находятся на постоянном уровне, но изменяются в течение времени.

[править]Механизмы гомеостаза: обратная связь

Основная статья: Обратная связь

Когда происходит изменение  в переменных, наблюдаются два  основных типа обратной связи, на которые  реагирует система:

1. Отрицательная обратная связь, выражающаяся в реакции, при которой система отвечает так, чтобы изменить направление изменения на противоположное. Так как обратная связь служит сохранению постоянства системы, это позволяет соблюдать гомеостаз.

• Например, когда концентрация углекислого газа в организме человека увеличивается, лёгким приходит сигнал к увеличению их активности и выдыханию большего количество углекислого газа.
• Терморегуляция — другой пример отрицательной обратной связи. Когда температура тела повышается (или понижается) терморецепторы в коже и гипоталамусе регистрируют изменение, вызывая сигнал из мозга. Данный сигнал, в свою очередь, вызывает ответ — понижение температуры (или повышение).

• Например, в нервах пороговый электрический потенциал вызывает генерацию намного большего потенциала действия. Свёртывание крови и события при рождении можно привести в качестве других примеров положительной обратной связи.

Устойчивым системам необходимы комбинации из обоих типов обратной связи. Тогда как отрицательная  обратная связь позволяет вернуться  к гомеостатическому состоянию, положительная обратная связь используется для перехода к совершенно новому (и, вполне может быть, менее желанному) состоянию гомеостаза, — такая ситуация называется «метастабильность». Такие катастрофические изменения могут происходить, например, с увеличением питательных веществ в реках с прозрачной водой, что приводит к гомеостатическому состоянию высокой эвтрофикации (зарастание русла водорослями) и замутнению.

[править]Экологический гомеостаз

Экологический гомеостаз наблюдается в климаксовых сообществах с максимально возможным биоразнообразием при благоприятных условиях среды.

В нарушенных экосистемах, или субклимаксовых биологических сообществах — как, например, остров Кракатау, после сильного извержения вулкана в 1883 — состояние гомеостаза предыдущей лесной климаксовой экосистемы было уничтожено, как и вся жизнь на этом острове. Кракатау за годы после извержения прошёл цепь экологических изменений, в которых новые виды растений и животных сменяли друг друга, что привело к биологической вариативности и в результате климаксовому сообществу. Экологическая сукцессия на Кракатау осуществилась за несколько этапов. Полная цепь сукцессий, приведшая к климаксу, называется присерией. В примере с Кракатау на этом острове образовалось климаксовое сообщество с восемью тысячами различных видов, зарегистрированных в 1983, спустя сто лет с того времени, как извержение уничтожило на нём жизнь. Данные подтверждают, что положение сохраняется в гомеостазе в течение некоторого времени, при этом появление новых видов очень быстро приводит к быстрому исчезновению старых.

Случай с Кракатау и  другими нарушенными или нетронутыми  экосистемами показывает, что первоначальная колонизация пионерными видами осуществляется через стратегии воспроизведения, основанные на положительной обратной связи, при которых виды расселяются, производя на свет как можно больше потомства, но при этом практически не вкладываясь в успех каждого отдельного. В таких видах наблюдается стремительное развитие и столь же стремительный крах (например, через эпидемию). Когда экосистема приближается к климаксу, такие виды заменяются более сложными климаксовыми видами, которые через отрицательную обратную связь адаптируются к специфическим условиям окружающей их среды. Эти виды тщательно контролируются потенциальной ёмкостью экосистемы и следуют иной стратегии — произведению на свет меньшего потомства, врепродуктивный успех которого в условиях микросреды его специфической экологической ниши вкладывается больше энергии.

yaneuch.ru

Гомеостаз и адаптация — Энциклопедия по экономике

Гомеостаз и адаптация

Смотреть страницы где упоминается термин Гомеостаз и адаптация

Смотреть главы в:

Безопасность жизнедеятельности 2000  -> Гомеостаз и адаптация

economy-ru.info