Адаптация и гомеостаз: Гомеостаз и адаптация. Система иммунной защиты организма человека

Содержание

Гомеостаз и адаптация. Система иммунной защиты организма человека

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.

 

 

 

Проверил:

Доцент кафедры общегуманитарных дисциплин, кандидат  философских наук

Пьянова Людмила  Васильевна

 

 

Оценка «_______»

 

Подпись руководителя: ___________

 

 

 

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.

Пример правильно оформленного ЭКЛ

%PDF-1.6 % 1 0 obj > /Metadata 3 0 R /Pages 4 0 R /StructTreeRoot 5 0 R /Type /Catalog >> endobj 6 0 obj /ModDate (D:20140324101127+04’00’) /Producer /Title >> endobj 2 0 obj > /Font > >> /Fields [] >> endobj 3 0 obj > stream application/pdf

  • UserKA
  • Пример правильно оформленного ЭКЛ
  • 2013-12-26T10:27:44+04:00Microsoft® Office Word 20072014-03-24T10:11:27+04:002014-03-24T10:11:27+04:00Microsoft® Office Word 2007uuid:1d9d6954-4115-4bfa-b08d-27bf4fde2b85uuid:ba6b6689-4314-401a-a634-17ed07f805a2 endstream endobj 4 0 obj > endobj 5 0 obj > endobj 7 0 obj > endobj 8 0 obj > endobj 9 0 obj > endobj 10 0 obj > endobj 11 0 obj > endobj 12 0 obj > endobj 13 0 obj > endobj 14 0 obj > endobj 15 0 obj > /MediaBox [0 0 595. 32 841.92] /Parent 10 0 R /Resources > /ProcSet [/PDF /Text /ImageC] /XObject > >> /StructParents 1 /Tabs /S /Type /Page /Annots [1402 0 R] >> endobj 16 0 obj > /MediaBox [0 0 595.32 841.92] /Parent 10 0 R /Resources > /ProcSet [/PDF /Text] >> /StructParents 0 /Tabs /S /Type /Page >> endobj 17 0 obj > /MediaBox [0 0 595.32 841.92] /Parent 10 0 R /Resources > /ProcSet [/PDF /Text] >> /StructParents 2 /Tabs /S /Type /Page >> endobj 18 0 obj > /MediaBox [0 0 595.32 841.92] /Parent 10 0 R /Resources > /ProcSet [/PDF /Text] >> /StructParents 4 /Tabs /S /Type /Page >> endobj 19 0 obj > /MediaBox [0 0 595.32 841.92] /Parent 10 0 R /Resources > /ProcSet [/PDF /Text] >> /StructParents 5 /Tabs /S /Type /Page >> endobj 20 0 obj > /MediaBox [0 0 595.32 841.92] /Parent 10 0 R /Resources > /ProcSet [/PDF /Text] >> /StructParents 6 /Tabs /S /Type /Page >> endobj 21 0 obj > /MediaBox [0 0 595. 32 841.92] /Parent 11 0 R /Resources > /ProcSet [/PDF /Text /ImageB /ImageC /ImageI] >> /StructParents 7 /Tabs /S /Type /Page >> endobj 22 0 obj > /MediaBox [0 0 595.32 841.92] /Parent 11 0 R /Resources > /ProcSet [/PDF /Text /ImageB /ImageC /ImageI] >> /StructParents 25 /Tabs /S /Type /Page >> endobj 23 0 obj > /MediaBox [0 0 595.32 841.92] /Parent 11 0 R /Resources > /ProcSet [/PDF /Text /ImageB /ImageC /ImageI] /XObject > >> /StructParents 28 /Tabs /S /Type /Page >> endobj 24 0 obj > /MediaBox [0 0 595.32 841.92] /Parent 11 0 R /Resources > /ProcSet [/PDF /Text /ImageB /ImageC /ImageI] /XObject > >> /StructParents 29 /Tabs /S /Type /Page >> endobj 25 0 obj > /MediaBox [0 0 595.32 841.92] /Parent 11 0 R /Resources > /ProcSet [/PDF /Text /ImageB /ImageC /ImageI] >> /StructParents 32 /Tabs /S /Type /Page >> endobj 26 0 obj > /MediaBox [0 0 595.32 841.92] /Parent 11 0 R /Resources > /ProcSet [/PDF /Text /ImageB /ImageC /ImageI] >> /StructParents 40 /Tabs /S /Type /Page >> endobj 27 0 obj > /MediaBox [0 0 595. 32 841.92] /Parent 11 0 R /Resources > /ProcSet [/PDF /Text /ImageB /ImageC /ImageI] /XObject > >> /StructParents 61 /Tabs /S /Type /Page >> endobj 28 0 obj > /MediaBox [0 0 595.32 841.92] /Parent 11 0 R /Resources > /ProcSet [/PDF /Text /ImageB /ImageC /ImageI] >> /StructParents 64 /Tabs /S /Type /Page >> endobj 29 0 obj > /MediaBox [0 0 595.32 841.92] /Parent 11 0 R /Resources > /ProcSet [/PDF /Text /ImageB /ImageC /ImageI] >> /StructParents 66 /Tabs /S /Type /Page >> endobj 30 0 obj > /MediaBox [0 0 595.32 841.92] /Parent 11 0 R /Resources > /ProcSet [/PDF /Text /ImageB /ImageC /ImageI] >> /StructParents 87 /Tabs /S /Type /Page >> endobj 31 0 obj > /MediaBox [0 0 595.32 841.92] /Parent 11 0 R /Resources > /ProcSet [/PDF /Text /ImageB /ImageC /ImageI] >> /StructParents 90 /Tabs /S /Type /Page >> endobj 32 0 obj > /MediaBox [0 0 595.32 841.92] /Parent 11 0 R /Resources > /ProcSet [/PDF /Text /ImageB /ImageC /ImageI] /XObject > >> /StructParents 91 /Tabs /S /Type /Page >> endobj 33 0 obj > /MediaBox [0 0 595. 32 841.92] /Parent 11 0 R /Resources > /ProcSet [/PDF /Text /ImageB /ImageC /ImageI] >> /StructParents 92 /Tabs /S /Type /Page >> endobj 34 0 obj > /MediaBox [0 0 595.32 841.92] /Parent 11 0 R /Resources > /ProcSet [/PDF /Text /ImageB /ImageC /ImageI] /XObject > >> /StructParents 109 /Tabs /S /Type /Page >> endobj 35 0 obj > /MediaBox [0 0 595.32 841.92] /Parent 11 0 R /Resources > /ProcSet [/PDF /Text /ImageB /ImageC /ImageI] >> /StructParents 115 /Tabs /S /Type /Page >> endobj 36 0 obj > /MediaBox [0 0 595.32 841.92] /Parent 11 0 R /Resources > /ProcSet [/PDF /Text /ImageB /ImageC /ImageI] >> /StructParents 116 /Tabs /S /Type /Page >> endobj 37 0 obj > /MediaBox [0 0 595.32 841.92] /Parent 11 0 R /Resources > /ProcSet [/PDF /Text /ImageB /ImageC /ImageI] /XObject > >> /StructParents 136 /Tabs /S /Type /Page >> endobj 38 0 obj > /MediaBox [0 0 595.32 841.92] /Parent 11 0 R /Resources > /ProcSet [/PDF /Text /ImageB /ImageC /ImageI] >> /StructParents 137 /Tabs /S /Type /Page >> endobj 39 0 obj > /MediaBox [0 0 595. 32 841.92] /Parent 11 0 R /Resources > /ProcSet [/PDF /Text /ImageB /ImageC /ImageI] /XObject > >> /StructParents 155 /Tabs /S /Type /Page >> endobj 40 0 obj > /MediaBox [0 0 595.32 841.92] /Parent 11 0 R /Resources > /ProcSet [/PDF /Text /ImageB /ImageC /ImageI] >> /StructParents 158 /Tabs /S /Type /Page >> endobj 41 0 obj > /MediaBox [0 0 595.32 841.92] /Parent 11 0 R /Resources > /ProcSet [/PDF /Text /ImageB /ImageC /ImageI] >> /StructParents 159 /Tabs /S /Type /Page >> endobj 42 0 obj > /MediaBox [0 0 595.32 841.92] /Parent 11 0 R /Resources > /ProcSet [/PDF /Text /ImageB /ImageC /ImageI] >> /StructParents 160 /Tabs /S /Type /Page >> endobj 43 0 obj > /MediaBox [0 0 595.32 841.92] /Parent 11 0 R /Resources > /ProcSet [/PDF /Text /ImageB /ImageC /ImageI] /XObject > >> /StructParents 177 /Tabs /S /Type /Page >> endobj 44 0 obj > /MediaBox [0 0 595.32 841.92] /Parent 11 0 R /Resources > /ProcSet [/PDF /Text /ImageB /ImageC /ImageI] >> /StructParents 178 /Tabs /S /Type /Page >> endobj 45 0 obj > /MediaBox [0 0 595. 32 841.92] /Parent 11 0 R /Resources > /ProcSet [/PDF /Text /ImageB /ImageC /ImageI] >> /StructParents 179 /Tabs /S /Type /Page >> endobj 46 0 obj > /MediaBox [0 0 595.32 841.92] /Parent 11 0 R /Resources > /ProcSet [/PDF /Text /ImageB /ImageC /ImageI] >> /StructParents 199 /Tabs /S /Type /Page >> endobj 47 0 obj > /MediaBox [0 0 595.32 841.92] /Parent 11 0 R /Resources > /ProcSet [/PDF /Text /ImageB /ImageC /ImageI] /XObject > >> /StructParents 200 /Tabs /S /Type /Page >> endobj 48 0 obj > /MediaBox [0 0 595.32 841.92] /Parent 11 0 R /Resources > /ProcSet [/PDF /Text /ImageB /ImageC /ImageI] >> /StructParents 201 /Tabs /S /Type /Page >> endobj 49 0 obj > /MediaBox [0 0 595.32 841.92] /Parent 11 0 R /Resources > /ProcSet [/PDF /Text /ImageB /ImageC /ImageI] /XObject > >> /StructParents 208 /Tabs /S /Type /Page >> endobj 50 0 obj > /MediaBox [0 0 595.32 841.92] /Parent 11 0 R /Resources > /ProcSet [/PDF /Text /ImageB /ImageC /ImageI] >> /StructParents 222 /Tabs /S /Type /Page >> endobj 51 0 obj > /MediaBox [0 0 595. 32 841.92] /Parent 11 0 R /Resources > /ProcSet [/PDF /Text /ImageB /ImageC /ImageI] >> /StructParents 223 /Tabs /S /Type /Page >> endobj 52 0 obj > /MediaBox [0 0 595.32 841.92] /Parent 11 0 R /Resources > /ProcSet [/PDF /Text /ImageB /ImageC /ImageI] >> /StructParents 224 /Tabs /S /Type /Page >> endobj 53 0 obj > /MediaBox [0 0 595.32 841.92] /Parent 11 0 R /Resources > /ProcSet [/PDF /Text /ImageB /ImageC /ImageI] /XObject > >> /StructParents 244 /Tabs /S /Type /Page >> endobj 54 0 obj > /MediaBox [0 0 595.32 841.92] /Parent 11 0 R /Resources > /ProcSet [/PDF /Text /ImageB /ImageC /ImageI] >> /StructParents 245 /Tabs /S /Type /Page >> endobj 55 0 obj > /MediaBox [0 0 595.32 841.92] /Parent 11 0 R /Resources > /ProcSet [/PDF /Text /ImageB /ImageC /ImageI] /XObject > >> /StructParents 265 /Tabs /S /Type /Page >> endobj 56 0 obj > /MediaBox [0 0 595.32 841.92] /Parent 11 0 R /Resources > /ProcSet [/PDF /Text /ImageB /ImageC /ImageI] >> /StructParents 266 /Tabs /S /Type /Page >> endobj 57 0 obj > endobj 58 0 obj > endobj 59 0 obj > endobj 60 0 obj > endobj 61 0 obj > endobj 62 0 obj > endobj 63 0 obj > endobj 64 0 obj > endobj 65 0 obj > endobj 66 0 obj > endobj 67 0 obj > endobj 68 0 obj > endobj 69 0 obj > endobj 70 0 obj > endobj 71 0 obj > endobj 72 0 obj > endobj 73 0 obj > endobj 74 0 obj > endobj 75 0 obj > endobj 76 0 obj > endobj 77 0 obj > endobj 78 0 obj > endobj 79 0 obj > endobj 80 0 obj > endobj 81 0 obj > endobj 82 0 obj > endobj 83 0 obj > endobj 84 0 obj > endobj 85 0 obj > endobj 86 0 obj > endobj 87 0 obj > endobj 88 0 obj > endobj 89 0 obj > endobj 90 0 obj > endobj 91 0 obj > endobj 92 0 obj > endobj 93 0 obj > endobj 94 0 obj > endobj 95 0 obj > endobj 96 0 obj > endobj 97 0 obj > endobj 98 0 obj > endobj 99 0 obj > endobj 100 0 obj > endobj 101 0 obj > endobj 102 0 obj > endobj 103 0 obj > endobj 104 0 obj > endobj 105 0 obj > endobj 106 0 obj > endobj 107 0 obj > endobj 108 0 obj > endobj 109 0 obj > endobj 110 0 obj > endobj 111 0 obj > endobj 112 0 obj > endobj 113 0 obj > endobj 114 0 obj > endobj 115 0 obj > endobj 116 0 obj > endobj 117 0 obj > endobj 118 0 obj > endobj 119 0 obj > endobj 120 0 obj > endobj 121 0 obj > endobj 122 0 obj > endobj 123 0 obj > endobj 124 0 obj > endobj 125 0 obj > endobj 126 0 obj > endobj 127 0 obj > endobj 128 0 obj > endobj 129 0 obj > endobj 130 0 obj > endobj 131 0 obj > endobj 132 0 obj > endobj 133 0 obj > endobj 134 0 obj > endobj 135 0 obj > endobj 136 0 obj > endobj 137 0 obj > endobj 138 0 obj > endobj 139 0 obj > endobj 140 0 obj > endobj 141 0 obj > endobj 142 0 obj > endobj 143 0 obj > endobj 144 0 obj > endobj 145 0 obj > endobj 146 0 obj > endobj 147 0 obj > endobj 148 0 obj > endobj 149 0 obj > endobj 150 0 obj > endobj 151 0 obj > endobj 152 0 obj > endobj 153 0 obj > endobj 154 0 obj > endobj 155 0 obj > endobj 156 0 obj > endobj 157 0 obj > endobj 158 0 obj > endobj 159 0 obj > endobj 160 0 obj > endobj 161 0 obj > endobj 162 0 obj > endobj 163 0 obj > endobj 164 0 obj > endobj 165 0 obj > endobj 166 0 obj > endobj 167 0 obj > endobj 168 0 obj > endobj 169 0 obj > endobj 170 0 obj > endobj 171 0 obj > endobj 172 0 obj > endobj 173 0 obj > endobj 174 0 obj > endobj 175 0 obj > endobj 176 0 obj > endobj 177 0 obj > endobj 178 0 obj > endobj 179 0 obj > endobj 180 0 obj > endobj 181 0 obj > endobj 182 0 obj > endobj 183 0 obj > endobj 184 0 obj > endobj 185 0 obj > endobj 186 0 obj > endobj 187 0 obj > endobj 188 0 obj > endobj 189 0 obj > endobj 190 0 obj > endobj 191 0 obj > endobj 192 0 obj > endobj 193 0 obj > endobj 194 0 obj > endobj 195 0 obj > endobj 196 0 obj > endobj 197 0 obj > endobj 198 0 obj > endobj 199 0 obj > endobj 200 0 obj > endobj 201 0 obj > endobj 202 0 obj > endobj 203 0 obj > endobj 204 0 obj > endobj 205 0 obj > endobj 206 0 obj > endobj 207 0 obj > endobj 208 0 obj > endobj 209 0 obj > endobj 210 0 obj > endobj 211 0 obj > endobj 212 0 obj > endobj 213 0 obj > endobj 214 0 obj > endobj 215 0 obj > endobj 216 0 obj > endobj 217 0 obj > endobj 218 0 obj > endobj 219 0 obj > endobj 220 0 obj > endobj 221 0 obj > endobj 222 0 obj > endobj 223 0 obj > endobj 224 0 obj > endobj 225 0 obj > endobj 226 0 obj > endobj 227 0 obj > endobj 228 0 obj > endobj 229 0 obj > endobj 230 0 obj > endobj 231 0 obj > endobj 232 0 obj > endobj 233 0 obj > endobj 234 0 obj > endobj 235 0 obj > endobj 236 0 obj > endobj 237 0 obj > endobj 238 0 obj > endobj 239 0 obj > endobj 240 0 obj > endobj 241 0 obj > endobj 242 0 obj > endobj 243 0 obj > endobj 244 0 obj > endobj 245 0 obj > endobj 246 0 obj > endobj 247 0 obj > endobj 248 0 obj > endobj 249 0 obj > endobj 250 0 obj > endobj 251 0 obj > endobj 252 0 obj > endobj 253 0 obj > endobj 254 0 obj > endobj 255 0 obj > endobj 256 0 obj > endobj 257 0 obj > endobj 258 0 obj > endobj 259 0 obj > endobj 260 0 obj > endobj 261 0 obj > endobj 262 0 obj > endobj 263 0 obj > endobj 264 0 obj > endobj 265 0 obj > endobj 266 0 obj > endobj 267 0 obj > endobj 268 0 obj > endobj 269 0 obj > endobj 270 0 obj > endobj 271 0 obj > endobj 272 0 obj > endobj 273 0 obj > endobj 274 0 obj > endobj 275 0 obj > endobj 276 0 obj > endobj 277 0 obj > endobj 278 0 obj > endobj 279 0 obj > endobj 280 0 obj > endobj 281 0 obj > endobj 282 0 obj > endobj 283 0 obj > endobj 284 0 obj > endobj 285 0 obj > endobj 286 0 obj > endobj 287 0 obj > endobj 288 0 obj > endobj 289 0 obj > endobj 290 0 obj > endobj 291 0 obj > endobj 292 0 obj > endobj 293 0 obj > endobj 294 0 obj > endobj 295 0 obj > endobj 296 0 obj > endobj 297 0 obj > endobj 298 0 obj > endobj 299 0 obj > endobj 300 0 obj > endobj 301 0 obj > endobj 302 0 obj > endobj 303 0 obj > endobj 304 0 obj > endobj 305 0 obj > endobj 306 0 obj > endobj 307 0 obj > endobj 308 0 obj > endobj 309 0 obj > endobj 310 0 obj > endobj 311 0 obj > endobj 312 0 obj > endobj 313 0 obj > endobj 314 0 obj > endobj 315 0 obj > endobj 316 0 obj > endobj 317 0 obj > endobj 318 0 obj > endobj 319 0 obj > endobj 320 0 obj > endobj 321 0 obj > endobj 322 0 obj > endobj 323 0 obj > endobj 324 0 obj > endobj 325 0 obj > endobj 326 0 obj > endobj 327 0 obj > endobj 328 0 obj > endobj 329 0 obj > endobj 330 0 obj > endobj 331 0 obj > endobj 332 0 obj > endobj 333 0 obj > endobj 334 0 obj > endobj 335 0 obj > endobj 336 0 obj > endobj 337 0 obj > endobj 338 0 obj > endobj 339 0 obj > endobj 340 0 obj > endobj 341 0 obj > endobj 342 0 obj > endobj 343 0 obj > endobj 344 0 obj > endobj 345 0 obj > endobj 346 0 obj > endobj 347 0 obj > endobj 348 0 obj > endobj 349 0 obj > endobj 350 0 obj > endobj 351 0 obj > endobj 352 0 obj > endobj 353 0 obj > endobj 354 0 obj > endobj 355 0 obj > endobj 356 0 obj > endobj 357 0 obj > endobj 358 0 obj > endobj 359 0 obj > endobj 360 0 obj > endobj 361 0 obj > endobj 362 0 obj > endobj 363 0 obj > endobj 364 0 obj > endobj 365 0 obj > endobj 366 0 obj > endobj 367 0 obj > endobj 368 0 obj > endobj 369 0 obj > endobj 370 0 obj > endobj 371 0 obj > endobj 372 0 obj > endobj 373 0 obj > endobj 374 0 obj > endobj 375 0 obj > endobj 376 0 obj > endobj 377 0 obj > endobj 378 0 obj > endobj 379 0 obj > endobj 380 0 obj > endobj 381 0 obj > endobj 382 0 obj > endobj 383 0 obj > endobj 384 0 obj > endobj 385 0 obj > endobj 386 0 obj > endobj 387 0 obj > endobj 388 0 obj > endobj 389 0 obj > endobj 390 0 obj > endobj 391 0 obj > endobj 392 0 obj > endobj 393 0 obj > endobj 394 0 obj > endobj 395 0 obj > endobj 396 0 obj > endobj 397 0 obj > endobj 398 0 obj > endobj 399 0 obj > endobj 400 0 obj > endobj 401 0 obj > endobj 402 0 obj > endobj 403 0 obj > endobj 404 0 obj > endobj 405 0 obj > endobj 406 0 obj > endobj 407 0 obj > endobj 408 0 obj > endobj 409 0 obj > endobj 410 0 obj > endobj 411 0 obj > endobj 412 0 obj > endobj 413 0 obj > endobj 414 0 obj > endobj 415 0 obj > endobj 416 0 obj > endobj 417 0 obj > endobj 418 0 obj > endobj 419 0 obj > endobj 420 0 obj > endobj 421 0 obj > endobj 422 0 obj > endobj 423 0 obj > endobj 424 0 obj > endobj 425 0 obj > endobj 426 0 obj > endobj 427 0 obj > endobj 428 0 obj > endobj 429 0 obj > endobj 430 0 obj > endobj 431 0 obj > endobj 432 0 obj > endobj 433 0 obj > endobj 434 0 obj > endobj 435 0 obj > endobj 436 0 obj > endobj 437 0 obj > endobj 438 0 obj > endobj 439 0 obj > endobj 440 0 obj > endobj 441 0 obj > endobj 442 0 obj > endobj 443 0 obj > endobj 444 0 obj > endobj 445 0 obj > endobj 446 0 obj > endobj 447 0 obj > endobj 448 0 obj > endobj 449 0 obj > endobj 450 0 obj > endobj 451 0 obj > endobj 452 0 obj > endobj 453 0 obj > endobj 454 0 obj > endobj 455 0 obj > endobj 456 0 obj > endobj 457 0 obj > endobj 458 0 obj > endobj 459 0 obj > endobj 460 0 obj > endobj 461 0 obj > endobj 462 0 obj > endobj 463 0 obj > endobj 464 0 obj > endobj 465 0 obj > endobj 466 0 obj > endobj 467 0 obj > endobj 468 0 obj > endobj 469 0 obj > endobj 470 0 obj > endobj 471 0 obj > endobj 472 0 obj > endobj 473 0 obj > endobj 474 0 obj > endobj 475 0 obj > endobj 476 0 obj > endobj 477 0 obj > endobj 478 0 obj > endobj 479 0 obj > endobj 480 0 obj > endobj 481 0 obj > endobj 482 0 obj > endobj 483 0 obj > endobj 484 0 obj > endobj 485 0 obj > endobj 486 0 obj > endobj 487 0 obj > endobj 488 0 obj > endobj 489 0 obj > endobj 490 0 obj > endobj 491 0 obj > endobj 492 0 obj > endobj 493 0 obj > endobj 494 0 obj > endobj 495 0 obj > endobj 496 0 obj > endobj 497 0 obj > endobj 498 0 obj > endobj 499 0 obj > endobj 500 0 obj > endobj 501 0 obj > endobj 502 0 obj > endobj 503 0 obj > endobj 504 0 obj > endobj 505 0 obj > endobj 506 0 obj > endobj 507 0 obj > endobj 508 0 obj > endobj 509 0 obj > endobj 510 0 obj > endobj 511 0 obj > endobj 512 0 obj > endobj 513 0 obj > endobj 514 0 obj > endobj 515 0 obj > endobj 516 0 obj > endobj 517 0 obj > endobj 518 0 obj > endobj 519 0 obj > endobj 520 0 obj > endobj 521 0 obj > endobj 522 0 obj > endobj 523 0 obj > endobj 524 0 obj > endobj 525 0 obj > endobj 526 0 obj > endobj 527 0 obj > endobj 528 0 obj > endobj 529 0 obj > endobj 530 0 obj > endobj 531 0 obj > endobj 532 0 obj > endobj 533 0 obj > endobj 534 0 obj > endobj 535 0 obj > endobj 536 0 obj > endobj 537 0 obj > endobj 538 0 obj > endobj 539 0 obj > endobj 540 0 obj > endobj 541 0 obj > endobj 542 0 obj > endobj 543 0 obj > endobj 544 0 obj > endobj 545 0 obj > endobj 546 0 obj > endobj 547 0 obj > endobj 548 0 obj > endobj 549 0 obj > endobj 550 0 obj > endobj 551 0 obj > endobj 552 0 obj > endobj 553 0 obj > endobj 554 0 obj > endobj 555 0 obj > endobj 556 0 obj > endobj 557 0 obj > endobj 558 0 obj > endobj 559 0 obj > endobj 560 0 obj > endobj 561 0 obj > endobj 562 0 obj > endobj 563 0 obj > endobj 564 0 obj > endobj 565 0 obj > endobj 566 0 obj > endobj 567 0 obj > endobj 568 0 obj > endobj 569 0 obj > endobj 570 0 obj > endobj 571 0 obj > endobj 572 0 obj > endobj 573 0 obj > endobj 574 0 obj > endobj 575 0 obj > endobj 576 0 obj > endobj 577 0 obj > endobj 578 0 obj > endobj 579 0 obj > endobj 580 0 obj > endobj 581 0 obj > endobj 582 0 obj > endobj 583 0 obj > endobj 584 0 obj > endobj 585 0 obj > endobj 586 0 obj > endobj 587 0 obj > endobj 588 0 obj > endobj 589 0 obj > endobj 590 0 obj > endobj 591 0 obj > endobj 592 0 obj > endobj 593 0 obj > endobj 594 0 obj > endobj 595 0 obj > endobj 596 0 obj > endobj 597 0 obj > endobj 598 0 obj > endobj 599 0 obj > endobj 600 0 obj > endobj 601 0 obj > endobj 602 0 obj > endobj 603 0 obj > endobj 604 0 obj > endobj 605 0 obj > endobj 606 0 obj > endobj 607 0 obj > endobj 608 0 obj > endobj 609 0 obj > endobj 610 0 obj > endobj 611 0 obj > endobj 612 0 obj > endobj 613 0 obj > endobj 614 0 obj > endobj 615 0 obj > endobj 616 0 obj > endobj 617 0 obj > endobj 618 0 obj > endobj 619 0 obj > endobj 620 0 obj > endobj 621 0 obj > endobj 622 0 obj > endobj 623 0 obj > endobj 624 0 obj > endobj 625 0 obj > endobj 626 0 obj > endobj 627 0 obj > endobj 628 0 obj > endobj 629 0 obj > endobj 630 0 obj > endobj 631 0 obj > endobj 632 0 obj > endobj 633 0 obj > endobj 634 0 obj > endobj 635 0 obj > endobj 636 0 obj > endobj 637 0 obj > endobj 638 0 obj > endobj 639 0 obj > endobj 640 0 obj > endobj 641 0 obj > endobj 642 0 obj > endobj 643 0 obj > endobj 644 0 obj > endobj 645 0 obj > endobj 646 0 obj > endobj 647 0 obj > endobj 648 0 obj > endobj 649 0 obj > endobj 650 0 obj > endobj 651 0 obj > endobj 652 0 obj > endobj 653 0 obj > endobj 654 0 obj > endobj 655 0 obj > endobj 656 0 obj > endobj 657 0 obj > endobj 658 0 obj > endobj 659 0 obj > endobj 660 0 obj > endobj 661 0 obj > endobj 662 0 obj > endobj 663 0 obj > endobj 664 0 obj > endobj 665 0 obj > endobj 666 0 obj > endobj 667 0 obj > endobj 668 0 obj > endobj 669 0 obj > endobj 670 0 obj > endobj 671 0 obj > endobj 672 0 obj > endobj 673 0 obj > endobj 674 0 obj > endobj 675 0 obj > endobj 676 0 obj > endobj 677 0 obj > endobj 678 0 obj > endobj 679 0 obj > endobj 680 0 obj > endobj 681 0 obj > endobj 682 0 obj > endobj 683 0 obj > endobj 684 0 obj > endobj 685 0 obj > endobj 686 0 obj > endobj 687 0 obj > endobj 688 0 obj > endobj 689 0 obj > endobj 690 0 obj > endobj 691 0 obj > endobj 692 0 obj > endobj 693 0 obj > endobj 694 0 obj > endobj 695 0 obj > endobj 696 0 obj > endobj 697 0 obj > endobj 698 0 obj > endobj 699 0 obj > endobj 700 0 obj > endobj 701 0 obj > endobj 702 0 obj > endobj 703 0 obj > endobj 704 0 obj > endobj 705 0 obj > endobj 706 0 obj > endobj 707 0 obj > endobj 708 0 obj > endobj 709 0 obj > endobj 710 0 obj > endobj 711 0 obj > endobj 712 0 obj > endobj 713 0 obj > endobj 714 0 obj > endobj 715 0 obj > endobj 716 0 obj > endobj 717 0 obj > endobj 718 0 obj > endobj 719 0 obj > endobj 720 0 obj > endobj 721 0 obj > endobj 722 0 obj > endobj 723 0 obj > endobj 724 0 obj > endobj 725 0 obj > endobj 726 0 obj > endobj 727 0 obj > endobj 728 0 obj > endobj 729 0 obj > endobj 730 0 obj > endobj 731 0 obj > endobj 732 0 obj > endobj 733 0 obj > endobj 734 0 obj > endobj 735 0 obj > endobj 736 0 obj > endobj 737 0 obj > endobj 738 0 obj > endobj 739 0 obj > endobj 740 0 obj > endobj 741 0 obj > endobj 742 0 obj > endobj 743 0 obj > endobj 744 0 obj > endobj 745 0 obj > endobj 746 0 obj > endobj 747 0 obj > endobj 748 0 obj > endobj 749 0 obj > endobj 750 0 obj > endobj 751 0 obj > endobj 752 0 obj > endobj 753 0 obj > endobj 754 0 obj > endobj 755 0 obj > endobj 756 0 obj > endobj 757 0 obj > endobj 758 0 obj > endobj 759 0 obj > endobj 760 0 obj > endobj 761 0 obj > endobj 762 0 obj > endobj 763 0 obj > endobj 764 0 obj > endobj 765 0 obj > endobj 766 0 obj > endobj 767 0 obj > endobj 768 0 obj > endobj 769 0 obj > endobj 770 0 obj > endobj 771 0 obj > endobj 772 0 obj > endobj 773 0 obj > endobj 774 0 obj > endobj 775 0 obj > endobj 776 0 obj > endobj 777 0 obj > endobj 778 0 obj > endobj 779 0 obj > endobj 780 0 obj > endobj 781 0 obj > endobj 782 0 obj > endobj 783 0 obj > endobj 784 0 obj > endobj 785 0 obj > endobj 786 0 obj > endobj 787 0 obj > endobj 788 0 obj > endobj 789 0 obj > endobj 790 0 obj > endobj 791 0 obj > endobj 792 0 obj > endobj 793 0 obj > endobj 794 0 obj > endobj 795 0 obj > endobj 796 0 obj > endobj 797 0 obj > endobj 798 0 obj > endobj 799 0 obj > endobj 800 0 obj > endobj 801 0 obj > endobj 802 0 obj > endobj 803 0 obj > endobj 804 0 obj > endobj 805 0 obj > endobj 806 0 obj > endobj 807 0 obj > endobj 808 0 obj > endobj 809 0 obj > endobj 810 0 obj > endobj 811 0 obj > endobj 812 0 obj > endobj 813 0 obj > endobj 814 0 obj > endobj 815 0 obj > endobj 816 0 obj > endobj 817 0 obj > endobj 818 0 obj > endobj 819 0 obj > endobj 820 0 obj > endobj 821 0 obj > endobj 822 0 obj > endobj 823 0 obj > endobj 824 0 obj > endobj 825 0 obj > endobj 826 0 obj > endobj 827 0 obj > endobj 828 0 obj > endobj 829 0 obj > endobj 830 0 obj > endobj 831 0 obj > endobj 832 0 obj > endobj 833 0 obj > endobj 834 0 obj > endobj 835 0 obj > endobj 836 0 obj > endobj 837 0 obj > endobj 838 0 obj > endobj 839 0 obj > endobj 840 0 obj > endobj 841 0 obj > endobj 842 0 obj > endobj 843 0 obj > endobj 844 0 obj > endobj 845 0 obj > endobj 846 0 obj > endobj 847 0 obj > endobj 848 0 obj > endobj 849 0 obj > endobj 850 0 obj > endobj 851 0 obj > endobj 852 0 obj > endobj 853 0 obj > endobj 854 0 obj > endobj 855 0 obj > endobj 856 0 obj > endobj 857 0 obj > endobj 858 0 obj > endobj 859 0 obj > endobj 860 0 obj > endobj 861 0 obj > endobj 862 0 obj > endobj 863 0 obj > endobj 864 0 obj > endobj 865 0 obj > endobj 866 0 obj > endobj 867 0 obj > endobj 868 0 obj > endobj 869 0 obj > endobj 870 0 obj > endobj 871 0 obj > endobj 872 0 obj > endobj 873 0 obj > endobj 874 0 obj > endobj 875 0 obj > endobj 876 0 obj > endobj 877 0 obj > endobj 878 0 obj > endobj 879 0 obj > endobj 880 0 obj > endobj 881 0 obj > endobj 882 0 obj > endobj 883 0 obj > endobj 884 0 obj > endobj 885 0 obj > endobj 886 0 obj > endobj 887 0 obj > endobj 888 0 obj > endobj 889 0 obj > endobj 890 0 obj > endobj 891 0 obj > endobj 892 0 obj > endobj 893 0 obj > endobj 894 0 obj > endobj 895 0 obj > endobj 896 0 obj > endobj 897 0 obj > endobj 898 0 obj > endobj 899 0 obj > endobj 900 0 obj > endobj 901 0 obj > endobj 902 0 obj > endobj 903 0 obj > endobj 904 0 obj > endobj 905 0 obj > endobj 906 0 obj > endobj 907 0 obj > endobj 908 0 obj > endobj 909 0 obj > endobj 910 0 obj > endobj 911 0 obj > endobj 912 0 obj > endobj 913 0 obj > endobj 914 0 obj > endobj 915 0 obj > endobj 916 0 obj > endobj 917 0 obj > endobj 918 0 obj > endobj 919 0 obj > endobj 920 0 obj > endobj 921 0 obj > endobj 922 0 obj > endobj 923 0 obj > endobj 924 0 obj > endobj 925 0 obj > endobj 926 0 obj > endobj 927 0 obj > endobj 928 0 obj > endobj 929 0 obj > endobj 930 0 obj > endobj 931 0 obj > endobj 932 0 obj > endobj 933 0 obj > endobj 934 0 obj > endobj 935 0 obj > endobj 936 0 obj > endobj 937 0 obj > endobj 938 0 obj > endobj 939 0 obj > endobj 940 0 obj > endobj 941 0 obj > endobj 942 0 obj > endobj 943 0 obj > endobj 944 0 obj > endobj 945 0 obj > endobj 946 0 obj > endobj 947 0 obj > endobj 948 0 obj > endobj 949 0 obj > endobj 950 0 obj > endobj 951 0 obj > endobj 952 0 obj > endobj 953 0 obj > endobj 954 0 obj > endobj 955 0 obj > endobj 956 0 obj > endobj 957 0 obj > endobj 958 0 obj > endobj 959 0 obj > endobj 960 0 obj > endobj 961 0 obj > endobj 962 0 obj > endobj 963 0 obj > endobj 964 0 obj > endobj 965 0 obj > endobj 966 0 obj > endobj 967 0 obj > endobj 968 0 obj > endobj 969 0 obj > endobj 970 0 obj > endobj 971 0 obj > endobj 972 0 obj > endobj 973 0 obj > endobj 974 0 obj > endobj 975 0 obj > endobj 976 0 obj > endobj 977 0 obj > endobj 978 0 obj > endobj 979 0 obj > endobj 980 0 obj > endobj 981 0 obj > endobj 982 0 obj > endobj 983 0 obj > endobj 984 0 obj > endobj 985 0 obj > endobj 986 0 obj > endobj 987 0 obj > endobj 988 0 obj > endobj 989 0 obj > endobj 990 0 obj > endobj 991 0 obj > endobj 992 0 obj > endobj 993 0 obj > endobj 994 0 obj > endobj 995 0 obj > endobj 996 0 obj > endobj 997 0 obj > endobj 998 0 obj > endobj 999 0 obj > endobj 1000 0 obj > endobj 1001 0 obj > endobj 1002 0 obj > endobj 1003 0 obj > endobj 1004 0 obj > endobj 1005 0 obj > endobj 1006 0 obj > endobj 1007 0 obj > endobj 1008 0 obj > endobj 1009 0 obj > endobj 1010 0 obj > endobj 1011 0 obj > endobj 1012 0 obj > endobj 1013 0 obj > endobj 1014 0 obj > endobj 1015 0 obj > endobj 1016 0 obj > endobj 1017 0 obj > endobj 1018 0 obj > endobj 1019 0 obj > endobj 1020 0 obj > endobj 1021 0 obj > endobj 1022 0 obj > endobj 1023 0 obj > endobj 1024 0 obj > endobj 1025 0 obj > endobj 1026 0 obj > endobj 1027 0 obj > endobj 1028 0 obj > endobj 1029 0 obj > endobj 1030 0 obj > endobj 1031 0 obj > endobj 1032 0 obj > endobj 1033 0 obj > endobj 1034 0 obj > endobj 1035 0 obj > endobj 1036 0 obj > endobj 1037 0 obj > endobj 1038 0 obj > endobj 1039 0 obj > endobj 1040 0 obj > endobj 1041 0 obj > endobj 1042 0 obj > endobj 1043 0 obj > endobj 1044 0 obj > endobj 1045 0 obj > endobj 1046 0 obj > endobj 1047 0 obj > endobj 1048 0 obj > endobj 1049 0 obj > endobj 1050 0 obj > endobj 1051 0 obj > endobj 1052 0 obj > endobj 1053 0 obj > endobj 1054 0 obj > endobj 1055 0 obj > endobj 1056 0 obj > endobj 1057 0 obj > endobj 1058 0 obj > endobj 1059 0 obj > endobj 1060 0 obj > endobj 1061 0 obj > endobj 1062 0 obj > endobj 1063 0 obj > endobj 1064 0 obj > endobj 1065 0 obj > endobj 1066 0 obj > endobj 1067 0 obj > endobj 1068 0 obj > endobj 1069 0 obj > endobj 1070 0 obj > endobj 1071 0 obj > endobj 1072 0 obj > endobj 1073 0 obj > endobj 1074 0 obj > endobj 1075 0 obj > endobj 1076 0 obj > endobj 1077 0 obj > endobj 1078 0 obj > endobj 1079 0 obj > endobj 1080 0 obj > endobj 1081 0 obj > endobj 1082 0 obj > endobj 1083 0 obj > endobj 1084 0 obj > endobj 1085 0 obj > endobj 1086 0 obj > endobj 1087 0 obj > endobj 1088 0 obj > endobj 1089 0 obj > endobj 1090 0 obj > endobj 1091 0 obj > endobj 1092 0 obj > endobj 1093 0 obj > endobj 1094 0 obj > endobj 1095 0 obj > endobj 1096 0 obj > endobj 1097 0 obj > endobj 1098 0 obj > endobj 1099 0 obj > endobj 1100 0 obj > endobj 1101 0 obj > endobj 1102 0 obj > endobj 1103 0 obj > endobj 1104 0 obj > endobj 1105 0 obj > endobj 1106 0 obj > endobj 1107 0 obj > endobj 1108 0 obj > endobj 1109 0 obj > endobj 1110 0 obj > endobj 1111 0 obj > endobj 1112 0 obj > endobj 1113 0 obj > endobj 1114 0 obj > endobj 1115 0 obj > endobj 1116 0 obj > endobj 1117 0 obj > endobj 1118 0 obj > endobj 1119 0 obj > endobj 1120 0 obj > endobj 1121 0 obj > endobj 1122 0 obj > endobj 1123 0 obj > endobj 1124 0 obj > endobj 1125 0 obj > endobj 1126 0 obj > endobj 1127 0 obj > endobj 1128 0 obj > endobj 1129 0 obj > endobj 1130 0 obj > endobj 1131 0 obj > endobj 1132 0 obj > endobj 1133 0 obj > endobj 1134 0 obj > endobj 1135 0 obj > endobj 1136 0 obj > endobj 1137 0 obj > endobj 1138 0 obj > endobj 1139 0 obj > endobj 1140 0 obj > endobj 1141 0 obj > endobj 1142 0 obj > endobj 1143 0 obj > endobj 1144 0 obj > endobj 1145 0 obj > endobj 1146 0 obj > endobj 1147 0 obj > endobj 1148 0 obj > endobj 1149 0 obj > endobj 1150 0 obj > endobj 1151 0 obj > endobj 1152 0 obj > endobj 1153 0 obj > endobj 1154 0 obj > endobj 1155 0 obj > endobj 1156 0 obj > endobj 1157 0 obj > endobj 1158 0 obj > endobj 1159 0 obj > endobj 1160 0 obj > endobj 1161 0 obj > endobj 1162 0 obj > endobj 1163 0 obj > endobj 1164 0 obj > endobj 1165 0 obj > endobj 1166 0 obj > endobj 1167 0 obj > endobj 1168 0 obj > endobj 1169 0 obj > endobj 1170 0 obj > endobj 1171 0 obj > endobj 1172 0 obj > endobj 1173 0 obj > endobj 1174 0 obj > endobj 1175 0 obj > endobj 1176 0 obj > endobj 1177 0 obj > endobj 1178 0 obj > endobj 1179 0 obj > endobj 1180 0 obj > endobj 1181 0 obj > endobj 1182 0 obj > endobj 1183 0 obj > endobj 1184 0 obj > endobj 1185 0 obj > endobj 1186 0 obj > endobj 1187 0 obj > endobj 1188 0 obj > endobj 1189 0 obj > endobj 1190 0 obj > endobj 1191 0 obj > endobj 1192 0 obj > endobj 1193 0 obj > endobj 1194 0 obj > endobj 1195 0 obj > endobj 1196 0 obj > endobj 1197 0 obj > endobj 1198 0 obj > endobj 1199 0 obj > endobj 1200 0 obj > endobj 1201 0 obj > endobj 1202 0 obj > endobj 1203 0 obj > endobj 1204 0 obj > endobj 1205 0 obj > endobj 1206 0 obj > endobj 1207 0 obj > endobj 1208 0 obj > endobj 1209 0 obj > endobj 1210 0 obj > endobj 1211 0 obj > endobj 1212 0 obj > endobj 1213 0 obj > endobj 1214 0 obj > endobj 1215 0 obj > endobj 1216 0 obj > endobj 1217 0 obj > endobj 1218 0 obj > endobj 1219 0 obj > endobj 1220 0 obj > endobj 1221 0 obj > endobj 1222 0 obj > endobj 1223 0 obj > endobj 1224 0 obj > endobj 1225 0 obj > endobj 1226 0 obj > endobj 1227 0 obj > endobj 1228 0 obj > endobj 1229 0 obj > endobj 1230 0 obj > endobj 1231 0 obj > endobj 1232 0 obj > endobj 1233 0 obj > endobj 1234 0 obj > endobj 1235 0 obj > endobj 1236 0 obj > endobj 1237 0 obj > endobj 1238 0 obj > endobj 1239 0 obj > endobj 1240 0 obj > endobj 1241 0 obj > endobj 1242 0 obj > endobj 1243 0 obj > endobj 1244 0 obj > endobj 1245 0 obj > endobj 1246 0 obj > endobj 1247 0 obj > endobj 1248 0 obj > endobj 1249 0 obj > endobj 1250 0 obj > endobj 1251 0 obj > endobj 1252 0 obj > endobj 1253 0 obj > endobj 1254 0 obj > endobj 1255 0 obj > endobj 1256 0 obj > endobj 1257 0 obj > endobj 1258 0 obj > endobj 1259 0 obj > endobj 1260 0 obj > endobj 1261 0 obj > endobj 1262 0 obj > endobj 1263 0 obj > endobj 1264 0 obj > endobj 1265 0 obj > endobj 1266 0 obj > endobj 1267 0 obj > endobj 1268 0 obj > endobj 1269 0 obj > endobj 1270 0 obj > endobj 1271 0 obj > endobj 1272 0 obj > endobj 1273 0 obj > endobj 1274 0 obj > endobj 1275 0 obj > endobj 1276 0 obj > endobj 1277 0 obj > endobj 1278 0 obj > endobj 1279 0 obj > endobj 1280 0 obj > endobj 1281 0 obj > endobj 1282 0 obj > endobj 1283 0 obj > endobj 1284 0 obj > endobj 1285 0 obj > endobj 1286 0 obj > endobj 1287 0 obj > endobj 1288 0 obj > endobj 1289 0 obj > endobj 1290 0 obj > endobj 1291 0 obj > endobj 1292 0 obj > endobj 1293 0 obj > endobj 1294 0 obj > endobj 1295 0 obj > endobj 1296 0 obj > endobj 1297 0 obj > endobj 1298 0 obj > endobj 1299 0 obj > endobj 1300 0 obj > endobj 1301 0 obj > endobj 1302 0 obj > endobj 1303 0 obj > endobj 1304 0 obj > endobj 1305 0 obj > endobj 1306 0 obj > endobj 1307 0 obj > endobj 1308 0 obj > endobj 1309 0 obj > endobj 1310 0 obj > endobj 1311 0 obj > endobj 1312 0 obj > endobj 1313 0 obj > endobj 1314 0 obj > endobj 1315 0 obj > endobj 1316 0 obj > endobj 1317 0 obj > endobj 1318 0 obj > endobj 1319 0 obj > endobj 1320 0 obj > endobj 1321 0 obj > endobj 1322 0 obj > endobj 1323 0 obj > endobj 1324 0 obj > endobj 1325 0 obj > endobj 1326 0 obj > endobj 1327 0 obj > endobj 1328 0 obj > endobj 1329 0 obj > endobj 1330 0 obj > endobj 1331 0 obj > endobj 1332 0 obj > endobj 1333 0 obj > endobj 1334 0 obj > endobj 1335 0 obj > endobj 1336 0 obj > endobj 1337 0 obj > endobj 1338 0 obj > endobj 1339 0 obj > endobj 1340 0 obj > endobj 1341 0 obj > endobj 1342 0 obj > endobj 1343 0 obj > endobj 1344 0 obj > endobj 1345 0 obj > endobj 1346 0 obj > endobj 1347 0 obj > endobj 1348 0 obj > endobj 1349 0 obj > endobj 1350 0 obj > endobj 1351 0 obj > endobj 1352 0 obj > endobj 1353 0 obj > endobj 1354 0 obj > endobj 1355 0 obj > endobj 1356 0 obj > endobj 1357 0 obj > endobj 1358 0 obj > endobj 1359 0 obj > endobj 1360 0 obj > endobj 1361 0 obj > endobj 1362 0 obj > endobj 1363 0 obj > endobj 1364 0 obj > endobj 1365 0 obj > endobj 1366 0 obj > endobj 1367 0 obj > endobj 1368 0 obj > endobj 1369 0 obj > endobj 1370 0 obj > endobj 1371 0 obj > endobj 1372 0 obj > endobj 1373 0 obj > endobj 1374 0 obj > endobj 1375 0 obj > endobj 1376 0 obj > endobj 1377 0 obj > endobj 1378 0 obj > endobj 1379 0 obj > endobj 1380 0 obj > endobj 1381 0 obj > endobj 1382 0 obj > endobj 1383 0 obj > endobj 1384 0 obj > endobj 1385 0 obj > endobj 1386 0 obj > endobj 1387 0 obj > endobj 1388 0 obj > endobj 1389 0 obj > endobj 1390 0 obj > stream H|Tn0+tIJ$ 8Cm mh ([NAAJ#ߣOzXMowO{ԏ^rZʧKgnۛp-VuG`u_-2XZ~K

    Оценка вариабельности сердечного ритма

    Одной из самых сложных и в то же время самых актуальных проблем современной медицины и физиологии является умение измерять уровень здоровья. Ведь переход от здоровья к болезни происходит через перенапряжение, истощение и срыв механизмов адаптации, и чем раньше мы сможем предусмотреть такой исход, тем больше шансов сохранить здоровье.

    Необходимость измерения адаптационных возможностей особенно актуальна для школьников – наиболее чувствительному контингенту к стрессорным воздействиям окружающей среды. Даже во внешне благополучных семьях они имеют много дополнительных факторов риска снижения защитных сил организма, связанных с такими современными аспектами их образа жизни, как сложные взаимоотношения со взрослыми, недостаточность взаимопонимания в семье, неправильное питание и недостаточный уровень физической активности.

    Анализ вариабельности сердечного ритма является научно обоснованной методологией донозологической диагностики, обеспечивающей получение информации о степени напряжения регуляторных систем, что позволяет судить об адаптационных возможностях организма. Этот метод прост, информативен и достаточно хорошо разработан. При записи ЭКГ имеется также возможность выявлять аритмии, что важно при обследовании детей.

    В книге академика Р.М. Баевского и А.П. Берсеневой «Оценка адапационных возможностей организма и риск развития заболеваний» предложена следующая классификация функциональных состояний организма, основанная на представлениях о гомеостазе и адаптации:

    • Физиологическая норма. Состояние удовлетворительной адаптации к условиям окружающей среды. Достаточные функциональные возможности организма. Гомеостаз поддерживается при минимальном напряжении регуляторных систем.
    • Донозологические состояния. Для поддержания равновесия организма с окружающей средой необходима мобилизация функциональных ресурсов, что требует напряжения регуляторных систем. Развивается различная степень адаптационных механизмов. Функциональные (адаптационные) возможности организма в покое не снижены, способность адаптироваться к нагрузкам уменьшена. Гомеостаз поддерживается только благодаря определенному напряжению регуляторных систем.
    • Преморбидные состояния. Состояние неудовлетворительной адаптации к условиям окружающей среды. Функциональные возможности организма снижены. Гомеостаз сохранен лишь благодаря значительному напряжению регуляторных систем либо за счет включения компенсаторных механизмов.
    • Срыв (полом) механизмов адаптации. Резкое снижение функциональных возможностей организма. Гомеостаз нарушен. Развитие специфических патологических изменений на органно-системном уровне.

    Распознавание функциональных состояний организма, возникающих в процессе перехода от нормы к патологии называется донозологической диагностикой. При этом к собственно донозологическим состояниям относят состояние напряжения регуляторных систем, обеспечивающее мобилизацию необходимых функциональных резервов. Состояние неудовлетворительной адаптации, когда функциональные резервы снижены, уже должно быть отнесено к преморбидным состояниям. Только срыв адаптации, с точкизрения клиницистов, может быть отнесен к состоянию болезни, в то время как все остальные состояния могут рассматриваться как различные уровни здоровья. Такой подход получил развитие в методе массовых донозологических обследований.

    Напряжение регуляторных систем ─ это неспецифический ответ организма на любые неблагоприятные для него воздействия, требующие мобилизации функциональных резервов. Повседневная жизнь и процесс обучения также вызывают определенное напряжение механизмов регуляции. Это «рабочее напряжение» зависит от возраста, пола, индивидуальных особенностей, уровня здоровья, но не выходит за рамки так называемой физиологической нормы. В тех случаях, когда окружающие условия среды требуют от организма повышенных усилий и напряжение регуляторных систем выше обычного, «диагностируют» функциональное напряжение – умеренно, значительно или резко выраженное. Слово «диагностируют» здесь использовано не случайно. Состояния функционального напряжения называют донозологическими, а их оценка обозначается термином «донозологическая диагностика». Донозологические состояния являются пограничными между нормой и патологией. Они предшествуют развитию болезни и отражают снижение адаптационных возможностей организма.

    Процесс обучения в школе требует от организма школьника не только высокой устойчивости к экстремальным воздействиям, но и хорошей пластичности, т.е. способности приспосабливаться (адаптироваться) к новым условиям существования.

    Вариабельность сердечного ритма – одно из фундаментальных физиологических свойств нашего организма. Организма, а не просто сердечно-сосудистой системы (ССС), и, тем более – сердца. ВСР с большой точностью отражает состояние именно регуляторных процессов в нашем организме, и ее изучение, поэтому, доставляет действительно неоценимую для качественных диагностики, прогнозирования, лечения и предупреждения болезней информацию.

    Здоровье-Экспресс реализует технологию выявления состояний, предшествующих развитию болезни. Технология предназначена не для определения нозологических форм (от греч. nosos – болезнь и …логия) патологии, а для оценки неспецифических механизмов адаптации и риска развития заболеваний практически здоровых людей и лиц, с начальными формами патологии и выдачи заключения об уровне адаптационных возможностей организма и степени напряжения регуляторных систем (Таблица 1). Обнаружение состояния, предшествующего развитию патологического процесса во многих случаях позволяет предупредить его возникновение.

    Таблица 1. Соотношение функциональных состояний организма с уровнем напряжения регуляторных систем.

    Функциональное состояние Уровень напряжения регуляторных систем
    Норма  Оптимальный уровень
    Нормальный уровень
    Умеренное функциональное напряжение
    Функциональное напряжение Выраженное функциональное напряжение
    Резко выраженное функциональное напряжение
    Перенапряжение Перенапряжение регуляторных механизмов
    Резко выраженное перенапряжение
    Истощения (срыв адаптации) Истощение регуляторных систем
    Резко выраженное истощение
    Полом (срыв) механизмов регуляции

    Методика применения оценки вариабельности сердечного ритма у школьников очень проста:

    1. В компьютере в базе данных обследуемый школьник регистрируется, запускается ПО «Здоровье-экспресс».
    2. Учащийся садится на стул, принимает позу «извозчика», на щиколотки и запястья крепятся 4 электрода от кардиоусилителя (раздеваться не нужно).
    3. Запускается процедура схема ЭКГ- сигнала, которая длится 3 минуты.
    4. По результатам анализа полученного сигнала формаруется автоматическое заключение с оценкой состояния пациента.

    Если учашийся находится в «красной зоне» — зоне срыва адаптации или в преморбидном состоянии – состоянии предболезни, то его следует отправить на более углубленное дообседование в детский Центр здоровья. В каждой школе таких детей может быть около 1,5-2% в «красной зоне» и от 10- 25% в донозологическом состоянии. Мониторинг и корректировка их состояния в течении учебного года может резко повысить качество жизни школьников

    Прежде чем перейти к описанию явления адаптации, остановимся на основном биологическом понятии — «гомеостаз» (сходство и состояние).

    В широком биологическом смысле гомеостаз — это относительно динамичное, колеблющееся в строго очерченных границах постоянство состава и свойств внутренней среды и устойчивость основных физиологических функций организма (кровяное давление, температура тела, кислотно-щелочное равновесие и т.д.). Гомеостаз поддерживается регуляторными взаимодействиями на молекулярном, клеточном, органном уровнях, несмотря на изменение условий окружающей среды.

    Гомеостаз может обеспечиваться многопараметрической регуляцией, не требующей устойчивости каждого параметра, входящего в систему — организм. Он определяется удержанием комплекса жизненных показателей обмена веществ, энергии и информации в данный момент времени. При переходе к следующему моменту времени наблюдаются сдвиги в показателях отдельных систем, но вся макросистема сохраняет жизнеспособность. В этих случаях говорят о гомеокинезе.

    Изменяются в основном «гибкие» процессы пространственно-временной модели (организма). Установлено, что все гомеостатические системы имеют общий принцип управления — регулируемую конкуренцию. В основе этих управленческих взаимовлияний лежит «многоконтурность» управления иерархическими системами, в том числе и приспособляемость к окружающей среде путем поддержания необходимого уровня жизнедеятельности. Постоянство внутренней среды есть условие независимого существования индивидуальности. Организм стремится не к абсолютной стабилизации функций, а к удержанию их в определенных пределах при непрерывном изменении констант. Занятия физической культуройне приводят к изменениям, систематические тренировки стимулируют и направляют эти изменения отдельных систем.

    Интересен вопрос о приспособлении организма к нагрузкам и к бездеятельности, то есть к состояниям, с которыми часто приходится сталкиваться. Углубленное изучение связей морфологического и функционального характера нашли свое отражение в работах И.М. Сеченова, показавшего, что гомеостаз и адаптация являются взаимосвязанными фундаментальными свойствами биологических объектов. Эти процессы не только взаимосвязаны, но и дополняют друг друга. Гомеостатическое регулирование в итоге определяет процессы адаптации, то есть организм имеет приспособительные гомеостатические механизмы адаптации.

    Адаптация в прямом значении означает приспособляемость к внешней среде. В случае полного приспособления надо говорить о потере (отсутствии) влияния среды, так как адаптация достигла своего предела.

    При регулярных тренировочных нагрузках процесс адаптации не может быть долго постоянным, необходимы «сбивающие» факторы, которые заставляют организм приспосабливаться к новым (рациональным для вида спорта и квалификации спортсмена) условиям тренировки. Адаптивные способности определяются в основном пластичностью нервной системы, особенностями гормонального регулирования, ферментативной активностью, гипоксической устойчивостью. Критерием оценки рациональности адаптивного процесса служит минимальная «плата» за эту деятельность.

    Двигательная нагрузка — это специфичный раздражитель, влияющий на внутриклеточную энергетику, которая совершенствует внутриклеточные процессы и приводит к умеренной гипертрофии. Усиленный синтез структурных и ферментативных белков в активно функционирующей клетке происходит путем накопления в мышцах креатина, который расширяет функциональные мощности клеточных структур и повышает регуляцию обменных процессов.

    Целесообразно выделять срочную адаптивную реакцию и долговременную. Основой длительной (устойчивой) адаптации является число функционирующих структур, их гиперплазия, приводящая к повышению функциональной мощности. Именно в этом заключается процесс тренировки. «Структурная цена адаптации» у спортсменов, тренирующихся с перерывами, более высока, чем у спортсменов, тренирующихся непрерывно с использованием микро-, макро- и мезоциклов. В связи с этим изменения объема и интенсивности тренировочных нагрузок, а по мнению отдельных авторов, и часов тренировок, дают лучший эффект, чем строго плановые нагрузки с монотонными заданиями. Существует масса определений, приспособленных к конкретным нагрузкам, но нет единого, признанного всеми. Связано это с трудностью построения обобщающего определения типовой, а тем более индивидуальной адаптации. Некоторые авторы стоят на стороне онтогенетических факторов адаптации, другие склоняются к генетической теории, третьи связывают адаптацию с глубинными биохимическими процессами. Набор физиологических толкований ограничивает морфологическую сущность. Как и попытка увязать феномен адаптации с проблемами возрастной и спортивной морфологии, также слабо освещена адаптация структур организма, которая, по всей вероятности, связана с нормой их реакции на внешние воздействия.

    Норма реакции — понятие, введенное генетиками, имеющее и фенотипический смысл. Норма реакции не только наследуется, но и воспитывается при разностороннем общении организма со средой. Ростовые процессы детей в разных двигательных условиях показывают, что на одно и то же воздействие существуют ответные реакции различной интенсивности. Установка средней возрастной нагрузки (обладает лучшей способностью к эффективному развитию организма) — процесс чрезвычайно многоплановый и тонко связанный со зрелостью отдельных структур нервной и эндокринной систем. Индивидуальная изменчивость ростовых процессов отдельных систем организма также тесно связана с вариантом биологического развития индивида.

    Ответные реакции организма на внешние (тренировочные) нагрузки в значительно большей степени регламентируются правилом «конфликта организма со средой», согласно которому соотношение следового фактора и индивидуальной (генетической) нормы реакции может иметь умеренный характер, стимулируя ростовую активность. Если раздражения сдвигаются в сторону средового фактора, ростовая активность тормозится. Это положение попытались использовать для объяснения феномена акселерации, однако эта гипотеза имеет слишком много «против». Основное «против» заключается в том, что норма реакции различных тканей меняется не синхронно, а последовательно и ответные будут в каждом возрастном периоде различаться. Концепцию об акселерации развивал Г. Селье, указывая, что ее механизм сводится к умеренному конфликту, вызываемому экзо-и эндогенными факторами («физиологический стресс» и последующее насыщение организма кортикостероидами — гормонами, стимулирующими рост). Кажущаяся логичность построения концепции увеличения роста в условиях загрязнения окружающей среды не выдерживает критики.

    Адаптивные реакции организма на физические нагрузки никогда не ограничиваются их влиянием на какую-то одну систему, так как между отдельными системами существует четко выраженная взаимосвязь.

    Не менее важным фактором является закон: для различных органов или различных функциональных показателей переход от стимуляции к торможению функциональной активности происходит при неодинаковом уровне тренировочных нагрузок.

    Структуры, возникшие в ходе адаптации к тренировочным нагрузкам, могут существенно отличаться по своему влиянию на жизнедеятельность на изученном отрезке времени. Тренировочные нагрузки заставляют вырабатывать у лиц различных СТ и ВР «энергетико-пластическую стойкость» в перестройке систем организма. Иногда организм как бы «жертвует» своей структурой ради сохранения функции.

    Например, рациональная форма адаптации длинной трубчатой кости к нагрузке проявляется расширением эпифизов, диафиза и костномозговой полости, долгим сохранением потенциального продольного роста. При этом на наружной поверхности кости остеобласты активно строят кость. Костеобразование преобладает над процессом костеразрушения.

    Резкого утолщения костной ткани не происходит. Увеличив свой наружный размер, кость в соответствии с законами механики повышает прочность при той же или сходной толщине компактного вещества. Эта форма адаптации наиболее экономична; наблюдалась она при естественно возникающей с возрастом у взрослых людей убыли костного вещества. На микроскопическом уровне она проявляется образованием остеонов большого диаметра, тонкостенных и с широким внутренним каналом.

    Нерациональная форма адаптации кости характеризуется сохранением наружных поперечных размеров или же их уменьшением за счет замедления поднадкостного костеобразования или активизации костеразрушения. Стенка диафиза утолщается при отложении нового костного вещества со стороны костномозговой полости, что ведет к сужению костномозгового канала. Рост костей в длину тормозится при более раннем исчезновении зоны роста. Этот процесс требует большей затраты костного вещества для обеспечения необходимого уровня прочности. Уменьшение костномозговой полости приводит к нарушению питания костного вещества. Нерациональная форма адаптации менее надежна и ведет к ее срыву. Она служит причиной костного травматизма и преждевременного старения суставов.

    Слабым звеном сустава является хрящ. Гибель его клеток не компенсируется в обычных условиях образованием новых. Механически перегрузка сустава нередко ведет к истончению суставного хряща. При этом последний утрачивает свои буферные свойства, а лежащий под ним участок кости подвергается постоянной перегрузке и травмируется. Дальнейшее изменение сустава может идти с возникновением по краям суставной поверхности костных остеофитов, что завершается формированием деформирующего остеоартроза. Иногда над хрящевой пластиной могут образоваться кистевидные разрежения. Образование остеофитов можно считать рациональным, так как костные разрастания по краям имеют компенсаторное значение, и только чрезмерно увеличившись, они создают неприятные болевые ощущения. Стирание с возрастом костных поверхностей у спортсменов различных специализаций дает ясное представление о «спортивных деструкциях».

    Приведем результаты исследования костей у спортсменов с динамическими, статическими и статодинамическими (ударными) нагрузками (исследования А.П. Козлова (1976, 1977) на весьма репрезентативном материале с применением методов рентге­нографии и рентгенофотометрического анализа).

    При сравнении среднего показателя плотности костей запястья, выстроенных в порядке возрастания, автор получил следующий ряд (табл. 5.9).

    Приведенные данные свидетельствуют о влиянии конкретного вида спорта на плотность костей.

    Ясно, что различные по характеру и длительности нагрузки обуславливают и различную плотность костей. Нагрузки стато-динамического характера (хоккеисты, фехтовальщики, борцы, лыжники) приводят к большим изменениям в плотности костей, чем нагрузки статического или динамического характера.

    Таблица 5.9

    Средняя плотность костей запястья у спортсменов I разряда — КМС (7-9 лет спортивного стажа) в порядке возрастания, %

    Правая рука

    Левая рука

    Коэффициент асимметрии

    Специализация

    67,8

    65,6

    + 2,5

    Футбол

    67,6

    66,9

    + 2,5

    Боксеры

    69,3

    67,5

    + 2,6

    Гимнасты

    70,6

    70,9

    -0,4

    Тяжелоатлеты

    77,0

    77,0

    0

    Пловцы

    77,5

    76,4

    + 1,1

    Волейболисты

    79,8

    77,7

    + 2,6

    Лыжники

    88,4

    85,9

    + 2,9

    Фехтовальщики

    90,2

    89,5

    + 0,8

    Борцы

    91,1

    90,6

    + 0,8

    Хоккеисты

    Примечание. Плюс — правая кисть; минус — левая кисть.

    Анализировать изменения в костной ткани у спортсменов без учета характера рабочих нагрузок, пола, спортивного стажа, региона проживания недопустимо.

    Дифференциация спортсменов по генетически обусловленным способностям создает основу для индивидуализации педагогического подхода к их обучению (использование преимущественно методов показа, прочувствования движений для атакующих спортсменов и методов рассказа, объяснения, самоотчетов для контратакующих), для правильного подбора упражнений, выбора адекватного стиля, создания алгоритмов прогнозирования и моделирования успешности соревновательной деятельности.

    Достигаемая при этом высокая тренируемость, сокращая время подготовки высококвалифицированного спортсмена, обеспечивает не только выполнение биологической (сохранения его здоровья) и социальной (победы на соревнованиях) задач, но и позволяет достичь высокого экономического эффекта тренировочного процесса.

    %d0%bf%d0%be%d1%81%d1%82%d0%be%d1%8f%d0%bd%d1%81%d1%82%d0%b2%d0%be%20%d0%b2%d0%bd%d1%83%d1%82%d1%80%d0%b5%d0%bd%d0%bd%d0%b5%d0%b9%20%d1%81%d1%80%d0%b5%d0%b4%d1%8b%20%d0%be%d1%80%d0%b3%d0%b0%d0%bd%d0%b8%d0%b7%d0%bc%d0%b0 — с русского на все языки

    Все языкиАнглийскийРусскийКитайскийНемецкийФранцузскийИспанскийИтальянскийЛатинскийФинскийГреческийИвритАрабскийСуахилиНорвежскийПортугальскийВенгерскийТурецкийИндонезийскийШведскийПольскийЭстонскийЛатышскийДатскийНидерландскийАрмянскийУкраинскийЯпонскийСанскритТайскийИрландскийТатарскийСловацкийСловенскийТувинскийУрдуИдишМакедонскийКаталанскийБашкирскийЧешскийГрузинскийКорейскийХорватскийРумынский, МолдавскийЯкутскийКиргизскийТибетскийБелорусскийБолгарскийИсландскийАлбанскийНауатльКомиВаллийскийКазахскийУзбекскийСербскийВьетнамскийАзербайджанскийБаскскийХиндиМаориКечуаАканАймараГаитянскийМонгольскийПалиМайяЛитовскийШорскийКрымскотатарскийЭсперантоИнгушскийСеверносаамскийВерхнелужицкийЧеченскийГэльскийШумерскийОсетинскийЧеркесскийАдыгейскийПерсидскийАйнский языкКхмерскийДревнерусский языкЦерковнославянский (Старославянский)МикенскийКвеньяЮпийскийАфрикаансПапьяментоПенджабскийТагальскийМокшанскийКриВарайскийКурдскийЭльзасскийФарерскийАбхазскийАрагонскийАрумынскийАстурийскийЭрзянскийКомиМарийскийЧувашскийСефардскийУдмурдскийВепсскийАлтайскийДолганскийКарачаевскийКумыкскийНогайскийОсманскийТофаларскийТуркменскийУйгурскийУрумскийБурятскийОрокскийЭвенкийскийМаньчжурскийГуараниТаджикскийИнупиакМалайскийТвиЛингалаБагобоЙорубаСилезскийЛюксембургскийЧерокиШайенскогоКлингонский

     

    Все языкиАнглийскийНемецкийНорвежскийКитайскийИвритФранцузскийУкраинскийИтальянскийПортугальскийВенгерскийТурецкийПольскийДатскийЛатинскийИспанскийСловенскийГреческийЛатышскийФинскийПерсидскийНидерландскийШведскийЯпонскийЭстонскийТаджикскийАрабскийКазахскийТатарскийЧеченскийКарачаевскийСловацкийБелорусскийЧешскийАрмянскийАзербайджанскийУзбекскийШорскийРусскийЭсперантоКрымскотатарскийСуахилиЛитовскийТайскийОсетинскийАдыгейскийЯкутскийАйнский языкЦерковнославянский (Старославянский)ИсландскийИндонезийскийАварскийМонгольскийИдишИнгушскийЭрзянскийКорейскийИжорскийМарийскийМокшанскийУдмурдскийВодскийВепсскийАлтайскийЧувашскийКумыкскийТуркменскийУйгурскийУрумскийЭвенкийскийБашкирскийБаскский

    Возраст и гомеостаз | Патогенез

    • A. A. Paltsyn Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Научно-исследовательский институт общей патологии и патофизиологии», Москва, Россия; Федеральное Государственное бюджетное образовательное учреждение дополнительного профессионального образования «Российская медицинская Академия непрерывного профессионального образования» Министерства здравоохранения Российской Федерации, Москва, Россия
    • N. B. Sviridkina Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Научно-исследовательский институт общей патологии и патофизиологии», Москва, Россия

    Ключевые слова: гомеостаз, адаптация, оксидативный стресс, тепловой шок, протеасомы, протеостаз

    Аннотация

    Гомеостаз – способность организма сохранять достаточное для жизни постоянство структуры и функции. Противоречие заключается в том, что суть жизни – это неизбежное изменение структуры и функции. Наиболее распространенный нарушитель гомеостаза – оксидативный стресс. В нейтрализации его действия участвует множество генов, включаемых транскрипционными факторами Nrf2, NFκB, TFAM, и PGC1α. Адаптивный ответ развивается не только на оксидативный стресс, но и на тепловой шок, гликемический стресс, холодовой шок, осмотический стресс, переутомление, голодание, механический стресс, антигенное воздействие, эмоциональный и психологический стресс. При стрессе в клетках накапливаются продукты неполного протеолиза – агрегаты. Гомеостатический ответ выражается увеличением содержания шаперонов, способствующих правильному свертыванию белков и протеасом, разрушающих агрегаты. Однако способность адекватно отвечать на стрессы снижается с возрастом, сужается диапазон модулирования адаптивного гомеостаза. Нарастает вероятность выхода за пределы сузившегося диапазона и гибели клетки.

    Концепция «стресса» в биологии микроводорослей — гомеостаз, акклиматизация и адаптация

  • Affenzeller MJ, Darehshouri A, Andosch A, Lütz C, Lütz-Meindl U (2009) Гибель клеток одноклеточной зеленой водоросли, вызванная солевым стрессом Micrasterias denticulata . J Exp Bot 60: 939–954

    CAS PubMed PubMed Central Google ученый

  • Azachi M, Sadka A, Fisher M, Goldshlag P, Gokhman I, Zamir A (2002) Солевая индукция элонгазы жирных кислот и модификаций мембранных липидов в экстремально галотолерантной водоросли Dunaliella salina .Физиология растений 129: 1320–1329

    CAS PubMed PubMed Central Google ученый

  • Belmans C, van Laere A (1987) Ферменты и промежуточные продукты глицеринового цикла во время адаптации клеток Dunaliella tertiolecta к гиперосмотическому стрессу. Среда растительной клетки 10: 185–190

    CAS Google ученый

  • Berges JA, Falkowski PG (1998) Физиологический стресс и гибель клеток в морском фитопланктоне: индукция протеаз в ответ на ограничение азота или света.Лимнол Океаногр 43: 129–135

    CAS Google ученый

  • Bickerton P, Sello S, Brownlee C, Pittman JK, Wheeler GL (2016) Пространственная и временная специфичность передачи сигналов Ca 2+ в Chlamydomonas reinhardtii в ответ на осмотический стресс. Новый Фитол 212: 920–933

    CAS PubMed PubMed Central Google ученый

  • Боровицка М.А., Хейсман Дж.М. (1993) Экология Dunaliella salina (Chlorophyceae, Volvocales) — влияние условий окружающей среды на образование апланоспор.Бот, 36 мар: 233–243

    Google ученый

  • Боровицка М.А., Сива С.Дж. (2007) Таксономия рода Dunaliella (Chlorophyta, Dunaliellales) с акцентом на морские и галофильные виды. J Appl Phycol 19: 567–590

    Google ученый

  • Borowitzka MA, Huisman JM, Osborn A (1991) Культура зеленой водоросли, вырабатывающей астаксантин Haematococcus pluvialis 1.Влияние питательных веществ на рост и тип клеток. J Appl Phycol 3: 295–304

    CAS Google ученый

  • Bravo I, Figueroa R (2014) На пути к экологическому пониманию функций кисты динофлагеллат. Микроорганизмы 2: 11–32

    PubMed PubMed Central Google ученый

  • Brown AD, Borowitzka LJ (1979) Галотолерантность Dunaliella . В: Levandowsky M, Hutner SH (eds) Биохимия и физиология простейших, том 1.Academic Press, New York, pp 139–190

    Google ученый

  • Brussaard CPD, Noordeloos AAM, Riegman R (1997) Кинетика автолиза морской диатомеи Ditylum brightwellii (Bacillariophyceae) в условиях ограничения азота и фосфора и голодания. J Phycol 33: 980–987

    Google ученый

  • Cannon WB (1932) Мудрость тела. W.W. Нортон, Нью-Йорк

    Google ученый

  • Carl C, de Nys R, Lawton RJ, Paul NA (2014) Методы индукции воспроизводства у тропических видов нитчатых Ulva .PLoS One 9 (5): e97396

    PubMed PubMed Central Google ученый

  • Chen H, Jiang J-G, Wu G-H (2009) Влияние изменений солености на рост Dunaliella salina и его изоферментные активности глицерин-3-фосфатдегидрогеназы. J Agric Food Chem 57: 6178–6182

    CAS PubMed Google ученый

  • Chen H, Chen S-L, Jiang J-G (2011) Влияние блокировки каналов Ca 2+ на метаболизм глицерина в Dunaliella salina при гипоосмотическом и гиперосмотическом стрессах.PLoS One 6 (12): e28613

    CAS PubMed PubMed Central Google ученый

  • Choudhury FK, Rivero RM, Blumwald E, Mittler R (2016) Активные формы кислорода, абиотический стресс и сочетание стресса. Плант Дж. Https://doi.org/10.1111/tpj.13299:n/a-n/a

  • Collins S, Bell G (2004) Фенотипические последствия 1000 поколений отбора при повышенном CO 2 в зеленой водоросли.Nature 431: 566–569

    CAS PubMed Google ученый

  • Дэвисон И.Р., Пирсон Г.А. (1996) Стрессоустойчивость приливных водорослей. J Phycol 32: 197–211

    Google ученый

  • Деркс А., Шавен К., Брюс Д. (2015) Различные механизмы фотозащиты при фотосинтезе. Динамическая регуляция возбуждения фотосистемы II в ответ на быстрое изменение окружающей среды.Biochim Biophys Acta Bioenerg 1847: 468–485

    CAS Google ученый

  • Dietz KJ, Turkan I, Krieger-Liszkay A (2016) Зависимая от окислительно-восстановительных и активных форм кислорода передача сигналов в фотосинтезирующий хлоропласт и из него. Физиология растений 171: 1541–1550

    CAS PubMed PubMed Central Google ученый

  • Эренфельд Дж., Кузен Дж. Л. (1984) Ионная регуляция одноклеточной зеленой водоросли Dunaliella tertiolecta : ответ на гипертонический шок.J Membr Biol 77: 45–55

    CAS Google ученый

  • Эль-Бакы HHA, Эль-Баз Ф.К., Эль-Бароти GS (2004) Производство антиоксиданта зеленой водорослью Dunaliella salina . Int J Agric Biol 6: 49–57

    Google ученый

  • Fang L, Qi S, Xu Z, Wang W, He J, Chen X, Liu J (2017) De novo транскриптомное профилирование Dunaliella salina показывает согласованные потоки метаболических путей глицерина при реципрокных изменениях солености.Algal Res 23: 135–149

    Google ученый

  • Фишер М., Гохман И., Пик У., Замир А. (1996) Солеустойчивая карбоангидраза плазматической мембраны индуцируется солью в Dunaliella salina . J Biol Chem 271: 11718–17723

    Google ученый

  • Фишер М., Замир А., Пик У. (1998) Поглощение железа галотолерантной водорослью Dunaliella опосредуется трансферрином плазматической мембраны.J Biol Chem 273: 17553–17558

    CAS PubMed Google ученый

  • Fogg GE (2001) Адаптация водорослей к стрессу — некоторые общие замечания. В: Rai L, Gaur J (eds) Адаптация водорослей к стрессам окружающей среды. Springer, Berlin, pp. 1–19

  • Galluzzi L, Bravo-San Pedro JM, Kepp O, Kroemer G (2016) Регулируемая гибель клеток и адаптивные реакции на стресс. Cell Mol Life Sci 73: 2405–2410

    CAS PubMed Google ученый

  • Гаспар Т., Франк Т., Бисбис Б., Кеверс К., Джув Л., Хаусман Дж. Ф., Доммес Дж. (2002) Концепции физиологии стресса растений.Применение к культурам тканей растений. Регламент роста растений 37: 263–285

    CAS Google ученый

  • Gee R, Goyal A, Byerrum RU, Tolbert NE (1993) Две изоформы дигидроксиацетонфосфатредуктазы из хлоропластов Dunaliella tertiolecta . Физиология растений 103: 243–249

    CAS PubMed PubMed Central Google ученый

  • Джордано М. (2013) Гомеостаз: недооцененный фокус экологии и эволюции.Plant Sci 211: 92–101

    CAS PubMed Google ученый

  • Гольдштейн Д.С., Копин И.Я. (2007) Эволюция концепций стратегии. Стресс 10: 109–120

    PubMed Google ученый

  • Goyal A (2007a) Осморегуляция у Dunaliella , часть I: влияние осмотического стресса на фотосинтез, темновое дыхание и метаболизм глицерина у Dunaliella tertiolecta и ее солеочувствительного мутанта (HL 25/8).Plant Physiol Biochem 45: 696–704

    CAS PubMed Google ученый

  • Goyal A (2007b) Осморегуляция у Dunaliella , часть II: фотосинтез и крахмал вносят вклад в синтез глицерина во время солевого стресса у Dunaliella tertiolecta . Plant Physiol Biochem 45: 705–710

    CAS PubMed Google ученый

  • Grime JP (1989) Дискуссия о стрессе: симптом надвигающегося синтеза? Биол Дж. Линн Соц 37: 3–17

    Google ученый

  • Hamilton ES, Schlegel AM, Haswell ES (2015) Единое разнообразие: механочувствительные ионные каналы в растениях.Анну Рев Завод Биол 66: 113–127

    CAS PubMed Google ученый

  • Hill AE, Shachar-Hill Y (2015) Являются ли аквапорины недостающими трансмембранными осмосенсорами? J Membr Biol 248: 753–765

    CAS PubMed Google ученый

  • Hinkle LE (1974) Концепция «стресса» в биологических и социальных науках. Int J Psychiatry Med 5: 335–357

    PubMed Google ученый

  • Hohmann S (2009) Контроль передачи сигналов высокой осмолярности в дрожжах Saccharomyces cerevisiae .FEBS Lett 583: 4025–4029

    CAS PubMed Google ученый

  • Имаи И., Итакура С. (1999) Важность цист в динамике популяции жгутиков красного прилива Heterosigma akashiwo (Raphidophyceae). Мар Биол 133: 755–762

    Google ученый

  • Issa AA (1996) Роль кальция в стрессовой реакции галотолерантной зеленой водоросли Dunaliella bardawil Ben-Amotz et Avron.Фитон (рог) 36: 295–302

    CAS Google ученый

  • Хименес С., Берл Т., Ривард С.Дж., Эдельштейн С.Л., Капассо Дж.М. (2004) Фосфорилирование белков, подобных киназе МАР, опосредует ответ галотолерантной водоросли Dunaliella viridis на гипертонический шок. Biochim Biophys Acta Mol Cell Res 1644: 61–69

    Google ученый

  • Кац А., Пик У., Аврон М. (1992) Модуляция активности антипортера Na + / H + за счет экстремальных значений pH и соли в галотолерантной водоросли Dunaliella salina .Plant Physiol 100: 1224–1229

    CAS PubMed PubMed Central Google ученый

  • Katz A, Waridel P, Shevchenko A, Pick U (2007) Индуцированные солью изменения протеома плазматической мембраны галотолерантной водоросли Dunaliella salina , выявленные электрофорезом в голубом нативном геле и нано-LC-MS / MS анализ. Mol Cell Proteomics 6: 1459–1472

    CAS PubMed Google ученый

  • Кессли Д.С., Браун А.Д. (1981) Солевые отношения Dunaliella .Переходные изменения содержания глицерина и реакции кислородного обмена при водном стрессе. Arch Microbiol 129: 154–159

    CAS Google ученый

  • Хона Д.К., Широликар С.М., Гауде К.К., Хом Э., Деодхар М.А., Д’Суза Дж.С. (2016) Характеристика индуцированных солевым стрессом пальмеллоидов в зеленых водорослях, Chlamydomonas reinhardtii . Algal Res 16: 434–448

    Google ученый

  • Кирк Д.Л., Кирк М.М. (1986) Тепловой шок вызывает образование сексуального индуктора в Volvox .Наука 231: 51–54

    CAS PubMed Google ученый

  • Клаас Р.Т., Марсель JWV, Корина PDB (2007) Гибель клеток у трех видов морских диатомовых водорослей в ответ на различные уровни освещенности, концентрации силикатов или железа. Aquat Microb Ecol 46: 253–261

    Google ученый

  • Краннер И., Минибаева Ф.В., Беккет Р.П., Сил CE (2010) Что такое стресс? Концепции, определения и применения в семеноводстве.Новый Фитол 188: 655–673

    CAS PubMed Google ученый

  • Lachapelle J, Bell G, Colegrave N (2015) Экспериментальная адаптация пресноводной водоросли к морским условиям. Evolution 69: 2662–2675

    CAS PubMed Google ученый

  • Лейкман М.Б., фон Дассов П., Каттолико Р.А. (2009) Концепция деформации в экологии фитопланктона. Вредные водоросли 8: 746–758

    Google ученый

  • Larcher W (1987) Streß bei Pflanzen.Naturwissenschaften 74: 158–167

    CAS Google ученый

  • Lavaud J (2007) Быстрая регуляция фотосинтеза у диатомовых водорослей: механизмы, эволюция и экофизиология. Funct Plant Sci Biotechnol 1: 267–287

    Google ученый

  • Lei G, Qiao D, Bai L, Xu H, Cao Y (2008) Выделение и характеристика гена митоген-активированной протеинкиназы у галотолерантной водоросли Dunaliella salina .J Appl Phycol 20: 13–17

    CAS Google ученый

  • Lichtenthaler HK (1988) Флуоресценция хлорофилла in vivo как инструмент для обнаружения стресса у растений. В: Lichtenthaler HK (ed) Применение флуоресценции хлорофилла. Kluwer, Dordrecht, pp 129–142

    Google ученый

  • Lichtenthaler HK (1996) Растительный стресс: введение в концепцию стресса у растений.J Plant Physiol 148: 4–14

    CAS Google ученый

  • Lichtenthaler HK (1998) Концепция стресса у растений: введение. Ann N Y Acad Sci 851: 187–189

    CAS PubMed Google ученый

  • Lilley RM, Goyal A, Marengo T., Brown AD (1987) Ответ Dunaliella на солевой стресс: сравнение эффектов на фотосинтез и на внутриклеточные уровни осморегулирующего растворенного глицерина, адениновых нуклеотидов и пиридиновые нуклеотиды.В: Биггенс Дж. (Ред.) Прогресс в исследованиях фотосинтеза, том IV. Издательство Martinus Nijhoff, Дордрехт, стр. 193–196

    Google ученый

  • Lohbeck KT, Riebesell U, Collins S, Reusch TBH (2013) Функциональная генетическая дивергенция в условиях высокого CO 2 адаптировано Emiliania huxleyi популяций. Evolution 67: 1892–1900

    PubMed Google ученый

  • Lohbeck KT, Riebesell U, Reusch TBH (2014) Изменения экспрессии генов в кокколитофоре Emiliania huxleyi после 500 поколений селекции на закисление океана.Proc R Soc B 281 (1786): 20140003

    PubMed Google ученый

  • Маеда М., Томпсон Дж. А. (1986) О механизмах быстрого расширения плазматической мембраны и оболочки хлоропластов у Dunaliella salina , подвергшихся гипоосмотическому шоку. J Cell Biol 102: 289–297

    CAS PubMed Google ученый

  • Mignolet-Spruyt L, Xu E, Idänheimo N, Hoeberichts FA, Mühlenbock P, Brosché M, Van Breusegem F, Kangasjärvi J (2016) Распространение новостей: субклеточная и органелларная продукция активных форм кислорода и передача сигналов.J Exp Bot 67: 3831–3844

    CAS PubMed Google ученый

  • Minagawa J (2011) Переходы состояний — молекулярное ремоделирование фотосинтетических суперкомплексов, контролирующее поток энергии в хлоропласте. Biochim Biophys Acta Bioenerg 1807: 897–905

    CAS Google ученый

  • Mittler R (2017) ROS хороши. Trends Plant Sci 22: 11–19

    CAS PubMed Google ученый

  • Mittler R, Vanderauwera S, Suzuki N, Miller G, Tognetti VB, Vandepoele K, Gollery M, Shulaev V, Van Breusegem F (2011) Сигнализация АФК: новая волна? Trends Plant Sci 16: 300–309

    CAS PubMed Google ученый

  • Мохеймани Н.Р., Боровицка М.А. (2007) Ограничения роста Pleurochrysis carterae (Haptophyta), выращиваемых в открытых водоемах с желобом.Biotechnol Bioeng 96: 27–36

    CAS PubMed Google ученый

  • Nedelcu AM (2005) Секс как ответ на оксидативный стресс: гены стресса кооптировались для секса. Proc R Soc B 272: 1935–1940

    CAS PubMed Google ученый

  • Nedelcu AM, Marcu O, Michod RE (2004) Секс как реакция на окислительный стресс: двукратное увеличение количества активных форм кислорода в клетках активирует половые гены.Proc R Soc Lond B 271: 1591–1596

    CAS Google ученый

  • Noctor G, Foyer CH (2016) Внутриклеточная редокс-компартментация и связанная с ROS коммуникация в регуляции и передаче сигналов. Физиология растений 171: 1581–1592

    CAS PubMed PubMed Central Google ученый

  • Nowicka B, Pluciński B, Kuczyńska P, Kruk J (2016) Физиологическая характеристика Chlamydomonas reinhardtii , акклиматизированных к хроническому стрессу, вызванному ионами Ag, Cd, Cr, Cu и Hg.Ecotoxicol Environ Saf 130: 133–145

    CAS PubMed Google ученый

  • Parkhill J-P, Maillet G, Cullen JJ (2001) Максимальный квантовый выход для ФСII, основанный на флуоресценции, как диагностика питательного стресса. J Phycol 37: 517–529

    Google ученый

  • Perrineau M-M, Zelzion E, Gross J, Price DC, Boyd J, Bhattacharya D (2014) Эволюция солеустойчивости в лабораторно выращиваемой популяции Chlamydomonas reinhardtii .Environ Microbiol 16: 1755–1766

    CAS PubMed Google ученый

  • Pick U (1992) АТФазы и ионный транспорт в Dunaliella . В: Avron M, Ben-Amotz A (eds) Dunaliella : физиология, биохимия и биотехнология. CRC Press, Boca Raton, pp 63–97

    Google ученый

  • Попова Л.Г., Шумкова Г.А., Андреев И.М., Балнокин Ю.В. (2005) Функциональная идентификация электрогенной Na + -транслокационной АТФазы в плазматической мембране галотолерантной микроводоросли Dunaliella maritima .FEBS Lett 579: 5002–5006

    CAS PubMed Google ученый

  • Raja V, Majeed U, Kang H, Andrabi KI, John R (2017) Абиотический стресс: взаимодействие между ROS, гормонами и MAPK. Environ Exp Bot 137 (Дополнение C): 142–157

    CAS Google ученый

  • Рэйвен Дж. А., Гейдер Р. Дж. (2003) Адаптация, акклиматизация и регуляция фотосинтеза водорослей. В: Larkum AWD, Douglas SE, Raven JA (eds) Фотосинтез в водорослях.Kluwer Academic Publishers, Dordrecht, стр. 385–412

    Google ученый

  • Remmers IM, Hidalgo-Ulloa A, Brandt BP, Evers WAC, Wijffels RH, Lamers PP (2017) Непрерывное и серийное производство липидов в микроводорослях Acutodesmus obliquus . Биоресур Технол 244: 1384–1392

    CAS PubMed Google ученый

  • Rosenwasser S, Graff van Creveld S, Schatz D, Malitsky S, Tzfadia O, Aharoni A, Levin Y, Gabashvili A, Feldmesser E, Vardi A (2014) Отображение редокс-чувствительного протеома диатомовых водорослей дает представление о реакции на азотный стресс в морской среде.Proc Nat Acad Sci 111: 2740–2745

    CAS PubMed Google ученый

  • Садка А., Лерс А., Замир А., Аврон М. (1989) Критическое исследование роли синтеза белка de novo в осмотической адаптации галотолерантной водоросли Dunaliella . FEBS Lett 244: 93–98

    CAS Google ученый

  • Sadka A, Himmelhoch S, Zamir A (1991) Белок клеточной поверхности в 150 килодальтон индуцируется солью в галотолерантной зеленой водоросле Dunaliella salina .Физиология растений 95: 822–831

    CAS PubMed PubMed Central Google ученый

  • Сайто Х., Посас Ф. (2012) Ответ на гиперосмотический стресс. Генетика 192: 289–316

    CAS PubMed PubMed Central Google ученый

  • Schaum C-E, Buckling A, Smirnoff N, Studholme D, Yvon-Durocher G (2017) Колебания окружающей среды ускоряют молекулярную эволюцию термостойкости у морских диатомовых водорослей.bioRxiv. https://doi.org/10.1101/176040

  • Schulte BM (2014) Что такое экологический стресс? Информация о рыбах, живущих в изменчивой среде. J Exp Biol 217: 23–34

    Google ученый

  • Селье Х. (1973) Эволюция концепции стресса: автор концепции прослеживает ее развитие с момента открытия в 1936 году реакции тревоги на современные терапевтические применения синтоксических и кататоксических гормонов.Am Sci 61 (6): 692–699

    CAS PubMed Google ученый

  • Славейкова В., Зоннтаг Б., Гутьеррес Дж. К. (2016) Стресс и протисты: нет жизни без стресса. Eur J Protistol 55 (A): 39–49

    PubMed PubMed Central Google ученый

  • Starr R (1970) Контроль дифференциации в Volvox . Дев Биол 4: 59–100

    Google ученый

  • Штамм LWS, Боровицка М.А., Дауме С. (2006) Рост и выживаемость молоди зеленого морского морского ушка ( Haliotis laevigata ), питающегося проростками макроводорослей Ulva sp.J Shellfish Res 25: 239–247

    Google ученый

  • Strasser RJ (1988) Концепция стресса и ее применение в дистанционном зондировании. В: Lichtenthaler HK (ed) Применение флуоресценции хлорофилла в исследованиях фотосинтеза, физиологии стресса, гидробиологии и дистанционном зондировании. Kluwer, Dordrecht, стр. 333–337

    Google ученый

  • Tammam AA, Fakry EM, El-Sheekh M (2011) Влияние солевого стресса на антиоксидантную систему и метаболизм активных форм кислорода у Dunaliella salina и Dunaliella tertiolecta .Afr J Biotechnol 10: 3795–3803

    CAS Google ученый

  • Timmermans KR, Veldhuis MJW, Brussaard CPD (2007) Гибель клеток трех видов морских диатомовых водорослей в ответ на различные уровни освещенности, силикатов или концентраций железа. Aquat Microb Ecol 46: 253–261

    Google ученый

  • Торзилло Г., Воншак А. (2013) Физиология экологического стресса применительно к массовым культурам.В: Richmond A, Hu Q (eds) Справочник по культуре микроводорослей: прикладная фикология и биотехнология. Wiley, Chichester, pp 90–111

    Google ученый

  • Цукахара К., Саваяма С., Ягишита Т., Оги Т. (1999) Влияние блокаторов каналов Ca 2+ на уровни глицерина в Dunaliella tertiolecta при гипоосмотическом стрессе. J Biotechnol 70: 223–225

    CAS Google ученый

  • Weiss M, Pick U (1990) Переходный поток Na + после гиперосмотического шока у галотолерантной водоросли Dunaliella salina — реакция на внутриклеточные изменения pH.J Plant Physiol 136: 429–438

    CAS Google ученый

  • Yuasa T, Muto S (1992) Ca 2+ -зависимая протеинкиназа галотолерантной зеленой водоросли Dunaliella tertiolecta — частичная очистка и Ca 2+ -зависимая ассоциация фермента с микросомами. Arch Biochem Biophys 296: 175–182

    CAS PubMed Google ученый

  • Yuasa T, Muto S (1996) Активация протеинкиназ массой 40 кДа в ответ на гипо- и гиперосмотический шок у галотолерантной зеленой водоросли Dunaliella tertiolecta .Физиология растительных клеток 37: 35–42

    CAS Google ученый

  • Yuasa T, Takahashi K, Muto S (1995) Очистка и характеристика Ca 2+ -зависимой протеинкиназы из галотолерантной зеленой водоросли Dunaliella tertiolecta . Physiol растительных клеток 36: 699–708

  • Zhang X, Tang X, Wang M, Zhang W, Zhou B, Wang Y (2017) АФК и пути передачи сигналов кальция, участвующие в стрессовых ответах морских микроводорослей Dunaliella salina к усиленному УФ-В излучению.J Photochem Photobiol B 173 (Дополнение C): 360–367

    CAS PubMed Google ученый

  • Zhao R, Ng DHP, Fang L, Chow YYS, Lee YK (2016) MAPK in Dunaliella tertiolecta регулирует выработку глицерина в ответ на осмотический шок. Eur J Phycol 51: 119–128

    CAS Google ученый

  • Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie

    Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности.Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.


    Настройка вашего браузера для приема файлов cookie

    Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее частые причины:

    • В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки своего браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
    • Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались.Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, нажмите кнопку «Назад» и примите файлы cookie.
    • Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
    • Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
    • Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie.Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

    Почему этому сайту требуются файлы cookie?

    Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Чтобы предоставить доступ без файлов cookie потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.


    Что сохраняется в файле cookie?

    Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.

    Как правило, в файлах cookie может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, пока вы не введете его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступа к остальной части вашего компьютера, и только сайт, который создал файл cookie, может его прочитать.

    Клеточный гомеостаз и адаптация к стрессу Единица

    Наш главный интерес — понять молекулярные механизмы, которые позволяют клеткам реагировать, адаптироваться и выживать в неблагоприятных условиях окружающей среды.Наша группа исследует сигнальные пути и различные уровни физиологической адаптации к химическому стрессу в модельных системах, таких как дрожжи Saccharomyces cerevisiae. В настоящее время мы проводим два основных направления исследований, посвященных гомеостазу органелл (митохондрии и пероксисомы) и динамической регуляции экспрессии генов в ответ на стресс.

    1) Стресс-регулируемый гомеостаз и динамика митохондрий и пероксисом. Поддержание здоровых органелл, таких как митохондрии или пероксисомы, является важной функцией всех эукариотических клеток.Кроме того, биомасса, морфология и биохимические функции двух органелл регулируются многочисленными внешними стимулами. Нарушение регуляции митохондриального гомеостаза тесно связано с окислительным повреждением, клеточным старением и нейродегенеративными заболеваниями у людей. Наша группа изучает митохондриальную динамику на дрожжевой модели. Наши недавние исследования показывают, что адаптация к стрессу требует избирательной митохондриальной активации, которая в случае переносчика пирувата Mpc требует скоординированной регуляции специфических субъединиц комплекса.Высокая респираторная активность и / или потеря потенциала митохондриальной мембраны также увеличивает скорость деградации конкретных субкомплексов митохондриальной цепи переноса электронов. Наши результаты показывают, что в этих условиях существуют механизмы избирательной митофагии, и наши текущие исследования сосредоточены на расшифровке молекулярных механизмов этого процесса рециклинга митохондрий. Пероксисома — еще одна органелла, которая подвергается контролируемой активации при стрессе. Число пероксисом быстро увеличивается, и их функция важна в условиях ионного стресса.Наша группа исследует сигнальные пути и возможные механизмы (de novo биогенез, деление и т. Д.) Этой пероксисомной регуляции, особенно на дрожжевой модели.

    2) Динамическая модуляция транскрипции в ответ на химический стресс. Регуляция экспрессии генов — универсальный способ защиты от многих типов стресса. Активация транскрипции — чрезвычайно динамичный процесс, который модулируется степенью стимуляции и физиологическим состоянием, историей и защитными ресурсами клетки.Наша группа разработала методы точного и количественного мониторинга модуляции экспрессии генов в реальном времени в живых дрожжевых клетках. В настоящее время мы фокусируем эти подходы на расшифровке механизмов, которые позволяют постепенную адаптацию к различным стрессам, для определения влияния памяти на транскрипционный ответ и определения компонентов дифференциального ответа на различные лекарства и токсины. В то же время профиль транскрипции клетки к стимулу может извлекать информацию о ее чувствительности к стрессу.Эти подходы в настоящее время применяются для понимания механизмов токсичности различных химических веществ и выяснения физиологических детерминант защиты от стресса.

    Адаптация поддерживает гомеостаз населения в первичной зрительной коре.

  • 1

    Анстис, С., Верстратен, Ф.А. и Матер, Г. Последствия движения. Trends Cogn. Sci. 2 , 111–117 (1998).

    CAS Статья Google ученый

  • 2

    Гарднер, Дж.Л., Токияма, С. И Лисбергер, С.Г.Фреймворк популяционного декодирования для эффектов последействия движения на плавные движения глаз при преследовании. J. Neurosci. 24 , 9035–9048 (2004).

    CAS Статья Google ученый

  • 3

    Гибсон, Дж. Дж. И Раднер, М. Адаптация, последействие и контраст в восприятии наклонных линий: I. Количественные исследования. J. Exp. Psychol. 20 , 453–467 (1937).

    Артикул Google ученый

  • 4

    Джин, Д.З., Драгой, В., Сур, М., Сын, Х.С. Последействие наклона и вызванные адаптацией изменения в настройке ориентации зрительной коры. J. Neurophysiol. 94 , 4038–4050 (2005).

    Артикул Google ученый

  • 5

    Wark, B., Lundstrom, B.N. & Фэрхолл, А. Сенсорная адаптация. Curr. Opin.Neurobiol. 17 , 423–429 (2007).

    CAS Статья Google ученый

  • 6

    Кон, А. Визуальная адаптация: физиология, механизмы и функциональные преимущества. J. Neurophysiol. 97 , 3155–3164 (2007).

    Артикул Google ученый

  • 7

    Smirnakis, S.M., Berry, M.J., Warland, D.K., Bialek, W. & Meister, M. Адаптация обработки сетчатки к контрасту изображения и пространственному масштабу. Nature 386 , 69–73 (1997).

    CAS Статья Google ученый

  • 8

    Brenner, N., Bialek, W. и de Ruyter van Steveninck, R. Адаптивное масштабирование максимизирует передачу информации. Нейрон 26 , 695–702 (2000).

    CAS Статья Google ученый

  • 9

    Fairhall, A.L., Lewen, G.D., Bialek, W. & de Ruyter Van Steveninck, R.R. Эффективность и неоднозначность адаптивного нейронного кода. Nature 412 , 787–792 (2001).

    CAS Статья Google ученый

  • 10

    Улановский Н., Лас Л. и Нелкен И. Обработка маловероятных звуков корковыми нейронами. Nat. Neurosci. 6 , 391–398 (2003).

    CAS Статья Google ученый

  • 11

    Кондон, К.Д. и Вайнбергер, Н.М. Привыкание создает частотно-зависимую пластичность рецептивных полей в слуховой коре. Behav. Neurosci. 105 , 416–430 (1991).

    CAS Статья Google ученый

  • 12

    Нагель К.И. И Доуп, А.Дж. Временная обработка и адаптация в слуховом переднем мозге певчих птиц. Нейрон 51 , 845–859 (2006).

    CAS Статья Google ученый

  • 13

    Дин, И., Харпер, Н. И Макэлпайн, Д. Кодирование уровня звука нейронной популяцией адаптируется к статистике стимулов. Nat. Neurosci. 8 , 1684–1689 (2005).

    CAS Статья Google ученый

  • 14

    Маравалл, М., Петерсен, Р.С., Фэрхолл, А.Л., Арабзаде, Э. и Даймонд, М.Э. Изменения в свойствах кодирования и поддержание передачи информации во время адаптации в бочкообразной коре головного мозга. PLoS Biol. 5 , e19 (2007).

    Артикул Google ученый

  • 15

    Мовшон, Я.А. И Ленни, П. Избирательная адаптация паттернов в зрительных корковых нейронах. Nature 278 , 850–852 (1979).

    CAS Статья Google ученый

  • 16

    Мюллер, Дж. Р., Мета, А. Б., Краускопф, Дж. И Ленни, П. Быстрая адаптация зрительной коры головного мозга к структуре изображений. Наука 285 , 1405–1408 (1999).

    Артикул Google ученый

  • 17

    Драгой В., Шарма Дж., Миллер Э.К. И Сур, М. Динамика нейрональной чувствительности в зрительной коре и различение локальных признаков. Nat. Neurosci. 5 , 883–891 (2002).

    CAS Статья Google ученый

  • 18

    Ohzawa, I., Sclar, G. & Freeman, R.D. Контроль усиления контраста в зрительной коре головного мозга кошек. Nature 298 , 266–268 (1982).

    CAS Статья Google ученый

  • 19

    Карандини М. и Ферстер Д. Тоническая гиперполяризация, лежащая в основе контрастной адаптации зрительной коры головного мозга кошек. Science 276 , 949–952 (1997).

    CAS Статья Google ученый

  • 20

    Санчес-Вивес, М.В., Новак, Л.Г. И Маккормик, Д.A. Мембранные механизмы, лежащие в основе контрастной адаптации в области кошек 17 in vivo . J. Neurosci. 20 , 4267–4285 (2000).

    CAS Статья Google ученый

  • 21

    Драгой, В., Шарма, Дж. И Сур, М. Адаптационная пластичность настройки ориентации в зрительной коре головного мозга взрослых. Нейрон 28 , 287–298 (2000).

    CAS Статья Google ученый

  • 22

    Яо, Х., Шен, Ю. и Дэн, Ю. Внутрикортикальный механизм зависимой от времени пластичности стимула в настройке зрительной корковой ориентации. Proc. Natl. Акад. Sci. США 101 , 5081–5086 (2004).

    CAS Статья Google ученый

  • 23

    Даян П. и Эбботт Л.Ф. Теоретическая неврология (MIT Press, 2001).

  • 24

    Шварц О., Хсу А. и Даян П. Пространство и время в визуальном контексте. Nat. Rev. Neurosci. 8 , 522–535 (2007).

    CAS Статья Google ученый

  • 25

    Клиффорд, К.В., Вендерот, П. и Спехар, Б. Функциональный взгляд на некоторые последствия в корковом зрении. Proc. R. Soc. Лондон. B 267 , 1705–1710 (2000).

    CAS Статья Google ученый

  • 26

    Ullman, S. & Schechtman, G.Адаптация и нормализация усиления. Proc. R. Soc. Лондон. B Biol. Sci. 216 , 299–313 (1982).

    CAS Статья Google ученый

  • 27

    Бенуччи, А., Рингач, Д.Л. & Carandini, М. Кодирование последовательностей стимулов ответами населения в зрительной коре. Nat. Neurosci. 12 , 1317–1324 (2009).

    CAS Статья Google ученый

  • 28

    Коэн, М.Р. и Кон, А. Измерение и интерпретация нейронных корреляций. Nat. Neurosci. 14 , 811–819 (2011).

    CAS Статья Google ученый

  • 29

    Barlow, H.B. И Фельдиак П. в The Computing Neuron (ред. Дурбин Р., Миалл К. и Митчисон К.) 54–72 (Аддисон-Уэсли, 1989).

  • 30

    Barlow, H.B. в Vision: Coding and Efficiency (ред. Блейкмор, К.) 363–375 (Cambridge Univ. Press, 1990).

  • 31

    Райх, Д.С., Мехлер, Ф. и Виктор, Д.Д. Независимая и избыточная информация в соседних корковых нейронах. Наука 294 , 2566–2568 (2001).

    CAS Статья Google ученый

  • 32

    Wark, B., Fairhall, A. & Rieke, F. Временные рамки вывода в визуальной адаптации. Нейрон 61 , 750–761 (2009).

    CAS Статья Google ученый

  • 33

    Улановский, Н., Лас, Л., Фаркас, Д. и Нелкен, I. Множественные временные шкалы адаптации нейронов слуховой коры. J. Neurosci. 24 , 10440–10453 (2004).

    CAS Статья Google ученый

  • 34

    Кон, А., Мовшон, Дж. А. Адаптация изменяет настройку направления МТ-нейронов макака. Nat. Neurosci. 7 , 764–772 (2004).

    CAS Статья Google ученый

  • 35

    Гутниский, Д.А. и Драгой В. Адаптивное кодирование визуальной информации в нейронных популяциях. Nature 452 , 220–224 (2008).

    CAS Статья Google ученый

  • 36

    Wissig, S.C. & Kohn, A. Влияние подавления окружающего звука на эффекты адаптации в первичной зрительной коре. J. Neurophysiol. 107 , 3370–3384 (2012).

    Артикул Google ученый

  • 37

    Секулер Р.& Пантл, А. Модель последствий видимого движения. Vision Res. 7 , 427–439 ​​(1967).

    CAS Статья Google ученый

  • 38

    Blakemore, C., Nachmias, J. & Sutton, P. Воспринимаемый сдвиг пространственной частоты: данные о частотно-избирательных нейронах в человеческом мозге. J. Physiol. (Лондон) 210 , 727–750 (1970).

    CAS Статья Google ученый

  • 39

    Блейкмор, К.И Кэмпбелл Ф.В. О существовании нейронов в зрительной системе человека, избирательно чувствительной к ориентации и размеру изображений сетчатки. J. Physiol. (Лондон) 203 , 237–260 (1969).

    CAS Статья Google ученый

  • 40

    Graham, N.V.S. Анализаторы визуальных образов (Oxford Univ. Press, 1989).

  • 41

    Clifford, C.W. et al. Визуальная адаптация: нейронные, психологические и вычислительные аспекты. Vision Res. 47 , 3125–3131 (2007).

    Артикул Google ученый

  • 42

    Чанг, С., Ли, Х. и Нельсон, С. Кратковременная депрессия таламокортикальных синапсов способствует быстрой адаптации корковых сенсорных ответов in vivo . Нейрон 34 , 437–446 (2002).

    CAS Статья Google ученый

  • 43

    Шанс, Ф.С. и Эбботт, Л.Ф. Специфическая адаптация к входам в сложных клетках через синаптическую депрессию. Neurocomputing 38–40 , 141–146 (2001).

    Артикул Google ученый

  • 44

    Stocker, A.A. И Симончелли, Э. Последствия зрительного движения возникают в результате каскада двух изоморфных механизмов адаптации. J. Vis. 9 , 9 1–14, DOI: 10.1167 / 9.9.9 (2009).

    Артикул PubMed PubMed Central Google ученый

  • 45

    Кон, А.И Мовшон, Дж. Нейронная адаптация к зрительному движению в области МТ макаки. Нейрон 39 , 681–691 (2003).

    CAS Статья Google ученый

  • 46

    Turrigiano, G.G. И Нельсон, С. Гомеостатическая пластичность в развивающейся нервной системе. Nat. Rev. Neurosci. 5 , 97–107 (2004).

    CAS Статья Google ученый

  • 47

    Кацнер, С.и другие. Местное происхождение потенциалов поля в зрительной коре. Neuron 61 , 35–41 (2009).

    CAS Статья Google ученый

  • 48

    Мовшон, Дж. А., Томпсон, И. Д. И Толхерст, Д.Дж. Пространственная и временная контрастная чувствительность нейронов 17 и 18 зон зрительной коры головного мозга кошки. J. Physiol. (Лондон) 283 , 101–120 (1978).

    CAS Статья Google ученый

  • 49

    Симончелли, Э.П., Панински, Л., Пиллоу, Дж. И Шварц, О. Характеристика нервных реакций со стохастическими стимулами. Cognitive Neurosciences III 3-е изд. (изд. Газзанига, М.С.) 327–338 (2004).

  • Физиологическая адаптация — Определение и примеры

    Физиологическая адаптация
    сущ., Множественное число: физиологическая адаптация
    Определение: метаболическая или физиологическая адаптация в ответ на раздражитель окружающей среды, приводящая к улучшенной способности справляться с изменяющейся окружающей средой

    Если мы смотрим на историю эволюции и обнаруживаем, что ни самые гениальные и умные, ни самые сильные и стойкие не выдерживают испытаний, поставленных природой.Скорее природа выбирает наиболее адаптируемые виды, чтобы продвинуться в биологическом путешествии по шкале эволюционного времени. Адаптация — это биологический процесс, который делает вид в высшей степени приспособленным (как генотипически, так и фенотипически) ко всем изменениям, происходящим в его окружающей среде. Чарльз Дарвин также указал на тот же факт, что только те виды, которые обладают высокой «биологической приспособленностью» , то есть способностью адаптироваться к изменениям в окружающей среде, будут отобраны природой для передачи своих генов следующему поколению.Итак, адаптации — это в основном результаты естественного отбора.

    Определение физиологической адаптации

    Рис. 1: Блок-схема, объясняющая, как происходит адаптация. Источник: Аканкша Саксена из Biology Online.

    Из всех различных типов адаптации физиологические адаптации демонстрируют богатство разнообразия, функций и значения почти во всех формах жизни на этой планете. Итак, если спросить, что такое физиологическая адаптация, ее можно определить как «набор текущих типов внутриклеточных, биохимических и метаболических корректировок внутри организма, чтобы поддерживать его равновесие при любых условиях окружающей среды ».Эта форма адаптации продолжает развиваться с течением времени, принимая различные формы в соответствии с требованиями организма; следовательно, он динамичный по своей природе. Для поддержания жизнедеятельности и репродуктивного преимущества адаптация растений и животных к окружающей среде является основной движущей силой сохранения видов, независимо от того, насколько жесткими являются экологическая, климатическая, ресурсная или нишевая конкуренция.

    Как происходит адаптация? Природа время от времени ставит перед каждым видом множество проблем.Это может быть поиск:

    • Подходящее место для жизни
    • Доступность ресурсов (еда, вода, солнечный свет, питательные вещества и т. Д.)
    • Сражайтесь за партнера (чтобы произвести потомство и передать гены)

    Итак , мы понимаем, что все эти проблемы являются различными стимулами для организма или вида. Вызовы вместе с ними создают большое давление и стресс. Чтобы противостоять этим стрессам, виды на протяжении миллионов лет развивают набор из «адаптивных ответов» .

    Физиологическая адаптация (определение биологии): метаболическая или физиологическая адаптация в клетке или тканях организма в ответ на раздражитель окружающей среды, приводящая к улучшенной способности этого организма справляться с изменяющейся окружающей средой. Это также может быть ответ организма на определенный внешний раздражитель с целью поддержания гомеостаза.

    Примеры физиологической адаптации: загар кожи при длительном пребывании на солнце, образование мозолей на руках в ответ на повторяющийся контакт или давление, а также способность некоторых организмов поглощать питательные вещества при низкой температуре. кислородное напряжение.

    Типы адаптации

    В основном существует 3 типа адаптации, а именно структурных адаптаций , поведенческих адаптаций, и физиологических адаптаций .

    A. Структурная адаптация

    Роль: вносить изменения в физическую структуру вида с течением времени, чтобы сделать его физически оснащенным.
    Примеры: изменение размеров тела, окраски, формы органов и придатков.
    Природа адаптаций: Обычно наследуется и относится к адаптациям, передаваемым из поколения в поколение.

    • В царстве растений механизм преодоления жары таков, что у пустынных растений развиваются толстые стебли и редуцированные листья, называемые шипами. Эти изменения в физических характеристиках помогают им хорошо адаптироваться к сильной жаре.
    • В животном мире камуфляж является прекрасным примером. Хамелеоны могут уклоняться от своих хищников, поскольку они меняют свой внешний вид, то есть цвет, и становятся незаметными для глаз.
    Рис. 2. Структурная адаптация растений: редуцированные листья, называемые шипами, у пустынных растений (слева).Структурные адаптации у животных: хамелеоны могут менять окраску тела (слева).

    B. Поведенческие адаптации

    Роль: Ответственный за изменения в поведении и способах действий представителей вида.
    Примеры: миграционные навыки, спячка, способность ловить насекомых у насекомоядных растений и брачное поведение у птиц и животных.
    Природа адаптации: Обычно они не передаются от одного поколения к другому, скорее они усваиваются каждым организмом вида в течение своей жизни.

    • В царстве растений различные типы тропизмов, такие как фототропизм, тигмотропизм, гравитропизм, и т. Д. , представляют собой поведенческие адаптации. Растения отращивают побеги к источнику света, чтобы максимизировать фотосинтетический урожай.
    • В животном мире миграционное поведение птиц важно для выживания в невзгодах одной среды обитания, в которой они в основном живут. Они перемещаются из одной среды обитания в другую в поисках пищи, места для жизни и размножения.
    Рисунок 3: Гравитропизм и фототропизм: реакция растений на свет и гравитацию. Источник: Мария Виктория Гонзага из Biology Online.


    Миграционное поведение птиц является прекрасным примером поведенческой адаптации животных.

    C. Физиологические адаптации

    Эти адаптации представляют собой физиологические реакции организма на изменения в его микро, — и макросреде. Они наделяют организм улучшенной способностью адаптироваться к изменяющимся условиям окружающей среды, действуя на клеточных, физиологических, метаболических, и биохимических уровнях .В биологии определение физиологической адаптации звучит как «изменения в основном метаболоме организма для поддержания гомеостаза в наихудших условиях и тенденциях окружающей среды» . Здесь для нас становится важным понять два основных термина: метаболом и гомеостаз .

    • Метаболом — это совокупность всех метаболитов, вырабатываемых всеми клетками организма в ходе метаболической активности, которую он осуществляет для поддержания жизни и основных функций.Таким образом, Metabolome дает нам четкое представление о физиологических характеристиках и состоянии организма. Чтобы адаптироваться к экстремальным условиям, клетки тела должны вести себя по-другому, производя, таким образом, целый новый или модифицированный спектр метаболитов, которые могут способствовать легкой акклиматизации к новым условиям.
    • Гомеостаз — это механизм тела для поддержания достаточно стабильного равновесия. Останется ли тело в этом естественном физиологическом равновесии или нет, определяется балансом между двумя основными факторами: новыми условиями окружающей среды и способностью организма реагировать.Посмотрите на рисунок ниже, чтобы понять концепцию поддержания гомеостаза и то, какую важную роль в этом играет физиологическая адаптация.
    Рис. 4: Схематическое изображение того, как гомеостаз имеет многофакторную зависимость и как физиологические адаптации помогают организму справляться с неблагоприятными условиями окружающей среды. Если какие-то физиологические адаптации уже существуют, гомеостаз не сильно нарушается; даже если его потревожили, с этим легко справиться. Но если возникают какие-то новые конечности, метаболом действует быстро, приобретая некоторые физиологические признаки, чтобы спасти организм от любых смертельных случаев.Источник: Аканкша Саксена из Biology Online.

    ЧИТАЙТЕ: Физиологический гомеостаз — Учебное пособие по биологии

    Теперь, когда мы знаем, как определять физиологическую адаптацию в более широком аспекте, давайте перейдем к пониманию ее природы.

    Природа физиологической адаптации

    Существует множество противоречий во мнениях относительно ее природы, является ли она наследственной или нет. Любая способность организма на клеточном уровне должна определяться генетической структурой организма.Поскольку физиологическая адаптация — это проявление клеточных и метаболических изменений, она должна быть генетически определена и, следовательно, передаваться от одного поколения к другому.

    Напротив, поскольку организм в высокой степени способен приобретать внутренние изменения в течение своей жизни в ответ на измененные внешние условия (например, загар), физиологические адаптации не кажутся наследуемыми или генетически определенными, скорее приобретаемыми в течение собственной жизни.

    В биологии адаптация относится к приспособлению или изменениям в поведении, физиологии и структуре организма, чтобы он стал более приспособленным или приспособлен к окружающей среде.Согласно теории эволюции путем естественного отбора Чарльза Дарвина, организмы приспосабливаются к окружающей среде, чтобы лучше приспособиться к выживанию и передать свои гены следующему поколению. Однако, в отличие от эволюционной адаптации, которая включает в себя адаптацию от поколения к поколению, физиологическая адаптация, как правило, узка по своим масштабам и включает реакцию человека на конкретный, обычно узкий диапазон стимулов.

    Функции физиологических адаптаций

    Какова роль физиологических адаптаций в организмах и в окружающей среде? Вот некоторые из них:

    • Физиологические адаптации помогают выживанию организмов в их экологических нишах.
    • Физиологические адаптации способствуют нормальному росту и развитию.
    • Физиологические адаптации помогают регулировать температуру тела, давление, ионный баланс и скорость метаболизма.
    • Физиологическая адаптация, выраженная в сохранении ресурсов (вода / питательные вещества) или максимизации ресурсов (солнечный свет / ионы)

    Примеры физиологической адаптации

    Примеры физиологической адаптации в различных царствах:

    Грибы и бактерии

    • Разработка антибиотиков и устойчивость к противогрибковым препаратам : Бактерии и грибы очень быстро развиваются и имеют огромный диапазон изменчивости в своих популяциях.При воздействии этих агентов, препятствующих росту, стрессовые условия вызывают быстрые спонтанные мутации. А когда устойчивые размножаются, они развивают сильную способность к распространению даже при применении антибиотиков.
    • Устойчивость к тяжелым металлам : R-плазмиды (плазмиды устойчивости) придают бактериям различные типы устойчивости, включая устойчивость к тяжелым металлам; например, устойчивость к ртути, которая смертельна, если с ней не бороться.
    • Белки-антифризы : Присутствие белков-антифризов было впервые зарегистрировано у животных, а затем и у растений.Эти белки предотвращают образование кристаллов льда и их внеклеточное увеличение и тем самым спасают клетки от значительного повреждения клеточной мембраны кристаллической структурой.
    Рис. 5. Белки-антифризы связываются с увеличивающимися кристаллами льда и предотвращают их перекристаллизацию и дальнейший рост растений. Кредит изображения: Растения и пипетки.

    Растения

    • Механизм CAM : Это механизм временного разделения для концентрации и фиксации углерода.Растения засушливых районов концентрируют CO 2 только в ночное время, чтобы уменьшить эвапотранспирацию и зафиксировать углерод в дневное время. Это физиологическая адаптация ананаса, нефрита, кактусов и т. Д.
    • Производство яда : Чтобы защитить себя от травоядных, многие растения развивают механизмы производства яда; как у растений крапивы двудомной и многих растений семейства пасленовых.
    • Покой семян растений в прибрежных районах : Из-за чрезвычайно засоленных условий семена растений в прибрежных районах адаптировались к состоянию покоя и прорастают, когда условия становятся подходящими.Пример — мангровые заросли.
    Рисунок 6: Примеры установок с механизмом CAM. Слева: ананас. Справа: кактусы (вверху) и множество орхидей (внизу).

    Другие примеры: Регламент по водоснабжению растений

    Животные и люди

    Для того, чтобы животные могли эффективно функционировать в любой данной среде, необходима адаптация к окружающей среде. Вот несколько примеров адаптации у животных:

    • Производство яда : это физико-химическая адаптация, которая помогает животным отгонять хищников и легче ловить их добычу. Примеры: змей, пчел, пауков.
    • Концентрация мочи : Животные пустынь живут в засушливых, засушливых и экстремальных условиях и требуют адаптации животных, которая может дать им возможность выжить даже в условиях острой нехватки воды. Для этого существует измененный механизм концентрации мочи в почках. Примеры — фенек, верблюды и т. Д.
    • Производство неприятного запаха : Чтобы отпугнуть всех потенциальных хищников или конкурентов, скунс производит характерное, отвратительное химическое вещество и распыляет его.
    • Дубление (у людей) : Эта адаптация является наиболее важной для человеческих популяций, живущих в диапазоне температур 23-46 ºC, так как эта зона имеет различные уровни и интенсивность УФ-B в зависимости от сезона.
    • HIIT (у людей) : Многие недавние исследования показывают, что высокоинтенсивные интервальные тренировки (HIIT) наделяют людей очень высокой выносливостью и помогают избежать большинства хронических проблем со здоровьем, связанных с современным образом жизни.Он действует на физиологическом уровне клетки и увеличивает митохондриальный биогенез в клетках человеческого тела, тем самым расширяя его возможности.
    Рис. 7. При угрозе скунсы выделяют неприятный запах, чтобы отпугнуть хищников. Источник: Мария Виктория Гонзага из Biology Online.

    Другие примеры: Регулирование водопользования для животных

    Интересный факт: Интересный пример, когда сочетание структурной, поведенческой и физиологической адаптации помогает организму !!

    Венерина мухоловка

    Структурная: Структура этого насекомоядного растения является структурной адаптацией, которая развивалась в течение миллионов лет.Базовая структурная структура такова, что когда насекомое приземляется, и механосенсоры воспринимают сигнал прикосновения, они самопроизвольно закрывают ловушку.

    Поведенческий: Поведенческий аспект — это механизм закрытия, который работает путем передачи электрического заряда. Ловушка закрывается только тогда, когда установлен определенный потенциал.

    Physiological: И последний физиологический аспект адаптации здесь — это выделение нектара через края листьев для привлечения добычи и присутствие пищеварительных ферментов внутри растения для метаболизма и переваривания насекомых.

    Рис. 8: Механизм ловли насекомых венерианской мухоловкой. Источник: Hedrich R., 2018

    Попробуйте ответить на приведенный ниже тест, чтобы проверить, что вы узнали о физиологической адаптации.

    Ссылки

    • Хедрих Р., Нехер Э. (2018) Венерина мухоловка: как работает возбудимое плотоядное растение. Trends in Plant Science, 23 (3): 220-234 DOI: https: //doi.org/10.1016/j.tplants.2017.12.004
    • Griffith M., Ala P., Yang D.S.C., Hon W.C., Моффатт Б.А. (1992) Антифризный протеин, эндогенно продуцируемый в листьях озимой ржи. Физиология растений, 100 (2): 593–596. doi: 10.1104 / pp.100.2.593
    • Иевиньш Г. (2006) Биологические основы биологического разнообразия: физиологические адаптации растений к гетерогенным местообитаниям вдоль морского побережья. Biology 710: 53–79 Corpus ID: 54748771
    • Zheng R., Wu S., Ma N., Sun C. (2018) Генетические и физиологические адаптации морских бактерий Pseudomonas stutzeri 273 к стрессу ртути.Границы микробиологии, 9 (682) doi: 10.3389 / fmicb.2018.00682
    • Яблонски Н.Г., Чаплин Г. (2010) Пигментация кожи человека как адаптация к УФ-излучению. В свете эволюции, 4 (9)
    • Gibala M.J., Little J.P., MacDonald M.J., Hawley J.A. (2012) Физиологическая адаптация к низкообъемным высокоинтенсивным интервальным тренировкам для здоровья и болезней. Журнал физиологии, 590: 1077–1084 DOI: 10.1113 / jphysiol.2011.224725

    © BiologyOnline.com. Контент предоставлен и модерируется редакторами Biology Online.

    Project MUSE — Аллостаз, гомеостаз и затраты на физиологическую адаптацию (обзор)

    На протяжении большей части прошлого столетия изучение физиологии опиралось на фундаментальное предположение, что наши тела поддерживают постоянную внутреннюю среду за счет действия сети. гомеостатических петель отрицательной обратной связи. Например, центральная нервная система отслеживает запасы энергии на борту с помощью гормонов, полученных из жировой ткани, таких как лептин, и регулирует потребление и расход энергии таким образом, чтобы сохранить стабильную массу тела.Точно так же, когда съедается сладкая еда и повышается уровень глюкозы в крови, поджелудочная железа вырабатывает инсулин, помогая тканям удалять избыток глюкозы, тем самым поддерживая уровень сахара в крови в узких функциональных пределах. Благодаря действию таких регулирующих процессов наши тела сохраняют стабильную внутреннюю среду на фоне постоянно меняющегося физического и социального окружения.

    Или они? Если наша физиология действительно самокорректируется, как заставляют нас поверить во все учебники физиологии, то как мы можем объяснить нынешнюю эпидемию ожирения, рост гипертонии или повышенного уровня глюкозы натощак или современную эпидемию психопатологических состояний, таких как депрессия? Львиная доля современных проблем со здоровьем в таких странах, как Соединенные Штаты, указывает на тенденцию нашего тела изменять целевое состояние по мере изменения окружающей среды.Эти явления нелегко объяснить традиционными моделями гомеостаза.

    Для объяснения таких тенденций была предложена концепция аллостаза или «стабильности через изменения» в качестве поправки к гомеостатической модели (Стерлинг и Эйер, 1988). В статье «Аллостаз, гомеостаз и затраты на физиологическую адаптацию», под редакцией психолога Джея Шулькина, лидеры этой развивающейся области приводят веские доводы в пользу серьезного отношения к модели аллостаза. Восемь полноформатных глав, введение и заключительный комментарий книги охватывают историю и теорию модели аллостаза и ее применение в таких областях, как психология, биомедицина и исследования старения.Прочитав эти статьи, нельзя не понять, что традиционные модели физиологической регуляции требуют обновления и что аллостаз обещает продвинуть эту область вперед, даже несмотря на то, что сторонники этой концепции еще не едины в том, как они ее определяют.

    Вслед за кратким историческим вступлением Шулкина Питер Стерлинг — соавтор оригинальной аллостатической модели — дает широкое обсуждение аллостаза, включая занимательное из первых рук его историю и подробное рассмотрение того, чем аллостаз отличается от гомеостаза.Для Стерлинга аллостатическая система — это система, в которой заданные значения, управляющие внутренними состояниями, такие как [End Page 532] целевой диапазон кровяного давления, которое пытается защитить организм, не статичны, а смещаются в ответ на оба острых состояния. и устойчивые изменения спроса. Когда системы вынуждены работать за пределами своего нормального диапазона, это требует больших затрат с точки зрения метаболизма, но также снижает чувствительность системы, доводя ее до пределов пределов обнаружения. Когда это отклонение сохраняется, организм компенсирует это за счет повторного центрирования системы в этом выпадающем состоянии, в процессе «постоянного повторного согласования выходных данных с ожидаемыми входными данными» (стр.30). Таким образом, в модели аллостаза Стерлинга системы действительно самокорректируются, но не в классическом смысле гомеостатической системы, защищающей статическое внутреннее состояние. Скорее, регулирующие системы корректируют свою структуру, чтобы максимизировать эффективность и чувствительность по мере изменения диапазонов, в которых они вынуждены работать.

    Аллостатическая модель отличается от гомеостаза еще и тем, что делает упор на интерфейс мозг-тело, примером которого является способность многих систем вносить корректировки, предсказывающие будущий спрос.Например, вызванная стрессом мобилизация глюкозы в организме — это не реакция на повышенную потребность, а изменение, сделанное в ожидании повышенного спроса на энергию, которое предсказуемо следует за стрессовой проблемой. Центральный мониторинг и регулирование многих систем делает возможным такие адаптивные процессы с прямой связью, и эта упреждающая тема мозг-тело является неотъемлемым компонентом аллостатической модели, которая отличает аллостаз от гомеостаза.

    После обзора Стерлинга в трех главах исследуются последствия для здоровья хронической чрезмерной стимуляции аллостатических систем, описываемой как аллостатическая нагрузка…

    Две стороны эпигенетически опосредованной реакции на стресс

    Адаптивная реакция на стресс — фундаментальное свойство живых систем. На клеточном уровне многие различные типы стресса вызывают существенно ограниченный набор адаптивных ответов. Эпигенетические изменения являются основным механизмом средне- и долгосрочной адаптации к накопленному (интенсивному, длительному или повторяющемуся) стрессу. Мы предлагаем гипотезу адаптивной дерегуляции эпигенома в ответ на стресс (ADERS), которая предполагает, что неспецифическая адаптивная реакция на стресс усиливается с увеличением уровня стресса, эпигенетически активируя кластеры генов ответа, постепенно дерегулируя другие клеточные процессы.Баланс между неспецифическим адаптивным ответом и общим эпигенетическим нарушением регуляции имеет решающее значение, поскольку сильный ответ может привести к патологии, особенно к злокачественной трансформации. Основная идея нашей гипотезы — это континуум, который проходит клетка, подвергшаяся накопленному стрессу, который находится между неспецифическим адаптивным ответом и патологическим дерегулированием — две крайности имеют одну и ту же основную причину, которая является проявлением единого эпигенетически опосредованного адаптивного ответа на стресс.Эволюционный потенциал эпигенетической регуляции в адаптации многих поколений спекулятивно обсуждается в свете неоламаркизма. Наконец, представлен подход к проверке предложенной гипотезы, основанный либо на общедоступных наборах данных, либо на проведении новых экспериментов.

    1. Общий ответ клетки на стресс

    Любое отклонение от узкого окна оптимальных физических, химических или биологических параметров представляет собой стресс, на который все живые системы адаптивно реагируют с целью восстановления гомеостаза, оказывая влияние на окружающую среду или проходит внутреннюю адаптацию, которая позволяет мириться с новой ситуацией.Репертуар стрессовых реакций, особенно на клеточном уровне, относительно ограничен по сравнению с количеством явно различных источников экологического стресса. Идея унифицированных путей реагирования на множественные связанные или даже кажущиеся несвязанными стрессорами уже сформулирована в контексте гипотезы привратника [1]. Клеточные пути, активируемые в ответ на различные типы стресса, взаимосвязаны и имеют некоторые общие черты, присущие почти каждому типу стрессовой реакции: остановка роста, изменения в паттернах экспрессии и запрограммированная гибель клеток в случае, если повреждение слишком велико, чтобы с ним можно было справиться эффективно.

    Повреждение генома, обычно в форме депуринизации или образования димеров пиримидина, вызывает специфический ответ репарации, опосредованный супрессором опухоли p53 и тесно связанный с другими путями стресс-реакции [2]. Этот тип ответа незаменим для поддержания целостности генома и, следовательно, является повсеместным для разных типов клеток, а также для разных таксонов.

    Эволюционно консервативный и древний путь адаптации — это реакция теплового шока, которая, что интересно, активирует молекулярные шапероны не только в ответ на вызванное теплом разворачивание белков, но также и на разворачивание, вызванное ионами тяжелых металлов, этанолом или другими токсинами [3] .Выдающаяся роль этого пути как общей реакции на стресс замечательно хорошо иллюстрируется феноменом перекрестной толерантности, когда, например, тепловой шок вызывает реакцию, которая также защищает от окислительного стресса [4]. Неудивительно, что этот путь играет важную роль в некоторых типах рака [5].

    Реакция аутофагии, при которой белки и дефектные органеллы разрушаются лизосомами, стимулируется множеством форм стресса: голоданием, гипоксией, активными формами кислорода, повреждением ДНК, агрегатами белков и патогенами [6].Этот важный компонент интегрированного стрессового ответа играет важную роль в адаптации и выживании опухолевых клеток [7].

    Другой тип адаптационного пути, играющего роль в развитии рака, — это реакция индуцируемого гипоксией фактора (HIF) на гипоксию [8], которая способствует состоянию, подобному стволовым клеткам, в некоторых тканях, а также в злокачественно трансформированных клетках. На физиологическом уровне реакция гипоксии также участвует в ишемии и воспалении.

    Узлом, соединяющим многие пути реакции на стресс, является киназа mTOR, которая сама в первую очередь отвечает за восприятие питательных веществ и адаптацию к стрессу, вызванному питательными веществами [9].Его центральное положение связывает mTOR с балансом уровней энергии, аминокислот, глюкозы, кислорода и факторов роста. Важность интеграции стрессового ответа с помощью mTOR подтверждается его ролью в старении и устойчивости опухолевых клеток к терапии [10].

    Возможно, лучшей иллюстрацией селективной регуляции целевых групп генов в ответ на стресс является механизм микроРНК (miRNA) [11], основанный на 22-нуклеотидных некодирующих молекулах РНК, которые существенно влияют на уровни экспрессии путем избирательного разрушения целевых генов. классы мРНК, где миРНК участвует в комплексе, собранном вокруг белка Argonaute, то есть в комплексе РНК-индуцированного сайленсинга (RISC).В ответ на окислительный стресс, недостаток питательных веществ, повреждение ДНК или онкогенный стресс [12] 350 типов миРНК регулируют более 25% генов, кодирующих белок в типичной клетке млекопитающего, что ясно показывает, что существует множество мишеней — целые классы гены — регулируются одной молекулой miRNA.

    Трансляционное репрограммирование [13] — еще один универсальный механизм, который действует на уровне избирательного рекрутирования рибосом на специфические молекулы мРНК, участвующие в ответе на многие из различных типов стресса: недостаток или избыток питательных веществ, температура, повреждения ДНК и гипоксия.

    Множественные связанные (или даже явно не связанные) источники стресса вызывают единые ответы на клеточном уровне — активацию соответствующих «эффекторов», которые представляют собой наборы генов, кодирующих компоненты соответствующих метаболических путей, ответственных за восстановление гомеостаза. Наличие таких функциональных кластеров генов указывает на возможную роль эпигенетической регуляции в средне- и долгосрочной адаптации к определенным типам стресса.

    2. Эпигенетическая адаптация и трансгенерационное эпигенетическое наследование

    Ранние наблюдения на растениях предполагают, что стресс может вызывать изменения всего генома, такие как крупномасштабная рекомбинация, циклы разрыва-слияния хромосом и потеря хромосом, которые могут привести к ремоделированию генома с вероятным фенотипом. изменения [14].Эти глобальные геномные изменения в основном индуцируются и облегчаются реактивированными мобильными элементами генома [15] через релаксацию эпигенетических механизмов, таких как репрессивные ковалентные модификации ДНК и гистоновых белков, которые обычно удерживают их в молчаливом гетерохроматическом состоянии [16, 17]. Есть отличный пример ассоциации между точками разрыва хромосом и гипометилированием повторяющихся (Alu) элементов в геномах белощекых гиббонов [18], возможно, объясняющий повышенную скорость хромосомных перестроек у видов гиббонов.Во всех остальных случаях геномы млекопитающих оказались чрезвычайно стабильными. У людей неправильные рекомбинации и перестройки хромосом могут привести к раку, который в большинстве случаев характеризуется глобальным гипометилированием генома.

    Организмы способны регулировать активность генома в ответ на стресс посредством специфических взаимодействий между геном и окружающей средой, опосредованных эпигенетическими механизмами, которые включают метилирование ДНК, модификации гистонов, активность ремоделирования хроматина и действие различных малых некодирующих РНК.Обширные данные свидетельствуют о том, что эпигенетические пути являются не только мишенями стохастических сбоев, вызванных стрессом, но также являются частями запрограммированных адаптивных ответов ([19, 20]; см. Обзоры). Эпигенетическая реакция на стресс может быть кратковременной, и в этом случае релаксация эпигенетических механизмов (в основном модификаций гистонов) носит временный характер и сопровождается восстановлением исходного состояния по мере устранения стрессовых факторов [21].

    Однако нас интересуют взаимодействия генов и окружающей среды, опосредованные эпигенетическими механизмами, которые приводят к долгосрочным эффектам.Эпигенетические метки особенно чувствительны на ранних стадиях развития, когда на них влияют такие факторы, как питание, токсины, поведение матери и стресс. События этого раннего периода жизни могут быть сильными предикторами фенотипа взрослого, то есть патологического фенотипа [19, 20]. Хотя некоторые долгосрочные последствия ранних воздействий окружающей среды могут включать нарушение развития в результате неполной буферной защиты от стресса [22], существует множество эпигенетических примеров пластичности развития в раннем возрасте, которая приводит к долгосрочным адаптивным фенотипам [20, 23, 24]. .Кроме того, накапливаются доказательства мейотической стабильности некоторых из этих меток, которые, очевидно, могут избежать двух волн событий эпигенетического репрограммирования — одной во время образования гамет и другой вскоре после оплодотворения [25]. Возможность передачи измененных эпигенетических сигнатур следующим поколениям через клетки зародышевой линии обеспечивает роль эпигенетики в (микро) эволюции. Недавнее исследование Zybel с соавторами показало адаптацию заживления ран печени на разных поколениях за счет специфических эпигенетических изменений, которые произошли в сперматозоидах, то есть изменений в метилировании цитозина, поликомбовой метке h4K27me3 и вариантного гистона h4A.Z в промоторах двух генов, PPAR- (главный репрессор транскрипции звездчатых клеток печени) и TGF-1 (главный аутокринный и паракринный фиброгенный фактор роста) [26]. Эпигенетическая наследственность между поколениями — захватывающая тема в эпигенетической области, и доказательства этого феномена накапливаются как у растительных и животных организмов, так и у людей [18, 26–35].

    Роль трансгенерационного эпигенетического наследования в эволюции обсуждалась Jablonka и Raz в их обширном обзоре [36], где они явно упоминают эпигенетические изменения, управляющие отбором генетических вариантов.Они основываются на старой идее о том, что такой отбор может привести к переходу от стимулирующего к конститутивному фенотипическому ответу, который является адаптивным, поскольку представляет собой фиксацию ответа на преобладающие условия окружающей среды — так называемую «генетическую ассимиляцию» (для большего недавнее обсуждение этой темы см. [37]). Такое перекрестное взаимодействие между эпигеномом, который отражает внутриклеточную метаболическую адаптацию к окружающей среде, и геномом с его стабильным наследованием представляет собой, по сути, концепцию неоламаркизма, для которой можно представить себе молекулярный механизм.

    3. Неоламаркистские эволюционные последствия

    Ламарковская концепция эволюции предполагает прямое влияние окружающей среды на наследственные черты организма. Этот взгляд на эволюцию и лежащие в ее основе движущие силы был заменен хорошо известным принципом эволюции путем естественного отбора. Однако, учитывая роль эпигенетики в адаптации, особенно долговременной эпигенетической адаптации, мы можем представить себе сценарий, в котором факторы окружающей среды напрямую формируют наследуемые черты организма.

    Яркий пример тли, производящей большую долю крылатого потомства при воздействии феромона тревоги [38], ясно демонстрирует прямое эпигенетически опосредованное влияние окружающей среды на следующее поколение — крылатые тли лучше оснащены, чтобы уклоняться от источника стресса. почувствовали их родители. Недавний выдающийся отчет о вирусном сайленсинге, опосредованном viRNA (малые интерферирующие вирусы) у C. elegans , который сохраняется в течение 5 поколений и вызван воздействием на животных определенного биологически значимого физиологического воздействия [34], Ламарковская концепция наследования приобретенного признака, то есть противовирусной реакции в данном случае.Однако, хотя такие черты, поддерживаемые эпигенетикой, могут сохраняться в течение нескольких поколений, они в конечном итоге нестабильны, и если изменение наследуемого признака не является постоянным, его нельзя рассматривать как движущую силу эволюции. Полный цикл эволюции ламарковского типа потребует либо интеграции полученной экологической информации в геном, либо ее постоянного эпигенетического наследования между поколениями, для чего в настоящее время нет доказательств.

    Тем не менее, мы можем представить себе способ постоянной регистрации эфемерных эпигенетических адаптивных изменений в геноме, хотя объяснение остается умозрительным (рис. 1).Наиболее вероятным механизмом долговременных эпигенетических изменений и наследования между поколениями является метилирование генов и промоторов генов и / или эпигенетических контролирующих участков [35]. В то время как метилирование цитозина участвует в регуляции экспрессии генов, метилирование также представляет собой химическую модификацию нуклеотида цитозина (5-метилцитозин, 5-mC), что обеспечивает более высокий потенциал для мутации. В частности, плотно метилированные области, такие как CpG-островки в промоторах генов, потенциально являются высоко мутабельными — переход 5-mC в тимин, который неэффективно восстанавливается белком метилсвязывающего домена 4 (MBD4) с активностью тиминовой ДНК-гликозидазы, приведет к переходу CT.Этот переход составляет одну треть всех точечных мутаций в геноме человека и является наиболее частой причиной заболеваний человека с одной причиной [39]. Подобный молекулярный механизм, потенциально связывающий эпигенетическую и генетическую информацию, обсуждался как еще одна сторона действия индуцированной активацией цитидиндезаминазы, которая играет установленную роль в созревании В-клеток и соматических мутациях в вариабельных областях их гена Ig [40]. .


    Возникает соблазн предположить, что увеличение частоты мутаций эпигенетически замалчиваемого (гиперметилированного) гена может открыть окно для постоянной записи эпигенетических изменений в геноме.Предполагая, что эпигенетическое изменение было адаптивным ответом на изменяющуюся среду, увеличение скорости мутации затронутого гена можно рассматривать как недостающее звено в цепи событий, необходимых для связи внешнего воздействия с постоянным адаптивным изменением в геноме. . Вероятность такого события будет зависеть от времени, в течение которого ген (или его промотор) находится в метилированном состоянии, таким образом связывая скорость мутации с продолжительностью внешних стимулов, ведущих к эпигенетической адаптации.Идея о том, что эпигенетически регулируемые регионы имеют более высокую восприимчивость к мутации, которая может управлять эволюцией, обсуждалась ранее [36], хотя в основном в контексте ремоделирования хроматина и без предложения молекулярного механизма, непосредственно связанного с метилированием.

    Существование такого предложенного «цикла Ламарка» еще не подтверждено экспериментальными или наблюдательными данными. Хотя подтверждение его возможной роли в эволюции было бы очень интересно с концептуальной и теоретической точек зрения, его количественный вклад как эволюционной силы в любом случае был бы ограничен как по величине, так и по размаху, полностью затмеваясь классическим естественным отбором и являясь вторичным по отношению к нему. , к которому он будет относиться как к механизму направленного генерирования мутаций.

    Мутации, возникающие по предложенному механизму, будут уникальны тем, что напрямую управляются эпигенетической адаптацией, чтобы произвести более подходящий фенотип, представляющий форму генетической ассимиляции [37]. Гены, «включенные» метилированием во время адаптации к преобладающим условиям окружающей среды, будут постоянно активированы мутацией, в результате чего адаптированное состояние стабильно передается в геноме. Мутация с потерей функции, фиксирующая «выключенное» состояние гена (т.е. достигнутое метилированием цитозина), может действовать на репрессор, который может быть главным регулятором соответствующего пути адаптации, поэтому логически инвертирует неактивное состояние. перехода к активации кластера генов, кодирующего компоненты пути стрессовой реакции.Прямая мутационная фиксация «включенного» состояния (т.е. достигнутая деметилированием цитозина) гена не может быть представлена ​​в рамках предложенной модели.

    4. Континуум адаптивного ответа

    В предыдущих разделах адаптивный клеточный ответ на стресс был объяснен с точки зрения активации генов нескольких метаболических путей ответа, каждый из которых отвечает на несколько, казалось бы, несвязанных, но фундаментально связанных источников стресса. Были представлены аргументы в пользу ключевой роли эпигенетики в долгосрочной адаптации и наследовании между поколениями.На этом этапе мы можем ввести адаптивную дерегуляцию эпигенома в ответ на гипотезу стресса (ADERS) (рис. 2).


    Можно с уверенностью предположить, что незначительные нарушения клеточных процессов, вызванные низким уровнем стресса, быстро устраняются соответствующими механизмами, которые могут восстановить гомеостаз без значительного повреждения клетки или долгосрочных последствий для клетки. функция или целостность. Однако по мере того, как уровень стресса увеличивается или стресс становится постоянным, для достижения той же цели необходимы дополнительные корректировки, а это означает, что необходимо регулировать активность большего количества генов (или целых метаболических путей).Мы можем определить накопленный стресс как любой интенсивный, повторяющийся или долгосрочный стресс — ключом к этому является длительная продолжительность и относительно высокая интенсивность — достаточная, чтобы вызвать измеримое нарушение клеточных процессов в течение времени, достаточного для того, чтобы потребовать долгосрочной адаптации.

    Накопление стресса отражается в накоплении адаптивных ответов — это не отклонение от гомеостаза (с которым нужно быстро справляться), а долговременная активация путей реакции на стресс, которая определяет «накопленный» стресс.

    В ответ на накопление стресса клетка пересекает континуум адаптивного ответа (рис. 2). При низких уровнях стресса механизмы реакции активируются только временно. При длительной продолжительности стрессовых состояний изменения могут быть зафиксированы эпигенетическими средствами как долговременная адаптация. Продолжающийся или усиливающийся стресс вызовет адаптивный ответ в форме активации все большего числа механизмов ответа, одновременно активируя множество кластеров стресс-реакции. Характеристики этого континуума являются ключом к пониманию того, как прогрессивная адаптация может в конечном итоге привести к злокачественной трансформации.Эти универсальные особенности эпигенетических изменений при клеточном стрессе можно интерпретировать как «панический режим», в котором клетка предпринимает крайние меры, чтобы справиться с экстремальными условиями. За пределами определенного предела риск злокачественной трансформации из-за нарушения регуляции становится неприемлемо высоким, и в этот момент нарушенная клетка обычно подвергается апоптозу, запускаемому другими механизмами восприятия повреждений.

    Очевидное эпигенетическое дерегулирование можно количественно измерить как увеличение энтропии Шеннона (связанное с потерей информационного содержания) эпигенома — свойство, присущее стрессу, старению и раку, как обсуждали Ханнум и его коллеги в их недавнем исследовании [ 41].Таким образом, потерю информации из-за эпигенетической дерегуляции можно рассматривать как еще одну объединяющую черту многих дегенеративных процессов, элегантно связывающую стресс, старение и рак.

    Выше определенного уровня накопленного стресса эпигенетические изменения становятся основным фактором в координации экспрессии адаптивных генов [42–44], таким образом опосредуя средне- и долгосрочную адаптацию. Как свидетельствуют несколько исследований на растениях и животных [45], такие эпигенетические изменения имеют тенденцию быть глобальными [46–49] и относительно стабильными во времени [38, 48–54].Обычно они следуют паттерну глобального гипометилирования [44, 55, 56] и специфического гиперметилирования промоторов конкретных генов [24, 43, 57] (хотя есть исключения), что является характеристикой реакции на множество различных источников стресса — от патогенов растений к токсичности тяжелых металлов [46, 57] или окислительному стрессу у животных [55, 58]. Клетка, по-видимому, увеличивает свои шансы на выживание, ослабляя определенные эпигенетические механизмы контроля [21, 59, 60]. Кажется правдоподобным, что этот механизм представляет собой попытку восстановить гомеостаз путем активации метаболических путей с более глубоким влиянием на клеточную физиологию.Однако потребность в сильном ответе также несет риск развязывания потенциально катастрофического порочного цикла дерегуляции, в конечном итоге ведущего к нестабильности генома и злокачественной трансформации [60].

    Действительно, эпигенетические изменения, возникающие в результате воздействия накопленного стресса (глобальное гипометилирование и специфическое гиперметилирование), демонстрируют поразительное сходство с изменениями, обнаруженными при многих типах рака [61], и, по-видимому, являются отличительным признаком обоих. Замалчивание проапоптотических генов было задокументировано в исследовании канцерогенности, индуцированной мышьяком [60], которое очень показательно, поскольку оно документирует вызванный стрессом сдвиг в экспрессии генов, в конечном итоге приводящий к раку — распространенный сценарий, также описанный другими исследователями [46, 62].Проапоптотический ген, который подавляется эпигенетически, способствует выживанию как сильно поврежденной, так и злокачественно трансформированной клетки [62, 63]. Недавняя литература дает множество примеров роли эпигенетических изменений при раке [56, 63–65], а также их роли в адаптивном ответе на стресс [24, 43, 44, 59, 66]. Поэтому неудивительно, что злокачественная трансформация является результатом на дальнем конце континуума эпигенетической реакции на стресс.

    Таким образом, гипотеза ADERS утверждает, что злокачественная трансформация (наряду с некоторыми другими патологиями) облегчается эпигенетически опосредованной экстремальной адаптацией к накопленному стрессу.Поразительное сходство между эпигенетическими профилями клеток, переживших тяжелый стресс, и раковых клеток говорит в пользу этой гипотезы.

    5. Проверка гипотезы

    Любая жизнеспособная гипотеза должна быть проверена на практике; поэтому мы предлагаем надежный способ сделать это. Основным типом необходимых экспериментальных данных являются наборы данных по транскрипции (микрочип) и метилированию (чип метилирования) из разных типов клеток, подверженных различным типам стресса. Хотя для таких экспериментов требуется только общее оборудование и хорошо отработанные процедуры, многие из необходимых наборов данных можно найти в общедоступных базах данных экспериментов по профилированию транскрипции и метилированию.

    Системный подход к проверке гипотезы ADERS с использованием данных экспрессии и метилирования обязательно будет включать следующие шаги: (i) демонстрация глобального ответа генома на различные типы стресса, (ii) демонстрация того, что накопленный стресс вызывает эпигенетические изменения, которые способствуют длительному термин адаптация путем активации глобального стрессового ответа, (iii) ответ возрастает по мере накопления стресса, что проявляется эпигенетически опосредованной активацией все большего количества кластеров генов стрессового ответа, и, наконец, (iv) необходимо установить связь между эпигенетической дерегуляцией и патология, особенно злокачественная трансформация.

    Глобальная реакция на различные типы стресса — идея, уже подтвержденная некоторыми экспериментальными данными и сформулированная в гипотезе привратника [1], сама по себе заслуживает исследования, в котором она будет четко определена как универсальный принцип. Гены или генные онтологии, по-разному выраженные между подвергнутыми стрессу и контрольной группами, можно сравнить для классов, содержащих определенные типы стресса, что, возможно, дает управляемый набор шаблонов, каждый из которых является характеристикой нескольких классов связанных источников стресса.

    Демонстрация долговременной эпигенетически опосредованной адаптации к накопленному стрессу потребует аналогичного подхода — профилирования экспрессии генов. Долгосрочная адаптация может быть продемонстрирована сохранением ключевой части профиля экспрессии, приобретенного при стрессе [35].

    Тщательное наблюдение за прогрессированием и развитием установленной транскрипционной реакции на определенный тип стресса от практически нуля до уровня, определяемого как накопленный стресс, может дать представление о различных стадиях (не) активации гена.Анализ метилирования ДНК в выбранные моменты времени даст представление о моменте времени, в который вступает в действие эпигенетическая дерегуляция, тем самым проясняя роль эпигенетики в адаптации. Обнаружение временного паттерна экспрессии гена (или класса онтологии гена) соответствовало бы предложенной гипотезе при условии, что можно было бы продемонстрировать, что по мере накопления стресса активируется все больше кластеров стресс-реакции.

    Чтобы связать дерегуляцию экспрессии с патологией, необходимо идентифицировать гены, участвующие в заболевании, особенно злокачественной трансформации, которые дифференцированно метилированы на более поздних стадиях накопления стресса.Альтернативно, этого могло бы быть достаточно, чтобы показать, что нарушенная экспрессия генов и измененные паттерны метилирования действительно появились в результате накопления стресса. Уже имеется достаточно доказательств связи профиля экспрессии, подобного стволовым клеткам, со многими типами рака [63].

    6.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.