Гомеостаз и адаптация. Система иммунной защиты организма человека
ТФ Московский
гуманитарно-экономический
РЕФЕРАТ
Студентки ПТ-331 учеб.гр. 3 курса факультета психологии
Пархомец Ольги Александровны
Специальность «Психология»
По учебной дисциплине
«Безопасность
Тема: Гомеостаз и адаптация. Система иммунной защиты
организма человека.
Проверил: Доцент кафедры Пьянова Людмила Васильевна
Оценка «_______»
Подпись руководителя: ___________ |
Торопец, 2013
Содержание
Введение…………………………………………………………
- Гомеостаз и адаптация ……………………………………………….
- Система иммунной защиты организма человека………………………10
Заключение……………………………………………………
Список литературы……………………………………………………
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:
- латентная
- осциллирующая (от внешних условий)
- 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.
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:- в эволюционном аспекте выявляется у простейших водных организмов, чем сложнее животное, тем сложнее механизмы сохранения постоянства внутренней среды
- 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).
- 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.
Целью данной работы является подробное рассмотрение механизмов гоместаза, адаптации и иммунной системы, как процессов морфологической целостности биологических систем.
- 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
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~KОценка 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:
- В компьютере в базе данных обследуемый школьник регистрируется, запускается ПО «Здоровье-экспресс».
- Учащийся садится на стул, принимает позу «извозчика», на щиколотки и запястья крепятся 4 электрода от кардиоусилителя (раздеваться не нужно).
- Запускается процедура схема ЭКГ- сигнала, которая длится 3 минуты.
- 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.
Анстис, С., Верстратен, Ф.А. и Матер, Г. Последствия движения. Trends Cogn. Sci. 2 , 111–117 (1998).
CAS Статья Google ученый
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
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
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
Wark, B., Lundstrom, B.N. & Фэрхолл, А. Сенсорная адаптация. Curr. Opin.Neurobiol. 17 , 423–429 (2007).
CAS Статья Google ученый
Кон, А. Визуальная адаптация: физиология, механизмы и функциональные преимущества. J. Neurophysiol. 97 , 3155–3164 (2007).
Артикул Google ученый
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
Brenner, N., Bialek, W. и de Ruyter van Steveninck, R. Адаптивное масштабирование максимизирует передачу информации. Нейрон 26 , 695–702 (2000).
CAS Статья Google ученый
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
Улановский Н., Лас Л. и Нелкен И. Обработка маловероятных звуков корковыми нейронами. Nat. Neurosci. 6 , 391–398 (2003).
CAS Статья Google ученый
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
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
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
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
Мовшон, Я.А. И Ленни, П. Избирательная адаптация паттернов в зрительных корковых нейронах. Nature 278 , 850–852 (1979).
CAS Статья Google ученый
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
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
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
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
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
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
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
Даян П. и Эбботт Л.Ф. Теоретическая неврология (MIT Press, 2001).
Шварц О., Хсу А. и Даян П. Пространство и время в визуальном контексте. Nat. Rev. Neurosci. 8 , 522–535 (2007).
CAS Статья Google ученый
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
Ullman, S. & Schechtman, G.Адаптация и нормализация усиления. Proc. R. Soc. Лондон. B Biol. Sci. 216 , 299–313 (1982).
CAS Статья Google ученый
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
Коэн, М.Р. и Кон, А. Измерение и интерпретация нейронных корреляций. Nat. Neurosci. 14 , 811–819 (2011).
CAS Статья Google ученый
Barlow, H.B. И Фельдиак П. в The Computing Neuron (ред. Дурбин Р., Миалл К. и Митчисон К.) 54–72 (Аддисон-Уэсли, 1989).
Barlow, H.B. в Vision: Coding and Efficiency (ред. Блейкмор, К.) 363–375 (Cambridge Univ. Press, 1990).
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
Wark, B., Fairhall, A. & Rieke, F. Временные рамки вывода в визуальной адаптации. Нейрон 61 , 750–761 (2009).
CAS Статья Google ученый
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
Кон, А., Мовшон, Дж. А. Адаптация изменяет настройку направления МТ-нейронов макака. Nat. Neurosci. 7 , 764–772 (2004).
CAS Статья Google ученый
Гутниский, Д.А. и Драгой В. Адаптивное кодирование визуальной информации в нейронных популяциях. Nature 452 , 220–224 (2008).
CAS Статья Google ученый
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
Секулер Р.& Пантл, А. Модель последствий видимого движения. Vision Res. 7 , 427–439 (1967).
CAS Статья Google ученый
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
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
Graham, N.V.S. Анализаторы визуальных образов (Oxford Univ. Press, 1989).
Clifford, C.W. et al. Визуальная адаптация: нейронные, психологические и вычислительные аспекты. Vision Res. 47 , 3125–3131 (2007).
Артикул Google ученый
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
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
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
Кон, А.И Мовшон, Дж. Нейронная адаптация к зрительному движению в области МТ макаки. Нейрон 39 , 681–691 (2003).
CAS Статья Google ученый
Turrigiano, G.G. И Нельсон, С. Гомеостатическая пластичность в развивающейся нервной системе. Nat. Rev. Neurosci. 5 , 97–107 (2004).
CAS Статья Google ученый
Кацнер, С.и другие. Местное происхождение потенциалов поля в зрительной коре. Neuron 61 , 35–41 (2009).
CAS Статья Google ученый
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
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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., 2018Попробуйте 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].