Адаптацијата е збир на процеси во телото кои ја обликуваат неговата отпорност на променетите услови на постоење. Во зависност од нивото на адаптивни реакции, може да се разликува физиолошка (системска) и биохемиска (клеточна) адаптација.

Физиолошката адаптација е поврзана со реструктуирање на активноста на системските функции на телото (на пример, циркулацијата на крвта, дишењето, нервниот систем итн.), Што овозможува одржување на постојаноста на внатрешната средина на телото и олеснување на активноста на органите. и ткива, подобрување на нивното снабдување хранливи материии кислород, што го забрзува отстранувањето на отпадните производи.

Клетките, како дел од телото, имаат свои механизми за реструктуирање на метаболизмот, врз основа на промени во текот на биохемиските реакции внатре во клетките.

Двата типа на адаптација се тесно поврзани и му овозможуваат на телото да се прилагоди на неповолните услови.

Адаптацијата е поврзана со регулација, бидејќи метаболизмот може да се насочи во вистинската насока само со помош на систем на екстрацелуларни регулатори. Биохемиската адаптација и регулација може да биде непосредна и долгорочна.

Итната адаптација е поврзана со брзото реструктуирање на метаболизмот што се случува на почетокот на критична ситуација. Покрај тоа, сите промени во метаболизмот се предизвикани од вклучувањето на итни механизми за регулирање на клеточниот метаболизам, имено ефектот на невро-хормоналните стимули врз пропустливоста клеточните мембрании ензимска активност.

Ако непосредната адаптација е насочена кон опстанок на клетката, тогаш долгорочната адаптација е насочена кон зачувување на нејзината одржливост под неповолни услови. При долготрајна адаптација, реструктуирањето на метаболизмот се должи на вклучување на долгорочни регулаторни механизми, т.е. влијанието на неврохормоналните дразби врз синтезата на ензими и др функционални протеини, обезбедувајќи различен тип на метаболизам кој одговара на променетите услови.

Ако поради некоја причина е нарушена неврохормоналната регулација, тогаш телото не може да се прилагоди на преовладувачките услови на животната средина долго време, што се манифестира во форма на болести на адаптација и аклиматизација.

1. Березов Т.Т., Коровкин Б.Ф. Биолошка хемија. - М.: Медицина, 1999 година.

2. Хофман Е. Динамичка биохемија. - М.: Медицина, 1971 година.

3. Гудман М., Морхаус Ф. Органски молекуливо акција. М.: Мир, 1977 година

4. ЛенингерА. Биохемија. - М.: Мир, 1986 година.

5. Мареј Р., Греннер Д., Мејс П., Родуел В. Човечка биохемија. М.: Мир, 1993 година.

6. Николаев А.Ја. Биолошка хемија. - М.: Виша школа 1989 г.

7. Николаев Л.А. Хемија на животот. - М.: Образование, 1973 година.

8. Strayer L. Биохемија. Во 3 тома. - М.: Мир, 1984 година.

9. Стрев Е.А. Биолошка хемија. - М.: Виша школа, 1986 година.

10. Вајт А., Хендлер Ф., Смит Е. и сор. - М. Мир, 1981 година.

11. Филипович Ју.Б. Основи на биохемија. - М.: Агар, 1999 година.

РУСКА ФЕДЕРАЦИЈА

МИНИСТЕРСТВО ЗА ОБРАЗОВАНИЕ И НАУКА

Државна образовна институција

ДРЖАВЕН УНИВЕРЗИТЕТ ТАЈМЕН

„ЈАС ПОТВРДУВАМ“:

I. o. проректор-началник

_______________________

__________ _____________ 2011 г.

БИОХЕМИСКА АДАПТАЦИЈА

Образовно-методолошки комплекс. Програма за работа

за постдипломци на специјалноста(01.03.04 Биохемија)

со полно работно време и формулари за кореспонденцијаобука

„ПОДГОТВЕН ЗА ОБЈАВУВАЊЕ“:

„______“___________2011 година

Разгледан на состанокот на Одделот за анатомија и физиологија на луѓето и животните " 24 » мајПротокол бр.11 од 2011 година.

Ги исполнува барањата за содржина, структура и дизајн.

Том 9 страници.

Глава оддел ________________________________//

Разгледан на состанокот на образовниот комитет на Биолошкиот оддел на ИМЕНИТ

« 30 » мај 2011 Протокол бр. 2

FGT одговара на структурата на главната професионална образовна програма на постдипломски стручно образование(постдипломски студии)

„ДОГОВОРЕНО“:

Претседател на просветната комисија _________________________________/

« 30 » мај 2011 година

„ДОГОВОРЕНО“:

Почеток постдипломски отсек

и докторски студии___________

„______“______2011 година

РУСКА ФЕДЕРАЦИЈА

МИНИСТЕРСТВО ЗА ОБРАЗОВАНИЕ И НАУКА

Државна образовна институција

високото стручно образование

ДРЖАВЕН УНИВЕРЗИТЕТ ТАЈМЕН

Институт за математика, природни науки и информациски технологии

Одделот за анатомија и физиологија на луѓето и животните

БИОХЕМИСКА АДАПТАЦИЈА

Образовно-методолошки комплекс. Програма за работа

за дипломирани студенти од специјалност 03.01.04 Биохемија

Тјумен државен универзитет

Адаптација на КировОбразовно-методолошки комплекс. Работна програма за дипломирани студенти од специјалноста 01/03/04 Биохемија. Тјумен, 2011 година, 9 страници.

Работната програма е составена во согласност со FGT кон структурата на главната професионална образовна програма за постдипломско стручно образование (постдипломски студии).

ЗАДОЛЖЕН УРЕДНИК: , Доктор на медицински науки, професор, раководител на Катедрата за анатомија и физиологија на луѓето и животните

© Државниот универзитет во Тјумен, 2011 година.

Образовно-методолошки комплекс. Работната програма ги вклучува следните делови:

1. Објаснувачка белешка:

1.1. Цели и задачи на дисциплината

Цел: Проучување на основата на адаптација на метаболичките процеси на молекуларно ниво.

Цели: проучување на основните концепти поврзани со адаптацијата на молекуларно ниво, дискутирање за начините на адаптација на организмот на различни животни услови, проучување методи за проценка на адаптивни промени

1.2. Местото на дисциплината во структурата на ООП.

Посебна дисциплина во гранка на науката и научна специјалност.

Содржина на дисциплината: ензимска активност при адаптивни промени во метаболизмот, биохемиски аспекти на адаптација на различни услови на животната средина, стрес и системи за транспорт на клетки.

Биохемија, Основи на ензимологијата, Мембрански транспорт, Регулација на метаболички процеси.

Како предусловно знаење за совладување на оваа дисциплина потребни ви се: Човечка физиологија, биохемија и молекуларна биологија.

1.3. Барања за резултатите од совладување на дисциплината:

Како резултат на совладување на дисциплината, студентот мора:

Основно разбирање на стратегијата на биохемиска адаптација и ензимска варијабилност, основни концепти на метаболичка адаптација

Хибернација поради промени во факторите на животната средина. Механизми на терморегулација на телото.Анхидробиоза. Хибернација. Исклучување на активниот метаболизам. Дијапауза кај инсектите. Улогата на липидите за време на хибернација. Забавување на циклусите на распаѓање на супстанциите за време на хибернација. Хибернација на мали и големи цицачи. Прилагодување на температурата на хомотермични животни. Адаптација на температура кај поикилотермични животни.

Начини за отстранување на производите од распаѓање од телото. Улогата на имунолошкиот систем во одржувањето на активноста на адаптирачкиот организам. Амониумски животни. Модификација на циклусот на уреа. Адаптација во процесот на онтогенеза. Адаптација за живеење во водени раствори. Адаптација на длабочините на морето.

Биохемиска адаптација: механизми и стратегии.

1. Стратегија за долгорочна биохемиска адаптација.

2. Стратегија на краткорочна биохемиска адаптација.

Клеточен метаболизам. Адаптација на ензими на метаболички промени

1. Квантитативна адаптација на ензимот.

2. Квалитативна адаптација на ензимот.

3. Средни метаболити и редукциони еквиваленти.

Адаптација на физичка активност. Стрес и системи за транспорт на клетки.

1. Пасивен и активен транспорт за време на адаптацијата

2. Холинергичен систем кога се менуваат условите на околината

Адаптација на режим на кислород и нуркање

1. Состојби на хипоксија и енергетски метаболизам.

2. Адаптација на аеробни и анаеробни патишта за разградување на метаболити.

Респираторниот систем под промени на факторите на животната средина. Механизми на терморегулација на телото.

1. Криопротективни протеини.

2. Хибернација кај животните

3. Механизми на терморегулација

Систем за детоксикација на телото. Имунолошкиот систем и влијанијата од околината.

2. Научна дискусија „Детоксикацијата на телото како заштитен механизам“

8. Едукативна и методолошка поддршка самостојна работадипломирани студенти. Алатки за евалуација за тековната контролаакадемски перформанси, средно сертификација врз основа на резултатите од совладување на дисциплината.

Табела 3

Видови на самостојна работа што ја вршат студентите при изучување на дисциплината и следење на нивното спроведување

	Вид на самостојна работа	Активностите на учениците за време на овој вид самостојна работа	Метод на евалуација
	Продлабочување и систематизација на стекнатите знаења со користење на основна литература	Се претпоставува дека додека студентите го совладуваат материјалот, тие дополнително самостојно ги изучуваат белешките од предавањата, како и препорачаните делови од основната и дополнителната литература.	одговори на семинарот
	Подготовка за семинар на темата	Со совладување на материјалот за предавање, се следи теоретското знаење на студентите за одредени теми од дисциплината претставени во делот тематско планирање. Студентите самостојно се подготвуваат за семинарот користејќи материјали за предавање, основна и дополнителна литература.	одговори на семинарот
	Запознавање со содржината на електронските извори (на темата)	Студентите самостојно се подготвуваат за семинарот користејќи материјали од електронски извори.	одговори на семинарот
	Подготовка на презентации	Во подготовка за семинарот, студентите самостојно подготвуваат слајдови користејќи соодветен софтвер за поцелосно покривање на прашањата на семинарот.	одговори на семинарот
	Подготовка на апстракти	Темата вклучува независна подготовка на есеи од страна на студентите кои покриваат различни аспекти од предметот.
	Подготовка за научна дискусија „Детоксикацијата на телото како заштитен механизам“	Темата вклучува дискусија за проценка на механизмите за детоксикација.	одговори на семинарот

Пример теми за есеи и тестови:

1. Аеробна адаптација на физичка активност.

2. Анаеробна адаптација на физичка активност.

3. Енергетски подлоги во услови на адаптација.

4. Адаптација на системи за пасивни транспортни клетки

5. Адаптација на активни транспортни системи на клетки.

6. Ензимски промени на патиштата на разградување на енергетските супстрати.

7. Регулирање на метаболизмот при физичка активност.

Прашања за тестирање:

1. Основни механизми и стратегии на биохемиска адаптација.

2. Адаптација на ензими на метаболички оптоварувања.

3. Адаптација на кратка физичка активност со висок интензитет.

4. Адаптација на долготрајна физичка активност.

5. Адаптација под аноксични услови.

6. Прилагодување на температурата на хомотермични животни.

7. Прилагодување на температурата на поикилотермични животни.

8. Адаптација на холинергични системи.

9. Стрес. Неуспех на механизмите за адаптација.

10. Влијанието на аеробниот и анаеробниот тренинг врз физичката активност.

11. Адаптација на нуркање.

12. Исклучување на активниот метаболизам. Улогата на хибернација.

13. Адаптација во процесот на онтогенеза.

14. Прилагодување на живеење во водени раствори.

15. Адаптација на длабочините на морето.

16. Криопротекција.

17. Детоксикација на телото.

18. Адаптација на системи за транспорт на клетки

9. Образовни технологии.

При спроведување на разни видови академска работаВо текот на совладувањето на дисциплината, се користат следниве видови образовни технологии:

Мултимедијални наставни помагала:

Во текот на предавањето, на студентите им се прикажуваат анимирани слајдови и видео клипови за поцелосно покривање на материјалот. Во текот на независната подготовка за семинарските часови, студентите развиваат слајдови со помош на софтверот PowerPoint за поцелосно покривање на презентираниот материјал.

Специјализирани програми и опрема:

При подготовка и предавање на курс за предавање се користат програми за пакети на Microsoft Office („MO PowerPoint, Windows Media Player, Internet Explorer“), овој софтвер го користат и студентите при самостојна работа.

Интерактивни технологии:

Дискусии за време на семинари

Научна дискусија на тема „Детоксикација на организмот како заштитен механизам“

10. Едукативна, методолошка и информативна поддршка на дисциплината.

10.1. Основна литература:

1. Варфоломеев ензимологија. М: Академија, 20-ти.

2. , Шведова. М: Бустард. 20-ти.

3. Човечка биохемија 2t. М: Мир. 20-ти.

4. Somero J. Биохемиска адаптација. М: Мир. 19-ти.

5. Зимницки, во биохемиските механизми на адаптација на телото. – М.: Глобус, 2004. – 240 стр.

6. . Биохемиски основи на хемијата биолошки активни супстанции. Упатство. БИНОМЕН. 20-ти.

7. Публикации во списанието „Биолошки мембрани“ 2005-денес. В.

8. Публикации во списанието „Биохемија“ 2005 – денес. В.

9. Публикации во списанието „Evolutionary Physiology and Biochemistry“ 2005-денес. В.

10.2. Дополнително читање:

1. Плакунов ензимологија. М.: Логос, 20 стр.

2. Регулирање на ензимската активност. М.: Мир, 19 стр.

3. Курганов ензими. М. Наука, 19с.

4. Розанов процеси и нивна корекција во екстремни услови. Киев: Здоровја, 19с.

5. Хемиска ензимологија. / Ед. , К. Мартинек. М.: Издавачка куќа на Московскиот државен универзитет, 19 стр.

6. Проблеми на биохемиска адаптација / Под. ед. М: Медицина. 19-ти.

7. , Пшенников до стресни ситуации и физичка активност. М: Медицина. 19-ти.

10.3. Софтвер и интернет ресурси:

11. Технички средства и логистичка поддршка на дисциплината.

Обезбедена дисциплина компјутерски презентации, составена од авторот. Факултетот располага со 4 мултимедијални аудиториуми за изведување на предавања. Лабораториската просторија е опремена со опрема и реагенси за спроведување на практични биохемиски истражувања.

1

За проучување на механизмите на адаптации кои обезбедуваат можност за репродукција на патогени бактерии во еколошки објекти, референтните соеви на Listeria monocytogenes и Yersinia pseudotuberculosis беа одгледувани во различни минерални и органски подлоги на температури од 6-8°C, 18-20°C и 37°C. Се покажа дека при ниски температури (6-8°C), најпрво доцнело размножувањето на бактериите, но потоа кривата на раст ги достигнала истите показатели како на температура од 37°C. Во исто време, беа добиени докази за репродукција, наместо опстанок, на проучуваните култури на ниски температури. Стапката на хидролиза на ацетилтиохолин од страна на Yersinia на ниски температури се зголеми во споредба со температура од 37°C. Прикажано е постоење на конформациски промени во ензимите на проучуваните култури при промена на температурните услови. Нискотемпературното одгледување на бактериите псевдотуберкулоза и листериоза откри зголемување на синтезата на NAD и NADP за 1,5-2 пати и РНК за 7-8% во споредба со одгледувањето бактерии на температура од 37 °C. Кај Y. pseudotuberculosis одгледувана на минерални и органски подлоги на ниски температури, забележана е поинтензивна акумулација на незаситени масни киселини во мембраните отколку на 37°C.

сапрозоонози

температура

биохемиски адаптации

1. Adame R. Употреба на радиоактивни изотопи во клеточна култура. - М.: Наука, 1985. – 110 стр.

2. Асеева И.В., Лисак Л.В. Влијанието на температурата на одгледување врз содржината нуклеински киселиниво психрофилни почвени бактерии // Микробиологија. - 1981.- T.50, No 5. – P. 818-822.

4. Герхард Ф. Методи на општа бактериологија - М.: Мир, 1984 година. – Т.2. – 467 стр.

5. Lyakh S.P. Адаптација на микроорганизми на ниски температури - М.: Наука, 1976. - 159 стр.

6. Скворцова И.Н., Паникова Е.Л. Студија на почвени психофилни псеудомона // Микробиологија. – 1977. - T.46, No 4..- P. 1127-1129.

9. Хочачка П., Сомеро Ј. Биохемиска адаптација. - М.: Мир, 1988. – 568 стр.

Цел на студијата- проучување на механизмите за адаптација кои обезбедуваат можност за репродукција на патогени бактерии во објекти од околината.

Материјал и методи на истражување

За моделски експерименти користевме референтни соеви на грам-позитивни Listeria monocytogenesИ Јерсинија псевдотуберкулоза, имајќи типичен биолошки својства. За земјоделски култури користени се минерални подлоги: Хирш, Герхард, Класовски, бентонит, зеолит, раствор со фосфат пуфер и органски подлоги: раствори на хумински киселини, растителен супстрат, риба хранлива супа. Температурата на одгледување беше 6-8°C, 18-20°C и 37°C. За проучување на активноста на холинестеразите, користени се следните супстрати: ацетилтиохолин, бутирилтиохолин и пропионилтиохолин. Ензимската активност беше проучувана со користење на стандардни методи. За да се конструираат криви на бактериски раст, динамиката на бактериската популација беше одредена од заматеноста на медиумот за култура. За да се докаже репродукцијата, а не преживувањето на проучуваните култури на ниски температури, користен е метод на радиоизотоп кој користи тимидин означен со тритиум.

Резултати од истражувањето и дискусија

Компаративни студии спроведени од нас при периодично одгледување на ниски и високи температури (6-8°C, 18-20°C и 37°C), во различни трофични услови (минерални подлоги: Хирш, Герхард, Класовски, бентонит, зеолит, фосфат - пуфер раствор и органски подлоги: раствори на хумински киселини, растителен супстрат, супа од хранливи материи од риба), покажа дека кривите на раст на проучуваните бактерии имаат различен карактер. Покрај тоа, на релативно висока температура (37°C, 18-20°C), динамиката на бактериска репродукција на која било органска средина беше изразена со вообичаената крива во облик на S, а културите изумреа на 15-30 дена, во зависност од вирусот и медиумот. Спротивно на тоа, при ниски температури (6-8°C) и на органски и на минерални медиуми, прво беше забележано доцнење во репродукцијата, а потоа кривата ги достигна истите вредности како на температура од 37°C, а често дури и го надмина. Стационарната фаза на бактериски раст се одржуваше на ова ниво 9 месеци (период на набљудување). Треба да се забележи дека се добиени докази за репродукција, но не и за преживување, на проучуваните култури на ниски температури користејќи метод на радиоизотоп користејќи тимидин означен со тритиум. Идентификуваниот модел беше забележан во сите случаи што ги проучувавме кога користевме широк спектар на хранливи материи.

Врз основа на добиените податоци, може да се претпостави дека температурниот фактор е индуктор за време на транзицијата на бактериската популација во нови услови на постоење, промовирајќи го префрлувањето на метаболичките процеси во бактериската клетка при ниски температури на друг метаболички пат, различен од дека на температура од 37°C. Од особен интерес во овој поглед е ниската температура на одгледување на бактерии, бидејќи за предизвикувачките агенси на сапрозооноза, кои можат да живеат не само во телото на топлокрвните животни, туку и во објектите од околината, ниската температура е природна како и температурата. од 37-39 ° C.

Познато е дека во адаптивните реакции на телото на промени во условите на животната средина, важна улога игра регулирањето на активноста на веќе постоечките ензими. Временските параметри на биохемиската адаптација варираат во голема мера - од долги периоди потребни за еволутивни промени во секвенците на аминокиселини до делови од секундата за време на кои активноста на ензимите веќе присутни во клетката може да се промени. Тоа е моменталната промена на ензимската активност која придонесува за обновување на биохемиските функции на проучуваните бактерии при остра промена на живеалиштето (топлокрвен организам-средина).

Нашите компаративни студии за активноста на хидролиза на супстрати (ацетилтиохолин, бутирилтиохолин и пропионилтиохолин) од микроб холинестерази на псеудотуберкулоза на различни температури покажаа дека на ниски температури стапката на хидролиза на ацетилтиохолин се зголемува во споредба со температура од 37 °C. Во овој случај, брзината на хидролиза на супстратите е обратно зависна од должината на јаглеводородниот радикал во ацилниот дел од молекулата на подлогата (ATC > PTX > BTX). Прикажавме постоење на конформациски промени во проучуваните култури при промена на температурните услови преку компаративна студија на супстрат-инхибиторните својства на ензимите на овие бактерии на различни температури. Употребата на органофосфорни инхибитори доведе до 210 пати зголемување на разликата во активноста на споредените температурни варијанти на ензими. Ваквите значајни разлики најверојатно се објаснуваат со разликите во структурата на хидрофобните региони на каталитичкиот центар на ензимите.

При нискотемпературно одгледување на бактериите псевдотуберкулоза и листериоза, забележано е зголемување на количината на NAD и NADP за 1,5-2 пати во споредба со одгледувањето бактерии на температура од 37 ° C, што е во согласност со податоците од литературата и укажува дека пиридин-зависните дехидрогенази играат поважна улога при ниски температури во клеточно дишењеотколку на високи нивоа, очигледно активирајќи го трансферот на водородни електрони долж синџирот на транспорт на електрони на клетките и поврзаната синтеза на аденозин трифосфат, кој е главниот енергетски акумулатор во клетките.

Бидејќи податоците од нашите експерименти покажаа дека конструктивните процеси во „ладните“ и „топлите“ варијанти на проучуваните култури се случуваат со различни трошоци за енергија, ова ни овозможи да претпоставиме постоење на различни метаболички патишта во нив. Ова е потврдено и од различните модели на раст на проучуваните бактерии на метаболитите од истите култури на ниски и високи температури. Добиените резултати укажуваат дека одгледувањето Y. псевдотуберкулозана 37 ° C е придружено со намалување на биосинтезата на метаболитите од циклусот на Кребс и слободните амино киселини неопходни за последователна биосинтеза на протеините од нив. За време на „термичкото“ одгледување, бактериите на псевдотуберкулозата синтетизираат помалку аминокиселини и органски киселини и консумираат повеќе од оние подготвени од медиумот за култура, што се потврдува со намалување на нивната количина во медиумот. За време на „ладно“ одгледување, метаболичките биохемиски процеси во клетките на бактериите што се испитуваат со учество на органски киселини и амино киселини се одвиваат поекономично. Како што сведочат нашите податоци, аминокиселините на ниски температури речиси и не се трошат од медиумот за култура, туку се синтетизираат во поголема мера од бактериската клетка во циклусот на Кребс, чија активност беше потврдена со присуството на органски киселини во медиум за култура. Следствено, адаптацијата на проучуваните микроорганизми на променливите услови за живот е директно зависна од процесите на синтеза на протеини, т.е. од регулацијата на геномската експресија, која кај прокариотите се јавува на ниво на транскрипција.

Еден од главните докази за оваа позиција е зголемената синтеза на РНК. Во овој поглед, беа спроведени компаративни студии, кои покажаа дека „ладните“ варијанти на проучуваните бактерии синтетизираат РНК за 7-8% повеќе во споредба со „топлите“. Дополнително, компаративната електронска микроскопска студија за температурните варијации во ултраструктурите на моделските бактериски клетки покажа дека при ниски температури, микробите на псевдотуберкулоза и листерија имале значително поголема заситеност на клетките со рибозоми. Познато е дека кога температурата на одгледување се намалува, продуктивноста на рибозомите кај бактериите се намалува и за да се одржи стапката на раст на бактериите на одредено ниво, тие ја компензираат ниската ефикасност на рибозомите со дополнителна синтеза на овие органели, што се манифестира при дополнително зголемување на содржината на РНК во цитоплазмата.

Компензаторните процеси кога се изложени на ниски температури се манифестираа и на ниво на промени во липидниот состав на мембраните на проучуваните бактерии. Да, y Y. псевдотуберкулоза, култивирани на минерални и органски подлоги во услови на ниска температура, меѓу масните киселини кои го сочинуваат најголемиот дел од липидите, забележана е поголема акумулација на незаситени масни киселини отколку на 37°C. Акумулација големо количествофосфолипидите и незаситените FFA создаваат можност за поголема „флуидност“ на липидите и одржување на полутечна состојба на интрацелуларните мембрани, што ја зголемува нивната пропустливост и е еден од важните механизми за адаптација на температурата.

Заклучок

Така, студирал микроорганизми листерија моноцитогени И Јерсинија псевдотуберкулоза - Во процесот на еволуција, предизвикувачките агенси на саирозоонози развија механизми за прилагодување на променливите услови на животната средина, особено на температурата, овозможувајќи им да го одржуваат метаболизмот во рамките на физиолошката норма. Формирањето на ензими со различна структура на активната површина се чини дека е стратегија на организмот во процесот на неговото прилагодување кон променливите услови на животната средина. Нашите истражувачки податоци ни овозможуваат да заклучиме дека ниската температура е фактор кој на патогените на сапрозоонозите, без оглед на степенот на исхрана, им обезбедува конкурентност при живеење во различни еколошки објекти, што е од големо еколошко и епидемиолошко значење.

Рецензенти:

Мартинова А.В., доктор на медицински науки, професор на Катедрата за епидемиологија и воена епидемиологија на Државната буџетска образовна институција за високо професионално образование „Пацифичка држава медицински универзитет» Министерство за здравство на Русија, Владивосток;

Кузнецова Т.А., доктор по биолошки науки, раководител. Лабораторија за имунологија, Федерална државна буџетска институција NIIEM именувана по. Г.П. Сомов СБ РАМС, Владивосток.

Библиографска врска

Бузолева Л.С., Бузолева Л.С., Кривошеева А.М., Богатиренко Е.А., Богатиренко Е.А., Синелникова М.А. БИОХЕМИСКИТЕ АДАПТАЦИИ НА САПРОСООНОЗАТА ПРИЧИНИ НА ФАКТОРИ НА ЖИВОТНАТА СРЕДИНА // Современи прашањанауката и образованието. – 2014. – бр.6.;
URL: http://science-education.ru/ru/article/view?id=15840 (датум на пристап: 02/01/2020). Ви ги пренесуваме списанијата што ги издава издавачката куќа „Академија за природни науки“

Проблемот на стабилноста на организмот, неговата адаптација на променливите фактори на животната средина останува еден од централните проблеми на биологијата. Оваа тема ја проучувале такви научници како А.Н. Северцов, И.И. Шмалхаузен, К.М. Завадски, С.С. Шварц, Е.М. Крепс и сор.

Проблемот на адаптација опфаќа широк спектар на прашања за адаптацијата на организмот кон условите на животната средина. Овој проблем е во центарот на многу општи биолошки дисциплини, бидејќи влијае на голем број основни својства на живите организми. Но, и покрај широката разновидност на видови, нивоа и механизми на адаптација, тие можат да се сметаат како процес на транзиција, предизвикани од промена на опкружувањето или нејзините индивидуални фактори: транзиција на жив систем на кое било ниво на организација од една стабилна состојба во друга.

Секој организам живее во повеќекомпонентно живеалиште, кое постојано се менува и организмот е принуден постојано да се прилагодува на него. Овде е важно да се знае дека некои видови имаат тесна, други - широка приспособливост.

Најважната карактеристика на адаптациите е нивната релативна природа, според која еден организам или популација е подобро или полошо прилагодени на одреден тип природна срединаво моментов. Суштинските карактеристики на адаптивните процеси се: системска природа, фаза и трошок за адаптација, вклучително и количината на ресурси потрошени од организмот или населението за да се прилагодат на новите услови.

Адаптација на условите на животната средина како универзална биолошки феноменсе формираат и се манифестираат на различни нивоа на биолошка организација, од молекуларна до биоценотска. На ниво на однесување, организмите имаат тенденција да дејствуваат на начини кои се чини дека ги зголемуваат нивните шанси да преживеат во дадена средина и да ја користат таа средина. На анатомско ниво, структурите на организмот често покажуваат очигледна кореспонденција со неговиот начин на живот. На физичко ниво, начините на кои се извршуваат животните функции често ги одразуваат надворешните услови со кои се соочува даден вид.

Биохемиските промени се прилагодливи во најголем дел на ниво на основни метаболички функции и затоа не се појавуваат микроскопски. Успешното прилагодување на ензимските системи, мембраните, респираторните пигменти итн. на одредени услови на животната средина не укажува на идентитетот на овие системи кај различни организми, дури и ако нивните надворешни адаптивни карактеристики се слични. Со цел да се идентификуваат овие карактеристики во адаптацијата на биохемиските системи, Немова Н.Н. и Висоцкаја Р.У. Прво ги разгледавме оние биохемиски структури и функции кои се апсолутно неопходни за сите живи системи и покажуваат чувствителност на промените во факторите на животната средина. Ова се однесува, пред сè, на биохемиските адаптации насочени кон:

Зачувување на интегритетот и функционалната активност на макромолекулите (нуклеински киселини, ензими, структурни и контрактилни протеини) и супрамолекуларни комплекси (хроматин, хромозоми, рибозоми, мембрани);

Обезбедување на телото со извори на енергија и хранливи материи кои се користат за биосинтеза на протеини, нуклеински киселини, јаглени хидрати и липиди кои ги сочинуваат ткивата на телото и се резерви на хранлив материјал;

Одржување на регулаторните механизми на метаболизмот и неговите промени во зависност од променливите услови на животната средина.

Наведените функции се неопходни за сите живи системи, без разлика во какви услови се наоѓаат. Бидејќи метаболичката активност на организмите е строго зависна од макромолекулите како што се ензимите и нуклеинските киселини, процесите на адаптација треба да се ограничат на обезбедување дека функциите на макромолекулите се од таков тип и се извршуваат со таква брзина што виталните процеси на организмот се одвиваат задоволително. , и покрај мешањето од аспекти на животната средина. Во процесот на адаптација, телото постигнува векторска хомеостаза на метаболичките функции. Изразот векторска хомеостаза нагласува дека во процесот на адаптација кон надворешното опкружување, и брзината и насоката на метаболичките реакции се „прилагодени“ така што телото континуирано ги прима производите што му се потребни.

Во делото на Н.Н. Наумова и Р.У. Висоцкаја забележа дека во реалноста, биохемиската адаптација често е последно средство на кое телото прибегнува кога нема бихејвиорални или физиолошки начини да ги избегне негативните ефекти на околината. Како по правило, биохемиската адаптација не е најлесниот начин да се најде соодветна средина преку миграција отколку да се преуреди хемијата на клетката. Регулацијата на метаболизмот се врши со користење на цела хиерархија на механизми својствени за гените и реализирани со синтеза на соодветните протеини.

Исто така, кога се разгледуваат биохемиските адаптации на ниво на микросредина, важна е улогата на липидната средина во која функционираат многу ензими, особено оние поврзани со мембраните. Липидите, кои не се микромолекули, исто така можат водната средина, создаваат микросредина поволна за функционирање на протеините. Кога се дискутираат процесите на адаптација кои вклучуваат мембрански липиди и осмолити, треба да се земат предвид процесите кои ја обезбедуваат саканата pH вредност во непосредната околина на ензимите. Изборот на оваа вредност и тампон системите за нејзино одржување беше веројатно најважниот проблем што живите организми мораа да го решат во зората на клеточната еволуција. Според Н.Н. Наумова и Р.У. Vysotskaya, ова произлегува од фактот дека регулацијата на pH е пронајдена кај сите организми кои се проучувани до денес.

1. Одржување на структурниот интегритет на макромолекулите (ензими на контрактилни протеини, нуклеински киселини итн.) кога тие функционираат под специфични услови.

2. Доволно снабдување со клетката:

а) енергетска валута - аденозин трифосфат (ATP);

б) намалување на еквивалентите неопходни за појава на процеси на биосинтеза;

в) прекурсори кои се користат во синтезата на супстанции за складирање (гликоген, масти, итн.), нуклеински киселини и протеини.

3. Одржување системи кои ја регулираат брзината и насоката на метаболичките процеси во согласност со потребите на телото и нивните промени кога се менуваат условите на околината.

Истакнете три типа на механизми за биохемиска адаптација.

1. Адаптација на макромолекуларните компоненти на клетките или телесните течности:

а) количините (концентрациите) на постоечките типови на макромолекули, на пример ензими, се менуваат;

б.

2. Адаптација на микросредина во која функционираат макромолекулите. Суштината на овој механизам е дека адаптивните промени во структурните и функционалните својства на макромолекулите се постигнуваат со модифицирање на квалитативниот и квантитативниот состав на околината што ги опкружува овие макромолекули (на пример, неговата осмотска концентрација или составот на растворени супстанции).

3. Адаптација на функционално ниво. Неговата суштина е да ја регулира функционалната активност на макромолекулите претходно синтетизирани од клетката.

Според стратегијата за адаптацијаја разбираат функционално-временската структура на тековите на информации, енергија, супстанции, обезбедувајќи оптимално ниво на морфофункционална организација на биосистемите во несоодветни услови на животната средина.

Можете да изберете три опции за „стратегија“ на адаптивно однесување на човечкото тело.

1. Прв тип (стратегија за тип спринтер):телото има способност да врши моќни физиолошки реакции со висок степенсигурност како одговор на значајни, но краткорочни флуктуации во надворешното опкружување. Меѓутоа, таквите високо нивофизиолошките реакции може да се одржуваат релативно краток период. Таквите организми се слабо прилагодени на долготрајни физиолошки преоптоварувања од надворешни фактори, дури и ако се со просечна големина.

2. Втор тип (стратегија од типот на престој).Телото е помалку отпорно на краткорочни значајни флуктуации во околината, но има способност да издржи долго времефизиолошки оптоварувања со просечна јачина.

3. Најоптималниот тип на стратегија е среден тип,која зазема средна позиција меѓу овие екстремни типови.

Формирањето на стратегии за адаптација е генетски определено, но во процесот на индивидуален живот, соодветно образование и обука, нивните опции можат да бидат предмет на корекција. Треба да се забележи дека кај иста личност, различни хомеостатски системи може да имаат различни стратегии за физиолошка адаптација.

Утврдено е дека кај луѓето со доминација на стратегијата од првиот тип (тип „спринтер“), истовремената комбинација на процесите на работа и закрепнување е слабо изразена и овие процеси бараат појасен ритам (т.е. поделба во времето). .

Кај луѓето со доминација на стратегијата тип 2 (тип „престој“), напротив, резервните способности и степенот на брза мобилизација не се високи, но работните процеси полесно се комбинираат со процесите на закрепнување, што дава можност за долги -рочен обем на работа.

Така, во северните географски широчини, луѓето со варијанти на стратегијата „спринтер“ доживуваат брза исцрпеност и нарушен липидно-енергетски метаболизам, што доведува до развој на хронични патолошки процеси. Во исто време, кај луѓето кои припаѓаат на варијантата на стратегијата „престој“, адаптивните реакции на специфичните услови на високите географски широчини се најадекватни и им овозможуваат да останат во овие услови долго време без развој на патолошки процеси.

Со цел да се утврди ефективноста на процесите на адаптација, одредени критериумиИ методи за дијагностицирање на функционалните состојби на телото.

Р.М. Баевски (1981) предложи да се земе предвид пет главни критериуми:

■ 1 - ниво на функционирање на физиолошките системи;

■ 2 - степен на напнатост на регулаторните механизми;

■ 3 - функционална резерва;

■ 4 - степен на компензација;

■ 5 - рамнотежа на елементите на функционалниот систем.

Циркулаторниот систем, особено неговите три својства, може да се сметаат како показател за функционалната состојба на целиот организам, со чија помош може да се процени преминот од една функционална состојба во друга.

1. Ниво на функционирање.Ова треба да се сфати како одржување на одредени вредности на главните показатели на миокардијално-хемодинамската хомеостаза, како што се ударот и минутен волумен, пулсот и крвниот притисок.

2. Функционална резерва.За да се процени, обично се користат функционални стрес тестови, како што се ортостатско или тестирање за вежбање.

3. Степенот на напнатост на регулаторните механизми,што се одредува со индикатори за автономна хомеостаза, на пример, степенот на активирање на симпатичната поделба на автономниот нервен систем и нивото на побудување на вазомоторниот центар.

Класификација на функционални состојби за време на развојот на болестите на адаптација(Баевски Р.М., 1980).

1. Состојба на задоволително прилагодување кон условите на животната средина. Оваа состојба се карактеризира со доволно функционални способности на телото се одржува со минимален стрес на регулаторните системи на телото; Функционалната резерва не се намалува.

2. Состојба на напнатост на механизмите за адаптација. Функционалните способности на телото не се намалуваат. Хомеостазата се одржува поради одредена напнатост на регулаторните системи. Функционалната резерва не се намалува.

3. Состојба на незадоволително прилагодување на условите на животната средина. Функционалноста на телото е намалена. Хомеостазата се одржува поради значителна напнатост во регулаторните системи или поради вклучувањето на компензаторните механизми. Се намалува функционалната резерва.

4. Неуспех (дефект) на механизмите за адаптација. Нагло намалување на функционалните способности на телото. Хомеостазата е нарушена. Функционалната резерва е нагло намалена.

Неприлагодување и развој на патолошки состојби се јавува во фази.

Почетна фазаГраничната зона помеѓу здравјето и патологијата е состојба на функционална тензија на механизмите за адаптација. Состојбата на напнатост на механизмите за адаптација, која не е откриена при традиционален клинички преглед, треба да се класифицира како пред-зонолошка, т.е. пред развојот на болеста.

Подоцнежната фаза на граничната зона е состојба на незадоволителна адаптација. Се карактеризира со намалување на нивото на функционирање на биосистемот, неусогласеност на неговите поединечни елементи и развој на замор и прекумерна работа. Состојбата на незадоволителна адаптација е активен адаптивен процес. Состојбата на незадоволна адаптација може да се класифицира како преморбидна, бидејќи значителното намалување на функционалната резерва овозможува, при користење на функционални тестови, да се идентификува несоодветен одговор на телото, што укажува на скриена или почетна патологија.

Од клиничка гледна точка, само неуспехот на адаптација се однесува на патолошки состојби, бидејќи тоа е придружено со забележителни промени во традиционално мерените индикатори, како што се срцевиот ритам, мозочниот удар и минутен волумен, крвниот притисок итн.

Во нивните манифестации, адаптационите болести се полиморфни по природа, покриваат различни системи на телото. Најчестите адаптациони болести се јавуваат при долготраен престој на луѓе во неповолни услови (планинска болест и сл.). Затоа, за да се спречат болестите на адаптацијата, се користат методи за зголемување на ефективноста на адаптацијата.

Методи за зголемување на ефективноста на адаптацијатаможе да биде специфичен или неспецифичен.

ДО неспецифични методивклучуваат: активен одмор, стврднување, умерена физичка активност, адаптогени и терапевтски дози на различни фактори на одморалиште кои можат да ја зголемат неспецифичната отпорност и да ја нормализираат активноста на главните телесни системи.

Адаптогени- тоа се средства кои вршат фармаколошко регулирање на адаптивните процеси во телото. Врз основа на нивното потекло, адаптогените можат да се поделат во две групи: природни и синтетички. Извори на природни адаптогени се копнените и водните растенија, животните и микроорганизмите. Најважните адаптогени од растително потекло вклучуваат женшен, елеутерококус, Schisandra chinensis, Aralia Manchurian, zamanikha, шипки итн. Подготовките од животинско потекло вклучуваат: пантокрин, добиен од рогови на елени; рантарин - од рогови на ирваси, апилак - од матичен млеч.

Широко се користат супстанции изолирани од различни микроорганизми и квасци (продигиоган, зимосан итн.). Витамините имаат висока адаптогена активност. Многу ефективни синтетички соединенија се добиени од природни производи (нафта, јаглен, итн.).

Специфични методизголемувањето на ефективноста на адаптацијата се заснова на зголемување на отпорноста на телото на кој било специфичен фактор на животната средина - студ, хипоксија итн. Тие вклучуваат лекови, физиотерапевтски процедури, специјална обука итн. (Планината Е.П., 1999).

Дефиниција за стрес

Стресот (англиски стрес - напнатост) е неспецифична реакција на напнатост на жив организам како одговор на секое силно влијание. Ова е состојба на критично оптоварување, кое се манифестира во форма на специфичен синдром кој се состои од неспецифични промени во биолошки објект.

Концептот на стрес и синдром на адаптација беше развиен од канадскиот научник Ханс Сеље во 1936 година за луѓето Механизмот на развој на синдромот на општата адаптација и реакцијата на стрес според Г. Сели е претставен на слика 2.

Ориз. 2. Три фази на синдромот на општата адаптација (А) и главните начини на формирање на стресната реакција (Б) (според Г. Сеље)

Како одговор на кој било фактор на стрес што ја нарушува хомеостазата, се развиваат два типа на одговори:

1) специјализирани реакции на дел од телото, конкретно реагирајќи на овој стимул, во зависност од неговата природа, својствени само на овој систем;

2) во форма на комплекс на неспецифични промени, како што се стресни реакции или општи напори на телото да се прилагоди на променетите услови, со помош на адренергичниот и хипофизно-надбубрежниот систем што го реализира стресот.

Општ синдром на адаптација â

Ова е сложен процес на структурно и функционално преструктуирање, насочено кон репрограмирање на адаптивните способности на телото со цел да се решат новите проблеми што ги поставува околината;

üа процес кој придонесува за формирање на нова структурна и функционална организација на телото и посовршена состојба на хомеостаза која одговара на дадените услови;

е процес кој на крајот доведува до промени во фенотипот.

Патолошки процеси кои се развиваат за време на синдромот на општа адаптација

Катаболичен ефектсиндром на стрес е насочен кон бришење на старите структурни траги кои го изгубиле своето биолошко значење.

Десинхроноза– универзална реакција, составен дел на синдромот на општата адаптација, процес на уништување на стариот биоритмолошки стереотип, менување на претходните биолошки ритми за формирање на нов ритмолошки стереотип.

Класификација на фактори на стрес:

Речиси секој еколошки фактор може да стане екстремен.

Постојат: позитивен и негативен стрес (дитрес).

Најтешка форма на вознемиреност е шок.

Факторите на стрес се класифицирани:

II. Со влијание врз состојбата на организмот: – (на метаболизмот, мембранската пропустливост, биоритмите и сл.);

III. По временско влијание: периодично влијание (сезонско, итн.);

IV. По природата на интервенцијата: има директен ефект - прегревање, хипотермија итн.); има индиректен ефект - фотопериодизам, биоритми итн.

Нивоата на манифестации на стресни реакции се разликуваат:

Нивото на стрес I се карактеризира со оштетување што не се забележува со голо око, како и оштетување што се открива само кога се споредуваат со контролните реакции на ниво I се придружени со зголемување или намалување на ензимската активност, промени во метаболизмот и функционирањето на биомембраните, количината и состојбата на пигментите, хормоните, промените во енергетскиот биланс.

Манифестациите на ниво II се карактеризираат со промени во големината и обликот, моделот на раст, некрозата, предвременото стареење, намалувањето на времетраењето на репродуктивната возраст, промените во манифестациите на нивото II на стрес одговараат на реакциите на однесувањето: просторно или временско избегнување, употреба на конституционален. карактеристики на телото, што се манифестира со промени во конфигурацијата на телото и заштитна боја на кожата во форма на меланизам. Ова исто така вклучува различни варијанти на биоритмички реакции.

Антропогениот стрес може да се разликува:

Ø од една страна, тоа се нови еколошки параметри предизвикани од човековата активност (појава на ксенобиотици);

Од друга страна, постои антропогена модификација на постоечките природни фактори (вештачка радиоактивност).

Акутен и хроничен стрес, еластични и пластични оптоварувања

Стресот се класифицира според природата на неговите првични манифестации, брзината на развој и времетраењето.

Акутниот стрес се карактеризира со:ненадеен почеток, акутен (брз) развој,

кратко траење.

Хроничен стресво кој неповолен фактор со низок интензитет влијае долго време или често се повторува, има:

незабележлив почеток, постепен развој, долг тек.

Акутниот стрес е еластично оптоварување кое предизвикува реверзибилни промени, додека хроничниот стрес е пластично оптоварување кое доведува до неповратни промени.

Опции за отпорност на стрес

Целата разновидност на отпорност на оптоварување на стрес се изведува врз основа на 2 опции за зголемување на отпорот:

ªизбегнување на стрес: промени во однесувањето, биоритми, посебни животни циклуси;

ª толеранција на стрес.

Толеранцијата може да биде вродена или стекната. Поради поголемата вродена толеранција на поединците, се формираат механизми на отпорност на стрес, кои се фиксираат во вид на наследни особини. Стекната толеранција е резултат на адаптација на стрес.

Стресот е конвенционално поделен на непсихоген и психоген (психо-емоционален) (Исаев Л.К., Хитров Н.К., 1997).

Непсихогениот стрес се формира под влијание на различни физички, вклучувајќи механички, хемиски и биолошки факториили со недостаток на соединенија неопходни за живот (O 2, H 2 O, итн.), ако степенот на овој недостаток е опасен по живот.

Психо-емоционалниот стрес се јавува под влијание на негативни социјални фактори, чија важност во животот на модерната личност постојано се зголемува.

Продолжениот психо-емоционален стрес доведува до намалување на функционалноста на централниот нервен систем и клинички се манифестира со развојот различни форминеврози - неврастенија, опсесивно-компулсивни невроза, хистерија. Денес психо-емоционалниот стрес се смета за најважен фактор на ризик за појава на хипертензија и хипотензија, атеросклероза, коронарна срцева болест, гастрични и дуоденални улкуси, неврогени кожни заболувања, ендокрини заболувања и многу други (Topolyansky V.D., Strukovskaya M.V., 1986). ).

Развојот на стресот и неговите исходи во голема мера зависат од својствата на телото, неговиот нервен систем (вклучувајќи го и автономниот), ендокрините органи, особено хипофизата и надбубрежните жлезди, состојбата на имунолошкиот систем, циркулацијата на крвта итн. Во развојот на стресот е важен степенот на обука, т.е. долгорочна адаптација, формирана при повеќекратна изложеност на специфичен стрес фактор во оптимален режим. На пример, жителите на високите планини се многу отпорни на кислородно гладување (хипоксичен стрес), спортистите се високо отпорни на физички стрес итн. Возраста, полот и структурата на телото се важни во формирањето на отпорност на стресни фактори. Особено, новороденчињата лесно толерираат хипоксија, жените се поотпорни на загуба на крв од мажите.

Во вообичаениот развој на стресот, се забележуваат три фази:

1) алармна реакција (алармна реакција);мобилизација на одбрамбените сили на телото, активирање на хипоталамо-хипофизата-надбубрежните и симпатоадреналните системи, што резултира со зголемено ослободување на адренокортикотропен хормон (ACTH) од предната хипофиза, стимулација на стероидната функција на надбубрежните жлезди и акумулација во човечката крв , првенствено на глукокортикоидниот хормон кортизон, се инхибира секрецијата на минералокортикоиди, се забележува зголемување на ослободувањето на катехоламини од надбубрежната медула и невротрансмитер норепинефрин од симпатичките нервни завршетоци. стимулација на гликогенолиза), мобилизација на липиди и протеини (стимулација на глуконеогенезата), нивото на гликоза, амино киселини и липиди во крвта се зголемува, β-клетките на островскиот апарат се активираат со последователно зголемување на нивото на инсулин во крвта. Има намалување на активноста на тироидната жлезда и гонадите, лимфопенија, зголемување на бројот на леукоцити и еозинофили, намалување на тимично-лимфниот апарат, супресија на анаболните процеси, главно намалување на синтезата на РНК и протеини. Обично циркулаторната функција се зголемува, крвта се прераспределува во корист на мозокот, срцето и работните скелетни мускули, се активира надворешното дишење.

Многу е важно во органите и системите кои не се вклучени во адаптацијата, на пример, при продолжен хипоксичен или физички стрес, да се зголеми катаболизмот и да се развијат атрофични и улцеративни процеси; функцијата на таквите органи и системи се намалува (дигестивни, имунолошки, репродуктивни), зголемените каталитички процеси во ткивата може да доведат до намалување на телесната тежина , но може да стане еден од механизмите на патогеното дејство на стресот . За време на фазата на анксиозност, неспецифичниот отпор на телото се зголемува и станува поотпорен на различни влијанија.

2) фаза на отпор (стадиум на отпор);во случај на успешна итна адаптација, и покрај тековниот ефект на агенсот на стрес, невроендокрините абнормалности исчезнуваат, метаболизмот и активноста на физиолошките системи се нормализираат. Така, телото влегува во втората фаза на стрес, односно адаптација, која се карактеризира со зголемена отпорност на екстремни фактори.

Во ендокрините жлезди, снабдувањето со адаптивни хормони (ACTH, глукокортикоиди) е нормализирано, а во ткивата се обновува нивото на гликоген и липиди, намалени во првата фаза на стрес; Има намалување на инсулинот во крвта, што ги подобрува метаболичките ефекти на кортикостероидите. Забележано е активирање на синтетичките процеси во ткивата, проследено со обновување на нормалната тежина на телото и неговите поединечни органи. Со преминот во фазата на отпор, неспецифичниот отпор се намалува, но се зголемува отпорноста на телото на факторот што го предизвикал стресот.

3) фаза на исцрпеност (степена исцрпеност).Во случај на претерано интензивно или продолжено дејство на факторот на стрес, како и инсуфициенција на регулаторните извршни системи, се формира трета фаза на стрес - исцрпеност. Во оваа фаза доминираат главно појавите на оштетување и распаѓање.

Хипофизно-надбубрежните и симпатоадреналните системи се инхибирани, а нивото на соодветните хормони во ендокрините жлезди опаѓа, количината на катехоламини во надбубрежната медула, во ткивата и крвта се намалува. Во овој случај, катаболичките процеси почнуваат да преовладуваат во телото, масата на органи се намалува, а во нив се развиваат атрофични и дегенеративни промени. Специфичната и неспецифичната отпорност на телото се намалува.

Доста често во оваа фаза се развиваат нарушувања на централната циркулација (аритмии, артериска хипотензија) и микроциркулација (стаза, микротромбоза и хеморагии) (Исаев Л.К., Хитров Н.К., 1997).

ВО последните годиниУтврдено е дека не само стресот, туку и антистресните невроендокрини механизми учествуваат во формирањето на стресот. Покрај тоа, сериозноста на стресот и неговите последици понекогаш зависат не само од состојбата на хипофизно-надбубрежните и симпатоадреналните системи, туку и од способноста на механизмите против стрес да обезбедат соодветност на одговорот на системите за физиолошка адаптација. Ако механизмите против стрес се недоволни, стресот може да стане толку интензивен што во телото се развива оштетување на органи и системи.

Механизмите против стрес се претставени на различни нивоа на регулација. Во централното нервниот системтоа се ГАБАергични и серотонергични неврони кои ги ослабуваат симпатичните влијанија и го намалуваат ослободувањето на кортиколиберин. Во периферните органи, намалувањето на ослободувањето на норепинефрин и намалувањето на ефективноста на неговото дејство врз адренергичните рецептори е предизвикано од невротрансмитер ацетилхолин, одредени класи на простагландини, аденозини и други соединенија.

Значењето на стресот не е недвосмислено: во зависност од специфичните услови, тој може да има позитивно и негативно биолошко значење за телото. Стресот е формиран во еволуцијата како општа биолошка адаптивна реакција на живите суштества на опасните и штетни фактори. Дополнително, стресот е првата фаза во развојот на долгорочна адаптација на телото доколку стресорот дејствува долго време во режим на тренирање (Meyerson F.Z., 1988). Долгорочно, особено периодично, дејство на различни хипоксични фактори (недостаток на О2, загуба на крв, цијаниди), хипогликемија, физички стрес, хипотермија итн. предизвикува ефект на обука. Како резултат на тоа, итната состојба се заменува со долгорочна адаптација на телото. Во исто време, стресот може да стане фактор за развој на патолошки состојби во телото.

Карактеристики на непсихоген стрес.

Опасно и штетно фактори на животната срединаможе да предизвика стрес. Меѓу физичките влијанија, најчести стресни фактори се остри флуктуации на барометрискиот притисок кои ги надминуваат физиолошките можности на телото, температурни флуктуации, магнетни аномалии, механичка траума, изложеност на прашина, електрична траума, јонизирачко зрачењеитн. (Исаев Л.К., Хитров Н.К., 1997). Хемиски влијанија кои го нарушуваат ткивниот метаболизам и предизвикуваат хипоксија, на пример, недостаток на О 2, изложеност на CO (јаглерод моноксид), нитро соединенија итн. се исклучително опасни фактори на стрес.

Под влијание на непсихогени екстремни фактори, можна е појава на различни форми на патологија во сите фази на формирање на стресна состојба.

Прво, реакцијата на вознемиреност и напнатост може воопшто да не се развие ако интензитетот на штетниот фактор е толку голем што ги надминува можностите на системите за адаптација на телото. Така, под влијание на високиот дефицит на O 2, токсичните концентрации на CO 2 и дефицитот на гликоза во крвта, речиси веднаш без првите две фази на стрес, се јавува фаза на исцрпеност во форма на хипоксична и хипогликемична кома, соодветно. Слична ситуација се јавува со сериозно зрачење - зрачење кома, прегревање - топлотен удар итн. Слични состојби се јавуваат ако интензитетот на факторот на стрес е низок, но постои недостаток на регулаторни системи, на пример, инсуфициенција на кората на надбубрежните жлезди или намалена активност на симпатоадреналниот систем.

Второ, можна е ослабена или прекумерна реакција на напнатост и, соодветно, слабо или несоодветно силно активирање на хипофизно-надбубрежните и симпатоадреналните системи. Со недоволна активност на механизмите на невроендокриниот стрес, како и во првиот случај, се формира брза исцрпеност и развој на екстремни состојби - обично колапс или кома. Со прекумерна активност на горенаведените механизми, поради вишок на катехоламини, може да се развие миокардна некроза, миокардна дистрофија, хипертензивни состојби, исхемично оштетување на бубрезите, а како резултат на вишок на кортикостероиди, улцеративни лезии на гастроинтестиналниот тракт, имунолошки дефицит со склоност кон инфекции и голем број други нарушувања (Василенко В. Х. et al., 1989).

Трето, под влијание на екстремно интензивни патогени фактори на животната средина, по реакција на аларм што се манифестира со општо возбудување, фазата на отпор не се развива, но веднаш се јавува исцрпување на регулаторните системи и депресија на физиолошките функции. Оваа низа е типична за состојби на шок, во кои прекумерната аферентација, на пример, болка (трауматски, шок од изгореници), игра водечка улога во инхибицијата на функцијата на централниот нервен систем на автономниот оддел и ендокриниот систем.

Четврто, можни се ситуации кога, под влијание на фактор на стрес, надбубрежниот кортекс интензивно ослободува не глукокортикоиди (кортизол, кортизон, кортикостерон), туку минералокортикоиди (алдостерон, деоксикортикостерон). Ова веројатно се должи на повреда на биосинтезата на кортикостероидите во кората на надбубрежните жлезди. Во овој случај, со повторена изложеност на стрес, постои голема тенденција за развој на воспалителни и алергиски заболувања, хипертензија, склеротични процеси во бубрезите, до бубрежна инсуфициенција.

Видови на адаптација на биолошки системи на стрес

Промените под стрес со текот на времето се развиваат во форма на 5 последователни фази:

Фаза 1 – состојба на стабилна хомеостаза;

Фаза 2 – почетна состојба по стрес;

Фаза 3 - прекумерна реакција;

Фаза 4 – стабилизирана состојба;

Фаза 5 – состојба на нова стабилна хомеостаза.

Карактеристики на биосистемите во првата фаза на стрес

Во првата фаза, биосистемите на сите нивоа на организацијата се во состојба на динамична рамнотежа - ова е здрав, остварлив организам.

Карактеристики на биосистемите во втората фаза на стрес

Во втората фаза, наречена „почетна состојба“, веднаш по изложувањето на акутен или хроничен стрес, најчесто се забележуваат изразени промени во составот, структурата и функцијата. Понекогаш структурна и функционална организација може да остане без надворешни промени, но секогаш е нарушена хомеостазата на телото

Промени во биосистемите во третата фаза на стрес

На органско нивопрекумерната реакција се манифестира во форма на активирање на неадекватни, компензаторно-адаптивни реакции (пролиферација, хиперреакции).

Промени во биосистемите што одговараат на фазите 4 и 5

Четвртата фаза е фаза на стабилизирана состојба.

На органско нивоадекватни адаптивни адаптивни реакции се формираат од претежно специфични системи (кардиоваскуларни, респираторни, екскреторни).

Петтата фаза се карактеризира со формирање на нова состојба на динамичка рамнотежа (хомеостаза).

Во случаи кога факторот на дејствување е претерано силен или сложен, потребната адаптивна реакција се покажува како неизводлива. На пример, покачената температура во комбинација со високата релативна влажност ја нарушува терморегулацијата во поголема мера. Како резултат на тоа, првичните нарушувања на хомеостазата остануваат, а синдромот на стрес стимулиран од нив достигнува прекумерен интензитет и времетраење, претворајќи се во инструмент за оштетување и причина за бројни болести поврзани со стресот.

Биолошки ритми

Во секој феномен на природата што не опкружува, постои строга повторливост на процесите: тоа е универзално својство на живата материја. Целиот наш живот е постојана промена на мирот и активна работа, сон и будност, замор од напорна работа и одмор.

Биолошки ритми(биоритми) - редовно, периодично повторување во време на природата и интензитетот на животните процеси, поединечни состојби или настани.

Биолошките ритми се фундаментално својство на органскиот свет, осигурувајќи ја неговата способност да се прилагоди и преживее во циклично променливи услови надворешната средина. Ова се постигнува поради ритмичката алтернација на процесите на анаболизам и катаболизам (Oransky I.E., 1988).

Проучувањето на биоритмите на живите системи, нивната поврзаност со ритмите што постојат во природата, е релативно понова наука - хронобиологија(биоритмологија), чиј составен дел е хрономедицината.

Главните параметри на ритамот се период, МЕЗОР, амплитуда, акрофаза.

Ориз. 2.1.1.Шематски приказ на ритамот и неговите показатели:

Т- време. Реципроцитет на периодот, во единици на циклуси по единица време, е фреквенцијата на ритамот. М(МЕЗОР) - средно нивоиндикатор за време на еден биолошки циклус. А(амплитуда) - растојание од MEZOR до максимумот на индикаторот. Акрофазата е моментот во времето што одговара на регистрацијата на максималната вредност на сигналот и времето на најголем пад во процесот - како батифаза..Се повикува бројот на завршени циклуси по единица време фреквенција...Покрај овие показатели, се карактеризира секој биолошки ритам крива форма, кој се анализира на графички приказдинамика на ритмички променливи феномени ( хронограм, фазна картаитн.). Наједноставната крива што ги опишува биоритмите е синусен бран. Сепак, како што покажуваат резултатите математичка анализа, структурата на биоритамот е, по правило, посложена.

Според степенот на зависност од надворешните услови, биоритмите се делат на егзогени и ендогени.

Егзогени(надворешните) ритми зависат од ритамот на географските и космичките фактори (фотопериодизам, температура на околината, атмосферски притисок, ритам на космичко зрачење, гравитација итн.).

Ендогениактивните ритми се воспоставуваат под влијание на постојано оперативни надворешни услови, чиј биолошки ефект не оди подалеку од границите на адаптивно-компензаторните резерви на човечкото тело. автономни (син. спонтани, самоодржливи, самовозбудливи) осцилации предизвикани од активни процесиво самиот жив систем (им припаѓаат мнозинството биолошки системи: многу микроритми и сите еколошки ритми).

Секогаш присутен во биоритам две компоненти- егзогени и ендогени. Ендогениот ритам директно го одредува генетската програма на телото, која се спроведува преку нервните и хуморалните механизми.

Биоритмите имаат внатрешна и надворешна регулатива. Внатрешна регулација на биоритмиутврдени со функционирањето на т.н биолошки часовник.

Според современите идеи, телото работи биолошки часовник од три нивоа(Билибин Д.П., Фролов В.А., 2007).

Прво нивоповрзани со активности епифиза:ритмите се во строга хиерархиска подреденост на главниот пејсмејкер, лоциран во супрахијазматичните јадра на хипоталамусот (SCN). Хормонот кој пренесува информации за ритмите генерирани од SCN до органите и ткивата е мелатонин(од страна на хемиска структура- индол), претежно произведен од епифизата од триптофан. Мелатонин се произведува и од мрежницата, цилијарното тело на окото и гастроинтестиналниот тракт. Активирањето на регулаторната активност на епифизата во однос на биоритмите се „активира“ од промената на денот и ноќта (влезен „рецептор“ се и очите, иако не само тие).

Ритамот на производство на мелатонин од страна на епифизата има деноноќен карактер и е одреден од SCN, импулси од кои ја регулираат активноста на норадренергичните неврони на горните цервикални ганглии, чии процеси допираат до пинеалоцитите. Мелатонин е гласник не само на главниот ендоген ритам генериран од SCN и ги синхронизира сите други биолошки ритми на телото, туку и коректор на овој ендоген ритам во однос на ритмите на околината. Следствено, сите промени во неговото производство што ги надминуваат нормалните физиолошки флуктуации може да доведат до неусогласеност помеѓу биолошките ритми на телото и едни со други. (внатрешна десинхроноза),и ритмите на телото со ритмите на околината (надворешна десинхроноза).

Второ нивобиолошкиот часовник е поврзан со супраоптичкидел од хипоталамусот, кој со помош на т.н подкомесарско телоима врски со епифизата. Преку оваа врска (а можеби и преку хуморалниот пат), хипоталамусот добива „наредби“ од епифизата и дополнително ги регулира биоритмите. Експериментот покажа дека уништувањето на супраоптичкиот дел од хипоталамусот доведува до нарушување на биоритмите.

Трето нивобиолошкиот часовник лежи на ниво клеточни и субклеточни мембрани.Очигледно, некои делови од мембраните имаат хронорегулаторно дејство. За тоа индиректно сведочат фактите за влијанието на електричните и магнетните полиња врз мембраните, а преку нив и врз биоритмите.

Така, координативната улога во синхронизирањето на ритмите на сите клетки повеќеклеточен организамигра хипоталамо-хипофизниот систем (Билибин Д.П., Фролов В.А., 2007).

Надворешна регулација на биоритмиповрзани со ротацијата на Земјата околу нејзината оска, нејзиното движење по сончевата орбита, со сончевата активност, промените магнетно полеЗемјата и голем број други геофизички и космички фактори, а меѓу егзогените фактори кои ја вршат функцијата на „временски сензори“, најзначајни се светлината, температурата и периодично повторливите социјални фактори (работа, одмор, исхрана). Атмосферскиот притисок и геомагнетното поле играат помала улога како временски сензори. Така, кај луѓето постојат две групи надворешни синхронизатори - геофизички и социјални (Bilibin D.P., Frolov V.A., 2007).