Туристический центр "Магнит Байкал"
      
Воскресенье, 19.11.2017, 05:15
Приветствую Вас Гость | Регистрация | Вход




Полезные статьи о Байкале

Главная » Статьи » Курорты Восточной Сибири


Организм как самообновляющаяся система - 2
Однако, если орган непарный, то это еще не значит, что избыточность структуры отсутствует. Академик АМН СССР Д. С. Саркисов приводит такой пример. У животного в эксперименте можно удалить 4/5 ткани печени и оставшаяся 1 /5 часть справляется с многочисленными функциями, правда, не в экстремальных (чрезвычайных) условиях. Значит, и здесь есть избыточность структур.
Второй специальный фактор повышенной на­дежности — избыточность функциональная. При избыточности структур она является ее естест­венным следствием. Но дублированы далеко не все структуры. Не дублируется, к примеру, чувствительное нервное волокно, но функцио­нальная избыточность заложена здесь в самой структуре. При передаче возбуждения в чув­ствительном нервном волокне может генериро-42 ватьея до 100 импульсов в секунду, а провести, передать в ЦНС это волокно способно 1000 им­пульсов в секунду. Возможность проведения импульсов по чувствительному нервному волокну в 10 раз (!) превышает то максимальное их коли­чество, которое может возникнуть в нормальных условиях. Завидный запас прочности!
Третий специальный фактор повышенной на­дежности живых организмов — взаимозаменя­емость структур и функций.
Например, одним из важных показателей гомеостаза, о котором ранее не упоминалось, является постоянство осмотического давления, зависящего, в основном, от концентрации солей в плазме крови. Если по каким-то причинам эта концентрация уменьшится (например, при обиль­ном питье воды), то уменьшится осмотическое давление крови. Вода устремится туда, где осмо­тическое давление выше, то есть в клетки крови и тканей. Возникнет отек. В пробирке при резком уменьшении осмотического давления эритроциты разрушаются (гемолиз), потому что переходящая в них в большом количестве вода разрывает клеточную оболочку. В целостном организме обычно до этого не доходит, но и небольшое увеличение воды в клетках нарушает их жизне­деятельность, ибо скорость химических реакций зависит от концентрации реагирующих веществ.
Если же по каким-то причинам концентрация соли в плазме крови увеличится, если ее осмоти­ческое давление возрастет, то вода устремится из клеток в плазму крови. Клетки обезвоживаются, что грозит серьезными нарушениями обменных процессов. Такая ситуация может сложиться при водном голодании.
В здоровом организме осмотическое давление плазмы и внутри клеток отличается высокой стабильностью благодаря деятельности почек. Избыток воды выводится с мочой. Если же, на­против, по каким-то причинам минеральные вещества будут накапливаться, то вода из пер­вичной мочи всасывается в почечных канальцах обратно в кровь, а избыток солей выводится. В регуляции этого процесса принимают участие как нервные образования (осморецепторы), так и эндокринная система.
В чрезвычайных обстоятельствах, когда почки не в состоянии быстро компенсировать изменения, вступает в действие механизм взаимозаменяемос­ти. Это хорошо видно из следующего экспери­мента.
Лошади ввели в кровь такое количество серно­кислой магнезии, что осмотическое давление ее должно было увеличиться вдвое. Однако уже через 15 минут оно несущественно отличалось от исходного. Избыток соли был выведен не только с мочой, но и с жидкими испражнениями, потом и слюной. Следовательно, в рассматрива­емом эксперименте, когда были созданы экстре­мальные условия, функцию почек отчасти взяли на себя кишечник, потовые и слюнные железы. Аналогичная ситуация наблюдается при уремии, развившейся вследствие гибели обеих почек. Часть подлежащих удалению веществ выводится через желудок, легкие, слюнные и потовые железы.
Таким образом, живой организм обладает повышенной надежностью, позволяющей ему функционировать даже при частичной или полной утрате некоторых органов. Это имеет исключи­тельно важное значение для адаптации к новым условиям. Особо следует остановиться на избы­точности генетического (наследственного) мате­риала. Она проявляется в парности хромосом, т. е. каждый признак в геноме у человека закоди­рован дважды: в отцовской и материнской хро­мосомах. Но этим избыточность наследственного материала не исчерпывается. Подсчитано, что в геноме у человека содержится такое количество нуклеотидов, которого достаточно для кодиро­вания 5 миллионов различных белков, хотя синтезируется их не более 100 тысяч. Следова­тельно, генетического материала достаточно для 50-кратного кодирования признаков. В чем смысл подобной избыточности?
Именно этой избыточностью обеспечивается поразительная способность живых организмов адаптироваться к меняющимся условиям внешней среды. Благодаря избыточности наследственного материала в геноме закодирована не одна, а несколько альтернативных программ развития. К примеру, зимой растения используют одну часть генома (одну программу развития), летом — другую.
Еще недавно казавшееся загадочным и трудно­объяснимым явление акселерации — ускоренного развития детей и подростков — легко объяснимо с учетом нескольких альтернативных программ развития. Изменился в целом социально-биологи­ческий фон к лучшему — появилась возмож­ность реализовать иную, чем раньше, ускорен­ную генетическую программу развития. Потому и оказались бесплодными попытки обнаружить некий единственный фактор, вызвавший акселе­рацию. Бесславно провалилась так называемая гелиогенная гипотеза, объяснявшая акселерацию воздействием солнечного облучения (дети, мол, теперь больше подвергаются инсоляции, что и ведет к акселерации). Практически забыта гипотеза урбанизационной травмы, связывавшая ускоренное развитие детей и подростков со специфическими условиями городской жизни, и другие аналогичные гипотезы. Нет, именно благоприятное изменение всего социально-био­логического фона позволило использовать иную генетическую программу развития, только и всего. Изменится ситуация к худшему — развитие детей и подростков замедлится. Подобная ретардация (замедление развития) была зафиксирована в Ин­донезии во время второй мировой войны, когда страна была оккупирована японскими милита­ристами.
Именно наличие альтернативных генетических программ обеспечивает надежную адаптацию организма к меняющимся условиям внешней среды, в том числе и акклиматизацию. Ограни­чимся одним примером, где использование разных генетических программ выявляется четко.
То, что гемоглобин переносит кислород, знают все. Но лишь специалистам известно, что у плода и у взрослого гемоглобин разный. У взрослых в эритроцитах содержится так называемый гемо­глобин А. У плода же — фетальный гемоглобин, или, сокращенно, гемоглобин Ф. Последний отличается от гемоглобина А тем, что может присоединять к своей молекуле примерно на 25% кислорода больше. Развивающийся плод получает кислород из крови матери через плаценту. Ясно, что здесь насыщение эритроцитов кислородом совершается в более сложных условиях, чем у взрослого, когда кислород поступает в кровь прямо из воздуха альвеол. Вот и реализуется плодом иная, более выгодная программа синтеза гемоглобина. После рождения ребенка гемоглобин Ф постепенно заменяется гемоглобином А и лишь в ничтожном количестве продолжает синтезиро­ваться гемоглобин Ф.
Отличительной особенностью восточносибир­ского климата, как уже указано, является суровая зима. Морозы в дневное время превышают 40 гра­дусов, а ночью в отдельных районах — 50 гра­дусов. При таком холодном воздухе трудно сделать полноценный вдох. В специальном экспе­рименте профессор И.' Д. Боенко и его сотруд­ники показали, что если вдыхать «холодный» воздух, то вдох становится укороченным. Меньше воздуха попадает в дыхательные пути. Это ухудшает снабжение организма кислородом. А так-как при мышечных усилиях дыхание даже на морозе более глубокое, то это ведет к повышен­ной заболеваемости легких в местностях с очень холодной зимой. Академик АМН СССР А. П. Авцын ввел даже специальный термин «холодовые пневмопатии», подчеркивая тем самым пред­расположенность к заболеваниям легких в холод­ном климате.
Разумеется, в организме при этом возникают компенсаторные сдвиги, поддерживается гомео-стаз. Так, в зимний период увеличивается коли­чество эритроцитов и гемоглобина в перифери­ческой крови. Это показано как при исследовании в г. Чите (В. А. Козлов, А. П. Зеленина, С. К. Клю­ева), так и на другом конце Восточной Сибири, в Красноярске (С. Г. Брауде, К. А. Манохина). Зависимость между годовой амплидутой темпера­туры воздуха и изменениями числа эритроцитов в крови совершенно четкая (на графике обе кривые кажутся повторением друг друга). Сущест­вуют, надо полагать, и другие изменения функ­ций, поддерживающие постоянство снабжения тканей кислородом. Известно, что кожная темпе­ратура зимой понижена из-за уменьшившегося объема сосудистого ложа в подкожной клетчатке. А это облегчает работу сердца и ускоряет круго­оборот крови в организме. Можно привести и другие примеры. Но нас сейчас интересует лишь возможность использования альтернативных гене­тических программ.
Группа читинских физиологов и биохимиков на очередном съезде в Ташкенте в 1976 году доложила результаты своих наблюдений. В зимний период обстоятельному исследованию была подвергнута кровь большой группы студентов.
Все обследованные были разбиты на три группы. В первую группу вошли коренные жите­ли Забайкалья (буряты), предки которых веками проживали здесь, и поэтому их адаптацию к мест­ным условиям можно считать вполне совершен­ной. Во второй группе были потомки переселен­цев из европейской части страны. Они также были вполне адаптированы к климату, ибо с дет­ства проживали здесь. Третья группа — это люди, переехавшие на жительство в Забайкалье 5—6 месяцев назад, то есть находившиеся в стадии адаптации (акклиматизации). Большой объем ра­боты был выполнен коллективом кафедр био­химии и патофизиологии (В. Н. Иванов, Л. П. Ни­китина, Н. А. Николаева, В. А. Козлов). Было установлено, что у студентов, недавно переехав­ших в Забайкалье, содержание Ф-гемоглобина в крови повышено в сравнении с этим показате­лем у коренных жителей и переселенцев, насчи­тывающих здесь не одно поколение. Вывод ясен: для экстренной адаптации была использована альтернативная генетическая программа, в значи­тельно большем количестве стал синтезироваться Ф-гемоглобин, способный переносить больше кислорода.
Справедливости ради нужно указать, что в литературе имеются и несколько иные сведения. Уже упоминавшийся ранее академик А. П. Авцын с группой сотрудников провел аналогичное ис­следование на европейском Севере. Оказалось, что Ф-гемоглобина больше как раз у коренных жителей, чем у приезжих. Несовпадение резуль­татов может обусловливаться разными причина­ми, но для понимания вопроса важно другое: при адаптации к экстремальным условиям может использоваться альтернативная генетическая программа.
Итак, подведем итоги. Способность тепло­кровных животных и человека сравнительно быстро адаптироваться к новым климатическим условиям (и изменениям метеофакторов в тече­ние коротких периодов) обеспечивается механиз­мами саморегуляции. Последняя облегчается непрерывным самообновлением организма и спе­циальными механизмами, обусловливающими по­вышенную надежность живых организмов. Ис­ключительно важное значение имеет тот факт, что при адаптации возможна взаимозаменяемость функций и использование альтернативных гене­тических программ. Поэтому физиологические изменения при акклиматизации у разных инди­видуумов широко варьируют, и может показать­ся, что между ними мало общего. Последнее нередко ставит исследователей в тупик, ибо не удается выявить одинаковых изменений у аккли­матизирующихся. Да при этом необходимо еще учитывать саморегуляцию, в результате которой физиологические сдвиги вообще ничтожны. Осо­бенно отчетливо проявляется это при анализе сезонных физиологических изменений.



Категория: Курорты Восточной Сибири | Добавил: anisim (19.12.2010)
Просмотров: 2572 | Рейтинг: 0.0/0 |
Всего комментариев: 0

Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]
<Сайт управляется системой uCoz/>