instituție autonomă de stat

Regiunea Kaliningrad

Organizație educațională profesională

„Colegiul de Servicii și Turism”

LUCRARE DE CURS

Conform MDK 0n.0n.____________________ __

Pe această temă ________________________

Este realizat de un student _________________

(Numele complet)

Grup ______________________

(număr de grup)

Program de formare pentru specialiștii de nivel mediu în specialitatea _

(codul și denumirea specialității)

Conducator de curs:

(funcția, numele complet)

Marcă ___________________________

Kaliningrad 2015

INTRODUCERE………………………………………………………………………………………2

1. Interacțiunea corpului uman cu mediul înconjurător…………..3

1.1. Principalele sisteme funcționale ale omului. Relația dintre viața corpului uman și mediul înconjurător. Influența mediului asupra performanței umane……………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………

1.2. Principalii parametri care determină mediul de lucru (condițiile de lucru) în spații închise și impactul acestora asupra corpului uman……….5

1.3. Influența mediului de muncă asupra intensității muncii și a utilizării timpului de lucru……………………………………………………………..7

1.4. Sugestii pentru îmbunătățirea mediului la locul de muncă ....... 9

2. Combustie și pericol de incendiu al substanțelor și industriilor…………....11

2.1. Noțiuni de bază. Bazele fizico-chimice ale arderii…………...........11

2.2. Proprietățile substanțelor care caracterizează pericolul lor de incendiu………….13

2.3. Cerințe generale de securitate la incendiu pentru unitățile de producție………………………………………………………………………………………..16

2.4. Procedura de analiză a pericolului de incendiu al unei unități de producție și de calcul al riscului de incendiu…………………………………………………………………..17

2.5. Clasificarea principalelor măsuri de prevenire a incendiilor. Mijloace de stingere a incendiilor ……………………………………………………………………………………….23

INTRODUCERE

O persoană se află într-o relație constantă cu mediul înconjurător, ceea ce îi determină comportamentul într-o situație dată. Mai mult, nu numai mediul afectează o persoană, ci individul însuși o influențează, schimbându-l și, prin urmare, ajustându-l pentru sine.

Siguranța vieții are ca scop asigurarea condițiilor favorabile vieții oamenilor, activităților acestora, protejând o persoană și mediul său de influența factorilor externi, interni și periculoși.

Utilizarea intensivă a resurselor naturale, introducerea progresului științific și tehnologic este însoțită de răspândirea diferitelor pericole naturale, biologice, provocate de om, de mediu și de altă natură. Pericolul potențial este o proprietate universală în procesul de interacțiune a omului cu mediul.

Pentru ca o persoană să se simtă confortabil, astfel de condiții sunt necesare pentru activitatea sa de viață în care s-ar simți în siguranță. Acest lucru se poate realiza prin stabilirea unei relații inextricabile între om și mediul său.

Scopul lucrării este de a lua în considerare întrebări:

Interacțiunea corpului uman cu mediul;

Siguranța la ardere și la incendiu a substanțelor și industriilor;

Ventilația, scopul ei. Rata schimbului de aer. Metoda de calcul.

Interacțiunea corpului uman cu mediul

1.1. Principalele sisteme funcționale ale omului. Relația dintre viața corpului uman și mediul înconjurător. Influența mediului asupra performanței umane. Mediul uman este un ansamblu de obiecte, fenomene și factori ai mediului (natural și artificial) care determină condițiile vieții sale. Unul dintre obiectivele cu care se confruntă acest sistem este securitatea, adică. nici un rău pentru sănătatea umană. Realizarea securității sistemului „om-mediu” este posibilă numai dacă sunt luate în considerare sistematic caracteristicile fiecărui element inclus în acest sistem.

Sisteme caracteristice „om-mediu”: casnic, industrial, urban, mediu natural.

Mediul natural este factorii de origine sistemică pur naturală sau natural-antropică. Mediul natural este o combinație complexă și diversă și o interacțiune a litosferei, atmosferei, hidrosferei și a biosferei în ansamblu.

Odată cu apariția industriei și a transporturilor, a apărut problema menținerii purității atmosferei, a cărei poluare este de origine naturală și artificială. Principalele și cele mai periculoase surse de poluare a aerului sunt emisiile industriale, de transport și casnice. În aerul atmosferic și în primul rând în aerul centrelor industriale și orașelor, ca urmare a reacțiilor chimice complexe ale unui amestec de gaze care apar în straturile sale inferioare, se formează diferite substanțe care se acumulează într-o ceață otrăvitoare - „smog”. Acest fenomen este asociat cu deteriorarea bunăstării oamenilor, apariția epidemilor de gripă, o creștere bruscă a numărului de boli pulmonare și cardiovasculare.

În plus, stratul de ozon, care este un ecran de protecție împotriva radiațiilor ultraviolete, este distrus în atmosferă. Acest lucru se datorează pătrunderii în straturile atmosferei a așa-numiților freoni folosiți sub formă de aerosoli, solvenți etc. atât acasă, cât și la serviciu. În plus, se produce o creștere globală a temperaturii pe planetă, din cauza „efectului de seră”, deoarece. conținutul de dioxid de carbon și metan din atmosferă crește rapid.

Toate acestea și alte schimbări se produc din vina omului, în cursul activităților sale industriale și de altă natură. În prezent, o serie de țări încearcă să facă față acestei probleme.

O altă componentă importantă a mediului natural este hidrosfera. Omenirea nu este amenințată de lipsa apei. Este amenințat de lipsa apei curate. Principalele surse de poluare sunt canalizarea industrială și municipală, spălarea de pe câmpuri a unei părți a solului care conține diverse agrochimice etc.

Toate obiectele lumii vii pot fi împărțite în plante și animale. Rolul vegetației în viața oamenilor este mare (pădurea eliberează oxigen și absoarbe dioxid de carbon, o persoană mănâncă plante etc.). Dar există multe amenințări la adresa acestei componente (incendii, poluare cu deșeuri industriale etc.). Lumea animală este o parte importantă a biosferei planetei noastre, dar numărul lumii animale este în prezent în scădere, ceea ce nu poate decât să afecteze existența omenirii.

Cea mai mare parte a vieții active a unei persoane este ocupată de muncă profesională intenționată desfășurată într-un mediu de lucru, care, dacă nu sunt respectate cerințele de reglementare acceptate, îi poate afecta negativ performanța și sănătatea.

Eficienta este valoarea capacitatilor functionale ale corpului uman, caracterizata prin cantitatea si calitatea muncii efectuate intr-un anumit timp. În timpul activității de muncă, performanța organismului se modifică în timp.

Mediul de producție este o parte a mediului uman, incluzând factori naturali și climatici asociați activităților profesionale (zgomot, vibrații, praf etc.), numiți nocivi și periculoși. Impactul factorilor negativi ai mediului de lucru duce la accidentări și boli profesionale ale lucrătorilor. Cele mai traumatizante profesii din economia națională includ (%): șofer (18,9), tractorist (9,8), mecanic (6,4), electrician (6,3), montator gaz (6,3), sudor electric pe gaz (3,9), meșter. (3,5).

Activitatea muncii umane și mediul de producție sunt în continuă schimbare în procesul de utilizare intensivă a produselor progresului științific și tehnologic și implementarea unor transformări socio-economice ample.

Creșterea intensivă a orașelor în secolul XX, concentrarea majorității populației în teritorii saturate cu întreprinderi industriale, autostrăzi, clădiri rezidențiale, au dat naștere la o serie de probleme, inclusiv problema generală a securității umane. În orașe, în special în cele mari, se concentrează o serie de producții industriale periculoase pentru mediu, instalațiile energetice, dintre care o parte integrantă sunt: ​​emisii puternice de deșeuri în mediu; poluare termică, electromagnetică, fonică; pericol potenţial de accidente industriale pe scară largă etc.

În prezent, transportul rutier a devenit cel mai periculos pentru oameni. Victimele sale nu sunt doar șoferii și pasagerii, ci și pietonii. Alte moduri de transport sunt de asemenea periculoase. În lista situațiilor de urgență, incendiile ocupă o poziție de frunte în ceea ce privește frecvența de apariție și cantitatea pagubelor materiale cauzate. În același timp, metodele de combatere și protecție împotriva lor sunt dezvoltate cu atenție și sistematic. În Rusia, metodele moderne de asigurare a siguranței vieții sunt reflectate în actele legislative din toate sferele activității umane.

Pe baza celor de mai sus, putem concluziona că, practic, o persoană creează pentru sine o amenințare la adresa vieții și a activității.

1.2. Principalii parametri care determină mediul de lucru (condițiile de lucru) în spații închise și impactul acestora asupra corpului uman

Orice tip de activitate de muncă este un set complex de procese fiziologice care implică toate organele și sistemele corpului uman. Pentru ca o persoană să se simtă confortabil în timpul procesului de producție, ceea ce înseamnă că capacitatea sa de muncă este crescută, este necesar ca condițiile sale de muncă să îndeplinească standardele și cerințele de bază. Cerințele generale de siguranță pentru echipamentele de producție și procesele de producție sunt stabilite prin GOST 12.2.003-91 și GOST 12.3.002-75. Siguranța proceselor de producție este determinată în principal de siguranța echipamentelor de producție.

Cel mai adesea, o persoană lucrează în interior, în timp ce condițiile sale de muncă trebuie să îndeplinească anumiți parametri. inclusiv factori nocivi. Este foarte important să se mențină echilibrul termic al organismului. Microclimatul industrial depinde de zona climatică și de sezonul anului, de natura procesului tehnologic, de tipul de echipament utilizat, de dimensiunea spațiilor și de numărul de muncitori, de condițiile de încălzire și ventilație.

Indicatorii normativi ai microclimatului industrial sunt stabiliți de GOST 12.1.005-88 și SanPiN 2.2.4.584-96.

În zona de lucru a spațiilor industriale trebuie create condiții microclimatice optime și acceptabile. Acest lucru se realizează prin intermediul ventilației industriale (naturale și artificiale).

Iluminatul este un factor care afectează corpul uman și, în consecință, calitatea sarcinii de producție. Cu iluminarea adecvată a zonei de lucru și a instalațiilor de producție, numărul de accidente este redus, iar productivitatea muncii crește. Abaterile de la iluminare dăunează sănătății lucrătorilor, pot provoca boli (de exemplu, miopie), sunt pline de o scădere a performanței mentale și fizice și o creștere a numărului de erori în procesele de producție. Iluminatul poate fi natural sau artificial. La organizarea iluminatului industrial este necesar să se asigure o distribuție uniformă a luminozității pe suprafața de lucru și pe obiectele din jur. Mediul organismului de producție.

Produsele chimice, materialele sintetice care sunt utilizate irațional în condiții de producție sunt de mare pericol. Vaporii, gazele, lichidele, aerosolii, compușii în contact cu corpul uman pot provoca boli sau abateri ale sănătății. Expunerea la substanțe nocive asupra unei persoane poate fi însoțită de otrăvire și rănire. În producție, substanțele toxice pătrund în corpul uman prin tractul respirator, tractul gastrointestinal și piele. Concentrațiile maxime admise de substanțe nocive în aerul zonei de lucru sunt reglementate de GOST 12.1.005-88 și GN 2.2.5.686.

Un alt factor de pericol important îl reprezintă vibrațiile mecanice: vibrații, zgomot, infrasunete, ultrasunete. Toate aceste procese fizice sunt asociate cu transferul de energie, care, cu o anumită cantitate și frecvență, poate avea un efect negativ asupra unei persoane: provoacă diverse boli, creează pericole suplimentare. Există mai multe tipuri de vibrații, în funcție de fiecare dintre ele și consecințele acestui factor sunt diferite. Sub acțiunea vibrațiilor generale asupra corpului, sistemul musculo-scheletic, sistemul nervos și analizoare precum vestibulare, vizuale și tactile suferă. Vibrația locală provoacă spasme ale vaselor mâinii, antebrațelor, asociate cu afectarea alimentării cu sânge a extremităților. În același timp, vibrațiile acționează asupra terminațiilor nervoase, mușchilor și țesuturilor osoase. Zgomotul, infrasunetele și ultrasunetele sunt clasificate ca vibrații acustice, care pot fi atât audibile, cât și inaudibile.Zgomotul intens la locul de muncă duce la scăderea atenției și la creșterea numărului de erori în efectuarea muncii. Zgomotul reduce productivitatea și calitatea muncii. Întregul corp uman este expus la zgomot: deprimă sistemul nervos central, provoacă o modificare a ritmului respirației și a ritmului cardiac, contribuie la tulburări metabolice, la apariția bolilor cardiovasculare, a ulcerelor gastrice etc. Infrasunetele sunt denumite vibrații. inaudibil pentru oameni. În condiții de producție, infrasunetele, de regulă, sunt combinate cu zgomotul de joasă frecvență, în unele cazuri, cu vibrații de joasă frecvență. Când corpul este expus la infrasunete cu un nivel de 110 până la 150 dB, pot apărea senzații subiective neplăcute și modificări funcționale: tulburări ale sistemului cardiovascular și respirator, ale sistemului nervos central și ale analizorului vestibular.

1.3.Influenţa mediului de muncă asupra intensităţii muncii şi a utilizării timpului de muncă

Activitatea muncii umane și mediul înconjurător sunt în continuă schimbare în procesul de accelerare a progresului științific și tehnologic și de implementare a unor transformări socio-economice ample. În același timp, munca rămâne prima condiție, de bază și indispensabilă existenței umane. Diverse forme de activitate de muncă sunt împărțite în muncă fizică și mentală.

Munca fizică se caracterizează în primul rând printr-o încărcare crescută asupra sistemului musculo-scheletic și a sistemelor sale funcționale (cardiovasculare, neuromusculare, respiratorii etc.), care asigură activitatea acestuia.

Munca mentală combină munca legată de recepția și prelucrarea informațiilor care necesită tensiunea primară a aparatului senzorial, atenția, memoria, precum și activarea proceselor de gândire, a mediului emoțional.

În prezent, există mai multe forme de bază de muncă care necesită o anumită intensitate a muncii și utilizarea timpului de lucru.

1. Forme de muncă care necesită o energie musculară semnificativă.

Travaliul fizic intens, care stimulează dezvoltarea sistemului muscular și a proceselor metabolice, are în același timp o serie de dezavantaje. Principala este ineficiența asociată cu productivitatea scăzută a muncii și nevoia de pauze pentru restabilirea forței fizice, care reprezintă până la 50% din timpul de lucru.

2. Forme mecanizate de muncă.

Mecanizarea muncii face posibilă reducerea naturii sarcinilor musculare și complicarea programelor de acțiune. Totuși, monotonia acțiunilor simple și cantitatea mică de informații percepute în același timp duc la monotonia muncii.

3.Formulare legate de producția automatizată.

Cu formele automate de muncă, angajatului i se cere să fie constant pregătit pentru acțiune și viteza de reacție necesară pentru eliminarea în timp util a problemelor apărute.

4. Forme de grup de muncă - transportor, o trăsătură distinctivă a căruia este împărțirea procesului general în operațiuni specifice, o secvență strictă a implementării lor, furnizarea automată de piese la fiecare loc de muncă folosind o bandă transportoare.

Una dintre consecințele negative ale muncii la linia de asamblare este monotonia, care se exprimă prin oboseală prematură și epuizare nervoasă.

5. Forme de muncă asociate managementului proceselor și mecanismelor de producție (muncă mentală).

Munca intelectuală constă în prelucrarea și analiza unei cantități mari de informații diverse și, prin urmare, necesită mobilizarea memoriei, atenția, tensiunea aparatului senzorial și activarea proceselor de gândire. Încărcările musculare sunt nesemnificative.

Travaliul intelectual este caracterizat de hipokinezie, adică. o scădere semnificativă a activității motorii umane, ducând la o slăbire a reactivității organismului și o creștere a stresului emoțional.

1.4.Sugestii pentru îmbunătățirea mediului la locul de muncă

Pentru a crește capacitatea de muncă a unei persoane, este necesar să se creeze condiții confortabile pentru el la locul de muncă, indiferent de munca pe care o face. De exemplu, pentru a proteja o persoană de a suferi leziuni mecanice, este necesar fie pentru a o împiedica să intre în zone periculoase, fie pentru a construi dispozitive speciale care să protejeze o persoană de un factor periculos.

Este foarte important să instalați dispozitive de informare, avertizare, urgență pentru control și semnalizare automată pentru a asigura funcționarea sigură și fiabilă a echipamentului.

Este foarte important să organizați corect locul de muncă pentru cei care lucrează pe computere personale. Pentru a face acest lucru, este necesar ca camera să fie suficient de spațioasă, bine ventilată, iluminată corespunzător. Nu puteți lucra pe un computer într-o cameră întunecată și semiîntunecată.

În plus, o persoană, care lucrează la un computer, se mișcă foarte puțin, ceea ce îi afectează negativ sănătatea. În astfel de organizații, este posibil să se organizeze, de exemplu, o „zi de sport” de două ori pe lună (mers la sală, piscină etc.). După părerea mea, acest lucru îl va descărca emoțional pe angajat și va menține starea fizică, ceea ce nu va afecta decât pozitiv performanța și eficiența acestuia în îndeplinirea sarcinilor.

În producție, pentru a proteja lucrătorii de emisiile și emisiile nocive, este necesară instalarea diferitelor filtre pentru a reduce concentrațiile acestora în aerul ambiant. Pentru a proteja împotriva deversărilor dăunătoare ale hidrosferei, astfel de metode sunt utilizate ca amplasarea rațională a surselor de evacuare și organizarea captării și drenajului apei; diluarea substanțelor nocive în corpurile de apă la concentrații acceptabile și, de asemenea, utilizarea produselor de tratare a apelor uzate (metode mecanice, fizico-chimice, biologice).

Este foarte important să învățați cum să protejați mediul înconjurător de deșeurile primite din industrii industriale și din alte industrii. Pentru a face acest lucru, este necesar să se introducă tehnologii pentru colectarea și eliminarea deșeurilor. Inclusiv reciclarea deșeurilor, care va asigura o poluare minimă a mediului. Cea mai eficientă soluție la problemele de protecție împotriva deșeurilor industriale este posibilă prin introducerea pe scară largă a tehnologiilor cu deșeuri reduse.

Organismul este un sistem biologic al biosferei

Fiecare ființă vie este organism, care se deosebește de natura neînsuflețită printr-un set de anumite proprietăți inerente numai materiei vii - organizarea și metabolismul celular.

Din punct de vedere modern, organismul este un sistem de informare energetică auto-organizată care depășește entropia (vezi Secțiunea 9.2) prin menținerea unei stări de echilibru instabil.

Studiul relației și interacțiunii în sistemul „organism-mediu” a condus la înțelegerea faptului că organismele vii care locuiesc pe planeta noastră nu există de la sine. Sunt complet dependenți de mediu și experimentează în mod constant efectele acestuia. Fiecare organism supraviețuiește și se reproduce cu succes într-un habitat specific caracterizat printr-o gamă relativ îngustă de temperaturi, precipitații, condiții de sol și așa mai departe.

În consecință, partea naturii care înconjoară organismele vii și care are un efect direct sau indirect asupra lor este habitat. Din el, organismele primesc tot ceea ce este necesar pentru viață și excretă produse metabolice în el. Habitatul fiecărui organism este compus din multe elemente de natură anorganică și organică și elemente introduse de om și activitățile sale de producție. În același timp, unele elemente pot fi parțial sau complet indiferente organismului, altele sunt necesare, iar altele au un efect negativ.

conditii de viata, sau condiții de existență, este un ansamblu de elemente ale mediului necesare organismului, cu care acesta se află într-o unitate inseparabilă și fără de care nu poate exista.

Homeostazia - auto-reînnoirea și menținerea constantă a mediului intern al organismului.

Organismele vii se caracterizează prin mișcare, reactivitate, creștere, dezvoltare, reproducere și ereditate, precum și adaptare. în metabolism, sau metabolism, în organism au loc o serie de reacții chimice (de exemplu, în timpul respirației sau fotosintezei).

Organisme precum bacteriile sunt capabile să creeze compuși organici în detrimentul componentelor anorganice - compuși de azot sau sulf. Un astfel de proces se numește chimiosinteză.

Metabolismul în organism are loc numai cu participarea unor substanțe proteice macromoleculare speciale - enzime acţionând ca catalizatori. În reglarea procesului de metabolism din organism, enzimele ajută vitamine si hormoni.Împreună realizează coordonarea chimică generală a procesului metabolic. Procesele metabolice se desfășoară pe întreaga cale a dezvoltării individuale a organismului - ontogeneză.

Ontogenie - un ansamblu de transformări morfologice, fiziologice și biochimice succesive suferite de organism de-a lungul întregii perioade de viață.

Habitatul unui organism- un set de condiții în continuă schimbare ale vieții sale. Biota terestră a stăpânit trei habitate principale: și solul, împreună cu rocile din partea apropiată de suprafață a litosferei.

Materia organică vie de pe Pământ, fiind un focar extrem de activ al energiei specifice, se remarcă în același timp printr-o varietate excepțională de forme de manifestare a acesteia.

Diversitatea acestor forme este rezultatul dezvoltării îndelungate a lumii organice și al adaptării acesteia la un mediu geografic variabil în timp și spațiu.

Organismul este indisolubil legat de mediul înconjurător și este de neconceput în afara acestui mediu, fie doar pentru că una dintre principalele manifestări ale vieții (totuși, neexhaustivă a specificului calitativ al proceselor vieții) este metabolismul. Alte semne ale viețuitoarelor: sensibilitate, mobilitate, creștere, dezvoltare, reproducere, ereditate, variabilitate. Existența oricărui organism este compusă din acceptarea și acumularea materiei (asimilare) și excreția și cheltuirea materiei (disimilare). Mediul înconjurător este singura sursă de substanțe din care organismul își construiește corpul. În afara metabolismului, în organism nu se poate forma nicio substanță. Interacțiunea corpurilor vii cu mediul este o condiție indispensabilă pentru conservarea și existența lor, spre deosebire de corpurile neînsuflețite, pentru care interacțiunea cu mediul este o condiție pentru distrugerea lor.

Asimilarea este capacitatea celor vii de a se percepe, modifica și asemăna cu substanțele mediului exterior. Animalele asimilează în principal substanțe de natură organică, plante - anorganice. Dar în ambele cazuri, în procesul de asimilare, neînsuflețitul se transformă în viu, exteriorul în interior. Corpul se construiește în mod constant din substanțele mediului extern în felul său.

Disimilarea (degradarea) reprezintă cealaltă parte a unui singur proces contradictoriu al metabolismului. Servește ca sursă de energie, datorită căreia au loc reacții biochimice de sinteză (asimilare) și toate celelalte manifestări ale activității vitale (mișcare etc.) și predomină două tipuri de surse de energie: reacțiile biologice de oxidare care stau la baza respirației și descompunerea neoxidantă a carbohidraților în principal, adică reacții de tip fermentație. O caracteristică importantă a materiei vii este că toate reacțiile biochimice din metabolism nu se desfășoară în mod aleatoriu, ci într-o secvență strict definită, adică sunt ordonate în timp, legate într-un sistem integral. Acest lucru asigură, în prezența unei decăderi încetate, constanța compoziției și structurii organismului.

Metabolismul este baza tuturor proceselor de viață. Legătura organismului cu mediul înconjurător presupune corespondența organismului cu condițiile de existență a acestuia, adaptarea (adaptarea) organismului la mediu. Acest lucru se observă peste tot în natură, iar adaptarea acoperă toate proprietățile și caracteristicile organismelor - forma, culoarea, funcțiile fiziologice, comportamentul lor etc. - și ajută organismul să folosească cât mai bine mediul, să scape de pericol, să faciliteze un atac asupra victimei, asigura doar viata, dar si reproducerea.

Ca urmare a ce și cum s-au dezvoltat adaptările organismelor la mediu? Care este cauza motrice a formării și ameliorării formelor de animale și plante, adică cauza dezvoltării lumii organice, a trecerii formelor simple în altele mai complexe?

Observația și experiența de zi cu zi arată că, în timpul reproducerii, organismele se reproduc din generație în generație numai de felul lor. Această inerție biologică, proprietatea descendenților de a păstra caracteristicile părinților lor, se numește ereditate. O altă proprietate a unui organism - plasticitatea sa biologică, capacitatea de a se schimba în comparație cu părinții săi - se numește variabilitate.

Variabilitatea este rezultatul influenței mediului extern, precum și rezultatul corelației dintre organele și funcțiile organismului, din cauza căreia o modificare a unora atrage după sine o modificare a altora. Ereditatea este definită ca proprietatea unui corp viu de a necesita anumite condiții pentru viața sa, dezvoltarea sa și de a răspunde cu siguranță la anumite condiții. Dacă un organism găsește în mediul său și asimilează ceva care îndeplinește pe deplin cerințele sale, își păstrează asemănarea cu părinții săi. Modificările nesemnificative ale mediului, cuprinse în niște limite relativ înguste, nu modifică ereditatea organismului, deoarece nu perturbă natura generală a metabolismului. Cu toate acestea, orice schimbare serioasă a condițiilor de viață, cauzată de activitatea vitală a organismului în sine sau de o schimbare a mediului, atrage inevitabil o schimbare a tipului de metabolism. În același timp, deoarece nu există viață în afara metabolismului, organismul trebuie fie să moară, fie să se adapteze la noile condiții, adică să se schimbe în conformitate cu aceste condiții, să-și schimbe ereditatea.

Recurgând la alterarea organismelor, omul a folosit de multă vreme atât variabilitatea, cât și ereditatea. Acumularea și crearea de către o persoană a anumitor trăsături alese de el la un animal sau plantă prin utilizarea variabilității și eredității se numește selecție artificială, selecție sau selecție. În selecție, un rol foarte important îl joacă schimbarea unei persoane în condițiile de viață ale organismului, o schimbare a tipului de metabolism.

Într-un mediu natural, desigur, operează aceleași legi ale variabilității și eredității, dar aici selecția nu mai este controlată de om, ci de lupta pentru existență, înțeleasă în sens larg ca supraviețuirea celui mai apt. Spre deosebire de selecția artificială în natură, numită selecție naturală, funcționează în beneficiul organismului însuși (și nu al persoanei).

Inevitabilitatea selecției naturale rezultă din faptul că în natură se nasc mai mulți indivizi dintr-o anumită specie decât permit condițiile disponibile pentru viața lor. Adevărat, un număr mare de embrioni și indivizi mor, indiferent de gradul de adaptare a acestora la mediu (mancatul de caviar de către peștii răpitori, moartea semințelor de plante terestre care au căzut în apă, inundații, incendii și alte dezastre naturale) . În același timp, un număr mare de indivizi care au supraviețuit morții spontane rămân supuși multor condiții adverse de natură neînsuflețită, epidemii, atacuri ale dușmanilor, sunt forțați să lupte pentru hrană, lumină, spațiu, apă (în special, cu reprezentanții lor. specii proprii, care fac solicitări similare asupra mediului). ), etc. În aceste condiţii sunt destinate supravieţuirii numai acelea: organisme care au semne care oferă organismului în situaţia creată un oarecare avantaj pentru existenţa şi reproducerea ulterioară. Ca rezultat al variabilității, eredității și selecției naturale, soiurile apar în cadrul unei specii. În decursul timpului, caracterele soiurilor extreme diferă atât de mult încât din aceste soiuri se formează noi specii, iar soiurile intermediare, fiind mai puțin adaptate, se sting ca urmare a selecției naturale.

Astfel, dezvoltarea lumii organice are un caracter adaptativ. Varietatea formelor de ființe vii este o varietate de forme de adaptare, dar adaptarea este relativă, temporară, având semnificație doar într-o anumită situație de viață. Situația se schimbă - adaptabilitatea anterioară își pierde sensul.

Organismul în sine nu are o dorință specială de schimbare oportună. Actualitatea în structura, funcțiile și comportamentul organismului este rezultatul istoric al selecției naturale pe termen lung și deloc proprietatea originală a materiei vii.

Adaptarea organismului la mediu se exprimă cel mai clar în zona în care trăiește de obicei. Transferat într-un alt mediu, organismul se poate adapta la acesta, dar gradul și natura acestei adaptări depind în mare măsură de plasticitatea biologică a organismului. Unele organisme mor într-un mediu nou, altele trăiesc și se reproduc, altele trăiesc dar nu se reproduc, ceea ce înseamnă practic că specia căreia îi aparține acest individ este condamnată la moarte într-un mediu nou, deoarece individul nu lasă urmași. Unele organisme trăiesc păstrând vechile obiceiuri, altele schimbă aceste obiceiuri. De exemplu, lebada neagră australiană cuibărește în patria sa în noiembrie-decembrie și în grădinile zoologice din sudul Ucrainei în martie-aprilie, adică în ambele cazuri primăvara, dar în luni diferite ale anului, în conformitate cu cursul proceselor climatice în emisfera nordică și sudică.

Doctrina selecției naturale nu poate fi aplicată decât în ​​biologie. Nu este o metodologie universală a științei, nu poate fi transferată în societatea umană și în legile de dezvoltare ale acestei societăți.

INTERACȚIA UNUI ORGANISM VIU ȘI MEDIUL

Pe Pământ, organismele sunt foarte diverse. Printre plante mai poti gasi alge microscopice, a caror viata este foarte scurta, plante cu flori anuale mici, plante cu flori perene mai mari, sequoia antice gigantice. Cele mai mici crustacee care locuiesc în coloana de apă, meduze, stele de mare, moluște, gândaci, șopârle, broaște, vrăbii, șoimi, lupi, căprioare, bivoli, balene - aceasta nu este o listă completă a diverșilor reprezentanți ai lumii animale. Plantele și animalele sunt foarte strâns legate între ele și determină existența optimă una a celeilalte. Cu toate acestea, organismele vii care locuiesc pe planeta noastră sunt strâns legate de mediul lor. Studiul sistemului acestor interrelații și dependențe este, de asemenea, apanajul bioecologiei.

Habitat Un organism este un set de condiții abiotice și biotice ale vieții sale. Proprietățile mediului sunt foarte diverse și în continuă schimbare. Prin urmare, organismele vii sunt nevoite să se adapteze acestor condiții schimbătoare pentru a-și asigura existența optimă. Procesul de adaptare a organismelor vii la condițiile de mediu se numește adaptare.

Există patru habitate principale pentru organismele vii:

• - apa;
• - mediu sol-aer;
• - pamantul;
• - mediul format de organismele vii însele.

apa -- primul habitat locuit de organisme vii. În ea trăiesc multe organisme vii, primind toate substanțele necesare vieții: hrană, apă, oxigen. Toate organismele vii care locuiesc în mediul acvatic sunt numite „hidrobionți”. Oricât de organizate sunt aceste organisme vii, toate sunt forțate să se adapteze la caracteristicile vieții din mediul acvatic. Aceste caracteristici sunt determinate de proprietățile fizice și chimice ale apei.

ESTE INTERESANT! În coloana de apă există în mod constant un număr mare dintre cei mai mici reprezentanți ai plantelor și animalelor care conduc viața în suspensie. Capacitatea lor de a se înălța este asigurată nu numai de proprietățile fizice ale apei, care are o forță de plutire, ci și de adaptările speciale ale organismelor înseși. De exemplu, numeroase excrescențe și anexe care măresc semnificativ suprafața corpului în raport cu masa sa și, în consecință, cresc frecarea față de fluidul din jur. Un alt exemplu este meduza. Capacitatea lor de a rămâne în coloana de apă este determinată nu numai de forma caracteristică a corpului, care amintește de o parașută. Corpul unei meduze este 98% apă, deci densitatea corpului unei meduze este foarte închide la densitatea apei.

Animalele s-au adaptat la mișcarea în apă în moduri diferite. Înotătorii activi (pești, delfini etc.) au o formă caracteristică a corpului aerodinamică și membre asemănătoare înotătoarelor. Înotul lor rapid este facilitat și de caracteristicile învelișului exterior al corpului lor și de prezența unui lubrifiant special - mucus, care reduce frecarea corpului împotriva apei.

La unii gândaci de apă, aerul evacuat eliberat de spiraculi este reținut între corp și elitre datorită prezenței firelor de păr care nu sunt umezite de apă. Cu ajutorul unui astfel de dispozitiv, o insectă acvatică se ridică rapid la suprafața apei, unde eliberează aer în atmosferă.

Apa are proprietatea de a acumula și reține căldura (capacitatea termică). Din acest motiv, nu există fluctuații bruște de temperatură în apă, care sunt tipice pentru pământ.

Una dintre cele mai importante proprietăți ale apei este capacitatea de a dizolva alte substanțe care pot fi folosite de organismele acvatice pentru respirație și nutriție. În primul rând, organismele acvatice au nevoie de oxigen.

ESTE INTERESANT! Respirația organismelor acvatice poate fi efectuată atât de întreaga suprafață a corpului, cât și de organe speciale - branhii. Pentru o respirație adecvată, este necesar ca lângă corpul animalului să existe o reînnoire constantă a apei, care se realizează prin diferite mișcări ale animalului însuși. Starea în suspensie a particulelor mici și transportul lor prin mișcarea apei determină obiceiurile de hrănire ale multor animale, ale căror organe de mâncare sunt aranjate după principiul sitei. Pentru a filtra o cantitate suficientă de particule alimentare, o cantitate foarte mare de apă trebuie să fie trecută prin această sită. Pentru multe organisme acvatice este necesară o aprovizionare constantă cu o nouă porție de apă, de la care vor primi următoarea porție de hrană. Acest lucru poate fi asigurat de mișcarea animalului în sine sau de dispozitive speciale, cum ar fi cilii sau tentaculele oscilatoare, care produc un vârtej lângă gura animalului, împingând particulele de hrană în el.

Compoziția de sare a apei este foarte importantă pentru viață. De o importanță deosebită pentru multe organisme este prezența ionilor de calciu în apă, care este necesar de crustacee și moluște pentru a construi o coajă.

mediu sol-aer, asimilat în cursul evoluției mai târziu decât cel acvatic, este mai complex și divers din punct de vedere al condițiilor de habitat, ceea ce duce la un nivel mai ridicat de organizare morfofiziologică a organismelor vii care îl locuiesc.

Cel mai important factor în viața organismelor care trăiesc aici sunt proprietățile și compoziția maselor de aer din jur. Densitatea aerului este mult mai mică decât densitatea apei, prin urmare, în organismele terestre, țesuturile de susținere sunt foarte dezvoltate - scheletul intern și extern.

Masele de aer se caracterizeaza si printr-un volum urias si sunt in permanenta in miscare, temperatura aerului se poate schimba foarte repede si pe spatii mari. Prin urmare, organismele care trăiesc pe uscat au numeroase adaptări pentru a rezista la fluctuațiile bruște de temperatură sau pentru a le evita cu totul. O adaptare remarcabilă este dezvoltarea sângelui cald.

ESTE INTERESANT! În general, mediul sol-aer este mai divers decât apa; condițiile de viață de aici variază foarte mult în timp și spațiu. Aceste schimbări sunt sesizabile chiar și la o distanță de câteva zeci de metri, de exemplu: la limita unei păduri și a unui câmp, la diferite înălțimi în munți, chiar și pe diferite versanți de dealuri mici. În același timp, căderile de presiune sunt mai puțin pronunțate aici, dar adesea există o lipsă de umiditate. Prin urmare, locuitorii terestre au dezvoltat adaptări asociate cu asigurarea corpului cu apă, mai ales în condiții aride. La plante, acesta este un sistem radicular puternic, un strat impermeabil pe suprafața frunzelor și a tulpinilor și capacitatea de a regla evaporarea apei prin stomatele. La animale, pe lângă caracteristicile structurale ale tegumentului extern, acestea sunt caracteristici comportamentale care contribuie la menținerea echilibrului hidric, de exemplu, migrarea către locurile de adăpare.

De mare importanță pentru viața organismelor terestre este compoziția aerului (79% azot, 21% oxigen și 0,03% dioxid de carbon), care asigură baza chimică a vieții. Dioxidul de carbon este cea mai importantă sursă de materie primă pentru fotosinteză. Azotul aerului este necesar pentru sinteza proteinelor și acizilor nucleici.

Pamantul ca habitat - stratul superior al pământului, format din particule minerale prelucrate ca urmare a activității viguroase a organismelor vii care trăiesc în sol. Solul este o componentă importantă și foarte complexă a biosferei, strâns legată de celelalte părți ale acesteia. Solul ca habitat este neobișnuit de adaptat pentru viața multor organisme vii. Acest lucru se datorează caracteristicilor specifice pe care le posedă. Fluctuațiile de temperatură sunt atenuate în sol, este bogat în nutrienți. Între particulele de sol există numeroase cavități care pot fi umplute cu apă sau aer. Prin urmare, solul este locuit atât de organisme acvatice, cât și de organisme care respiră aer. O altă caracteristică a solului este că, chiar și la o adâncime mică, este complet întuneric. În plus, pe măsură ce se scufundă în sol, conținutul său de oxigen scade, iar dioxidul de carbon crește. Prin urmare, doar bacteriile anaerobe pot trăi la o adâncime considerabilă, în timp ce în straturile superioare ale solului, pe lângă bacterii, ciuperci, protozoare, viermi, artropode și chiar animale mari care fac pasaje și construiesc adăposturi și locuințe în sol. găsite din belșug.

Impactul asupra mediului este perceput de organisme prin intermediul factorilor de mediu, care se numesc de mediu.

Factori de mediu -- Acestea sunt anumite condiții și elemente ale mediului care au un efect specific asupra organismelor vii. În mod convențional, toți factorii de mediu sunt de obicei împărțiți în trei grupuri mari: abiotici, biotici și antropici.

Factori biotici- acestea sunt tot felul de forme de influență a organismelor vii unele asupra altora (de exemplu, polenizarea de către insecte a plantelor, mâncarea de către unele organisme vii ale altora și multe altele). Relațiile biotice sunt extrem de complexe și idiosincratice și pot fi, de asemenea, directe sau indirecte.

În condițiile moderne, efectul factorilor de mediu este adesea determinat nu de mediul natural, ci de schimbările care i-au fost aduse de către om. Prin urmare, se obișnuiește să se evidențieze un alt tip de factori - antropici.

Factori antropogeni -- acestea sunt acele forme de activitate umană care afectează mediul înconjurător, modifică condițiile de viață ale organismelor vii sau afectează direct speciile individuale de plante și animale. Activitățile umane pot avea atât efecte directe, cât și indirecte asupra naturii. Impactul direct include exterminarea, reproducerea și așezarea de către oameni atât a speciilor individuale de animale și plante, cât și a comunităților întregi. Impactul indirect apare ca urmare a schimbărilor în habitatul organismelor: climă, regimul debitului râului, arătura stratului de suprafață al terenului etc.

Unul dintre cei mai importanți factori antropici este poluarea mediului. În prezent, influența omului asupra naturii și-a pierdut în mare măsură caracterul local și are o distribuție globală. Din ce în ce mai mult, această influență afectează negativ dezvoltarea florei și faunei, puritatea aerului atmosferic și calitatea apelor naturale etc.

ESTE INTERESANT! Organismele vii nu sunt doar influențate de mediul lor, ci și influențează activ mediul lor. Ca urmare a activității lor vitale, proprietățile fizice și chimice ale mediului (compoziția gazoasă a aerului și a apei, structura și proprietățile solului, chiar și clima zonei) se pot schimba semnificativ.

Cea mai simplă influență a vieții asupra mediului este acțiunea mecanică. Construirea găurilor, așezarea pasajelor, animalele schimbă foarte mult proprietățile solului. Solul se schimbă, iar sub influența rădăcinilor plantelor, acesta devine mai puternic, devenind mai puțin susceptibil la distrugere de către curenții de apă sau vânt. Cunoscuta activitate de construcție a castorilor provoacă schimbări serioase în regimul apei râurilor pe care își construiesc barajele. Ca urmare, aceasta duce la o schimbare a florei și faunei acelor bazine în care trăiesc. În același timp, capacitatea peștilor erbivori (cum ar fi crapul argintiu sau crapul de iarbă) de a curăța cursurile de apă din desișurile de vegetație acvatică, cu care se hrănesc activ, este folosită de om în lupta împotriva creșterii excesive a diferitelor structuri de apă.

Crustaceele mici care trăiesc în coloana de apă, larvele de insecte, moluștele, mulți pești au un tip de hrană special numit filtrare. Trecând constant apă prin aparatul bucal, aceste animale strecoară continuu particulele alimentare conținute în suspensii solide din acesta. O astfel de activitate afectează semnificativ calitatea maselor naturale: animalele își efectuează curățarea constantă, precum filtrele gigantice. mediu organism plant biotic

Impactul fizico-chimic al organismelor vii asupra mediului este, de asemenea, de mare importanță. Cele mai importante aici sunt plantele verzi, datorită cărora compoziția chimică a atmosferei se formează ca urmare a procesului de fotosinteză. Fotosinteza este principalul furnizor de oxigen al atmosferei, oferind astfel viață unui număr imens de locuitori pământești, inclusiv omului însuși.

Prin absorbția și evaporarea apei, plantele afectează și regimul de apă al habitatului lor. Prezența vegetației contribuie la umidificarea constantă a aerului. În plus, învelișul de vegetație atenuează fluctuațiile zilnice de temperatură din apropierea suprafeței pământului, precum și fluctuațiile de umiditate și vânt și are un efect benefic asupra structurii și compoziției chimice a solurilor. Toate acestea creează un anumit microclimat care favorizează dezvoltarea altor organisme.

Formarea gazelor precum azotul, dioxidul de carbon, amoniacul depinde în mare măsură de activitățile locuitorilor planetei noastre. Materia vie modifică și proprietățile fizice ale mediului: proprietățile sale termice, electrice și mecanice.

Niciun organism viu nu poate fi imaginat în afara mediului și în afara interacțiunii cu acesta. Din mediul înconjurător, organismul primește nutrienți și oxigen și dă în el produsele finale ale metabolismului. Mediul îl afectează cu o serie de factori: energia radiantă (lumină, ultravioletă, radioactivă), câmpurile electromagnetice, presiunea atmosferică și hidrostatică (pentru cei care duc un stil de viață acvatic), temperatura și diverse substanțe chimice. Inevitabil implică interacțiunea cu alte organisme vii.

Organismul primește continuu informații de la mediu, la care reacționează sub formă de răspunsuri: mișcări, vorbire (la animale - publicarea anumitor sunete, expresii faciale, consumul de alimente etc. Astfel, un organism viu trece continuu prin el însuși nu numai substanțe și energie, dar și fluxul de informații.

Informația este percepută de un aparat receptor special - organele de simț, apoi transmisă sistemului nervos central, unde semnalul este „recunoscut” și se formează un răspuns. Informația trece prin canalele de comunicare fie sub formă de impulsuri electrice de-a lungul fibrelor nervoase într-o direcție sau alta (conexiune nervoasă), fie cu ajutorul substanțelor chimice prin fluxul sanguin (conexiune umorală). În acest caz, conexiunea nervoasă este în mod clar direcționată către o anumită zonă (centru) a sistemului nervos sau a organului, iar conexiunea umorală este mai generalizată, adică este îndreptată nu către o țintă, ci către mai multe deodată. Capacitatea de percepție a diferiților receptori și debitul canalelor de comunicare nu sunt aceleași, prin urmare fluxul de informații primite de receptor, transmise de la acesta către centru și stocate în memorie, este, de asemenea, diferită.

Cantitatea de informații este de obicei măsurată în caractere binare - biți. La om, fluxul de informații prin receptorul vizual este de 10 8 -10 9 biți/s. Căile neuronale trec 2 x 10 6 bps. Aproximativ 50 bps ajung la conștiință și doar 1 bps este reținut ferm în memorie. Astfel, timp de 80 de ani de viață, memoria reține informații de ordinul a 10 9 biți. În consecință, creierul evaluează nu toate, ci cele mai importante informații. În drum spre ea, tot ceea ce este nesemnificativ este eliminat, filtrat.

Informațiile primite din mediul înconjurător determină activitatea sistemelor funcționale ale corpului și comportamentul unei persoane sau al unui animal, reglându-le: întărirea sau slăbirea.

Pentru a controla comportamentul unei persoane și activitatea sistemelor sale funcționale (adică informațiile de ieșire care provin din creier), aproximativ 10 7 biți / s sunt suficienti la conectarea programelor conținute în memorie.

Activitatea vitală a organismului este reglată în primul rând la nivel subcelular și molecular. Aceasta este o autoreglare chimică a reacțiilor metabolice. Rezolvă problemele locale și stă la baza tuturor tipurilor de reglementare. Se realizează prin modificarea concentrațiilor metaboliților, creșterea sau scăderea activității și conținutului cantitativ al enzimelor, adică îmbunătățirea sau inhibarea sintezei acestora, modificările structurale ale acestora și ale altor proteine ​​funcționale. Dar reglarea are loc și la niveluri superioare: celula în ansamblu, țesut, organ, sistem funcțional, organism. Cu cât semnalele de ieșire de control sunt transmise mai mult, cu atât sunt mai generalizate. La om și animale, cel mai înalt centru care controlează funcțiile autonome (circulația sângelui, respirația, mișcarea, secreția de hormoni etc.) este hipotalamusul, situat în partea inferioară a diencefalului, care are legături cu sistemul glandelor endocrine, alte părți ale creierului și centrul conștiinței - scoarța acestuia. Semnalele de intrare pot fi sau nu conștiente. Răspunsurile de control la semnalele inconștiente ale mediului pot fi efectuate de hipotalamus fără participarea părții superioare a creierului - cortexul acestuia.

În condiții normale, obișnuite de mediu pentru organism, acesta se află într-o stare de echilibru cu acesta. Menține constanta atât a nivelului de activitate al sistemelor funcționale, cât și a compoziției mediului său intern. Dar condițiile de mediu se pot schimba într-o direcție nefavorabilă pentru organism. Adesea, aceste schimbări apar foarte repede și uneori poartă informații deranjante. Dar organismul nu este întotdeauna capabil să se adapteze imediat, astfel încât să suporte noile condiții fără a vătăma semnificativ. Așadar, aflându-se la o înălțime în care presiunea parțială a oxigenului și a dioxidului de carbon este redusă, sub influența informațiilor primite, organismul își rearanjează activitatea funcțională la niveluri modificate: frecvența și volumul minute al respirației, creșterea ritmului cardiac, volumul sângelui circulant crește, dar gradul de saturație a sângelui arterial cu oxigen scade în mod egal.

Efectul presiunii barometrice scăzute asupra unor funcții ale corpului uman

Presiune, kPa	Înălțimea deasupra nivelului mării,	Presiunea parțială în aerul alveolar, kPa		Frecvența în 1 min		Volumul respirator pe minut, l/min	Volumul sângelui circulant, ml/kg	Saturația sângelui arterial cu oxigen,%
					ritm cardiac

Dacă o persoană a intrat prima dată în munți și nu este pregătită pentru astfel de condiții, poate dezvolta rău de munte din cauza lipsei de oxigen (hipoxie) și a unei retururi crescute de dioxid de carbon care excită centrul respirator (hipocapnie). În primul rând, apare slăbiciune generală și dureri de cap, percepția gustului și a mirosurilor este perturbată (de exemplu, începe să pară că cârnații miroase a pește, iar pâinea este amară), psihicul este deprimat, apoi se unesc halucinațiile auditive și vizuale, iar persoana își pierde cunoștința. Respirația fie se oprește, apoi (pe măsură ce dioxidul de carbon se acumulează în sânge) se reia, apoi (din cauza eliminării CO 2 din sânge) se oprește din nou etc. Dacă unei persoane nu i se administrează un aparat de oxigen sau este coborât la un nivel mai scăzut, el poate muri. Așa a fost, de exemplu, în secolul trecut cu echipajul balonului francez „Zenith”, adus la mare înălțime, în urma căreia au murit toți cei trei oameni care se aflau în gondolă. S-a încheiat tragic și ascensiunea alpiniștilor unei echipe străine care, aflându-se la o altitudine de 6000 m fără dispozitive de oxigen, s-au trezit din cauza unei schimbări neașteptate a vremii în condițiile unui minim barometric al unui ciclon corespunzător unei altitudini de peste 10.000 m.

Aceasta înseamnă că organismul trebuie să se adapteze treptat la starea la înălțime, la condițiile de hipoxie, deoarece adaptarea de urgență a unui organism care nu este pregătit pentru a rămâne în condiții de hipoxie nu este completă și, cu o forță mare de influență a mediului, este insuficientă. În zilele noastre, nici un alpinist nu va merge într-o ascensiune fără o aclimatizare montană preliminară.

Să dăm un exemplu de acțiune a temperaturilor ridicate și scăzute. Procesele de viață sunt posibile numai într-un interval strict limitat de temperatură a corpului, de exemplu, pentru maimuțe este de la 13-14 la 43-45°C. Temperaturile peste și sub aceste limite sunt incompatibile cu viața. Dar chiar și în intervalul permis de temperatură corporală în organism, sunt posibile o serie de modificări adverse. Energia cinetică a atomilor și moleculelor corpului depinde de temperatura corpului. Dacă este prea mare (la temperaturi ridicate) sau prea scăzută (la temperaturi scăzute), va afecta negativ metabolismul, viteza cu care se desfășoară procesele de viață și structurile celulare de care depinde viața. Cert este că toate enzimele corpului au o anumită temperatură optimă de acțiune, la care prezintă cea mai mare activitate. Acest optim este aproape de temperatura corpului. Când temperatura se abate de la optim (în ambele direcții), activitatea enzimelor scade. Odată cu schimbările de temperatură corporală, structurile superioare ale proteinelor și ARN-ului se schimbă. Astfel, temperaturile scăzute duc la perturbarea structurilor terțiare și cuaternare ale multor proteine. Dacă este o proteină-enzimă, atunci activitatea sa este redusă. Temperaturile ridicate afectează tRNA-urile în așa fel încât își pierd capacitatea de a atașa și transporta aminoacizii necesari sintezei proteinelor. Sub influența schimbărilor de temperatură, interacțiunea hormonilor cu proteinele receptorilor tisulari este, de asemenea, perturbată și, în consecință, reglarea hormonală a funcțiilor corpului și metabolismul acestuia.

Desigur, toate aceste modificări duc la o încălcare a unui număr de funcții ale corpului. În procesul de metabolism în orice organism, se generează căldură. Sursa sa este ATP (vezi Schema 1), dacă se scindează hidrolitic fără a-și transforma energia chimică în energia oricărei lucrări fiziologice (mișcare, procese electrofiziologice, muncă osmotică etc.). Dar nu toate organismele pot stoca această căldură menținând o temperatură constantă a corpului. Această abilitate este deținută doar de păsări și mamifere (atât animale, cât și, în mod natural, oameni). Se numesc organisme homoioterme. Temperatura corpului nevertebratelor, peștilor, amfibienilor și reptilelor depinde de temperatura mediului ambiant și este aproape egală cu aceasta. Acestea sunt organisme poikiloterme. Prin urmare, optimul termic, în care un individ duce o viață activă, este mult mai larg în homoioterme decât în ​​poikiloterme, deși limitele de supraviețuire în condițiile unei temperaturi maxime și minime pessimum sunt aproape aceleași (Fig. 3).

La temperaturi scăzute (dar compatibile cu viața), animalele poikiloterme hibernează sau sunt extrem de inactive. De exemplu, la o temperatură ambientală de 21 0 C, o muscă tse-tse zboară activ, de la 20 la 14 0 C decolează numai atunci când este deranjată de ceva, la 10 0 C poate alerga doar, iar la 8 0 C și dedesubt este imobil. Incapabili să-și regleze temperatura corpului și să o mențină la un nivel constant, poikilotermele încearcă în mod activ să evite temperaturile extreme atunci când condițiile termice se schimbă. De exemplu, peștii care trăiesc în zona de coastă a mărilor tropicale, la reflux, când apa este foarte caldă, merg în locuri mai adânci, unde apa este mai rece, iar peștii râurilor înghețate iarna înoată până în adâncuri, unde apa este mai caldă decât acolo unde intră în contact cu gheața. Amfibienii și reptilele se bucură de soare în perioadele răcoroase și se ascund la umbră sau se refugiază în vizuini în perioadele caniculare. În cele din urmă, faptul că sunt aproape unul de celălalt ajută la menținerea unei anumite temperaturi a corpului în poikiloterme. Vara, albinele din stup sunt departe una de cealaltă și în același timp aerisesc spațiul cu aripile lor, ceea ce contribuie la o mai bună evaporare a umidității și răcire. În timpul iernii, se adună împreună, formând o masă densă, limitând astfel revenirea căldurii lor. Potrivit cercetătorilor japonezi, temperatura în stup este menținută la nivelul de 18-22 0 C la o temperatură externă de 11 până la -7 °C. Toate acestea ajută la evitarea acțiunii nocive a factorului termic, dar nu fac animalele mai puțin sensibile la acesta.

Organismele homoiotermale, care, alături de posibilitățile puternice de producere a căldurii, au și un sistem foarte perfect de termoreglare, este o altă problemă. Formarea căldurii în ele, ca la toate animalele, are loc datorită proceselor oxidative și divizării ATP, iar eliberarea acesteia are loc în trei moduri: convecție, adică conducție de la un organism mai cald la un mediu mai rece (30%), radiație. (45%) și evaporarea apei, care contribuie la răcire (25%). În același timp, 82% din căldură se degajă prin piele, 13% - prin organele respiratorii, 1,3% - cu urină și fecale, 3,7% merge la încălzirea alimentelor consumate și a apei băute. Odată cu creșterea temperaturii exterioare, producția de căldură scade, iar transferul de căldură crește; când scade, producția de căldură crește și transferul de căldură scade. Aceasta este principala diferență dintre cele homoioterme și cele poikiloterme: odată cu creșterea temperaturii exterioare, rata metabolică a acestora din urmă devine mai mare, iar când scade, scade brusc.

Menținerea unei temperaturi constante a corpului în homoiotermie se realizează atât la nivel de organ, cât și la nivel subcelular - molecular. Reglarea transferului de căldură prin conducție și radiație se bazează pe modificări ale circulației pielii. La temperaturi exterioare ridicate, vasele organelor interne se îngustează, iar cele ale pielii se dilată, ceea ce sporește transferul de căldură; la temperaturi scăzute - dimpotrivă, iar transferul de căldură este redus brusc. Eliberarea de căldură prin evaporare este asigurată de transpirație, deoarece evaporarea transpirației răcește corpul. Evaporarea a 1 g de transpirație ia aproximativ 2,0 kJ de căldură din corp. Odată cu creșterea temperaturii exterioare, transpirația crește brusc: până la 0,5 - 1,0 l / h, adică ajunge la 24 l / zi. La animalele care nu au glande sudoripare (de exemplu, la câini), locul de evaporare a umidității este membrana mucoasă a limbii și cavitatea bucală. Toată lumea știe că în timpul căldurii câinele deschide gura, scoate limba și respiră rapid: în loc de evaporarea transpirației, saliva se evaporă.

Toate aceste mecanisme de transfer de căldură sunt reglate de sistemul nervos central - un centru de căldură situat în hipotalamus. Dacă creierul este tăiat sub hipotalamus, atunci animalul homoiotermic devine poikilotermic. Centrul termic este format din două centre: producția de căldură și transferul de căldură. Iritația primului duce la creșterea temperaturii, la creșterea schimbului de gaze, la îngustarea vaselor pielii și la frisoane, ceea ce crește generarea de căldură în mușchi; iritația celui de-al doilea - la scurtarea respirației, transpirație, expansiunea vaselor pielii și scăderea temperaturii corpului. Excitarea ambilor centri are loc atât reflex: ca urmare a semnalelor de la receptorii pielii - terminații nervoase termosensibile, cât și chimic: în timpul transportului de hormoni și alte substanțe chimice de către sânge.

Cu toate acestea, în ciuda tuturor mecanismelor de termoreglare inerente homoiotermelor, schimbările bruște și semnificative ale temperaturii mediului pot fi dezastruoase pentru organism. La temperaturi ridicate, transferul de căldură prin convecție este redus brusc. Deja la 30 0 C este dificil, iar la temperaturi peste 37 0 C este imposibil. În condiții de umiditate ridicată, transferul de căldură prin evaporarea transpirației este de asemenea dificil. La aceeași temperatură externă în climatul umed al subtropicelor și tropicelor, corpul tolerează temperatura ridicată a mediului mai greu decât în ​​uscat (de exemplu, în Asia Centrală sau Egipt). Într-o baie de aburi, unde umiditatea ajunge la 90-97%, o persoană poate rezista cu greu la o temperatură de 45-50 ° C, iar într-o saună, unde aerul este uscat, la 100 și chiar 120 0 C se simte plăcere. Expunerea prelungită la temperaturi ridicate cu transfer de căldură insuficient duce la supraîncălzirea corpului, o creștere a temperaturii corpului peste 40 ° C, o creștere a slăbiciunii, perturbarea inimii și a sistemului nervos central, îngroșarea și o creștere bruscă a vâscozității sângelui (datorită la o revenire mare a apei de către organism), pierderea cunoştinţei, convulsii. Dacă nu oferiți asistență urgentă, o persoană poate muri din cauza unei insolații.

Un efect pe termen scurt atât al frigului (de exemplu, ștergerea corpului cu zăpadă, scufundarea într-o gaură de gheață după o baie fierbinte, „înotul de iarnă”), cât și temperatura ridicată nu provoacă tulburări de termoreglare și nu este numai util, ci și placut. Cu toate acestea, cu expunerea prelungită la frig, care nu este compensată de o creștere a producției de căldură și o scădere a transferului de căldură, apare hipotermia corpului, temperatura corpului scade - și corpul îngheață.

Odată cu scăderea temperaturii corpului la 31 -27 0 C, absorbția de oxigen și metabolismul cresc, se observă tremurări puternice. Când temperatura scade sub 19-20 0 C, absorbția de oxigen scade progresiv, rata metabolică devine mai mică, tremurul se oprește, reacția la durere dispare, respirația slăbește, conștiința se pierde. La asemenea grade de răcire, un organism homoiotermic devine poikilotermic, temperatura lui depinde acum deja de temperatura ambiantă, iar când scade sub 0 0 C, îngheață. Dacă înghețarea are loc lent și treptat, atunci poate fi reversibilă, dar înghețarea rapidă este întotdeauna ireversibilă, deoarece în celule se formează cristale de gheață, distrugând structurile celulare. În același timp, chiar și o scădere foarte semnificativă a temperaturii corpului, efectuată cu atenție într-un cadru clinic, nu prezintă pericol de moarte și se practică în prezent în operațiile chirurgicale la inimă, când circulația sângelui trebuie oprită. Rezistența organismului la influențele temperaturii, extinderea zonei optime de temperatură, precum și creșterea rezistenței organismului la hipoxie, se pot realiza prin adaptarea treptată a acesteia la schimbările condițiilor de temperatură.

Activitatea musculară excesivă (prea intensă sau prelungită) poate fi, de asemenea, nefavorabilă organismului. Toată lumea cunoaște exemplul războinicului atenian, pe care comandantul Miltiade l-a trimis de pe câmpul de luptă din Maraton la Atena pentru a anunța victoria asupra perșilor. Războinicul a alergat 42 km 195 m, a reușit să spună în agora orașului: „Am câștigat” - și a căzut mort. Și câte întâmplări tragice se întâmplă în viața de zi cu zi! Un bărbat de vârstă mijlocie a alergat la transport pentru a se urca într-un tramvai sau autobuz, „sufocat” la jumătate, respirația scurtă și slăbiciunea care a apărut l-au făcut să se oprească sau să facă un pas calm, iar altul, în timp ce alerga, a căzut cu infarct miocardic. . Sau o persoană a ridicat o greutate mare, suprasolicitată și a avut o expansiune acută a inimii și circulația sângelui a fost perturbată. Iar un atlet antrenat aleargă o distanță de maraton fără să cadă mort la linia de sosire și, în timp ce alergă, dezvoltă o viteză inaccesibilă unui non-atlet și ridică greutăți grele pe care un corp neantrenat nu le poate face. Faptul este că activitatea musculară intensă sau prelungită este însoțită de o creștere bruscă a consumului de energie. Dacă în stare de repaus la pat o persoană cheltuiește 0,067 kJ/s, atunci în timpul unei alergări de maraton - 1,0, iar atunci când alergă 100 m - 10,0 kJ/s. Desigur, acest lucru necesită o cheltuială foarte mare a surselor de energie și o creștere a absorbției de oxigen necesară oxidării acestora și o creștere semnificativă a activității cardiace pentru a transporta oxigenul care a intrat în corp de la plămâni la mușchi. Gradul de creștere a acestor parametri fiziologici, disponibil pentru un sportiv antrenat, nu poate fi stăpânit de o persoană care nu este pregătită fizic corespunzător. Aceasta înseamnă că organismul se poate (și ar trebui) să se adapteze la o activitate musculară intensă sau prelungită, dar cu ajutorul unui antrenament adecvat.

Întâlnindu-se cu microbi patogeni, o persoană nu se îmbolnăvește, alta se îmbolnăvește, dar suferă boala fie ușor, fie în formă severă, iar a treia moare din cauza acesteia. Ce determină rezistența organismului la infecții? La această întrebare răspunde o ramură a medicinei în curs de dezvoltare - imunologia. La baza imunității se află anticorpii sintetizați de organism - proteine ​​speciale aparținând grupului de proteine ​​globulare cu moleculare înaltă - imunoglobuline. Cauza bolii sunt microbii patogeni sau produsele lor metabolice - toxine, care sunt de natură proteică. Anticorpii, alăturându-le, fie îi neutralizează, fie îi condamnă la digestie de către celule speciale - fagocite (adică celulele „devoratoare”). Acest proces este departe de a fi simplu. Ce stimulează producerea de anticorpi? Unde sunt produse? De ce sunt specifice pentru unele infecții și inactive față de altele? De ce, de exemplu, inocularea împotriva tifoidei sau a variolei nu creează imunitate împotriva holerei sau a ciumei?

Producerea de anticorpi este stimulată de agentul patogen însuși - un microb, care, la fel ca toate ființele vii, are o natură proteică. Microbiile și orice altă proteină străină în imunologie se numesc antigen. Corpii imunitari (anticorpii) sunt produși în mod specific direcționați împotriva fiecărui antigen specific. Însă sângele conține o anumită cantitate de anticorpi nespecifici, mai puțin eficienți, dar capabili să interacționeze cu diferiți antigeni. Acestea sunt imunoglobuline din sânge nespecifice care determină rezistența generală a organismului la infecții. Această imunitate nespecifică explică de ce, după ce s-a întâlnit cu aceeași infecție, o persoană se îmbolnăvește și boala continuă într-o formă severă, alta se îmbolnăvește, dar suferă boala chiar și pe picioare, iar a treia nu se îmbolnăvește la toate. Cum poate fi explicat acest lucru? Formarea anticorpilor specifici este sinteza de noi proteine ​​de care organismul are nevoie doar atunci când întâmpină o infecție, iar în afara acesteia nu participă nici la metabolism, nici la construcția structurilor celulare.

Știm deja că organismul sintetizează doar acele proteine ​​a căror structură este codificată în genomul celular. La urma urmei, structurile anticorpilor împotriva tuturor proteinelor străine posibile neobișnuite pentru organism nu pot fi prevăzute în el. Această problemă de „recunoaștere” a antigenelor și sinteza anticorpilor specifici împotriva acestora este una dintre cele mai urgente și „fierbinte” probleme din imunologie și vom reveni asupra ei mai târziu. Între timp, afirmăm că pentru a rezista la infecții există o imunitate specifică și nespecifică, în funcție de producția de imunoglobuline specifice și nespecifice. Poate crește ca urmare a unei boli infecțioase sau poate slăbi sub influența factorilor de mediu dăunători; se poate obține și în mod artificial prin vaccinare, adică prin introducerea în organism a proteinei microbilor uciși (vaccinuri), care nu provoacă boli, dar duce la producerea de anticorpi specifici.