Štátna autonómna inštitúcia

Kaliningradská oblasť

Profesijná vzdelávacia organizácia

"Vysoká škola služieb a cestovného ruchu"

KURZOVÁ PRÁCA

Podľa MDK 0n.0n._____________________ __

Na túto tému _________________________

Robí študent __________________

(Celé meno)

Skupina _______________________

(číslo skupiny)

Školiaci program pre špecialistov strednej úrovne v špecializácii _

(kód a názov špecializácie)

Vedúci kurzu:

(pozícia, celé meno)

Označte ____________________________

Kaliningrad 2015

ÚVOD……………………………………………………………………………….…2

1. Interakcia ľudského tela s prostredím………………………..3

1.1. Hlavné funkčné systémy človeka. Vzťah medzi životom ľudského tela a životným prostredím. Vplyv prostredia na ľudskú výkonnosť……………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………

1.2. Hlavné parametre, ktoré určujú pracovné prostredie (pracovné podmienky) v uzavretých priestoroch a ich vplyv na ľudský organizmus……….5

1.3. Vplyv pracovného prostredia na intenzitu práce a využitie pracovného času………………………………………………………...7

1.4. Návrhy na zlepšenie prostredia pri práci ....... 9

2. Nebezpečenstvo vznietenia a požiaru látok a priemyselných odvetví………………………………....11

2.1. Základné pojmy. Fyzikálne a chemické základy spaľovania..........................11

2.2. Vlastnosti látok charakterizujúce ich nebezpečenstvo požiaru………….13

2.3. Všeobecné požiadavky na požiarnu bezpečnosť výrobných zariadení………………………………………………………………………………………..16

2.4. Postup analýzy požiarneho nebezpečenstva výrobného zariadenia a výpočtu požiarneho rizika………………………………………………………………………………..17

2.5. Klasifikácia hlavných opatrení protipožiarnej ochrany. Hasiace prostriedky …………………………………………………………………………………...23

ÚVOD

Človek je v neustálom vzťahu s okolím, ktoré určuje jeho správanie v danej situácii. Navyše na človeka pôsobí nielen prostredie, ale ovplyvňuje ho aj samotný jednotlivec, ktorý ho mení a tým si ho upravuje pre seba.

Bezpečnosť života je zameraná na zabezpečenie priaznivých podmienok pre život ľudí, ich činnosti, ochranu človeka a jeho prostredia pred vplyvom vonkajších, vnútorných a nebezpečných faktorov.

Intenzívne využívanie prírodných zdrojov, zavádzanie vedeckého a technologického pokroku je sprevádzané šírením rôznych prírodných, biologických, človekom spôsobených, environmentálnych a iných nebezpečenstiev. Potenciálne nebezpečenstvo je univerzálnou vlastnosťou v procese interakcie človeka s prostredím.

Na to, aby sa človek cítil príjemne, sú pre jeho životnú činnosť nevyhnutné také podmienky, v ktorých by sa cítil bezpečne. To sa dá dosiahnuť vytvorením neoddeliteľného vzťahu medzi človekom a jeho prostredím.

Cieľom práce je zvážiť otázky:

Interakcia ľudského tela s prostredím;

Spaľovanie a požiarna bezpečnosť látok a priemyselných odvetví;

Vetranie, jeho účel. Rýchlosť výmeny vzduchu. Spôsob výpočtu.

Interakcia ľudského tela s prostredím

1.1. Hlavné funkčné systémy človeka. Vzťah medzi životom ľudského tela a životným prostredím. Vplyv prostredia na ľudskú výkonnosť. Životné prostredie človeka je súbor predmetov, javov a faktorov prostredia (prírodného a umelého), ktoré určuje podmienky jeho života. Jedným z cieľov, ktorým tento systém čelí, je bezpečnosť, t.j. žiadne poškodenie ľudského zdravia. Dosiahnutie bezpečnosti systému „ľudské prostredie“ je možné len vtedy, ak sa systematicky zohľadňujú vlastnosti každého prvku zahrnutého v tomto systéme.

Charakteristické systémy "človek-prostredie": domáce, priemyselné, mestské, prírodné prostredie.

Prírodné prostredie sú faktory čisto prírodného, ​​prípadne prírodno-antropogénneho systémového pôvodu. Prírodné prostredie je komplexná a rôznorodá kombinácia a interakcia litosféry, atmosféry, hydrosféry a biosféry ako celku.

S nástupom priemyslu a dopravy vyvstal problém s udržaním čistoty ovzdušia, ktorého znečistenie je prírodného a umelého pôvodu. Hlavnými a najnebezpečnejšími zdrojmi znečistenia ovzdušia sú priemyselné, dopravné a domáce emisie. V atmosférickom vzduchu a predovšetkým vo vzduchu priemyselných centier a miest vznikajú v dôsledku zložitých chemických reakcií zmesi plynov vyskytujúcich sa v jeho spodných vrstvách rôzne látky, ktoré sa hromadia v jedovatej hmle – „smogu“. Tento jav je spojený so zhoršením blahobytu ľudí, vznikom chrípkových epidémií, prudkým nárastom počtu pľúcnych a kardiovaskulárnych ochorení.

Okrem toho sa v atmosfére ničí ozónová vrstva, ktorá je ochrannou clonou proti ultrafialovému žiareniu. Je to spôsobené prienikom takzvaných freónov používaných vo forme aerosólov, rozpúšťadiel atď. do vrstiev atmosféry. doma aj v práci. Okrem toho na planéte dochádza ku globálnemu zvýšeniu teploty, v dôsledku „skleníkového efektu“, pretože. obsah oxidu uhličitého a metánu v atmosfére rýchlo rastie.

Všetky tieto a ďalšie zmeny sa dejú vinou človeka, v priebehu jeho priemyselných a iných činností. V súčasnosti sa s týmto problémom snaží vysporiadať množstvo krajín.

Ďalšou dôležitou zložkou prírodného prostredia je hydrosféra. Ľudstvo nie je ohrozené nedostatkom vody. Hrozí mu nedostatok čistej vody. Hlavnými zdrojmi znečistenia sú priemyselné a komunálne splašky, ktoré odplavujú z polí časť pôdy s obsahom rôznych agrochemikálií atď.

Všetky objekty živého sveta možno rozdeliť na rastliny a zvieratá. Úloha vegetácie v živote ľudí je veľká (les uvoľňuje kyslík a absorbuje oxid uhličitý, človek žerie rastliny atď.). Existuje však veľa hrozieb pre túto zložku (požiare, znečistenie priemyselným odpadom atď.). Živočíšny svet je dôležitou súčasťou biosféry našej planéty, ale počet zvierat v súčasnosti klesá, čo nemôže neovplyvňovať existenciu ľudstva.

Väčšinu aktívneho života človeka zaberá cieľavedomá odborná práca vykonávaná v pracovnom prostredí, ktorá pri nedodržaní prijatých regulačných požiadaviek môže nepriaznivo ovplyvniť jeho výkonnosť a zdravie.

Efektívnosť je hodnota funkčných schopností ľudského tela, charakterizovaná množstvom a kvalitou práce vykonanej za určitý čas. Počas pôrodnej činnosti sa výkonnosť organizmu časom mení.

Výrobné prostredie je súčasťou životného prostredia človeka, vrátane prírodných a klimatických faktorov spojených s odbornými činnosťami (hluk, vibrácie, prach a pod.), ktoré sa nazývajú škodlivé a nebezpečné. Vplyv negatívnych faktorov pracovného prostredia vedie k úrazom a chorobám z povolania pracovníkov. Medzi najtraumatickejšie profesie v národnom hospodárstve patria (%): vodič (18,9), traktorista (9,8), mechanik (6,4), elektrikár (6,3), plynár (6,3), plynový elektrozvárač (3 ,9), domáci majster (3.5).

Ľudská pracovná činnosť a výrobné prostredie sa neustále menia v procese intenzívneho využívania produktov vedecko-technického pokroku a uskutočňovania rozsiahlych sociálno-ekonomických transformácií.

Intenzívny rast miest v 20. storočí, koncentrácia väčšiny obyvateľstva na územiach nasýtených priemyselnými podnikmi, diaľnicami, obytnými budovami vyvolali množstvo problémov, vrátane všeobecného problému ľudskej bezpečnosti. V mestách, najmä vo veľkých, sa sústreďuje množstvo ekologicky nebezpečných priemyselných výrob, energetických zariadení, ktorých neoddeliteľnou súčasťou sú: silné emisie odpadov do životného prostredia; tepelné, elektromagnetické, hlukové znečistenie; potenciálne nebezpečenstvo rozsiahlych priemyselných havárií a pod.

V súčasnosti sa cestná doprava stala pre človeka najnebezpečnejšou. Jeho obeťami sú nielen vodiči a cestujúci, ale aj chodci. Nebezpečné sú aj iné spôsoby dopravy. V zozname mimoriadnych udalostí zaujímajú požiare popredné miesto z hľadiska frekvencie výskytu a výšky spôsobených materiálnych škôd. Zároveň sa starostlivo a systematicky vyvíjajú metódy boja a ochrany proti nim. V Rusku sa moderné metódy zaistenia bezpečnosti života odrážajú v legislatívnych aktoch vo všetkých sférach ľudskej činnosti.

Na základe vyššie uvedeného môžeme konštatovať, že človek si v zásade vytvára hrozbu pre život a činnosť.

1.2. Hlavné parametre, ktoré určujú pracovné prostredie (pracovné podmienky) v uzavretých priestoroch a ich vplyv na ľudský organizmus

Akýkoľvek druh pracovnej činnosti je komplexný súbor fyziologických procesov, ktoré zahŕňajú všetky orgány a systémy ľudského tela. Aby sa človek vo výrobnom procese cítil komfortne, čiže sa zvyšuje jeho pracovná schopnosť, je potrebné, aby jeho pracovné podmienky spĺňali základné normy a požiadavky. Všeobecné bezpečnostné požiadavky na výrobné zariadenia a výrobné procesy sú stanovené GOST 12.2.003-91 a GOST 12.3.002-75. Bezpečnosť výrobných procesov je daná najmä bezpečnosťou výrobných zariadení.

Najčastejšie človek pracuje v uzavretých priestoroch, pričom jeho pracovné podmienky musia spĺňať určité parametre. vrátane škodlivých faktorov. Je veľmi dôležité udržiavať tepelnú rovnováhu tela. Priemyselná mikroklíma závisí od klimatickej zóny a ročného obdobia, charakteru technologického procesu, typu použitého zariadenia, veľkosti priestorov a počtu pracovníkov, podmienok vykurovania a vetrania.

Normatívne ukazovatele priemyselnej mikroklímy sú stanovené GOST 12.1.005-88 a SanPiN 2.2.4.584-96.

V pracovnom priestore priemyselných priestorov musia byť vytvorené optimálne a prijateľné mikroklimatické podmienky. To sa dosahuje pomocou priemyselného vetrania (prirodzeného a umelého).

Osvetlenie je faktorom ovplyvňujúcim ľudské telo, a teda aj kvalitu výrobnej úlohy. Pri správnom osvetlení pracovného priestoru a výrobných zariadení sa znižuje počet úrazov a zvyšuje sa produktivita práce. Odchýlky v osvetlení poškodzujú zdravie pracovníkov, môžu spôsobiť choroby (napríklad krátkozrakosť), sú spojené so znížením duševnej a fyzickej výkonnosti a zvýšením počtu chýb vo výrobných procesoch. Osvetlenie môže byť prirodzené alebo umelé. Pri organizovaní priemyselného osvetlenia je potrebné zabezpečiť rovnomerné rozloženie jasu na pracovnej ploche a okolitých objektoch. Prostredie výrobného organizmu.

Veľké nebezpečenstvo predstavujú chemikálie, syntetické materiály, ktoré sa iracionálne používajú vo výrobných podmienkach. Výpary, plyny, kvapaliny, aerosóly, zlúčeniny v kontakte s ľudským telom môžu spôsobiť choroby alebo odchýlky v zdravotnom stave. Vystavenie človeka škodlivým látkam môže byť sprevádzané otravou a zranením. Pri výrobe sa toxické látky dostávajú do ľudského tela cez dýchacie cesty, gastrointestinálny trakt a kožu. Maximálne prípustné koncentrácie škodlivých látok vo vzduchu pracovného priestoru sú regulované GOST 12.1.005-88 a GN 2.2.5.686.

Ďalším dôležitým rizikovým faktorom sú mechanické vibrácie: vibrácie, hluk, infrazvuk, ultrazvuk. Všetky tieto fyzikálne procesy sú spojené s prenosom energie, ktorá s určitým množstvom a frekvenciou môže mať na človeka nepriaznivý vplyv: spôsobiť rôzne choroby, vytvárať ďalšie nebezpečenstvá. Existuje niekoľko typov vibrácií, v závislosti od každého z nich a dôsledky tohto faktora sú rôzne. Pri pôsobení všeobecných vibrácií na telo trpí muskuloskeletálny systém, nervový systém a také analyzátory ako vestibulárny, zrakový a hmatový. Lokálne vibrácie spôsobujú kŕče ciev ruky, predlaktia, spojené s poruchou prekrvenia končatín. Vibrácie zároveň pôsobia na nervové zakončenia, svalové a kostné tkanivá. Hluk, infrazvuk a ultrazvuk sa zaraďujú medzi akustické vibrácie, ktoré môžu byť počuteľné aj nepočuteľné.Intenzívny hluk na pracovisku vedie k zníženiu pozornosti a zvýšeniu počtu chýb pri výkone práce. Hluk znižuje produktivitu a kvalitu práce. Celé ľudské telo je vystavené hluku: tlmí centrálny nervový systém, spôsobuje zmenu rýchlosti dýchania a srdcovej frekvencie, prispieva k poruchám látkovej výmeny, vzniku srdcovo-cievnych ochorení, žalúdočných vredov a pod. Infrazvuk sa označuje ako vibrácie pre ľudí nepočuteľné. Vo výrobných podmienkach sa infrazvuk spravidla kombinuje s nízkofrekvenčným hlukom, v niektorých prípadoch s nízkofrekvenčnými vibráciami. Pri vystavení tela infrazvuku s úrovňou 110 až 150 dB môže dochádzať k nepríjemným subjektívnym pocitom a funkčným zmenám: poruchy kardiovaskulárneho a dýchacieho systému, centrálneho nervového systému a vestibulárneho analyzátora.

1.3.Vplyv pracovného prostredia na intenzitu práce a využitie pracovného času

Ľudská pracovná činnosť a životné prostredie sa neustále menia v procese zrýchľovania vedecko-technického pokroku a uskutočňovania rozsiahlych sociálno-ekonomických transformácií. Práca zároveň zostáva prvou, základnou a nevyhnutnou podmienkou ľudskej existencie. Rôzne formy pracovnej činnosti sa delia na fyzickú a duševnú prácu.

Fyzickú prácu charakterizuje predovšetkým zvýšená záťaž pohybového aparátu a jeho funkčných systémov (kardiovaskulárny, nervovosvalový, dýchací a pod.), ktoré zabezpečujú jeho činnosť.

Duševná práca spája prácu súvisiacu s prijímaním a spracovaním informácií, ktoré si vyžadujú primárne napätie zmyslového aparátu, pozornosť, pamäť, ako aj aktiváciu myšlienkových procesov, emocionálneho prostredia.

V súčasnosti existuje niekoľko základných foriem práce, ktoré si vyžadujú určitú intenzitu práce a využitie pracovného času.

1. Formy pôrodu, ktoré vyžadujú značnú svalovú energiu.

Intenzívna fyzická práca, ktorá stimuluje rozvoj svalového systému a metabolických procesov, má zároveň množstvo nevýhod. Hlavným je neefektívnosť spojená s nízkou produktivitou práce a nutnosťou prestávok na obnovenie fyzických síl, ktoré tvoria až 50 % pracovného času.

2. Mechanizované formy práce.

Mechanizácia práce umožňuje znížiť povahu svalovej záťaže a skomplikovať akčné programy. Monotónnosť jednoduchých úkonov a malé množstvo súčasne vnímaných informácií však vedie k monotónnosti práce.

3.Formuláre súvisiace s automatizovanou výrobou.

Pri automatizovaných formách práce sa od zamestnanca vyžaduje neustála pripravenosť na akciu a rýchlosť reakcie potrebná na včasné odstránenie vzniknutých problémov.

4. Skupinové formy práce - dopravník, ktorého charakteristickým znakom je rozdelenie všeobecného procesu na konkrétne operácie, prísna postupnosť ich implementácie, automatické zásobovanie dielov na každé pracovisko pomocou dopravného pásu.

Jedným z negatívnych dôsledkov práce na montážnej linke je monotónnosť, ktorá sa prejavuje predčasnou únavou a nervovým vyčerpaním.

5. Formy práce spojené s riadením výrobných procesov a mechanizmov (duševná práca).

Intelektuálna práca spočíva v spracovaní a analýze veľkého množstva rôznych informácií, a preto si vyžaduje mobilizáciu pamäti, pozornosti, napätia zmyslového aparátu a aktiváciu procesov myslenia. Svalové zaťaženie je zanedbateľné.

Intelektuálna práca sa vyznačuje hypokinézou, t.j. výrazné zníženie motorickej aktivity človeka, čo vedie k oslabeniu reaktivity tela a zvýšeniu emočného stresu.

1.4.Návrhy na zlepšenie pracovného prostredia

Na zvýšenie pracovnej kapacity človeka je potrebné vytvoriť pre neho pohodlné podmienky na pracovisku, bez ohľadu na to, akú prácu vykonáva. Napríklad na ochranu osoby pred mechanickými zraneniami je potrebné buď zabrániť jej vstupu do nebezpečných zón, alebo vybudovať špeciálne zariadenia, ktoré chránia osobu pred nebezpečným faktorom.

Na zabezpečenie bezpečnej a spoľahlivej prevádzky zariadenia je veľmi dôležité inštalovať informačné, výstražné, núdzové zariadenia na automatické ovládanie a signalizáciu.

Je veľmi dôležité správne usporiadať pracovisko pre tých, ktorí pracujú na osobných počítačoch. K tomu je potrebné, aby bola miestnosť dostatočne priestranná, dobre vetraná, správne osvetlená. V tmavej a polotmavej miestnosti nemôžete pracovať na počítači.

Okrem toho sa človek, ktorý pracuje na počítači, pohybuje veľmi málo, čo negatívne ovplyvňuje jeho zdravie. V takýchto organizáciách je možné zorganizovať napríklad dvakrát do mesiaca „deň športu“ (návšteva posilňovne, plavárne atď.). Podľa môjho názoru to zamestnanca emocionálne vyloží a udrží fyzickú zdatnosť, čo len pozitívne ovplyvní jeho výkon a efektivitu pri plnení úloh.

Vo výrobe je na ochranu pracovníkov pred škodlivými emisiami a emisiami potrebné inštalovať rôzne filtre na zníženie ich koncentrácií v okolitom ovzduší. Na ochranu pred škodlivými vypúšťaniami hydrosféry sa používajú také metódy ako racionálne umiestnenie zdrojov vypúšťania a organizácia príjmu a odtoku vody; riedenie škodlivých látok vo vodných útvaroch na prijateľné koncentrácie a tiež používanie produktov čistenia odpadových vôd (mechanické, fyzikálno-chemické, biologické metódy).

Je veľmi dôležité naučiť sa chrániť životné prostredie pred odpadom z priemyselných a iných priemyselných odvetví. K tomu je potrebné zaviesť technológie na zber a zneškodňovanie odpadov. Vrátane recyklácie odpadu, ktorá zabezpečí minimálne znečistenie životného prostredia. Najefektívnejšie riešenie problémov ochrany pred priemyselným odpadom je možné pri plošnom zavádzaní nízkoodpadových technológií.

Organizmus je biologický systém biosféry

Každá živá bytosť je organizmu, ktorá sa od neživej prírody líši súborom určitých vlastností vlastných len živej hmote – bunkovej organizácie a metabolizmu.

Z moderného hľadiska je organizmus samoorganizujúci sa energeticko-informačný systém, ktorý prekonáva entropiu (pozri časť 9.2) udržiavaním stavu nestabilnej rovnováhy.

Štúdium vzťahu a interakcie v systéme "organizmus-prostredie" viedlo k pochopeniu, že živé organizmy, ktoré obývajú našu planétu, neexistujú samy osebe. Sú úplne závislí na prostredí a neustále zažívajú jeho účinky. Každý organizmus úspešne prežíva a rozmnožuje sa v špecifickom prostredí charakterizovanom relatívne úzkym rozsahom teplôt, zrážok, pôdnych podmienok atď.

V dôsledku toho časť prírody, ktorá obklopuje živé organizmy a má na ne priamy alebo nepriamy vplyv, je ich biotop. Z nej organizmy prijímajú všetko potrebné pre život a vylučujú do nej produkty látkovej premeny. Biotop každého organizmu sa skladá z mnohých prvkov anorganickej a organickej prírody a prvkov vnesených človekom a jeho výrobnými aktivitami. Zároveň niektoré prvky môžu byť telu čiastočne alebo úplne ľahostajné, iné sú nevyhnutné a iné pôsobia negatívne.

životné podmienky, alebo podmienky existencie, je súbor prvkov prostredia nevyhnutných pre organizmus, s ktorými je v nerozlučnej jednote a bez ktorých nemôže existovať.

Homeostáza - sebaobnova a udržiavanie stálosti vnútorného prostredia organizmu.

Živé organizmy sa vyznačujú pohybom, reaktivitou, rastom, vývojom, rozmnožovaním a dedičnosťou, ako aj adaptáciou. v metabolizme, príp metabolizmus, prebieha v tele množstvo chemických reakcií (napríklad pri dýchaní alebo fotosyntéze).

Organizmy ako baktérie sú schopné vytvárať organické zlúčeniny na úkor anorganických zložiek – zlúčenín dusíka alebo síry. Takýto proces je tzv chemosyntéza.

Metabolizmus v tele prebieha iba za účasti špeciálnych makromolekulárnych proteínových látok - enzýmy pôsobiace ako katalyzátory. Pri regulácii procesu metabolizmu v tele pomáhajú enzýmy vitamíny a hormóny. Spoločne vykonávajú celkovú chemickú koordináciu metabolického procesu. Metabolické procesy prebiehajú po celej ceste individuálneho vývoja organizmu - ontogenézy.

ontogenéza - súbor postupných morfologických, fyziologických a biochemických premien, ktorými telo prechádza počas celého obdobia života.

Habitat organizmu- súbor neustále sa meniacich podmienok jeho života. Suchozemská biota si osvojila tri hlavné biotopy: a pôdu spolu s horninami v blízkopovrchovej časti litosféry.

Živá organická hmota na Zemi, ktorá je mimoriadne aktívnym ohniskom špecifickej energie, sa zároveň vyznačuje výnimočnou rozmanitosťou foriem svojho prejavu.

Rozmanitosť týchto foriem je výsledkom dlhého vývoja organického sveta a jeho prispôsobovania sa geografickému prostrediu, ktoré je premenlivé v čase a priestore.

Organizmus je nerozlučne spätý s prostredím a je nemysliteľný mimo tohto prostredia, už len preto, že jedným z hlavných prejavov života (avšak nie vyčerpávajúce kvalitatívne špecifiká životných procesov) je metabolizmus. Ďalšie znaky živých organizmov: citlivosť, pohyblivosť, rast, vývoj, rozmnožovanie, dedičnosť, premenlivosť. Existencia akéhokoľvek organizmu sa skladá z prijímania a hromadenia hmoty (asimilácia) a vylučovania a výdaja hmoty (disimilácia). Životné prostredie je jediným zdrojom látok, z ktorých telo buduje svoje telo. Mimo metabolizmu sa v tele žiadna látka tvoriť nemôže. Interakcia živých telies s prostredím je nevyhnutnou podmienkou ich zachovania a existencie, na rozdiel od neživých telies, pre ktoré je interakcia s prostredím podmienkou ich zničenia.

Asimilácia je schopnosť živého vnímať, upravovať a pripodobňovať sa k látkam vonkajšieho prostredia. Živočíchy asimilujú najmä látky organickej povahy, rastliny – anorganické. Ale v oboch prípadoch sa v procese asimilácie neživé mení na živé, vonkajšie na vnútorné. Telo sa neustále svojským spôsobom buduje z látok vonkajšieho prostredia.

Disimilácia (rozpad) predstavuje druhú stranu jediného protichodného procesu metabolizmu. Slúži ako zdroj energie, vďaka ktorej prebiehajú biochemické reakcie syntézy (asimilácia) a všetky ostatné prejavy životnej činnosti (pohyb a pod.) a prevládajú dva typy zdrojov energie: biologické oxidačné reakcie, ktoré sú základom dýchania a neoxidačný rozklad hlavne sacharidov, t.j. reakcie fermentačného typu. Dôležitým znakom živej hmoty je, že všetky biochemické reakcie v metabolizme neprebiehajú náhodne, ale v presne definovanom slede, to znamená, že sú časovo usporiadané, spojené do uceleného systému. To zaisťuje v prítomnosti ustávajúceho rozkladu stálosť zloženia a štruktúry organizmu.

Metabolizmus je základom všetkých životných procesov. Spojenie organizmu s prostredím predpokladá súlad organizmu s podmienkami jeho existencie, prispôsobenie (adaptácia) organizmu na prostredie. Toto sa pozoruje všade v prírode a adaptácia pokrýva všetky vlastnosti a charakteristiky organizmov - ich tvar, farbu, fyziologické funkcie, správanie atď. - a pomáha telu čo najlepšie využiť prostredie, zbaviť sa nebezpečenstva, uľahčiť útok na obeť, zabezpečiť len život, ale aj rozmnožovanie.

V dôsledku čoho a ako sa vyvinuli adaptácie organizmov na prostredie? Čo je hybnou príčinou vzniku a zdokonaľovania foriem živočíchov a rastlín, t. j. príčinou rozvoja organického sveta, prechodu jednoduchých foriem na zložitejšie?

Každodenné pozorovania a skúsenosti ukazujú, že počas rozmnožovania sa organizmy rozmnožujú z generácie na generáciu len svojho druhu. Táto biologická zotrvačnosť, vlastnosť potomstva zachovať si vlastnosti svojich rodičov, sa nazýva dedičnosť. Ďalšia vlastnosť organizmu - jeho biologická plasticita, schopnosť meniť sa v porovnaní s rodičmi - sa nazýva variabilita.

Variabilita je výsledkom vplyvu vonkajšieho prostredia, ako aj výsledkom korelácie medzi orgánmi a funkciami tela, v dôsledku čoho zmena v niektorých znamená zmenu v iných. Dedičnosť je definovaná ako vlastnosť živého tela vyžadovať určité podmienky pre svoj život, svoj vývoj a rozhodne reagovať na určité podmienky. Ak organizmus nájde vo svojom prostredí a osvojí si niečo, čo plne vyhovuje jeho požiadavkám, zachová si podobnosť so svojimi rodičmi. Nevýznamné zmeny prostredia, obsiahnuté v niektorých relatívne úzkych hraniciach, nemenia dedičnosť organizmu, pretože nenarúšajú všeobecný charakter metabolizmu. Akákoľvek vážna zmena životných podmienok spôsobená životne dôležitou činnosťou samotného organizmu alebo zmenou prostredia však nevyhnutne znamená zmenu typu metabolizmu. Zároveň, keďže mimo metabolizmu neexistuje život, organizmus musí buď zomrieť, alebo sa prispôsobiť novým podmienkam, teda zmeniť sa v súlade s týmito podmienkami, zmeniť svoju dedičnosť.

Tým, že sa človek uchýlil k obmene organizmov, oddávna využíval premenlivosť aj dedičnosť. Hromadenie a vytváranie určitých vlastností, ktoré si osoba zvolila, u nejakého živočícha alebo rastliny pomocou variability a dedičnosti sa nazýva umelý výber, selekcia alebo selekcia. Pri výbere zohráva veľmi dôležitú úlohu zmena životných podmienok organizmu človeka, zmena typu metabolizmu.

V prirodzenom prostredí samozrejme fungujú rovnaké zákony premenlivosti a dedičnosti, tu však už selekciu neriadi človek, ale boj o existenciu, chápaný v širokom zmysle ako prežitie najsilnejších. Na rozdiel od umelého výberu v prírode, nazývaného prírodný výber, funguje v prospech samotného organizmu (a nie človeka).

Nevyhnutnosť prirodzeného výberu vyplýva z toho, že v prírode sa rodí viac jedincov daného druhu, ako dovoľujú podmienky pre ich život. Je pravda, že veľké množstvo embryí a jedincov zomiera bez ohľadu na stupeň ich adaptácie na životné prostredie (konzumácia kaviáru dravými rybami, smrť semien suchozemských rastlín, ktoré spadli do vody, záplavy, požiare a iné prírodné katastrofy) . Zároveň veľký počet jedincov, ktorí prežili spontánnu smrť, zostáva vystavený mnohým nepriaznivým podmienkam neživej prírody, epidémiám, útokom nepriateľov, sú nútení bojovať o potravu, svetlo, priestor, vodu (najmä so zástupcami ich vlastné druhy, ktoré majú podobné nároky na životné prostredie). ) atď. Za týchto podmienok sú na prežitie predurčené len tie: organizmy, ktoré majú znaky, ktoré dávajú organizmu vo vytvorenej situácii nejakú výhodu pre jeho existenciu a ďalšie rozmnožovanie. V dôsledku variability, dedičnosti a prirodzeného výberu vznikajú v rámci druhu odrody. Postupom času sa charaktery extrémnych odrôd natoľko rozchádzajú, že z týchto odrôd vznikajú nové druhy a prechodné odrody, ktoré sú menej prispôsobené, v dôsledku prirodzeného výberu odumierajú.

Vývoj organického sveta má teda adaptačný charakter. Rozmanitosť foriem živých bytostí je rôznymi formami adaptácie, ale adaptácia je relatívna, dočasná a má význam iba v určitej životnej situácii. Situácia sa mení – bývalá prispôsobivosť stráca zmysel.

Organizmus sám o sebe nemá žiadnu zvláštnu túžbu po účelnej zmene. Účelnosť v stavbe, funkciách a správaní organizmu je historickým výsledkom dlhodobého prirodzeného výberu a vôbec nie pôvodnou vlastnosťou živej hmoty.

Adaptácia organizmu na prostredie sa najzreteľnejšie prejavuje v oblasti, v ktorej zvyčajne žije. Prenesený do iného prostredia sa mu organizmus dokáže prispôsobiť, ale miera a charakter tohto prispôsobenia do značnej miery závisí od biologickej plasticity organizmu. Niektoré organizmy v novom prostredí hynú, iné žijú a rozmnožujú sa, iné žijú, ale nerozmnožujú sa, čo prakticky znamená, že druh, ku ktorému tento jedinec patrí, je v novom prostredí odsúdený na smrť, keďže jedinec nezanechá potomka. Niektoré organizmy žijú udržiavaním starých návykov, iné tieto návyky menia. Napríklad austrálska labuť čierna hniezdi vo svojej domovine v novembri až decembri a v zoologických záhradách južnej Ukrajiny v marci až apríli, teda v oboch prípadoch na jar, ale v rôznych mesiacoch roka, v súlade s vyhláškou č. priebeh klimatických procesov na severnej a južnej pologuli.

Náuku o prirodzenom výbere možno uplatniť len v biológii. Nie je to univerzálna metodológia vedy, nedá sa preniesť do ľudskej spoločnosti a zákonitostí rozvoja tejto spoločnosti.

INTERAKCIA ŽIVÉHO ORGANIZMU A ŽIVOTNÉHO PROSTREDIA

Na Zemi sú organizmy veľmi rozmanité. Medzi rastlinami nájdete aj mikroskopické riasy, ktorých život je veľmi krátky, drobné jednoročné kvitnúce rastliny, väčšie trváce kvitnúce rastliny, obrovské prastaré sekvoje. Najmenšie kôrovce obývajúce vodný stĺpec, medúzy, hviezdice, mäkkýše, chrobáky, jašterice, žaby, vrabce, jastraby, vlci, jelene, byvoly, veľryby - to nie je úplný zoznam rôznych predstaviteľov živočíšneho sveta. Rastliny a živočíchy sú veľmi úzko prepojené a navzájom určujú optimálnu existenciu. Živé organizmy, ktoré obývajú našu planétu, sú však úzko späté so svojím prostredím. Štúdium systému týchto vzájomných vzťahov a závislostí je tiež výsadou bioekológie.

Habitat Organizmus je súbor abiotických a biotických podmienok jeho života. Vlastnosti prostredia sú veľmi rôznorodé a neustále sa menia. Preto sú živé organizmy nútené prispôsobiť sa týmto meniacim sa podmienkam, aby si zabezpečili optimálnu existenciu. Proces prispôsobovania sa živých organizmov podmienkam prostredia je tzv prispôsobenie.

Existujú štyri hlavné biotopy pre živé organizmy:

• - voda;
• - prostredie zem-vzduch;
• - pôda;
• - prostredie tvorené samotnými živými organizmami.

voda -- prvý biotop obývaný živými organizmami. Žije v ňom veľa živých organizmov, ktoré prijímajú všetky látky potrebné pre život: potravu, vodu, kyslík. Všetky živé organizmy obývajúce vodné prostredie sa nazývajú „hydrobionty“. Bez ohľadu na to, ako vysoko organizované sú tieto živé organizmy, všetky sú nútené prispôsobiť sa charakteristikám života vo vodnom prostredí. Tieto vlastnosti sú určené fyzikálnymi a chemickými vlastnosťami vody.

JE TO ZAUJÍMAVÉ! Vo vodnom stĺpci je neustále veľké množstvo najmenších predstaviteľov rastlín a živočíchov, ktorí vedú život v suspenzii. Ich schopnosť stúpať je zabezpečená nielen fyzikálnymi vlastnosťami vody, ktorá má vztlakovú silu, ale aj špeciálnymi úpravami samotných organizmov. Napríklad početné výrastky a prívesky, ktoré výrazne zväčšujú povrch tela vzhľadom na jeho hmotu a následne zvyšujú trenie o okolitú tekutinu. Ďalším príkladom sú medúzy. O ich schopnosti udržať sa vo vodnom stĺpci rozhoduje nielen charakteristický tvar tela, pripomínajúci padák. Telo medúzy tvorí 98 % vody, takže hustota tela medúzy je veľmi Zavrieť na hustotu vody.

Zvieratá sa prispôsobili pohybu vo vode rôznymi spôsobmi. Aktívni plavci (ryby, delfíny atď.) majú charakteristický aerodynamický tvar tela a končatiny podobné plutvám. Ich rýchle plávanie uľahčujú aj vlastnosti vonkajšieho obalu tela a prítomnosť špeciálneho lubrikantu – slizu, ktorý znižuje trenie tela o vodu.

U niektorých vodných chrobákov sa odpadový vzduch uvoľnený zo špirálok zadržiava medzi telom a elytrou v dôsledku prítomnosti chĺpkov, ktoré nie sú zmáčané vodou. Pomocou takéhoto zariadenia vodný hmyz rýchlo stúpa na hladinu vody, kde uvoľňuje vzduch do atmosféry.

Voda má vlastnosť akumulovať a zadržiavať teplo (tepelnú kapacitu). Z tohto dôvodu nedochádza vo vode k prudkým teplotným výkyvom, ktoré sú typické pre súš.

Jednou z najdôležitejších vlastností vody je schopnosť rozpúšťať ďalšie látky, ktoré môžu vodné organizmy využiť na dýchanie a výživu. V prvom rade vodné organizmy potrebujú kyslík.

JE TO ZAUJÍMAVÉ! Dýchanie vodných organizmov sa môže uskutočňovať tak celým povrchom tela, ako aj špeciálnymi orgánmi - žiabrami. Pre správne dýchanie je potrebné, aby v blízkosti tela zvieraťa prebiehala neustála obnova vody, čo sa dosahuje rôznymi pohybmi samotného zvieraťa. Suspendovaný stav malých častíc a ich transport pohybujúcou sa vodou určujú stravovacie návyky mnohých zvierat, ktorých potravné orgány sú usporiadané podľa princípu sita. Aby sa odfiltrovalo dostatočné množstvo čiastočiek potravy, cez toto sito musí prejsť veľmi veľké množstvo vody. Pre mnohé vodné organizmy je nevyhnutný neustály prísun novej porcie vody, z ktorej budú prijímať ďalšiu porciu potravy. To môže byť zabezpečené pohybom samotného zvieraťa alebo špeciálnymi zariadeniami, ako sú kmitajúce mihalnice alebo chápadlá, ktoré vytvárajú vírivku v blízkosti tlamy zvieraťa a vháňajú do nej častice potravy.

Soľné zloženie vody je pre život veľmi dôležité. Pre mnohé organizmy je obzvlášť dôležitá prítomnosť vápenatých iónov vo vode, ktorú potrebujú kôrovce a mäkkýše na stavbu ulity.

prostredie zem-vzduch, osvojený v priebehu evolúcie neskôr ako voda, je z hľadiska biotopových podmienok zložitejší a rôznorodejší, čo vedie k vyššej úrovni morfofyziologickej organizácie živých organizmov, ktoré ho obývajú.

Najdôležitejším faktorom v živote tu žijúcich organizmov sú vlastnosti a zloženie okolitých vzdušných hmôt. Hustota vzduchu je oveľa nižšia ako hustota vody, preto sú u suchozemských organizmov vysoko vyvinuté podporné tkanivá - vnútorná a vonkajšia kostra.

Vzduchové hmoty sa vyznačujú aj obrovským objemom a sú neustále v pohybe, teplota vzduchu sa môže meniť veľmi rýchlo a na veľkých priestoroch. Preto majú organizmy žijúce na súši početné prispôsobenia, aby odolali prudkým teplotným výkyvom alebo sa im úplne vyhli. Pozoruhodnou adaptáciou je rozvoj teplokrvnosti.

JE TO ZAUJÍMAVÉ! Vo všeobecnosti je prostredie zem-vzduch rozmanitejšie ako voda; životné podmienky sa tu veľmi líšia v čase a priestore. Tieto zmeny sú badateľné aj vo vzdialenosti niekoľkých desiatok metrov, napr.: na rozhraní lesa a poľa, v rôznych výškach v horách, dokonca aj na rôznych svahoch malých kopcov. Zároveň sú tu poklesy tlaku menej výrazné, no často je tu nedostatok vlahy. Preto si suchozemskí obyvatelia vyvinuli úpravy spojené s poskytovaním vody telu, najmä v suchých podmienkach. V rastlinách je to silný koreňový systém, vodotesná vrstva na povrchu listov a stoniek a schopnosť regulovať odparovanie vody cez prieduchy. U zvierat sú to okrem štrukturálnych znakov vonkajšej vrstvy aj behaviorálne znaky, ktoré prispievajú k udržaniu vodnej rovnováhy, napríklad migrácia na napájadlá.

Veľký význam pre život suchozemských organizmov má zloženie ovzdušia (79 % dusíka, 21 % kyslíka a 0,03 % oxidu uhličitého), ktoré poskytuje chemický základ života. Oxid uhličitý je najdôležitejším zdrojom suroviny pre fotosyntézu. Vzduchový dusík je nevyhnutný pre syntézu bielkovín a nukleových kyselín.

Pôda ako biotop - horná vrstva pôdy tvorená minerálnymi časticami spracovanými v dôsledku intenzívnej činnosti živých organizmov, ktoré žijú v pôde. Pôda je dôležitou a veľmi zložitou zložkou biosféry, ktorá úzko súvisí s jej ostatnými časťami. Pôda ako biotop je neobvykle prispôsobená pre život mnohých živých organizmov. Je to kvôli špecifickým vlastnostiam, ktoré má. V pôde sa vyrovnávajú teplotné výkyvy, je bohatá na živiny. Medzi časticami pôdy sú početné dutiny, ktoré môžu byť naplnené vodou alebo vzduchom. Preto je pôda obývaná vodnými aj vzduchom dýchajúcimi organizmami. Ďalšou vlastnosťou pôdy je, že aj v malej hĺbke je úplne tmavá. Navyše, keď klesá do pôdy, znižuje sa v nej obsah kyslíka a zvyšuje sa oxid uhličitý. Preto môžu v značnej hĺbke žiť iba anaeróbne baktérie, zatiaľ čo v horných vrstvách pôdy sa okrem baktérií nachádzajú aj huby, prvoky, červy, článkonožce a dokonca aj veľké živočíchy, ktoré si robia chodby a budujú si v pôde úkryty a obydlia. nachádza v hojnosti.

Vplyv prostredia vnímajú organizmy prostredníctvom faktorov prostredia, ktoré sa nazývajú environmentálne.

Enviromentálne faktory -- Ide o určité podmienky a prvky prostredia, ktoré majú špecifický vplyv na živé organizmy. Všetky faktory životného prostredia sa zvyčajne delia do troch veľkých skupín: abiotické, biotické a antropogénne.

Biotické faktory- sú to všetky druhy vplyvu živých organizmov na seba (napríklad opeľovanie hmyzom rastlín, jedenie niektorými živými organizmami iných a oveľa viac). Biotické vzťahy sú mimoriadne zložité a idiosynkratické a môžu byť aj priame alebo nepriame.

V moderných podmienkach nie je účinok environmentálnych faktorov často určený prírodným prostredím, ale zmenami, ktoré v ňom vykonal človek. Preto je zvykom vyčleniť iný typ faktorov - antropogénne.

Antropogénne faktory -- ide o také formy ľudskej činnosti, ktoré ovplyvňujú životné prostredie, menia životné podmienky živých organizmov, prípadne priamo ovplyvňujú jednotlivé druhy rastlín a živočíchov. Ľudské aktivity môžu mať priamy aj nepriamy vplyv na prírodu. Priamy vplyv zahŕňa vyhladzovanie, rozmnožovanie a osídľovanie človekom tak jednotlivých druhov živočíchov a rastlín, ako aj celých spoločenstiev. Nepriamy vplyv nastáva v dôsledku zmien v biotopoch organizmov: podnebie, režim toku rieky, orba povrchovej vrstvy pôdy atď.

Jedným z najdôležitejších antropogénnych faktorov je znečistenie životného prostredia. V súčasnosti vplyv človeka na prírodu do značnej miery stratil lokálny charakter a má globálne rozšírenie. Tento vplyv v čoraz väčšej miere negatívne ovplyvňuje vývoj flóry a fauny, čistotu ovzdušia a kvalitu prírodných vôd atď.

JE TO ZAUJÍMAVÉ! Živé organizmy sú nielen ovplyvňované svojím prostredím, ale aj aktívne ovplyvňujú svoje prostredie. V dôsledku ich životnej činnosti sa môžu výrazne zmeniť fyzikálne a chemické vlastnosti prostredia (plynové zloženie vzduchu a vody, štruktúra a vlastnosti pôdy, dokonca aj klíma oblasti).

Najjednoduchším vplyvom života na životné prostredie je mechanické pôsobenie. Budovanie otvorov, kladenie priechodov, zvieratá výrazne menia vlastnosti pôdy. Pôda sa mení a pod vplyvom koreňov rastlín sa stáva silnejšou, stáva sa menej náchylnou na ničenie vodnými prúdmi alebo vetrom. Známa stavebná činnosť bobrov spôsobuje vážne zmeny vo vodnom režime riek, na ktorých stavajú svoje hrádze. V dôsledku toho to vedie k zmene flóry a fauny tých povodí, kde žijú. Schopnosť bylinožravých rýb (napr. tolstolobik či amur) čistiť vodné toky od húštin vodnej vegetácie, ktorou sa aktívne živia, človek zároveň využíva v boji proti zarastaniu rôznych vodných stavieb.

Malé kôrovce žijúce vo vodnom stĺpci, larvy hmyzu, mäkkýše, mnohé ryby majú zvláštny druh potravy nazývaný filtrácia. Tieto zvieratá neustále prechádzajú vodou cez ústny aparát a neustále z neho vytláčajú čiastočky potravy obsiahnuté v tuhých suspenziách. Takáto činnosť výrazne ovplyvňuje kvalitu prírodných hmôt: zvieratá neustále čistia, ako obrie filtre. prostredie organizmus biotická rastlina

Veľký význam má aj fyzikálno-chemický vplyv živých organizmov na životné prostredie. Najdôležitejšie sú tu zelené rastliny, vďaka ktorým vzniká chemické zloženie atmosféry ako výsledok procesu fotosyntézy. Fotosyntéza je hlavným dodávateľom kyslíka do atmosféry, čím zabezpečuje život obrovskému množstvu pozemských obyvateľov, vrátane človeka samotného.

Rastliny absorbovaním a odparovaním vody ovplyvňujú aj vodný režim svojho biotopu. Prítomnosť vegetácie prispieva k neustálemu zvlhčovaniu vzduchu. Okrem toho vegetačný kryt zmierňuje denné výkyvy teplôt v blízkosti zemského povrchu, ako aj kolísanie vlhkosti a vetra a priaznivo pôsobí na štruktúru a chemické zloženie pôd. To všetko vytvára určitú mikroklímu, ktorá podporuje rozvoj iných organizmov.

Tvorba plynov ako dusík, oxid uhličitý, amoniak do značnej miery závisí od aktivít obyvateľov našej planéty. Živá hmota mení aj fyzikálne vlastnosti prostredia: jeho tepelné, elektrické a mechanické vlastnosti.

Žiadny živý organizmus si nemožno predstaviť mimo prostredia a mimo interakcie s ním. Z prostredia telo dostáva živiny a kyslík a dáva doň konečné produkty metabolizmu. Prostredie naň pôsobí množstvom faktorov: žiarivá energia (svetlo, ultrafialové, rádioaktívne), elektromagnetické polia, atmosférický a hydrostatický (pre vodný životný štýl) tlak, teplota a rôzne chemikálie. Nevyhnutne zahŕňa interakciu s inými živými organizmami.

Telo nepretržite prijíma informácie z okolia, na ktoré reaguje vo forme odpovedí: pohyby, reč (u zvierat - vydávanie určitých zvukov, mimika, jedenie potravy atď. Živý organizmus teda nepretržite prechádza cez seba nie len látky a energie, ale aj tok informácií.

Informácie sú vnímané špeciálnym receptorovým aparátom – zmyslovými orgánmi, následne prenášané do centrálneho nervového systému, kde je signál „rozpoznaný“ a vzniká odpoveď. Informácie prechádzajú komunikačnými kanálmi buď vo forme elektrických impulzov pozdĺž nervových vlákien jedným alebo druhým smerom (nervové spojenie), alebo pomocou chemikálií cez krvný obeh (humorálne spojenie). V tomto prípade je nervové spojenie jasne nasmerované do určitej oblasti (centra) nervového systému alebo orgánu a humorálne spojenie je viac zovšeobecnené, to znamená, že nie je zamerané na jeden cieľ, ale na niekoľko naraz. Schopnosť vnímania rôznych receptorov a priepustnosť komunikačných kanálov nie sú rovnaké, preto je aj tok informácií prijatých receptorom, prenášaných z neho do centra a uložených v pamäti, odlišný.

Množstvo informácií sa zvyčajne meria v binárnych znakoch – bitoch. U ľudí je tok informácií cez zrakový receptor 10 8 -10 9 bit/s. Nervové dráhy prechádzajú 2 x 106 bps. Približne 50 bps dosiahne vedomie a iba 1 bps sa pevne uchová v pamäti. Počas 80 rokov života si teda pamäť uchováva informácie rádovo 10 9 bitov. Následne mozog nevyhodnocuje všetky, ale tie najdôležitejšie informácie. Na ceste k nemu sa všetko nepodstatné eliminuje, odfiltruje.

Informácie prijaté z prostredia určujú prácu funkčných systémov tela a správanie človeka alebo zvieraťa, regulujú ich: posilňujú alebo oslabujú.

Na kontrolu správania človeka a činnosti jeho funkčných systémov (teda výstupných informácií pochádzajúcich z mozgu) stačí pri prepojení programov obsiahnutých v pamäti asi 10 7 bitov/s.

Životná aktivita organizmu je regulovaná predovšetkým na subcelulárnej a molekulárnej úrovni. Ide o chemickú autoreguláciu metabolických reakcií. Rieši lokálne problémy a je základom všetkých typov regulácií. Uskutočňuje sa zmenou koncentrácií metabolitov, zvýšením alebo znížením aktivity a kvantitatívneho obsahu enzýmov, t.j. zvýšením alebo inhibíciou ich syntézy, štrukturálnych zmien v nich a iných funkčných proteínov. Ale regulácia sa vyskytuje aj na vyšších úrovniach: bunka ako celok, tkanivo, orgán, funkčný systém, organizmus. Čím vyššie sú riadiace výstupné signály prenášané, tým sú všeobecnejšie. U ľudí a zvierat je najvyšším centrom, ktoré riadi autonómne funkcie (krvný obeh, dýchanie, pohyb, sekrécia hormónov atď.), hypotalamus, nachádzajúci sa v spodnej časti medzimozgového svalu, ktorý má spojenie so systémom žliaz s vnútornou sekréciou, inými časti mozgu a centrum vedomia – jeho kôra. Prichádzajúce signály môžu, ale nemusia byť vedomé. Kontrolné reakcie na nevedomé signály prostredia môže vykonávať hypotalamus bez účasti vyššej časti mozgu - jeho kôry.

V normálnych, pre telo obvyklých podmienkach prostredia je s ním v stave rovnováhy. Udržuje stálosť tak úrovne aktivity funkčných systémov, ako aj zloženia svojho vnútorného prostredia. Podmienky prostredia sa však môžu zmeniť v nepriaznivom smere pre telo. Tieto zmeny sa často vyskytujú veľmi rýchlo a niekedy prinášajú znepokojivé informácie. Ale telo nie je vždy schopné okamžite sa naladiť tak, aby vydržalo nové podmienky bez výraznej ujmy. Takže telo vo výške, kde sa znižuje parciálny tlak kyslíka a oxidu uhličitého, pod vplyvom prijatých informácií prestavuje svoju funkčnú aktivitu na zmenené úrovne: frekvencia a minútový objem dýchania, zvýšenie srdcovej frekvencie, objem cirkulujúcej krvi sa zvyšuje, ale stupeň nasýtenia arteriálnej krvi kyslíkom rovnako klesá.

Vplyv nízkeho barometrického tlaku na niektoré funkcie ľudského tela

Tlak, kPa	Výška nad hladinou mora,	Parciálny tlak v alveolárnom vzduchu, kPa		Frekvencia za 1 min		Minútový dychový objem, l/min	Objem cirkulujúcej krvi, ml/kg	Nasýtenie arteriálnej krvi kyslíkom,%
					tep srdca

Ak sa človek prvýkrát dostal do hôr a nie je na takéto podmienky pripravený, môže sa u neho prejaviť horská choroba z nedostatku kyslíka (hypoxia) a zvýšeného návratu oxidu uhličitého, ktorý vzrušuje dýchacie centrum (hypokapnia). Najprv sa objaví celková slabosť, bolesť hlavy, narušené vnímanie chutí a vôní (napríklad sa začne zdať, že klobása páchne ako ryba a chlieb je horký), psychika je na depresii, potom sa pridajú sluchové a zrakové halucinácie, a človek stráca vedomie. Dýchanie sa buď zastaví, potom (ako sa oxid uhličitý hromadí v krvi) sa obnoví, potom sa (v dôsledku odstránenia CO 2 z krvi) opäť zastaví atď. Ak človeku nepodajú kyslíkový prístroj alebo ho znížia na nižšiu úroveň, môže zomrieť. Tak to bolo napríklad v minulom storočí s posádkou francúzskeho balóna „Zenith“, vyneseného do veľkej výšky, v dôsledku čoho zomreli všetci traja ľudia, ktorí boli v gondole. Tragicky sa skončil aj výstup horolezcov zahraničného tímu, ktorí sa v nadmorskej výške 6000 m bez kyslíkových prístrojov ocitli nečakanou zmenou počasia v podmienkach barometrického minima cyklóny zodpovedajúcej nadmorskej výške viac ako 10 000 m.

To znamená, že telo sa musí postupne adaptovať na pobyt vo výškach, na podmienky hypoxie, keďže núdzová adaptácia organizmu, ktorý nie je pripravený na pobyt v hypoxických podmienkach, nie je úplná a pri veľkej sile vplyvu prostredia je nedostatočná. V dnešnej dobe sa nejeden horolezec vydá na výstup bez predbežnej horskej aklimatizácie.

Uveďme príklad pôsobenia vysokých a nízkych teplôt. Životné procesy sú možné len v prísne obmedzenom rozsahu telesnej teploty, napríklad u opíc je to od 13-14 do 43-45°C. Teploty nad a pod týmito hranicami sú nezlučiteľné so životom. Ale aj v rámci prípustného rozsahu telesnej teploty v tele je možné množstvo nepriaznivých zmien. Kinetická energia atómov a molekúl tela závisí od telesnej teploty. Ak je príliš vysoká (pri vysokých teplotách) alebo príliš nízka (pri nízkych teplotách), nepriaznivo ovplyvní metabolizmus, rýchlosť, akou prebiehajú životné procesy, a bunkové štruktúry, od ktorých závisí život. Faktom je, že všetky enzýmy tela majú určité teplotné optimum pôsobenia, pri ktorom vykazujú najväčšiu aktivitu. Toto optimum je blízko telesnej teploty. Pri odchýlke teploty od optima (v oboch smeroch) aktivita enzýmov klesá. S posunmi telesnej teploty sa menia vyššie štruktúry proteínov a RNA. Nízke teploty teda vedú k narušeniu terciárnych a kvartérnych štruktúr mnohých proteínov. Ak ide o proteín-enzým, potom je jeho aktivita znížená. Vysoké teploty ovplyvňujú tRNA tak, že strácajú schopnosť pripájať a transportovať aminokyseliny potrebné na syntézu bielkovín. Vplyvom teplotných zmien dochádza aj k narušeniu interakcie hormónov s proteínmi tkanivových receptorov a následne k hormonálnej regulácii funkcií tela a jeho metabolizmu.

Prirodzene, všetky tieto zmeny vedú k porušeniu množstva funkcií tela. V procese metabolizmu v akomkoľvek organizme vzniká teplo. Jeho zdrojom je ATP (pozri schému 1), ak sa hydrolyticky štiepi bez premeny svojej chemickej energie na energiu akejkoľvek fyziologickej práce (pohyb, elektrofyziologické procesy, osmotická práca a pod.). Ale nie všetky organizmy dokážu toto teplo uchovávať udržiavaním konštantnej telesnej teploty. Túto schopnosť majú iba vtáky a cicavce (zvieratá a prirodzene aj ľudia). Nazývajú sa homoiotermné organizmy. Telesná teplota bezstavovcov, rýb, obojživelníkov a plazov závisí od teploty okolia a takmer sa jej rovná. Ide o poikilotermné organizmy. Tepelné optimum, v ktorom jedinec vedie aktívny život, je preto u homoiotermov oveľa širšie ako u poikilotermov, hoci hranice prežitia v podmienkach teplotného maxima a minima pesima sú takmer rovnaké (obr. 3).

Pri nízkych teplotách (ale zlučiteľných so životom) poikilotermné zvieratá hibernujú alebo sú extrémne neaktívne. Napríklad mucha tse-tse pri teplote okolia 21 0 C aktívne lieta, od 20 do 14 0 C vzlietne len vtedy, keď ju niečo vyruší, pri 10 0 C môže len behať a pri 8 0 C resp. pod ním je nehybný. Poikilotermy, ktoré nedokážu regulovať svoju telesnú teplotu a udržiavať ju na konštantnej úrovni, sa aktívne snažia vyhýbať extrémnym teplotám pri zmene tepelných podmienok. Napríklad ryby žijúce v pobrežnej zóne tropických morí sa pri odlive, keď je voda veľmi teplá, dostávajú do hlbších miest, kde je voda chladnejšia a ryby mrazivých riek v zime plávajú aj do hlbín, kde voda je teplejšia ako tam, kde prichádza do kontaktu s ľadom. Obojživelníky a plazy sa v chladnom období vyhrievajú na slnku a v horúcom období sa schovávajú v tieni alebo sa ukrývajú v norách. Napokon aj to, že sú blízko seba, pomáha pri poikilotermách udržiavať určitú telesnú teplotu. V lete sú včely v úli od seba a zároveň priestor vetrajú krídelkami, čo prispieva k lepšiemu odparovaniu vlhkosti a ochladzovaniu. V zime sa zhromažďujú a vytvárajú hustú hmotu, čím obmedzujú návrat ich tepla. Podľa japonských výskumníkov sa teplota v úli udržiava na úrovni 18-22 0 C pri vonkajšej teplote 11 až -7 °C. To všetko pomáha vyhnúť sa škodlivému pôsobeniu tepelného faktora, ale neznižuje citlivosť zvierat naň.

Iná vec sú homoiotermné organizmy, ktoré majú popri silných možnostiach výroby tepla aj veľmi dokonalý systém termoregulácie. K tvorbe tepla v nich, podobne ako u všetkých živočíchov, dochádza v dôsledku oxidačných procesov a štiepenia ATP a jeho uvoľňovanie prebieha tromi spôsobmi: konvekciou, t.j. vedením z teplejšieho organizmu do chladnejšieho prostredia (30 %), žiarením. (45 %) a odparovanie vody, ktoré prispieva k chladeniu (25 %). Súčasne sa 82% tepla uvoľňuje cez kožu, 13% - cez dýchacie orgány, 1,3% - s močom a výkalmi, 3,7% ide na zahriatie zjedeného jedla a vypitej vody. So zvýšením vonkajšej teploty sa produkcia tepla znižuje a prenos tepla sa zvyšuje; pri jeho znižovaní sa zvyšuje produkcia tepla a znižuje sa prenos tepla. Toto je hlavný rozdiel medzi homoiotermickými a poikilotermickými: so zvýšením vonkajšej teploty sa rýchlosť jej metabolizmu zvyšuje a keď sa znižuje, prudko klesá.

Udržiavanie konštantnej telesnej teploty pri homoiotermii prebieha tak na úrovni orgánov, ako aj na úrovni subcelulárnej – molekulárnej. Regulácia prenosu tepla vedením a sálaním je založená na zmenách prekrvenia kože. Pri vysokých vonkajších teplotách sa cievy vnútorných orgánov zužujú a kožné sa rozširujú, čo zvyšuje prenos tepla; pri nízkych teplotách - naopak a prenos tepla sa výrazne zníži. Uvoľňovanie tepla vyparovaním zabezpečuje potenie, keďže odparovaním potu sa telo ochladzuje. Odparením 1 g potu sa z tela odoberie asi 2,0 kJ tepla. So zvýšením vonkajšej teploty sa potenie prudko zvyšuje: až na 0,5 - 1,0 l / h, t.j. dosahuje 24 l / deň. U zvierat, ktoré nemajú potné žľazy (napríklad u psov), je miestom odparovania vlhkosti sliznica jazyka a ústnej dutiny. Každý vie, že pes počas horúčavy otvára tlamu, vyplazuje jazyk a rýchlo dýcha: namiesto vyparovania potu sa vyparujú sliny.

Všetky tieto mechanizmy prenosu tepla sú regulované centrálnym nervovým systémom – tepelným centrom umiestneným v hypotalame. Ak je mozog prerezaný pod hypotalamom, potom sa homoiotermné zviera stane poikilotermickým. Tepelné centrum pozostáva z dvoch centier: výroby tepla a odovzdávania tepla. Podráždenie prvého vedie k zvýšeniu teploty, zvýšeniu výmeny plynov, zúženiu kožných ciev a zimnici, čo zvyšuje tvorbu tepla vo svaloch; podráždenie druhého - na dýchavičnosť, potenie, rozšírenie kožných ciev a pokles telesnej teploty. K excitácii oboch centier dochádza reflexne: v dôsledku signálov z kožných receptorov - termosenzitívnych nervových zakončení, ako aj chemicky: pri transporte hormónov a niektorých ďalších chemikálií krvou.

Napriek všetkým mechanizmom termoregulácie, ktoré sú homoiotermám vlastné, však náhle a výrazné zmeny teploty prostredia môžu byť pre organizmus katastrofálne. Pri vysokých teplotách sa prenos tepla konvekciou výrazne znižuje. Už pri 30 0 C je to ťažké a pri teplotách nad 37 0 C nemožné. V podmienkach vysokej vlhkosti je tiež náročný prenos tepla odparovaním potu. Pri rovnakej vonkajšej teplote vo vlhkom podnebí subtrópov a trópov telo znáša vysokú teplotu prostredia ťažšie ako v suchu (napríklad v Strednej Ázii či Egypte). V parnom kúpeli, kde vlhkosť dosahuje 90 – 97 %, človek len ťažko znesie teplotu 45 – 50 °C a v saune, kde je suchý vzduch, pri 100 až 120 0 C pociťuje rozkoš. Dlhodobé vystavenie vysokým teplotám s nedostatočným prenosom tepla vedie k prehriatiu organizmu, zvýšeniu telesnej teploty nad 40 °C, zvýšeniu slabosti, narušeniu činnosti srdca a centrálneho nervového systému, zhrubnutiu a prudkému zvýšeniu viskozity krvi (v dôsledku k veľkému návratu vody telom), strata vedomia, kŕče. Ak neposkytnete naliehavú pomoc, človek môže zomrieť na úpal.

Krátkodobé pôsobenie chladu (napríklad utieranie tela snehom, ponorenie sa do ľadovej diery po horúcom kúpeli, „zimné kúpanie“), ako aj vysokej teploty nespôsobuje poruchy termoregulácie a je nielen užitočné, ale aj príjemné. Pri dlhšom pôsobení chladu, ktoré nie je kompenzované zvýšením tvorby tepla a znížením prenosu tepla, však dochádza k podchladeniu tela, znižuje sa telesná teplota – a telo zamrzne.

S poklesom telesnej teploty na 31 -27 0 C, zvýšením príjmu kyslíka a metabolizmu sa pozoruje silné chvenie. Keď teplota klesne pod 19-20 °C, príjem kyslíka sa postupne znižuje, metabolizmus sa znižuje, triaška sa zastaví, reakcia na bolesť zmizne, dýchanie sa oslabí, vedomie sa stráca. Pri takýchto stupňoch ochladenia sa homoiotermný organizmus stáva poikilotermickým, jeho teplota už závisí od teploty okolia a keď klesne pod 0 0 C, zamrzne. Ak k zmrazeniu dochádza pomaly a postupne, môže byť reverzibilné, ale rýchle zmrazenie je vždy nezvratné, pretože v bunkách sa tvoria ľadové kryštály, ktoré ničia bunkové štruktúry. Zároveň ani veľmi výrazné zníženie telesnej teploty, uskutočnené opatrne v klinickom prostredí, nepredstavuje smrteľné nebezpečenstvo a v súčasnosti sa praktizuje pri chirurgických operáciách na srdci, keď sa musí zastaviť krvný obeh. Odolnosť organizmu voči teplotným vplyvom, rozširovanie optimálnej teplotnej zóny, ako aj zvyšovanie odolnosti organizmu voči hypoxii je možné dosiahnuť postupným prispôsobovaním sa zmenám teplotných podmienok.

Pre telo môže byť nepriaznivá aj nadmerná (príliš intenzívna alebo dlhotrvajúca) svalová aktivita. Každý pozná príklad aténskeho bojovníka, ktorého veliteľ Miltiades poslal z maratónskeho bojiska do Atén, aby mu oznámil víťazstvo nad Peržanmi. Bojovník prebehol 42 km 195 m, v mestskej agore sa mu podarilo povedať: „Vyhrali sme“ - a padol mŕtvy. A koľko tragických udalostí sa deje v každodennom živote! Jeden muž v strednom veku bežal pre transport, aby nastúpil do električky alebo autobusu, v polovici cesty sa „zadusil“, dýchavičnosť a slabosť, ktorá sa objavila, ho prinútili zastaviť alebo urobiť pokojný krok a ďalší pri behu upadol s infarktom myokardu. . Alebo človek zdvihol ťažkú ​​váhu, preťažil sa a mal akútne rozšírenie srdca a narušený krvný obeh. A trénovaný športovec zabehne maratónsku vzdialenosť bez toho, aby v cieli padol mŕtvy a počas behu vyvinie rýchlosť, ktorá je pre nešportovcov nedostupná, a zdvíha ťažké váhy, ktoré netrénované telo nedokáže. Faktom je, že intenzívna alebo dlhotrvajúca svalová aktivita je sprevádzaná prudkým zvýšením spotreby energie. Ak človek v stave pokoja na lôžku vydá 0,067 kJ/s, potom pri maratónskom behu - 1,0 a pri behu na 100 m - 10,0 kJ/s. Prirodzene si to vyžaduje veľmi veľký výdaj zdrojov energie a zvýšenie absorpcie kyslíka potrebného na ich oxidáciu a výrazné zvýšenie srdcovej činnosti na transport kyslíka, ktorý sa dostal do tela z pľúc do svalov. Stupeň zvýšenia týchto fyziologických parametrov, ktorými disponuje trénovaný športovec, nezvládne človek, ktorý nie je správne fyzicky pripravený. To znamená, že telo sa môže (a malo by) adaptovať na intenzívnu alebo dlhotrvajúcu svalovú aktivitu, ale s pomocou vhodného tréningu.

Pri stretnutí s patogénnymi mikróbmi jeden človek neochorie, druhý ochorie, ale trpí chorobou buď mierne alebo v ťažkej forme a tretí na ňu zomrie. Čo určuje odolnosť tela voči infekciám? Na túto otázku odpovedá aktívne sa rozvíjajúci odbor medicíny – imunológia. Základom imunity sú protilátky syntetizované telom - špeciálne bielkoviny patriace do skupiny vysokomolekulárnych globulárnych bielkovín - imunoglobulíny. Príčinou ochorenia sú patogénne mikróby alebo ich metabolické produkty – toxíny, ktoré sú bielkovinovej povahy. Protilátky, ktoré sa k nim pripájajú, ich buď zneškodnia, alebo odsúdia na trávenie špeciálnymi bunkami - fagocytmi (t.j. "požierajúcimi" bunkami). Tento proces nie je ani zďaleka jednoduchý. Čo stimuluje tvorbu protilátok? Kde sa vyrábajú? Prečo sú špecifické pre niektoré infekcie a neaktívne voči iným? Prečo napríklad očkovanie proti týfusu alebo kiahňam nevytvára imunitu proti cholere alebo moru?

Tvorbu protilátok stimuluje samotný patogén – mikrób, ktorý má ako všetko živé bielkovinovú povahu. Mikrobiálny a akýkoľvek iný cudzí proteín v imunológii sa nazýva antigén. Imunitné telá (protilátky) sú produkované špecificky namierené proti každému špecifickému antigénu. Ale krv obsahuje určité množstvo nešpecifických protilátok, menej účinných, ale schopných interakcie s rôznymi antigénmi. Ide o nešpecifické krvné imunoglobulíny, ktoré určujú celkovú odolnosť organizmu voči infekciám. Práve táto nešpecifická imunita vysvetľuje, prečo jedna osoba po stretnutí s tou istou infekciou ochorie a choroba prebieha v ťažkej forme, iná ochorie, ale trpí chorobou aj na nohách a tretia neochorie. všetky. Ako sa to dá vysvetliť? Tvorba špecifických protilátok je syntézou nových proteínov, ktoré telo potrebuje len vtedy, keď sa stretne s infekciou, a okrem toho sa nepodieľajú ani na metabolizme, ani na stavbe bunkových štruktúr.

Už vieme, že telo si syntetizuje len tie proteíny, ktorých štruktúra je zakódovaná v bunkovom genóme. V nej sa totiž nedajú zabezpečiť štruktúry protilátok proti všetkým možným pre telo neobvyklým cudzorodým proteínom. Táto problematika „rozpoznávania“ antigénov a syntézy špecifických protilátok proti nim je jednou z najnaliehavejších a „horúcejších“ otázok v imunológii a vrátime sa k nej neskôr. Zatiaľ konštatujeme, že na odolnosť voči infekciám existuje špecifická a nešpecifická imunita v závislosti od produkcie špecifických a nešpecifických imunoglobulínov. Môže sa zvýšiť v dôsledku infekčnej choroby alebo oslabiť pod vplyvom škodlivých environmentálnych faktorov; dá sa získať aj umelo očkovaním, teda zavedením bielkoviny usmrtených mikróbov (vakcíny), ktorá nespôsobuje ochorenie, ale vedie k tvorbe špecifických protilátok.