Биология Щербатюк экзамен / массивная конструкция

массивная конструкция — находится вне тела человека, с которым соединяется специальными приводами. Проблема полностью имплантированного (включая источник энергии) сердца требует еще большой исследовательской работы и новых технических решений.

(41) Биологические ритмы. В эволюции выработалась способность организмов ориентироваться во времени, которая позволяет согласовывать скорость и нап­равление главных физиологических процессов с закономерными и прежде всего циклическими изменениями условий обитания. Механизмы, лежащие в основе указанной способности, объединяют под общим термином «биологические часы». Внешним проявле­нием функционирования таких часов служат ритмические колебания функций организма — биологические ритмы. Область биологии, изучающая закономерности временной организации живых систем, называется хронобиологией.

Циклические изменения характеризуют различные процессы на клеточном, тканевом, органном и организменном структурных уровнях. Так, с определенной периодичностью изменяется содержание гликогена в клетках печени, количество клеток, редуплицирующих ДНК или делящихся митозом, происходит вылет имаго из куколок у плодовых мух или свечение одноклеточной водоросли Оопуаи! ах, обусловливающее свечение морской воды. Многочисленны примеры таких изменений у растений: поднимание и опускание листьев или движение лепестков в Зависимости от времени суток, опорожнение спор из спорангиев у грибов и водорослей.

Биологические ритмы различаются продолжительностью цикла. Околочасовые ритмы характеризуют временную организацию некоторых внутриклеточных метаболических процессов, например синтез и выделение белкового секрета клетками некоторых желез. Их изучение начато сравнительно недавно. Изменения растений и животных в связи со сменой времен года, издавна привлекавшие внимание людей, являются примером ритмов с годовой периодичностью.

Интенсивно изучаются суточные (циркадные)ритмы, которые заключаются в закономерных изменениях физиологических показателей организма в зависимости от времени суток.

Суточные ритмы многих физиологических процессов являются эндогенными, т. е. определяются механизмами, действующими в самом организме. В пользу этого говорит, например, сохранение ритма, зависящего от фотопериодичности, даже после помещения организма в условия постоянного

поколений при постоянном освещении, по возвращении в условия чередования света и темноты, воспроизводили нормальную суточную периодичность двигательной активности.

буточные ритмы реагируют на действие внешних факторов, прежде всего чередование света и темноты, высоких и низких температур. При этом изменяется положение фаз ритмических изменений. У человека, например, при переходе к образу жизни, противоположному обычному (бодрствование ночью, сон днем), через 9—10 сут наблюдается смена фаз ритма колебаний температуры тела. Внешние факторы . способствуют выявлению эндогенных суточных ритмов путем синхронизации ритмических изменений отдельных клеток или особей. Например, в популяциях плодовых мух, выдерживаемых в постоянных условиях освещения, регистрируется непериодический вылет имаго из куколок. После воздействия светом благодаря синхронизации процесс становится периодическим. Таким образом, внешние факторы могут служить указателем времени. ,

Средняя длина периодов суточных ритмов у растений варьирует от 22 до 28 ч, у животных в большинстве случаев этот показатель укладывается в пределы 23—25 ч. Существуют определенные индивидуальные колебания длины периодов. При постоянных условиях длительность цикла активности у четырех мышей составила в одном из опытов от 25,0 до 25,4 ч. Эндогенные суточные ритмы ограничивают осуществление тех или

иных функций определенным временем суток. Это имеет большое приспособительное значение, так как приводит организм в состояние «готовности» по отношению к ожидаемым условиям среды в опреде­ленное время. Так, вечерние прыжки лососей, требующие соответствующего энергетического подкрепления, совпадают с максимумом активности поедаемых насекомых. Благодаря эндогенному ритму организмы сохраняют экологически целесообразную ориентировку во времени суток, несмотря на периодическое выключение внешних указателей времени, например в связи с непогодой.

Хронобиология представляет собой интенсивно развивающуюся область науки, однако до сих пор нет отчетливого понимания механизма биологических часов или способов сопряжения эндогенных ритмов и циклических изменений внешних факторов. Между тем познание указанного механизма имеет большое значение, например для выбора оптимального режима активности человека. Так, ночная работа в режиме «12-часовая смена, 24-часовой отдых» менее благоприятна, чем много! .едельная ночная работа, укладывающаяся в суточный ритм. Данные о суточном ритме клеточной пролиферации используются при выборе времени

назначения лекарств, действующих на делящиеся клетки, например в онкологических клиниках.

(42) Жизнь тканей и органов вне организма.

Культурой тканей называется метод, дающий возможность выращивать вне организма кусочки тканей и даже отдельные клетки. На теоретическую возможность такого метода указал А. Е. Голубев еще в 1874 г., а применил его впервые И. П. Скворцов в 1885 г. Методы культуры тканей были усовершенствованы американскими биологами Г. Гаррисоном в 1907 г. и Д. Кар-релем в 1910 г. и нашли широкое распространение в лабораториях многих стран,

Для культуры тканей небольшие кусочки органов или суспензию клеток в строго стерильных условиях выде­ляют, из организма- помещают в стеклянные камеры на специально приготовленные стерильные питательные среды и создают необходимый температурный режим. После некоторого периода покоя клетки в культуре начинают интенсивно размножаться. Питательный материал для роста ткань получает из среды; в нее же поступают продукты жизнедеятельности. Накопление их приводит культуру к старению. Образующиеся клетки становятся мельче. Если своевременно не сде­лать пересев (пассаж) в свежую среду, ткань погибает. Интенсивность роста клеток в культуре тканей очень велика.

Культуры тканей используют в научных исследованиях для выяснения многих вопросов теоретической и практической биологии и медицины. Так, с помощью культуры тканей были детально изучены все стадии митоза. Этот метод был применен также для изучения дифференцировки клеток во время эмбрионального развития органов млекопитающих и птиц. Культуры тканей используют для решения многих вопросов цитологии, гистологии, эмбриологии, физиологии, онкологии, генетики.

Клеточные культуры широко применяют для изучения действия различных повреждающих факторов на генетический аппарат клеток, для исследования ферментных систем клетки.

Клеточные культуры используют для производства некоторых биологически активных препаратов: ферментов, антител. Так можно размножать вирусы гриппа, полиомиелита, клещевого энцефалита, что необходимо для получения профилактических сывороток. Большое практическое значение имеет культивирование клеток костного мозга.

Клиническая и биологическая смерть. V высших многоклеточных организмов смерть ■— не одномоментное событие. В этом процессе различают два этапа — клинической и биологической смерти. Признаком клинической смерти служит прекращение важнейших жизненных функций: потеря сознания,