Организм как единое целое

  • Зачем организму необходимо постоянство внутренней среды?
  • Как действует организм как единое целое?
  • Как реагирует организм на изменения внутренней среды?

Постоянство внутренней среды организма

Между человеком и окружающей средой происходит постоянный обмен веществ. Без него невозможна жизнедеятельность организма. В обмене веществ можно выделить два взаимосвязанных процесса: синтез и распад. Однако для нормального функционирования организма клеткам требуются определенные условия: постоянная температура тела, а также определенный объем воды и других веществ в крови и тканях.

Люди живут и в условиях палящего зноя, и в условиях пронизывающего холода. Несмотря на изменения окружающей среды, параметры внутренней среды человека остаются относительно неизменными. Чтобы сохранить постоянство внутренней среды организма, требуется слаженная работа всех систем органов и организма в целом.

  • Во внутренней среде организма не происходит никаких изменений.
  • Организм способен поддерживать постоянную температуру тела.
  • Органы располагаются точно на своих местах в теле.
  • Организм поддерживает концентрацию химических соединений в теле.
  • Организм существует полностью независимо от внешней среды.
Организм постоянно получает из внешней среды необходимые для жизнедеятельности вещества и выделяет в нее излишки, чтобы сохранялось равновесие

Как организм поддерживает постоянство внутренней среды?

Постоянство внутренней среды организма достигается благодаря сложным механизмам регуляции. Эта регуляция в большинстве случаев основывается на принципе негативной обратной связи – при отклонении какого-либо параметра от нормы включаются реакции, ведущие к противоположному эффекту, и прежнее состояние внутренней среды организма восстанавливается.

Поддержание постоянства внутренней среды организма по принципу негативной обратной связи работает как холодильник. Когда температура поднимается, включается мотор и охлаждает воздух внутри холодильника. Когда воздух охлаждается до нужной температуры, мотор отключается.

Рассмотрим механизм негативной обратной связи на примере регуляции температуры тела. Вне зависимости от условий внешней среды температура тела человека сохраняется на уровне примерно 37 °С.

За поддержанием температуры тела следит нервный центр, расположенный в головном мозге. Когда температура окружающей среды ниже 37 °C, а температура тела выше, то тепло из тела отдается в окружающую среду.

При понижении температуры тела центр запускает механизмы, способствующие выделению и сохранению тепла. Чтобы температура тела сохранялась постоянной, эти процессы (охлаждение и выделение тепла) должны быть уравновешены.

Сигналы о повышении температуры тела тоже поступают в головной мозг, который запускает процессы, способствующие ее понижению.

Негативная обратная связь. При отклонении параметров от нормы организм начинает восстанавливать нормальное состояние

Подумай!

  • Почему при жаре начинается потоотделение и краснеет лицо?

Приложение. Слишком высокая температура тела опасна для организма

В некоторых случаях умеренное повышение температуры даже полезно для организма. Так, при заболевании жар способствует уничтожению возбудителей болезни.

Однако бывают случаи, когда организм не может справиться с задачей поддержания постоянной температуры. Чрезмерный перегрев организма приводит к тепловому удару, а чрезмерное охлаждение – к переохлаждению или обморожению. В таких ситуациях необходима медицинская помощь.

Нормальная температура тела человека составляет примерно 37 ºC. Когда температура тела опускается ниже 28 °С или поднимается выше 42 °С, человек обычно умирает.

Тело перегревается, если оно производит или поглощает больше тепла, чем способно отдать. Особенно это относится к маленьким детям, так как у них терморегуляция еще несовершенна. Хотя терморегуляция ребенка в нормальных условиях работает хорошо, в экстремальных условиях может легко выйти из равновесия, потому что поверхность тела у малышей меньше, чем у взрослых. Например, на жаре температура тела ребенка поднимается в несколько раз быстрее, и его организм при потоотделении теряет больше жидкости, по сравнению со взрослыми.

По данным из газет, в США ежегодно умирают малыши, оставленные спать в машине, пока родители ходят в магазин. В солнечную погоду температура воздуха в машине быстро повышается (за час выше 20 °С), даже если на улице прохладно. Не помогают и приоткрытые окна. Родители должны запомнить, что оставить ребенка в машине – это все равно что забыть его в бане. По этой же причине нельзя оставлять ребенка в коляске на солнце.

В жару пребывание маленького ребенка в машине в течение пятнадцати минут опасно для его жизни

Работа организма в критических ситуациях

Быстрая реакция организма в критических ситуациях обеспечивается совместной работой органов чувств, нервной и гормональной систем. Когда возникает неожиданная опасность, она фиксируется органами чувств. От них информация поступает в соответствующие центры головного мозга, после чего нервная система и гормоны приводят в действие нужные органы и защитные механизмы. В критической ситуации системы органов работают совместно, чтобы противостоять опасности. Когда опасность пропадает, организм возвращается к нормальному состоянию.

Приложение. «Защищаться или нападать»

В критической ситуации организм готовится к большим физическим напряжениям по принципу «защищаться или нападать». В кровь поступает гормон надпочечников адреналин.

  • Учащается сердцебиение и повышается кровяное давление, что улучшает снабжение мышц кислородом и питательными веществами.
  • Расширяются зрачки, так как зрение является основным каналом поступления информации.
  • В печени высвобождается дополнительное количество глюкозы, что приводит к повышению содержания в крови этого легкодоступного источника энергии.
  • Учащается дыхание и расширяются бронхи, что улучшает снабжение легких кислородом.

Внутренняя среда организма должна быть постоянной

Жарко или холодно?

Организм сохраняет нормальную температуру тела независимо от изменений условий окружающей среды, если условия не слишком экстремальные и не длятся долго.

Если жарко, то...

  • усиливается потоотделение потовыми железами,
  • кровеносные сосуды кожи расширяются,
  • волоски расположены поверх кожи.

Если холодно, то...

  • начинается расщепление богатых энергией питательных веществ, в результате чего высвобождается тепловая энергия,
  • кровеносные сосуды кожи сужаются,
  • появляется дрожь – мышцы сокращаются и расслабляются. Работа мышц приводит к выделению тепла,
  • сокращаются мышцы, поднимающие волоски на коже, появляется «гусиная кожа». Работа мышц приводит к выделению тепла.

Рекомендации отправляющимся кататься на лыжах

  • Оденьтесь многослойно.
  • Не надевайте слишком толстые куртки.
  • Наденьте теплые носки.
  • Защитите шею от холода.
  • Предпочтите одежду, на рукавах которой есть манжеты.
  • Не делайте слишком длинных перерывов для отдыха.
  • В лыжный поход возьмите с собой термос с горячим напитком.

Как сужение кровеносных сосудов кожи и озноб помогают регулировать температуру тела?

  • Из суженных сосудов выделяется меньше тепла.
  • Из суженных сосудов выделяется больше тепла.
  • При сужении сосудов в тело высвобождается тепло.
  • Озноб охлажденного тела, способствует движению воздуха.
  • Озноб согревает тело, т.к. работа мышц высвобождает энергию.

Какие изменения происходят в организме, когда человек из бани прыгает в сугроб?

  • Кровеносные сосуды сужаются.
  • Кровеносные сосуды расширяются.
  • Усиливается потоотделение.
  • Снижается потоотделение.
  • Поднимаются волоски на коже.
  • Волоски прижимаются к коже.

Как мы можем помочь организму поддерживать температуру тела в холодную погоду?

Во многих школах Австралии не разрешается во время перемены выходить на улицу без головного убора. Дайте этому естественнонаучное объяснение.

Приведите примеры сохранения температуры тела на поведении животных.

Проанализируйте рекомендации, данные лыжникам. Вы согласны с ними? Обоснуйте, используя свои знания по биологии.

Вопросы и задания

Что такое негативная обратная связь?

  • При отклонении параметров от нормы включаются реакции, ведущие к противоположному эффекту.
  • При отклонении параметров от нормы включаются реакции, усиливающие эффект.

Приведите примеры обратной связи из повседневной жизни.

В каких условиях тело может перегреться?

Случалось ли с вами такое? При каких обстоятельствах?

Основные понятия

  • негативная обратная связь – реакция организма на отклонения параметров от нормы, ведущая к восстановлению прежнего состояния внутренней среды
Өтінемін күте тұрыңыз