Ограничения в физиологических системах

Конечно, отсюда отнюдь не следует, что в физиологических системах не может быть специфических механизмов, направленных исключительно на поддержание постоянства внутренней среды или на постоянство некоторых наиболее важных для системы переменных. Наоборот, такие связи можно встретить на разных уровнях организации систем. Так, на уровне целостного организма примерами таких связей могут служить механизмы аортального и каротидного рефлексов (регулирующее влияние изменений давления в области дуги аорты или каротидного синуса на сердечный выброс и тонус сосудистой системы [355]). Эти связи в определенном смысле слова являются вторичными , поскольку их функционирование не связано с непосредственным обеспечением стационарности системы — равенства независимых и зависимых темпов потоков вещества или энергии. В разд. 7.9 мы пытались показать, что результат действия этих механизмов можно трактовать как выполнение функции ограничителей в обычной задаче синтеза теории автоматического управления. Можно сказать, что и в этом случае мы сталкиваемся с двойственным характером поведения переменных в системе. Действительно, недопущение больших отклонений переменных внутренней среды, выполняющих роль пассивных регуляторов, может привести к таким нежелательным, если исходить из общих предпосылок, последствиям, как увеличение времени переходных процессов в системе, более позднее установление равенства первичных и вторичных темпов в компартментах системы и т. д. Ограничения, налагаемые деятельностью таких механизмов в сложных по структуре физиологических системах, могут даже нанести ущерб адекватному снабжению относительно маловажных органов и подсистем. Так, при стрессорных воздействиях (см., например, рис. 1.8) происходит так называемая централизация кровотока, которая может быть связана с ухудшением кровоснабжения — и, следовательно, с возможными нарушениями равенства темпов снабжения и трат вещества или энергии — ряда органов и периферических тканей организма. Аналогичные явления имеют место и при охлаждении организма, когда тепловые потоки к периферическим органам нарушаются ради сохранения постоянной температуры ядра тела. Мы не будем подробно останавливаться на этих сложных и многообразных явлениях, ограничившись только одним их аспектом, связанным с пороговым поведением переменных системы. [c.280]

Пострадиационная убыль клеток вследствие их гибели в интерфазе, а также утрата репродуктивной способности части клеток особенно серьезны для тех непрерывно обновляющихся клеточных популяций, зрелые формы которых имеют физиологически ограниченное время жизни, после чего они отмирают. Чем короче цикл созревания и средний срок жизни зрелых клеток какой-либо системы, тем выраженнее и чаще бывают нарушения этой системы в период после облучения. Те важные органы и системы, выход из строя которых приводит к гибели организма, называются критическими. Так, к основному тканевому поражению в диапазоне доз (на все тело) 1—10 Гр относится нарушение кроветворной функции, получившее название костномозгового синдрома. Доза, при которой выживает 37% стволовых кроветворных клеток (До) у мышей, составляет 1 Гр. При костномозговом синдроме возникают серьезные нарушения репродуктивной способности гемо-поэза. Эти нарушения с течением времени после облучения определяют изменения в периферической крови в зависимости от среднего времени жизни форменных элементов крови и дозы излучения. [c.18]

Несмотря на поступление большого количества меди в организм человека с пищей, концентрация этого металла в тканях здорового человека поддерживается строго постоянной в течение всей его жизни общий долговременный баланс по меди равен нулю. Поскольку ионы меди обладают слабой способностью к диффузии и поэтому могут легко усваиваться в желудочно-кишечном тракте, в организме должны существовать какие-то системы, препятствующие непрерывному накоплению меди в тканях путем ограничения ее адсорбции или стимуляции ее выведения при физиологических условиях. Примерно четыре человека из миллиона страдают из-за нарушения или полного отсутствия системы удаления меди, и [c.361]

Капсулирование низкомолекулярных лекарственных веществ в полимерных пленках осуществляется способами, исключающими их нагревание до высоких температур, т.е. использованием методов формования полимерсодержащих эмульсий и суспензий, холодным прессованием дисперсий, агрегацией предварительно микрокапсулированных частиц, формованием слоистых конструкций. Круг низкомолекулярных природных соединений и синтетических полимеров, использующихся при капсулировании в пленках лекарственных веществ, ограничен физиологически инертными и стойкими к средам живого организма. Аналогичные требования предъявляются и к другим компонентам, вводимым в пленочные системы фармакологи- [c.161]

Гистологическая основа силикоза—разрастание сетчатой (ретикулярной) ткани, превращение ее в коллагенную и гиалинизация. Силикотические узелки образуются и увеличиваются до тех пор пока вся ткань не превратится в коллаген. Явления фиброза, т. е. образования волокон, начинаются рано, когда имеется лишь небольшое скопление клеток в просвете альвеол. Закупорка лимфатических сосудов со скоплением пылевых клеток приводит тоже к появлению преколлагенных волоконец. Образуются ограниченные фиброзные очажки (узелки). Позднее возникают группы узелков, спаянных фиброзной тканью, которая распространяясь охватывает все большие участки. Возможно, что нарушаются свойства физиологической системы соединительной ткани и развитие фиброза прогрессирует далее и без непосредственного действия пыли (Раввин, Костеро). [c.264]

Для исчерпывающего ферментативного гидролиза необходимо, чтобы белковая глобула находилась в денатурированном состоянии, т. е. все пептидные связи должны быть максимально доступными для атаки ферментом. В белке же, находящемся в нативной конформации, как правило, гидролизу подвергается только ограниченное число связей, расположенных на поверхности белковой молекулы, что приводит к образованию небольшого числа фрагментов. Этот процесс известен под названием ограниченного протеолиза. Реакции ограниченного протеолиза широко распространены в биологических системах, и с ними связано осуществление целого ряда физиологических процессов. В частности, к ним относятся проиессы активации зимогенов протеиназ желудочно-кишечного тракта и сыворотки крови, процессинг многих гормонов и т. п. [c.47]

Традиционно химию природных соединений связывают с медицинским применением биологически активных веществ. И действительно, велика роль этой науки в создании сегодняшнего лекарственного арсенала. Также весом вклад ее в построение теоретического фундамента знаний о физиологически активных веществах и принципах их действия. Об этом и вообще о значении химии природных соединений для понимания проблем возникновения и функционирования жизни на Земле говорилось в самом начале, во введении. В заключение хотелось бы еще раз обратить внимание на тот факт, что изучение природных соединений заложило фундамент относительно новой отрасли науки — химической экологии. Во многих разделах данной книги можно найти примеры того, как живые организмы на всех уровнях эволюции вступают в такие взаимоотношения между собой, которые опосредуются прямым воздействием производимых ими вторичных метаболитов. Собственно говоря, становится все очевиднее, что основной смысл вторичного метаболизма заключается именно в том, чтобы создать невидимую глазу химическую среду обитания для живых существ планеты. Сегодня уже ясно, что без знания структуры и функций природных веществ невозможно разработать основы популяционной биологии, создать экологически щадящие системы сохранения урожая и вообще природопользования. Чтобы пояснить это, можно еще раз акцентировать внимание, например, на природных инсектицидах и фунгицидах избирательного действия, которые, во-первых, токсичны только для ограниченного круга вредителей и патогенов, и, во-вторых, быстро утилизируются прир0дньп 1и экосистемами. Применение таких средств вносит минимальные нарушения в экологическое равновесие и дает шанс на ослабление конфликта человека с природой в области сельскохозяйственного производства, лесопользования и т.п. [c.630]

Теория и практика ионного обмена в гетерогенных системах продолжает в настоящее время стремительно развиваться. Основная масса выпускаемых промышленностью ионообменных смол представляет собой сополимеры стирола и дивинилбензола, содержащие кислотные или основные функциональные группы, в последние годы проведены многочисленные работы по синтезу новых типов ионитов. Значительный интерес вызвало, в частности, появление макропористых ионитов, содержащих в дегидратированном состоянии каналы и поры, ограниченные уплотненной структурой сетчатого полимера. На этих смолах достигается резкое повышение скорости ионного обмена, особенно для ионов органических веществ, имеющих не очень большой молекулярный вес. Получены иониты, содержащие значительное количество гидрофобных радикалов, способные поглощать в больших количествах и притом обратимо органические вещества из воды, что позволило предложить новые усовершенствованные варианты технологического процесса водоочистки. Синтезированы иониты с различными, в том числе с длинноцепными мостикообразными агентами, например полиметилендиметакриламидом. Зерна последней группы ионообменных смол характеризуются сетчатой структурой с улучшенной равновесной и кинетической проницаемостью. Наконец получены многочисленные новые ионообменники — производные целлюлозы, а также минеральные иониты, например вольфраматы, цирконаты и ионообменные материалы на основе активированных углей различных марок. Особое место занимают жидкостные иониты и другие группы линейных полиэлектролитов, в частности полимерные физиологически активные вещества. [c.3]

С точки зрения физиологической генетики - развитие и функционирование организма может быть сведено к сложной системе химических реакций, которые каким-то образом контролируются генами. Вполне логично предположить, что эти гены... либо сами выступают в роли ферментов, либо определяют их специфичность. Известно, что генетики-физиологи обычно пытаются исследовать физиологические и биохимические основы уже известных наследственных признаков. Этот подход позволил установить, что многие биохимические реакции контролируются специфическими генами. Такие исследования показали, что ферменты и гены обладают специфичностью одного порядка. Однако возможности этого подхода ограниченны. Наиболее серьезное ограничение заключается в том, что при этом в поле зрения исследователей попадают наследственные признаки, не имеющие летального эффекта и, следовательно, связанные с реакциями, которые не очень существенны для жизнедеятельности организма. Второе затруднение. .. заключается в том, что традиционный подход к проблеме подразумевает использование внещне проявляющихся признаков. Многие из них представляют собой морфологические вариации, основанные на системах биохимических реакций, настолько сложных, что их анализ необычайно затруднен. [c.8]

Одним нз основных узлов установки для определения транспирации в токе воздуха является листовая камера. В литературе описано множество самых различных конструкций камер [115, 340], однако требования к ним таковы, что их чрезвычайно трудно выполнить. С одной стороны, условия внутри камеры (влажность и температура воздуха, интенсивность и спектральный состав света, концентрации СОг и паров воды, скорость потока воздуха и т. д.) не должны существенно различаться с условиями вне камеры, чтобы физиологические процессы не отличались от естественных, а это очень сложно поддерлгивать в ограниченном пространстве. С другой стороны, на выходе камеры необходимо иметь отличающуюся от входной концентрацию паров воды для ее точной регистрации. Совместное выполнение этих условий очень сложно, поэтому приходится искать компромиссное решение. Обычно исследователь выбирает форму, объем и конструкцию листовой камеры, исходя из конкретной задачи исследования, особенностей изучаемого объекта и возможностей измерительной системы. [c.154]

Таким образом, клетка является элементарной единицей полноценной живой системы. Клетку следует считать валснеп-шим этапом в развитии жизни на Земле. Она является морфологической и физиологической структурой, элементарной единицей растительных и животных организмов. Возникновение многоклеточности в процессе филогенеза и онтогенеза сопровождается постепенным ограничением и даже потерей клетками их физиологической активности и генетической потенции, т. е., оставаясь гомологическими структурами, клетки перестают быть аналогичными, На современном этапе развития наук 1 можно считать, что комплексы клеток — это своеобразные, в известной мере индивидуализированные системы (гистоснс-темы), [c.30]

При рассмотрении гомеостаза биосистем основное внимание уделяется стабильности, постоянству переменных внутренней среды организма — свойству, изучение которого восходит еще к Клоду Бернару и И. М. Сеченову. Более поздние физиологические исследования показали, что все переменные в организме и в биосистемах других уровней подвержены закономерным циклическим изменениям. Этот факт лег в основу представлений о живой системе как о компактной системе, образованной совокупностью сопряженных осцилляторов с ограниченными циклами и связанных с ними управляющих механизмов. Эти осцилляторы имеют множество степеней свободы — химических, электрических, механических, гидравлических, так что величины концентраций, потенциалов (уровней) и потоков вещества и энергии (темпов) колеблются, совершая циклические движения. Управление такими циклами осуществляется посредством ингибирования или освобождения от торможения, так что средние значения частоты колебаний и их амплитуды поддерживаются в некоторых пределах. Систему регулирования, посредством которой эти колебательные системы модулируются в пределах их нелинейного устойчивого рабочего диапазона, мы назовем го-меокинезом , — пишут А. Ибералл и У. Мак-Каллок [78, стр. 56]. [c.66]

Таким образом, асцитные клетки являются удобным объектом для исследования физиологической роли обмена восстановительных эквивалентов между функционирующими в условиях гипоксии клетками и окружающей средой. Будучи аэробными по признакам энергетического метаболизма, клетки асцитных опухолей тем не менее функционируют при гораздо меньших значениях рОг, чем остальные клетки и ткани организма-опухоленосителя. В таких гипоксических условиях должно возникать реальное ограничение транспорта электронов в дыхательной цепи митохондрий через цитохромоксидазу. Это ограничение может обеспечить постоянный поток восстановительных эквивалентов из объема, занятого опухолью, к другим тканям и жидкостям организма. В этом случае клетки асцитных опухолей можно рассматривать как объект, использующий обмен восстановительных эквивалентов с окружающей средой для расширения интервала рОг, пригодного для существования, в сторону низких значений при одновременном сохранении высокоэффективной системы окислительного фосфорилирования в дыхательной цепи митохондрий. [c.214]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология