20. Швидкість росту різних органів і тканин неоднакова, що призводить до певних диспропорцій тіла людини в ембріогенезі і після народження.

Регуляція росту складна. Важливе значення мають генетична конструкція і фактори зовнішнього середовища. Майже в кожного виду є генетичні лінії, які характеризують граничні розміри особин. Реалізація ж генетичної інформації значною мірою залежить від дії гормонів. Найбільш важливим гормоном є соматотропін, який виробляється гіпофізом з моменту народження до підліткового віку. Гормон шитоподібної залози - тироксин - також відіграє важливу роль впродовж усього періоду росту. Починаючи з підліткового віку ріст контролюється стероїдними гормонами наднирників і гонад. З факторів зовнішнього середовища найбільше значення мають харчування, пори року, психологічні впливи.

Швидкість росту організму в постнатальному онтогенезі поступово знижується до чотирирічного віку, потім деякий час залишається сталою, а в певному віці дає "стрибок", який називається пубертатним стрибком росту. Це пов'язано з періодом статевого дозрівання.

Періоди депресії росту характеризуються посиленою диференціацією. Необхідно відзначити, що ці процеси (ріст і диференціація) завжди супроводжують один одного. Можна говорити тільки про перевагу то одного, то іншого процесу. Крім того, тоді, коли в одному органі переважає ріст, в іншому - процеси диференціації, і навпаки. Диференціація спричинює певні якісні зміни клітин, які зумовлюють зниження або повну втрату її здатності до розмноження. Так, високодиференційовані нервові клітини не здатні розмножуватися. Єдність двох процесів - росту і диференціації, зрештою призводить до того, що організм досягає зрілості.

21. Однією із особливостей онтогенезу людини є подовження життя. За останні десятиліття спостерігається зростання середньої тривалості життя в економічно розвинених країнах, де демографічне старіння характеризується зростанням кількості людей літнього і старшого віку. У цих країнах частка людей, старших 60 років, перевищує 12 %. Зазначене явище має важливе біологічне, медичне і соціально-економічне значення.

З біологічного погляду, старіння - універсальний і закономірний процес, якому властива поступовість, неухильне прогресування, що призводить до зниження адаптаційних можливостей та життєздатності індивідуума.

До найбільш характерних зовнішніх ознак належать: зменшення росту (на 0,5-1,0 см за п'ятиліття після 60 років), зміна форми тіла (згладжування контурів, посилення кіфозу, перерозподіл жирового компоненту), зниження амплітуди рухів грудної клітки, зменшення розмірів обличчя внаслідок втрати зубів і редукції альвеолярних відростків щелеп, збільшення обсягу-мозкової частини черепа, ширини носа і рота, зміни у шкірі (зменшення кількості сальних залоз, товщини епідермісу, сосочкового шару шкіри, посивіння волосся).

Для процесу старіння характерні зміни у функціонуванні важливих систем організму, зокрема регуляторних. Так, у центральній нервовій системі спостерігаються структурні (зменшення маси мозку, величини і щільності нейронів) і функціональні (зниження працездатності нейронів, зміни в ЕЕГ).

Відбувається також зниження гостроти зору, функції слухового апарату, смаку, частини шкірної чутливості.

Для ендокринної регуляторної системи характерне зменшення маси залоз, зниження їх гормоноутворювальної функції (щитоподібної, статевих залоз).

Зміни виникають в інших системах. Так, знижується секреторна активність травних органів, життєва ємність легень, основних ниркових функцій, скорочувальна цілісність міокарда, сповільнюється ритмічна діяльність серця.

Різко знижується імунний гомеостаз, кількість і функціональна активність Т-лімфоцитів. Зниження активності системи імунітету призводить до розвитку аутоімунних процесів, зростання можливості утворення пухлин.

На тлі регуляторних і функціональних порушень спостерігається зниження основного обміну, сповільнюється біосинтез білка, збільшується вміст жиру у крові, тканинах, знижується функціональна активність клітин, порушується проникність мембран, зростає частота генних і хромосомних аберацій.

У процесі старіння відбувається не тільки зниження функцій систем і їх дезінтеграція, але і включення протидіючих компенсаторних механізмів. Так, при зниженні рівня секреції деяких гормонів підвищується чутливість клітин до їх дії.

Як і початкові етапи онтогенезу, старіння перестає нерівномірно. Атрофія первинного органа імунітету тимусарозпочинається в 13-15 років, гонад у жінок - у 48-52 роки. Зрушення в кістковій системі можуть починатися рано, але розвиватися дуже довго. У центральній нервовій системі ніяких змін не вдається спостерігати, але, якщо вони виникли, то розвиваються дуже швидко.

Отже, старіння - тривалий процес, останнім етапом якого є старість. Час настання старості залежить від багатьох причин. На даний час чітких показників, за якими можна визначити цей період онтогенезу, немає.

Тривалість життя людини залежить від багатьох причин, але вона, як у будь-якого іншого біологічного виду, має свої межі. Під видовою тривалістю розуміють той вік, до якого потенційно можуть дожити 80 % представників виду. Але це не точна цифра, а діапазон коливань.

Французький біолог Ж. Бюффон розрахував, що тривалість життя людини повинна перевищувати тривалість її росту в 6-7 разів і складає близько 90100 років. Всі наступні розрахунки за різними критеріями були близькі до цієї цифри. Передбачається, що максимальна тривалість життя людини досягає 130 років.

Важливе для науки значення має спостереження за довгожиттєвими популяціями. Встановлено, що в цих популяціях уповільнені темпи соматичного і статевого дозрівання, у них менш виражена вікова еволюція скелета, основний обмін у зрілому віці нижчий. Придається значення і конституції людей, генетичним механізмам.

На тривалість життя істотно впливає іонізуюча радіація, хімічні мутагени й інші ушкоджуючі фактори. Значна роль стресу у швидкому настанні старості. На даний час запропоновано більше 200 гіпотез, що пояснюють причини і механізми старіння, серед них - теорія маргінотомії, вільнорадикальна теорія старіння, обмеження калорійності їжі, термодинамічна теорія старіння, імунологічна теорія старіння, елеваційна теорія старіння, роль шишкоподібного тіла в механізмах старіння тощо. У цілому їх можна звести до концепцій.

Перша концепція розглядає старіння як процес, що викликає нагромадження в організмі ушкоджених молекул, які накопичуються і порушують нормальне функціонування організму.

Згідно з другою концепцією, старіння - це закономірний, генетично запрограмований процес, що завершує диференційований ріст, дозрівання.

Швидше за все, ці дві концепції необхідно поєднати, тому що вони доповнюють одна одну.

Існує погляд, що властиве людині, та й іншим приматам, еволюційне зростання тривалості життя залежить від зниження швидкості процесів старіння, підвищення ефективності захисних і репаративних процесів, що пов'язано з дією регуляторних генщ.

Актуальною залишається проблема уповільнення процесів біологічної, психологічної і соціальної інволюції і подовження активного довголіття. Наука, яка вивчає механізми старіння, - геронтологія, а геріатрія вивчає особливості розвитку, перебігу, лікування і попередження захворювань у людей літнього віку.

Завершальною фазою онтогенезу є смерть. У людини розрізняють природну (фізіологічну) смерть, що настає внаслідок старіння, а також передчасну (патологічну) смерть, що настає під дією захворювань або внаслідок нещасного випадку.

Смерть - це процес, який можна розділити на два етапи. Перший етап - клінічна смерть. Для неї характерні: втрата свідомості, припинення дихання і серцебиття. Але більша частина органів продовжує активно функціонувати.

Стан клінічної смерті поступово змінюється біологічною смертю. Вона настає не одночасно у всіх органах, що залежить від чутливості клітин до кисневого голодування. Найбільш чутливі до нестачі кисню нервові клітини кори головного мозку. Незво- ротні порушення в них настають через 6-7 хв. Для подовження стану клінічної смерті без переходу в біологічну використовують гіпотермію - зниження температури тіла шляхом його охолодження.

Розділ медицини, що займається оживленням людей, які знаходяться в стані клінічної смерті, називається реанімацією (оживлення). На даний час розроблені основні принципи реанімації, створені відділення реанімації, що дозволяє врятувати життя великій кількості людей.

Смерть є завершальним етапом онтогенезу. Клінічна смерть характеризується втратою свідомості, припиненням серцевої діяльності клітин і дихання, проте більшість клітин і органів все ж залишаються живими. Продовжується оновлення клітин, триває перистальтика кишок. Цей стан організму зворотний за умов застосування заходів по оновленню (реанімації) організму.

Біологічна смерть характеризується тим, що вона незворотна. Спочатку гине кора великих півкуль головного мозку, потім клітини серця, кишок, легень, печінки.

Тривалість життя будь-якого організму обмежена певною, характерною для кожного виду, часовою межею. Наприклад, тривалість життя вишні 100 років, дуба - 2000 років, сосни - до 3000 років Серед тварин довгожителями є деякі види птахів - до 100 років, слони живуть близько 100 років.

Щодо людини, то розрізняють природну тривалість життя і середню тривалість життя. Під природною тривалістю життя розуміють кількість років, триваліше яких людина не може жити, навіть за ідеальних умов довкілля. Вважають, що природна тривалість життя становить 120-150 років, проте до 100-річноге віку доживають лише окремі індивіди. Вона є кількісною видовою ознакою і залежить від генотипу.

Середня тривалість життя певної групи, яка переривається смертністю, є показником здоров'я нації.

Середня тривалість життя людини в економічно розвинутих країнах становить близько 70 років, тоді як на початку кам'яного віку вона не перевищувала 18 років. Такому збільшенню сприяло поліпшення гігієнічних умов життя, зменшення дитячої смертності, значні успіхи медицини в боротьбі з інфекціями, досягнення хірургії, зниження загальної смертності та ін. Тривалість життя є однією з ознак організму, яка залежить від генів та від умов середовища, в яких ці гени проявляють свою дію.

Процес прогресуючого зниження функціональнх здатностей організму після досягнення ним зрілості називають старінням.

Починаючи з 30-40-літнього віку, у людини знижується швидкість нервової провідності, зменшується кількість крові, яка протікає через нирки, знижується фізіологічна активність серцевого м'яза, зазнають змін колагенові й еластичні волокна, у тканинах накопичується холестерин, солі кальцію і т. п.

Клітини і тканини втрачають здатність до біохі- міччної та морфологічної регенерації.

Важливою демографічною проблемою більшості економічно розвинутих країн є поступове постаріння людства Землі. Припускається, що у світі в 2025 р. чисельність людей віком 60 років і старших у порівнянні з 1950 р. зросте в 5 разів, а людей старших 80 років - у 7 разів. Хворі старшого віку становлять значну частину контингенту лікувальних установ. У багатьох країнах кількість старих людей перевищує 15 %, а в деяких країнах - навіть 20 % і має тенденцію до подальшого зростання. Збільшення частки літніх людей викликало інтерес до геронтології, перш за все до вивчення первинних механізмів старіння організмів і популяцій та чинників, які визначають тривалість життя.

Геронтологія (від грец. γέρων (γέροντος) - старий і λόγος - вчення) вивчає закономірності старіння живих істот, зокрема людини, вікові біологічні зміни різних структур головного мозку, особливості взаємозв'язків між ендокринними органами, характерні для старіння зміни імунної системи, процеси старіння сполучної тканини та ін. Вперше термін був запропонований І.І. Мечниковим у 1903 р.

В Україні і далеко за її межами відомі наукові досягнення Інституту геронтології АМН України (м. Київ).

Геріатрія - це галузь медицини, наука про хвороби осіб літнього і старечого віку. її завданням є затримка явища старіння, розробка способів нормалізації функцій організму при старінні, вивчення факторів ризику, які викликають передчасне старіння.

Одне з ключових питань геронтології - встановити роль генетичних чинників у старінні. Існує група спадкових хвороб, за яких передчасне старіння - основна нозологічна ознака. Ці хвороби називаються "прогерії". Розрізняють прогерію дітей(синдром Хатчинсона - Гілфорда) і прогерію дорослих (синдром Вернера).

У процесі старіння важливого значення набувають не тільки генетичний механізм, але і його взаємодія зі стохастичними пошкодженнями.

22. Живий організм не гине одночасно із зупинкою дихання і припинення серцевої діяльності, тому навіть після їх зупинки організм продовжує якийсь час жити. Це час визначається здатністю мозку вижити без надходження до нього кисню, воно триває 4-6 хвилин, в середньому - 5 хвилин. Цей період, коли всі згаслі життєво важливі процеси організму ще оборотні, називається клінічною смертю. Клінічна смерть може бути викликана рясною кровотечею, електротравми, утоплення, рефлекторної зупинкою серця, гострим отруєнням і т.д. Ознаки клінічної смерті: 1) відсутність пульсу на сонній або стегновій артерії; 2) відсутність дихання; 3) втрата свідомості; 4) широкі зіниці і відсутність їх реакції на світ. Тому, перш за все, необхідно визначити у хворого або потерпілого наявність кровообігу і дихання. Визначення ознак клінічної смерті: 1. Відсутність пульсу на сонній артерії - основна ознака зупинки кровообігу; 2. Відсутність дихання можна перевірити по видимим рухам грудної клітки при вдиху і видиху або приклавши вухо до грудей, почути шум дихання, відчути (рух повітря при видиху відчувається щокою), а також піднісши до губ дзеркальце, скельце або годинне скло, а також ватку або нитку , утримуючи їх пінцетом. Але саме на визначення цієї ознаки не слід витрачати час, так як методи не досконалі і недостовірні, а головне вимагають на своє визначення багато дорогоцінного часу; 3. Ознаками втрати свідомості є відсутність реакції на події, на звукові і больові подразники; 4. Підводиться верхню повіку потерпілого і визначається розмір зіниці візуально, повіку опускається і тут же піднімається знову. Якщо зіниця залишається широким і не звужується після повторного приподнимания століття, то можна вважати, що реакція на світло відсутня. Якщо з 4-х ознак клінічної смерті визначається один з перших двох, то потрібно негайно приступити до реанімації. Так як тільки своєчасно розпочата реанімація (протягом 3-4 хвилин після зупинки серця) може повернути постраждалого до життя. Не роблять реанімацію тільки у разі біологічної (незворотною) смерті, коли в тканинах головного мозку і багатьох органах відбуваються незворотні зміни. Ознаки біологічної смерті: 1) висихання рогівки; 2) феномен «котячоъ зіниці»; 3) зниження температури;. 4) трупні плями; 5) трупне задубіння Визначення ознак біологічної смерті: 1. Ознаками висихання рогівки є втрата райдужною оболонкою свого первісного кольору, око як би покривається білястої плівкою - «оселедцевим блиском», а зіниця мутніє.

2. Великим і вказівним пальцями стискають очне яблуко, якщо людина мертва, то його зіницю змінить форму і перетвориться на вузьку щілину - «котяча зіниця». У живої людини цього зробити не можливо. Якщо з'явилися ці 2 ознаки, то це означає, що людина померла не менше години тому. 3. Температура тіла падає поступово, приблизно на 1 градус Цельсія через кожну годину після смерті. Тому за цими ознаками смерть засвідчити можна тільки години через 2-4 і пізніше. 4. Трупні плями фіолетового кольору з'являються на нижележащих частинах трупа. Якщо він лежить на спині, то вони визначаються на голові за вухами, на задній поверхні плечей і стегон, на спині і сідницях. 5. Трупне задубіння - посмертне скорочення скелетних м'язів «зверху - вниз», тобто особа - шия - верхні кінцівки - тулуб-нижні кінцівки. Повний розвиток ознак відбувається протягом доби після смерті.

23. Регенерація (від лат. regeneration - відродження) - відновлення структур організму в процесі життєдіяльності і відновлення тих структур, що були втрачені внаслідок патологічних процесів.

Явища регенерації було знайоме людям ще з глибокої давнини, але особливо інтенсивні дослідження регенерації стали проводити з кінця XIX сторіччя, коли в біологію широко увійшов метод експериментальних досліджень. Проблема регенерації має першорядне значення для медицини, особливо для відновлювальної хірургії.

Фізіологічна регенерація — явище універсальне, властиве всім живим організмам, а також органам, тканинам, клітинам і субклітинним структурам. Прийнято поділяти клітини тканин тваринних організмів і людини на три основні групи: лабільні, стабільні і статичні.

До лабільних відносять клітини, що швидко і легко поновлюються в процесі нормальної життєдіяльності організму. Це клітини крові, епітелію слизової оболонки шлунково-кишкового тракту, епідермісу. Доля клітин, що загинули в процесі життєдіяльності, неоднакова. Клітини зовнішніх покривів після загибелі злущуються. Клітини слизової оболонки кишок, багаті на ферменти, після злущування входять до складу кишкового соку і беруть участь у травленні.

До стабільних клітин відносять клітини печінки, підшлункової залози, слинних залоз та ін. Вони мають обмежену спроможність до розмноження, що виявляється при ушкодженні органа.

До статичних клітин відносять клітини поперечносмугастої м'язової і нервової тканин. Клітини статичних тканин, як вважає більшість дослідників, не діляться. Проте процеси фізіологічної регенерації в нервових клітин здійснюються на субклітинному, ультраструктурному рівнях. Щодо м'язової тканини, останнім часом погляд дещо змінився. Були відкриті так звані клітини-сателіти, що знаходяться під оболонкою, або сарколемою, м'язового волокна і спроможні занурюватися усередину волокна ділитися і перетворюватися в ядра і цито або саркоплазму, м'язового волокна.

У процесі фізіологічної регенерації беруть участь також камбіальні клітини, тобто найменш диференційовані або найменш спеціалізовані, які дають початок клітинам, що поступово диференціюються або спеціалізуються. Наприклад, камбіальними клітинами епідермісу шкіри є клітини базального шару.

Процес фізіологічної регенерації властивий усім тканинам. Найбільш універсальною його формою є внутрішньоклітинна регенерація. Висока її інтенсивність забезпечує тривалість життя клітин, що відповідає часу життя всього організму. Фізіологічна регенерація зберігає цілісність і нормальну життєдіяльність окремих тканин, органів і всього організму.

Репаративна регенерація. Відновлення органів, тканин та інших структур після ушкодження, а також відновлення цілого організму з його частини називають репаративною регенерацією (від лат. reparativus - відновлювальний). Фізіологічна і репаративна регенерації не є відособленими, незалежними одна від одної. Репаративна регенерація розгортається на підґрунті фізіологічної, тобто на основі тих же механізмів, і відзначається лише більшою інтенсивністю проявів. Тому репаративну регенерацію розглядають як нормальну реакцію організму на ушкодження, що характеризується різким посиленням фізіологічних механізмів відтворення специфічних тканинних елементів різних органів.

Репаративна регенерація може бути типовою (гомоморфоз) і атиповою (гетероморфоз). При гомоморфозі відновлюється такий же орган, як і втрачений. При гетероморфозі відновлені органи відрізняються від типових. При цьому відновлення втрачених органів може проходити шляхом епіморфозу, морфалаксису, ендоморфозу (або регенераційною гіпертрофією), компенсаторною гіпертрофією.

Епіморфоз (від грец. επί - після і μορφή - форма) - це відновлення органа шляхом відростання від ранової поверхні, що підлягає при цьому чуттєвій перебудові. Тканини, що прилягають до ушкодженої ділянки, розсмоктуються, відбувається інтенсивний поділ клітин, що дають початок зачатку регенерата (бластемі). Потім відбувається диференціювання клітин і формування органа або тканини. За типом епіморфозу проходить регенерація кінцівок, хвоста, зябер в аксолотля, трубчастої кістки від окістя після вилущування діафіза у кролів, пацюків, м'яза від м'язової кукси у ссавців та ін. До епіморфозу відноситься і рубцювання, при якому відбувається закриття ран, але без відновлення втраченого органа. Епіморфозна регенерація не завжди дає точну копію видаленої структури. Таку регенерацію називають атиповою. Відрізняють декілька різновидів атипової регенерації.

Гіпоморфоз (від грец. ύπό - під, внизу і μορφή - форма) - регенерація з частковим заміщенням ампутованої структури (у дорослої шпорцевої жаби виникає остеподібна структура замість кінцівки).

Гетероморфоз (від грец. έτερος - інший, другий) - поява іншої структури на місці втраченої (поява кінцівки на місці антен або ока у членистоногих).

Морфалаксис (від грец. μορφή - форма, вигляд, αλλαξις - обмін, зміна) - це регенерація, при якій відбувається реорганізація тканин із ділянки, що залишилася після пошкодження, майже без клітинного розмноження шляхом перебудови. З частини тіла шляхом перебудови утворюється ціла тварина або орган менших розмірів. Потім розміри особини, що утворилася, або органа збільшуються. Морфалаксис спостерігається в основному у низькоорганізованих тварин, у той час як епіморфоз - у більш високоорганізованих. Морфалаксис є основою регенерації гідроїдних поліпів, планарій. Часто морфалаксис і епіморфоз відбуваються одночасно, у поєднанні.

Регенерація, що відбувається усередині органа, називається ендоморфозом, або регенераційною гіпертрофією. При цьому відновлюється не форма, а маса органа. Наприклад, при крайовому пораненні печінки відділена частина органа ніколи не відновлюється. Пошкоджена поверхня відновлюється, а усередині іншої частини посилюється розмноження клітин і впродовж декількох тижнів після видалення 2/3 печінки відновлюється вихідна маса і об'єм, але не форма. Внутрішня структура печінки виявляється нормальною, її часточки мають типовий розмір і функція органа відновлюється.

Близькою до регенераційної гіпертрофії є компенсаторна гіпертрофія, або вікарна (замісна). Цей засіб регенерації пов'язаний із збільшенням маси органа або тканини, викликаний активним фізіологічним навантаженням. Збільшення органа відбувається за рахунок поділу клітин та їх гіпертрофії.

Гіпертрофія клітин полягає в рості, збільшенні числа і розмірів органел. У зв'язку зі збільшенням структурних компонентів клітини підвищується її життєдіяльність і працездатність. При компенсаторній гіпертрофії відсутня ушкоджена поверхня. Спостерігається цей вид гіпертрофії при видаленні одного з парних органів. Так, при видаленні однієї з нирок інша зазнає підвищеного навантаження і збільшується в розмірі. Компенсаторна гіпертрофія міокарда часто виникає у хворих на гіпертонічну хворобу (при звуженні периферичних кровоносних судин), при вадах клапанів. У чоловіків при розростанні передміхурової залози утруднюється виділення сечі і гіпертрофується стінка сечового міхура. Процес регенерації відбувається в багатьох внутрішніх органах після різноманітних запальних процесів інфекційного походження, а також після ендогенних порушень (нейроендокринні розлади, пухлинний ріст, дія токсичних речовин). Репаративна регенерація в різноманітних тканинах проходить по-різному. У шкірі, слизових оболонках, сполучній тканині після ушкодження відбувається інтенсивне розмноження клітин і відновлення тканини, подібної до втраченої. Таку регенерацію називають повною, або pecmu- туційною. У випадку неповного відновлення, при якому заміщення відбувається іншою тканиною або структурою, говорять про субституцію.

Регенерація органів відбувається не тільки після видалення їх частини хірургічним шляхом або внаслідок травмування (механічного, термічного тощо), але й після перенесення патологічних станів. Наприклад, на місці глибоких опіків можуть бути масивні розростання щільної сполучної рубцевої тканини, але нормальна структура шкіри не відновлюється. Після перелому кістки за відсутності зміщення відламків нормальна будова не відновлюється, а розростається хрящова тканина й утворюється несправжній суглоб. При ушкодженні покривів відновлюється як сполучнотканинна частина, так і епітелій. Проте швидкість розмноження клітин пухкої сполучної тканини є більш високою, тому ці клітини заповнюють дефект, утворюються волокна і після великих ушкоджень формується рубцева тканина. Щоб не допустити цього, застосовують пересадку шкіри, взятої у тої ж або іншої людини.

У даний час для регенерації внутрішніх органів застосовують штучні пористі каркаси, по яких ростуть тканини, що регенерують. Тканини проростають через пори і цілісність органа відновлюється. Регенерацією за каркасом можна відновити кровоносні судини, сечовід, сечовий міхур, стравохід, трахею й інші органи.

Стимуляція регенераційних процесів. За звичайних умов експерименту у ссавців ряд органів не регенерується (головний і спинний мозок) або відбудовні процеси в них виражені слабко (кістки склепіння черепа, судини, кінцівки). Проте існують методи впливу, які дозволяють в експерименті (а іноді й у клініці) стимулювати регенераційні процеси і стосовно окремих органів домогтися повноцінного відновлення. До таких впливів відноситься заміщення видалених ділянок органів гомо і гетеротрансплантатом, який сприяє замісній регенерації. Сутність замісної регенерації полягає в заміщенні або проростанні трансплантатів регенераційними тканинами хазяїна. Крім того, трансплантат є каркасом, завдяки якому можлива спрямована регенерація стінки органа.

Для ініціювання стимуляції регенераційних процесів дослідники використовують також ряд речовин різноманітної природи - екстракти з тваринних і рослинних тканин, вітаміни, гормони щитоподібної залози, гіпофіза, наднирників та лікарські препарати.

У багатьох тканинах постійно ідуть процеси фізіологічної регенерації, пов'язані з поділом і збільшенням кількості клітин. Порушення цих процесів викликає утворення пухлин. Виникнення пухлини, яку називають бластемою, зумовлюється надмірним розмноженням (проліферацією) атипових клітин, у яких порушені нормальні процеси життєдіяльності. Ці клітини набувають здатності розмножуватися, не досягши властивого для них рівня спеціалізації, внаслідок чого швидкість розмноження дуже зростає. Розрізняють злоякісні та доброякісні пухлини. Для клітин злоякісної пухлини властива здатність до інфільтрування, тобто проростання у навколишні тканини, метастазування і виділення продуктів розпаду. Під метастазуванням розуміють утворення вторинних вузлів росту пухлини в органах, які віддалені від місця виникнення первинної пухлини. Такі вузли (метастази) розвиваються у результаті перенесення та імплантації клітин вихідного новоутворення.

Ріст доброякісних пухлин не супроводжується проростанням і руйнуванням навколишніх тканин, а тільки відсуненням їх (експансивний ріст). Прикладами можуть бути фіброма (пухлини із сполучної тканини) і міома (із м'язових елементів). Іноді доброякісні пухлини можуть малігнізуватися, тобто перетворюватися на злоякісні.

Характерною особливістю злоякісно-перероджених клітин є втрата ними специфічних структур, властивих клітинам даної тканини, - диференціювання, клітинний атипізм. У доброякісних пухлинах, навіть при відносно швидкому їхньому рості, диференціювання клітин зберігається; чим більше порушується диференціювання, тим більш злоякісна форма пухлини. За будовою і типом деяких біохімічних реакцій (більшою мірою виражений гліколіз) ці клітини атипові, вони нагадують ембріональні.

Клітини пухлини містять білки, які відрізняються від білків даного організму. Мутантні клітини, незалежно від причин, які викликали мутацію, є для організму ніби чужорідним трансплантатом, який виник у самому організмі. А все генетично чуже викликає імунну реакцію: Т-лімфоцити (кілери) розпізнають антигени змінених клітин і знищують їх. Однак при пухлинному рості цього не відбувається. Є спостереження, що в дітей із спадковою недостатністю Т-системи випадки виникнення злоякісних новоутворень спостерігаються набагато частіше. Можливо, велика частота захворювання на рак у літньому віці пов'язана з ослабленням активності Т-системи, яка зумовлює імунний нагляд.

24. Успіхи сучасної хірургії дозволяють технічно здійснити пересадку будь-якого органа. Якщо орган неспроможний до регенерації, але він є необхідним, залишається один засіб - замінити його таким же природним або штучним органом.

Пересадку органів і тканин називають трансплантацією (від лат. trans - через, рlanto - саджу), а науку, що займається вивченням різноманітних питань трансплантації, - трансплантологією.

Ділянка органа, що пересаджується, називається трансплантатом. Організм, від якого одержують матеріал для трансплантації, називається донором. Організм, якому пересаджують трансплантат, - реципієнтом.

Розрізняють такі види трансплантації:

1. Аутотрансплантація (від грец. αυτός - сам) - це пересадка органів і тканин у межах того самого організму. До аутотрансплантації відноситься й ізотрансплантація, що проводиться між монозиготними близнюками, або між тваринами чистої лінії.

2. Алотрансплантація (від грец. άλλος - інший, другий) - (гомотрансплантація) - пересадка трансплантата від одного організму до другого в межах біологічного виду.

3. Ксенотрансплантація (від грец. ξενος - чужий) - (гетеротрансплантація) - пересадка трансплантата від одного виду іншому або людині.

25. Біогеоценоз (від біо..., грец. geos — Земля і ценоз) — динамічне і стійке співтовариство організмів біоценозу і оточуюча їх нежива природа. Таким чином, біогеоценоз складається з біотичної (біо­ценоз) і абіотичної (екотоп) частини, які зв'язані безперервним обміном речовини і являють собою енергетично і речовино від­криту систему. Термін «біогеоценоз» був запропонований акаде­міком В. Н. Сукачьовим у 1940 р. В англомовних країнах в анало­гічному значенні частіше використовують термін «екосистема» (введений в науку англійським ботаніком А. Тенслі в 1935 p.), хоча він більш багатозначний і вживається також по відношенню до штучних комплексів організмів і абіотичних компонентів (ак­варіум, космічний корабель) і до окремих частин біогеоценозу (наприклад, пеньок, що гниє, в лісі з усіма організмами, що його населяють). На відміну від біогеоценозів, межі яких задаються рамками рослинних співтовариств (фітоценозів), екосистеми не мають певного об'єму і можуть охоплювати простори різної дов­жини — від краплі води або акваріума до океану або всієї поверх­ні планети.

  До складу біогеоценозу входять наступні компоненти:

—        неорганічні речовини, що включаються в круговорот (сполу­ки вуглецю і азоту, кисень, вода, мінеральні солі тощо);

—        кліматичні чинники (температура, освітленість тощо);

—        органічні речовини (білки, нуклеїнові кислоти, вуглеводи, ліпіди тощо);

—        продуценти (від лат. producentis — той що виробляє, створю­ючий) — автотрофні організми, які синтезують органічні ре­човини з неорганічних (в основному рослини);

—        консументи (від лат. consume — споживаю) — гетеротрофні організми, рослиноїдні та м'ясоїдні споживачі готової органі­чної речовини (переважно тварини);

—        редуценти (від лат. reducentis — повертаючий, поновлюю­чий) — гетеротрофні організми, які руйнують залишки мерт­вих рослин і тварин і перетворюють їх на мінеральні сполуки (бактерії, гриби та ін.).

  Кожний біогеоценоз характеризується видовою різноманітні­стю, щільністю популяцій кожного виду і біомасою — загальною кількістю живої органічної речовини. Первинною продуктивніс­тю біогеоценозу називається біомаса, що синтезується рослинами в одиницю часу, а вторинною — біомаса, яка утворюється гетеро­трофними організмами (консументами) в одиницю часу.

  Взаємостосунки між організмами біогеоценозів в процесі жи­влення будуються на основі ланцюгів живлення — рядів взаємо­зв'язаних видів, з яких кожний попередній служить їжею пода­льшому. Ланцюги живлення складають трофічну стру­ктуру, по якій відбувається перенесення енергії та круговороти речовин. Харчовий ланцюг складається з низки трофічних рів­нів, послідовність яких відповідає напряму потоку енергії. Дже­релом енергії, за рахунок якої існують всі організми, є Сонце. Пе­рша ланка (перший трофічний рівень) будь-якого ланцюга жив­лення — зелені рослини, які перетворюють у процесі фотосинтезу світлову енергію на енергію хімічних зв'язків органічних сполук (продуценти).

Природні біогеоценози не можуть повністю забезпечити лю­дину продуктами, одягом, промисловою сировиною, тому вона створює штучні біогеоценози — агроценози (від грец. agros — по­ле і ценоз). Разом з оброблюваними культурами в агроценозах виростають супутні смітні види, які випробовують могутній ан­тропогенний прес.

  Крім того, до складу агроценозів входять бактерії, водорості, гриби, тварини. Агроценози — це поля, пасовища, сінокоси, лісо­ві посадки, парки, сади. їх відносно висока продуктивність в по­рівнянні з біогеоценозами забезпечується інтенсивною технологі­єю, підбором високоврожайних сортів, внесенням добрив, меліо­рацією. Таким чином, агроценози — це екосистеми, які створює, підтримує і контролює людина. Вони не здатні до саморегуляції, оскільки характеризуються однотипністю видового складу.

26. Важливим етапом в еволюції органічного світу є поява людини і розвиток людства, під впливом якого, вважається, відбувається перетворення біосфери в ноосферу - сферу розуму. На думку В. І. Вернадського, ноосфера - це стан біосфери, в якому розумова діяльність людини стає головним чинником, що обумовлює її розвиток. В. І. Вернадський розглядав ноосферу як новий важливий етап в еволюції біосфери. Ноосфера постає в той період, коли людство, використовуючи досягнення науки, стає спроможним свідомо керувати природними і соціальними процесами.

Людина є біосоціальною істотою, тому її слід розглядати у тісному зв'язку як з природою, так і з суспільством.

Екологія людини є інтегральною міждисциплінарною наукою, яка вивчає взаємовідносини людини як біосоціальної істоти з навколишнім середовищем, яке складають елементи живої та неживої природи, соціальні та виробничі фактори, можливості керувати фізичним та психічним здоров'ям людини, її удосконаленням та розвитком.

Людина є унікальним біологічним видом, який відповідає певним біологічним критеріям і має йевні соціальні риси. Життя окремої людини та людської популяції в цілому проходить у постійній взаємодії і з природним, і з соціальним середовищем. При цьому останнє, особливо в місцях з високою щільністю населення, часто має домінуючий вплив на людину як біологічну істоту.

Вплив самої людини на навколишнє середовище зумовлюється її біосоціальною сутністю. Як біологічний об'єкт людина через комплекс трофічних зв'язків пов'язана з іншими компонентами екосистем. Разом з тим людство становить собою розвинену соціальну систему з високими вимогами до середовища існування, що зумовлені розвитком промисловості, зростанням чисельності населення тощо. Воно здатне пристосувати для задоволення власних потреб умови, які існують в переважній більшості природних зон.

Людина була таким самим об'єктом екологічних процесів, що й інші живі організми. Біологічне пристосування людини до середовища існування з мірою її соціалізації змінилося діяльністю, спрямованою на пристосування середовища для задоволення своїх потреб. При цьому вона з об'єкта екологічних процесів перетворюється на їх суб'єкта. Своєю діяльністю людство цілеспрямовано пристосовує вже біосферу для створення найбільш сприятливих для себе умов існування. Тим самим людина компенсує обмеженість своїх можливостей біологічної адаптації до мінливих умов середовища. Спираючись на свої потреби, людина встановлює норми якості води, повітря, інших чинників середовища в загальному розумінні цього терміна і здійснює заходи з їх оптимізації.

Внаслідок того, що людство як соціальна система з притаманною їй розвиненою господарською діяльністю функціонує в більш широких межах, аніж біологічна система, в природі порушується біологічний кругообіг речовин. Це призводить до погіршення якості середовища існування (наприклад, внаслідок його техногенного забруднення). Для оцінки якості природного середовища використовують показники стану здоров'я населення.

Медико-біологічні проблеми екології людини є науковим напрямком, який зараз інтенсивно розвивається. Важливим сучасним завданням екології людини є визначення характеру і напрямку процесів, обумовлених впливом навколишнього середовища на людину, оцінка їх наслідків для її життєдіяльності. Здорові люди є свідченням існування комплексу оптимальних умов життя, а розвиток хвороби - індикатором порушення гармонії між організмом і умовами його існування.

У зв'язку з господарською діяльністю людини гострою залишається проблема її адаптації до змінених умов навколишнього середовища. Для людини, не адаптованої до коливань параметрів абіотичних чинників, типовою є низька працездатність. Різка зміна умов існування може призводити до змін у фізичному та психічному стані людини. Наприклад, у людей, які щойно приїхали до Заполяр'я, де відмічаються низькі температури, значні коливання тривалості дня і ночі, можуть спостерігатися невротичні стани. Акліматизація таких осіб супроводжується нормалізацією їх психічного стану, а також адаптивними змінами ряду фізіологічних показників.

Адаптивні можливості людини певною мірою відображає поняття про конститутивні типи, які, у свою чергу, формуються залежно від генотипу. Виділяють кілька генетично зумовлених конститутивних типів людей, зокрема "спринтер", "стаєр" і "мікст".

"Спринтер" може витримувати потужні, але короткотривалі навантаження. Для нього характерні сильні фізіологічні реакції у відповідь на виражені, але короткотривалі зміни середовища. Він має великі резервні можливості, які швидко мобілізуються, але потребують тривалого часу для відновлення.

"Стаєр" може витримувати рівномірні навантаження тривалий час. Він має в цілому невисокі резервні можливості, однак у нього процеси відновлення стійкі.

"Мікст" має проміжні адаптивні можливості. Для нього характерний оптимально-адекватний спосіб реагування на зміни навколишнього середовища.

Господарська діяльність людини призводить до створення антропогенних екосистем, які є об'єктом вивчення екології людини. Найскладніші з них формуються в сучасних містах, особливо з розвиненою промисловістю. Урбанізація поступово призводить до більш повного задоволення людиною своїх потреб. Разом з тим негативним наслідком урбанізації є забруднення навколишнього середовища, зміни видового складу екосистем, зменшення природних ресурсів.

В межах однієї і тієї ж антропогенної екосистеми вплив середовища на людську популяцію не залишається сталим, а змінюється в ході розвитку виробництва, соціально-економічних умов, інфраструктури на цій території. Поступове накопичення подібних змін призводить до радикальних перетворень антропогенної екосистеми. У зв'язку з цим вона обмежена в часі у своєму розвитку.

Центральне місце у дослідженнях екології людини займають людські спільноти. Для їх характеристики вчені обирають такі показники, як народжуваність, смертність, захворюваність, інвалідність, вікова та статева структура конкретної спільноти, її освітній рівень, професійний склад, рівень фізичного розвитку дітей, моральні засади тощо. Але найважливішим показником, в якому зрештою концентруються перелічені вище параметри, є популяційне здоров'я. Другою найважливішою характеристикою антропогенної екосистеми є якість навколишнього середовища. Вона оцінюється за рівнем комфортності для населення, ступенем її забрудненості і деградації внаслідок техногенних впливів, певними соціально-економічними показниками.

Медична екологія являється розділом екології людини, що включає залежність особливостей здоров’я і захворюваності популяції людей від середовища проживання.

Суспільство та навколишнє середовище настільки взаємозв’язані, що їх важко відділити одне від одного. Людство створює та підтримує певні форми екосистем, направлені на досягнення цілей, необхідних людям. Зазвичай під екосистемою розуміють природний феномен, в якому живі організми взаємодіють з неживим середовищем за певними законами. Однією з характерних людських екосистем являється фермерське чи індивідуальне селянське господарство, також як приклад екосистеми може бути промислове виробництво, що переробляє стічні води.

Системний погляд на людські екосистеми має на увазі розуміння потреб живих організмів, їх продуктивної потужності і способів їх взаємодії в біологічних співтовариствах. Звідси виходить усвідомлення наслідків розробки та використання ресурсів неживої природи — ґрунту, води, видів палива і металів, що добуваються як для навколишнього середовища, так і для суспільства.

27. Адаптивний тип- норма біологічної реакції на переважаючі умови проживання, яка проявляється у розвитку комплексу морфофункціональних, біохі­мічних, імунологічних ознак, які обумовлюють кра­щу біологічну пристосованість людини до відповід­ного фізичного середовиша, незалежно від расової чи етнічної належності.

1.Арктичний адаптивний тип Холодний клімат і переважно тваринна їжа обумовлюють цілий ряд ознак, властивих арктичному типом: відносно сильне розвиток кістково-м’язового компонента тіла, великі розміри грудної клітки, високий рівень гемоглобіну, щодо великий простір, займане кістковим мозком, підвищений вміст мінеральних речовин у кістках, високий вміст в крові білків, холестерину, підвищена здатність окисляти жири. Серед аборигенів Арктики майже не зустрічаються особи з астенічним статурою. В цілому арктичний тип характеризується посиленим енергетичним обміном, який відрізняється стабільністю показників в умовах переохолодження. При однаковій мірі охолодження у канадських індіанців різко падає температура шкіри, але рівень обміну речовин змінюється незначно, а у стороннього білого населення спостерігається менша ступінь зниження шкірної температури, але з’являється сильна дрож, т. Е. Інтенсифікується обмін. 2. Тропічний адаптивний тип До переважаючим екологічних факторів, під впливом яких формувався комплекс ознак тропічного адаптивного типу, відносять жаркий вологий клімат і раціон з відносно низьким вмістом тваринного білка. Грунт, повітря і вода містять велику кількість мікроорганізмів, яєць гельмінтів і цист патогенних найпростіших. Багатство і різноманітність тваринного світу забезпечує існування величезної кількості проміжних і остаточних господарів біогельмінтів і переносників збудників трансмісивних захворювань. До характерних ознак тропічного типу відносять: видовжену форму тіла, знижену м’язову масу, відносне зменшення маси тіла при збільшенні довжини кінцівок, зменшення окружності грудної клітки, більш інтенсивне потовиділення за рахунок підвищеної кількості потових залоз на 1 см2 шкіри, низькі показники основного обміну і синтезу жирів , знижену концентрацію холестерину в крові. 3. Адаптивний тип помірного поясу За соматичним показниками, рівнем основного обміну населення помірного поясу займає проміжне положення між корінними жителями арктичного і тропічного регіонів. Це відповідає умовам біогеографічної середовища в зоні помірного клімату. Для неї характерні нерівномірний розподіл районів, що відрізняються за кількістю тепла і вологи, типу рослинності (від сухих степів і напівпустель до тайги), багатству тваринного світу. 4. Гірський адаптивний тип Умови високогір’я для людини у багатьох відношеннях екстремальні: низький атмосферний тиск, знижений парціальний тиск кисню, холод, відносна одноманітність їжі. Основним екологічним фактором формування гірського адаптивного типу з’явилася гіпоксія. У жителів високогір’я спостерігаються: підвищений рівень основного обміну, відносне подовження довгих трубчастих кісток скелета, розширення грудної клітки, підвищення кисневої ємності крові (за рахунок збільшення кількості еритроцитів, вмісту гемоглобіну і відносній легкості його переходу в оксигемоглобін). В умовах високогір’я в цілому менш інтенсивно йдуть процеси росту і розвитку, пізніше настає старість, продолжительней життєвий цикл. 5. Арідний (зона пустель) Багато рис тропічного комплексу властиві і населенню зони пустель: відзначається тенденція до лінійності статури (високий відсоток астеніків з уплощенной грудною кліткою), розвиток м’язового і жирового компонента знижений. Знижені рівні основного обміну, холестерину крові, як правило, і мінералізації скелета. Поряд з цим відзначається більш ефективна судинна регуляція втрати тепла в умовах різких добових коливань температури навколишнього середовища. Населення пустель (крім тропічних) відрізняється великими розмірами тіла.

28. Біосфера є багаторівневою системою, яка включає підсистеми різного ступеня складності. Межі біосфери визначаються областю розповсюдження організмів в атмосфері, гідросфері та літосфері. Верхня межа біосфери проходить приблизно на висоті 20 км. Таким чином, живі організми розселені в тропосфері та в нижніх шарах стратосфери.

 

Рис. 181. Область розповсюдження організмів у біосфері: 1 — рівень озонового шару, який затримує жорстке ультрафіолетове випромінювання; 2 — межа снігів; 3 — ґрунт; 4 — тварини, що мешкають в печерах; 5 — бактерії в нафтових свердловинах.

  Лімітуючим чинником розселення в цьому середовищі є на­ростаюча з висотою інтенсивність ультрафіолетової радіації.

Практично все живе, проникаючи вище озонового шару атмосфе­ри, гине. У гідросферу біосфера проникає на всю глибину світово­го океану, що підтверджується виявленням живих організмів, і органічних відкладень до глибини 10-11 км. У літосфері область розповсюдження життя багато в чому визначається рівнем про­никнення води в рідкому стані — живі організми знайдені до гли­бини приблизно 7,5 км. Проникнення живих організмів углиб обмежується високою температурою і тиском, відсутністю світла.

  Атмосфера. Ця оболонка складається в основному з азоту і ки­сню. В менших концентраціях вона містить вуглекислий газ і озон. Стан атмосфери має великий вплив на фізичні, хімічні і, особливо, біологічні процеси на земній поверхні і у водному середовищі.

  Найбільше значення для біологічних процесів мають: кисень атмосфери, що використовується для дихання організмів і міне­ралізації органічної речовини, що омертвіла, вуглекислий газ витрачається при фотосинтезі, а також озон, екрануючий земну поверхню від жорсткого ультрафіолетового випромінювання. Зо­вні атмосфери існування живих організмів неможливе. Це видно на прикладі позбавленого життя Місяця, у якого немає атмосфе­ри. Історично розвиток атмосфери пов'язаний з геохімічними процесами, а також життєдіяльністю організмів. Так, азот, вуг­лекислий газ, пари води утворилися в процесі еволюції планети, значною мірою завдяки вулканічній активності, а кисень — у ре­зультаті фотосинтезу.

  Гідросфера. Вода є важливою складовою частиною всіх ком­понентів біосфери і одним з необхідних чинників існування жи­вих організмів.

  Основна її частина (95 %) міститься в світовому океані, який займає приблизно 70 % поверхні земної кулі. Загальна маса океа­нічних вод складає понад 1300 млн. км³. Близько 24 млн. км³ води міститься в льодовиках, причому 90 % цього об'єму припадає на крижаний покрив Антарктиди. Стільки ж води міститься під зе­млею. Поверхневі води озер складають приблизно 0,18 млн. км³ (з них половина солоні), а річок — 0,002 млн. км³. Кількість води в тілах живих організмів досягає приблизно 0,001 млн. км³. Із газів, розчинених у воді, найбільше значення має кисень і вуглекислий газ. Кількість кисню в океанічних водах змінюється в широких межах залежно від температури і присутності живих організмів. Концентрація вуглекислого газу також варіює, а загальна кіль­кість його в океані в 60 разів перевищує його кількість в атмосфе­рі. Гідросфера формувалася у зв'язку з розвитком літосфери, що виділила за геологічну історію Землі значний об'єм водяного пару і так званих ювенільних (підземних магматичних) вод.

Літосфера. Основна маса організмів, що мешкають в межах літосфери, зосереджена в ґрунтовому шарі, глибина якого зви­чайно не перевищує 8-10 м. Ґрунти, будучи, за термінологією В. І. Вернадського, біовідсталою речовиною, представлені мінера­льними речовинами, що утворюються при руйнуванні гірських порід, і органічними речовинами — продуктами життєдіяльності організмів.

  Живі організми (жива речовина). Вся маса живої речовини Землі складає її біомасу. У даний час описано близько 300 тис. видів рослин і більше 1,5 млн. видів тварин. З цієї кількості 93 % представлено сухопутними, а 7 % водними видами тварин. Сума­рна біомаса організмів сухопутних видів утворена на 99,2 % зеле­ними рослинами (2,4^.10¹² т.) і на 0,8 % — тваринами і мікрооргані­змами (0,2^.10¹¹ т.). В океані, навпаки, на частку рослин припадає 6,3% (0,2^.10° т.), а на частку тварин і мікроорганізмів 93,7% (0,3^.10¹⁰ т.) сукупної біомаси. Не дивлячись на те, що океан покри­ває трохи більше 75 % поверхні планети, в ньому міститься лише 0,13 % біомаси всіх живих істот, що мешкають на Землі. Розра­хунки показують, що рослини складають близько 21 % всіх вра­хованих видів. Проте на їх частку припадає більше 99 % біомаси, тоді як внесок в біомасу планети тварин, які складають 79 % ви­дів, складає менше 1 %. Серед тварин 96 % видів припадає на ча­стку безхребетних і лише 4 % на частку хребетних, серед яких ссавці складають приблизно 10%. Приведені співвідношення ілюструють фундаментальну закономірність організації біосфери: у кількісному відношенні переважають форми, що досягли в про­цесі еволюції низьких ступенів морфо-фізіологічного прогресу.

  Жива речовина за масою складає 0,01-0,02 % від кісткової речовини біосфери, проте відіграє провідну роль у біогеохімічних процесах завдяки обміну речовин, що проходить у живих органі­змах. Оскільки субстрати і енергію, що використовується в обміні речовин, організми черпають з навколишнього середовища, вони перетворюють її вже тим, що живуть. Щорічна продукція живої речовини в біосфері дорівнює 232,5 млрд. т. сухої органічної речо­вини. За цей же час в масштабі планети в процесі фотосинтезу синтезуються 46 млрд. т органічного вуглецю. Для цього вимага­ється, щоб 170^.10⁹т. вуглекислого газу прореагувало з 68^.10⁹ т. во­ди. Таким чином, у результаті фотосинтезу щорічно утворюється 115^.10⁹ т. сухої органічної речовини і 123^.10⁹ т. кисню. У процес фотосинтезу залучається також протягом року 6^.10⁹ т. азоту, 2^.10⁹т. фосфору й інші елементи, наприклад, калій, кальцій, магній, сі­ра, залізо.  Наведені цифри показують, що жива речовина є найак­тивнішим компонентом біосфери. Вона проводить гігантську  гео­хімічну роботу, сприяючи перетворенню інших оболонок Землі в геологічному масштабі часу.

  Жива речовина здійснює найважливіші біогеохімічні функції.

  Газова функція полягає в поглинанні рослинами діоксиду ву­глецю і виділенні кисню в процесі фотосинтезу (при диханні рос­лин і тварин навпаки, поглинання кисню і виділення діоксиду вуглецю), у відновленні азоту, сірководню й інших газів, тобто в підтримці постійності газового складу атмосфери.

  Концентраційна функція полягає в поглинанні і накопиченні в живих організмах різних хімічних елементів — вуглецю, азоту, водню, кисню, фосфору, сірі, йоду, заліза тощо. Завдяки цій фун­кції на певному етапі розвитку біосфери рослини збагатили атмос­феру киснем і значно понизили концентрацію діоксиду вуглецю; на місцях масової загибелі тварин і рослин ми знаходимо відкладення крейди, вапняку, нафти, вугілля й інших корисних копалин.

  Окислювально-відновна функція полягає у відновленні і оки­сленні речовин у живих організмах (наприклад, відновлення діо­ксиду вуглецю до вуглеводів у процесі фотосинтезу і окислення їх до діоксиду вуглецю при диханні).

  Біохімічна функція здійснюється в процесі обміну речовин у живих організмах (живлення, дихання, виділення) і руйнування, деструкції померлих організмів і продуктів їх життєдіяльності. Ці процеси приводять до круговороту речовин в природі, біогенної міграції атомів.

Здатність утворювати та концентрувати речовини з отруйними для інших організмів властивостями мають представники багатьох видів. Отрути біологічного походження являють собою окремі хімічні сполуки або суміші хімічних сполук, які, потрапляючи в інший організм навіть у невеликій кількості, можуть зумовлювати порушення його фізіологічних функцій, викликати у нього хворобливий стан і навіть призводити до його загибелі.

Біологічно активні сполуки, що входять до складу отрут, мають різну хімічну природу. Серед них зустрічаються, наприклад, поліпептиди, алкалоїди, стероїди тощо, яких немає в організмі жертви. Крім того, отрути можуть містити у дуже великій кількості деякі речовини, що зустрічаються також і в організмі жертви, але в нормі їх рівень значно менший.

Організми різних видів виробляють отрути, що відрізняються за своїм якісним та кількісним складом. Деякі отрути біологічного походження в малих дозах виявляють на людину лікувальний вплив. Цим пояснюється інтерес дослідників до отруйних організмів як потенційного джерела лікарських засобів.

Отруйні рослини - рослини, що містять специфічні речовини і здатні за певної дози і тривалості впливу викликати хворобу чи смерть людини або тварини.

У рослинному світі існують тисячі отруйних речовин, які поділяють залежно від їхньої хімічної природи на декілька груп. Наприклад, виділяють алкалоїди, глікозиди, фітотоксини, фотосенсибілізуючі пігменти, сапоніни, мінеральні отрути тощо. Їх можна також класифікувати за клінічною картиною отруєння. Розрізняють, наприклад, нейротоксини, печінкові і ниркові отрути, речовини, що подразнюють травний тракт, викликають зупинку дихання, ушкоджують шкіру, викликають вади розвитку. Іноді одна речовина належить відразу до кількох хімічних класів або діє на кілька систем органів.

Отруйні рослини відомі в усіх великих таксономічних групах - від водоростей до покритонасінних. Існують отруйні одноклітинні, папороті, голонасінні і покритонасінні. Іноді отруєння обумовлено цвілевими, головчастими або іржастими грибами, наявними на рослинах або у рослинній їжі. Хоча бактерії та гриби нині відносять до самостійних царств організмів, деякі з них традиційно розглядають разом з отруйними рослинами.

Наведемо характеристику окремих отруйних рослин і грибів.

29. Жива́ речовина́ — вся сукупність тіл живих організмів в біосфері, незалежно від їх систематичної приналежності.

Жива речовина розвивається там, де може існувати життя, тобто на перетині атмосфери, літосфери та гідросфери. В умовах, несприятливих для існування, жива речовина переходить в стан анабіоза.

Специфіка живої речовини полягає в наступному:

1. Жива речовина біосфери характеризується величезною вільною енергією. В неорганічному світі за кількістю вільної енергії з живою речовиною можуть бути співставлені тільки недовговічні незастиглі лавові потоки.

2. Різка відмінність між живою і неживою речовиною біосфери спостерігається у швидкості протікання хімічних реакцій: в живій речовині реакції протікають в тисячі і мільйони разів швидше.

3. Відмінною особливістю живої речовини є те, що індивідуальні хімічні сполуки, які складають її — білки, ферменти тощо — стійкі тільки в живих організмах (значною мірою це характерно і для мінеральних сполук, які входять до складу живої речовини).

4. Довільний рух живої речовини в значній мірі саморегульований.

В. І. Вернадський виділяв дві специфічні форми руху живої речовини: а) пасивну, яка створюється розмноженням і притаманна як тваринам, так і рослинним організмам; б) активну, яка здійснюється за рахунок спрямованого переміщення організмів (вона характерна для тварин і в меншій мірі для рослин). Живій речовині також притаманне прагнення заповнити собою весь можливий простір.

1. Жива речовина виявляє значно більшу морфологічну і хімічну різноманітність, ніж неживе. Крім того, на відміну від неживої абіогенної речовини жива речовина не буває представлена виключно рідкою чи газовою фазою. Тіла організмів побудовані у всіх трьох фазових станах.

2. Жива речовина представлено в біосфері у вигляді дисперсних тіл — індивідуальних організмів. Причому, будучи дисперсною, жива речовина ніколи не знаходиться на Землі в морфологічно чистій формі — у вигляді популяцій організмів одного виду: вона завжди представлена біоценозами.

3. Жива речовина існує в формі безперервного чергування поколінь, завдяки чому сучасне жива речовина генетично пов'язана з живою речовиною минулих епох. При цьому характерним для живої речовини є наявність еволюційного процесу, тобто відтворення живої речовини відбувається не за типом абсолютного копіювання попередніх поколінь, а шляхом морфологічних і біохімічних змін.

Відповідно до оригінальної теорії Вернадського, ноосфера є третьою у послідовності таких основних фаз розвитку Землі як утворення геосфери (неживої природи) та біосфери(живої природи).

Так само, як біосфера утворюється взаємодією всіх організмів на Землі, ноосфера складається усіма розумами, що взаємодіють.

Ноосферу можна розглядати як єдність «природи» і культури (в широкому тлумаченні останньої — з техносферою включно), особливо починаючи з того моменту, коли «культура» досягає (за силою впливу на біосферу та геосферу) потужності «геологічної сили».

Серед складових частин ноосфери виокремлюють антропосферу (сукупність людей як організмів), техносферу (сукупність штучних об'єктів, створених людиною, та природних об'єктів, змінених в результаті діяльності людства) та соціосферу (сукупність соціальних факторів, характерних для даного етапу розвитку суспільства і його взаємодії з природою).

30. Людина, людство в цілому — це вища форма живої речовини на планеті Земля. Із появою Людини на Землі з’явився новий інформаційний простір із своєю польовою організацією. Жива речовина енергетично виступає в природі на перше місце. Важливим моментом є те, що жива речовина на Землю привнесена із глибин Космосу у вигляді не білково-нуклеїдних молекул, а у формі постійно діючих у всесвіті біологічних полів. Функціонування цих полів таке, що живі молекули формуються скрізь, де для цього є необхідні умови — енергія, інформація і матеріальний субстрат.

Наша Земля являє собою живу сутність. Вона одержує не лише сонячне світло, а й життєві потоки космічної енергії Всесвіту, які впливають на життя самої Землі і всіх її мешканців. Великий філософ давнини Платон із посиланням на своїх попередників писав, що Земля схожа на шкіряний м’яч, зшитий із 12-ти правильних п’ятикутників і 20-ти рівносторонніх трикутників. Стики, вузли з’єднань цих геометричних фігур являють собою енергетичні центри або чакри землі — за аналогією до чакр Людини.

За даними московських дослідників, така система чакр Землі справді існує, причому частина з них приймає енергію Космосу (так звані світлі чакри), а частина віддає земну енергію, або темні чакри. Виявляється, що великі цивілізації розвивались у області саме цих енергетичних чакр. Головна енергетична вісь землі проходить через Північний і Південний полюси таким чином, що через Північний полюс входить енергія Космосу, а через Південний — виділяється «відпрацьована» енергія Землі.

Крім цього, Земля дихає з характерною ритмічністю і періодичністю, які, в свою чергу, залежать від часу доби, сезону року і географічної широти. Глибокий і повноцінний подих Земля робить на сході Сонця, коли із жадобою поглинає світлу космічну енергію. Це проявляється в розширенні границь світлих комірок (чакр) і стискування темних. Далі слідує не менш потужний видох, далі настає ритмічне дихання аж до часу заходу Землі, і всі мешканці Землі одержують благодатну енергію Космосу і Сонця. Вночі ці потоки істотно слабшають і ніби все завмирає до наступного ранку. Отже, Земля дихає як жива сутність, поглинаючи життєдіяльну енергію Космосу і виділяє надлишкову внутрішню енергію.

Закономірності існування фізичних полів різної природи в живих організмах характеризуються взаємодією їх з полями навколишнього середовища і впливом геліогеофізичних факторів на життєдіяльність організму. Біологічний об'єкт - це динамічна, самокерована цілісна система, гомеостаз якої забезпечується одночасним функціонуванням як окремих органів, так і фізіологічних систем - кровообігу, метаболізму, нейрогуморальної регуляції тощо.

Функціонування систем живого організму віддзеркалюється у складній картині фізичних полів і випромінювань, що генеруються ним, а також у параметричних змінах природних фонових полів і випромінювань, які оточують організм. Біологічні об'єкти в процесі життєдіяльності генерують випромінювання різної природи. Реєстрація полів і випромінювань з організму можлива за допомогою рентгенівських, ультразвукових і томографічних методів, електрокардіографії та ін., що дозволяє "побачити" динаміку різних фізіологічних процесів і виявити порушення в їх роботі.

Біополя - це сукупність фізичних полів, притаманних об'єктам живої природи, з допомогою яких здійснюється обмін енергією та інформацією між ними.

Одними з основних є електромагнітні поля і випромінювання живого організму. Це повіязано з виникненням, рухом і взаємодією електричних зарядів у біологічних об'єктах у процесі їх життєдіяльності.

Біоритми є однією з найбільш загальних властивостей біосистеми і характеризують її існування в часі. Наука, що вивчає біологічні ритми живих організмів, називається біоритмологією. У ній виділяють декілька самостійних напрямків: хронобіологія, хронопатологія, хронотерапія, хронофармакологія, хронопрофілактика та інші.

Ритми поділяються за належністю до класу явиш (ритми рослин, тварин, людини та ін.), за тривалістю періода (ритми високої, середньої і низької частот), за функціональним значенням ("екологічні", або адаптивні - добові, припливно-відпливні, сезонні, річні, - та функціональні - всі інші ритми, які забезпечують динамічну рівновагу внутрішнього середовища організму).

Ритми охоплюють всі прояви життя - від субклітинних структур і окремих клітин до складних форм поведінки організмів, популяцій та екологічних систем. Ритмічність - основна властивість живої матерії, її невід'ємна ознака. "Система, наскрізь пронизана ритмами" - так образно назвав людину один з фундаторів школи дослідників біологічних ритмів Б. С. Алякринський. Головний керуючий чинник цієї системи - добовий ритм. У людини у формуванні добового ритму окремих процесів, поряд із фізичними датчиками часу (коливання температури, освітленості, магнітного поля й інших факторів середовища), важливу роль відіграє комплекс екзогенних факторів.

Синхронізація біологічних ритмів ссавців досягається шляхом комплексної взаємодії нейроендокринних структур, які формують хроноперіодичну систему, зокрема гіпоталамуса, шишкоподібного тіла та ін. Ця система локалізується на всіх рівнях організації живого організму та синхронізує власну активність із зовнішніми ритмічними змінами, створюючи універсальну часову основу динамічних процесів, що перебігають у біологічних системах різного рівня.

Живому організму притаманні одночасно всі існуючі ритми, його функції можуть синхронізуватися у різних ритмах, різноманітних діапазонах періодів. Крім того, часова структура ритмів може змінюватися під впливом випадкових зовнішніх і внутрішніх факторів. Треба брати до уваги й індивідуальні особливості в організації часової структури ("сови", "жайворонки" тощо).

Багато патологічних процесів в організмі супроводжується порушенням часової організації фізіологічних функцій. Водночас, неузгодження біологічних ритмів призводить до розвитку патологічних змін. Це так звані десинхронози. Хронологічним маркером старіння, критерієм біологічного віку є початок зміни часової структури зрілого віку, коли відбувається спонтанна внутрішня десинхронізація.

Прогресивний розвиток вчення про біологічні ритми дозволив з'ясувати основні закономірності взаємодії біоритмів організму з задавачами часу в навколишньому середовищі. Великим досягненням є дані про генетичну регуляцію біоритмів. Встановлений тісний зв'язок біоритмів з механізмами гомеостазу в організмі та їх роль в процесах адаптації. Досліджені ритми чутливості клітин, тканин, органів і організму в цілому до дії факторів хімічної і фізичної природи, в тому числі лікарських речовин. Велике значення для розвитку теоретичної і експериментальної хронобіології має розробка методів кількісного дослідження біоритмів.

У медико-біологічній науці сформований новий напрямок - хрономедщина. Перед цією галуззю клінічної медицини стоять великі завдання, вирішення яких сприятиме як розвитку нових уявлень про причини і патогенез різних захворювань, так і їх успішному лікуванню і профілактиці.