Механизмы терморегуляции жизнедеятельности организма

Величина температурного ускорения биохимических реакций
определяет пределы температурной устойчивости организма в целом
Интервалы температуры и пороги жизни неодинаковы для разных видов.
Верхний температурный порог жизни
- теоретически определяется температурой свертывания белков
Обезвоживание организма повышает и порог,
и термоустойчивость организма.
У прокариот высокая термоустойчивость определяется
биохимическими особенно­стями протоплазмы.
Основная причина тепловой гибели –
рассогласование обменных процессов, вызванное
разным значением Qw для разных реакций
У животных большое значение имеют
нарушения деятельности нервной системы
и ее регуляторных функций.
У большинства животных тепловая гибель наступает раньше,
чем начинают коагулировать белки (42—43°С).

Нижний температурный порог жизни
Холодовую гибель вызывают нарушения метаболизма,
структурные изменения в клетках и тканях,
связанные с замерзанием внеклеточной и внутриклеточной жидкостей
Образование льда:
механически повреждает ткани
нарушает обменные процессы
обезвоживает цитоплазму
повышает концентрацию солей
нарушает осмотическоое равновесие
денатурирует белки

Скорость изменений температуры тела пойкилотермов связана
обратной зависимостью с их размерами.
Это определяется соотношением массы и поверхности:
у более крупных форм относи­тельная поверхность тела уменьшается,
что ведет к уменьшению скорости потери тепла.
Пойкилотермные организмы
Влияние температуры
не прямолинейно:
по достижении определенного порога
стимуляция процесса сменяется подавлением.
Это общее правило, объясняющееся
приближением
к зоне порога нормальной жизни.

Для прохождения процессов развития
требуется сумма эффективной температуры.
Эффективной температурой
называют температуру
выше того минимального значения,
при котором процессы развития
вообще возможны;
эту пороговую величину называют
биологическим нулем развития (to).
Лишь у немногих видов
биологический нуль развития
почти совпадает с 0°С.

Общая адаптация к различным
температурным условиям обитания
основывается
на изменении тканевой устойчивости, которая во многом связана
с термостабильностью белков
и различной
термической настройкой ферментных систем.
Теплоустойчивость клеток различных морских беспозвоночных коррелирует
с их вертикальным распределением:
выше у обитателей верхней сублиторали и ниже у видов,
заселяющих более глубокие
и холодные зоны.
У арктических по происхождению видов теплоустойчивость на клеточном уровне
оказалась более низкой,
чем у бореальных

Переохлажденное состояние холодноводных рыб
поддерживается накоплением в жидкостях тела
так называемых
биологических антифризов —
гликопротеидов, понижающих точку замерзания
и препятствующих образованию кристаллов льда
в клетках и тканях.
Концентрация этих веществ коррелирует
с температурными условиями жизни.
Глицерин, проникая в клетки,
нормализует осмотическое давление.
Накопление глицерина
имеет хорошо выраженный
сезонный характер: он отсутствует в тканях летом и в значительных количествах накапливается к зиме.

Обезвоживание тканей' – ещё один путь адаптации
Биологический смысл такой перестройки обмена в том,
что в идеальном случае
у животных, приспособленных к разным температурным режимам,
уровень обмена при температуре адаптации
(т. е. при естественной температуре среды)
сохраняется одинаковым.
Это явление называют температурной компенсацией.
Прямая зависимость обмена от температуры сохраняется,
адаптация выражается в изменении «точки отсчета» этой реакции.
Устойчивые температурные адаптации у животных
контролируются на уровне целого организма.
В отличие от пойкилотермных –
гомойотермные животные
строят свой теплообмен на базе собственной теплопродукции

Комплекс специфических механизмов
активной терморегуляции
контролируется на уровне целого организма и делает внутренние процессы независимыми
от колебаний внешней температуры.
В результате температурный диапазон активной жизнедеятельности практически совпадает с диапазоном переносимой
(от нижнего до верхнего порогов жизни) температуры
Гомойотермные
Температурные адаптации связаны с активным поддержанием
постоянства внутренней температуры, основаны
на высоком уровне метаболизма
и эффективной регулирующей функции центральной нервной системы