textarchive.ru

Главная > Книга


29. Выносящая артериола в почках, которая получает кровь из капилляров клубочка, имеет меньший диаметр, чем приносящая артериола, доставляющая кровь в клубочек. В чем состоит физиологический смысл этого анатомического различия? Что произошло бы, если соотношение диаметров данных сосудов изменилось бы на противоположное?

Решениязадачдлясамоконтроля

15. Значение метаболизма прежде всего в том, что он доставляет энергию, необходимую для протекания всех жизненных процессов. Но у гомойотермных животных метаболизм обеспечивает и выработку тепла, что позволяет поддерживать постоянную температуру тела. Киты и тюлени живут в холодной воде. Чтобы компенсировать увеличенные теплопотери, им приходится вырабатывать дополнительные количества тепла, что и достигается усилением метаболизма.

На этом примере видно, что принцип целесообразности во многих случаях связан с экологическим подходом. Это означает. что в ходе эволюции у организмов вырабатывались приспособления именно к тем условиям среды, в которых они постоянно находились на протяжении сотен и тысяч поколений.

16. Каждая клетка получает все необходимое ей из крови, притекающей по капиллярам. Поскольку клетки имеют микроскопические размеры (почему?), то и диаметр капилляров должен быть очень малым, независимо от того, в каком организме находятся снабжаемые кровью клетки. Эритроциты проходят по капиллярам в один ряд. Физиологический смысл этого понятен – облегчается и ускоряется газообмен. Поэтому размер эритроцитов никак не связан с размерами животного, а согласуется только с диаметром капилляров.

17. Если искать ответ беспорядочным перебором вариантой, то, как Вы уже знаете, это не лучший путь. Нужно подумать, какие особенности насекомых, точнее, особенности какой их системы не позволяют увеличивать размеры тела сверх определенного предела. Это – система трахейного дыхания. Воздух и, стало быть, кислород поступают в клетки через огромное количество мельчайших трубочек – трахей. Но эта система недостаточно эффективна. По трахеям воздух не может проникать на большие расстояния. Отсюда и необходимость ограничивать размеры тела.

18. Эта задача непосредственно связана с предыдущей. В чем физиологический смысл усиления деятельности сердца при выполнении работы? Прежде всего в том, что в работающие органы доставляется повышенное количество кислорода.

Но, как уже говорилось выше, у насекомых кислород поступает непосредственно в клетки через систему трахей. Гемолимфа же кислород не переносит и поэтому ускорение ее движения за счет усиления работы спинного сосуда ничего не даст.

19. Достаточно знать, в чем состоит действие АДГ и ответ становится ясным.

Этот гормон увеличивает реабсорбцию воды в канальцах почек и тем самым уменьшает величину диуреза. Очевидно, что удержание воды в организме особенно важно для кенгуровой крысы – жителя пустыни. Тогда понятно, почему в ее гипофизе содержание АДГ в несколько раз больше, чем у белой крысы.

20. Чудес в природе не бывает. Если углекислый газ накапливается, а дыхательный центр не возбуждается, значит, его возбудимость при нырянии резко снижается.

21. Физиологический смысл наличия щелочного резерва крови в том, что он связывает кислые продукты, которые в избытке образуются при мышечной деятельности. Отсюда становится ясным ответ – у тренированного человека эти продукты должны связываться быстрее (это один из эффектов тренировки на биохимическом уровне), следовательно, щелочной резерв увеличен.

22. Подобного типа задачи Вы теперь должны решать, как говорится, сходу.

Усиленная мышечная работа требует потребления больших количеств кислорода. Поэтому ответ очевиден – у кротов содержание гемоглобина в крови очень высокое.

23. У лисы раскапывание норы содержит комплекс условных раздражителей, сигнализирующих о скором получении пищи. Поэтому во время раскапывания интенсивно выделяется слюна. Подобное происходит и у голодного человека, который наблюдает за тем, как накрывают стол для трапезы. Кошка же хищник засадный. Она может часами терпеливо сидеть у мышиной норы в ожидании добычи. Выделение слюны во время засады физиологически нецелесообразно – ведь неизвестно, сколько еще придется ждать. За это время можно просто истечь слюной.

24. Очевидно, брюшной тип дыхания может быть для женщин невыгоден, затруднен. Если не всегда, то хотя бы в определенные моменты. Например, при беременности. Поэтому природа предпочла такой тип дыхания, при котором трудности не возникают.

25. Анатомия (структура) всегда связана с физиологией (функция). Глаза у совы устроены так, что обеспечивают видение только прямо перед собой. Но зато можно поворачивать голову в разные стороны в широких пределах. Сова охотится ночью, используя в первую очередь свой очень острый слух.

Для точного определения местонахождения источника звука тоже приходится вертеть головой.

26. Природа и здесь остановилась на важном рубеже. Если бы огромная чувствительность уха была повышена еще сравнительно немного, то оно бы оказалось в состоянии реагировать на тепловое,движение молекул воздуха. И тогда бы в наших бедных ушах днем и ночью стоял постоянный шум.

27. Лучше всего рассмотреть этот вопрос на конкретном примере. Во время глотания центр этого рефлекса находится в состоянии доминанты. Физиологически очень важно, чтобы пищевой комок был проглочен, а не застрял в горле. Сильное постороннее раздражение может затормозить многие рефлексы. Но, если какая-то реакция в данный момент является жизненно важной, то ее центр приобретает свойства доминанты. И тогда посторонние раздражители не тормозят, а даже усиливают эту реакцию, что физиологически целесообразно.

28. Катехоламины (А и НА) выделяются при возбуждении СНС. Это происходит всякий раз, когда организму предъявляются повышенные требования (физическая нагрузка, стресс и т. п.). В таких условиях работа сердца значительно возрастает и кровоснабжение его должно усилиться. Этому способствует избыточное количество бета-адренорецепторов в стенках сосудов сердца, обеспечивающее их расширение. При атеросклерозе количество данных рецепторов уменьшается. Поэтому теперь катехоламины воздействуют преимущественно уже,на альфа – адренорецепторы, что может привести к спазму коронарных сосудов.

29. В почечных клубочках протекает первая стадия образования мочи – фильтрация. Важную роль в этом играет величина кровяного давления. Более узкий выносящий сосуд создает дополнительное сопротивление и поэтому перед ним – в капиллярах клубочка давление повышается, что способствует фильтрации. При обратном же соотношении диаметров сосудов давление повышалось бы перед приносящим сосудом и после его преодоления кровь приходила бы в клубочек при пониженном давлении. Образование мочи резко снизилось бы. Поэтому склеротическое перерождение приносящих сосудов весьма опасно для почек.

6.2. Эволюционныйпринцип Тренировочныезадачи

30.Дваживотныхвступаютвдраку. Изменитсялиунихсвертываемостькрови?

Решение. Когда дерутся, применяя зубы и когти, весьма велика вероятность получить повреждение с последующим кровотечением. В ходе эволюции выработалась реакция, направленная на то, чтобы заранее подготовиться к такой опасности – при агрессивном столкновении свертываемость крови повышается. Это наглядный пример регулирования по возмущению.

31. Еслизмеюнекотороевремядержатьввертикальномположении (головойвверх), тоонапогибает. Почему?

Решение. В эволюции змеи образовали группу животных, которые всегда находятся в горизонтальном положении. Поэтому у них не выработались компенсаторные приспособления, препятствующие постепенному оттоку крови в вены нижней части тела при длительном поддержании вертикального положения. Если такое положение сохранять насильственно, то приток крови к сердцу резко уменьшается и, в конце концов, наступает смерть.

32.Еслизакрытьглазаикататьдвумясоседниминеперекрещенными пальцамигорошину, товозникаетощущениеоднойгорошины. Если сделатьтоже, но перекрещеннымипальцами, товозникаетощущение двухгорошин. ТакойопытпроделалещеАристотель. Чемобъясняется этотфеноменинепротиворечитлионпринципуцелесообразности? Ведьмыполучаемнеадекватноеощущение?

Решение. В первом случае раздражаются внутренние, соприкасающиеся поверхности пальцев. Во втором – наружные, не соприкасающиеся. В естественных условиях наружные поверхности двух соседних пальцев одновременно могут раздражаться только двумя предметами. Поэтому в мозгу и возникает соответствующее ощущение. Этот простой опыт еще раз иллюстрирует неоднократно упоминавшееся положение – если мы ставим организм в искусственные условия, то в них он работает по программам, которые сложились в естественных условиях в ходе эволюции.

33.Первыемногоклеточныеживотныенеимелинижабр, нилегких идышаливсейповерхностьютела. Когдапоявилисьболеевысокоорганизованныеорганизмы, то, хотявсеониприобрелиособыеорганы дыхания, способностьдышатькожейсохранилась. Некоторыеучастки кожипоинтенсивностидыханиядажепревосходятлегкие. Почемуже все-такиэволюцияпошлапопутисозданияспециализированныхорганов дыхания?

Решение. С помощью правил системного подхода решение находится сразу же. Но это у нас еще впереди. А пока будем исходить из того, что все возникшее в эволюции биологически целесообразно. Почему легочное дыхание эффективнее кожного? Не из-за каких-то особых свойств легких. Преимущество в другом. Общая поверхность кожи у человека составляет 1,5 – 2 м2. А, если развернуть все сотни миллионов альвеол легких, то суммарная их поверхность, через которую происходит газообмен, окажется примерно в 50 раз больше – 90-100 м2. Именно в очень большой дыхательной поверхности и состоит преимущество легочного дыхания.

34.ПослерешенияпредыдущейзадачинаэтойВыдолгонезадержитесь. Почемуплоскиечервиплоские?

Решение. У плоских червей еще нет специализированных органов, обеспечивающих газообмен. Дыхание происходит через всю поверхность тела. Поэтому только при сплющенной форме тела диффузия может обеспечить доставку кислорода в ткани, благодаря тому что они находятся не слишком далеко от поверхности. Проведите аналогию с формой эритроцита.

35.Попробуйтеобъяснитьфизиологическийсмыслследующеголюбопытногоопыта. Еслисидящейвклеткеобезьянепоказыватьпищу ипостепенноприближатьеекклетке, тослюноотделениеуживотногобудетувеличиватьсяболееилименееплавно. Но, когдарасстояние допищисоставитпримерносороксантиметров, происходитскачкообразноеусилениеслюноотделения. Почему?

Решение. В естественных условиях обезьяна, увидев пищу, стремится ее схватить. Для этого до пищи нужно дотянуться рукой. А сорок сантиметров – это примерно длина вытянутой руки. В ходе эволюции в мозгу животных закрепилось соотношение между данным расстоянием и возможностью схватить и съесть. Поэтому, если даже обезьяна, находясь в клетке, не может достать пищу, все равно срабатывает закрепленный тысячелетиями механизм и слюноотделение резко увеличивается.

36.В этойзадачеВыстолкнетесьспоистинеизощреннымприспособлением, котороевходеэволюциивыработалосьусимпатичных австралийскихкоала. Какизвестно, этиживотныепитаютсяисключительнолистьямиразличныхвидовэвкалиптов. Новсильнуюжару коалаедятлистьятолькоодногоопределенноговида. Попытайтесь догадаться, почему.

Решение. Хотя в условии задачи не содержится никаких подсказок, но если рассуждать с позиций физиологического смысла, то можно прийти к правильному ответу хотя бы в общей форме. Чтобы противостоять жаре, нужно или увеличить теплоотдачу, или уменьшить теплопродукцию. Теплоотдача регулируется физическими механизмами, а теплопродукция – химическими. Листья могут служить источником каких-то химических веществ, но не физических процессов. Можно предположить, что листья определенного вида эвкалиптов содержат вещества, уменьшающие теплопродукцию. Избыточная теплопродукция в организме зависит, в частности, от действия простагландинов. И хотя коала не изучали физиологию, но инстинкт, выработанный в ходе эволюции, заставляет их поедать именно те листья, которые содержат вещества, угнетающие выработку простагландинов.

37. Впроцессеэволюциипостоянновозникалипротиворечия, когда тотилиинойвыработанныймеханизмпринесомненнойсвоейполезностивтожевремя" имелнедостатки, потенциальноопасныедляжизни. Например, системакровообращениясмоглаобеспечитьвсеклеткивсем необходимым. Ноприэтомвозниклаугрозавозможногокровотечения. Поэтомупотребовалосьпоявлениедополнительнойсистемысвертываниякрови. Новаяопасность– возможностьвнутрисосудистогосвертыванияпривелакобразованиюпротивосвертывающейсистемы.

Когдамиллионылетназадорганизмывышлиизводынасушу, тооднаизсамыхпервыхзадач, котораявсталапередними, состоялавзащитеотвысыхания. Неслучайнороговицаувлажняетсяслезой, слизистыеполостиртаслюной, кожапотом. Внутренняяповерхностьальвеолвлегкихтожепокрытаоченьтонкимслоемжидкости. Этохорошо. Ноальвеолыпостоянносодержатвоздух. Награнице«газжидкость»всегдавозникаетповерхностноенатяжение. Величинаего такова, чтоальвеолыдолжныбылибыспадатьсяинемоглибырастягиваться. Чтожеделать? Безжидкостивысыхание, сжидкостьюбольшоеповерхностноенатяжение.

Решение. Ответ Вам скорее всего известен. Но при разборе данной задачи Вы должны прежде всего лишний раз задуматься над тем, сколь разнообразны выработанные в ходе эволюции приспособления, которые позволяют организмам сохранять полезные для них структуры и процессы и при этом компенсировать полностью или частично свойственные этим структурам или процессам недостатки. В данном случае эволюция пошла по такому пути. Если убирать жидкость с поверхности альвеол нельзя, то невозможно и избавиться от поверхностного натяжения. Но можно значительно уменьшить его. В легких пневмоциты второго типа вырабатывают поверхностно – активное вещество, которое содержит^ в слое жидкости, покрывающей внутреннюю поверхность альвеол, и снижает поверхностное натяжение в 10 раз. Так природа в очередной раз преодолела возникшие затруднения. Но в то же время появилась возможность заболеваний, связанных с нарушениями в сурфактантной системе. А сурфактант – это и есть то вещество, о котором шла речь.

38.Некоторыеживотные, например, придонныерыбыживутвсредесоченьнизкимсодержаниемкислорода. Естественно, чтовходе эволюцииутакихживотныхвыработалсяцелыйрядприспособлений, облегчающихсуществованиевданныхусловиях. КакпоВашемумнению выглядиткриваядиссоциациигемоглобинауэтихрыб?

Решение. Гемоглобин присоединяет кислород при его высоком парциальном давлении и отщепляет (диссоциирует) при низком. Однако в зависимости от условий, в которых обитают данные организмы, понятия «высокое» и «низкое» существенно смещаются. Для того чтобы гемоглобин придонных рыб мог захватывать кислород даже при очень низком его содержании, свойства гемоглобина должны несколько измениться. Это становится ясным, если сравнить кривые диссоциации у этих рыб и, например, человека (рис. 6.1).

Решение. Анализ нужно начать с особенностей пищеварения жвачных. Травоядными они называются потому что их видимая пиша – это трава. Но при этом в желудок жвачных поступает огромное количество бактерий и простейших. Их общая масса в организме может доходить до седьмой части от массы всего тела. Таким образом корова питается не столько травой, сколько микробами и простейшими. Поэтому важно, чтобы микроорганизмы могли усиленно размножаться в желудке. Для этой цели и приспособлен рубец. В ходе эволюции в нем образовалась благоприятная для размножения микробов и простейших среда – оптимальная величина рН и отсутствие ферментов. В результате микробы интенсивно размножаются, а затем перевариваются в последующих отделах желудочно-кишечного тракта. Это, конечно, не очень справедливо по отношению к микробам, но зато полезно для коровы.

40. У человекапищеварениевтолстойкишкепрактическиотсутствует. Однакоэтачастькишечникаумногихназемныхживотныххорошо развита. Счемтакаяособенностьсвязана?

Решение. Низкий уровень ферментативной активности в толстом кишечнике выработался в ходе эволюции и связан с тем, что поступающий сюда химус содержит уже очень мало непереваренных пищевых веществ. А вот для второго вопроса ключевое слово – «наземных». После выхода животных на сушу первостепенное значение приобрела проблема сберегания воды. В толстом же кишечнике всасывается До 95 % поступившей в него (главным образом с пищеварительными соками) воды. При холере, когда всасывание воды в толстом кишечнике резко нарушается и начинается профузный понос, может наступить смерть от жесточайшего обезвоживания организма.

41.Какизменилосьвпроцессеэволюцииколичествомитохондрий вклеткахнефроновпочек?

Решение. Понятно, что в ходе эволюции происходило усложнение строения почек, появлялись дополнительные функции, связанные, в частности, с активным транспортом веществ. Все это требовало увеличения затрат энергии и, следовательно, возрастания количества митохондрий.

42. У грудныхдетейраннеговозрастапоступлениеизбыточныхколичествводымажетвызватьводнуюинтоксикацию, введениесолейчасто приводиткотеку, избытокбелкавызываетазотемиюувеличение содержанияазотавкрови. Почемувсеэтопроисходит?

Решение. Совершенствование функций происходит не только в филогенезе, но и в онтогенезе. У новорожденных почки функционально еще не созрели полностью. Поэтому в отличие от почек взрослых они не справляются с повышенными нагрузками.

ЗадачидляСамоконтроля

43. Собаке вводят в кишечник смесь конечных продуктов переваривания пищевых веществ (мономеры), содержащихся в ее рационе. Будет ли такое питание более эффективным по сравнению с обычным?

44. У пожилых людей довольно часто наступает помутнение роговицы или хрусталика глаза из-за нарушения обмена веществ. В других тканях глаза заболевания, связанные с нарушением обмена веществ, встречаются реже. Попытайтесь объяснить причину этого.

45. Подвижность нервных процессов в КБП можно изучать методом переделки сигнального значения условных раздражителей – положительный становится отрицательным и наоборот. Если сравнить кроликов, собак и обезьян, то у кого быстрей всего происходит такая переделка?

46. При перегревании у собак возникает термическое полипноэ – очень,частое дыхание, которое способствует испарению слюны с языка и слизистых полости рта. В результате организм отдает большое количество тепла. А у лошадей термическое полипноэ отсутствует. Почему?

47. Новорожденные и у человека, и у животных обнаруживают высокую устойчивость к гипоксии. Чем Вы объясните это?

48. Эту задачу можно решить, как говорится, на бегу. Почему руки обезьян так сильно отличаются от ног лошади?

49. В филогенетическом ряду кислородная емкость крови становится максимальной у птиц и млекопитающих. С чем это связано?

50. Медицинские пиявки могут высосать довольно значительное количество крови. Поэтому их иногда применяют для снижения КД у больных гипертонической болезнью. Учитывая особенности питания пиявок, какое еще медицинское их применение Вы можете предложить?

51. Установлено, что денатурированные белки гидролизуются ферментами в несколько раз быстрее, чем нативные. Поэтому значение термической обработки пищи с физиологической точки зрения очевидно. Но у животных в отличие от человека нет кухонь, где они могли бы варить и жарить пищу. Как же им удается переваривать большие порции сырой пищи? Например, как удав переваривает проглоченного целого кролика?

Попробуйте использовать следующую подсказку. Существует мнение, что в ходе эволюции возникновение кислой среды в желудке было связано не только с активацией определенных собственных ферментов, но имело и самостоятельное значение, способствуя перевариванию проглоченной жертвы.

52. Существуют ли различия в наборе пищеварительных ферментов у плотоядных и растительноядных организмов?

53. По мере усложнения и совершенствования функций мозга в эволюции прогрессивно развивалась и функция почек. Чем можно объяснить такой параллелизм?

Решениязадачдлясамоконтроля

43. В ходе эволюции у высших животных развились два типа пищеварения – полостное, когда молекулы пищевых веществ расщепляются под влиянием ферментов кишечного сока в полости кишки, и пристеночное. Последнее происходит в гликокаликсе на микроворсинках. При этом не просто образуются конечные продукты переваривания, но и работает гидролизно-транспортный конвейер, который обеспечивает быстрое всасывание образовавшихся мономеров.



Скачать документ

Похожие документы:

  1. - естественные науки - физико-математические науки - химические науки - науки о земле (геодезические геофизические геологические и географические науки) (7)

    Список учебников
    ... Леках, ВикторАронович. Больные вопросы современной онкологии и новые подходы в лечении онкологических заболеваний / Леках, ВикторАронович ... свое понимание процессов ... системном - ключе. Освещаются современное ... вклад врачей-физиологов в становление ...
  2. - естественные науки - физико-математические науки - химические науки - науки о земле (геодезические геофизические геологические и географические науки) (8)

    Список учебников
    ... Леках, ВикторАронович. Больные вопросы современной онкологии и новые подходы в лечении онкологических заболеваний / Леках, ВикторАронович ... свое понимание процессов ... системном - ключе. Освещаются современное ... вклад врачей-физиологов в становление ...
  3. Титул Вместо предисловия

    Книга
    ... сделает себе лекало, поскольку ... История в данном ключе ее понимания - это постоянное ... в 46 лет. Виктория Бенедиктсон. Шведская писательница ... . Таршис Иосиф Аронович, Мануильский Григорий ... Виллем Эйнтховен - физиолог, изобрел электрокардиограф. Хейке ...
  4. Титул Вместо предисловия

    Книга
    ... сделает себе лекало, поскольку ... История в данном ключе ее понимания - это постоянное ... в 46 лет. Виктория Бенедиктсон. Шведская писательница ... . Таршис Иосиф Аронович, Мануильский Григорий ... Виллем Эйнтховен - физиолог, изобрел электрокардиограф. Хейке ...
  5. Нюхтилин в – мельхиседек

    Книга
    ... сделает себе лекало, поскольку ... История в данном ключе ее понимания - это постоянное ... в 46 лет. Виктория Бенедиктсон. Шведская писательница ... . Таршис Иосиф Аронович, Мануильский Григорий ... Виллем Эйнтховен - физиолог, изобрел электрокардиограф. Хейке ...

Другие похожие документы..