Гомойотермниє (теплокровні) організми - студопедія
До цієї групи відносять два класи вищих хребетних - птахи та ссавці. Принципова відмінність теплообміну гомойотермних (від грец. Homoios - однаковий, подібний) тварин від пойкілотермних полягає в тому, що у них функціонує комплекс активних регуляторних механізмів підтримки теплового гомеостазу внутрішнього середовища організму. Завдяки цьому біохімічні та фізіологічні процеси завжди протікають в оптимальних температурних умовах.
Інтенсивність метаболізму у гомойотермних організмів на один-два порядки вище, ніж у пойкілотермних. В основі їх теплового балансу лежить використання власної теплопродукції. Тому птахів і ссавців відносять до ендотермним організмам. Ендотерм - важлива властивість, завдяки якому суттєво знижується залежність життєдіяльності організму від температури зовнішнього середовища.
Температура тіла гомойотермних тварин характеризується досить високим сталістю. Навіть у арктичних і антарктичних видів при температурі середовища до мінус 50 ° С температура тіла коливається не більше ніж в межах 2 - 4 ° С (і становить у птахів близько + 41 ° С).
У ссавців температура тіла трохи нижче, ніж у птахів, і у багатьох видів схильна до більш сильних коливань. Характерні видова специфічність температури тіла ссавців. Міжвидові відмінності укладаються в діапазон 30 - 39 ° С. Для багатьох ссавців характерне зниження температури під час сну (від десятих часток градуса до 4 - 5 ° С).
У всіх гомойотермних тварин зовнішні шари тіла (покриви, частина мускулатури і т.д.) утворюють оболонку, температура якої змінюється в широких межах. Таким чином, стійка температура характеризує лише область локалізації важливих внутрішніх органів і процесів.
Механізми терморегуляції. Фізіологічні механізми, які забезпечують тепловою гомеостаз організму, поділяються на дві функціональні групи: механізми хімічної і фізичної терморегуляції.
Хімічна терморегуляція являє собою регулювання теплопродукції організму. Це процес рефлекторного посилення або зменшення теплопродукції у відповідь на зниження або підвищення температури навколишнього середовища.
Тепло постійно виробляється в організмі в процесі окислювально-відновних реакцій метаболізму. При цьому частина його віддається в навколишнє середовище тим більше, чим більша різниця температури тіла і середовища. Тому підтримка стійкої температури тіла при зниженні температури середовища вимагає відповідного посилення процесів метаболізму і супроводжуючого їх теплоутворення, що компенсує втрати тепла і призводить до збереження загального теплового балансу організму.
Специфічне терморегуляторного теплоутворення зосереджено переважно в скелетних м'язах. Терморегуляціонний тонус виражений мікросокращенія фібрил, що реєструється у вигляді підвищення електричної активності зовні нерухомої м'язи при її охолодженні. При цьому спостерігається підвищення споживання м'язом кисню більш ніж на 15%. При більш сильному охолодженні поряд з різким підвищенням терморегуляционного тонусу включаються видимі скорочення м'язів в формі холодового тремтіння. Газообмін при цьому зростає до 300-400%.
При тривалому впливі холоду скорочувальний тип термогенеза може бути заміщений (або доповнений) перемиканням тканинного дихання в м'язі на так званий вільний (нефосфорілірующій) шлях, при якому випадає фаза освіти і подальшого розщеплення АТФ.
У ссавців (а також можливо і у птахів) існує ще одна форма недрожевого термогенеза, пов'язана з окисленням особливої бурої жирової тканини, що відкладається в області межлопаточного простору, шиї і грудної частини хребта. Бурий жир містить велику кількість мітохондрій і пронизаний численними кровоносними судинами. Під дією холоду збільшується кровопостачання бурого жиру, інтенсифікується його дихання, зростає виділення тепла. Важливо, що при цьому безпосередньо нагріваються розташовані поблизу органи: серце, великі судини, лімфатичні вузли, а також центральна нервова система. Бурий жир використовується, головним чином, як джерело екстреного теплоутворення.
Фізична терморегуляція - процес підтримки оптимальної температури тіла регулюванням тепловіддачі за допомогою комплексу морфофізіологічних механізмів.
Теплоізоляційні структури (пір'яний, власний покриви) утримують навколо тіла шар повітря, який грає роль утеплювача. Рефлекторне управління (піломоторних реакція) параметрами покривів (обсяг, щільність і т.п.) забезпечує швидкий і ефективний відповідь організму на порушення теплового балансу при менших в порівнянні з хімічною терморегуляцією витратах енергії.
Для гомойотермних тварин характерні охолоджуючі механізми регульованого випаровування води (поту з поверхні шкіри, вологи слизових оболонок з поверхні ротової порожнини і верхніх дихальних шляхів зі зміною частоти дихання), а також судинні реакції (при яких зміна тепловіддачі досягається розширенням і звуженням дрібних кровоносних судин, розташованих близько до поверхні шкіри).
Малюнок 7.1 - «Чудова мережу»
Поведінкові адаптації спрямовані на більш економічне витрачання енергії на терморегуляцію. Характерно використання і підтримку особливостей мікроклімату.
Оборотна гіпотермія - здатність деяких груп гомойотермних тварин подібно пойкілотермним впадати в стан заціпеніння зі зниженням інтенсивності метаболізму і зниженням температури тіла. У видів з сезонною і добовою ритмікою гіпотермії розвинені ендогенні біологічний годинник, засновані на термофотоперіодіческой реакції.