Понятие популяции, ее сходства и отличительные особенности от отдельных организмов

ПОНЯТИЕ ПОПУЛЯЦИИ, ее сходства и отличительные особенности от   отдельных организмов.

Объектом изучения демоэкологии, или популяционной экологии, служит популяция. Ее определяют как группу организмов одного вида (внутри которой особи могут обмениваться генетической информацией), занимающую конкретное пространство и функционирующую как часть биотического сообщества. Популяция характеризуется рядом признаков; единственным их носителем является группа, но не особи в этой группе.

Популяция — это совокупность особей одного вида, обитающих на определенной территории, свободно скрещивающихся между собой и частично или полностью изолированных от других популяций.

Популяция обладает только ей присущими  особенностями: численностью, плотностью, пространственным распределением особей. Различают возрастную, половую, размерную структуру популяции. Соотношение разных по возрасту и полу групп в популяции определяют ее основные функции. Соотношение разных возрастных групп зависит от двух причин: от особенностей жизненного цикла вида и от внешних условий.

Состав. Условно в популяции можно выделить три экологические возрастные группы: пререпродуктивная — группа особей, возраст которых не достиг способности воспроизведения; репродуктивная — группа, воспроизводящая новые особи; пострепродуктивная — особи, утратившие способность участвовать в воспроизведении новых поколений. Длительность этих возрастов по отношению к общей продолжительности жизни сильно варьирует у разных организмов.

Выделяют виды с простой возрастной структурой, когда популяция представлена организмами одного возраста, и виды со сложной возрастной структурой, когда в популяции представлены все возрастные группы или одновременно живут несколько поколений.

Численность и плотность выражают количественные характеристики популяции как целого. Численность популяции выражается числом особей данного вида, обитающих на единице занимаемой ею площади. Динамика численности популяций во времени определяется соотношением показателей рождаемости, смертности, выживаемости, которые в свою очередь определяются условиями жизни.

Плотность популяции — это величина популяции, отнесенная к единице пространства: число особей, или биомасса, популяции на единицу площади или объема. Плотность зависит от трофического уровня, на котором находится популяция. Чем ниже трофический уровень, тем выше плотность.

У многих видов в тех или иных условиях рождаются преимущественно самцы или самки, а иногда особи, неспособные к воспроизведению. У тлей, например, летом сменяют друг друга поколения, состоящие из одних самок. При неблагоприятных условиях появляются самцы. У некоторых брюхоногих моллюсков, многощетинковых червей, рыб, ракообразных происходит изменение пола особи с возрастом.

СВОЙСТВА ПОПУЛЯЦИЙ

От чего же зависят значения коэффициентов  рождаемости и смертности? От очень многих факторов, действующих на популяцию извне, а также от собственных ее свойств. Объективный показатель способности организмов увеличивать свою численность —максимальная мгновенная скорость прироста популяции. Этот параметр обратно пропорционален продолжительности жизни организмов. В этом легко убедиться, обратившись к гиперболической зависимости между врожденной скоростью увеличения численности популяции и средним временем генерации, выраженным в днях (рис. 1). Мелкие организмы имеют более высокие значения r_тах, чем крупные, что объясняется меньшим временем генерации. Причина подобной корреляции понятна, поскольку организму для достижения крупных размеров требуется много времени. Отсрочка периода размножения также неизбежно ведет к уменьшению r_тах.

Тем не менее преимущества, даваемые большими размерами тела, должны превышать  недостатки, связанные с уменьшением r_тах, так как в противном случае крупные организмы никогда не появились бы в эволюции. Тенденция к возрастанию размеров тела с течением геологического времени, прослеженная по ископаемым остаткам, послужила основанием для введения понятия увеличение филетического размера.

Крупные размеры тела дают совершенно очевидные преимущества: более крупный организм должен привлекать меньше потенциальных хищников и, следовательно, он имеет больше шансов не стать жертвой и должен отличаться лучшей выживаемостью; мелкие организмы находятся в тесной зависимости от физической среды, даже очень слабые изменения которой могут оказаться для них губительными. Более крупные организмы легче переносят воздействие подобных изменений и соответственно лучше от них защищаются. Однако более крупным организмам требуется больше вещества и энергии в расчете на одну особь в единицу времени, чем мелким. Кроме того, для них существует гораздо меньше укрытий и безопасных мест.

В жизни всех организмов в популяции  можно выделить три основных периода: предрепродуционный, репродукционный и пострепродукционный. Относительная продолжительность каждого из них у разных видов весьма различна. У многих животных первый период самый длинный. Ярким примером могут служить поденки, у которых предрепродуционный период достигает 3 лет, а репродукционный занимает всего от 2-3 ч до 1 суток. У американской цикады предрепродуционный период составляет 17 лет. Но есть виды, особи которых, едва появившись на свет, начинают интенсивно размножаться (большинство бактерий).

Репродукционные возможности популяции  зависят от ее возрастного состава. Продолжительность жизни особей популяции можно оценить, используя кривые выживания. Существует три типа кривых выживания (рис. 2).

 

Первый тип (кривые 1) соответствует  ситуации, когда большее число особей имеет одинаковую продолжительность жизни и умирает в течение очень короткого отрезка времени. Кривые характеризуются сильно выпуклой формой. Такие кривые выживания свойственны человеку (рис. 2, 1), причем кривая выживания для мужчин по сравнению с аналогичной кривой для женщин менее выпуклая, поэтому страховой полис для мужчин в большинстве стран Запада в 1,5 раза дороже, чем для женщин. Для большинства копытных кривые выживания также выпуклые (рис. 3), хотя и в различной степени для разных видов, а также в зависимости от пола. Второй тип (рис. 2, 2) свойствен видам, коэффициент смертности которых остается постоянным на протяжении всей их жизни. Поэтому кривая выживания трансформируется в прямую линию. Такая форма кривой выживания свойственна пресноводной гидре. Третий тип (рис. 2, 3) — сильно вогнутые кривые, отражающие высокую смертность особей в раннем возрасте. Так характеризуется продолжительность жизни некоторых птиц, рыб, а также многих беспозвоночных.

Знание типа кривой выживания дает возможность построить пирамиду возрастов (рис. 4). Следует различать три типа таких пирамид. Пирамида с широким основанием, что соответствует высокому проценту молодняка, характерна для популяции с большим значением коэффициента рождаемости. Средний тип пирамиды соответствует равномерному распределению особей по возрастам в популяции со сбалансированными коэффициентами рождаемости и смертности — пирамида выровненная. Пирамида с узким основанием (обращенная), отвечающая популяции с численным преобладанием старых особей над молодняком, характерна для сокращающихся популяций. В таких популяциях коэффициент смертности превышает коэффициент рождаемости.

 

 

 

Большое значение для увеличения численности  популяции имеют затраты на потомство, выражающиеся в определенной тактике размножения. Не все потомки равноценны: те из них, которые произведены на свет в конце вегетационного сезона, обычно имеют меньшую вероятность дожить до взрослого состояния по сравнению с потомками, появившимися на свет раньше. Сколько усилий должны родители затрачивать на каждого потомка? При постоянной величине репродуктивного усилия средняя приспособленность отдельного потомка связана обратным соотношением с их числом. Один крайний вариант тактики размножения — вложить все в единственного очень крупного и хорошо приспособленного потомка, другой — максимально увеличить общее число произведенных на свет потомков, вложив в каждую особь как можно меньше. Однако наилучшая тактика размножения —это компромисс между производством максимально большого числа потомков и образованием потомства максимально высокой приспособленности.

Указанное соотношение количества и качества потомства иллюстрирует простая графическая модель (рис. 5).

В маловероятном случае, т. е. в случае линейной зависимости приспособленности потомков от затрат на них родителей, приспособленность каждого отдельного потомка уменьшается с увеличением размера помета или кладки. Так как приспособленность родителей или, что то же самое, общая приспособленность всех потомков - постоянная величина, с точки зрения родителей не существует оптимального размера кладки. Однако поскольку первоначальные расходы на потомство вносят больший вклад в приспособленность потомков, чем последующие (имеет место 5-образный характер зависимости приспособленности потомков при увеличении вклада родителей; см. рис. 7.6), то очевидно, что существует некоторый оптимальный размер кладки. В данном гипотетическом случае родители, расходующие только 20% своего репродуктивного усилия на каждого из пяти своих потомков, получат большую отдачу от своего вклада, чем при любом другом размере кладки. Подобная тактика, будучи оптимальной для родителей, не является наилучшей для каждого отдельно взятого потомка, максимальная приспособленность которого достигается в том случае, если он единственный отпрыск, получивший полный вклад усилий от своих родителей. Следовательно, в данном случае налицо «конфликт родителей и детей».

Особенно большое влияние на форму S-образной кривой оказывает конкурентная обстановка. В сильно разреженной  среде (конкурентный вакуум) наилучшей репродуктивной стратегией следует считать максимальный вклад вещества и энергии в размножение для продуцирования как можно большего количества потомков в самые короткие сроки. Поскольку конкуренция невелика, потомки могут выжить, даже если они имеют очень малые размеры и низкую приспособленность. Однако в насыщенной среде обитания, где заметно проявляются эффекты массы, а конкуренция остра, оптимальной стратегией будет расходование большого количества энергии на преодоление конкуренции, повышение собственной выживаемости и на продуцирование более конкурентоспособных потомков. При подобной стратегии лучше иметь крупных потомков, а поскольку энергетически они дороже, их может быть произведено на свет меньше.

Итак, свойства популяции можно  оценить по таким показателям, как  рождаемость, смертность, возрастная структура, соотношение полов, частота генов, генетическое разнообразие, скорость и форма кривой роста и т. д.

Плотность популяции определяется ее внутренними свойствами, а также зависит от факторов, действующих на популяцию извне.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ЗАКОН СУКЦЕССИОННОГО ЗАМЕДЛЕНИЯ

ЗАКОН СУКЦЕССИОННОГО ЗАМЕДЛЕНИЯ — процессы, идущие в зрелых равновесных системах, находящихся в устойчивом состоянии, как правило, проявляют тенденцию к замедлению. Отсюда бесперспективность попыток «торопить» природу при хозяйственных мероприятиях без выведения ее систем из равновесного состояния. Напр., акклиматизация нового вида дает эффект на начальной фазе, особенно при благоприятном для вида антропогенном изменении природы, но затем популяционный взрыв угасает, происходит саморегуляция на уровне экосистемы, и, если вид не становится массовым вредителем, то его хозяйственное значение резко снижается. Любой вид мелиорации первоначально дает увеличение продукции, но затем прирост сокращается, и продукция стабилизируется на некотором уровне. При осуществлении жестких природопользовательских акций, когда природные системы выводятся из равновесия, а затем стремятся к нему, следует учитывать постепенное падение биологической продуктивности и хозяйственной производительности угодий в ходе формирования нового равновесия. Это особенно актуально в тех случаях, когда устанавливается равновесие, нежелательное для экономики. Например, устойчивым состоянием может оказаться максимальная засоленность полей при их орошении. Вместе с тем дальнейшее осолонение сверх какого-то масштаба будет идти медленнее, чем на первых этапах, если не привносится дополнительная для данной экосистемы вода.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 
Гомеостаз как механизм регуляции численности популяции 
Гомеостаз (гр. homoios подобный, тот же; stasis стояние, неподвижность) — совокупность сложных  
приспособительных реакций организма животного и человека, направленных на устранение или максимальное  
ограничение действия различных факторов внешней или внутренней среды организма (например, постоянство  
температуры тела, кровяного давления, содержания глюкозы в крови и др.). Регуляторные механизмы,  
поддерживающие физиологическое состояние или свойства клеток, органов и систем целостного организма на  
оптимальном уровне, называются гомеостатическими. Исторически и генетически понятие гомеостаза имеет  
биологические и медико-биологические предпосылки. Там оно соотносится как конечный процесс, период жизни  
с отдельным обособленно взятым организмом или человеческим индивидуумом как чисто биологическим  
явлением. Конечность существования и необходимость выполнения своего предназначения — репродукции  
себе подобного — позволяют определить стратегию выживания отдельного организма через понятие  
"сохранение". "Сохранение структурно-функциональной стабильности" — суть любого гомеостаза,  
управляемого гомеостатом.  
Как известно, живая клетка представляет подвижную, саморегулирующую систему. Ее внутренняя  
организация поддерживается активными процессами, направленными на ограничение, предупреждение или  
устранение сдвигов, вызываемых различными воздействиями из окружающей и внутренней среды.  
Способность возвращаться к исходному состоянию после отклонения от некоторого среднего уровня,  
вызванного тем или иным “возмущающим” фактором, является основным свойством клетки. Многоклеточный  
организм представляет собой целостную организацию, клеточные элементы которой специализированы для  
выполнения различных функций. Взаимодействие внутри организма осуществляется сложными регулирующими,  
координирующими и коррелирующими механизмами с участием нервных, гуморальных, обменных и других  
факторов. Множество отдельных механизмов, регулирующих внутри- и межклеточные взаимоотношения,  
оказывает в ряде случаев взаимно противоположные воздействия, уравновешивающие друг друга. Это  
приводит к установлению в организме подвижного физиологического фона состава крови и позволяет живой  
системе поддерживать относительное динамическое постоянство, несмотря на изменения в окружающей среде  
и сдвиги, возникающие в процессе жизнедеятельности организма.  
Как показывают исследования, существующие у живых организмов способы регуляции имеют много общих  
черт с регулирующими устройствами в неживых системах (машинах). В обоих случаях стабильность достигается  
благодаря определенной форме управления.  
Само представление о гомеостазе не соответствует концепции устойчивого равновесия в организме —  
принцип равновесия нельзя приложить к сложным физиологическим и биохимическим процессам, протекающим  
в живых системах. Неправильно также противопоставление гомеостаза ритмическим колебаниям во  
внутренней среде. Гомеостаз в широком понимании охватывает вопросы циклического и фазового течения  
реакций, компенсации, регулирования и саморегулирования физиологических функций, динамику  
взаимозависимости нервных, гуморальных и других компонентов регуляторного процесса. Границы гомеостаза  
могут быть жесткими и пластичными, меняться в зависимости от индивидуальных возрастных, половых,  
социальных, профессиональных и иных условий.  
Особое значение для жизнедеятельности организма имеет постоянство состава крови, устойчивость ее  
активной реакции (pH), осмотического давления, соотношения электролитов (натрия, кальция, хлора, магния,  
фосфора), содержания глюкозы, числа форменных элементов и т. д. Так, например, pH крови, как правило, не  
выходит за пределы 7,35 – 7,47. Даже резкие расстройства кислотно-щелочного обмена с патологическим  
накоплением кислот в тканевой жидкости, например при диабетическом ацидозе, очень мало влияют на  
активную реакцию крови. Несмотря на то что осмотическое давление крови и тканевой жидкости подвергается  
непрерывным колебаниям вследствие постоянного поступления осмотически активных продуктов межуточного  
обмена, оно сохраняется на определенном уровне и изменяется только при некоторых выраженных  
патологических состояниях. Сохранение постоянного осмотического давления имеет первостепенное значение  
для водного обмена и поддержания ионного равновесия в организме. Наибольшим постоянством отличается  
концентрация ионов натрия во внутренней среде. Содержание других электролитов колеблется также в узких  
границах. Наличие большого количества осморецепторов в тканях и органах, в том числе в центральных  
нервных образованиях (гипоталамусе, гиппокампе), и координированной системы регуляторов водного обмена  
и ионного состава позволяет организму быстро устранить сдвиги в осмотическом давлении крови,  
происходящие, например, при введении воды в организм.  
Несмотря на то что кровь представляет общую внутреннюю среду организма, клетки органов и тканей  
непосредственно не соприкасаются с ней. В многоклеточных организмах каждый орган имеет свою  
собственную внутреннюю среду (микросреду), отвечающую его структурным и функциональным особенностям.  
Нормальное состояние органов зависит от химического состава, физико-химических, биологических и других  
свойств этой микросреды. Ее гомеостаз обусловлен функциональным состоянием гистогематических барьеров  
и их проницаемостью в направлениях кровь – тканевая жидкость; тканевая жидкость – кровь.  
Особое значение имеет постоянство внутренней среды для деятельности центральной нервной системы:  
даже незначительные химические и физико-химические сдвиги, возникающие в цереброспинальной жидкости,  
глии и околоклеточных пространствах, могут вызвать резкое нарушение течения жизненных процессов в  
отдельных нейронах или в их ансамблях. Сложной гомеостатической системой, включающей различные  
нейрогуморальные, биохимические, гемодинамические и другие механизмы регуляции, является система  
обеспечения оптимального уровня артериального давления. Верхний предел уровня артериального давления  
определяется функциональными возможностями барорецепторов сосудистой системы тела, а нижний предел  
— потребностями организма в кровоснабжении.  
К наиболее совершенным гомеостатическим механизмам в организме высших животных и человека  
относятся процессы терморегуляции: у гомойотермных животных колебания температуры во внутренних  
отделах тела при самых резких изменениях температуры в окружающей среде не превышают десятых долей  
градуса.  
Организующая роль нервного аппарата (принцип нервизма) лежит в основе широко известных  
представлений о сущности принципов гомеостаза. Однако ни принцип доминанты, ни теория барьерных  
функций, ни общий адаптационный синдром, ни теория функциональных систем, ни гипоталамическое  
регулирование гомеостаза, ни многие другие теории не позволяют полностью решить проблему гомеостаза.  
В некоторых случаях представление о гомеостазе не совсем правомерно используется для объяснения  
изолированных физиологических состояний, процессов и даже социальных явлений. Так возникли  
встречающиеся в литературе термины “иммунологический”, “электролитный”, “системный”, “молекулярный”,  
“физико-химический”, “генетический” гомеостаз и т. п. Предпринимались попытки свести проблему гомеостаза к  
принципу саморегулирования. Примером решения проблемы гомеостаза с позиций кибернетики является  
попытка Эшби сконструировать саморегулирующее устройство, моделирующее способность живых организмов  
поддерживать уровень некоторых величин в физиологически допустимых границах.  
Перед исследователями и клиницистами на практике встают вопросы оценки приспособительных  
(адаптационных) или компенсаторных возможностей организма, их регулирования, усиления и мобилизации,  
прогнозирования ответных реакций организма на возмущающие воздействия. Некоторые состояния  
вегетативной неустойчивости, обусловленные недостаточностью, избытком или неадекватностью регуляторных  
механизмов, рассматриваются как “болезни гомеостаза”. С известной условностью к ним могут быть отнесены  
функциональные нарушения нормальной деятельности организма, связанные с его старением, вынужденная  
перестройка биологических ритмов, некоторые явления вегетативной дистонии, гипер- и гипокомпенсаторная  
реактивность при стрессовых и экстремальных воздействиях и т. д.  
Для оценки состояния гомеостатических механизмов в физиологическом эксперименте и в клинической  
практике применяются разнообразные дозированные функциональные пробы (холодовая, тепловая,  
адреналиновая, инсулиновая, мезатоновая и др.) с определением в крови и моче соотношения биологически  
активных веществ (гормонов, медиаторов, метаболитов) и т. д.  
Биофизические механизмы гомеостаза 
С точки зрения химической биофизики, гомеостаз — это состояние, при котором все процессы,  
ответственные за энергетические превращения в организме, находятся в динамическом равновесии. Это  
состояние обладает наибольшей устойчивостью и соответствует физиологическому оптимуму. В соответствии с  
представлениями термодинамики, организм и клетка могут существовать и приспосабливаться к таким  
условиям среды, при которых в биологической системе возможно установление стационарного течения физико- 
химических процессов, т. е. гомеостаза. Основная роль в установлении гомеостаза принадлежит клеточным  
мембранным системам, которые ответственны за биоэнергетические процессы и регулируют скорость  
поступления и выделения веществ клетками.  
С этих позиций основными причинами нарушения являются необычные для нормальной  
жизнедеятельности неферментативные реакции, протекающие в мембранах; в большинстве случаев это  
цепные реакции окисления с участием свободных радикалов, возникающие в фосфолипидах клеток. Эти  
реакции ведут к повреждению структурных элементов клеток и нарушению функции регулирования. К факторам,  
являющимся причиной нарушения гомеостаза, относятся также агенты, вызывающие радикалообразование  
(ионизирующие излучения, инфекционные токсины, некоторые продукты питания, никотин, а также недостаток  
витаминов и т. д.).  
К факторам, стабилизирующим гомеостатическое состояние и функции мембран, относятся  
биоантиокислители, которые сдерживают развитие окислительных радикальных реакций.  
Возрастные особенности гомеостаза у детей  
Постоянство внутренней среды организма и относительная устойчивость физико-химических показателей  
в детском возрасте обеспечиваются при выраженном преобладании анаболических процессов обмена над  
катаболическими. Это является непременным условием роста и отличает детский организм от организма  
взрослых, у которых интенсивность метаболических процессов находится в состоянии динамического  
равновесия. В связи с этим нейроэндокринная регуляция гомеостаза детского организма оказывается более  
напряженной, чем у взрослых. Каждый возрастной период характеризуется специфическими особенностями  
механизмов гомеостаза и их регуляции. Поэтому у детей значительно чаще, чем у взрослых, встречаются  
тяжелые нарушения гомеостаза, нередко угрожающие жизни. Эти нарушения чаще всего связаны с  
незрелостью гомеостатических функций почек, с расстройствами функций желудочно-кишечного тракта или  
дыхательной функции легких.  
Рост ребенка, выражающийся в увеличении массы его клеток, сопровождается отчетливыми изменениями  
распределения жидкости в организме. Абсолютное увеличение объема внеклеточной жидкости отстает от  
темпов общего нарастания веса, поэтому относительный объем внутренней среды, выраженный в процентах  
от веса тела, с возрастом уменьшается. Эта зависимость особенно ярко выражена на первом году после  
рождения. У детей старших возрастов темпы изменений относительного объема внеклеточной жидкости  
уменьшаются. Система регуляции постоянства объема жидкости (волюморегуляция) обеспечивает  
компенсацию отклонений в водном балансе в достаточно узких пределах. Высокая степень гидратации тканей у  
новорожденных и детей раннего возраста определяет значительно более высокую, чем у взрослых,  
потребность ребенка в воде (в расчете на единицу массы тела). Потери воды или ее ограничение быстро ведут  
к развитию дегидратации за счет внеклеточного сектора, т. е. внутренней среды. При этом почки — главные  
исполнительные органы в системе волюморегуляции — не обеспечивают экономии воды. Лимитирующим  
фактором регуляции является незрелость канальцевой системы почек. Важнейшая особенность  
нейроэндокринного контроля гомеостаза у новорожденных и детей раннего возраста заключается в  
относительно высокой секреции и почечной экскреции альдостерона, что оказывает прямое влияние на  
состояние гидратации тканей и функцию почечных канальцев.  
Регуляция осмотического давления плазмы крови и внеклеточной жидкости у детей также ограничена.  
Осмолярность внутренней среды колеблется в более широком диапазоне (± 50 мОсм/л), чем у взрослых (± 6  
мОсм/л). Это связано с большей величиной поверхности тела на 1 кг веса и, следовательно, с более  
существенными потерями воды при дыхании, а также с незрелостью почечных механизмов концентрации мочи  
у детей. Нарушения гомеостаза, проявляющиеся гиперосмосом, особенно часто встречаются у детей периода  
новорожденности и первых месяцев жизни; в более старших возрастах начинает преобладать гипоосмос,  
связанный главным образом с желудочно-кишечными заболеваниями или болезнями почек. Менее изучена  
ионная регуляция гомеостаза, тесно связанная с деятельностью почек и характером питания.  
Ранее считалось, что основным фактором, определяющим величину осмотического давления  
внеклеточной жидкости, является концентрация натрия, однако более поздние исследования показали, что  
тесной корреляции между содержанием натрия в плазме крови и величиной общего осмотического давления  
при патологии не существует. Исключение составляет плазматическая гипертония. Следовательно, проведение  
гомеостатической терапии путем введения глюкозосолевых растворов требует контроля не только за  
содержанием натрия в сыворотке или плазме крови, но и за изменениями общей осмолярности внеклеточной  
жидкости. Большое значение в поддержании общего осмотического давления во внутренней среде имеет  
концентрация сахара и мочевины. Содержание этих осмотически активных веществ и их влияние на водно- 
солевой обмен при многих патологических состояниях могут резко возрастать. Поэтому при любых нарушениях  
гомеостаза необходимо определять концентрацию сахара и мочевины. У детей раннего возраста при  
нарушении водно-солевого и белкового режимов может развиваться состояние скрытого гипер- или  
гипоосмоса, гиперазотемии.  
Важным показателем, характеризующим гомеостаз у детей, является концентрация водородных ионов в  
крови и внеклеточной жидкости. В антенатальном и раннем постнатальном периодах регуляция кислотно- 
щелочного равновесия тесно связана со степенью насыщения крови кислородом, что объясняется  
относительным преобладанием анаэробного гликолиза в биоэнергетических процессах. При этом даже  
умеренная гипоксия у плода сопровождается накоплением в его тканях молочной кислоты. Кроме того,  
незрелость ацидогенетической функции почек создает предпосылки для развития “физиологического” ацидоза  
(сдвиг кислотно-щелочного равновесия в организме в сторону относительного увеличения количества анионов  
кислот). В связи с особенностями гомеостаза у новорожденных нередко возникают расстройства, стоящие на  
грани между физиологическими и патологическими.  
Перестройка нейроэндокринной системы в пубертатном периоде (периоде полового созревания) также  
сопряжена с изменениями гомеостаза. Однако функции исполнительных органов (почки, легкие) достигают в  
этом возрасте максимальной степени зрелости, поэтому тяжелые синдромы или болезни гомеостаза  
встречаются редко, чаще же речь идет о компенсированных сдвигах в обмене веществ, которые можно  
выявить лишь при биохимическом исследовании крови. В клинике для характеристики гомеостаза у детей  
необходимо исследовать следующие показатели: гематокрит, общее осмотическое давление, содержание  
натрия, калия, сахара, бикарбонатов и мочевины в крови, а также рН крови, рО2 и рСО 2.  
Особенности гомеостаза в пожилом возрасте  
Один и тот же уровень гомеостатических величин в различные возрастные периоды поддерживается за  
счет различных сдвигов в системах их регулирования. Постоянство уровня артериального давления в молодом  
возрасте поддерживается за счет более высокого минутного сердечного выброса и низкого общего  
периферического сопротивления сосудов, а в пожилом и старческом — за счет более высокого общего  
периферического сопротивления и уменьшения величины минутного сердечного выброса. При старении  
организма постоянство важнейших физиологических функций поддерживается в условиях уменьшения  
надежности и сокращения возможного диапазона физиологических изменений гомеостаза. Сохранение  
относительного гомеостаза при существенных структурных, обменных и функциональных изменениях  
достигается тем, что одновременно происходит не только угасание, нарушение и деградация, но и развитие  
специфических приспособительных механизмов. За счет этого поддерживается неизменный уровень  
содержания сахара в крови, рН крови, осмотического давления, мембранного потенциала клеток и т. д.  
Существенное значение в сохранении гомеостаза в процессе старения организма имеют изменения  
механизмов нейрогуморальной регуляции, увеличение чувствительности тканей к действию гормонов и  
медиаторов на фоне ослабления нервных влияний.  
При старении организма существенно изменяются работа сердца, легочная вентиляция, газообмен,  
почечные функции, секреция пищеварительных желез, функция желез внутренней секреции, обмен веществ и  
др. Изменения эти могут быть охарактеризованы как гомеорезис — закономерная траектория (динамика)  
изменения интенсивности обмена и физиологических функций с возрастом во времени. Значение хода  
возрастных изменений очень важно для характеристики процесса старения человека, определения его  
биологического возраста.  
В пожилом и старческом возрасте снижаются общие потенциальные возможности приспособительных  
механизмов. Поэтому в старости при повышенных нагрузках, стрессах и других ситуациях вероятность срыва  
адаптационных механизмов и нарушения гомеостаза увеличивается. Такое уменьшение надежности  
механизмов гомеостаза является одной из важнейших предпосылок развития патологических нарушений в  
старости.  
Таким образом, гомеостаз — это интегральное понятие, функционально и морфологически объединяющее  
сердечно-сосудистую систему, систему дыхания, почечную систему, водно-электролитный обмен, кислотно- 
щелочное равновесие.  
Основное назначение сердечно-сосудистой системы — подача и распределение крови по всем бассейнам  
микроциркуляции. Количество крови, выбрасываемое сердцем в 1 минуту, составляет минутный объем.  
Однако функция сердечно-сосудистой системы заключается не просто в поддержании заданного минутного  
объема и его распределении по бассейнам, а в изменениях минутного объема в соответствии с динамикой  
потребностей тканей при разных ситуациях.  
Главная задача крови — транспорт кислорода. Многие хирургические больные испытывают острое  
падение минутного объема, что нарушает доставку кислорода к тканям и может быть причиной гибели клеток,  
органа и даже всего организма. Поэтому оценка функции сердечно-сосудистой системы должна учитывать не  
только минутный объем, но и снабжение тканей кислородом и их потребность в нем.  
Основное назначение системы дыхания — обеспечение адекватного газообмена между организмом и  
окружающей средой при постоянно меняющейся скорости обменных процессов. Нормальная функция системы  
дыхания — это поддержание постоянного уровня кислорода и углекислоты в артериальной крови при  
нормальном сосудистом сопротивлении в малом круге кровообращения и при обычной затрате энергии на  
дыхательную работу.  
Данная система теснейшим образом связана с другими системами. Функция системы дыхания включает в  
себя вентиляцию, легочное кровообращение, диффузию газов через альвеолярно-капиллярную мембрану,  
транспорт газов кровью и тканевое дыхание.  
Почки являются основным органом, предназначенным для сохранения постоянства физико-химических  
условий в организме. Главная их функция — экскреторная. Она включает: регуляцию водно-электролитного  
баланса, поддержание кислотно-щелочного равновесия и удаление из организма продуктов обмена белков и  
жиров.  
Функции водно-электролитного обмена: вода в организме играет транспортную роль, заполняя собой  
клетки, интерстициальные (промежуточные) и сосудистые пространства, является растворителем солей,  
коллоидов и кристаллоидов и принимает участие в биохимических реакциях. Все биохимические жидкости  
представляют собой электролиты, так как растворенные в воде соли и коллоиды находятся в  
диссоциированном состоянии. Перечислить все функции электролитов невозможно, но главными из них  
являются: сохранение осмотического давления, поддержание реакции внутренней среды, участие в  
биохимических реакциях.  
Главное назначение кислотно-щелочного равновесия заключается в сохранении постоянства pH жидких  
сред организма как основы для нормальных биохимических реакций и, следовательно, жизнедеятельности.  
Метаболизм происходит при непременном участии ферментативных систем, активность которых тесно зависит  
от химической реакции электролита. Вместе с водно-электролитным обменом кислотно-щелочное равновесие  
играет решающую роль в упорядочении биохимических реакций. В регуляции кислотно-щелочного равновесия  
принимают участие буферные системы и многие физиологические системы организма