Терморегуляция в периоды зимний спячки и оцепенение (млекопитающих и птиц)

Поэтому, можно считать, что глубокую спячку считают не выключением, а усилением деятельности отдельных участков продолговатого мозга [4].

3. Биохимические аспекты терморегуляции во время спячки и оцепенения

Вопрос о том, как происходит обмен веществ, поддержание жизни при зимней спячке, давно интересует ученых.

Важный биохимический аспект исследования зимней спячки — это изучение роли накопления аскорбиновой кислоты в организме в различное время и сравнение ее содержания с витамином Е — токоферолом. Грызуны, впадающие в зимнюю спячку, имеют закономерно повышенное содержание токоферола в печени и аскорбиновой кислоты в надпочечниках. Из-за того, что токоферол (Т) вызывает торможение уровня обмена веществ в тканях, чем подавляет выведение и расход аскорбиновой кислоты (АК), то их соотношение АК/Т является важным регулятором физиологического состояния зимоспящего животного. Сами процессы впадения в спячку и выхода из нее рассматривают как результаты влияния соотношений АК/Т. Этот индекс характерно меняется у зимоспящих животных, понижаясь при впадении в спячку и при выходе из нее. В летние периоды содержание АК резко растет, и индекс сильно повышается, Зимнюю спячку сопровождает характерное изменение водно-электролитного обмена. В ее начале и конце сильно поднимается содержание в легких и в почках гиалуронидазы, которая является ферментом, обеспечивающим функцию удержания воды в организме. Установили и уменьшили содержание воды в легких в тот же период. Большой запас жира у сусликов поддерживает водный баланс при лишении их воды.

Большое значение в возникновении и течении зимней спячки играет состояние гормональных систем организма. Ведущая роль тут отдана щитовидной железе, гормон которой — тироксин — способствует повышению обмена веществ и усилению процессов химической терморегуляции. Спад содержания тироксина осенью и одновременная дегенерация щитовидной железы характеризуют фон, на который влияют внешние воздействия.

Но гормональный сдвиг сам по себе не может привести к состоянию зимней спячки. Он приводит организм зимоспящего в состояние готовности, когда другие внешние стимулы — изменение температуры, питания и другие вызывают появление «дремоты» и впадение в зимнюю спячку.

Зимоспящие организмы характеризуются ярко выраженным сезонным изменением тонуса вегетативной нервной системы. В периоды спячки повышается чувствительность парасимпатической вегетативной нервной системы. При этом снижается чувствительность симпатической нервной системы (к адреналину).

Пробуждение является переходом от спячки к бодрствованию, с быстрым повышением температуры тела, с быстрым повышением обмена веществ и соответствующим изменением процессов дыхания и кровообращения. Наиболее быстро и последовательно возникает пробуждение у летучих мышей. Этот процесс начинается с сокращения мышц дистальных отделов конечностей, и далее приводит к судорожным сокращениям, которыми охвачена вся поперечнополосатая мускулатура. Сильно повышается содержание сахара в крови [1].

Зависимость продолжительности зимней спячки от температуры тела можно выразить как логарифм величины температуры тела в пределах от 2 до 25° С. Но это отношение не остается постоянным в течение всей зимней спячки.

Исследование движений во время спячки суслика с вживленными электродами показало, постепенное падение температуры тела осенью во время спячки, и постепенное повышение весной. Поэтому, наблюдают закономерный сезонный цикл изменения температуры тела при спячке. Обнаружили также сезонную периодику изменений чувствительности при введении солевого раствора норадреналина. Во время введения норадреналина периоды пробуждения сокращаются и при учащении пробуждений, и из-за потери животными веса в конце зимней спячки.

Большим интересом характеризуется химическая динамика, которая лежит в основе повышенного теплообразования во время пробуждении. Концепция разрозненности между тканевым дыханием и окислительным фосфорилированием (отношение Р/О) исследовали многие ученые в связи с проблемой адаптации к холоду и природой несократительного термогенеза. Его можно наблюдать у летучих мышей Myotis a. austroriparius при инкубации митохондрий печени лишь при температурах 13 и 21° С [1].

Заключение

Некоторые обстоятельства говорят о том, что зимняя спячка не является специальным приспособлением к переживанию зим, а только к более или менее неблагоприятным условиям существования.

Спячку характеризует существенное понижение температуры тела, энергозатрат и уменьшение интенсивности всех физиологических процессов. Животные, которые способны поддерживать температуру тела с помощью внутренней теплопродукции, называются эндотермными — в отличие от эктотермных, у которых температура тела сильно зависит от температуры внешней среды. Эндотермами являются, в основном, все теплокровные — млекопитающие и птицы. Теплокровных, которые впадают в спячку можно определить как гетеротермные эндотермы. Гетеротермия представляет собой периодическое изменение температуры, например, ее падение ниже уровней, соответствующих активному образу жизни. Спячка как правило является сезонной. Самая известная — это зимняя спячка, или гибернация, которая длится с осени до весны. Но состояние организма при этом все же меняется. Периоды оцепенения с резким замедлением физиологических процессов и максимумом падения температуры тела чередуются с «отогреванием», при которых внутренняя теплопродукция увеличивается, и короткими «паузами» с высокой температурой тела и нормальным энергетическим обменом (периоды деятельности).

В механизмах терморегуляции во время спячки задействованы гормональные процессы, процессы обмена веществ, гомеостазис, процессы высшей нервной деятельности и многие другие.

Список литературы

В.Г. Скопичев, Т. А. Эйсымонт, «Физиология животных и энтология» М.:Колос

С, 2003 г.

Иванов К. П. Основы энергетики организма. Т.

1. Общая энергетика, теплообмен и терморегуляция. — Л.: Наука, 1990. — 307с.

Васильев А. П., Зеленевский Н. В., Логинова Л. К. Анатомия и физиология животных. — М.: Академия, 2008.

Калабухов Н. И. Спячка млекопитающих. — М.: Наука, 1985 — 260 с.

Кириленко А., Пиринов С. Энциклопедия о животных Год издания: 2008.

Хартилл Р. Дикие животные: Пер. с англ. — М.: АСТПРЕСС, 1997. — 32 с.: ил.

Нихельман М. Температура и жизнь. -Пер. с нем. Минск Полибиг, 2001

Турин B.H. Терморегуляция и симпатическая нервная система. — Минск: Навука i тэхнжа, 1989. 231с.

Общая экология. Н. М. Чернова, А. М. Былова. — М.: Дрофа, 2004.

Васильев А. П., Зеленевский Н. В., Логинова Л. К. Анатомия и физиология животных. — М.: Академия, 2008.