Downloaded 99 times
L152 - Biologija - Promet energije i termoregulacija - Petra Crnčević - Danijela Veljković
- 1. Petra Crnčević III/3 ProfesorVeljković Danijela Aleksinačka gimnazija
- 3. Temoregulacija je: Sposobnostorganizma da održava telesnu temperaturu u optimalnim granicama Termoregulacija je vazna : Zato što promene telesne temperature utiču na različite vitalne procese u organizmu: - odvijanje enzimskih reakcija, metabolizam (npr. povećanjem temperature za 10°C, enzimske reakcije, stopa metabolizma i srčani rad ubrzavaju se 2-3 puta) - fizičke osobine ćelijske membrane, naročito lipidne komponente
- 4. DETERMINANTI TELESNE TOPLOTEI TEMPERATURE Temperatura organizma zavisi od količine toplote sadržane u jedinici mase tkiva. Što je životinja veća, veći je njen sadržaj toplote na datoj temperaturi. Stepen promene telesne toplote zavisi od: stepena produkcije toplote kroz metaboličke reakcije stepena usvajanja toplote iz spoljašnje sredine stepena gubitka toplote UKUPNI TOPLOTNI SADRŽAJ ORGANIZMA ODREĐEN JE METABOLIČKOM PRODUKCIJOM TOPLOTE I TERMALNOM RAZMENOM IZMEĐU ORZANIZMA I SPOLJAŠNJE SREDINE
- 5. Zivotinje gubei razmenjuju toplotu sa spoljasnjom sredinom na 4 nacina : KONDUKCIJOM- prenos toplote izmedju objekata u medjusobnom kontaktu sa toplijeg na hladniji objekat (npr. prenos toplote sa površine tela organizma na vazduh ili vodu koja je u dodiru sa njim) KONVEKCIJOM- provodjenje toplote sadržane u masi gasa ili tečnosti pokretima te mase fluida; proces je brži od kondukcije (npr. u telu - kretanje “toplije” krvi iz centralnih u periferne organe, takodje i izmedju organizma i spoljasnje sredine) RADIJACIJOM – prenos toplote emitovanjem elektromagnetnog zračenja EVAPORACIJOM – isparavanje vode sa površine tela
- 6. STEPEN PRENOSATOPLOTE NA ORGANIZAM ILI IZ ORGANIZMA ZAVISI OD: -Odnosa površine i mase tela -krupnije životinje (¦ P/m) – sporije se zagrevaju (što je veća masa tela manje je njegovo povećanje temperature za datu količinu apsorbovane toplote) -Specifične toplotne provodljivosti površine -zavisi od prirode telesnog pokrivača (npr. perje i krzno smanjuju toplotnu provodljivost tj. odavanje toplote) Životinje sa visokom toplotnom provodljivošću površinskih tkiva imaju telesnu temperaturu približnu spoljašnjoj
- 7. Mehanizmi za regulacijutelesne temperature Mehanizmi koje aktivira hladnoća : Drhtanje Glad Pojačana voljna aktivnost Pojačano lučenje noradrenalina i adrenalina (Povećava u stvaranje toplote) Vazokonstrikcija u koži Stiskanje Ježenje ( Smanjuju gubitak toplote) Mehanizmi koje aktivira toplota : Vazodilatacija u koži Znojenje Pojačano disanje (Povećava u stvaranje toplote) Anoreksija Apatija i inercija (Smanjuju gubitak toplote)
- 8. MEHANIZMI KOJE ŽIVOTINJEKORISTE ZA REGULACIJU RAZMENE TOPLOTE SA OKOLINOM KONTROLA PONAŠANJEM premeštanje na mesto gde je temperatura približna optimalnoj (npr. pustinjska veverica se povlači u sklonište za vreme dnevnih vrućina, a noću izlazi iz njega) AKLIMATIZACIJA promene koje se sporije ispoljavaju (npr. promene u rožnom pokrivaču ili potkožnom tkivu; promene metabolizma u kapacitetu produkcije toplote)
- 9. TEMPERATURNA KLASIFIKACIJA ŽIVOTINJA TRADICIONALNA KLASIFIKACIJA HOMEOTERMI – održavaju telesnu temperaturu u uskom opsegu (sisari 37-38°C; ptice blizu 40°C; neki beskičmenjaci...) POIKILOTERMI – telesna temperatura varira u zavisnosti od temperature spoljašnje sredine ! Veliki broj vrsta odstupa od kriterijuma tradicionalne klasifikacije – uvedena nova, savremena temperaturna klasifikacija.
- 10. TEMPERATURNA KLASIFIKACIJA ŽIVOTINJA SAVREMENA KLASIFIKACIJA ENDOTERMI-proizvode sopstvenu toplotu EKTOTERMI-oslanjaju se na toplotu iz spoljašnje sredine HETEROTERMI- sposobni za različite stepene endotermičke toplotne produkcije, ali generalno ne regulišu telesnu temperaturu u okviru uskog opsega
- 11. REGULACIJA TEMPERATURE KODENDOTERMNIH ŽIVOTINJA PROIZVODE SOPSTVENU TOPLOTU kao sporedni proizvod metabolizma, što podiže njihovu telesnu temperaturu znatno iznad spoljašnje. Metabolizam i do pet puta veći nego kod ektoterma iste veličine i telesne temperature! Konzerviraju toplotu zahvaljujući dobroj izolaciji (krzno, perje, masne naslage)
- 12. HOMEOTERMNI ENDOTERMI– regulišu telesnu temperaturu unutar uskih granica ptice – telesna temperatura ~ 40°C sisari – telesna temperatura ~ 37-38°C Mogu da održe telesnu temperaturu i za 30°C veću u odnosu na spoljašnju REGIONALNI HETEROTERMNI ENDOTERMI – manji broj riba i letećih insekata koji u specifičnim okolnostima održavaju temperaturu pojedinih delova tela iznad temperature spoljašnje sredine Endotermi su u stanju da nasele staništa koja su isuviše hladna za ektoterme!
- 13. TERMOGENEZA -Priniskim spoljašnjim temperaturama; povećavanje proizvodnje toplote iznad bazalnog nivoa i sprečavanje smanjenja temperature unutrašnjosti tela Produkcija toplote raste linearno sa snižavanjem temperature. Kompenzatorni mehanizmi više nisu dovoljni da održe telesnu temperaturu, telo se hladi, metabolički procesi usporavaju, nastupa hipotermija. Načini termogeneze: DRHTANJE – oslobađanje toplote pri kontrakciji mišića Nervni sistem aktivira grupu skeletnih mišića i dolazi do brze mišićne kontrakcije. Javlja se fizički nekoristan rad, ali se oslobadja hemijska energija koja se pretvara u toplotnu. NE-DRHTAJUĆA TERMOGENEZA – aktivacija enzimatskog sistema koji učestvuje u metabolizmu masti, pri čemu se masti oksiduju i oslobađa se toplota.
- 14. ENDOTERMI U HLADNIMSREDINAMA Razvijeni mehanizmi koji im pomažu da zadrže telesnu toplotu Prilagodjavanje ponašanjem Gust sloj izolacije: gust i nakostrešen telesni pokrivač i/ili potkožno masno tkivo Povećana masa tela - krupnije životinje se zbog niže specifične provodljivosti suočavaju sa manjim gubitkom toplote
- 15. ENDOTERMI U TOPLIMSREDINAMA Razvijeni mehanizmi koji im pomažu da odaju telesnu toplotu EVAPORATIVNO HLAĐENJE -Znojenje – sniženje telesne temperature, smanjenje količine vode i soli u organizmu -Dahtanje – toplota se oslobađa kroz izdahnut vazduh Životinje u pustinjama: problem pregrejavanja i sušenja Čuvaju vodu tako što redukuju evaporaciju, ali to dovodi do povećanja telesne temperature. Sitni sisari imaju mali toplotni kapacitet mogu da pretrpe visok rast telesne temperature. Kamile-tolerantnost prema toploti: Tokom hladnih noći u pustinji, temperatura unutrašnjosti padne i za nekoliko stepeni ispod normale. Kamila tako započinje dan sa deficitom toplote koju je odala tokom noći. Tokom dana apsorbuju veliku količinu toplote (istu količinu koju je odala tokom noći), a da pri tome ne dostiže kritično visoku telesnu temperaturu. Na ovaj način kamile tolerišu ekstremne dnevne pustinjske temperature, a da pri tome ne koriste mnogo vode za evaporativno hladjenje.
- 16. REGULACIJA TEMPERATURE KODEKTOTERNIH ŽIVOTINJA Naseljavaju širok spektar staništa – od onih sa stabilnim temperaturnim uslovima, do staništa sa izraženim temperaturnim variranjima. -Nizak nivo produkcije metaboličke toplote - Visoka toplotna provodljivost i slaba izolacija RAZMENA TOPLOTE sa okolinom značajnija je od toplotne produkcije (lakše odavanje ili apsorbovanje toplote)
- 17. EKTOTERMI U TOPLIMSREDINAMA Razvijeni mehanizmi koji sprečavaju pregrejavanje Kritičan temperaturni limit (za metazoe oko 45º) temperatura pri kojoj dolazi do denaturacije proteina, ali enzimi prestaju da funkcionišu i na nižim temperaturama. Smanjenje afiniteta respiratornog pigmenta za kiseonik na visokim temperaturama. Prilagodjavanje ponašanjem – životinje izlažu telo suncu ili hladu da bi apsorbovale više ili manje toplote. Promena brzine srčanog ritma Promena brzine protoka krvi
- 18. REGULACIJA TEMPERATURE KODHETEROTERMNIH ŽIVOTINJA Sposobni za različit stepen endotermičke toplotne produkcije, ali generalno ne regulišu telesnu temperaturu u okviru uskog opsega. PRIVREMENI HETEROTERMI – temperatura široko varira tokom vremena (npr.Monotremate, sisari u stanju ukočenosti ili hibernacije, mnogi leteći insekti, pitoni, neke ribe...) REGIONALNI HETEROTERMI – ektotermi koji mogu postići visoku temperaturu unutrašnjosti putem mišićne aktivnosti, dok periferna tkiva i ekstremiteti imaju temperaturu približnu spoljašnjoj sredini (npr. ajkule, tune i mnogi leteći insekti
- 19. HIBERNACIJA – sve telesne funkcije smanjene; protok krvi kod sisara smanjen za 10%, glava i mrko masno tkivo primaju mnogo više krvi nego druga tkiva; srčani ritam usporen ali snaga nepromenjena; kao rezultat respiratiorne izmene smanjuje se pH krvi pa se smanjuje enzimska aktivnost... Trajanje – nekoliko nedelja, a u hladnim klimatskim područjima i do nekoliko meseci; periodična buđenja Glodari, insektivore, slepi miševi – skladište višak energije i koriste je tokom hibernacije Buđenje – metabolički skup proces !
- 20. Zašto nepostoje veliki hibernatori? - imaju manje potrebe za čuvanjem energije, zato što je normalan nivo bazalnog metabolizma nizak u odnosu na njihovu rezervnu materiju - dugotrajno podizanje temperature sa hibernacione na normalnu za velikog medveda trebalo bi 24-48h, što je energetski veoma skupo Medvedi u “zimskom snu” – temperatura im opada za samo nekoliko stepeni; tokom spavanja troše suvišnu rezervnu energiju; u bilo kom periodu zimi mogu da se probude i brzo postaju aktivni.
- 21.
- 22. Metabolizam jebiohemijski proces u kome dolazi do modifikacije hemijskih jedinjenja u živim organizmima i i ćelijama. Metabolizam se deli na : ANABOLIZAM -odnosno biosintezu (stvaranje) kompleksih organskih molekula KATABOLIZAM- koji je obrnut proces od anabolizma, a to je razdvajanje kompleksnih organskih jedinjenja u jednostavnija jedinjenja. Sveukupni biohemijski procesi u jednom organizmu se jednom recju nazivaju metabolizam.
- 23. Metabolički procesi : -Generalni procesi -Katabolizam -Anabolizam GENERALNI PROCESI : -Metabolizam ugljenih hidrata -Metabolizam masnih kiselina -Krebsov ciklus (takodje poznat i kao ciklus limunske kiseline)
- 24. Celularna respiracija jeproces stvaranja energije (ATP i NADPH). Ovaj proces je takodje aktivan i pri varenju hrane Katabolizam ugljenih hidrata : -Glikogenoliza -proces razgradnje glikogena do glukoze -Glikoliza- proces razgradnje glukoze do piruvata uz produkciju ATP-a, pri čemu kiseonik nije potreban -Embden-Mejerhofov metabolizam- najčešći metabolizam u procesu glikolize -Entner-Doudorof metabolizam –sporedni proces glikolize koji se javlja kod nekih bakterija -Metaboliozam Fosfatne pentoze- to je proces u kome se sintetiše NADPH iz glukoze Katabolizam proteina- to je proces u kome se proteini hidrolizom pretvaraju u amino kiseline
- 25. Aerobna respiracija -Lanac elektronskohtransfera -Oksidativna fosforilacija Anaerobna respiracija -Korijev ciklus -Fermentacija mlečne kiseline -Fermentacija -Fermentacija etanola
- 26. *Anabolizam je processtvaranje kompleksnih jedinjenja od jednostavnih organiskih molekula : Glikogeneza Glukoneogeza Sinteza porfirina