Сколько надо спать человеку, чтобы быть продуктивным в жизни? Здоровый сон очень важен, он влияет на наше самочувствие, настроение и работоспособность. Но как часто бывает, что устав после напряженного рабочего дня, не удается долго заснуть. Ворочаясь в постели до полуночи, а то и дольше, утром мы встаем с головной болью и плохим настроением. Как вернуть в свою жизнь крепкий здоровый сон, если успокоительные и снотворные не помогают?

По мнению ученых, сон – это естественное угнетение сознания, замедление обмена веществ. И это нечто большее, чем отдых от повседневных забот. Это жизненная необходимость, по значению не уступающая воздуху, пище и воде.

Зачем нам нужно спать? На этот счет существуют разные теории.

Одна из них — восстановительная. Сон – это отдых и текущий ремонт. Во время сна выделяются вещества для роста и починки тел. Пока мы спим, иммунная система укрепляет оборону против вредных микробов. А головной мозг обрабатывает массу поступивших в него за день информации, отсеивание ненужных сведений, которые иначе бы перегрузили нервную систему.

Здоровый ночной сон – это чередование периодов в БГД и без БГД. БГД — быстрое движение глаз. 75% времени – это сон без БГД, восстановительная фаза. 25% времени ночи – мы видим сновидения. Периоды с БГД чаще и длиннее к концу ночи. К счастью для окружающих, спящий человек, видящий сновидения, практически парализован. Он не может активно участвовать в своих сновидениях.

Ученые провели немало различных исследований и пришли к следующим выводам.

  • В ночное время головной мозг синтезирует информацию (не отдых, не сохранение калорий). Главное, как считают ученые, регенерация информации, понимание мира и формирование памяти.
  • При недостаточном сне запоминается в 2 раза больше негативной информации. Ученые считают, что недосып напрямую связан с депрессией.
  • Во время сна происходят важные гормональные изменения в организме. Недосып приводит к набору веса и ожирению.
  • Достаточный здоровый сон увеличивает выработку антител. Когда привили 2 группы людей против вирусного гепатита А, одна из которых спала достаточное время, а другая страдала недосыпом. Выяснилось, что вакцина оказалась неэффективной у тех, кто страдал недосыпом. У выспавшихся людей антитела выработались на 97%.

Стадии сна

У уснувшего человека происходит чередование медленного и быстрого сна. Причем, когда только человек засыпает, у него преобладает медленный, ближе к пробуждению – быстрый.

Медленный сон делится на 4 стадии.

  1. В нормальном состоянии она длится 5-10 минут. Появляется дремота с полусонными мечтаниями и сноподобными галлюцинациями. В эти минуты у человека могут возникнуть идеи для решения каких-то важных задач, которые он не мог решить во время бодрствования.
  2. Длится 20 минут. В эту стадию каждые 2-5 минут повышаются пороги восприятия, так называемые, «сонные веретена». Особенно чувствителен слуховой анализатор. Спящий легко просыпается при упоминании его имени или, например, мать просыпается, когда ее ребенок начинает плакать.
  3. Похожа на вторую стадию, здесь присутствуют все те же признаки, в том числе «сонные веретена».
  4. Глубокий сон. В эту стадию человека сложно разбудить, он видит сны. В фазу глубокого сна возможны приступы лунатизма или ночных кошмаров. Но проснувшись, человек практически ничего не помнит.

3 и 4 -я стадии длятся не более 30-45 минут, затем спящий снова возвращается во вторую стадию. Медленный сон помогает нам восстановить энергию, потраченную за предыдущий день.

Быстрый сон – это пятая стадия. Человек находится в полной неподвижности из-за резкого снижения мышечного тонуса. В эту стадию разбудить спящего сложно. Под закрытыми веками глазные яблоки совершают движения (БГД), которые говорят о том, что человек видит сновидения. Если в этот период разбудить, то человек расскажет вам о своем ярком сновидении. В эту стадию сна обрабатывается вся информация, обмен ее между подсознанием и сознанием.

Что мешает нам спать?

Что заставляет нас уснуть ночью и пробудиться утром? То есть мы засыпаем в темноте и просыпаемся на свету.

Сон человека определяет гормон мелатонин. Это тот гормон, который регулирует режим нашего сна и отдыха. Выработке этого гормона присущ определенный ритм. Для того, чтобы человек заснул, необходим высокий уровень мелатонина. Для того, чтобы пробудиться – необходимо снижение уровня этого гормона.

Оказывается, на выработку этого гормона влияет засветка сетчатки глаз. Очень важно понимать, что для здорового сна необходимо чередование дня и ночи.

Важно не только то, чтобы человек ночью спал в темноте, но важно и то, чтобы днем он был на дневном свете. Кратковременное пребывание на солнце или просто на дневном свете заметно улучшает мозговую деятельность. Поэтому при работе в помещении необходимо каждые 2-3 часа выходить на улицу на 10-15 минут.

Кстати, мелатонин является предшественником другого гормона – серотонина, гормона счастья, удовольствия. Когда серотонин присутствует в достаточном количестве в крови, организм человека испытывает ощущение комфорта, счастья, радости. Если происходит какой-то дисбаланс в этим всех системах, то вернуться в обратный человеческий ритм бывает сложно.

Как повысить уровень серотонина, мелатонина и триптофана? Эти гормоны содержатся в некоторых продуктах. Они есть в инжире, черешне, орехах, миндале, твороге, овсяной каше.

Причины плохого сна:

  • стресс, депрессия, боязнь темноты;
  • перевозбуждение от новостей или от употребления большого количества крепкого кофе или чая;
  • обильная еда перед отходом ко сну;
  • малоподвижный образ жизни;
  • смена часовых поясов;
  • внешние раздражители (свет, шум, храп и т.д.)
  • нехватка витаминов, особенно группы В, вызывает , что мешает заснуть;
  • обострение болезни (кашель при простуде, удушье при бронхиальной астме, боли в суставах при артрите и т.д.);
  • побочное действие некоторых лекарств;
  • нарушение правил сна (неудобная кровать или подушка, жарко или холодно и т.д.);
  • физические нагрузки или интенсивные интеллектуальные занятия перед сном; нездоровый образ жизни, включая пьянство.

Сколько нужно спать?

По мнению нейробиологов, для хорошего самочувствия и работоспособности человек должен спать в среднем 8 часов. Ни один из ученых не сказал, что 5 часов сна будет достаточно.

Циркадный цикл – цикл химических, физических, психических процессов, которые происходят в организме человека в течение суток. Другими словами – это смена сна и бодрствования.

Подростки нуждаются в большем времени для сна. Циркадный цикл у подростков так смещен, что организм у них требует ложиться позже, и вставать позже. Поэтому не стоит ругать своих детей-подростков, что они засиживаются допоздна, а утром спят чуть ли не обеда. Во всем виноват их циркадный цикл.

Достаточное время для сна способствует повышению когнитивных функций организма. У людей, которые правильно и достаточно спят, хорошо развито мышление, понимание, вычисление, обучение, речь, способность рассуждать, хорошо ориентироваться в пространстве.

Полезен дневной сон. Послеобеденный приступ усталости – это нормальное для нашего организма состояние. Если есть возможность отдохнуть днем, то дневной сон не должен превышать 20 -30 минут, максимум 1 час. Если спать днем больше этого времени, то из такого сна сложно выйти бодрым. Да и ночью вы хуже потом будете спать.

Что поможет для здорового сна – 10 полезных советов

Почти все люди иногда страдают расстройством сна – бессонницей. Обычно это раздражает. Бессонница бывает у мужчин и у женщин любого возраста. Если человек не спит нормально 1, 2, 3 дня и даже больше, это может привести к серьезным проблемам со здоровьем.

Уже после одной бессонной ночи человек становится раздражительным, довольно быстро утомляется. 2 бессонные ночи – вам становится трудно сосредоточиться и выполнить простую работу. 3 и более суток без сна — появляются навязчивые идеи и зрительные галлюцинации.

Как можно бороться с бессонницей? Прежде сего устраните причины, которые вызывают у вас нарушение сна. Возможно, придется обратиться за помощью к психологу или психиатру. Или следуйте этим советам.

  1. Выпейте на ночь стакан теплого молока, можно к нему добавить ложечку меда. В молоке содержится особое вещество – альфааминокислота — триптофан. Она оказывает успокоительный эффект. Чем молоко будет теплее, тем сильнее будет эффект.
  2. Возможно, днем вы не выходили на улицу, на солнечный свет. Солнечный свет напрямую влияет на процесс сна. Вспомните, как на солнышке, например, на пляже, вас клонит ко сну.
  3. Уберите будильник и всевозможные гаджеты (телефон, планшет) подальше от кровати. Чрезмерная подсветка гаджетов – голубой свет, это плохо отражается на здоровье и на иммунитет.
  4. Если вы лежите и не можете заснуть больше 20 минут, то дальше лежать нет смысла. Сделайте следующее. Встаньте с кровати, сделайте что-нибудь расслабляющее: почитайте книгу, послушайте спокойную музыку.
  5. Установите четкое время пробуждения, даже в выходные дни. Многим из нас хочется в свободное время хорошенько отоспаться. Это может привести к сбою циркадного ритма, а в дальнейшем к плохим беспокойным снам.
  6. Перед тем, как лечь в постель, примите горячий душ или ванну. Это способствует расслаблению.
  7. Постарайтесь не лежать и не садиться днем на свою кровать. Если вы не используете свою кровать не только для сна, то вы программируете, что ваша кровать это обеденный или рабочий стол и место для игр.
  8. Спите днем не более 1 часа. Дневной сон более получаса благотворно влияет на ночной сон. Если вы спите днем 3-4 часа, то нормального ночного сна вам не видать.
  9. Температура в помещении, где вы спите, ниже 15º или выше 25º делает сон беспокойным и невыносимым. Если дома такая температура постоянно, то вам грозит бессонница. Поэтому нормализуйте температуру в помещении.
  10. Если вы легли и не можете уснуть, делайте расслабляющие упражнения. Начните мысленно расслаблять мышцы своего тела, начиная с макушки головы и заканчивая пальцами ног. Концентрируйте внимание на своем дыхании. Скоро вы впадете в транс и физиологический сон.

Врачи при нарушениях сна обычно назначают успокоительные, но некоторые эти лекарства выписываются только по рецепту, их применение требует строгого соблюдения дозировок. Можно воспользоваться и народными средствами: настойками боярышника, пустырника, таблетками валерианы, настоем мелиссы, подушками с шишками хмеля. Конечно, необходимо применять что-то одно из этих средств. Если вам не спится, послушайте эту волшебную музыку и будьте здоровы!


ХОРОШИЙ СОН — НЕОБХОДИМОЕ УСЛОВИЕ ЗДОРОВОГО ОБРАЗА ЖИЗНИ

Здоровый сон физиологически необходим человеку и является важным условием физического и душевного . Человек проводит во сне около трети жизни, поэтому этой части нашей жизни необходимо уделять пристальное внимание и заботиться о том, чтобы сон был здоровым и правильным. От качества сна зависит качество нашего бодрствования, то есть от того как наш организм отдохнет ночью зависит то, как он будет функционировать днем. Правильный сон – источник прекрасного настроения, хорошего самочувствия и, конечно же, нашей красоты.


СТАДИИ СНА
Сон человека состоит из нескольких стадий, несколько раз повторяющихся за ночь. Стадии сна характеризуются активностью различных структур головного мозга и несут в себе различные функции для организма. Сон делится на две стадии: медленный сон и быстрый сон. Стадия медленного сна делится еще на четыре стадии.

Медленный сон

  • Первая стадия. Человек находится в полусонном состоянии, дремлет. У человека снижается мышечная активность, пульс и частота дыхания, понижается температура тела.
  • Вторая стадия. Это стадия неглубокого сна. Продолжает снижаться мышечная активность, пульс и частота дыхания.
  • Третья стадия. Стадия медленного сна. На этой стадии организм человека почти полностью расслаблен, клетки начинают восстановительную работу.
  • Четвертая стадия. Стадия глубокого медленно сна. Тело человека полностью расслаблено, организм отдыхает и восстанавливается. Благодаря третьей и четвертой стадии при пробуждении мы чувствуем себя отдохнувшими.

Быстрый сон.
 Стадию быстрого сна также называют парадоксальный сон или стадия БДГ (быстрого движения глаз). Эта стадия наступает примерно через 70-90 минут после начала сна. Парадокс этой стадии состоит в том, что в этот период активность мозга практически такая же, как и при бодрствовании, несмотря на то, что тело человека находится в полностью расслабленном состоянии. Помимо этого, повышается температура тела и артериальное давление, увеличивается частота дыхания и сердцебиения, а глаза под веками начинают быстро двигаться. Именно в этот период нам, как правило, сняться большинство снов.


ФУНКЦИИ СНА

  • Отдых организма.
  • Защита и восстановление органов и систем организма для нормальной жизнедеятельности.
  • Переработка, закрепление и хранение информации.
  • Адаптация к изменению освещенности (день-ночь).
  • Поддержание нормального психоэмоционального состояния человека.
  • Восстановление иммунитета организма.


ПРАВИЛА ЗДОРОВОГО СНА
Существует ряд правил, соблюдение которых позволит сделать сон исключительно полезным для здоровья. Эти правила помогают организму правильно выполнять свои функции во время сна, что непременно благоприятно сказывается на самочувствии и настроении человека в период бодрствования.

  1. Старайтесь ложиться и просыпаться в одно и то же время вне зависимости от дня недели.
  2. Лучше всего ложиться спать до 23 часов. Именно в это время организмы большинства людей настроены на расслабление.
  3. Не стоит перед сном употреблять пищу. За пару часов до сна можно перекусить легкой , например, овощами, фруктами или кисломолочными продуктами.
  4. Не стоит употреблять перед сном алкоголь и напитки, содержащие кофеин (какао, кофе, чай). Чай с ромашкой, мятой или теплое молоко с медом, выпитые перед сном, принесут пользу организму и помогут быстрее и легче заснуть.
  5. Быстро уснуть поможет перед сном на свежем воздухе.
  6. Перед сном не стоит думать о проблемах и переживаниях, о них вы успеете подумать днем. А вечером лучше всего расслабиться и помочь организму полноценно отдохнуть и восстановиться во время ночного сна. По возможности расслабьте мышцы и думайте о чем-то приятном.
  7. Не стоит принимать перед сном , оставьте эту процедуру на утро. Вечером лучше всего принять теплую ванну или душ.
  8. Для быстрого и спокойного засыпания можно почитать спокойную литературу или включить негромко медленную музыку, звуки природы, колыбельные и т.п.
  9. Не забывайте проветривать перед сном спальное помещение.
  10. Выключайте в спальном помещении свет, в противном случае сон, скорее всего, будет поверхностным, что не даст вашему организму полноценно отдохнуть и восстановиться.
  11. Ученые рекомендуют спать головой на север или восток.
  12. Спать лучше всего более обнаженным, а в случае замерзания укрыться дополнительным , а не надевать на себя теплые вещи.
  13. Для отдыха организма достаточно спать четыре полных цикла сна, состоящих из медленного и быстрого сна и описанных выше.
  14. Спальное место должно быть ровным, не слишком мягким и не слишком жестким.
  15. Спать необходимо в горизонтальном положении, желательно попеременно — то на правом, то на левом боку. На животе спать специалисты не рекомендуют.
  16. Для того чтобы с самого утра дать старт хорошему настроению, не залеживайтесь долго в постели, сразу после пробуждения потянитесь, улыбнитесь и вставайте. Делайте это не спеша и с удовольствием.

Ваше самочувствие днем зависит от того, как вы спали ночью. Если же в течение дня вы постоянно зеваете и медленно соображаете, значит, пора задуматься: правильно ли вы спите и соблюдаете ли вы все правила здорового сна?

Что же такое здоровый сон? Это сон, в течение которого организм успевает восстановиться и отдохнуть. А для этого ночной отдых должен отвечать нескольким требованиям:

  • Сон с открытой форточкой (необходимо достаточно кислорода)
  • Сон через 2 часа после еды (полный желудок нарушает работу сердца)
  • Сон в полной темноте (любые источники света нарушают выработку гормона сна, мелатонина)
  • Сон в правильной позе (на боку, с опорой для шеи)
  • Сон с правильным настроем на отдых (ежедневная привычка засыпать по расписанию и без отвлекающих факторов)

Воздух

Проветривайте комнату перед сном. Недостаток кислорода снижает качество сна, делает его прерывистым и неглубоким. Вы не успеете восстановиться и наутро встанете разбитым.

Обильный ужин на ночь не даст заснуть, приведет к расстройству пищеварения и даже к нарушениям работы сердца. Во время сна деятельность пищеварительной системы значительно снижена. Это влияет на качество пищеварения. Перераспределение кровотока может вызывать ишемию сердечной мышцы, поэтому лицам с ишемической болезнью сердца не рекомендуется переедать на ночь.

Но существует еда, способствующая засыпанию. За крепкий сон отвечает гормон мелатонин. Помогут его выработке продукты с аминокислотой триптофаном (предшественник мелатонина), к примеру, вишня, вишневый сок или банан.

Свет

В темноте засыпать легче. Если же в комнате есть источник света, свет будет проникать на сетчатку, и мелатонин, «гормона сна», не будет вырабатываться. Вот почему из спальни надо убрать телевизор и светящиеся в темноте часы. Проснувшись среди ночи и, глянув на светящееся табло будильника, можно лишиться сна до самого утра. По этой же причине, дисплей мобильного телефона способен испортить отдых. Лучше пользоваться механическими часами.

Лекарства

У многих гипертоников давление поднимается в ночные и предутренние часы. Дело в том, что действие лекарств, принятых перед сном, к утру заканчивается, и как раз утром возрастает риск развития инсульта головного мозга или инфаркта миокарда. Вот почему рекомендуется принимать на ночь гипотензивные средства пролонгированного действия.

Поза

    Если человек заснул сидя, его голова клонится вбок или вперед. В таком положении нарушается дыхание, перегибаются и сдавливаются позвоночные артерии, питающие головной мозг. Мозгу не хватает кислорода. Кроме этого деформируются межпозвоночные диски шейного отдела позвоночника. Те, кто вынужден спать сидя (в самолете, поезде, автобусе), обязательно должны использовать шейную подушку. Она образует мягкую опору для шеи.

    По тем же причинам опасно спать на животе. В такой позе голова вывернута вбок. Эта поза опять же сдавливает артерии шеи, и мозг снова недополучает кислород. Лежа на животе человек не способен сделать полноценный вдох. Развивается дыхательная гипоксия.

Что делать?

Приучить себя спать на боку или на спине. Это просто, достаточно дать себе такую «установку». Если же поза на спине приводит к апноэ, то есть остановкам дыхания во сне, можно приучить себя спать строго на боку. Для этого есть простой и эффективный метод: теннисный мячик в пришитом на спине пижамы кармашке не даст перевернуться на спину.

    Если лежа на спине, вы кладете под голову высокую подушку (например, вам так удобно смотреть телевизор), а потом засыпаете, то подбородок упирается в грудь. В таком положении деформируются межпозвоночные диски, защемляются нервные окончания и пережимаются кровеносные сосуды. Высота подушки должна регулироваться по принципу «линия шеи параллельна линии кровати».

    Чтобы и в положении на боку на утро не возникали боли в шее и пояснице, необходимо отрегулировать высоту подушки. В первую очередь, подушка должна представлять опору для шеи. Принцип тот же - «линия шеи параллельна линии кровати». Голова лежит на подушке, а плечо и рука лежат на матрасе. Также разгрузке позвоночника способствует подушка между коленями.

    Не стоит спать на твердых поверхностях, которые способствуют сглаживанию изгибов позвоночника. Если у вас после пробуждения болит шея или спина, значит, сон у вас нездоровый, и надо обратиться врачу.

Правильный матрас

Возможно, многие проблемы со сном вы сможете решить, если подберете себе правильный матрас. Как это сделать, узнаете из теста . А по этой ссылке вы сможете выбрать центры, куда можно обратиться по поводу матраса для здорового сна.

Энциклопедичный YouTube

  • 1 / 5

    Термин «гомеостаз» чаще всего применяется в биологии . Многоклеточным организмам для существования необходимо сохранять постоянство внутренней среды . Многие экологи убеждены, что этот принцип применим также и к внешней среде. Если система неспособна восстановить свой баланс, она может в итоге перестать функционировать.

    Комплексные системы - например, организм человека - должны обладать гомеостазом, чтобы сохранять стабильность и существовать. Эти системы не только должны стремиться выжить, им также приходится адаптироваться к изменениям среды и развиваться.

    Свойства гомеостаза

    Гомеостатические системы обладают следующими свойствами:

    • Нестабильность системы: тестирует, каким образом ей лучше приспособиться.
    • Стремление к равновесию : вся внутренняя, структурная и функциональная организация систем способствует сохранению баланса.
    • Непредсказуемость : результирующий эффект от определённого действия зачастую может отличаться от того, который ожидался.
    • Регуляция количества микронутриентов и воды в теле - осморегуляция . Осуществляется в почках .
    • Удаление отходов процесса обмена веществ - выделение. Осуществляется экзокринными органами - почками, лёгкими , потовыми железами и желудочно-кишечным трактом .
    • Регуляция температуры тела. Понижение температуры через потоотделение , разнообразные терморегулирующие реакции.
    • Регуляция уровня глюкозы в крови. В основном осуществляется печенью , инсулином и глюкагоном , выделяемыми поджелудочной железой .
    • Регуляция уровня основного обмена в зависимости от пищевого режима.

    Важно отметить, что, хотя организм находится в равновесии, его физиологическое состояние может быть динамическим. Во многих организмах наблюдаются эндогенные изменения в форме циркадного , ультрадианного и инфрадианного ритмов. Так, даже находясь в гомеостазе, температура тела, кровяное давление , частота сердечных сокращений и большинство метаболических индикаторов не всегда находятся на постоянном уровне, но изменяются в течение времени.

    Механизмы гомеостаза: обратная связь

    Когда происходит изменение в переменных, наблюдаются два основных типа обратной связи, на которые реагирует система:

    1. Отрицательная обратная связь , выражающаяся в реакции, при которой система отвечает так, чтобы изменить направление изменения на противоположное. Так как обратная связь служит сохранению постоянства системы, это позволяет соблюдать гомеостаз.
      • Например, когда концентрация углекислого газа в организме человека увеличивается, лёгким приходит сигнал к увеличению их активности и выдыханию большего количество углекислого газа.
      • Терморегуляция - другой пример отрицательной обратной связи. Когда температура тела повышается (или понижается) терморецепторы в коже и гипоталамусе регистрируют изменение, вызывая сигнал из мозга. Данный сигнал, в свою очередь, вызывает ответ - понижение температуры (или повышение).
    2. Положительная обратная связь , которая выражается в усилении изменения переменной. Она оказывает дестабилизирующий эффект, поэтому не приводит к гомеостазу. Положительная обратная связь реже встречается в естественных системах, но также имеет своё применение.
      • Например, в нервах пороговый электрический потенциал вызывает генерацию намного большего потенциала действия. Свёртывание крови и события при рождении можно привести в качестве других примеров положительной обратной связи.

    Устойчивым системам необходимы комбинации из обоих типов обратной связи. Тогда как отрицательная обратная связь позволяет вернуться к гомеостатическому состоянию, положительная обратная связь используется для перехода к совершенно новому (и, вполне может быть, менее желанному) состоянию гомеостаза, - такая ситуация называется «метастабильность». Такие катастрофические изменения могут происходить, например, с увеличением питательных веществ в реках с прозрачной водой, что приводит к гомеостатическому состоянию высокой эвтрофикации (зарастание русла водорослями) и замутнению.

    Экологический гомеостаз

    В нарушенных экосистемах, или субклимаксовых биологических сообществах - как, например, остров Кракатау , после сильного извержения вулкана в - состояние гомеостаза предыдущей лесной климаксовой экосистемы было уничтожено, как и вся жизнь на этом острове. Кракатау за годы после извержения прошёл цепь экологических изменений, в которых новые виды растений и животных сменяли друг друга, что привело к биологической вариативности и в результате климаксовому сообществу. Экологическая сукцессия на Кракатау осуществилась за несколько этапов. Полная цепь сукцессий, приведшая к климаксу, называется присерией. В примере с Кракатау на этом острове образовалось климаксовое сообщество с восемью тысячами различных видов, зарегистрированных в , спустя сто лет с того времени, как извержение уничтожило на нём жизнь. Данные подтверждают, что положение сохраняется в гомеостазе в течение некоторого времени, при этом появление новых видов очень быстро приводит к быстрому исчезновению старых.

    Случай с Кракатау и другими нарушенными или нетронутыми экосистемами показывает, что первоначальная колонизация пионерными видами осуществляется через стратегии воспроизведения, основанные на положительной обратной связи, при которых виды расселяются, производя на свет как можно больше потомства, но при этом практически не вкладываясь в успех каждого отдельного. В таких видах наблюдается стремительное развитие и столь же стремительный крах (например, через эпидемию). Когда экосистема приближается к климаксу, такие виды заменяются более сложными климаксовыми видами, которые через отрицательную обратную связь адаптируются к специфическим условиям окружающей их среды. Эти виды тщательно контролируются потенциальной ёмкостью экосистемы и следуют иной стратегии - произведению на свет меньшего потомства, в репродуктивный успех которого в условиях микросреды его специфической экологической ниши вкладывается больше энергии .

    Развитие начинается с пионер-сообщества и заканчивается на климаксовом сообществе. Это климаксовое сообщество образуется, когда флора и фауна пришла в баланс с местной средой.

    Подобные экосистемы формируют гетерархии , в которых гомеостаз на одном уровне способствует гомеостатическим процессам на другом комплексном уровне. К примеру, потеря листьев у зрелого тропического дерева даёт место для новой поросли и обогащает почву . В равной степени тропическое дерево уменьшает доступ света на низшие уровни и помогает предотвратить инвазию других видов. Но и деревья падают на землю и развитие леса зависит от постоянной смены деревьев, круговорота питательных веществ, осуществляемого бактериями , насекомыми , грибами . Схожим образом такие леса способствуют экологическим процессам - таким, как регуляция микроклиматов или гидрологических циклов экосистемы, а несколько разных экосистем могут взаимодействовать для поддержания гомеостаза речного дренажа в рамках биологического региона. Вариативность биорегионов так же играет роль в гомеостатической стабильности биологического региона, или биома .

    Биологический гомеостаз

    Гомеостаз выступает в роли фундаментальной характеристики живых организмов и понимается как поддержание внутренней среды в допустимых пределах.

    Внутренняя среда организма включает в себя организменные жидкости - плазму крови, лимфу , межклеточное вещество и цереброспинальную жидкость . Сохранение стабильности этих жидкостей жизненно важно для организмов, тогда как её отсутствие приводит к повреждению генетического материала.

    В отношении любого параметра организмы делятся на конформационные и регуляторные. Регуляторные организмы сохраняют параметр на постоянном уровне, независимо от того, что происходит в среде. Конформационные организмы позволяют окружающей среде определять параметр. Например, теплокровные животные сохраняют постоянную температуру тела, тогда как холоднокровные демонстрируют широкий диапазон температур.

    Речь не идёт о том, что конформационные организмы не обладают поведенческими приспособлениями, позволяющими им в некоторой степени регулировать взятый параметр. Рептилии , к примеру, часто сидят на нагретых камнях утром, чтобы повысить температуру тела.

    Преимущество гомеостатической регуляции состоит в том, что она позволяет организму функционировать более эффективно. Например, холоднокровные животные, как правило, становятся вялыми при низких температурах, тогда как теплокровные почти так же активны, как и всегда. С другой стороны, регуляция требует энергии. Причина, почему некоторые змеи могут есть только раз в неделю, состоит в том, что они тратят намного меньше энергии для поддержания гомеостаза, чем млекопитающие.

    Клеточный гомеостаз

    Регуляция химической деятельности клетки достигается с помощью ряда процессов , среди которых особое значение имеет изменение структуры самой цитоплазмы , а также структуры и активности ферментов . Авторегуляция зависит от

    В организме высших животных выработались приспособления, противодействующие многим влияниям внешней среды, обеспечивающие относительно постоянные условия существования клеток. Это имеет важнейшее значение для жизнедеятельности целостного организма. Иллюстрируем это примерами. Клетки организма теплокровных животных, т. е. животных, обладающих постоянной температурой тела, нормально функционируют лишь в узких температурных границах (у человека в пределах 36-38°). Сдвиг температуры за пределы этих границ приводит к нарушению жизнедеятельности клеток. Вместе с тем организм теплокровных животных может нормально существовать при значительно более широких колебаниях температуры внешней среды. Например, полярный медведь может жить при температуре - 70° и +20-30°. Это связано с тем, что в целостном организме регулируется его теплообмен с окружающей средой, т. е. теплообразование (интенсивность, химических процессов, происходящих с освобождением тепла) и теплоотдача. Так, при низкой температуре внешней среды теплообразование увеличивается, а теплоотдача уменьшается. Поэтому при колебаниях внешней температуры (в некоторых пределах) сохраняется постоянство температуры тела.

    Функции клеток организма нормальны лишь при относительном постоянстве осмотического давления, обусловленного постоянством содержания в клетках электролитов и воды. Изменения осмотического давления - его уменьшение или его увеличение - приводят к резким нарушениям функций и структуры клеток. Организм же как целое может некоторое время существовать и при избыточном поступлении и при лишении его воды, и при больших и малых количествах солей в пище. Это объясняется наличием в организме приспособлений, способствующих поддержанию
    постоянства количества воды и электролитов в теле. В случае избыточного поступления воды значительные ее количества быстро выделяются из организма выделительными органами (почками, потовыми железами, кожей), а при недостатке воды она удерживается в теле. Равным образом выделительные органы регулируют содержание электролитов в организме: они быстро выводят избыточные их количества или удерживают их в жидкостях организма при недостаточном поступлении солей.

    Концентрация отдельных электролитов в крови и в тканевой жидкости, с одной стороны, и в протоплазме клеток - с другой, различна. В крови и в тканевой жидкости содержится больше ионов натрия, а в протоплазме клеток больше ионов калия. Различие концентрации ионов внутри клетки и вне ее достигается специальным механизмом, удерживающим ионы калия внутри клетки и не позволяющим накапливаться в клетке ионам натрия. Этот механизм, природа которого еще не ясна, назван натрий-калиевым насосом и связан с процессом обмена веществ клетки.

    Клетки организма весьма чувствительны к сдвигам концентрации водородных ионов. Изменение концентрации этих ионов в ту или другую сторону резко нарушает жизнедеятельность клеток. Для внутренней среды организма характерно постоянство концентрации водородных ионов, зависящее от наличия в крови и тканевой жидкости так называемых буферных систем (стр. 48) и от деятельности органов выделения. При увеличении содержания кислот или щелочей в крови они быстро выводятся из организма и таким путем поддерживается постоянство концентрации водородных ионов внутренней среды.

    Клетки, особенно нервные, очень чувствительны к изменению уровня сахара в крови, служащего важным питательным веществом. Поэтому большое значение для процесса жизнедеятельности имеет постоянство содержания сахара в крови. Оно достигается тем, что при повышении в крови уровня сахара в печени и мышцах синтезируется из него откладывающийся в клетках полисахарид - гликоген, а при понижении уровня сахара в крови гликоген расщепляется в печени и мышцах и освобождается виноградный сахар, поступающий в кровь.

    Постоянство химического состава и физико-химических свойств внутренней среды является важной особенностью организмов высших животных. Для обозначения этого постоянства У. Кеннон предложил термин, получивший широкое распространение, - гомеостаз. Выражением гомеостаза является наличие ряда биологических констант, т. е. устойчивых количественных показателей, характеризующих нормальное состояние организма. Такими постоянными по величине показателями являются: температура тела, осмотическое давление крови и тканевой жидкости, содержание в них ионов натрия, калия, кальция, хлора и фосфора, а также белков и сахара, концентрация водородных ионов и ряд других.

    Отмечая постоянство состава, физико-химических и биологических свойств внутренней среды, следует подчеркнуть, что оно является не абсолютным, а относительным и динамическим. Это постоянство достигается непрерывно совершаемой работой ряда органов и тканей, в результате которой выравниваются происходящие под влиянием изменений внешней среды и в результате жизнедеятельности организма сдвиги в составе и физико-химических свойствах внутренней среды.

    Роль разных органов и их систем в сохранении гомеостаза различна. Так, система органов пищеварения обеспечивает поступление в кровь питательных веществ в том виде, в каком они могут быть использованы клетками организма. Система органов кровообращения осуществляет непрерывное движение крови и транспорт различных веществ в организме, в результате чего питательные вещества, кислород и различные химические соединения, образующиеся в самом организме, поступают к клеткам, а продукты распада, в том числе углекислота, выделяемые клетками, переносятся к органам, которые их выводят из организма. Органы дыхания обеспечивают поступление кислорода в кровь и удаление углекислого газа из организма. Печень и ряд других органов осуществляют значительное число химических превращений - синтез и расщепление многих химических соединений, имеющих значение в жизнедеятельности клеток. Органы выделения - почки, легкие, потовые железы, кожа - удаляют из организма конечные продукты распада органических веществ и поддерживают постоянство содержания воды и электролитов в крови, а следовательно, в тканевой жидкости и в клетках организма.

    В поддержании гомеостаза важнейшая роль принадлежит нервной системе. Чутко реагируя на различные изменения внешней или внутренней среды, она так регулирует деятельность органов и систем, что предупреждаются и выравниваются сдвиги и нарушения, которые происходят или могли бы произойти в организме.

    Благодаря развитию приспособлений, обеспечивающих относительное постоянство внутренней среды организма, его клетки менее подвержены изменчивым влияниям внешней среды. Согласно Кл. Бернару, «постоянство внутренней среды является условием свободной и независимой жизни».

    Гомеостаз имеет определенные границы. При пребывании, особенно длительном, организма в условиях, которые значительно отличаются от тех, к которым он приспособлен, гомеостаз нарушается и могут произойти сдвиги, несовместимые с нормальной жизнью. Так, при значительном изменении внешней температуры в сторону как ее повышения, так и понижения, температура тела может повыситься или понизиться и может наступить перегревание или охлаждение организма, приводящее к гибели. Равным образом, при значительном ограничении поступления в организм воды и солей или полном лишении его этих веществ относительное постоянство состава и физико-химических свойств внутренней среды через некоторое время нарушается и жизнь прекращается.

    Высокий уровень гомеостаза возникает лишь на определенных этапах видового и индивидуального развития. Низшие животные не обладают достаточно развитыми приспособлениями для смягчения или устранения влияний изменений внешней среды. Так, например, относительное постоянство температуры тела (гомойотермия) поддерживается лишь у теплокровных животных. У так называемых холоднокровных животных температура тела близка к температуре внешней среды и представляет переменную величину (пойкилотермия). У новорожденного животного нет такого постоянства температуры тела, состава и свойств внутренней среды, как у взрослого организма.

    Даже небольшие нарушения гомеостаза приводят к патологии, и потому определение относительно постоянных физиологических показателей, таких, как температура тела, артериальное давление крови, состав, физико-химические и биологические свойства крови и т. п., имеет большое диагностическое значение.