Лекция 2. Экологические особенности человека. Адаптации

1. Отличительные характеристики человека.

Для понимания особенностей влияния окружающей среды на человека необходимо понимать его отличительные особенности, от которых зависит и характер его взаимодействия со средой. Человека как живое существо можно классифицировать в системе живой природы: вид –человек разумный

Но у человека есть отличия, которые принципиально отличают его от всех живых организмов и определяют специфику его взаимодействия со средой:

- человек существо двуприродное – био-социальнопсихологическое: у него есть материальное тело и нематериальная душа (ум, чувства и воля), поэтому и влияние среды будет происходить на этих двух уровнях;

- человек существо разумное, словесное и личностное, взаимодействующее со средой через самосознание и мировоззрение;

- человек высокоадаптивен, к тому же может кондиционировать среду и занимать разные экологические ниши;

- человек существо творческое, имеет надинстинктивное поведение, свободную волю и эстетическое чувство, поэтому создает себе искусственную среду жизни и культуру;

- передача культурной информации по горизонтали и вертикали ведет к нарастанию скорости развития цивилизации с ее многокомпонентным, постоянно усложняющимся воздействием на самого человека;

- человек имеет нравственное чувство и духовность, ищет Бога и создает религии, что тем или иным образом, но принципиально влияет на его поведение в окружающей среде.

В связи с этим очевидно, что в отличие от животных, у человека очень сложные многообразные формы взаимодействия со средой своего обитания. Следовательно, и влияние среды связано со значительно большим количеством экологических факторов, многие из которых являются в той или иной мере стрессогенными и требуют высокого напряжения адаптивных систем организма.

 

2. Онтогенез человека в различных экологических условиях.

Исследования в медэкологии так или иначе связаны с биологической изменчивостью в разных условиях среды. Ключом к этому является изучение онтогенеза, включающего рост, развитие и старение.

Онтогенез по сути это реализация генотипа под воздействием разнообразных и всегда уникальных условий жизни индивида. Движущие силы онтогенеза: 1 - наследственность, 2 - природная среда, 3 - социальная среда.

Рост и развитие.

Наследственность:

-рост закреплен наследственно, но разброс по этносам до 30 см;

-скорость развития тоже различна. Есть наследственные различия по весу, по скорости роста и созревания скелета, по пропорциям тела, по скорости полового созревания.

Природная среда:

Особенности состава пищи, в частности содержание микроэлементов в почве и воде.

По погодно-климатическим условиям выявлена отрицательная корреляция между скоростью роста и среднегодовой температурой и положительная корреляция между среднегодовой температурой и показателем линейности (отношение массы тела к длине)

Социальные условия:

доступность питания (при увеличении питания ускоряется рост, при недостатке – замедляется). В интеллигентных семьях идёт опережение в развитии и росте. Развитие интеллекта способствует физическому развитию организма.

Старение и продолжительность жизни.

Это наследственный признак. Но грубая и обильная пища сокращает жизнь, а щадящая удлиняет. Продолжительность жизни меняется также в результате действия природных факторов: так низкие температуры удлиняют жизнь. Действуют и социальные факторы - образ жизни и уровень развития интеллекта: если выше уровень интеллекта и здоровый образ жизни, то и жизнь удлиняется.

 

3. Эколого-медицинские аспекты адаптации и стресса.

Адаптация (итал. адаптацио – приспособление) – комплекс морфофизиологических и поведенческих реакций организма, обеспечивающий устойчивость к воздействию новых для него экофакторов.

Адаптация человека к неадекватным условиям среды обеспечивает ему воспроизведение здорового потомства, нормальный темп старения организма, максимальную продолжительность жизни, характерную для популяции, к которой относится индивидуум, высокую работоспособность. Процесс адаптации обеспечивают компенсаторные механизмы - адаптивные реакции, направленные на устранение или ослабление функциональных сдвигов в организме, вызванных неадекватными факторами среды. Это динамические, быстро возникающие физиологические средства аварийного обеспечения организма. Они мобилизуются, как только организм попадает в неадекватные условия, и постепенно затухают по мере развития адаптационного процесса. Компенсаторные механизмы служат составной частью резервных сил организма. Обладая высокой эффективностью, они могут поддерживать относительно стабильный гомеостаз достаточно долго для развития устойчивых форм адаптационного процесса, приспособления строения и функций организма, его органов и систем к изменениям окружающей среды. Процесс, обратный адаптации, который возникает при воздействии на организм человека факторов среды, количественно превышающих возможности адаптирующейся системы, и вызывает нарушение адаптивных реакций организма, называется дезадаптацией. Дезадаптация приводит к дисфункции, т. е. нарушению функций системы, органа или тканей организма.

Организм человека обладает устойчивостью, или сопротивляемостью к воздействию раздражителей большой силы (стрессоров) и экстремальных факторов окружающей среды. Это свойство человеческого организма называют резистентностью. Различают специфическую (устойчивость по отношению к определенному фактору) и неспецифическую (по отношению к различным факторам) резистентность. Резистентность организма обеспечивается его адаптивными реакциями на раздражитель. Адаптационные реакции организма также являются неспецифическими, если физиологические системы организма (нервная, эндокринная, кровообращения и др.) сходно реагируют при действии на организм человека различных по качеству и силе раздражителей. Так, при действии на организм сильных, чрезвычайных раздражителей в ЦНС развивается резкое возбуждение, сменяющееся запредельным торможением - крайней мерой защиты, проявляющейся в снижении возбудимости и чувствительности структур ЦНС к сильному раздражителю, так как адекватный ответ на этот раздражитель мог бы привести организм к гибели. Организм сохраняет память об адаптации к некоторым неадекватным условиям среды (так называемая «вегетативная память»), что делает более быстрым процесс повторной адаптации (реадаптации) к этим условиям. В основе «вегетативной памяти» лежат возникшие в ходе адаптации организма к новым условиям среды изменения в нейронах гипоталамических ядер головного мозга, характеризуемые увеличением количества РНК и белков в их цитоплазме. Резистентность является сложным фазовым процессом.1. Фаза сопротивления - изменение параметров системы практически не регистрируется; 2. Фаза устойчивости - компенсаторные процессы начинают нарастать до некоторого критического уровня. В случае устранения возмущения система может вернуться в исходное состояние, восстановиться. При повторяющемся нарушении изменение параметров функционирования выражено слабее за счѐт механизмов «вегетативной памяти» и менее генерализована, за счѐт чего возможно расширение зоны действия фазы сопротивления. Подобное поведение системы характеризует фазу упругости. В пределах фазы сопротивления и фазы упругости в процессе адаптаций происходит поддержание гомеостаза системы. Их границы количественно определяют резистентность организма. Таким образом, резистентность или устойчивость включает два компонента – собственно сопротивление (resistance) - показатель способности избегать системой изменения и упругость (resilience) - способность возвращения в исходное состояние после выведения из него (нарушения).

В пределах фазы упругости в организме человека могут наблюдаться реакция тренировки и реакция активации. В ходе тренировки в ЦНС развивается возбуждение, быстро сменяющееся охранительным торможением, что обеспечивает снижение ее возбудимости, реактивности по отношению к слабому раздражителю; повышается активность защитных систем организма (иммунной системы, неспецифических факторов резистентности). При реакции тренировки умеренно активируется секреторная функция передней доли гипофиза и контролируемых ее гормонами периферических эндокринных желез (половых, щитовидной железы), что повышает половую функцию, усиливает обмен веществ в организме человека. При действии на организм раздражителей средней силы происходит развитие реакции активации защитных систем организма, которая, однако, не носит характера их патологической гиперфункции. Ее главной чертой является резкая активация тимико-лимфатической системы, следствием которой является гиперплазия лимфоидной ткани, активация клеточного и гуморального иммунитета, системы фагоцитирующих мононуклеаров, что повышает устойчивость к инфекции и препятствует развитию опухолей в организме человека. Реакция активации повышает детоксикационную функцию организма, что увеличивает его устойчивость к токсичным веществам.

Наконец, фаза деформации характеризуется уменьшением компенсаторного противодействия. В еѐ пределах организм в целом находится в пессимальной зоне значения факторов и здесь реализуются процессы дезадаптации.

 

Вразвитии адаптационных реакций прослеживаются 2 этапа.

Первый этап – начальной (срочной), но несовершенной адаптации.

Второй этап – совершенной долговременной адаптации.

Начальная адаптация реализуется на основе готовых приспособительных механизмов. Например, на основе имеющихсяфизиолого-функциональныхреакций: увеличения теплопродукции, легочной вентиляции, МОК.

Долговременная адаптация развивается постепенно с включением дополнительных компенсаторных механизмов.

При этом долговременная адаптация придает организму новые качества, обеспечивающие достижение повышенной устойчивости, например, к гипоксии, теплу, холоду, большим дозам ядов. Долговременная, постепенно развивающаяся адаптация является фактором повышения резистентности организма и профилактики болезней.

Генетически детерминированные предпосылки для формирования адаптации присутствуют в организме, но могут не реализоваться, так как в генетическую программу организма заложена не заранее сформировавшаяся адаптация, а возможность ее становления под влиянием условий.

Это обеспечивает:

ªреализацию только жизненно важных адаптаций;

ªэкономное расходование энергетических и структурных ресурсов организма.

Фенотипические и генотипические адаптации

Ä Фенотипическая адаптация – процесс, развивающийся в ходе индивидуальной жизни, в результате которого организм приобретает отсутствовавшую ранее устойчивость к определенному фактору внешней среды и получает возможность жить в условиях, ранее не совместимых с жизнью.

Ä Генотипическая адаптация (процесс на уровне всего вида и отдельных человеческих популяций): на основе наследственной изменчивости, мутаций и естественного отбора достижения адаптивной эволюции закрепляются генетически и передаются по наследству. Комплекс популяционно-видовыхнаследственных признаков становится основой следующего этапа адаптации той, что приобретается в процессе индивидуальной жизни организма.

Полная и неполная адаптации

Неполная (cрочная) адаптация позволяет на протяжении более или менее длительного периода времени сохранять лишь саму жизнь.

Полная адаптация обеспечивает полноценное существование организма и продолжение рода.

Для перехода срочной адаптации в долговременную на организменном уровне необходим процесс формирования функциональной доминирующей системы.

Доминирующая система (по Ухтомскому) – образование,складывающееся в организме в ответ на действие среды и объединяющее воедино нервные центры и исполнительные органы, принадлежащие к различным анатомо-физиологическимсистемам, ради приспособления к фактору среды, для решения задачи, выдвигаемой средой.

Механизм формирования долговременной адаптации заключается в формировании доминирующей системы, путем:

а) изменения состава и структуры за счет усиления биологического синтеза, прежде всего – белка;

б) временной активизации функции, однако данный процесс сам по себе не закрепляется, более того, со временем, по мере совершенствования адаптации, функциональная активность сложившейся доминирующей системы снижается;

в) синхронизации биологических ритмов, построенной на взаимном захватывании ритмов.

 

Адаптивность человека обеспечивает его перемещение и расселение. Адаптации бывают: биологические и социально-психологические, активные и пассивные, специфические и неспецифические.

Есть явление акклиматизации, приспособления к новым факторам среды. Его можно рассматривать либо как процесс адаптации, либо как ее результат.

По Сточинскому выделяют 2 варианта адаптации:

-феноакклиматизация (внешние изменения организма в рамках нормы реакции).

-геноакклиматизация (глубокие изменения, закрепляемые наследственно)

Акклимация – это начальный этап акклиматизации, т.е. срочные адаптации на основе существующих в организме готовых физиологических механизмов.

В основе адаптаций – изменение обмена веществ на основе нейро-гуморальной регуляции. Поток импульсов, формирующийся под влиянием факторов среды приводит к перестройке реакций органов и систем. Это начальная фаза – акклимация. Постепенно на основе многократных срочный адаптаций происходит накопление функциональных и структурных изменений.

У человека цикл перестройки занимает 2-3 года, у животных несколько поколений.

Любая болезнь, будь то соматическая или психическая, есть проявление адаптации организма (личности) в меняющихся условиях внешней и внутренней среды.

Стойкое повышение артериального давления (АД), например, может быть связано с нарушениями в самых разных звеньях функциональной системы, определяющей оптимальный уровень АД в организме: барорецепторного аппарата, центральных эмоциогенных и сосудодвигательных механизмов, периферической сосудистой или гормональной регуляции и т.д. Одновременно с этим изменяется деятельность других, связанных с ней функциональных систем выделения, водно-солевого баланса, поддержания температуры тела и т.д.

Компенсация нарушенных функций всегда идет в направлении сохранения функциональными системами способности обеспечивать полезные для организма приспособительные результаты. И все реабилитационные мероприятия выступают в роли дополнительного внешнего звена саморегуляции, компенсируя тем самым недостаточную функцию тех или иных функциональных систем организма.

Особого внимания в этом плане заслуживает первая информационная стадия формирования патологического процесса (преморбидное состояние).

На этой стадии нарушенные информационные внутри- и межсистемные отношения функциональных систем в организме легко восстанавливаются информационными методами реабилитации: гипнотическим воздействием, массажем, гомеопатией, акупунктурой,теплохолодовыми процедурами, гипоксией и т.д., позволяющими предупредить переход дисфункций в устойчивую патологическую форму. Исходя из того, что болезнь первично проявляется как нарушение информационных системных отношений в организме, становится понятной роль культурных, семейных и производственных отношений как своеобразного "человеческого иммунитета". Эти же факторы важны и для сохранения и упрочения эффектов реабилитации (Судаков К.В., 1996).

С физиологической и патофизиологической точек зрения понятия "приспособление", "норма" и "патология" должны даваться только в целях обоснования взгляда, что нормологический и патологический процессы являются различными качественными проявлениями одного и того же процесса - приспособления или адаптации.

Исходя из этого практически все болезни являются результатом ошибок в адаптивных реакциях на внешние раздражители; с этой точки зрения большая часть болезней (нервные расстройства, гипертоническая болезнь, язвенная болезнь желудка и двенадцатиперстной кишки, некоторые типы ревматических, аллергические, сердечно-сосудистые заболевания и почечные болезни) являются болезнями адаптации, т.е. патологические процессы и болезни - это всего лишь особенности приспособительных реакций.

Согласно теории адаптационных реакций, в зависимости от силы воздействия в организме могут развиваться 3 типа адаптационных реакций:

1) реакция на слабые воздействия - реакция тренировки;

2) реакция на воздействия средней силы - реакция активации;

3) реакция на сильные, чрезвычайные воздействия - стресс-реакция по Г. Селье.

Реакция тренировки имеет 3 стадии: стадию ориентировки, стадию перестройки, стадию тренированности. В центральной нервной системе (ЦНС) преобладает охранительное торможение. В эндокринной системе вначале умеренно повышается активность глюко- и минера-локортикоидных гормонов, а затем постепенно увеличивается секреция минералокортикоидов и нормализуется секреция глюкокорти-коидов на фоне умеренно повышенной функциональной активности щитовидной и половых желез.

Реакция активации имеет 2 стадии: стадию первичной активации и стадию стойкой активации. В ЦНС преобладает умеренное физиологическое возбуждение. В эндокринной системе отмечается увеличение секреции минералокортикоидов при нормальной секреции глюко-кортикоидов и повышение функциональной активности щитовиднойи половых желез. Повышение активности желез внутренней секреции выражено больше, чем при реакции тренировки, но не носит характера патологической гиперфункции. В обеих стадиях реакции активации повышается активная резистентность к повреждающим агентам различной природы.

Реакция тренировки и реакция активации - это те адаптационные реакции, которые встречаются в течение нормальной жизни организма. Эти реакции являются неспецифической основой физиологических процессов, так же как стресс - неспецифической основой патологических процессов.

В основе любой адаптивной реакции организма лежат определенные биохимические преобразования. Ни один вид адаптации не обходится без существенных биохимических перестроек.