reforef.ru 1

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ


ГОУ ВПО «ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

ИНСТИТУТ ПСИХОЛОГИИ, ПЕДАГОГИКИ, СОЦИАЛЬНОГО УПРАВЛЕНИЯ

КАФЕДРА ВОЗРАСТНОЙ ФИЗИОЛОГИИ

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

Адаптация организма человека к различным климато-географическим условиям среды. Механизмы и уровни адаптации.

Выполнил:

студент 2985 гр.

Вагылевич Т.

Проверил:

к. б. н., доцент

Фатеева Н. М.

Тюмень 2010

Введение

Понятие здоровья отдельного индивида и понятие здоровья популяции хотя и взаимообусловлены, но относятся к различным уровням организации общества. Если состояние здоровья индивида можно определить как процесс сохранения и развития психических, физических и биологических его функций, его оптимальной трудоспособности и социальной активности при максимальной продолжительности жизни, то здоровье популяции — это процесс социально-исторического развития жизнеспособности населения, преемственности поколений при все более возрастающих темпах общественного производства. Критерии здоровья той или иной популяции людей наряду с индивидуальными свойствами включают уровень рождаемости, здоровье потомства, генетическое разнообразие, приспособленность населения к различным климато-географическим условиям, готовность к выполнению разнообразных социальных ролей, возрастную и половую структуру населения.

Адаптивные возможности проявляются лишь в реальных условиях жизни. Именно в конкретных естественных или искусственных условиях среды обитания можно глубоко исследовать резервные приспособительные возможности организма, когда для выживания и сохранения жизнедеятельности потребуются максимальная мобилизация и напряжение его потенциальных адаптивных возможностей. Свойство адаптации живой системы есть мера ее индивидуального здоровья.

Человечество, изменяя свою среду обитания, полностью несет ответственность за будущее, которое немыслимо вне законов социологии и биологии, без учета биосоциальных проблем.



Адаптация организма человека к различным климато-географическим условиям среды

Адаптация - это динамический процесс, благодаря которому подвижные системы живых организмов, несмотря на изменчивость условий, поддерживают устойчивость, необходимую для существования, развития и продолжения рода. Именно механизм адаптации, выработанный в результате длительной эволюции, обеспечивает возможность существования организма в постоянно меняющихся условиях среды.

Благодаря процессу адаптации достигается сохранение гомеостаза при взаимодействии организма с внешним миром. В этой связи процессы адаптации включают в себя не только оптимизацию функционирования организма, но и поддержание сбалансированности в системе “организм-среда”. Процесс адаптации реализуется всякий раз, когда в системе “организм-среда” возникают значимые изменения, и обеспечивает формирование нового гомеостатического состояния, которое позволяет достигать максимальной эффективности физиологических функций и поведенческих реакций. Поскольку организм и среда находятся не в статическом, а в динамическом равновесии, их соотношения меняются постоянно, а, следовательно, также постоянно должен осуществляется процесс адаптации.

Приспособление живых организмов к непривычным климато-географическим условиям – акклиматизация.

Акклиматизация человека имеет принципиальные отличия от акклиматизации других биологических объектов. Ее рассматривают как социально-биологическую проблему, где социальное приобретает ведущее значение, причем сущностью социального компонента является целенаправленное преобразование среды, непосредственно окружающей человека. Ограниченность возможностей биологического приспособления у человека компенсируется рациональной организацией труда, быта, питанием и искусственной микросредой (одежда, жилище, различные устройства, предохраняющие от вредного воздействия климатических факторов), что составляет гигиеническую основу аклиматизации современного человека.


Процесс акклиматизации длительный, он продолжается в течение ряда лет, варьирует в зависимости от особенностей окружающей среды, социально-гигиенических условий и индивидуальных качеств организма. На Севере, согласно схеме, предложенной А. П. Авцыным, акклиматизация складывается из 3 стадий:

1) стадии напряжения, когда в течение 3-6 мес. около 1/3 ранее здоровых новоселов начинают предъявлять жалобы на утомляемость, нарушения сна и боли различной локализации; у них отмечаются легкая одышка в покое, лабильность АД, сдвиги в нервно-психической сфере;

2) стадия стабилизации функций, начинающаяся с 6-8-го месяца, когда исчезают жалобы, восстанавливается работоспособность, значительное напряжение различных функциональных систем сменяется адекватным, более экономным режимом их работы; в этот период можно определить, наступит ли у человека полная акклиматизация или будут нарастать расстройства функций организма и разовьется выраженная патология;

3) стадия наступившей акклимавтизации, рассматриваемая как благоприятный исход предыдущей стадии (3-4-й год проживания) и продолжающаяся 10-15 лет и более.

Для использования этой схемы в других климатических зонах нужно выделить еще одну самую начальную кратковременную стадию первоначальной акклиматизации (1-2 нед.), когда даже максимальное напряжение всех защитных и приспособительных механизмов не может компенсировать чрезмерного воздействия какого-либо фактора (гипоксия, жара), обеспечить удовлетворительного для организма взаимодействия с экстремальными условиями окружающей среды. Следствием этого является кратковременное выраженное болезненное состояние (высотная, горная болезнь, гипертермия), которое проходит, если воздействующий агент не достигает запредельной величины.

В суровых условиях среды обитания акклиматизация как активный внутренний процесс организма может продолжаться в течение всей жизни человека. Морфологические признаки акклиматизации проявляются изменением пропорций тела (удлинение конечностей, увеличение общей и относительной поверхности тела в условиях жаркого климата), пигментации структуры кожи, подкожной клетчатки. У жителей Заполярья обнаружена перестройка трахеобронхиального дерева и тканей легких, сосудистого русла малого круга кровообращения, увеличение содержания в крови фетального гемоглобина. Изменения функционального состояния различных систем организма определяются главным образом физическими параметрами окружающей среды. Так, у людей, длительно живущих на Крайнем Севере, последовательные морфофункциональные приспособления особенно интенсивно протекают в малом круге кровообращения. Если резервных возможностей в организме недостаточно, то эти изменения могут смениться сердечной недостаточностью и склерозом легочных артерий. Развиваются тяжелые хронические неспецифические заболевания легких. Поэтому необходим постоянный врачебный контроль и специальный отбор людей для работы на Крайнем Севере, а также в других климатических условиях с экстремально действующими факторами.


Акклиматизация человека в приполярных (области высоких широт), горных (высокогорье и среднегорье), аридных (пустыни и полупустыни), юмидных (влажный тропический климат) климатических зонах имеет ряд особенностей:

Приполярная зона. Для этой зоны характерны низкая температура воздуха, нарушение суточных ритмов, УФ-недостаточность, неустойчивость электромагнитных полей. В таких условиях перестройка механизмов термооегуляции в ряде случаев выражается усилением обменных процессов. Энерготраты возрастают не только из-за работы в тяжелой одежде, ночью, в пургу, но и за счет усиленной теплопродукции, не связанной с сократительной активностью мышц (несократительный термогенез). У лиц, работающих в этой зоне, происходят изменения функции органов дыхания и кровоснабжения, способствующие усилению газообмена. Часто наблюдаемая одышка является проявлением гиповитаминоза (С, В1, Е). Наиболее характерно формирование «северного гипоксического синдрома», на фоне которого развиваются остальные приспособительные процессы.

Аридные зоны характеризуются высокой температурой воздуха и почвы, интенсивной прямой и отраженной солнечной радиацией, низкой влажностью, резкими сезонными и суточными перепадами температуры. Надежной защитой от экзогенного нагревания служит экранирование (навесы, плотная одежда). Терморегуляция осуществляется за счет снижения основного обмена и теплообразования во внутренних органах, снижения функции щитовидной железы. Усиление теплопотерь с поверхности тела за счет гиперемии кожи имеет значение лишь при температуре воздуха, не превышающей температуру тела. При более высокой температуре единственным механизмом теплоотдачи является испарение воды посредством потоотделения, прямой перспирации кожи и дыхания. Расширение периферических сосудов вызывает снижение АД, учащение пульса. Сердечно-сосудистая система осуществляет перенос тепла от внутренних органов к коже и транспорт воды к коже. Сгущение крови и уменьшение объема циркулирующей крови, истощение резервных возможностей миокарда способствуют развитию циркуляторно-дыхательной гипоксии. По мере акклиматизации показатели гемодинамики нормализуются, но отмечается их выраженная сезонность. Адаптированный к аридной зоне человек даже при температуре тела 39° сохраняет удовлетворительные самочувствие и работоспособность.


Юмидные зоны характеризуются высокой температурой и влажностью воздуха без существенных сезонных колебаний. Это предъявляет к организму большие требования. Терморегуляторные реакции во многом схожи с таковыми в аридной зоне, но требуется значительно большее напряжение из-за слабого испарения влаги с кожи и отсутствия ночных интермиссий. Пота выделяется больше, чем может испариться. Даже небольшие напряжения нарушают тепловой баланс, нормализация которого весьма затруднена. В связи с крайне ограниченными возможностями физической терморегуляции особое значение в поддержании гомеостаза приобретают частые перерывы во время работы, ограничение нагрузок, компенсация потерь соли и воды. Нельзя допускать перегревания тела выше 39°, т.к. снижение активности потовых желез может привести к катастрофическим последствиям.

Горные районы. При всем разнообразии патофизиологических сдвигов в организме в горных районах постоянно отмечаются явления гипоксии. Видимо, гетеростатическое приспособление структур организма к полноценной деятельности при таком изменении гомеостаза лежит в основе повышения неспецифической резистентности организма как наиболее экономной и совершенной формы акклиматизации.


Механизмы и уровни адаптации

Процесс адаптации носит фазовый характер:

1. Первая фаза – начальная, характеризуется тем, что при первичном воздействии внешнего, необычного по силе или длительности фактора возникают генерализованные физиологические реакции, в несколько раз превышающие потребности организма. Эти реакции протекают некоординированно, с большим напряжением органов и систем. Поэтому их функциональный резерв скоро истощается, а приспособительный эффект низкий, что свидетельствует о «несовершенстве» данной формы адаптации. При этом программы поддержания гомеостаза могут быть врожденными или приобретенными (в процессе предшествующего индивидуального опыта) и могут существовать на уровне клеток, тканей, фиксированных связей в подкорковых образованиях и, наконец, в коре больших полушарий благодаря ее способности образовывать временные связи.


Примером проявления первой фазы адаптации может служить рост легочной вентиляции и минутного объема крови при гипоксическом воздействии и т. п.

Интенсификация деятельности висцеральных систем в этот период происходит под влиянием нейрогенных и гуморальных факторов. Любой агент вызывает активизацию в нервной системе гипоталамических центров. В гипоталамусе информация переключается на эфферентные пути, стимулирующие симпатоадреналовую и гипофизарно-надпочечниковую системы. В результате происходит усиленное выделение гормонов: адреналина, норадреналина и глюкокортикоидов.

Вместе с тем возникающие на начальном этапе адаптации нарушения в дифференцировке процессов возбуждения и торможения в гипоталамусе приводят к дезинтеграции регуляторных механизмов. Это сопровождается сбоями в функционировании дыхательной, сердечно-сосудистой и других вегетативных систем.

На клеточном уровне в первой фазе адаптации происходит усиление процессов катаболизма. Благодаря этому поток энергетических субстратов, кислорода и строительного материала поступает в рабочие органы.

2. Вторая фаза – переходная к устойчивой адаптации. Она проявляется в условиях сильного или длительного влияния возмущающего фактора, либо комплексного воздействия. При этом возникает ситуация, когда имеющиеся физиологические механизмы не могут обеспечить должного приспособления к среде. Необходимо создание новой системы, создающей на основе элементов старых программ новые связи. 

Адаптивные изменения во второй фазе затрагивают все уровни организма.

• На клеточно-молекулярном уровне в основном происходят ферментативные сдвиги, которые обеспечивают возможность функционирования клетки при более широком диапазоне колебаний биологических констант.

• Динамика биохимических реакций может служить причиной изменения морфологических структур клетки, определяющих характер ее работы, например клеточных мембран.

• На уровне ткани проявляются дополнительные структурно-морфологические и физиологические механизмы. Структурно-морфологические изменения обеспечивают протекание необходимых физиологических реакций. Так, в условиях высокогорья в эритроцитах человека отмечено увеличение содержания фетального гемоглобина.


• На уровне органа или физиологической системы новые механизмы могут действовать по принципу замещения. Если какая-либо функция не обеспечивает поддержание гомеостаза, она замещается более адекватной. Так, увеличение легочной вентиляции при нагрузках может происходить как за счет частоты, так и за счет глубины дыхания. Второй вариант при адаптации является для организма более выгодным. Среди физиологических механизмов можно привести изменение показателей активности центральной нервной системы.

• На организменном уровне либо действует принцип замещения, либо осуществляется подключение дополнительных функций, что расширяет функциональные возможности организма. Последнее происходит благодаря нейрогуморальным влияниям на трофику органов и тканей.

В целом во второй фазе адаптации идет поиск организмом более выгодных механизмов функционирования при снижении широты и интенсивности сдвигов.

3. Третья фаза – фаза устойчивой или долговременной адаптации. Основным условием наступления этого этапа адаптации является многократное либо длительное действие на организм факторов, мобилизующих вновь созданную функциональную систему. Иными словами, организму нужна тренировка, во время которой происходит фиксация сложившихся адаптационных систем и увеличение их мощности до уровня, диктуемого средой. Организм переходит на новый уровень функционирования. Он начинает работать в более экономном режиме за счет уменьшения затрат энергии на неадекватные реакции. На данном этапе преобладают биохимические процессы на тканевом уровне. Накапливающиеся в клетках под влиянием новых факторов среды продукты распада становятся стимуляторами реакций анаболизма. В результате перестройки клеточного обмена процессы анаболизма начинают преобладать над катаболическими. Происходит активный синтез АТФ из продуктов ее распада. Метаболиты ускоряют процесс транскрипции РНК на структурных генах ДНК. Увеличение количества информационной РНК вызывает активацию трансляции, приводящую к интенсификации синтеза белковых молекул.


Таким образом, усиленное функционирование органов и систем оказывает влияние на генетический аппарат ядер клетки. Это приводит к формированию структурных изменений, которые увеличивают мощность систем, ответственных за адаптацию. Именно этот «структурный след» является основой долговременной адаптации.

Заключение

Адаптация организма к условиям среды может носить самый различный характер и затрагивать все стороны организации и жизнедеятельности человека. При адаптации организм приобретает новое качество именно в этих условиях вырабатываются адаптивные реакции, повышающие устойчивость перенагрузкам, тренированность к высоким температурам, к физическим нагрузкам.

Человек сам меняет условия жизни, и сам же вынужден приспосабливаться к вызванным изменениям. Адаптация перманентна и присуща человечеству на всех этапах его развития. Она шла на протяжении всей истории человечества, отличаясь осознанностью действий от происходившего и происходящего повсеместно в живой природе адаптациогенеза.

Понятие адаптации отображает в своем содержании как общее — одну из бесчисленных сторон универсальной связи и взаимодействий действительности, так и особенное — содержание объективных связей и диалектических отношений между организмом и средой. В конечном счете, это понятие отображает и специфические, конкретные формы связи живых систем, которые формировали в процессе эволюции различные уровни своей организации — от раздражимости до сознания. Эти конкретные виды связей устанавливаются в зависимости от характеристик жизненных условий и уровня организации живых систем.

Список литературы


  1. Авцын А.П. Патология человека на Севере. - М., 1985;

  2. Анохин П. К. Очерки по физиологии функциональных систем. - М.: Медицина, ?1975;

  3. Казначеев В.П. и Казначеев С.В. Адаптация и конституция человека. - Новосибирск, 1986.