, 161.71kb.
ЛЕКЦИЯ 4 ОБЩИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ АДАПТАЦИИ ОРГАНИЗМА ЧЕЛОВЕКА К РАЗЛИЧНЫМ УСЛОВИЯМ.
Адаптацию человека к новым природным и производственным условиям можно кратко охарактеризовать как совокупность социально-биологических свойств и особенностей, необходимых для устойчивого существования организма в конкретной экологической среде обитания. Через производство природа включается в систему общественных связей.Адаптация на уровне организма - эволюция приспособлений
Физиологическая адаптация - это устойчивый уровень активности и взаимосвязи функциональных систем, органов и тканей, а также механизмов управления. Он обеспечивает нормальную жизнедеятельность организма и трудовую активность человека в новых (в том числе и социальных) условиях существования, способность к воспроизведению здорового потомства.
Для всякого организма существует оптимальная эндогенная и экзогенная, то есть внутренняя и внешняя, экологическая среда, причем среда обитания не только с оптимальными характеристиками физических условий, но и с конкретными производственными и социальными условиями. По обе стороны от оптимума трудовая и биологическая активность постепенно снижается, пока, наконец, условия не станут такими, в которых организм вообще не сможет существовать. Например, человек не сможет полноценно жить и работать в условиях высокогорья на высоте более 4000 м или в аридной, засушливой зоне пустыни при температуре 40°C и выше.
Начиная с момента рождения, организм внезапно попадает в совершенно новые для себя условия и вынужден приспособить к ним деятельность всех своих органов и систем. В дальнейшем, в ходе индивидуального развития, факторы, действующие на организм, непрерывно видоизменяются, порой приобретая необычную силу или необычный характер, что требует постоянных функциональных перестроек. Таким образом, процесс приспособления организма к природным - климато-географическим, а у человека также к производственным и социальным условиям представляет собой универсальное явление.
Эволюция и формы адаптации
Существует генотипическая адаптация, в результате которой на основе наследственности, мутаций и естественного отбора формировались современные виды животных. Комплекс видовых наследственных признаков - генотип - становится исходным пунктом следующего этапа адаптации, приобретаемой в процессе жизни каждой отдельной особи. Эта так называемая индивидуальная или фенотипическая адаптация формируется в процессе взаимодействия конкретного организма с окружающей его средой обитания и обеспечивается специфическими для этой среды структурными морфофункциональными изменениями.
В процессе индивидуальной адаптации человек создает запасы памяти и навыков, формирует векторы поведения в результате образования в организме на основе селективной экспрессии генов банка памятных структурных следов.
Адаптогенные факторы
Г. Селье, подошедший к проблеме адаптации с новых оригинальных позиций, назвал факторы, воздействие которых приводит к адаптации, стресс-факторами. Другое их название - экстремальные факторы. Экстремальными могут быть не только отдельные воздействия на организм, но и измененные условия существования в целом (например, перемещение человека с юга на Крайний Север и т.д.). По отношению к человеку адаптогенные факторы могут быть природными и социальными, связанными с трудовой деятельностью.
Социальные факторы. Помимо того, что человеческий организм подвержен тем же природным влияниям, что и организм животных, социальные условия жизни человека, факторы, связанные с его трудовой деятельностью, породили специфические факторы, к которым необходимо адаптироваться. Их число растет с развитием цивилизации.
Загрязнение окружающей природы, включение в пищу большого числа синтетических продуктов, алкогольных напитков, злоупотребление медикаментами, курение - все это дополнительная нагрузка для гомеостазируемых систем организма современного человека.
Фазы развития процесса адаптации
Фазное течение реакций адаптации, впервые выявленное Г. Селье, ни у кого не вызывает сомнений. Рассмотрим эти фазы.
Первая фаза – «аварийная» - развивается в самом начале действия как физиологического, так и патогенного фактора или измененных условий внешней среды. При этом реагируют висцеральные служебные системы: кровообращение, дыхание. Этими реакциями управляет центральная нервная система с широким вовлечением гормональных факторов, в частности гормонов мозгового вещества надпочечника (катехоламинов), что в свою очередь сопровождается повышенным тонусом симпатической системы. Следствием активации симпатико-адреналовой системы являются такие сдвиги вегетативных функций, которые имеют катаболический характер и обеспечивают организм нужной ему энергией как бы в предвидении необходимых в скором будущем затрат. Эти предупредительные меры являются яркой иллюстрацией проявления «опережающего» возбуждения.
В аварийной фазе повышенная активность вегетативных систем протекает не координированно, с элементами хаотичности. Реакции генерализованы и неэкономны и часто превышают необходимый для данных условий уровень. Число измененных показателей в деятельности различных систем неоправданно велико. Управление функциями со стороны нервной системы и гуморальных факторов недостаточно синхронизировано, вся фаза в целом носит как бы поисковый характер и представляется как попытка адаптироваться к новому фактору или к новым условиям, главным образом за счет органных и системных механизмов.
Тканевые, а тем более молекулярные процессы в клетках и мембранах организма в этой фазе направленно не изменяются, так как для их стационарной перестройки требуется более значительное время.
Аварийная фаза адаптации в основном протекает на фоне повышенной эмоциональности (чаще отрицательной модальности). Следовательно, в механизмы протекания этой фазы также включаются все элементы центральной нервной системы, которые обеспечивают именно эмоциональные сдвиги в организме.
Аварийная фаза адаптации может быть выражена по-разному, в зависимости не только от индивидуальных особенностей организма, но и от силы раздражающих факторов (чем они сильнее, тем эта фаза выраженнее). Соответственно она может сопровождаться сильно или слабо выраженным эмоциональным компонентом, от которого, в свою очередь, зависит мобилизация вегетативных механизмов.
Вторая фаза - переходная к устойчивой адаптации. Она характеризуется уменьшением общей возбудимости центральной нервной системы, формированием функциональных систем, обеспечивающих управление адаптацией к возникшим новым условиям. Снижается интенсивность гормональных сдвигов, постепенно выключается ряд систем и органов, первоначально вовлеченных в реакцию. В ходе этой фазы приспособительные реакции организма постепенно переключаются на более глубокий тканевый уровень. Гормональный фон видоизменяется, усиливают свое действие гормоны коры надпочечников – «гормоны адаптации».
Вслед за переходной фазой наступает третья фаза - фаза устойчивой адаптации, или резистентности. Она и является собственно адаптацией - приспособлением - и характеризуется новым уровнем деятельности тканевых клеточных мембранных элементов, перестроившихся благодаря временной активации вспомогательных систем, которые при этом могут функционировать практически в исходном режиме, тогда как тканевые процессы активизируются, обеспечивая гомеостазис, адекватный новым условиям существования.
Основными особенностями этой фазы являются:
1) мобилизация энергетических ресурсов;
2) повышенный синтез структурных и ферментативных белков;
3) мобилизация иммунных систем.
В третьей фазе организм приобретает неспецифическую и специфическую резистентность - устойчивость организма.
Управляющие механизмы в ходе третьей фазы скоординированны. Их проявления сведены к минимуму. Однако в целом и эта фаза требует напряженного управления, что и обусловливает невозможность ее бесконечного протекания. Несмотря на экономичность - выключение «лишних» реакций, а следовательно, и излишней затраты энергии,- переключение реактивности организма на новый уровень не дается организму даром, а протекает при определенном напряжении управляющих систем. Это напряжение принято называть «цена адаптиции». Любая активность в адаптируемом к той или иной ситуации организме обходится ему много дороже, чем в нормальных условиях (требует, например, при физических нагрузках в горных условиях на 25 % больше затрат энергии, чем в норме).
Нельзя, однако, рассматривать эту фазу как нечто абсолютно стабильное. В процессе жизни организма, находящегося в фазе стойкой адаптации, возможны отклонения - флюктуации: временная дезадаптация (снижение устойчивости) и реадаптация (восстановление устойчивости). Эти флюктуации связаны как с функциональным состоянием организма, так и с действием различных побочных факторов.
Механизмы адаптации
Первое соприкосновение организма с измененными условиями или отдельными факторами вызывает ориентировочную реакцию, которая может перейти в генерализованное возбуждение параллельно. Если раздражение достигает определенной интенсивности, это приводит к возбуждению симпатической системы и выделению адреналина.
Такой фон нейрорегуляторных соотношений характерен для первой фазы адаптации - аварийной. На протяжении последующего периода формируются новые координационные отношения: усиленный эфферентный синтез приводит к осуществлению целенаправленных защитных реакций. Гормональный фон изменяется за счет включения гипофизарно-адреналовой системы. Глюкокортикоиды и выделяемые в тканях биологически активные вещества мобилизуют структуры, в результате деятельности которых ткани получают повышенное энергетическое, пластическое и защитное обеспечение. Все это составляет основу третьей фазы (устойчивой адаптации).
Важно отметить, что переходная фаза стойкой адаптации имеет место только при том условии, что адаптогенный фактор обладает достаточной интенсивностью и длительностью действия. Если он действует кратковременно, то аварийная фаза прекращается и процесс адаптации не формируется. Если адаптогенный фактор действует длительно или повторно прерывисто, это создает достаточные предпосылки для формирования так называемых «структурных следов». Суммируются эффекты действия факторов, углубляются и нарастают метаболические изменения, и аварийная фаза адаптации превращается в переходную, а затем и в фазу стойкой адаптации.
Поскольку фаза стойкой адаптации связана с постоянным напряжением управляющих механизмов, перестройкой нервных и гуморальных соотношений, формированием новых функциональных систем, то эти процессы в определенных слуаях могут истощаться. Если принять во внимание, что в ходе развития адаптивных процессов важную роль играют гормональные механизмы, то становится ясно, что они являются наиболее истощаемым звеном.
Истощение управляющих механизмов, с одной стороны, и клеточных механизмов, связанных с повышенными энергетическими затратами, с другой стороны, приводит к дезадаптации.
Симптомами этого состояния являются функциональные изменения в деятельности организма, напоминающие те сдвиги, которые наблюдаются в фазе острой адаптации.
Вновь в состояние повышенной активности приходят вспомогательные системы -- дыхание, кровообращение, неэкономично тратится энергия. Однако координация между системами, обеспечивающими состояние, адекватное требованию внешней среды, осуществляется неполноценно, что может привести к гибели.
Дезадаптация возникает чаще всего в тех случаях, когда действие факторов, явившихся основными стимуляторами адаптивных изменений в организме, усиливается, и это становится несовместимым с жизнью.
Реакции на добавочные раздражения в условиях фаз адаптации
Любая живая система -- будь то простейший организм, стоящий на низкой ступени эволюционной лестницы, высшее животное или, наконец, человек -- никогда не подвергается изолированному действию какого-либо одного раздражителя. Каждый кратковременно действующий, по выражению И.П. Павлова "экстренный", раздражитель совпадает с определенным фоном реактивности организма. В свою очередь, этот фон создается условиями жизни, теми или иными стрессовыми ситуациями. Следовательно, один и тот же организм в различные периоды времени может находиться в разных фазах адаптационного процесса. Отсюда вытекает, что резистентность его к данному экстренному фактору (раздражителю) может быть различной в зависимости от того, с какой фазой адаптации совпадает в этот раз раздражитель.
Таким образом, сложнейший процесс адаптации в определенной мере управляем. Разработанные учеными способы закаливания организма служат улучшению его адаптивных возможностей. При этом надо учитывать, что адаптация к любому неадекватному фактору сопряжена с тратой не только энергии, но и структурных - генетически детерминированных - ресурсов организма. В каждом конкретном случае научно обоснованное определение стратегии и тактики, а также количества и качества («дозы») адаптации является столь же ответственным мероприятием, как и определение дозы сильнодействующего фармакологического препарата.
Жизнь современного человека весьма мобильна, и в обычных естественных условиях его организм непрерывно адаптируется к целому комплексу природно-климатических и социально-производственных факторов
Адапта́ция - процесс приспособления к изменяющимся условиям внешней среды.
Механизмы адаптации
Изучение путей и механизмов адаптации организма приобретает особое значение в наши дни в связи с освоением человеком новых географических регионов, необходимостью работать в непривычных климатических условиях, миграцией населения в восточные и северные районы страны, освоением Арктики и Антарктиды, необходимостью работы человека в пустынях, в условиях высокогорья, а также в связи с развитием авиации, космонавтики, глубоководных погружений, освоением океанских шельфов, появлением новых видов труда и новых профессий. Все это выдвигает перед физиологией совершенно новые задачи и проблемы, решение которых должно обеспечить удовлетворение требований биологической природы человека, создание оптимальных условий для обеспечения его жизнедеятельности, увеличения производительности труда, сохранения и улучшения здоровья. Эти задачи можно решить, лишь глубоко изучив сущность требований биологической природы организма и удовлетворяя эти требования. Известно, что в последнее время люди все в большей мере осознают опасность безответственного отношения к окружающей среде. Они стали все более и более учитывать возможные последствия разрушительного действия человека на природу. Отсюда разработка и осуществление мероприятий, необходимых для защиты окружающей среды, охраны природы.
В еще большей мере все это должно относиться и к самому человеку, к нашей собственной биологической природе, по отношению к которой нельзя допускать нигилизма.
МЕТОДЫ УВЕЛИЧЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ АДАПТАЦИИ
Они могут быть неспецифическими и специфическими.
Неспецифические методы увеличения эффективности адаптации:
активный отдых, закаливание, оптимальные (средние) физические нагрузки, адаптогены и терапевтические дозировки разнообразных курортных факторов, которые способны повысить неспецифическую резистентность, нормализовать деятельность основных систем организма и тем самым увеличить продолжительность жизни.
Рассмотрим механизм действия неспецифических методов на примере адаптогенов.
Адаптогены
– это средства, осуществляющие фармакологическую регуляцию адаптивных процессов организма, в результате чего активизируются функции органов и систем, стимулируются защитные силы организма, повышается сопротивляемость к неблагоприятным внешним факторам.
Увеличение эффективности адаптации может достигаться различными путями: с помощью стимуляторов-допингов либо тонизирующих средств.
Стимуляторы,
возбуждающе влияя на определенные структуры центральной нервной системы, активизируют метаболические процессы в органах и тканях. При этом усиливаются процессы катаболизма. Действие данных веществ проявляется быстро, но оно непродолжительно, поскольку сопровождается истощением.
Применение тонизирующих средств
приводит к преобладанию анаболических процессов, сущность которых заключается в синтезе структурных веществ и богатых энергией соединений. Эти вещества предупреждают нарушения энергетических и пластических процессов в тканях, в результате происходит мобилизация защитных сил организма и повышается его резистентность к экстремальным факторам.
Механизм действия адаптогенов,
приводящий к адаптационной перестройке функций органов, систем и организма в целом, предложенный Е. Я. Капланом и др. (1990), представлен на рисунке 1.6. На приведенной схеме показаны некоторые направления влияния адаптогенов на клеточный метаболизм. Они, во-первых, могут действовать на внеклеточные регуляторные системы – ЦНС (путь 1) и эндокринную систему (путь 2), а также непосредственно взаимодействовать с клеточными рецепторами разного типа, модулировать их чувствительность к действию нейромедиаторов и гормонов (путь 3). Наряду с этим адаптогены способны непосредственно воздействовать на биомембраны (путь 4) влияя на их структуру, взаимодействие основных мембранных компонентов – белков и липидов, повышая стабильность мембран, изменяя их избирательную проницаемость и активность связанных с ними ферментов. Адаптогены могут, проникая в клетку (пути 5 и 6), непосредственно активизировать различные внутриклеточные системы.
Таким образом, вследствие адаптационных превращений, происходящих на разных уровнях биологической организации, в организме формируется состояние неспецифически повышенной сопротивляемости к различным неблагоприятным воздействиям.
Специфические методы увеличения эффективности адаптации.
Эти методы основаны на повышении резистентности организма к какому-либо определенному фактору среды: холоду, высокой температуре, гипоксии и т. п.
Рассмотрим некоторые специфические методы на примере адаптации к гипоксии. Интенсивные поиски путей повышения устойчивости к высотной гипоксии на протяжении последних десятилетий проводились Н. Н. Сиротининым, В. Б. Малкиным и его сотрудниками, М. М. Миррахимовым и др. Были разработаны различные режимы гипоксической тренировки (высокогорной и барокамерной), показана эффективность противогипоксических фармакологических средств. Представлены материалы о защитном эффекте сочетанного воздействия на организм гипоксической тренировки и приема фармпрепаратов.
Общие закономерности адаптации человека
В литературе адаптацией называют как процессы и явления приспособления особи, так и изменения организмов и целых популяций на протяжении их существования. В биологии адаптация - это приобретение организмами черт и свойств, наиболее выгодных особи или всей популяции, благодаря которым они могут жить в своем местообитании.
Приспособительные черты организма - форма, физиология и поведение - неотделимы от среды его обитания. Процесс приспособления к природным климатогеографическим, а у человека также к социальным и производственным условиям представляет универсальное явление. Адаптация включает все виды врожденной и приобретенной приспособительной деятельности, которые обеспечиваются физиологическими механизмами всех структурных уровней. Любая активность в той или иной измененной ситуации обходится много дороже, чем в привычных условиях.
Переключение реакций организма на новый уровень не дается даром и протекает при напряжении всех систем. Это напряжение называют ценой адаптации. Способность к адаптации - адаптивность имеет пределы, характерные для вида и сообщества. Организм может существовать при оптимальных условиях эндогенной, т. е. внутренней среды, и экзогенной - внешней, экологической обстановки. По обе стороны от оптимума биологическая активность снижается, а в крайних условиях организм вообще не сможет существовать: адаптация имеет свой диапазон, пределы и цену.
Факторы адаптации называют экстремальными, или стресс-факторами. Природные факторы действуют в комплексе, могут иметь сигнальное значение и инициировать опережающие реакции приспособления, например, к смене сезонов.
Человек приспосабливается, используя и защитные средства, которые дала цивилизация. Это ослабляет нагрузки на адаптивные системы и имеет негативные стороны: снижает адаптивность, например, к холоду. Он и создает факторы, требующие широкого диапазона адаптации: социальные и связанные с его деятельностью условия порождают специфические обстоятельства, число которых растет и к которым надо адаптироваться.
Генетическая программа предусматривает не заранее сформировавшуюся адаптацию, а возможность эффективной целенаправленной реализации жизненно необходимых адаптивных реакций под влиянием среды обитания. В результате генотипической адаптации на основе наследственности, мутаций и отбора формировались биологические виды. Комплекс видовых наследуемых признаков - генотип - становится исходным для следующего этапа адаптации, приобретаемой в процессе жизни отдельной особи.
Индивидуальная или фенотипическая адаптация формируется в процессе взаимодействия конкретного организма с окружающей его средой и обеспечивается специфическими для этой среды структурными морфофункциональными изменениями. В процессе ее строятся следы иммунологической и нейрологической памяти, формируются навыки и векторы поведения, создается на основе и в результате селективной экспрессии генов банк информации.
Они защищают человека от возможных встреч с неадекватными и опасными факторами. Результаты фенотипической адаптации не передаются по наследству, что выгодно для сохранения вида. Сама она не абсолютна, не означает полного приспособления, и каждое новое поколение адаптируется заново к спектру иногда совершенно новых факторов, требующих выработки новых специализированных реакций. Именно в таких условиях вырабатываются адаптивные реакции, и при этом организм приобретает новое качество.
Ключевым звеном и механизмом всех форм фенотипической адаптации является связь функций с генетическим аппаратом. Благодаря сложной, биологически целесообразной и разветвленной архитектуре структурного следа активная адаптация к одному фактору может повлечь перекрестные эффекты: повышать или понижать резистентность к другим. Это связано с соотношением адаптационных процессов при сочетанном действии разных адаптогенных факторов, а также с состоянием организма в разные фазы адаптации.
Адаптация развивается как ответ на экстремальные факторы, и важным компонентом ее является стресс-синдром - сумма неспецифических реакций, связанных с активацией гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой системы. «Гормоны адаптации» - кортикостероиды и катехо-ламины надпочечников - стимулируют механизмы гомеостаза, энергетические процессы, адаптивный синтез ферментных и структурных белков, иммунную систему. Адаптивный синтез энзимов имеет значение в управлении процессом срочной адаптации, синтез структурных белков является условием перехода от срочной к долговременной устойчивой адаптации.
Вследствие инертности процессов обмена процесс адаптации относительно длительный. Стойкому, направленному изменению метаболизма предшествуют поведенческие реакции, изменения функций висцеральных органов, а также двигательной системы, которая опирается на метаболизм и управляет им в целях адаптации. Двигательная активность сама по себе является адаптогенным фактором.
Различают три типа адаптивного поведения: пассивное подчинение, бегство от неблагоприятного фактора и активное противодействие путем формирования адаптивных реакций. Г. Селье называл пассивную форму синтаксической, а активное сопротивление, связанное с развитием специфических и неспецифических реакций - кататаксической.
Биологический смысл активной адаптации состоит в установлении и поддержании нового уровня гомеостаза, позволяющего существовать в изменившейся среде. В перестройке механизмов гомеостаза, адекватной конкретным условиям, состоит суть аккомодации, и ее можно представить как цепь реакций различных систем, одни из которых видоизменяют свою деятельность, а другие регулируют эти изменения
Жизнь испытывает человека путём чрезмерного дискомфорта и реже - комфортом, высокими длительным напряжением физических и психических сил, стрессовыми ситуациями. Критерием устойчивости человека в таких условиях является характеристика здоровья населения и его интегральный показатель – вероятная продолжительность жизни.
При проведении анализа различных аспектов влияния окружающей среды на здоровье человека приоритетное значение придаётся факторам риска, непосредственно ведущим к возникновению заболеваний. Устранение или ослабление отрицательного воздействия факторов окружающей среды достигается с помощью различных инженерно-технических мер и средств, систем жизнеобеспечения, адаптации, в том числе и социальной.
(влияние фактора и условий окружающей среды на состояние здоровья)
Начиная с момента рождения, организм сразу попадает в новые условия и вынужден приспособить к ним деятельность всех своих органов и систем. В дальнейшем организм непрерывно перестраивается в ответ на воздействие неблагоприятных факторов, т.е. он адаптируется. Под адаптацией понимают все виды врождённой и приобретённой приспособительной деятельности, которые обеспечиваются определёнными физиологическими реакциями, происходящими на клеточном, органном, системном и организменном уровнях. Защитно-приспособительные реакции регулируются рефлекторным и гуморальными путями, причём главная роль принадлежит ЦНС.
Процесс саморегуляции осуществляется на основе «золотого правила» - всякое отклонение является толчком для немедленной мобилизации многочисленных аппаратов соответствующей функциональной системы, восстанавливающих этот жизненно важный приспособительный результат.
Функциональная система включает в себя рецепторные образования, оценивающие величину регулируемого показателя. Она имеет центральный аппарат – это структуры мозга, которые анализируют поступающие сигналы и принимают решение и программирующие ожидаемый результат.
В функциональной системе действуют исполнительные механизмы – периферические органы, реализующие поступающие команды. Также имеется в системе афферентная (обратная) связь, которая информирует центр об эффективности деятельности исполнительных механизмов и о достижении конечного результата.
Взаимодействуя между собой различные функциональные системы в конечном счёте представляют слаженно работающий организм.
Биологический смысл активной адаптации состоит в установлении и поддержании гомеостаза, позволяющего существовать в изменённой внешней среде.
Гомеостаз – относительное динамическое постоянство внутренней среды и некоторых физиологических функций организма человека (терморегуляция, кровообращения, газообмена и др), поддерживаемое механизмами саморегуляции в условиях колебаний внутренних и внешних раздражителей.
Наибольшее значение имеют внешние раздражители –это температура, влажность, химический состав воздуха, воды, пищи, шум, психогенные факторы и др. основные константы гомеостаза (температура тела, осмотическое давление крови и тканевой жидкости и др) поддерживаются сложными механизмами саморегуляции, в которых участвуют нервная, эндокринная, сенсорные системы.
При отклонении параметров факторов окружающей среды от оптимальных уровней механизмы саморегуляции начинают функционировать с напряжением, и для поддержания гомеостаза включаются механизмы адаптации.
Компенсаторные механизмы – адаптивные реакции, направленные на устранение или ослабление функциональных сдвигов в организме, вызванных неадекватными факторами внешней среды (при воздействии холода происходит сужение периферических сосудов, дрожание мышц).
Эффективность адаптации зависит от дозы воздействующего фактора и индивидуальных особенностей организма.
2. Взаимосвязь человека с окружающей средой .
Информацию о внешней и внутренней среде организма человек получает с помощью сенсорных систем (анализаторов, рецепторов).
Сенсорные органы можно разделить на следующие группы: экстерорецепторы, интерорецепторы, проприорецепторы.
Экстерорецепторы воспринимают раздражения от окружающей среды (свет, тепло, звуки и др. сигналы).
Интерорецепторы воспринимают раздражения, идущие из внутренней среды организма (из органов, тканей, жидкостных сред).
Проприорецепторы воспринимают раздражения, которые возникают вследствие изменения степени сокращения и расслабления мышц и тем самым обеспечивает информацией о положении нашего тела в пространстве.
действуют на действуют на действуют на определяет
(возникновение субъективного ощущения о результате воздействия сенсорного стимула)
Существует понятие абсолютный порог чувствительности или, так называемый порог ощущения, когда рецептор начинает воспринимать раздражение. Величина, на которую один стимул должен отличаться от другого, чтобы их разница воспринималась человеком, называется дифференциальным порогом или порогом различения (по интенсивности, длительности, частоте, форме и т.д.). время, проходящее от начала воздействия раздражителя до появления ощущений, называют латентным периодом.
Отсутствие раздражителей или их низкий уровень интенсивности может привести к снижению резистентности и адаптационных возможностей организма. Так, отсутствие светового раздражителя может привести к атрофии зрительного анализатора, звукового – к атрофии слухового анализатора, отсутствие речевого воздействия (врождённая глухота) делает человека немым.
Многие регуляторные процессы протекают автоматически – это проприорецепция, осязание, двигательная координация, терморецепция.
5.3. Самостоятельная работа по теме:
- изложение рефератов;
Решение ситуационных задач
5.4. Итоговый контроль знаний:
Ответы на вопросы по теме занятия;
Решение ситуационных задач, тестовых заданий по теме.
Тестовые задания:
001.ЗДОРОВЬЕ - ЭТО
1) синтетический показатель
2) интегральный показатель
3) вербальный показатель
4) виртуальный показатель
5) жизненный показатель
002. ПОД АДАПТАЦИЕЙ ПОНИМАЮТ
1) это защитная реакция
2) приспособительная реакция
4) физическая реакция
5) химическая реакция
003. ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ УЧАСТВУЮТ В
1) акте дыхания
2) процессе пищеварения
3) кроветворения
4) саморегуляции
5) регенерации
004. КОМПЕНСАТОРНЫЙ МЕХАНИЗМ - ЭТО
1) физическая реакция
2) химическая реакция
3) адаптивная реакция
4) иммунная реакция
5) реакция агглютинации
005. РАЗДРАЖЕНИЯ ИЗ ВНЕШНЕЙ СРЕДЫ ВОСПРИНИМАЮТ
1) интерорецепторы
2) экстерорецепторы
3) колбочки
4) проприорецепторы
5) стаканчики
006. РАЗДРАЖЕНИЯ ИЗ ВНУТРЕННЕЙ СРЕДЫ ВОСПРИНИМАЮТ
1) интерорецепторы
2) экстерорецепторы
3) колбочки
4) проприорецепторы
5) стаканчики
007. РАЗДРАЖЕНИЯ ИЗ МЫШЦ ВОСПРИНИМАЮТ
1) интерорецепторы
2) экстерорецепторы
3) колбочки
4) проприорецепторы
5) стаканчики
008. ИНФОРМАЦИЮ О ПОЛОЖЕНИИ ТЕЛА МОЗГ ПОЛУЧАЕТ С ПОМОЩЬЮ
1) интерорецепторов
2) экстерорецепторов
3) колбочек
4) проприорецепторов
5) стаканчиков
009. АБСОЛЮТНЫЙ ПОРОК ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ - ЭТО
2)отсутствие раздражений
Правильный ответ 3
010 ЛАТЕНТНЫЙ ПЕРИОД - ЭТО
1)время, проходящее от начала воздействия до появления ощущений
2)отсутствие раздражений
3)рецептор начинает воспринимать раздражение
4)атрофия зрительного аппарата
5)величина, на которую один стимул должен отличаться от другого
011. ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ СИСТЕМА ВКЛЮЧАЕТ В СЕБЯ
2) рецепторные образования
3) гомеостаз
4) биологическую адаптацию
5) дозу воздействующего фактора
012. ЦЕНТРАЛЬНЫЙ АППАРАТ ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ СИСТЕМЫ - ЭТО
3) гормоны
4) гомеостаз
5) структуры мозга
013. РОЛЬ ИСПОЛНИТЕЛЬНЫХ МЕХАНИЗМОВ ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ СИСТЕМЫ ВЫПОЛНЯЕТ
1) центральные органы
2) периферические органы
4) оксалаты
014. ЭФФЕКТИВНОСТЬ АДАПТАЦИИ ОРГАНИЗМА ЗАВИСИТ ОТ
1) состава воды
2) состава воздуха
3) дозы воздействующего фактора и индивидуальных особенностей организма
4) проприорецепторов
5) латентного периода
015. ГОМЕОСТАЗ - ЭТО
1) относительное постоянство внешней среды
2) относительное постоянство внутренней среды
3) периферические органы
4) центральные органы
5) структуры мозга
016. ЗАЩИТНО-ПРИСПОСОБИТЕЛЬНАЯ РЕАКЦИЯ РЕГУЛИРУЕТСЯ
1) зрительным путём
2) рефлекторным путём
3) химической ре5акцией
4) электроимпульсами
5) физиопроцедурами
017. СНИЖЕНИЕ РЕЗИСТЕНТНОСТИ И АДАПТАЦИОННЫХ ВОЗМОЖНОСТЕЙ ОРГАНИЗМА ВОЗНИКАЕТ ВСЛЕДСТВИЕ
1) отсутствия раздражителей
2) чрезмерно высокого порога раздражения
3) физиопроцедур
4) миозита
5) целлюлита
018. ОТСУТСТВИЕ СВЕТОВОГО РАЗДРАЖЕНИЯ ПРИВОДИТ К
1) глухоте
3) слепоте
4) глухонемоте
5) куриной слепоте
019. ОТСУТСТВИЕ РЕЧЕВОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ ПРИВОДИТ К
1) атрофии зрительного нерва
3) слепоте
4) куриной слепоте
5) нарушению осязания
020. ВРОЖДЁННАЯ ГЛУХОТА ПРИВОДИТ К
1) атрофии зрительного нерва
3) слепоте
4) куриной слепоте
5) нарушению осязания
Ситуационные задачи.
Задача № 1 . Во время приготовления пищи человек получил ожог пальцев правой кисти.
Вопрос: 1. какие исполнительные механизмы были задействованы, когда человек отдёрнул руку?
2. какая функциональная система выработала данное решение?
Эталон ответа: 1. рецепторы (эктерорецепторы).
2. мозг (центральная нервная система).
Задача № 2.
После20 лет работы стеклодувом у пациента ухудшилось зрение левого глаза.
1. какая причина ухудшения зрения левого глаза?
2. имеет ли место атрофия зрительного нерва?
3. почему ухудшилось зрение именно левого глаза?
Задача № 3 .
Во время движения человек запнулся, но удержался от падения.
1. из каких сенсорных органов получает информацию организм?
Задача № 4.
В кинофильме «Гибель Титаника» в эпизоде где киногерой держится руками за плавучее средство и ведёт разговор. Вода в это время в океане была довольно холодной.
1. какой компенсаторный механизм возникает у человека, находящегося в холодной воде и имело место у киногероев?
6. Домашнее задание для уяснения темы занятия.
(Согласно методическим указаниям для обучающихся к внеаудиторной работе студентов по теме следующего занятия)
Закономерности адаптации организма человека к различным условиям.
Взаимосвязь человека с окружающей средой. Сенсорные системы человека и окружающая среда.
Управление факторами среды.
Человек как элемент системы «человек среда», совместимость элементов системы «человек среда».
Одной из самых важных проблем современной физиологии и медицины является изучение закономерностей процесса адаптации организма к различным условиям среды. Адаптация к любой деятельности человека представляет собой очень сложный, многоуровневый процесс, который затрагивает различные функциональные системы организма (Л.В. Киселев, 1986; Ф.З. Меерсон, М.Г. Пшенникова, 1988 и др.). В отношении физиологии - адаптация к мышечной деятельности является системным ответом организма, который направлен на достижение высокой тренированности и минимизацию физиологической цены за это. С этой точки зрения адаптацию к физическим нагрузкам можно рассматривать как динамический процесс, в основе которого лежит формирование новой программы реагирования, а сам приспособительный процесс, его динамика и физиологические механизмы определяются состоянием и соотношением внешних и внутренних условий деятельности (В.Н. Платонов, 1988; А.С. Солодков, 1988).
Проведенные в последние годы исследования механизмов адаптации людей к различным условиям деятельности привели к убежденности в том, что физиологические факторы при долговременной адаптации обязательно сопровождаются очередными процессами:
а) перестройкой регуляторных механизмов;
б) привлечением и использованием физиологических резервов организма;
в) вырабатыванием специальной функциональной системы адаптации к конкретной трудовой (спортивной) деятельности человека (А.С. Солодков, 1981; 1982).
В сущности эти три физиологических реакции есть главными и основными составляющими процесса адаптации, а общебиологическая закономерность таких адаптивных перестроек имеет отношение к любой деятельности человека.
Можно представить механизм реализации этих физиологических процессов следующим образом. Для достижения устойчивой и совершенной адаптации большую роль играет перестройка регуляторных приспособительных механизмов и привлечение физиологических резервов, а также последовательность их включения на разных функциональных уровнях. По всей видимости, вначале включаются обычные физиологический реакции и только потом - реакции напряжения механизмов адаптации, которые требуют значительных энергетических затрат с использованием резервных возможностей организма. Это приводит, в конце концов, к формированию специальной функциональной системы адаптации, которая обеспечивает конкретную деятельность человека. У спортсменов такая функциональная система представляет собой вновь сформированное взаимоотношение нервных центров, гормональных, вегетативных и исполнительных органов, которое необходимо для решения задач приспособления организма к физическим нагрузкам. Вырабатывание функциональной системы адаптации, с помощью вовлечения в этот процесс различных морфофункциональных структур организма, образовывает принципиальную основу долговременной адаптации к физическим нагрузкам и осуществляется повышением эффективности деятельности различных органов и систем организма в целом. Принимая во внимание закономерности формирования функциональной системы, можно различными средствами эффективно влиять на отдельные ее звенья, при этом ускоряя приспособление к физическим нагрузкам и повышая тренированность, т.е. управлять адаптационным процессом.
Для здорового организма бывает два вида приспособительных изменений:
* изменения, которые происходят в привычной зоне колебания факторов среды, когда функциональная система продолжает функционировать в обычном составе;
* изменения, происходящие при действии чрезмерных факторов с включением в систему дополнительных элементов и механизмов, т.е. с формированием специальной функциональной системы адаптации.
В литературе обе эти группы приспособительных изменений нередко называются адаптационными. Пожалуй, более оправданным и корректным будет называть первую группу изменений обычными физиологическими реакциями, поскольку эти сдвиги не связаны со значительными функциональными перестройками в организме и, в большинстве случаев, не выходят за пределы физиологической нормы. Вторую группу приспособительных изменений отличают значительное напряжение регуляторных механизмов, использование физиологических резервов и формирование функциональной системы адаптации, и поэтому их целесообразно называть адаптационными сдвигами (А.С. Солодков, 1982, 1990).
Тема № 8. Адаптация человека к природной среде (4 ч.)
План занятия:
1. Общие закономерности адаптации
2. Проблемы адаптации человека к окружающей среде
3. Механизмы адаптации
4. Адаптивные формы поведения
5. Признаки достижения адаптации. Специфическая адаптация
6. Адаптация человека к экстремальным факторам среды
7. Экологические аспекты заболеваний
8. Методы увеличения эффективности адаптации
Адаптация человека – сложный социально-биологический процесс, в основе которого лежит изменение систем и функций организма, мотивов, ценностей, поведения, личностных и профессиональных компетенций человека для его приспособления к окружающей среде, а также активное изменение человеком самой среды для своих нужд и потребностей (в процессе создания материальной и духовной культуры общества – системы жизнеобеспечения: питания, жилища, одежды, транспорта, инфраструктуры, искусства, образования и т. д.).
Адаптация есть, несомненно, одно из фундаментальных качеств живой материи. Оно присуще всем известным формам жизни и настолько всеобъемлюще, что нередко отождествляется с самим понятием жизни. Существует множество определений адаптации. Это связано с тем, что данный феномен является предметом исследования многочисленных научных направлений. В соответствии с этим имеются и разнообразные классификации адаптаций, в зависимости от того, какие критерии положены в их основу. Различные авторы выделяют такие типы адаптаций , как биологическая, физиологическая, биохимическая, психологическая, социальная и т. п.
Для экологической физиологии наибольший интерес представляет физиологическая адаптация, под которой понимают устойчивый уровень активности физиологических систем, органов и тканей, а также механизмов управления, которые обеспечивают возможность длительной активной жизнедеятельности организма человека и животного в измененных условиях существования (общеприродных и социальных), а также способность к воспроизведению потомства.
Однако следует учитывать, что физиологическая адаптация – это широкое понятие. Оно включает ряд индивидуальных адаптаций: видовых, наследственно закрепленных и популяционных. Вместе с тем исследование механизмов адаптационных процессов указывает на то, что невозможно судить об адаптации человека, не учитывая психологических, биохимических и других аспектов.
Виды адаптации:
1) генотипическая (наследственная), осуществляемая путем естественного отбора полезных признаков,
2) фенотипическая (индивидуальная, ненаследственная) или акклиматизацая.
В основе индивидуальной адаптации лежит генотип – комплекс видовых признаков, закрепленных генетически и передающихся по наследству. В результате генотипической адаптации на основе наследственной изменчивости, мутаций и естественного отбора сформировались современные виды животных.
Однако генетическая программа организма предусматривает не заранее сформировавшуюся адаптацию, а возможность ее реализации под влиянием среды. Это согласуется с суждением И.И. Шмальгаузена (1968): наследственным является не внешнее проявление какого-либо признака, а способность реагировать определенным образом на определенные изменения во внешней среде, т. е. норма реакции на условия внешней среды.
Наличие такой пластичности позволяет сохранить относительное постоянство видоспецифических характеристик, т. е. поддерживать гомеостаз, несмотря на неизбежные различия, в которых протекает развитие отдельных особей. По А.С. Северцову, «нормой реакции называют пределы, в которых может изменяться фенотип без изменения генотипа».
Такая норма реакции вырабатывается в онтогенезе (индивидуальном развитии) по отношению к любым колеблющимся факторам среды: атмосферному давлению, климатическим и метеорологическим условиям и т. п. Широкой нормой реакции обладают почти все онтогенетические реакции, обычно именуемые модификациями, а также физиологические реакции и большинство поведенческих реакций.
В настоящее время под нормой адаптивной реакции понимают пределы изменения системы под влиянием действующих на нее факторов среды, при которых не нарушаются ее структурно-функциональные связи.
Если воздействие факторов среды на организм превышает норму адаптивной реакции, он теряет способность к адаптации.
Адаптация, приобретаемая в ходе индивидуальной жизни организма при его взаимодействии с окружающей средой, называется фенотипической. При этом изменения, которые накапливаются в организме, не передаются по наследству, а как бы накладываются на наследственные признаки. Это позволяет следующим поколениям приспособиться к новым условиям, используя не специализированные реакции предков, а потенциальную возможность адаптации.
Любое уменьшение приспособительных возможностей представляет одновременно и снижение уровня здоровья. Болезнь можно рассматривать как нарушение нормальной физиологической адаптации к повседневным условиям.
В зависимости от длительности действия неадекватного фактора и степени морфофункциональных перестроек выделяют три этапа адаптации: начальный, этап неустановившейся адаптации и долговременную, установившуюся адаптацию, или состояния адаптивности. Невозможность обеспечить формирование адекватных приспособительных реакций приводит к частичной адаптации (дизадаптации), либо к срыву адаптации – дезадаптации .
1) Биологическая адаптация – эволюционно возникший механизм приспособления организма человека к условиям среды (природным факторам). Сюда относятся факторы живой и неживой природы. В соответствии с этим различают биотические и абиотические факторы.
К абиотическим факторам среды относят воздушную среду, атмосферное давление, световое излучение, магнитные поля, температуру окружающей среды, метеопогодные факторы т. п. Человек адаптировался к различным климатогеографическим условиям. Он приспособился к циклическим изменениям в природе: к смене дня и ночи, времен года.
К биотическим факторам относят все многообразие животного и растительного мира, включая возбудителей болезней. Как правило, на человека действует комплекс природных факторов. Так, сезонные факторы включают в себя изменения освещенности, температуры, влажности и т. п.
2) Социальная адаптация – процесс адаптации индивида (группы индивидов) к социальной среде для реализации его (их) потребностей, интересов, жизненных целей. Включает приспособление к условиям и характеру труда (учебы), межличностным отношениям, экологической и культурной среде, условиям проведения досуга, быту, а также их активное изменение для удовлетворения своих потребностей, а также изменение самого себя, своих мотивов, ценностей, потребностей, поведения, компетенций.
Традиционно социальными факторами считаются различные виды трудовой деятельности, условия жизни в городе и селе. Технический прогресс характерен тем, что изменяется соотношение физического и умственного труда, а значит, и комплекс сопровождающих их факторов. Освоение труднодоступных районов, богатых полезными ископаемыми, глубоководные погружения, полеты в космос – все перечисленное сопряжено с экстремальными воздействиями на организм. Это может быть влияние высоких и низких температур, шумов, вибраций, изменение газовой среды и барометрического давления, действие измененной гравитации – перегрузок или невесомости. Вместе с тем и обычная трудовая деятельность в нормальных условиях, включая учебный процесс, также требует адаптации к ней организма.
3) Этническая адаптация – двусторонний процесс биосоциального приспособления этнических групп (общностей) к природной и социально-культурной среде районов их обитания (ее языково-культурным, политическим, экономическим, климато-территориальным и другими параметрам).
