Физиологические особенности организма человека на Севере

КУРСОВАЯ  РАБОТА

По дисциплине «Физиология»

на тему:

           физиологические ОСОБЕННОСТИ ОРГАНИЗМА

ЧЕЛОВЕКА НА СЕВЕРЕ 
 
 
 
 
 
 
 

   Оглавление 

   Введение

• Адаптация к условиям окружающей среды
• Адаптация
• Адаптация к действию низкой температуры
• Физиологические особенности организма на севере
• Сердечно сосудистая и дыхательная система
• Иммунная и эндокринная системы
• Нервная система
• Выводы
• Список использованных источников
• Введение
• Реализация генетической программы организма человека осуществляется под влиянием окружающей среды: специфического комплекса природно-климатических факторов, санитарно-гигиенических условий жизни, особенностей питания, профессиональной деятельности и т.д. В результате устанавливается динамическое равновесие организм — среда
• Особенно это актуально для детского организма, когда интенсивные процессы роста и дифференцировки тканей и формирование дефинитивного уровня развития обуславливают высокую чувствительность ребенка к изменениям средовых воздействий, превращают конечные результаты развития в одну из главных мишеней или индикаторов неблагоприятного влияния среды . Реакция организма ребенка на воздействие факторов окружающей среды в различные возрастные периоды определяется морфофункциональной зрелостью физиологических систем и адекватностью функциональных возможностей организма, что лежит в основе деления онтогенеза на возрастные периоды. Поэтому расширение научных представлений о формировании растущего организма в дискомфортных климатических условиях окружающей среды важно для дальнейшей разработки теории адаптации с онтогенетических позиций.
• Существенным фактором формирования функционального состояния человека являются сезоны года. На протяжении года человек проходит циклы естественной сезонной акклиматизации. До настоящего времени нет полной картины годовой динамики функциональных перестроек в организме и ее влияния на онтогенез человека в условиях Севера, хотя это имеет большое научное и практическое значение. Для понимания механизмов формирования приспособительных реакций в организме важен анализ зависимости показателей систем кровообращения, дыхания, эндокринной, иммунной и других систем у человека в разные сезоны года от температуры наружного воздуха.
• Таким образом, интегративный анализ функций организма с позиций экологической физиологии, с учетом сезонного фактора и социальных условий жизни позволит полнее изучить физиологические механизмы адаптивных изменений систем кровообращения и дыхания, знание которых поможет оценить уровень здоровья, глубину и характер функционального ответа организма человека, живущего на Севере, а, следовательно, поставить
• на научную основу раннюю диагностику и превентивные мероприятия.
• Адаптация к условиям окружающей среды

•     Адаптация

• Целостный организм неразрывно связан с окружающей его внешней средой, и поэтому, как писал еще И. М. Сеченов, в научное определение организма должна входить и среда, влияющая на него. Физиология целостного организма изучает не только внутренние механизмы саморегуляции физиологических процессов, но и механизмы, обеспечивающие непрерывное взаимодействие и неразрывное единство организма с окружающей средой. Непременным условием и проявлением такого единства является адаптация организма к данным условиям. Однако понятие адаптации имеет и более широкий смысл и значение.
• Адаптация (от лат. adaptatio — приспособление) — все виды врожденной и приобретенной приспособительной деятельности, которые обеспечиваются на основе физиологических процессов, про исходящих на клеточном, органном, системном и организменном уровнях. Этим термином пользуются для характеристики широкого круга приспособительных процессов: от адаптивного синтеза белков в клетке и адаптации рецепторов к длительно действующему раздражителю до социальной адаптации человека и адаптации народов к определенным климатическим условиям. На уровне организма человека под адаптацией понимают его приспособление к постоянно меняющимся условиям существования.
• Организм человека адаптирован к адекватным условиям среды в результате длительной эволюции и онтогенеза, создания и совершенствования в ходе их адаптивных механизмов (адаптогенез) в ответ на выраженные и достаточно длительные изменения окружающей среды. К одним факторам внешней среды организм адаптирован полностью, к другим — частично, к третьим — не может адаптироваться из-за их крайней экстремальности. В этих условиях человек погибает без специальных средств жизнеобеспечения (например, в космосе без скафандра вне космического корабля). К менее жестким — субэкстремальным влияниям человек может адаптироваться, однако длительное нахождение человека в субэкстремальных условиях ведет к перенапряжению адаптационных механизмов, болезням, а иногда и смерти.[5]
• Различают многие виды адаптации. Физиологической адаптацией называют достижение устойчивого уровня активности организма и его частей, при котором возможна длительная активная деятельность организма, включая трудовую активность в измененных условиях существования (в том числе социальных) и способность воспроизведения здорового потомства. Физиология исследует формирование и механизмы индивидуальной адаптации.[7]
• Различные люди с разной скоростью и полнотой адаптируются к одним и тем же условиям среды. Скорость и полнота адаптации обусловлена состоянием здоровья, эмоциональной устойчивостью, физической тренированностью, типологическими особенностями, полом, возрастом конкретного человека.
• Если организм возвращается к исходным условиям, то он постепенно утрачивает приобретенную адаптацию, т. е. реадаптируется к исходным условиям. Повторная адаптация возможна. Если организм вновь окажется в неких условиях, к которым он был адаптирован. При этом в одних случаях способность к повторной адаптации может быть повышена, в других — понижена в зависимости от истощенности или тренированности механизмов адаптации. Тренировка механизмов адаптации благоприятна для мобильности и стойкости адаптации. Готовность к адаптации и ее эффективность динамичны и зависят от многих факторов, в числе которых состояние здоровья, рациональное питание, режим сна и бодрствования, труда и отдыха, физическая активность и тренировка, закаливание, адаптирующие лекарственные средства (адаптогены), воздействие гипоксии.

• Адаптация к действию низкой температуры

• Температура – один из важных абиотических факторов, влияющих на все физиологические функции всех живых организмов.

• Температура на земной поверхности зависит от географической широты и высоты над уровнем моря, а также времени года.
• Для человека в легкой одежде комфортной будет температура воздуха + 19…20оС, без одежды - + 28…31о С.
• Что происходит с человеческим организмом, когда температурные параметры изменяются? В этом случае он вырабатывает специфические реакции приспособление относительно каждого фактора, то есть адаптируется. Как же происходит адаптация к изменениям температуры?
• Терморегуляцию обеспечивает основные холодовые и тепловые рецепторы кожи. При различных температурных влияниях сигналы в центральную нервную систему поступают не от отдельных рецепторов, а от целых зон кожи, так называемых рецепторных полей, размеры которых непостоянны и зависят от температуры тела и окружающей среды.
• Температура тела в большей или меньшей степени влияет на весь организм (на все органы и системы). Соотношение температуры внешней среды и температуры тела определяет характер деятельности системы терморегуляции.
• Температура окружающей среды преимущество ниже температуры тела. Вследствие этого между средой и организмом человека постоянно происходит обмен теплом благодаря его отдаче поверхностью тела и через дыхательные пути в окружающее пространство. Этот процесс принято называть теплоотдачей. Образование же тепла в организме человека в результате окислительных процессов называют теплообразованием. В состоянии покоя при нормальном самочувствии величина теплообразования равняется величине теплоотдачи. В жарком или холодном климате, при физических нагрузках организма, заболеваниях, стрессе и т. д. уровень теплообразования и теплоотдачи может изменяться.
• Как же происходит адаптация к низкой температуре? 
•   Условия, при которых организм человека адаптируется к холоду, могут быть различными (например, работа в неотапливаемых помещениях, холодильных установках, на улице зимой). При этом действие холода не постоянное, а чередующееся с нормальным для организма человека температурным режимом. Адаптация в таких условиях выражена нечетко. В первые дни, реагируя на низкую температуру, теплообразование возрастает неэкономно, теплоотдача еще недостаточно ограничена. После адаптации процессы теплообразования становятся более интенсивными, а теплоотдача снижается.
• Иначе происходит адаптация к условиям жизни в северных широтах, где на человека влияют не только низкие температуры, но и свойственные этим широтам режим освещения и уровень солнечной радиации. На севере экстремальность влияния на человеческий организм определяется в основном длительной и суровой зимой, коротким холодным летом, резким нарушением обычной для умеренного климата фотопериодичности, что неизбежно связано с явлением «светового голодания». [1]
• Что же происходит в организме человека при охлаждении?
• Вследствие раздражения холодовых рецепторов изменяются рефлекторные реакции, регулирующие сохранение тепла: сужаются кровеносные сосуды кожи, что на треть уменьшает теплоотдачу организма. Важно, чтобы процессы теплообразования и теплоотдачи были сбалансированными. Преобладание теплоотдачи над теплообразованием приводит к понижению температуры тела и нарушению функций организма. При температуре тела 35о С наблюдается нарушение психики. Дальнейшее понижение температуры замедляет кровообращение, обмен веществ, а при температуре ниже 25о С останавливается дыхание.
• Одним из факторов интенсификации энергетических процессов является липидный обмен. Например, полярные исследователи, у которых в условиях низкой температуры воздуха замедляется обмен веществ, учитывают необходимость компенсировать энергетические затраты. Их рационы отличаются высокой энергетической ценностью (калорийностью).
• У жителей северных районов более интенсивный обмен веществ. Основную массу их рациона составляют белки и жиры. Поэтому в их крови содержание жирных кислот повышено, а уровень сахара несколько понижен.
• У людей, приспосабливающихся к влажному, холодному климату и кислородной недостаточности Севера, также повышенный газообмен, высокое содержание холестерина в сыворотке крови и минерализация костей скелета, более утолщенный слой подкожного жира (выполняющего функцию теплоизолятора).
• Однако не все люди в одинаковой степени способны к адаптации. В частности, у некоторых людей в условиях Севера защитные механизмы и адаптивная перестройка организма могут вызвать дезадаптацию – целый ряд патологических изменений, называемых «полярной болезнью».
• Одним из наиболее важных факторов, обеспечивающих адаптацию человека к условиям Крайнего Севера, является потребность организма в аскорбиновой кислоте (витамин С), повышающей устойчивость организма к различного рода инфекциям.
• Адаптация к воздействию высокой температуры. Высокая температура может влиять на организм человека в искусственных и естественных условиях. В первом случае имеется в виду работа в помещениях с высокой температурой, чередующаяся с пребыванием в условиях комфортной температуры.
•   От каких факторов зависит восприятие температуры? Наиболее чувствительно усиливает температурное ощущение ветер. При сильном ветре холодные дни кажутся еще холоднее, а жаркие – еще жарче. На восприятие организмом температуры влияет также влажность. При повышенной влажности температура воздуха кажется более низкой, чем в действительности, а при пониженной влажности – наоборот.
• Восприятие температуры индивидуально. Одним людям нравятся холодные морозные зимы, а другим – теплые и сухие. Это зависит от физиологических и психологических особенностей человека, а также эмоционального восприятия климата, в котором прошло его детство. 
  
• Здоровье человека в значительной степени зависит от погодных условий. Например, зимой люди чаще болеют простудными, легочными заболеваниями, гриппом, ангиной.[9]
• Физиологические особенности организма на севере
• Сердечно - сосудистая и дыхательная системы

• Функциональное состояние систем кровообращения и дыхания человека зависит от фазы ежегодных циклов естественной сезонной акклиматизации и температурных условий окружающей среды.
• В начальном периоде развития физиологических адаптивных изменений к холодному времени года вдыхание морозного воздуха (ниже —25 °С) приводит к снижению аэробного снабжения, особенно при выполнении физических нагрузок, что является ведущим фактором, активирующим приспособительные перестройки в организме.
• В переходные сезоны года (осень и весна) возрастает напряжение деятельности сердечно-сосудистой и дыхательной систем, уменьшаются их функциональные возможности. В начальный период адаптивных изменений к холодному сезону года (в октябре-ноябре) у жителей Европейского Севера снижены эффективность газообменных процессов, физическая работоспособность, увеличены систолическое артериальное давление и частота сердечных сокращений. В начальный период адаптивных изменений к теплому сезону года (в марте-апреле) у жителей Европейского Севера понижены ударный и минутный объемы крови, повышены диастолическое артериальное давление, минутный объем дыхания, дыхательный объем, потребление кислорода и выделение углекислого газа. На протяжении холодного периода года функциональные возможности респираторной системы у жителей Севера постепенно возрастают, а сердечно - сосудистой - снижаются. [14]
• Возрастная динамика показателей деятельности систем кровообращения
• и дыхания у детей 7-16 лет модулируются циклами естественных сезонных адаптивных изменений и соотношением длительности теплого и холодного периодов года.
• Для повышения функциональных резервов организма и обеспечения адекватной реакции физиологических систем организма на воздействие факторов внешней среды необходима оптимизация уровня двигательной активности человека на Севере.
• Исследования на Севере говорят о том, что не может быть стандартных схем лечения в среднеширотных и высокоширотных регионах даже одного субъекта РФ. На примере ишемической болезни сердца и артериальной гипертонии обнаружено, что северный экологически обусловленный стресс, названный «синдромом полярного напряжения», наряду с ускорением процессов старения, вносит существенные негативные изменения в развитие и течение сердечно - сосудистых заболеваний у жителей Севера. Это проявляется и в появлении данной патологии на Севере в более молодом возрасте, в более агрессивном течении заболеваний, в признаках ускоренного биологического старения уже после 35 лет, в малой эффективности самых современных по мировым стандартам схем терапии.[10]
• Данные обследований позволили обнаружить, что одним из первоочередных механизмов повреждения сосудистой стенки у жителя Севера становится неконтролируемое антиоксидантами свободно-радикальное окисление липидов (окислительный стресс), активизирующееся под действием мощных геомагнитных возмущений, характерных только для высоких широт. Истощение собственной антиоксидантной защиты приводит к повреждению свободными радикалами ферментов, обеспечивающих эффективность обменных процессов, а среди них и смешанных монооксигеназ, осуществляющих метаболизм и детоксикацию эндогенных и экзогенных ксенобиотиков и лекарственных веществ. Окислительный стресс повреждает и снижает функциональную активность клеток основных барьерных органов: печени, почек, селезенки, иммунной системы и легких. Возникающие, вследствие этих изменений, нарушения липидного обмена с нарастающим накоплением в крови атерогенных липидов; увеличение недоокисленных токсических продуктов, способствующих дальнейшему повреждению сосудистой стенки и спазмам сосудов; формирование функционального иммунодефицита становится основой развития патологического процесса. К этим изменения присоединяется активизация эндокринной и центральной нервной систем.  Начинают формироваться нарушения регенераторно-пластических процессов, замедляющих восстановление повреждений эндотелия сосудов, появление тканевой гипоксии с последующим усилением компенсаторного склерозирования стенок сосудов, десинхронозы. Показано достоверное снижение у северян эффективности восстановительных процессов, отражающихся и на состоянии сердечно-сосудистой системы. Важным элементом механизма более напряженного функционирования сердечно - сосудистой системы в высоких широтах под действием высокого напряжения электромагнитного поля Земли в полярных регионах является значительное усиление работы сердца как электромагнитного насоса крови. Возникающая большая интенсивность кровообращения, с одной стороны, обеспечивает большую адаптивную устойчивость организма, но, с другой стороны, способствует ускорению истощения внутренних резервов. Вероятно, именно большая интенсивность работы электромагнитного насоса крови является причиной гипертензивных реакций у жителей Севера. Все перечисленные механизмы северного экологически обусловленного стресса оказались задействованы и в ускорении процессов старения жителей Севера, а, соответственно, и высокого уровня смертности в трудоспособном возрасте от сердечно - сосудистых заболеваний.[11][6]
• Результаты исследования раскрывают очевидную необходимость при формировании, как схем профилактики, так и коррекции сердечно - сосудистой патологии на Севере учитывать очередность и значимость участия в развитии патологии сердечно - сосудистой системы на Севере задействования отдельных звеньев синдрома полярного напряжения. Это, прежде всего, восстановление защиты организма от окислительного стресса, стабилизация клеточных мембран, коррекция обменных процессов с учетом требований северного типа метаболизма, стимуляция функций барьерных органов и иммунной защиты,  применение средств, усиливающих индукцию ферментов детоксикации и метаболизма лекарств,  активизация функций центральной нервной системы, обеспечивающих высокую адаптивную устойчивость к  природным климато - геофизическим факторам (например, функция правого полушария мозга) . Конечно, использование подходов к профилактике и коррекции артериальной гипертонии и ишемической болезни сердца с учетом механизмов северного стресса не отменяет необходимость применения существующих в кардиологии в основном симптоматических подходов лечения бета-блокаторами, ингибиторами АПФ, антагонистами Ca, статинами, мочегонными средствами и препаратами, контролирующими свертывающую систему крови.  Опыт включения в схемы лечения на Севере известных официнальных лекарственных веществ, уменьшающих дизадаптивные расстройства, вызванные синдромом полярного напряжения, позволяет существенно повысить эффективность профилактических и лечебных мероприятий при развитии у жителей Севера  ишемической болезни сердца.[13]
• Иммунная и эндокринная системы

• Изучено состояние эндокринной и иммунной систем организма человека на Севере в связи со стажем, возрастом, принадлежностью к группе населения, продолжительностью светового дня. Полученные данные показали, что состояние эндокринной системы отличается крайней нестабильностью. В течение года, в связи с резкой фотопериодичностью, асинхронно изменяется активность эндокринных органов. Так в период полярной ночи или минимальной продолжительности светового дня наиболее активна щитовидная железа. В период полярного дня или максимальной продолжительности светового дня преобладает активность коры надпочечника. В процессе проживания в высокоширотном регионе, с возрастом, увеличивается продукция лютропина и снижается содержание в крови фоллитропина. Соответственно изменяется и гормональная активность гонад. Использование функциональных нагрузок (синактен, рифатироин) выявило снижение резервных потенций эндокринных органов.[12]
• Комплексное исследование иммунного статуса северян показало, что неблагоприятные климатические высокоширотные факторы создают условия для развития хронического антигенного стресса, активизирующего систему иммунитета по типу аутосенсибилизации. При этом увеличивается риск сокращения резервных возможностей поддержания иммунного гомеостаза, обуславливая торможение возрастного развития иммунной системы, преждевременное ее старение у взрослых и формируя высокий уровень развития вторичных дефектов иммунной защиты. [8]
• Иммунно - гормональное районирование территории Европейского Севера РФ дает основание считать, что степень риска формирования вторичных системных дисбалансов соизмеряется со степенью социальной и климато географической дискомфортности.
• 2.3. Нервная система
• Состояние нервно-психологического напряжения - обычное дело на Севере.
• Полярная ночь, как правило, характеризуется наличием чувства необоснованной тревоги и напряжения, депрессией, сонливостью, по утрам отсутствует традиционное чувство бодрости. Но вот зима миновала, и мы очутились в противоположных условиях белых ночей и полярного дня. Вот так - или «все» или «ничего». А что лучше - полярный день или полярная ночь-это еще вопрос. Ученые (Л. Е. Панин, В. П. Соколов) установили, что и в полярный день происходят существенные изменения психического статуса людей. Появляются такие симптомы, как раздражительность, вспыльчивость, необоснованно повышенная психическая активность.[4]
• Такие варьирования из одной крайности в другую не могут не действовать на психику, особенно на эмоциональное состояние. И вот мы наблюдаем следующую картину - человек практически здоров, но что-то в нем не так. Это как плохо настроенное пианино. Играть на нем можно, но человек, обладающий хорошим музыкальным слухом, морщится от фальши.
• Для регулирования такого состояния и приведения самочувствия в оптимальное состояние необходимы не просто положительные эмоции, но активное общение с природой. И возникающие у нас на Севере «тропические купальни» - совсем не лишнее развлечение, а способ получить заряд бодрости и здоровья - физического и душевного.[10]
• Выводы
• Сегодня кардиологи всего мира доказали, что недостаток двигательной активности - одна из главных причин «эпидемии» сердечно - сосудистых заболеваний. Физические упражнения - простой, древнейший и общедоступный способ, который прочно занимает ведущее место в арсенале оздоровительных средств. С уверенностью можно сказать: нельзя вести малоподвижный образ жизни и быть здоровым человеком. Здоровье не может быть без движения.[2]
• Социальные и гигиенические аспекты оптимизации условий жизни и труда организованных коллективов в суровых климатических условиях многообразны и включают такие проблемы, как рациональное формирование трудовых коллективов, организация транспорта, связи, рабочих мест, устройство и оборудование жилища, конструкция одежды, организация питания и водоснабжения, режим труда, отдыха. Успешное их решение обеспечивает защиту организма человека от неблагоприятных внешних  условий.
•     Излишнее ограничение внешних раздражителей может привести к детренированности различных функциональных систем организма,  гиподинамии, снижению иммунологической активности и другим нежелательным реакциям, ослабляющим естественные возможности организма к приспособлению и создающим предпосылки к возникновению патологии. Поэтому разработка и практическое внедрение научно обоснованных комплексов физических упражнений, специализированных тренировок, использование физиотерапевтических средств, биостимуляторов и адаптогенов входят в комплекс мер медицинского и социального характера.
•       Пребывание человека в непривычных климато – географических зонах нередко вызывает характерные психосоматические расстройства: раздражительность, вспыльчивость, тревожное состояние, эмоциональную неустойчивость, подавленность, повышенную утомляемость, нарушения сна, разбитость, боли различной локализации (головные, в области сердца, артралгии). Это состояние получило название «синдром психоэмоционального напряжения». При нем снижается пропускная способность анализаторных систем, уменьшается надежность интегративных функций головного мозга. Причинами нервного напряжения являются как стрессовые воздействия физических факторов окружающей среды, так и специфические особенности обитания ограниченных коллективов: длительная изоляция, гиподинамия, сенсорная недостаточность, дефицит информации, однообразие социального окружения, быта, ландшафта. Однообразное окружение является причиной состояния, называемого монотонней (снижение работоспособности, сонливость, индифферентность). Наряду с объективными факторами большое значение приобретают психологическая совместимость людей, взаимоотношения в коллективе, проблемы формального и неформального лидерства. Недостаточная профессиональная квалификация может порождать неуверенность в себе и различные невротические состояния. К негативным проявлениям психофизиологической динамики личности следует отнести депрессию, неряшливость, медлительность, нарушения аппетита, обостренную чувствительность к физическим и моральным раздражителям.
•    При благоприятном течении приспособления к новым условиям среды обитания отчетливо проявляются положительные качества личности: терпимость, самодисциплина, уравновешенность, самостоятельность, активность. Необходимыми условиями для формирования здорового психологического климата в коллективе являются мотивация участия, отзывчивость и доброжелательность, дисциплина, терпимость к трудностям быта, демократичность, опыт и компетентность руководителя.[3]
• Несмотря ни на что человек живуч и пластичен, потенциальные «запасы» здоровья велики, необходимо лишь самому человеку относиться к ним рационально. По общепринятым представлениям структура здоровья человека обеспечивается здравоохранением лишь на 10-12%, наследственности принадлежит 18%, условиям среды - 20%, а самый большой вклад - 50-52% - это вклад образа жизни. Если учитывать, что ситуация с окружающей средой на Крайнем Севере по меньшей мере неблагоприятна, то «контрольный пакет акций» - в наших руках
• Список использованных источников