|
Биология экзамен. Биология наука о жизни, об общих закономерностях существования и развития живых существ. Место и задачи предмета в системе медицинского образования. Биология
Раздел 5 Биогеоценотический уровень организации живого
5.1 Биологические аспекты экологии человека
1.Экология-наука о закономерностях взаимоотношений живых организмов и среды. Понятие биотических, абиотических и антропогенных факторах среды. Методы экологических исследований.
Экология – наука о взаимоотношениях живых организмов и среды их обитания. Природа, в которой обитает живой организм, является средой его обитания. Факторы среды, которые воздействуют на организм, называют экологическими факторами:
1) абиотические факторы – факторы неживой природы (температура, свет, влажность);
2) биотические факторы – взаимоотношения между особями в популяции и между популяциями в природном обществе;(влияние растений,животных)
3) антропогенный фактор – деятельность человека, приводящая к изменению среды обитания живых организмов.(минеральные удобрения, ядохимикаты, использование атомной энергии)
Методы экологических исследований:
1)Полевые методы имеют первостепенное значение. Они предполагают изучение популяций и сообществ в естественной среде (в природе) и позволяют установить воздействие на объект комплекса факторов, изучить общую картину развития и жизнедеятельности изучаемого объекта.
(В качестве примера можно привести леса на склонах разных экспозиций, на разных почвах, на разных географических широтах. Или водные экосистемы на разной глубине в одном и том же море, на одной глубине в южных и северных морях. Все они, несмотря на различия, развиваются по одним и тем же законам, под влиянием комплекса факторов, но значения этих факторов разные и зависят от местоположения объекта исследований.)
2) Экспериментальные методы отличаются от полевых тем, что организмы искусственно ставятся в условия, при которых можно дозировать размер изучаемого фактора, следовательно, можно точнее, чем при обычном наблюдении, оценить его влияние. При этом выводы, полученные в лаборатории, требуют обязательной проверки в полевых условиях.
(В качестве примеров экологических экспериментов можно привести исследования функций лесозащитных полос, изучение осветления насаждений, влияния разных доз удобрений, вносимых под сельскохозяйственные культуры и т.д. Широко известен метод изучения конкурентных взаимоотношений деревьев в лесу путем ограничения определенной площади (площади питания).)
3) Экологический мониторинг – один из главных методов изучения динамики экосистем (биогеоценозов), происходящей под воздействием естественных и антропогенных факторов. Под мониторингом понимается специальное длительное слежение за состоянием одних и тех же экосистем. Подобные исследования сопряжены с большими время- и трудозатратами, так как предусматривают детальное описание и изучение всех компонентов, составляющих биогеоценоз, и потому возможны лишь при организации стационарных работ.
К сожалению, изучение процессов, а именно изучение трансформации сложных многокомпонентных систем, какими являются экосистемы и растительные сообщества – это следующий этап развития экологии. Пока что наибольшее развитие получил мониторинг растительного покрова (ботанический), но и он еще находится в начальной стадии.
2. Экология человека. Характеристика уровней экологической связи человека. Понятие о конституции, их классификация.
Экология человека - наука о взаимоотношении человека со средой обитания в различных аспектах (экономическом, техническом, физико-техническом, социально-психологическом) и призвана определить оптимальные условия существования человека, включая допустимые пределы его воздействия на окружающую среду. Взаимоотношения со средой человека, как организма, изучает аутэкология, экологию сообществ людей - синэкология.
Конституция — это совокупность функциональных и морфологических особенностей организма, сложившихся на основе наследственных и приобретенных свойств, которые определяют своеобразие реакции организма на внешние и внутренние раздражители.
Конституция (лат. constitutia - установление, организация) - это комплекс индивидуальных относительно устойчивых морфологических, физиологических и психических свойств организма, обусловленных наследственностью, а также длительными и интенсивными влияниями окружающей среды, проявляющимися в его реакциях на различные воздействия.
Конституция, как обобщенная морфофункциональная характеристика индивидуума, отражает особенности не только телосложения, но также психической деятельности, метаболизма и функционирования вегетативных систем, адаптационных, компенсаторных и патологических реакций человека.
Классификация, предложенная М.В.Черноруцким. Он выделил три типа конституции:
1)астенический; 2) нормостенический; 3) гиперстенический.
Астеник (эктоморф) -Астеники выглядят хрупкими и утонченными. Они, как правило, высокие и худые. Из-за высокой скорости обмена веществ они с трудом набирают вес, имеют низкое содержание жира. Мышцы слабовыраженные, не рельефные, контуры тела угловатые. Астеники могут позволить себе пищевые излишества, алкоголь, при этом не прибавляя в весе, особенно в молодом возрасте. С возрастом жир откладывается главным образом на животе. Чтобы нарастить мышечную ткань, астеникам необходимо заниматься спортом, прежде всего, силовыми тренировками. Высокий рост и небольшой вес являются преимуществами в таких видах спорта, как баскетбол, бег и прыжки с шестом. Для укрепления костей и предотвращения развития остеопороза в зрелом возрасте астеникам необходимо соблюдать диету, богатую кальцием и жирными кислотами, а также следить, чтобы вес не был ниже нормы (ИМТ 18,5-24,99).
Нормостеник (мезоморф) -Нормостеники имеют пропорциональную мускулистую фигуру. У мужчин широкие плечи и грудь, узкие бедра. Женщины этого типа часто кажутся более плотными, чем хрупкие астеники, однако большая масса тела обусловлена у нормостеников не жиром, а мышечной тканью. Люди этого типа больше других приспособлены для занятий спортом и показывают лучшие результаты. Часто у них повышенный аппетит, обусловленный высокой двигательной активностью. Вынужденные вести сидячий образ жизни, нормостеники могут набрать вес из-за положительного баланса калорий. Чтобы стать стройной и тонкой, женщине этого типа придется потерять не столько жировую, сколько мышечную ткань. Это приведет к сильному замедлению обмена веществ. А при повышенном аппетите сохранение тонкой фигурки может стать для нее очень сложной задачей. Лучшая стратегия похудения для нормостеников – снижать процент жира до минимума с помощью диеты, одновременно укрепляя мышцы. Пропорциональная фигура без складок жира привлекательна в любые времена.
Гиперстеник (эндоморф) -Гиперстеники обладают широкими округлыми формами. Как правило, у них больше содержание жира, чем у других типов. Из-за замедленного обмена веществ эндоморфы быстро набирают вес. Спортом они заниматься не любят, предпочитая при необходимости соблюдать диету. Однако представители этого типа больше, чем остальные, нуждаются в наращивании мышечной ткани. Мышцы расходуют много энергии, ускоряя обмен веществ. Для сохранения привлекательной фигуры гиперстеникам придется приложить немало усилий. Часто с возрастом фигура эндоморфа начинает все больше расплываться, несмотря на физическую активность и разумное питание.
Ещё возможно здесь можно рассказать про спринтера стайера и микста.(адаптационные способности к времени и силе нагрузки!) Стайер-длительно, но не оч сильные нагрузки, Спринтер- Кратковременные очень мощные нагрузки, а микст-средние адаптационные способности.
3. Механизмы биологической адаптации человека к факторам среды. Адаптивные типы человечества и их характеристика.
Адаптивный тип представляет собой норму биологической реакции на комплекс условий окружающей среды и проявляется в развитии морфофункциональных, биохимических и иммунологических признаков, обеспечивающих оптимальную приспособленность к данным условиям обитания.
Адаптивный тип- это норма реакции, независимо (конвергентно) возникающая в сходных условиях среды обитания, в популяциях, которые могут быть не связаны между собой генетически.
Достаточно четко выделяются несколько устойчивых комплексов биологических признаков.
1. Арктический адаптивный тип.
Арктическим аборигенам присущи высокая плотность сложения (телосложение массивное, мезоморфия, особенно в врхней части туловища, туловище удлиненное, а ноги относительно короткие, крупная цилиндрическая грудная клетка, объемная костно-мозговая полость длинных костей при относительно небольшой толщине компакты.Характерен повышенный уровень жирового и белкового обмена (вместе с этим- холестерина крови, гамма-глобулинов и т.п.). Все это создает высокую теплопродукцию и низкую поверхность теплоотдачи, что может рассматриваться как приспособление к ведущему фактору среды- холодовому стрессу. Для арктических популяций характерно ускорение процессов роста, развития и старения, но жизненный цикл человека несколько укорочен.
2. Континентальный адаптивный тип.
Для жителей континентальной зоны характерны укороченные пропорции тела, уплощенная грудная клетка, в среднем повышенное жироотложение и явное увеличение массы тела (все чаще встречаются грудной и брюшной конституциональные типы). Из физиологических признаков заметно понижение содержания минеральных веществ в скелете.Близкие черты присущи и жителям таежной зоны, но они отличаются прежде всего миниатюрностью и мезоморфностью сложения.
3.Тропический адаптивный тип.
Морфофункциональный комплекс обитателей тропических широт весьма специфичен: вытянутая форма тела, долихоморфия пропорций, большая поверхность тела. Хотя длина тела (а по сути- поверхность испарения) в любом случае очень велика. Значительно увеличены количество потовых желез кожи и интенсивность потоотделения. Характерны некоторое понижение уровня обменных процессов, сокращение синтеза эндогенных жиров, небольшие размеры тела и некоторая деминерализация скелета.
Все эти признаки могут рассматриваться как явные приспособления к условиями жаркого и влажного климата. Вместе с тем тропическая зона весьма неоднородна.
4. Аридный адаптивный тип.
Многие черты тропического комплекса свойственны и населению тропических пустынь: отмечается тенденция к линейности телосложения (высокий процент астеноидных форм с уплощенной грудной клеткой), развитие мускульного и жирового компонента понижено. Снижены уровни основного обмена, холестерина крови и минерализации скелета. наряду с этим отмечается более эффективная сосудистая регуляция потери тепла в условиях резких суточных колебаний окружающей среды. Население внетропических пустынь отличается несколько большей плотностью тела (крупные размеры и вес)- это реакция на более низкие температуры среды.
5. Высокогорный адаптивный тип.
В условиях высокогорья, для которого характерны недостаток кислорода (гипоксия) и понижение температтуры среды, формируется массивность скелета и крупные размеры длинных костей (что связано с интенсивным эритропоэзом), цилиндрическая грудная клетка с высокой жизненной емкостью легких (ЖЕЛ).
Не исключена возможность, что крупные размеры и сильное выступание носа способствуют приспособлению к существованию в сравнительно высокогорных областях, где некоторая разряженность воздуха требует большой площади носового отверстия, а низкая температура благоприятствует увеличению объема носового входа как согревающей камеры. Подобные черты обнаруживаются у коренных жителей Кавказа и переднеазиатсикх нагорий. Характерны высокое содержание гемоглобина крови, увеличение периферического тока крови, большее число и величина капилляров.В условиях высокогорья в целом менее интенсивно идут процессы роста и развития, позднее наступает старость, продолжительнее жизненный цикл.
6. Адаптивный тип умеренной зоны.
По большинству морфологических и физиологических признаков население умеренной зоны занимает промежуточное положение между арктическими и тропическими группами. Но картина изменчивости весьма пестрая (оглянитесь- ведь мы с вами как раз и живем в этой климатической области). Межгрупповая и внутригрупповая изменчивость признаков очень велика, а сама умеренная зона, по видимому, вообще наиболее комфортна для современного человека и предъявляет наименее жесткие требования к организму человека.
Некоторые механизмы биологической адаптации:
Длина тела
Масса тела.
Весоростовой индекс Рорера.
Поверхность тела.
Тотальные продольные и широтные попорции тела.
Строение грудной клетки.
4. Медицинская экология. Показатели здоровья человека. Влияние климатических условий на здоровье человека.
Медицинская экология (экологическая медицина) — новое направление медицинской науки, рассматривающей взаимодействие между факторами риска внешней среды и здоровьем человека
МЕДИЦИНСКАЯ ЭКОЛОГИЯ- (синоним медицинские аспекты антропоэкологии) - раздел антропоэкологии и направление в современной профилактической медицинe, анализирующий связи и зависимость общественного здоровья и его нарушений от факторов окружающей природной, социальной и техногенной среды.
Этиологические факторы возникновения заболевания у человека
питание;
курение;
инфекции;
алкоголь;
среда;
геофизичекие факторы;
промышленные выбросы;
пищевые добавки;
лекарства и медицинские процедуры;
неизвестные причины 3 %.
Большинство специалистов считают, что практически здоровые люди не реагируют на погоду. Как правило, высокая чувствительность к изменениям в состоянии атмосферы возникает у людей среднего или пожилого возраста с развитием некоторых заболеваний. Магнитные бури или повышение солнечной активности не вызывают заболеваний, но могут влиять на самочувствие при нарушениях сердечно-сосудистой и нервной систем.
По происхождению и характеру воздействия экологическими факторами делятся на абиотические, биотические и антропические.
Влияние климатических условий
Влияние горного климата на организм человека. Одним из сложных в экологическом отношении районов проживания человека является высокогорье. Главными абиотическими факторами, влияющими в этом случае на организм, являются изменения парциального давления атмосферных газов, в частности кислорода, понижение среднесуточной температуры, повышение солнечного излучения.
Важным показателем является сезонная разница. Минимальные сезонные колебания температуры в тропических зонах очень благоприятны для жизни. В северных районах народонаселение увеличивается преимущественно за счет увеличения городов, где есть условия для частичной изоляции человека от неблагоприятных влияний окружающей среды.
Показатели здоровья населения включают: демографические, заболеваемости и самооценку здоровья населением.
Критерии общественного здоровья
Медико-демографические — рождаемость, смертность, естественный прирост населения, младенческая смертность, частота рождения недоношенных детей, ожидаемая средняя продолжительность жизни.
Заболеваемость — общая, инфекционная, с временной утратой трудоспособности, по данным медицинских осмотров, основными неэпидемическими заболеваниями, госпитализированная.
Первичная инвалидность.
Показатели физического развития.
Показатели психического здоровья.
Все критерии нужно оценивать в динамике. Важным критерием оценки здоровья населения следует считать индекс здоровья, то есть долю неболевших на момент исследования
Некоторые биологические показатели нормы для среднего взрослого человека
Частота сердечных сокращений — 60-90 в минуту
Артериальное давление — в пределах 140/90 мм рт.ст.
Частота дыхательных движений — 16-18 в минуту
Температура тела — до 37 °C (в подмышечной впадине)
Основными из них для измерения уровня здоровья являются демографические показатели, такие, как: средняя ожидаемая продолжительность жизни при рождении (всего, в том числе для мужчин и женщин); коэффициенты общей, повозрастной, в том числе младенческой, смертности (всего, в том числе для мужчин и женщин); показатели смертности, ее причины (всего и по половозрастным группам).
5. Экологические проблемы питания человека.
Классификация загрязняющих веществ, в зависимости от химической природы соединений и их воздействия на организм человека. Все загрязняющие соединения разбиты на девять групп.
К первой группе относят радионуклиды, которые могут попасть в пищевые продукты случайно или в результате специальной обработки. Особенно остро встала проблема загрязнения пищевых продуктов после аварии на Чернобыльской атомной станции.
Ко второй группе относят тяжелые металлы и другие химические элементы, которые в концентрациях выше физиологической потребности вызывают токсическое или канцерогенное воздействие на организм человека. Основную массу загрязняющих тяжелых металлов и соединений составляют: фтор, мышьяк и алюминий, а также хром, кадмий, никель, олово, медь.
К третьей группе относят микотоксины — соединения, накапливающиеся в результате жизнедеятельности плесневых грибов. Как правило, грибы развиваются на поверхности пищевых продуктов, а продукты их метаболизма могут проникать и вовнутрь. На сегодня известно свыше 100 микотоксинов, но наиболее известны афлатоксины и патулин.
В четвертую группу включают пестициды и гербициды. Эти соединения используются для защиты растений в сельском хозяйстве и попадают чаще всего в пищевые продукты растительного происхождения. В настоящее время известно более 300 наименований пестицидов и гербицидов. Обычно определяют два — пять наиболее применяемых в данном регионе.
В пятую группу относят нитраты, нитриты и их производные нитрозамины. Соединения азотной и азотистой кислот в нашем организме не метаболируются, поэтому их поступление приводит к нарушению биохимических процессов в организме в виде токсических и канцерогенных проявлений.
К шестой группе загрязняющих веществ относят детергенты (моющие средства). При переработке пищевых продуктов используют оборудование из нержавеющей стали. После каждой рабочей смены оборудование (особенно в молочной и консервной промышленности) моют с применением каустической соды или других моющих средств. При плохом ополаскивании оборудования первые порции пищевой продукции будут содержать детергенты.
В седьмую группу загрязняющих веществ относят антибиотики, антимикробные вещества и успокаивающие средства. Эти соединения, поступая с продуктами питания, воздействуют на микроорганизмы толстого кишечника и способствуют развитию у человека дисбактериоза, а также привыканию патогенных микроорганизмов к этим антибиотикам.
К восьмой группе относят антиоксиданты и консерванты. Эти вещества используют для продления срока хранения пищевых продуктов, за счет блокирования химических и биохимических процессов. При поступлении в организм человека данные соединения блокируют отдельные биохимические процессы, либо воздействуют на бифидобактерии желудочно-кишечного тракта человека. Это способствует развитию дисбактериоза.
В девятую группу загрязняющих веществ входят соединения, образующиеся при длительном хранении или в результате высокотемпературной обработки пищевых продуктов. К ним относят продукты химического разрушения сахаров, жиров, аминокислот и продукты реакций между ними. Эти простые и комплексные соединения организм человека не может метаболировать, что приводит к накоплению этих соединений в печени человека, а возможно и к нарушению биохимических процессов в организме.
Загрязняющие вещества пищевых продуктов можно классифицировать также по характеру действия на организм человека, токсичности и степени опасности. По характеру действия различают, с одной стороны, вещества, оказывающие общее действие (раздражающее, аллергическое, канцерогенное) с другой — вещества, действующие на определенные системы и органы (нервную, кроветворную, печень, желудочно-кишечный тракт и т. д.).
6.Основные направления и результаты антропогенных изменений в окружающей среде. Антропогенные экологические системы.
Человек стал оказывать влияние на окружающую его природную среду с тех пор, как перешел от собирательства к охоте и земледелию. Результатом охоты явилось исчезновение ряда видов крупных млекопитающих и птиц. Многие виды стали редкими и находятся на гране исчезновения. Развитие земледелия приводило к освоению все новых территорий для выращивания культурных растений. Леса и другие естественные биоценозы замещались агроценозами – бедными по видовому составу плантациями с/х культур.
Большое значение имеет воздействие на природу, связанные с развитием промышленности, сопровождающиеся изменением ландшафта вследствие добычи полезных ископаемых и поступлением в окружающую среду загрязняющих веществ. Загрязнение – это привнесение в какую- либо среду новых, не характерных для нее веществ или превышение естественного уровня этих веществ в окружающей среде. Это влияние на атмосферу, гидросферу, почву, а также радиоактивное загрязнение биосферы.
Антропогенные экологические системы: Города и Агреценозы
Город: Во многом напоминает такие экологические системы, как пещерные, глубоководные и иные биогеоценозы, зависящие в основном от поступления в них энергии и вещества извне. Они полностью или частично лишены продуцентов и поэтому называются гетеротрофными.
Город от большинства природных экологических систем отличается следующими особенностями:
более интенсивным метаболизмом на единицу площади, для чего используется в первую очередь не солнечная энергия, а энергия горючих материалов и электричества;
более активной миграцией веществ, в которую вовлекается перемещение металлов, пластмасс и т.д., причем не столько в пределах системы, сколько на входе и на выходе из нее;
более мощным потоком отходов, многие из которых вообще не реутилизируются и являются более токсичными, чем естественное сырье, из которого они получены.
Хотя в большинстве городов имеются мощные зеленые насаждения, органическая продукция их не играет существенной роли в снабжении города. Кислород, выделенный ими, не покрывает его расходов на дыхание людей, животных, а главное — на технологические процессы промышленных предприятий. Без постоянных поступлений пищи, строительных материалов, горючего, электричества и воды город вскоре прекратил бы существование.
Площадь суши, занятая в настоящее время городами, составляет 1—5% в разных районах мира. Однако воздействие их на окружающую среду огромно. Город может влиять на окружающие его биогеоценозы не только как потребитель органического вещества и кислорода, но и как мощнейший загрязнитель, действующий нередко на огромном расстоянии.
Так, продукты питания и промышленное сырье могут завозиться в города с расстояний в несколько тысяч километров. Загрязнение воздуха вредными промышленными выбросами в Центральной Европе приводит к выпадению кислотных дождей в Скандинавии, что вызывает деградацию местных лесных биогеоценозов.
Современный город сам не производит продуктов питания и других органических веществ, не обогащает воздух кислородом, почти не возвращает воду и неорганические материалы в круговорот веществ. Поэтому в широком экологическом смысле город не может считаться экологической системой. Для того чтобы рассмотреть город как биогеоценоз с характерными для него признаками устойчивости, саморегуляции и саморазвития, необходимо расширить его границы с учетом тех близких и отдаленных сред, которые определяют его жизнеобеспечение. Поэтому изучение экологических проблем городов необходимо вести не только в самих городах, но и далеко за их пределами.
|
|
|
Скачать 0.56 Mb.