Экологическая ф.ч. Конспект лекций. Конспект лекций Донецк 2016
 Скачать 1.94 Mb.
|
|
Физиологические реакции организма на действие высоких температур окружающей среды Действие высокой температуры окружающей среды на человека (свыше 32 С – температу- ры комфорта для легко одетого человека) или повышение температуры тела за счет тяжелой мы- шечной работы воспринимается периферическими или центральными терморецепторами и вклю- чает комплекс краткосрочных механизмов, направленных на увеличение теплоотдачи. В частно- сти, первым механизмом, способствующим более эффективной теплоотдаче в окружающую среду, является расширение кожных сосудов и одновременное усиление сердечной деятельности с целью увеличения минутного объема кровотока и более эффективной перфузии кожных покровов. Увеличение притока крови к коже сопровождается некоторым ее нагреванием и, как след- ствие повышением эффективности отдачи тепла в окружающую среду путем теплоизлучения, теп- лопроведения и конвекции. Причем теплоотдача путем конвекции особенно эффективна в ветре- ную погоду, а нормальная реализация теплоотдачи проведением тепла возможна преимуществен- но с оголенных поверхностей тела и сильно затрудняется с участков кожи, покрытых шерстяной или меховой одеждой. При температуре воздуха 36 С и выше (т.е. примерно равной температуре тела) теплоотдача путем проведения тепла и конвекции становится невозможной, а эффективность радиационной теплоотдачи резко снижается в связи с более выраженным нагреванием организма от источников коротковолнового инфракрасного излучения, чем охлаждением путем рассеивания тепла. В таких условиях остается только единственный способ – теплоотдача испарением с по- верхности тела, эффективность которой резко ослабевает при высокой влажности атмосферного воздуха. Первоначальное пребывание человека, неадаптированного к высоким температурам, в усло- виях жаркого климата сопровождается увеличением интенсивности сердечной деятельности (преимущественно частоты сердечных сокращений), величины минутного объема кровотока, артериального давления и улучшением перфузии кожи. Продолжительное же (не менее 10 дней) пребывание человека в условиях высокой температуры воздуха сопровождается постепенной нормализацией всех отмеченных показателей, а первоочередное значение в формировании долго- срочной адаптации имеют: некоторая гипертрофия потовых желез; повышение чувствительности потовых желез к изменению температуры кожи, в резуль- тате чего они начинают активироваться при более низких температурах кожи, чем у не акк- лиматизированных к теплу людей; увеличение объема плазмы и содержания в ней белков, что уменьшает вероятность резкого снижения объема циркулирующей крови при сильной тепловой нагрузке. Следовательно, результатом долгосрочной адаптации человека к действию высоких темпе- ратур является усиление эффективности отдачи тепла путем испарения, предполагающее повыше- ние функциональной активности потовых желез. Так, у людей, адаптированных к высоким темпе- ратурам окружающей среды или к тяжелой мышечной работе, сопровождающейся резким повы- шением теплопродукции, максимальная интенсивность потоотделения может достигать 1-2 л/ч. Кроме того, выделение пота начинается при более низкой средней кожной и внутренней темпера- турах (т.е. снижается температурный порог активации регуляторных механизмов), что способст- вует эффективному увеличению теплоотдачи еще до момента значимого повышения температуры тела и служит защитой от теплового удара. Наряду с отмеченными сдвигами в состоянии потовых желез, тепловая адаптация связана и с качественным изменением секретируемого пота, в частности, с уменьшением содержания в нем ионов, благодаря чему уменьшается вероятность шока вследствие потери ионов. Кроме того, чув- ство жажды при данном уровне потери воды с потом по мере тепловой адаптации усиливается, что играет важное защитное значение в плане поддержания теплового баланса. 42 Физиологические реакции организма на действие низких температур окружающей среды Пребывание человека в условиях низких температур окружающей среды сопровождается некоторым охлаждением кожи, воспринимаемым ее терморецепторами и включающим комплекс краткосрочных адаптационных реакций, направленных на увеличение теплопродукции и макси- мально возможное уменьшение теплоотдачи. Увеличению теплопродукции, в свою очередь, способствуют: повышение двигательной активности человека, как за счет произвольной двигательной ак- тивности, так и по причине непроизвольного возникновения терморегуляционного тонуса и дрожи (начинается в мышцах шеи и головы с той целью, чтобы, в первую очередь, норма- лизовать температуру крови, поступающей к головному мозгу); усиление энергетического обмена в организме (запускается катехоламинами, глюкокорти- коидами и отчасти тиреоидными гормонами, секреция которых при охлаждении повышает- ся). Ограничение теплоотдачи организмом человека в условиях действия холода преимущест- венно осуществляется путем резкого сужения сосудов кожи и открытия большей части артерио- венозных анастомозов, в результате чего ток крови через кожу уменьшается (как следствие этого, кожа бледнеет) и ускоряется (кровь течет, минуя капилляры). Причем такое уменьшение кровото- ка через кожу продолжается не беспредельно: примерно через 5 минут оно сменяется увеличением кровотока (и как следствие, покраснением кожи – реакция Льюиса, которая может способствовать повышению температуры кожи на 7-10 С), после чего эти реакции (побледнение и покраснение кожи) начинают сменять друг друга. Отмеченное чередование изменения интенсивности кожного кровотока в условиях холода препятствует резкому уменьшению кровоснабжения кожи и разви- тию отморожений. Причем, если руки тепло одетого человека регулярно подвергаются воздейст- вию холода, то болевые ощущения в коже рук со временем уменьшаются, что отчасти связано со сдвигом реакции холодового расширения кожных сосудов в область более высоких температур и является своеобразной защитной реакцией, препятствующей развитию отморожений. Немаловажное значение в ограничении отдачи тепла человеком имеет использование им более теплой одежды (в основном мелкоячеистой с хорошими теплоизолирующими свойствами), а также употребление с пищей большего количества жиров, что способствует увеличению собст- венных подкожных жировых отложений и, как следствие, теплоизолирующих свойств кожи. Про- должительное пребывание людей в условиях низких температур сопровождается развитием по- степенной акклиматизации, формирующейся преимущественно за счет ускорения обменных про- цессов и возможной некоторой гипертрофии ряда скелетных мышц. Причем многими исследова- телями допускается предположение о первоочередной роли повышения секреции катехоламинов и тиреоидных гормонов в развитии долгосрочной холодовой адаптации, хотя уровень этих гормонов в крови у жителей Севера практически не отличается от такового представителей средних и юж- ных широт. Вместе с тем при частом, но непродолжительном, действии холода на организм развива- ется, как правило, толерантная холодовая адаптация, которая проявляется в смещении темпера- турного порога дрожи и метаболических терморегуляторных реакций в сторону более низких тем- ператур, вследствие чего у таких людей на холоде может даже возникнуть умеренная гипотермия, не сопровождающаяся возникновением субъективного дискомфорта. Так, например, аборигены центральной Австралии (которые живут в условиях резкого колебания суточных температур: ноч- ные температуры могут достигать от -2 до -10 С, а дневные даже в зимнее время – +30-35 С) мо- гут провести целую ночь почти раздетыми (укрывшись только покрывалами) при температуре воздуха, близкой к нулю, и при этом не испытывать дрожи. Подобная толерантная холодовая адаптация развивается у некоторых корейских и японских женщин – искательниц жемчуга, ны- ряющих на глубину (температура воды около 10 С) и проводящих там по несколько часов в день. Некоторыми специалистами в экспериментах на людях установлено, что сдвиг температурного порога дрожи в более низкую сторону может произойти в течение всего лишь нескольких дней, если подвергать людей холодовому стрессу продолжительностью от 30 до 60 минут. 43 При длительном же пребывании на холоде такая форма адаптации не пригодна и главным механизмом ее развития является увеличение интенсивности обмена веществ. Так, например, у индейцев племени алакалуф (острова Западной Патагонии) и эскимосов, подвергающихся воздей- ствию холодного воздуха дождя и снега, интенсивность основного обмена на 25-50% выше нормы. Некоторые морфологические признаки людей, обуславливающие возможность оптимального развития температурной адаптации Наряду с отмеченными морфо-функциональными перестройками, возникающими в орга- низме при продолжительном пребывании человека в условиях холодного или жаркого климата, у представителей различных народностей, проживающих в разных географических широтах, имеют место и некоторые особенности строения тела (во многом генетически обусловленные). Так, со- гласно правилу Бергмана, в пределах одного политипического теплокровного вида размер тела подвида обычно увеличивается с уменьшением температуры окружающей среды. Правило Алле- на, в свою очередь, гласит: у теплокровных животных, относящихся к одному виду, имеется тен- денция к увеличению относительного размера сильно выступающих частей тела (таких, как уши и хвост) с увеличением температуры окружающей среды. Физиологическая целесообразность таких закономерностей заключается в следующем. Во- первых, чем больше линейные размеры тела и вес, тем соответственно и выше уровень теплопро- дукции организма, что будет наиболее подходящим морфологическим типом в условиях низких температур окружающей среды. И действительно, средний вес тела людей жарких стран ниже та- кового популяций умеренных и холодных широт. Кроме того, отношение веса тела к площади его поверхности у людей северных широт оказывается больше такового людей экваториального поя- са. Иными словами, большинство аборигенов Севера (эскимосы, индейцы Северной Америки) ха- рактеризуются небольшим ростом при выраженной коренастости тела (внешние проявления прави- ла Бергмана), что, с одной стороны, уменьшает общую площадь поверхности теплоотдачи, а, с другой (за счет увеличения веса) – обеспечивает более высокий уровень теплопродукции. Кроме того, средняя толщина подкожного жирового слоя (бедного кровеносными сосудами и являюще- гося плохим проводником тепла, а, следовательно, увеличивающего теплоизолирующие свойства кожи) у эскимосов гораздо больше таковой негров. Наконец, в пользу справедливости правила Бергмана свидетельствует и тот факт, что средний вес тела европейцев, населяющих северные широты, больше такового представителей той же европеоидной расы, но населяющей умеренные и южные широты, несмотря на отсутствие особых различий в среднем их росте. У коренных жителей южных широт (например, представителей негроидной расы) четко проявляется правило Аллена. А именно, у них, в отличие от жителей Севера, уменьшается отноше- ние веса тела к площади его поверхности за счет сравнительно небольшой массы при большом росте и длинных конечностях. Сравнительно небольшой удельный вес тела (т.е. вес в пересчете на единицу площади поверхности), достигаемый за счет изящного туловища, минимизирует тепло- продукцию, а длинные тонкие конечности (как нижние, так и верхние) способствуют увеличению площади поверхности, с которой осуществляется теплоотдача. Кроме того, коэффициент теплоот- дачи путем испарения гораздо выше для тонких конечностей по сравнению с конечностями боль- шого диаметра. Удлиненная форма тела (т.е. относительно большая длина на единицу веса) у большинства представителей экваториальных зон обычно связана с задержкой окостенения скелета и общего физиологического созревания. В частности, у детей, живущих в экваториальной зоне, период рос- та удлинен, а наступление половой зрелости несколько запаздывает, что способствует более позд- нему окостенению метафизарных пластинок трубчатых костей. Так, дети африканцев (обычно, ха- рактеризующиеся более высоким ростом и более длинными конечностями, чем дети европейцев) отстают в окостенении скелета почти на 1 год. Следовательно, для большинства коренных представителей экваториальных широт, а также австралийских аборигенов характерна удлиненная форма тела, сравнительно небольшое и изящ- ное туловище, а также тонкие длинные конечности, что является своеобразным биологическим преимуществом для существования в жарком климате. 44 Внешние морфологические черты конституционного типа эскимосов и негров служат край- ними примерами проявлений правил Бергмана и Аллена. Вместе с тем среди представителей вида Homo sapiens нередки и такие случаи, когда популяции, относящиеся к одной и той же расовой группе и характеризующиеся определенными конституционными особенностями, нормально су- ществуют в самых различных условиях (например, индейцы Американского континента). Так, ин- дейцы атабаски, населяющие район Большого медвежьего озера, живут в таких же суровых усло- виях, как эскимосы, а индейцы майя на полуострове Юкатан или в Гватемале обитают в условиях жаркого влажного климата. Негры населяют не только джунгли и жаркие влажные места, но и хо- лодные высокогорные районы Баустленда, Эфиопии и Кении. К монголоидной расе относятся не только народы, живущие вблизи Полярного круга, но и жители Центральной Азии, привыкшие к очень резким колебаниям суточной температуры, и китайцы, живущие в Юго-Восточной Азии, где климат жаркий и влажный. Лапландцы, живущие в исключительно холодных условиях, являются представителями европиоидной расы. Таким образом, определенные особенности черт конститу- ции тела представителей различных рас лишь обуславливают возможность наиболее оптимально- го существования в тех или иных климатических условиях, не исключая адаптацию и жизнь в со- вершенно других климатических зонах. Некоторые особенности адаптации организма в различных климато-географических зонах Особенности жизнедеятельности человека в условиях северных широт Важными особенностями климатических условий северных областей Земного шара, наряду с низкой среднегодовой температурой воздуха, являются: частые непериодические магнитные возмущения, которые могут достигать сотен и тысяч гамм и продолжаться от нескольких минут до многих часов; продолжительность периода ультрафиолетового голодания на Севере в зависимости от географической широты местности и погоды составляет не менее 5-6 месяцев; вместе с тем в полярные дни приток солнечных лучей на поверхность Земли является непрерывным, что обуславливает очень высокий радиационный фон (как ультрафиолетового, так и ионизи- рующего излучения) в этот момент; в Арктических и Антарктических областях охлаждаются огромные массы воздуха, которые при циркуляции соприкасаются с нагретым воздухом тропических и экваториальных рай- онов, образуя различные фронты. Гигантское движение воздушных масс вихревого типа (циклоны и антициклоны) имеет особое значение в формировании погоды северных рай- онов. Вместе с тем медицинскими наблюдениями установлено, что для человека особенно патогенны области низкого давления циклогенетичекого характера и области высокого давления с возмущениями атмосферы. Европейский Север отличается неустойчивым со- стоянием атмосферы в связи с проникновением воздушных масс атлантического и аркти- ческого происхождения (частые непериодические колебания атмосферного давления на се- вере достигают амплитуды 70-85 мБ зимой и 40-50 мБ летом, что равносильно колебанию высоты места над уровнем моря до 500-600 м зимой и до 300-350 м летом). Неблагоприят- ной для здоровья человека в северных широтах является и большая скорость изменения давления (достигающая 9-12 мБ за 3 часа); частые ветры, скорость которых достигает 15 м/с, а общее число штормовых дней в за- падной части европейского севера составляет 100-122 в год (тогда как в Москве не превы- шает 19 дней в год); заболоченность почв в связи с коротким и холодным летом, в течение которого мало испа- ряется влаги; низкие температуры обуславливают малое содержание влаги в атмосфере (низкую абсо- лютную влажность), которое чуть больше в летний сезон. Вместе с тем относительная влажность воздуха в связи с низкой температурой воздуха довольно высока (во все время года достигает 65-95%); для северных регионов характерен своеобразный микроэлементный состав, который через ряд промежуточных звеньев (почва – вода – растения – пищевые продукты – человек) ока- 45 зывает влияние как на функции, так и на содержание различных микроэлементов в тканях человека. Так, почти для всех районов Севера характерны слабоминерализованные воды, особые сочетания макро- и микроэлементного состава местных пищевых продуктов, снижение или полная утрата минеральных веществ в продуктах, доставляемых из других регионов земного шара и подвергающихся длительному хранению. Недостаточное содер- жание фтора в питьевых водах, изменение соотношения между кальцием и оловом, маг- нием и натрием в большинстве северных регионов является причиной широкого распро- странения кариеса, поражений слизистой оболочки рта в виде катаральных и гипертрофи- ческих гингивитов, а также нарушений костной ткани, что может проявляться в виде паро- донтоза. Малое содержание йода в некоторых северных регионах обуславливает повыше- ние частоты встречаемости эндемического зоба; значительные колебания процентного содержания кислорода в атмосферном воздухе (т.е. плотности кислорода) в связи с определенными термобарическими изменениями (наличие циклона или антициклона) в течение года, а также некоторыми метеорологическими осо- бенностями. Так, при установлении антициклона наблюдается высокая плотность кислоро- да в воздухе, при циклонах и прохождении теплых фронтов она снижается. Для северян важно и то, что плотность кислорода в помещениях изменяется соответственно ходу про- цессов в атмосфере (зимой она на 10-15%, а летом на 1-5% ниже, чем в атмосферном воз- духе). Наконец, своеобразие ландшафта с отсутствием или крайней скудностью раститель- ного мира, характерные для большинства северных регионов, обуславливают значительное снижение плотности кислорода в атмосфере как в зимний, так и в летний сезоны года. Долговременную адаптацию к условиям Севера можно охарактеризовать как способность организма не просто выжить на холоде, а жить там, осуществляя широкий спектр поведенческих реакций, обеспечивая достаточно высокий уровень функций. Такая адаптация обеспечивает ранее недостижимую устойчивость организма к гипоксии, холоду, изменившемуся составу пищи и т.д., и срок ее полного развития может составлять для разных механизмов от нескольких недель до 10 лет. В основе адаптации к холоду на клеточном уровне лежит комплекс процессов, направлен- ных на усиление синтеза АТФ и преодоление энергетического дефицита, возникающего в силу нескольких обстоятельств: во-первых, по причине резкого усиления обменных процессов в организме с целью увели- чить его теплопродукцию; во-вторых, вследствие некоторого разобщения биологического окисления в тканях, нося- щего компенсаторный характер (обеспечивает повышение теплопродукции) и возникающе- го под влиянием несколько повышенного уровня тиреоидных гормонов, а также СЖК в крови (уровень СЖК повышается вследствие компенсаторного усиления липолиза в жиро- вых депо). Для реализации клеточной адаптации к холоду необходима взаимосвязь функций и гене- тического аппарата клетки, обеспечивающего активацию синтеза нуклеиновых кислот, белков (в том числе и окислительных ферментов), усиление образования митохондрий, а значит, и интенси- фикацию синтеза АТФ. Кроме того, в мембранах клеток дистальных отделов конечностей проис- ходит изменение жирнокислотного состава, которое проявляется в увеличении доли ненасыщенных жирных кислот в составе мембранных липидов и сдвиге точки их плавления в сторону более низ- ких температур. Такой сдвиг температуры плавления мембранных жиров при действии холода предотвращает "затвердение" жирнокислотных цепей и избыточное увеличение жесткости мем- бран, а, следовательно, делает возможным нормальное выполнение мембранными органоидами своих функций. Изменения, возникающие на организменном уровне при адаптации к условиям высоких ши- рот, проявляются в следующем. При длительной жизни на Севере у людей повышается основной обмен (на 15-35% по сравнению с его уровнем в средних широтах) и соответственно скорость по- 46 требления кислорода, что свидетельствует в пользу усиления окислительных процессов в организ- ме. Причем в печени и скелетных мышцах наблюдается некоторое разобщение биологического окисления, обеспечивающее повышение теплопродукции организма. Усиленное расходование кислорода клетками сопровождается развитием некоторой пери- ферической гипоксии, на которую дыхательный аппарат отвечает усилением вентиляции легких, а сердечно-сосудистая система – увеличением минутной и объемной скорости кровотока, что требует интенсификации работы сердца. Усиление вентиляции легких, особенно на холоде, при- водит к резкому их охлаждению (вследствие усиленной теплоотдачи испарением) и компенсатор- ному усилению окислительных процессов в легочной ткани (в 8-9 раз по сравнению с нормальным состоянием). Причем легкие черпают кислород для собственных нужд непосредственно из альвео- лярного воздуха, что сопровождается некоторым снижением парциального давления кислорода в нем. Вдыхание холодного воздуха сопровождается увеличением механического сопротивления на вдохе или выдохе и появлением субъективного ощущения затруднения дыхания, что на фоне пе- риферической гипоксии может обусловить возникновение "полярной" одышки. Постепенная адаптация к условиям Севера сопровождается нормализацией частоты дыха- ния и возможно даже ее снижением на фоне некоторого увеличения дыхательного объема (ДО), минутного объема дыхания (МОД), носящего компенсаторный характер в ответ на тканевую ги- поксию и недостаточность кровообращения. Долговременная адаптация к холоду приводит и к морфологической перестройке микроциркуляторного русла легких. В частности, имеет место от- четливое расширение, некоторое укорочение легочных капилляров, а также повышение их плот- ности на единицу площади легочной ткани, что сопровождается увеличением площади капилляр- ной поверхности легких и общего объема капилляров и обеспечивает более эффективное насыще- ние крови кислородом. Вместе с тем длительное пребывание в условиях Севера приводит к определенным патоло- гическим изменениям в аппарате внешнего дыхания, во многом обусловленным постоянным вды- ханием человеком холодного почти абсолютно сухого воздуха при высокой скорости его движе- ния. Патологические изменения дыхательной системы связаны с повышением тонуса артериаль- ных сосудов легких (под действием холодного воздуха), которое приводит в конечном итоге к пневмосклерозу и нарушению дренажной функции трахео-бронхиального дерева. Интенсификация сердечной деятельности требует развития гипертрофии сердца, что обес- печивает возможность длительного его перехода на более высокий уровень функциональной ак- тивности с восстановлением функционального резерва. В первые же месяцы пребывания на севере люди, как правило, испытывают одышку, особенно при ходьбе и физической нагрузке, тахикардию и боли в области сердца, которые усиливаются во время полярной ночи и при неблагоприятных погодных условиях (сильном ветре, резких перепадах атмосферного давления). К концу первого года пребывания на Севере выраженность субъективного дискомфорта в работе сердца умень- шается, и он возникает только при сильных физических и эмоциональных напряжениях и в ме- теонеблагоприятные дни. Действие холода обуславливает спазм периферических сосудов и, как следствие, повыше- ние периферического сосудистого сопротивления и артериального давления. Кроме того, в разви- тии гипертензии в условиях Севера немаловажное значение имеет и увеличение минутного объема кровотока. Среди населения Крайнего Севера широко распространена артериальная гипертония с тяжелым течением, сопровождающаяся частыми гипертоническими кризами с высоким подъемом как систолического, так и диастолического давления. При длительном действии холода у людей увеличивается кислородная емкость крови (за счет развития некоторого эритроцитоза) и коэффициент утилизации кислорода из крови тканями, в результате чего возрастает артерио-венозная разница по кислороду (с 40% (физиологическая норма) до 60%). Вместе с тем недостаточное содержание витаминов и минералов в пище северян может воспрепятствовать компенсаторному повышению кислородной емкости крови и, более то- го, служит причиной развития анемии. Наряду с увеличением количества эритроцитов в периферической крови жителей севера наблюдается и изменение качественного их состава. В частности, увеличивается доля фетального гемоглобина, обладающего более высоким сродством к кислороду (на 15%) по сравнению с НbА (у выходцев умеренных широт, проживающих на севере, содержание НbF в 4 раза, а у коренных жи- 47 телей оно более чем в 6 раз превышает таковое, характерное для жителей умеренных широт). Уве- личение доли фетального гемоглобина у северян является своеобразной компенсаторной реакцией в ответ на гипоксию, направленной на увеличение насыщения крови кислородом на уровне лег- ких. Выраженность и особенности изменений в аппарате кровообращения в условиях Севера во многом зависят от длительности пребывания человека. Так, в период первоначального пребывания (в первые 2-2,5 года) отмечается мобилизация приспособительных реакций системы кровообра- щения, что проявляется тахикардией, повышением артериального давления, периферического со- противления и уровня гемоглобина в крови. При дальнейшем пребывании человека в условиях Севера (3-6 лет) наблюдается постепен- ное урежение пульса, умеренное увеличение систолического и минутного объемов, умеренное увеличение артериального давления, периферического сосудистого сопротивления и содержания гемоглобина в крови. При длительном проживании на севере (10 лет и более) изменение уровня функциональной активности аппарата кровообращения свидетельствует в пользу его истощения и проявляется в некоторой брадикардии, выраженном снижении систолического и минутного объемов, дальней- шем компенсаторном повышении артериального давления, периферического сосудистого сопро- тивления и содержания гемоглобина в крови (а, следовательно, ее вязкости), что затрудняет дви- жение крови. Основные показатели функционального состояния сердечно-сосудистой системы (частота сердечных сокращений, артериальное давление, минутный объем кровотока, параметры ЭКГ) здо- рового аборигенного населения северных широт соответствуют общепринятым физиологическим нормам и имеют соответствующую возрастную динамику. Более того, ишемическая болезнь серд- ца, артериальная гипертония, коронарная недостаточность, атеросклеротическое повреждение со- судистой стенки у эскимосов, канадских индейцев, нганасан и других коренных жителей встреча- ются гораздо реже, чем у представителей умеренных широт. Следовательно, образ жизни и длительное (многие тысячи лет) пребывание аборигенов Се- вера в специфических климато-географических условиях накладывают определенный отпечаток на функциональное состояние сердечно-сосудистой системы, такой, что она характеризуется большей устойчивостью к действию неблагоприятных (в том числе стрессовых) факторов и рас- полагает, по всей видимости, большими функциональными резервами. Кроме того, немаловажное значение для сохранения нормального состояния сердечно-сосудистой системы у аборигенных на- родов Севера имеет повышенная скорость метаболизма жиров на фоне его переключения на экзо- генные источники жира, богатые ненасыщенными жирными кислотами, что предотвращает разви- тие атеросклероза и, как следствие, ишемической болезни сердца. При длительной жизни на Севере у людей увеличивается размер и вес печени (в основном за счет ее гиперплазии), возрастает содержание гликогена и общее количество митохондрий в ге- патоцитах, а также активность окислительных ферментов и ключевых ферментов глюконеогенеза. Увеличение размеров и веса печени возникает компенсаторно в связи с повышением уровня ее функциональной активности как по причине участия этого органа в общем термогенезе организ- ма, так и повышенной нагрузки на нее вследствие преобладания в пище северян мяса и жиров. У людей изменяется гормональный статус организма, что проявляется в повышении функ- циональной активности щитовидной железы и надпочечников (как коркового, так и мозгового их слоев), хотя заметных различий в содержании тиреоидных гормонов и катехоламинов в перифери- ческой крови северян и представителей южных и средних широт некоторые исследователи не вы- явили, что отчасти связано с малочисленностью таких наблюдений и, кроме того, может быть обу- словлено усиленным расходованием этих гормонов тканями организма. Некоторое повышение со- держания катехоламинов в крови у жителей севера наблюдается в период геомагнитных возмуще- ний, а также при значительном понижении температуры воздуха. У жителей севера развивается некоторая гиперплазия надпочечников (особенно их корко- вого вещества), а содержание 11-оксикортикостероидов в плазме их крови увеличено в 3-4 раза по сравнению со среднестатистической нормой для умеренных широт. Повышенная же потребность организма в глюкокортикоидах связана с тем, что: 48 во-первых, это стрессовые гормоны, способствующие осуществлению долговременной адап- тации организма, во-вторых, они ускоряют обменные процессы в организме, что способствует повышению его теплопродукции, а в-третьих, глюкортикоиды усиливают глюконеогенез в печени, как путем повышения ак- тивности ферментов глюконеогенза, так и их синтеза гепатоцитами. У людей, длительно живущих на Севере, изменяется не только интенсивность, но и каче- ственные характеристики обмена веществ. В частности, многие периферические ткани (печень, скелетные мышцы, легкие и др.) переходят с углеводного на липидный путь окисления, сопрово- ждающийся более высоким уровнем теплопродукции. Переход на преимущественно липидный путь окисления приводит, с одной стороны, к рез- кому усилению расходования жиров организмом и возникновению своеобразного "жирового го- лода", заставляющего людей включать в свой рацион большое количество жиров животного про- исхождения. С другой стороны, усиленное использование эндогенных жиров у пришлого населе- ния обуславливает резкое увеличение содержание в крови холестерина и насыщенных СЖК, яв- ляющихся источником образования ЛПНП И ЛПОНП, которые служат причиной атеросклероти- ческого повреждения сосудистой стенки. У аборигенов же интенсификация липидного обмена сопровождается преимущественным использованием экзогенных жиров, бедных холестерином и богатых полиненасыщенными СЖК, что препятствует появлению большого количества ЛПОНП в крови и развитию атеросклероза. Наконец, переход большинства клеток периферических тканей на липидный путь окисления со- провождается усилением процессов перекисного окисления липидов (в 4 и более раз), в ходе кото- рых образуются свободные радикалы, способные повреждать другие молекулы и клеточные структуры (прежде всего, мембраны). Кроме того, радиоактивность, а также более выраженные в условиях Севера космические и электромагнитные излучения могут способствовать активации свободнорадикальных процессов в клеточных структурах. Как следствие, резко возрастает потребность организма в ферментативных и неферментативных (витамин Е, аскорбиновая кислота, фосфолипиды, билирубин, стероидные гормоны и некоторые другие) антиоксидантах, что сопровождается первоначальным усиленным расходованием эндогенных неферментативных антиоксидантов, а по мере наступления долговре- менной адаптации – нормализацией и последующим повышением (на 70% и более) их запасов в организме. Интенсификация перекисного окисления липидов в организме приезжих жителей Севера может сопровождаться усиленной гибелью ряда клеток, а также накоплением поломок в сохра- няющих жизнеспособность клетках. У аборигенного же населения Севера устойчивость к повреж- дающему действию свободных радикалов гораздо выше, чем у приезжего, в связи с генетически обусловленной более высокой мощностью их антиоксидантной системы. Вследствие длительной жизни на Севере несколько изменяются морфо-функциональные свойства кожи и подкожной жировой клетчатки. Во-первых, у большинства людей, прибывших на Север, увеличивается толщина подкожной жировой клетчатки (что улучшает теплоизоли- рующие свойства кожи) и масса тела. Во-вторых, утолщается роговой слой эпителия кожи, что защищает ее от избыточного действия ультрафиолетового излучения в безоблачные солнечные дни и в период полярных дней, а также от иссушающего действия сильных холодных ветров. Кроме того, утолщение рогового слоя кожного эпителия приводит к снижению чувствительности холодовых рецепторов кожи и уменьшает выраженность субъективного ощущения холода челове- ком. Определенные изменения происходят и в высшей нервной деятельности человека, что от- ражается на его трудовой деятельности, способности к обучению, а также психическом состоянии. Так, в первые 3-6 месяцев после переезда на Север ослабевают многие условные и безусловные рефлексы в связи с развитием процессов торможения в соответствующих центрах (носящего охра- нительный характер); нарушается процесс оптимального регулирования деятельности ц.н.с., что уменьшает надежность выполнения интегративных функций мозга. 49 Оживление рефлекторной деятельности и приближение ее к исходному уровню происходит через 2,5-3 года после переезда на Север. Но даже у адаптированных к условиям Севера людей в период полярной ночи психическое состояние субъективно угнетается. Полярный день вначале оказывает возбуждающее действие, но вскоре развиваются явления перевозбуждения и переутом- ления. Нарушения сна в период полярной ночи и полярного дня являются отражением ломки фи- зиологических ритмов и служат причиной существенных нарушений нормальной работоспособ- ности и самочувствия. В психоэмоциональной сфере человека, прибывшего на Север, отмечается возникновение синдрома психоэмоционального напряжения, клиническими проявлениями которого служит тре- вожность различной степени выраженности: от состояния психологического дискомфорта до нев- ротического уровня тревоги. Таким образом, у жителей высоких широт развиваются выраженные изменения во многих системах организма и, прежде всего, в тех, которые имеют отношение к кислородному снабжению периферических тканей (сердечно-сосудистой, дыхательной, а также системе крови). Выражен- ность этих изменений во многом зависит от общего состояния организма, его возраста, длительно- сти пребывания на Севере и некоторых других обстоятельств и предопределяет характер даль- нейшей жизнедеятельности человека. |