Глава 2. Психофизиологические закономерности взаимодействия организма человека с окружающей средой
 Скачать 97.5 Kb.
|
|
Глава 2. ПСИХОФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ОРГАНИЗМА ЧЕЛОВЕКА С ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДОЙ 2.1. Взаимоотношения человеческого организма и окружающей среды. 2.2. Адаптация как приспособление организма к условиям окружающей среды и трудовой деятельности. 2.3. Понятие гомеостаза и механизмы его реализации. Гомеостаз деятельности. Цель: изучить особенности взаимодействия организма человека и окружающей среды, определить сущность адаптации и пути ее осуществления, проанализировать особенности адаптации организма работника к трудовым условиям, ознакомиться с понятием гомеостаза, механизмами его реализации и их проявлением в трудовой деятельности. Ключевые слова: абиотические, биотические, антропогенные факторы, адаптация, общий адаптационный синдром, гомеостаз.  2.1. Взаимоотношения человеческого организма и окружающей среды. Жизнь человека и его трудовая деятельность без внешней среды, поддерживающей существование, невозможна. Именно поэтому И.М. Сеченов считал, что в «научное определение организма должна входить и среда, влияющая на него», а «споры о том, что в жизни важнее – среда или тело, не имеют ни малейшего смысла» 7. Развивая идеи И.М. Сеченова, И.П. Павлов указывал, что деятельность организма определяется воздействием на него окружающей среды. Элементы окружающей среды, оказывающие определенное воздействие на организм, называются факторами среды. Они подразделяются на следующие группы:
Абиотические факторы определяются элементами неживой природы, их физическим состоянием и химическим составом. К производственным абиотическим факторам относят пыль, влажность, загазованность, температуру и т.п. Под биотическими факторами среды понимаются воздействие на организм всех живых существ то же и других видов. Разнообразные контакты между ними могут быть сведены к трем типам:
Антропогенные факторы – это особенности среды, обусловленные присутствием человека и его трудовой деятельностью. Вся среда, окружающая человека, практически представляет собой биоценозы1, или естественные биогеоценозы2, в той или иной степени измененные его деятельностью. В этих биогеоценезах протекает жизнь, осуществляется быт и хозяйственная деятельность. С ними связаны факторы здоровья и восстановления работоспособности. Все биогеоценозы можно подразделить на три группы:
Городские и промышленные ценозы или урбаноценозы, характеризуются большим скоплением людей, сравнительно небольшой площадью, искусственно насаженной растительностью, беднотой фауны, загрязнением среды, выбросами промышленности и транспорта. Загрязнение среды и производственные факторы могут быть причиной профессиональных и аллергических заболеваний и травматизма работников. Скученность, шум, напряженный темп городской жизни, гиподинамия создают предпосылки для нервных, психических, сердечно-сосудистых заболеваний. Поэтому основная задача в урбаноценозах – предотвращение загрязнения окружающей среды, введение замкнутых, безотходных циклов на производстве, борьба с шумом, транспортным и производственным травматизмом, создание зеленых зон внутри городов и вокруг них 7, с.311. Антропогенные изменения почвы, воздуха, пресных вод и Мирового океана очевидны. Основные причины загрязнения атмосферы - сжигание природного топлива и металлургическое производство 5, с. 273-275. Если в XIX и в начале XX века поступающие в окружающую среду продукты сгорания угля и жидкого топлива почти полностью ассимилировались растительностью, то в настоящее время содержание вредных продуктов сгорания неуклонно возрастает. Из печей, топок, выхлопных труб автомобилей в воздух попадает большое количество загрязняющих веществ, среди которых особенно вреден сернистый ангидрид – угарный газ, легко растворимый в воде. Каждый год в результате сжигания топлива, в атмосферу поступают миллиарды тонн углекислого газа. Его содержание в атмосфере постоянно возрастает и за последние 100 лет увеличилось на 10%. Промышленные предприятия и автомобили служат причиной поступления в атмосферу многих ядовитых соединений – окислов азота, оксида углерода, соединений свинца, различных углеводородов. Вместе с капельками воды они образуют ядовитый туман – смог, вредно действующий на организм человека. Значительному загрязнению подвергаются воды рек, морей и океанов. С речными стоками, а также от морского транспорта в море поступают болезнетворные отходы, нефтепродукты, соли тяжелых металлов, ядовитые органические соединения. С 1945 года, после взрыва атомных бомб, возникла проблема радиоактивного загрязнения атмосферы. Загрязнение биосферы, по мнению академика П.К. Капицы, имеет взрывной характер, так как развивается по экспоненциальному закону, по которому сдвиг в каждый следующий момент больше, чем в предыдущий. Возникла парадоксальная ситуация: человека нужно защищать от самого человека. Использование физиологического нормирования (т.е. обнаружение вредного воздействия условий среды, в том числе, условий труда, и применение мер к устранению или ограничению этих воздействий) во многом будет способствовать оптимизации влияния антропогенных факторов на организм человека. Функции факторов среды заключаются в следующем. Они воздействуют на организм человека как:
Специалистами установлен общий характер воздействия разнообразных факторов среды на организм человека, в том числе, в условиях трудовой деятельности. При небольших значениях или при чрезмерном воздействии фактора жизненная активность резко падает. Так, например, при чрезвычайно низких или очень высоких температурах резко снижается жизнедеятельность человека и его работоспособность. Наиболее эффективно действие факторов проявляется не при минимальных или максимальных из значениях, а при значениях, близких к физиологическому оптимуму. Условия среды, при которых какой-либо фактор или их совокупность выходит за пределы зоны комфорта, называются граничными или экстремальными. Границы, за пределами которых наступает гибель организма, называют верхним и нижним пределами выносливости. Схема действия абиотических факторов среды на живые организмы в том числе, на организм человека, представлен на рис. 1 5, с. 239.  Рис. 1. Схема действия абиотических факторов среды на живой организм На организм человека одновременно влияют многочисленные факторы среды. Эта закономерность получила название взаимодействия факторов. По отношению к одним факторам организмы обладают широким диапазоном выносливости и выдерживают значительные отклонения от оптимальной величины. К другим факторам они приспособлены только в узком диапазоне и выдерживают лишь небольшие отклонения от оптимума 2  .2. Адаптация как приспособление организма к условиям окружающей среды. Составные части окружающей среды разнообразны и изменчивы, поэтому человек постоянно приспосабливается и регулирует свою жизнедеятельность в соответствии с проходящими изменениями. Такие приспособления организма к условиям окружающей среды и трудовой деятельности называются адаптацией. Наличие явления адаптации было известно уже давно. В XVIII веке господствовало представление об изначальной целесообразности, вложенной в человеческий организм. Впоследствии было установлено, что адаптация не есть заранее данное организму свойство. Она возникает и развивается на основе наследственной программы и свойства изменчивости под влиянием естественного отбора. Часто адаптивные возможности в процессе индивидуальной жизни возрастают благодаря тренировке. Трудовая деятельность человека происходит в определенных условиях, нередко требующих приспособления к ним организма работника. К примеру, труд шахтеров обычно сопровождается снижение частоты сердечных сокращений и артериального давления при их работе под землей. Замечено, что эффективность адаптации снижается по мере увеличения тяжести труда. Приспособительные реакции организма характеризуются увеличением физиологических возможностей, повышением работоспособности, расширением диапазона физиологических резервов человека. Помимо физиологической,выделяют психическую адаптацию, связанную с установлением оптимального соответствия между личностью и окружающей средой, в том числе, социальной. При этом наблюдается удовлетворение актуальных потребностей и реализация значимых целей в условиях сопряжения физического и психического здоровья работника 4, с. 53. Адаптация может осуществляться на клеточном, органном и организменном уровнях 3, с 210. На клеточном уровне адаптация к повреждающим факторам проявляется в изменении порога чувствительности и метаболизма (например, при возрастании функциональной активности ускоряется биосинтез АТФ). На органном уровне повышенная нагрузка ведет к гипертрофии интенсивно работающих органов и тканей. На организменном уровне происходит перестройка физиологических функций и поведения. В результате повышается устойчивость организма к низкой и высокой температуре, изменениям давления, увеличенной физической нагрузке и другим факторам среды. При действии значительных по силе и продолжительности раздражителей в организме возникает комплекс неспецифических реакций – так называемый общий адаптационный синдром (понятие введено канадским эндокринологом Г. Селье в 1996 году). Адаптация может осуществляться следующими путями:
Адаптированные изменения к действию определенных стимулов проявляется в деятельности всех сенсорных систем: слуховой, тактильной. вкусовой и др. Например, на действие слабого шума ухо отвечает увеличением чувствительности и ускорением скрытого времени реакции; на действие сильного шума – снижением чувствительности и удлинением скрытого времени реакции. Так, в ночной тишине становится слышным то, что нельзя было услышать на фоне дневного шума, ибо рецепторы адаптируются к тихим звукам, снижая пороги раздражения. Впервые надетые на руку часы со временем перестают ощущаться в результате адаптации механорецепторов. Большая роль в развитии адаптационных процессов принадлежит эндокринной системе. Выделение определенных гормонов повышает сопротивляемость организма к неблагоприятным условиям среды и трудовой деятельности. Особенно надежно механизм адаптации срабатывает, когда вступает в силу психологический фактор (увлеченность работой, осознание необходимости ее выполнения и т.п.). Адаптация человеческого организма к трудовым условиям обеспечивается его резервами. Резервы организма – это его способность усиливать свою деятельность по сравнению с состоянием относительного покоя. Выделяют следующие типы резервов 3, с. 59:
Обычно человек максимально не использует свои резервы. В условиях производства нагрузка на организм в среднем составляет лишь 30-40% от максимально возможной, когда мобилизуются все его физиологические резервы. Повышать устойчивость организма к различным факторам внешней среды помогают тренировки. В частности, адаптация к охлаждению может произойти в результате закаливания. Закаливание необходимо, прежде всего, для повышения устойчивости к простудным заболеваниям, ведь 40% больных с временной утратой трудоспособности теряют ее именно вследствие простуды 1, с. 185. Высокую устойчивость к холоду проявляют «моржи», а также жители определенных районов земного шара. Так, Ч. Дарвин во время своего путешествия на корабле «Бигль» на Огненной Земле (Южная Америка) наблюдал, как раздетые женщины и дети занимались своими делами, не обращая внимания на таявший на их телах снег. В этом случае можно говорить об акклиматизации к холоду определенных народностей. Адаптация человека к действию сверхвысоких температур связана, прежде всего, с обильным потоотделением: испарение пота поглощает значительное количество тепла из прилегающего к коже воздуха и тем самым понижает температуру тела. Важное приспособительное значение имеет и положительные эмоции. Согласно теории, разработанной американскими учеными Р. Мелзак и П.Уолл, они уменьшают болевые ощущения, как бы закрывая «болевой шлагбаум». При этом отрицательные эмоции, наоборот, открывают его. Хорошее настроение при выполнении работы не только улучшает самочувствие, но и увеличивает работоспособность человека. 2  .3. Понятие гомеостаза и механизмы его реализации. Для нормального функционирования организма, в частности, во время трудовой деятельности. необходимо сохранение постоянства его внутренней среды. Под внутренней средой понимают совокупность жидкостей (кровь, лимфа, тканевая и цереброспинальная жидкость), принимающих участие в обмене веществ. Состав внутренней среды организма должен быть относительно постоянен. Это относительно динамическое постоянство состава и свойств внутренней среды и устойчивость основных физиологических функций (кровообращения, дыхания и т.д.) организма называется гомеостазом. Гомеостаз является показателем адаптированности к условиям внешней среды и характеризуется рядом констант, к которым относятся:
Постоянство состава и свойств внутренней среды организма является не абсолютным, а относительным, так как в процессе жизнедеятельности создаются условия для его изменения. Так, трудовая деятельность может осуществляться при повышении или понижении температуры в условиях загазованности, недостатка кислорода и т.п. В организме человека имеются специальные механизмы (гомеостатические реакции), которые обеспечивают саморегуляцию состава и свойств внутренней среды, т.е. поддерживают гомеостаз. Выделяют клеточный, генетический, системный эндокринный, иммунный, нервный и поведенческий механизмы гомеостаза 7. Клеточный гомеостатический механизм заключается в том, что в клетке непрерывно идут процессы изменения и восстановления. Это происходит и в обычных условиях среды, но особенно интенсивно - при действии различных повреждающих факторов (изменении температуры, недостатке питательных веществ, гипоксии и т.п.). В последнем случае может произойти распад некоторых органоидов и, прежде всего, митохондрий. Но если клетка и погибла; то вскоре после прекращения действия повреждающего фактора происходит деление неповрежденных структур и восстановление нормального состава клеточных компонентов. При большой физической нагрузке происходит усиление сердечных сокращений, увеличивается число и размер митохондрий, мышечных фибрилл, масса эндоплазматической сети. Эти изменения и обеспечивают гомеостаз в условиях повышенной нагрузки. Генетический механизм гомеостаза позволяет восстанавливать поврежденный генетический материал клетки. Нарушения структуры молекулы ДНК может происходить под воздействием эндогенных и экзогенных химических соединений, под влиянием физических факторов например, радиации). Восстановление поврежденных участков обеспечивается действием определенных компонентов. При повреждении этого механизма происходит нарушение гомеостаза, а в тяжелых случаях – гибель всего организма. Системный механизм гомеостаза обеспечивается взаимодействием важнейших регуляторных систем: эндокринной, иммунной и нервной. Эндокринная система играет важную регуляторную роль в организме. Гормоны, выделяемые железами внутренней секреции, оказывают влияние на различные стороны обменных процессов, обеспечивающих гомеостаз. Активность этих желез обеспечивается внутренними и внешними факторами. При изменении условий среды (температура, свет, физическая нагрузка и др.) их активность может изменяться в соответствии с потребностями организма. В 30-х годах XX века советский эндокринолог Б.М. Завадский открыл закономерность, которую он назвал «механизм плюс-минус взаимодействия». Сущность этой закономерности заключается в следующем. Для сохранения гомеостаза необходимо уравновешивание функциональной активности железы с концентрацией гормона, находящегося в крови. В случае возрастания концентрации гормона выше нормы для данного организма деятельность железы, в которой он образуется, ослабляется. Если же уровень гормона ниже, чем необходимо организму в данных условиях, активность железы усиливается. Высшим центром регуляции эндокринных функций является гипоталамус, в котором находятся центры поддержания температуры тела, голода, жажды, водно-солевого обмена и др. Иммунный механизм гомеостаза основан на способности иммунной системы человека защищать свой организм от чужеродных тел и веществ посредством действия лимфоцитов и выработки антител. Иммунная система не представляет собой единого целого, а располагается отдельными скоплениями: тимус (вилочковая железа), лимфатические узлы, селезенка, костный мозг. Связь между ними поддерживается через систему кровообращения. В экстремальных условиях - при попадании в организм бактерий, вирусов, химических агентов, растворимых чужеродных белков - происходит их распознавание и (в случае ненарушенного иммунного механизма) уничтожение. Таким образом сохраняется постоянство внутренней среды, т.е. проявляется свойство гомеостаза. Нервная система осуществляет регуляцию как эндокринных, так и иммунных процессов, происходящих в организме. Поведение человека также является важным способом сохранения гомеостаза. Реакции поведения представляют собой результат тесного переплетения врожденных и индивидуально приобретенных компонентов. Примером врожденных реакций (инстинктов) является врожденный рефлекс, проявляющийся в незнакомой обстановке. Внешние реакции человека (например, поворот головы в сторону раздражителя) при этом сопровождаются изменением просвета сосудов, частоты дыхания, повышением уровня глюкозы в крови и артериального давления, расширением зрачков. В дальнейшем ориентировочная реакция сопровождается исследовательской. Индивидуально приобретенные компоненты поведения человека выражаются в условных рефлексах, формирующихся в результате обучения трудовой деятельности. Для выполнения поведенческого акта, имеющего адекватный характер, необходима определенная система. Она состоит из рецепторного образования, доставляющего информацию о среде к центральной нервной системе и рабочей периферии, осуществляющей сам поведенческий акт. Если, к примеру, в центральную нервную систему доставлена информация о недостатке воды в тканях, т.е. о нарушении гомеостаза, возникает мотивационное возбуждение, которое создает беспокойство и поиск пути, устраняющего возникший дискомфорт. В результате активного поведения индивида удовлетворяется возникшая потребность и восстановливается равновесие в организме. Следует помнить, что функциональные возможности механизмов, поддерживающих гомеостаз, не беспредельны. При длительном пребывании человека в крайне неблагоприятных условиях происходит нарушение гомеостаза, в некоторых случаях, несовместимое с жизнью. Известно, что воздействие достаточно высоких температур испытывают рабочие горячих цехов, шахтеры на глубоких горизонтах и др. Адаптационные механизмы позволяют им приспосабливаться к данным условиям, однако нарушение техники безопасности или оптимального срока пребывания в этих условиях может привести к необратимым последствиям. Зарубежными учеными проводились специальные опыты для определения наиболее высокой температуры, которую человеческий организм способен выдержать в сухом воздухе. Температуру в 710С обычный человек выдерживает в течение одного часа, 820С – 49 минут, 930С –33 минут, а 1040С –только 26 минут 1, с. 105. Это интересно!
При выполнении работы у человека формируются новые характеристики гомеостаза, т.е. проявляется так называемый гомеостаз деятельности, который отвечает конкретным условиям труда 4, с.52. Знание закономерностей гомеостаза деятельности работника помогает в обосновании оптимального уровня нагрузок и установлении соответствующего требованиям организма режима труда и отдыха. Вопросы для самоконтроля
Литература
1 Биоценоз – устойчивая экологическая система, совокупность всего живого в одной экологической нише. 2 Биогеоценоз – совокупность органической компоненты биоценоза и неорганических элементов (почва, атмосфера, влага и т.п.). |