Каким образом организм связан с окружающей средой. Связь жизнидеятельности организма человека с окружающей средой. Биосоциальные аспекты здоровья и болезней

Лекция 2

Глава 2. Основы факториальной экологии (аутэкологии)

Аутэкология, изучающая взаимоотношения представителей того или иного вида с окружающей его средой, в основном опирается на исследования процессов адаптации видов к окружающей среде, в особенности к абиотическим факторам парных взаимодействий (организм-фактор). Именно поэтому ее часто называют факториальной экологией.

Организм является начальной, основной единицей обмена веществ. Именно с организма и начинается цепочка взаимоотношений живой материи, ее нельзя прервать ни на одном уровне. Очевидно, что существует глубокая связь между организмом и окружающей средой.

Среда – комплекс природных тел и явлений, с которыми организм находится в прямых или косвенных взаимоотношениях. В широком смысле это материальные тела, явления и энергия, воздействующие на организм.

Существует значительное разнообразие значений слова «среда» в зависимости от степени конкретизации понятия. Так, внешняя среда рассматривается как совокупность сил и явлений природы, ее вещество и пространство, любая деятельность человека (организма), находящаяся вне рассматриваемого объекта или субъекта и необязательно непосредственно контактирующая с ним. Понятие окружающая среда – то же, что и среда внешняя, но она находится в непосредственном контакте с объектом или субъектом. Термин, очевидно, требует определяющего дополнения: среда, окружающая кого? что? Поэтому более правильно говорить «окружающая человека среда», и т.д.

Различают также природную среду (сочетание естественных и измененных деятельностью человека факторов живой и неживой природы, которые проявляют эффект воздействия на организм), среду абиотическую (все силы и явления природы, происхождение которых прямо не связано с жизнедеятельностью ныне живущих организмов) и среду биотическую (силы и явления природы, которые обязаны своим происхождением жизнедеятельности ныне живущих организмов).

Имеет место и конкретное пространственное понимание среды, как непосредственного окружения организма – среда обитания. К ней относят только те элементы среды, с которыми данный организм вступает в прямые или непрямые отношения, т.е. это все то, среди чего он живет.

Необходимо подчеркнуть, что понятие «среда» не является синонимом понятия «условия существования». Последнее означает сумму жизненно необходимых факторов среды, без которых живые организмы не могут существовать.

Организм, испытывая потребность в притоке вещества, энергии и информации, полностью зависит от среды. Уместно здесь привести закон, открытый российским ученым К.Ф. Рулье: результаты развития (изменений) любого объекта (организма) определяются соотношением его внутренних особенностей и особенностей той среды, в которой он находится. Этот закон, иногда называемый первым экологическим законом жизни, имеет общее значение, так как в равной мере относится к живой и неживой материи, а также к социальной сфере.

Эволюционно возникшее приспособление организмов к условиям среды, выражающееся в изменении их внешних и внутренних особенностей, носит название адаптации.

Каждый организм реагирует на окружающую среду в соответствии со своей генетической конституцией. Правило соответствия условий среды генетической предопределенности организма гласит: до тех пор, пока среда, окружающая определенный вид организмов, соответствует генетическим возможностям приспособления этого вида к ее колебаниям и изменениям, этот вид может существовать.

Организмы и сами способны существенно воздействовать на среду. Так, их жизнедеятельность сильно влияет на газовый состав атмосферы. Это связано, в частности, с тем, что в результате фотосинтеза зеленых растений в атмосферу поступает кислород. Диоксид углерода, напротив, извлекается из атмосферного воздуха растениями и вновь поступает туда в процессе разложения остатков погибших организмов. В процессе разложения тел погибших организмов бактерии, грибы и животные участвуют в образовании почвы. Именно жизнедеятельность организмов определяет содержание растворенных органических соединений и минеральных солей в природных водах. Укажем, что организмы, меняя химический состав среды, воздействуют и на ее физические свойства.

На предел воздействия организмов на среду обитания описывает другой экологический закон жизни (Ю.Н. Куражковский): каждый вид организмов, потребляя из окружающей среды необходимые ему вещества и выделяя в нее продукты своей жизнедеятельности, изменяет ее таким образом, что среда обитания становится непригодной для его существования.

Таким образом, организмы испытывают воздействие постоянно меняющихся условий среды, но и сами способны изменять эти условия.

Развитие организма как целостной системы. Системы организмов и биота Земли.

Организм и окружающая среда

Следуя экологическому подходу, можно мысленно вычленить из мира живой природы, всего многообразия живых организмов только одну особь . Эта условно изолированная особь (например, заяц) будет находиться под воздействием толькофакторов окружающей среды, среди которых основными окажутся климатические. Именно они, прежде всего температура, влажность, освещенность и др., имеют определяющее значение в распространении тех или иных видов на Земле. Кроме того, для водных организмов особое значение приобретает вода как единственная среда обитания, а для наземных растений огромную роль играют физические и химические свойства почвы. Изучение действия различных природных факторов на отдельный (искусственно изолированный организм) есть первое и наиболее простое подразделение экологии –аутэкология или факториальная экология .

Среда с позиции экологии. Организм является начальной, основной единицей обмена веществ. Именно с организма и начинается цепочка взаимоотношений живой материи, ее нельзя прервать ни на одном уровне. Очевидно, что существует глубокая связь между организмом и окружающей средой.

Среда –комплекс природных тел и явлений, с которыми организм находится в прямых или косвенных взаимоотношениях. В широком смысле это материальные тела, явления и энергия, воздействующие на организм.

Существует значительное разнообразие понятия «среда» в зависимости от степени конкретизации. Так, внешняя среда рассматривается как совокупность сил и явлений природы, ее вещество и пространство, любая деятельность человека (организма), находящаяся вне рассматриваемого объекта или субъекта и необязательно непосредственно контактирующая с ним. Понятие окружающая среда – то же, что и среда внешняя, но она находится в непосредственном контакте с объектом или субъектом. Термин, очевидно, требует определяющего дополнения: среда, окружающая кого? что? Поэтому более правильно говорить «окружающая человека среда» и т.д. Различают также природную среду (сочетание естественных и измененных деятельностью человека факторов живой и неживой природы, которые проявляют эффект воздействия на организм), среду абиотическую (все силы и явления природы, происхождение которых прямо не связано с жизнедеятельностью ныне живущих организмов) и среду биотическую (силы и явления природы, которые обязаны своим происхождением жизнедеятельности ныне живущих организмов).

Имеет место и конкретное пространственное понимание среды, как непосредственного окружения организма, – это его среда обитания . К ней относят только те элементы, с которыми данный организм вступает в прямые или непрямые отношения, т.е. это все то, среди чего он живет.

Влияние среды на организм. Организм, испытывая потребность в притоке вещества, энергии и информации, полностью зависит от среды. Уместно здесь привести закон, открытый российским ученым К.Ф. Рулье: результаты развития (изменений) любого объекта (организма) определяются соотношением его внутренних особенностей и особенностей той среды, в которой он находится . Этот закон, иногда называемый первым экологическим законом жизни, имеет общее значение, так как в равной мере относится к живой и неживой материи, а также социальной сфере.

Эволюционно возникшее приспособление организмов к условиям среды, выражающееся в изменении их внешних и внутренних особенностей, носит названиеадаптации .

Способность к адаптациям – одно из основных свойств жизни вообще, поскольку обеспечивает саму возможность ее существования, возможность организмов выживать и размножаться. При этом адаптации способны проявляться на самых разных уровнях: от биохимии клеток и поведения отдельных организмов до строения и функционирования сообществ и экосистем.

Каждый организм реагирует на окружающую среду в соответствии со своей генетической конституцией. Правило соответствия условий среды генетической предопределенности организма гласит: до тех пор, пока среда, окружающая определенный вид организмов, соответствует генетическим возможностям приспособления этого вида к ее колебаниям и изменениям, этот вид может существовать. Резкое изменение условий среды обитания может привести к тому, что генетический аппарат вида не сможет приспособиться к новым условиям жизни. Сказанное в полной мере относится и к человеку.

Влияние живых организмов на среду. Организмы и сами способны существенно воздействовать на среду. Так, их жизнедеятельность значительно влияет на газовый состав атмосферы. Это связано, в частности, с тем, что в результате фотосинтеза зеленых растений в атмосферу поступает кислород. Диоксид углерода, напротив, извлекается из атмосферного воздуха растениями и вновь поступает туда в процессе разложения остатков погибших организмов.

На предел воздействия организмов на среду обитания указывает другой экологический закон жизни (Куражковский Ю.Н.): каждый вид организмов, потребляя из окружающей среды необходимые ему вещества и выделяя в нее продукты своей жизнедеятельности, изменяет ее таким образом, что среда обитания становится непригодной для его существования .

Таким образом, организмы испытывают воздействие постоянно меняющихся условий среды, но и сами способны изменять эти условия.

Содержание:

Заключение ……………………………………………………………29

Введение.

Здоровье – это естественное состояние организма, которое позволяет человеку полностью реализовать свои способности, без ограничения осуществлять трудовую деятельность при максимальном сохранении продолжительности активной жизни. Здоровый человек имеет гармоничное физическое и умственное развитие, быстро и адекватно адаптируется к непрерывно меняющейся природной и социальной среде, у него отсутствуют какие-либо болезненные изменения в организме, он обладает высокой работоспособностью. Субъективно здоровье проявляется чувством общего благополучия, радости жизни. Именно в таком широком понимании эксперты Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) кратко определили здоровье как состояние полного физического, душевного и социального благополучия, а не только отсутствие физических дефектов или болезни.

Чтобы выяснить, как влияет окружающая среда на здоровье человека, необходимо начать с определения понятий «природа» и «окружающая среда». В широком смысле природа – это весь материально-энергетический и информационный мир Вселенной. Природа – совокупность естественных условий существования человеческого общества, на которую прямо или косвенно воздействует человечество, с которой оно связано в хозяйственной деятельности. Взаимодействия человека с природой – проблема вечная и одновременно современная: человечество связано своим происхождением с природным окружением, существованием и будущим. Человек как элемент природы является частью сложной системы «природа – общество» За счет природы человечество удовлетворяет многие свои потребности.

Все элементы природы представляют собой окружающую среду. В понятие «окружающая среда» не входят созданные человеком предметы (здания, автомобили и т.д.), так как они окружают отдельных людей, а не общество в целом.

Здоровье человека надо рассматривать в комплексе, как здоровье единого организма, которое зависит от здоровья всех его частей.

Жизнедеятельность - это сложный биологический процесс, происходящий в организме человека, позволяющий сохранять здоровье и работоспособность. Необходимым и обязательным условием протекания указанного биологического процесса является деятельность. Понятие «деятельности» образует вся совокупность видов человеческой активности. Формы деятельности многообразны. Они охватывают практические, интеллектуальные и духовные процессы, протекающие в быту, общественной, культурной, научной, производственной и др. сферах жизни.

Система «человек - среда» является двухцелевой. Одна цель состоит в достижении определенного эффекта, вторая - в исключении явлений, воздействий и других процессов, вызывающих нежелательные последствия (опасностей).
Во всех вариантах системы «человек - среда» постоянным компонентом является человек, а среда обитания определяется его выбором. Таким образом, человек живет в условиях постоянно меняющейся окружающей среды. Все проявления жизни обусловлены конфликтом между силами организма, его конституцией и влиянием окружающей среды. Изменения в окружающей среде требует от биосистем приспособления, адекватного воздействию. Без этого условия организм не способен выжить, воспроизвести полноценное потомство, сохранить и развить здоровье данного и будущего поколения людей.
Целью данной работы является изучение взаимосвязи организма человека с окружающей средой для того, чтобы иметь четкое представление о тех механизмах, которые обеспечивают гармоническое единство организма человека с окружающей средой, а также о возможных их нарушениях в условиях воздействия производственной среды.

Основные функциональные системы человека; связь жизнедеятельности организма человека с окружающей средой; влияние среды на работоспособность человека.

Функциональные системы организма - динамические, саморегулирующиеся центрально-периферические организации, обеспечивающие своей деятельностью полезные для метаболизма организма и его приспособления к окружающей среде результаты.

Функциональные системы поведенческого и особенно психического уровня, как правило, складываются по мере формирования у субъектов специальных потребностей и формируются в значительной степени в процессе обучения.

Любая функциональная система имеет принципиально однотипную организацию и включает общие (универсальные для разных функциональных систем), периферические и центральные узловые механизмы.

Одна из важнейших функциональных систем человека – нервная система (НС)– связывает между собой различные системы и части организма.

Нервная система человека подразделяется на центральную НС, включающую головной и спинной мозг, и периферическую НС, которую составляют нервные волокна и узлы, лежащие вне ЦНС.

НС функционирует по принципу рефлекса. Рефлексом называют любую ответную реакцию организма на раздражение из окружающей или внутренней среды, осуществляющуюся с участием ЦНС. В случаях экстремального воздействия на организм НС формирует защитно-приспособительные реакции, определяет соотношение воздействующего и защитного эффектов.

В организме человека функционирует система иммунной защиты. Иммунитет – это свойство организма, обеспечивающее его устойчивость к действию чужеродных белков, болезнетворных микробов и их ядовитых продуктов. Различают естественный и приобретенный иммунитет.

Естественный, или врожденный, иммунитет – это видовой признак, передающийся по наследству (например, люди не заражаются чумой от крупного рогатого скота).

Приобретенный иммунитет появляется в результате борьбы организма с чужеродными белками в крови. Значительная роль в иммунитете принадлежит специфическим защитным факторам сыворотки крови – антителами, которые накапливаются в ней после перенесенного заболевания, а также после искусственной иммунизации (прививок ).

Категория «окружающая среда» включает совокупность природных и антропогенных факторов. Последние представляют собой факторы, порожденные человеком и его хозяйственной деятельностью и оказывающие преимущественно негативное воздействие на человека. Изменения в состоянии здоровья населения, обусловленные воздействием факторов окружающей среды, методологически изучать достаточно сложно, так как для этого необходимо использование многофакторного анализа.

Влияние атмосферы на организм человека.

Атмосфера служит источником кислородного дыхания, воспринимает газообразные продукты обмена веществ, оказывает влияние на теплообмен и другие функции живых организмов. Основное значение для жизнедеятельности организма имеют кислород и азот, содержание которых в воздухе составляет соответственно 21% и 78%.

Кислород необходим для дыхания большинства живых существ (исключение составляет лишь небольшое количество анаэробных микроорганизмов). Азот входит а состав белков и азотистых соединений, с ним связано происхождение жизни на земле. Углекислый газ является источником углерода органических веществ – второго важнейшего компонента этих соединений.

За сутки человек вдыхает около 12-15 м3 кислорода, а выделяет приблизительно 580 л углекислого газа. Поэтому атмосферный воздух является одним из основных жизненно важных элементов окружающей нас среды.

К настоящему времени накопилось много научных данных о том, что загрязненность атмосферы, особенно в крупных городах, достигла опасных для здоровья людей размеров. Известно немало случаев заболеваний и даже смерти жителей городов индустриальных центров в результате выбросов токсичных веществ промышленными предприятиями и транспортом при определенных метеорологических условиях. В связи с этим в литературе часто упоминаются катастрофические случаи отравления людей в долине Маас (Бельгия), в городе Доноре (США), в Лондоне, Лос-Анджелесе, Питсбурге и ряде других крупных городах не только Западной Европы, но и в Японии, Китае, Канаде, России и др.

Особенно губительно действует на человека загрязнение атмосферы в тех случаях, когда метеорологические условия способствуют застою воздуха над городом.

Содержащиеся в атмосфере вредные вещества воздействуют на человеческий организм при контакте с поверхностью кожи или слизистой оболочкой. Наряду с органами дыхания загрязнители поражают органы зрения и обоняния, а воздействуя на слизистую оболочку гортани, могут вызвать спазмы голосовых связок. Вдыхаемые твердые и жидкие частицы размерами 0,6-1,0 мкм достигают альвеол и абсорбируются в крови, некоторые накапливаются в лимфатических узлах.

Признаки и последствия действий загрязнителей воздуха на организм человека проявляются большей частью в ухудшении общего состояния здоровья: появляются головные боли, тошнота, чувство слабости, снижается или теряется трудоспособность. Отдельные загрязняющие вещества вызывают специфические симптомы отравления. Например, хроническое отравление фосфором первоначально проявляется болями в желудочно-кишечном тракте и пожелтением кожаного покрова. Эти симптомы сопровождаются потерей аппетита и замедлением обмена веществ. В дальнейшем отравление фосфором приводит к деформации костей, которые становятся все более хрупкими. Снижается сопротивляемость организма в целом.

Влияние водных ресурсов на жизнедеятельность человека.

Воды, находящиеся на поверхности планеты (материковые и океанические), образуют геологическую оболочку, называемую гидросферой. Гидросфера находится в тесной связи с другими сферами Земли: литосферой, атмосферой и биосферой. Водные пространства – акватории – занимают значительно большую часть поверхности земного шара по сравнению с сушей.

Вода жизненно необходима. Она нужна везде – в быту, сельском хозяйстве и промышленности. Вода необходима организму в большей степени, чем все остальное, за исключением кислорода. Упитанный человек может прожить без пищи 3-4 недели, а без воды – лишь несколько дней.

Вода помогает регулировать температуру тела, служит в качестве смазки, облегчающей движения суставов. Она играет важную роль в построении и восстановлении тканей тела.

При резком сокращении потребления воды человек заболевает или его организм начинает хуже функционировать. Но вода нужна, конечно, не только для питья: она помогает также содержать человеку в хорошем гигиеническом состоянии свое тело, жилище и среду обитания.

Без воды невозможна личная гигиена, то есть комплекс практических действий и навыков, обеспечивающих защиту организма от болезней и поддерживающих здоровье человека на высоком уровне. Умывание, теплая ванна и плавание приносят ощущение бодрости и спокойствия.

Вода, которую мы потребляем, должна быть чистой. Болезни, передаваемые через загрязненную воду, вызывают ухудшение состояния здоровья, инвалидность и гибель огромного числа людей, особенно детей, преимущественно в менее развитых странах, обычным для которых является низкий уровень личной и коммунальной гигиены. Такие болезни, как брюшной тиф, дизентерия, холера, анкилостомоз, передаются прежде всего человеку в результате загрязнения водоисточников экскрементами, выделяемыми из организма больных.

Без всякого преувеличения можно сказать, что высококачественная вода, отвечающая санитарно-гигиеническим и эпидемиологическим требованиям, является одним из непременных условий сохранения здоровья людей. Но чтобы она приносила пользу, ее необходимо очистить от всяких вредных примесей и доставить чистой человеку.

За последние годы взгляд на воду изменился. О ней все чаще стали говорить не только врачи-гигиенисты, но и биологи, инженеры, строители, экономисты, политические деятели. Да и понятно – бурное развитие общественного производства и градостроительства, рост материального благосостояния, культурного уровня населения постоянно увеличивают потребность в воде, заставляют более рационально ее использовать.

Почва и человек.

Почва – основной компонент любых наземных экосистем, в ней протекают разнообразные физические, химические и биологические процессы, ее населяет множество живых организмов. На содержание в ней минеральных и органических веществ, а также микроорганизмов влияют климатические условия того или иного района, наличие промышленных и сельскохозяйственных объектов, время года и количество выпадающих осадков.

Физико-химический состав и санитарное состояние почвы могут оказать влияние на условия проживания и здоровье населения.

Загрязнение почвы, так же как и атмосферного воздуха, связано с производственной деятельностью человека.

Источниками загрязнения почвы служат сельскохозяйственные и промышленные предприятия, а также жилые здания. При этом от промышленных и сельскохозяйственных объектов в почву поступают химические (в том числе и весьма вредные для здоровья: свинец, ртуть, мышьяк и их соединения), а также органические соединения.

Из почвы вредные вещества (неорганического и органического происхождения) и болезнетворные бактерии могут поступать с дождевыми водами в поверхностные водоемы и водоносные горизонты, загрязняя воду, используемую для питья.Некоторые из химических соединений, в том числе и канцерогенные углеводы, могут поглощаться из почвы растениями, а затем через молоко и мясо попадать в организм человека, вызывая изменения в состоянии здоровья.

Человек и радиация.

Радиация по самой своей природе вредна для жизни. Малые дозы облучения могут “запустить” не до конца еще установленную цепь событий, приводящую к раку или к генетическим повреждениям. При больших дозах радиация может разрушать клетки, повреждать ткани органов и явиться причиной скорой гибели организма.

Повреждения, вызываемые большими дозами облучения, обыкновенно проявляются в течение нескольких часов или дней. Раковые заболевания, однако, проявляются спустя много лет после облучения – как правило, не ранее чем через одно-два десятилетия. А врожденные пороки развития и другие наследственные болезни, вызываемые повреждением генетического аппарата, проявляются лишь в следующем или последующих поколениях: это дети, внуки и более отдаленные потомки индивидуума, подвергшегося облучению.

Разумеется, если доза облучения достаточно велика, облученный человек погибнет. Во всяком случае, очень большие дозы облучения порядка 100 Гр вызывают настолько серьезное поражение центральной нервной системы, что смерть, как правило, наступает в течение нескольких часов или дней. При дозах облучения от 10 до 50 Гр при облучении всего тела поражение ЦНС может оказаться не настолько серьезным, чтобы привести к летальному исходу, однако облученный человек скорее всего все равно умрет через одну-две недели от кровоизлияний в желудочно-кишечном тракте. При еще меньших дозах может не произойти серьезных повреждений желудочно-кишечного тракта или организм с ними справится, и тем не менее смерть может наступить через один- два месяца с момента облучения главным образом из-за разрушения клеток красного костного мозга-главного компонента кроветворной системы организма: от дозы в 3-5 Гр при облучении всего тела умирает примерно половина всех облученных.

Влияние звуков на организм человека.

Человек всегда жил в мире звуков и шума. Звуком называют такие механические колебания внешней среды, которые воспринимаются слуховым аппаратом человека (от 16 до 20 000 колебаний в секунду). Колебания большей частоты называют ультразвуком, меньшей - инфразвуком. Шум - громкие звуки, слившиеся в нестройное звучание.

В природе громкие звуки редки, шум относительно слаб и непродолжителен. Сочетание звуковых раздражителей дает время животным и человеку, необходимое для оценки их характера и формирования ответной реакции. Звуки и шумы большой мощности поражают слуховой аппарат, нервные центры, могут вызвать болевые ощущения и шок. Так действует шумовое загрязнение.

Каждый человек воспринимает шум по-разному. Многое зависит от возраста, темперамента, состояния здоровья, окружающих условий.

Постоянное воздействие сильного шума может не только отрицательно повлиять на слух, но и вызвать другие вредные последствия - звон в ушах, головокружение, головную боль, повышение усталости. Очень шумная современная музыка также притупляет слух, вызывает нервные заболевания.

Шум коварен, его вредное воздействие на организм совершается незримо, незаметно. Нарушения в организме человека из-за шума становятся заметными лишь с течением времени.

Погода и самочувствие человека

Центральное место среди всех ритмических процессов занимают суточные ритмы, имеющие наибольшее значение для организма. Реакция организма на любое воздействие зависит от фазы суточного ритма, то есть от времени суток. Эти знания вызвали развитие новых направлений в медицине - хронодиагностики, хронотерапии, хронофармакологии. Основу их составляет положение о том, что одно и то же средство в различные часы суток оказывает на организм различное, иногда прямо противоположное воздействие. Поэтому для получение большего эффекта важно указывать не только дозу, но и точное время приема лекарств.

Климат также оказывает серьезное воздействие на самочувствие человека, воздействуя на него через погодные факторы. Погодные условия включают в себя комплекс физических условий: атмосферное давление, влажность, движение воздуха, концентрацию кислорода, степень возмущенности магнитного поля Земли, уровень загрязнения атмосферы.

При резкой смене погоды снижается физическая и умственная работоспособность, обостряются болезни, увеличивается число ошибок, несчастных и даже смертных случаев.

Изменения погоды не одинаково сказываются на самочувствии разных людей. У здорового человека при изменении погоды происходит своевременное подстраивание физиологических процессов в организме к изменившимся условиям внешней среды. В результате усиливается защитная реакция и здоровые люди практически не ощущают отрицательного влияния погоды.

Ландшафт как фактор здоровья.

Человек всегда стремится в лес, в горы, на берег моря, реки или озера.
Здесь он чувствует прилив сил, бодрости. Недаром говорят, что лучше всего отдыхать на лоне природы. Санатории, дома отдыха строятся в самых красивых уголках. Это не случайность. Оказывается, что окружающий ландшафт может оказывать различное воздействие на психоэмоциональное состояние. Созерцание красот природы стимулирует жизненный тонус и успокаивает нервную систему. Растительные биоценозы, особенно леса, оказывают сильное оздоровительное действие.

Загрязненный воздух в городе, отравляя кровь окисью углерода, наносит некурящему человеку такой же вред, как и выкуривание курильщиком пачки сигарет в день. Серьезным отрицательным фактором в современных городах является так называемое шумовое загрязнение.

Учитывая способность зеленых насаждений благоприятно влиять на состояние окружающей среды, их необходимо максимально приближать к месту жизни, работы, учебы и отдыха людей.

Человек, как и другие виды живых организмов, способен адаптироваться, то есть приспосабливаться к условиям окружающей среды. Адаптацию человека к новым природным и производственным условиям можно охарактеризовать как совокупность социально-биологических свойств и особенностей, необходимых для устойчивого существования организма в конкретной экологической среде.

Жизнь каждого человека можно рассматривать как постоянную адаптацию, но наши способности к этому имеют определенные границы. Также и способность восстанавливать свои физические и душевные силы для человека не бесконечна.

2.Основные параметры, определяющие производственную среду (условия труда) в закрытых помещениях, и их влияние на организм человека.

Производственная среда – пространство, в котором совершается трудовая деятельность человека. Основными элементами производственной среды являются труд и природная среда. Трудовой процесс осуществляется в определенных условиях производственной среды, которые характеризуются совокупностью элементов и факторов материально-производственной среды, которые влияют на трудоспособность и состояние здоровья человека в процессе работы. Производственная среда, и факторы трудового процесса составляют в совокупности условия работы.

На здоровье человека, его жизнеспособность и жизнедеятельность большое влияние имеют опасные и вредные факторы.

Опасные факторы способны при определенных условиях вызывать острое нарушение здоровья. Вредные факторы отрицательно влияют на работоспособность и вызывают профессиональные заболевания (физические, физиологические нервнопсихические перегрузки). К основным признакам опасных и вредных факторов относятся: возможность непосредственного отрицательного действия на организм человека; осложнение нормального функционирования органов человека; возможность нарушения нормального состояния элементов производственного процесса, в результате которого могут возникнуть аварии, взрывы, пожара, травмы .

Опасные факторы подразделяются на:

химические, возникающие от токсических веществ, способных вызвать неблагоприятное воздействие на организм;

физические, причиной которых могут быть шум, вибрация и другие виды колебательных воздействий, неионизирующие и ионизирующие излучения, климатические параметры (температура, влажность и подвижность воздуха), атмосферное давление, уровень освещенности, а также фиброгенные пыли;

биологические, вызванные патогенными микроорганизмами, микробными препаратами, биологическими пестицидами, сапрофитной спорообразующей микрофлорой (в животноводческих помещениях), микроорганизмами, являющимися продуцентами микробиологических препаратов.

К вредным (или неблагоприятным) факторам относятся также:

физические (статические и динамические) перегрузки – подъем и перенос тяжестей, неудобное положение тела, длительное давление на кожу, суставы, мышцы и кости;

физиологические – недостаточная двигательная активность (гипокинезия);

нервно-психические перегрузки – умственное перенапряжение, эмоциональные перегрузки, перенапряжение анализаторов.

Рабочая зона – пространство высотой 2 м над уровнем пола или площадки, на которой расположено рабочее место.

Для каждой зоны опасности (вредности) имеется свой производственный риск; при этом допустимые условия труда на рабочих местах могут иметь место только при соблюдении следующих требований:

значения (уровни) ВПФ и ОПФ в потенциально опасных зонах не превышают нормативных значений;

в потенциально опасных зонах имеется антропометрическая, биофизическая и психофизиологическая совместимость работника с материальными элементами производственной среды.

В тех случаях, когда указанные требования не выполняются, условия труда на рабочих местах должны быть признаны в результате их аттестации вредными или опасными.

Аттестацией рабочих мест по условиям труда называется система анализа и оценки рабочих мест для проведения оздоровительных мероприятий, ознакомления работающих с условиями труда, сертификации производственных объектов, подтверждения или отмены права предоставления компенсаций и льгот работникам, занятым на тяжёлых работах и работах с вредными и опасными условиями труда.

Вентиляция и кондиционирование воздуха.

Вентиляция и кондиционирование воздуха на предприятиях создают воздушную среду, которая соответствует нормам гигиены труда. С помощью вентиляции можно регулировать температуру, влажность и чистоту воздуха в помещениях. Кондиционирование воздуха создает оптимальный искусственный климат.

Необходимость вентиляции воздуха в административных, бытовых и других помещениях вызвана:

технологическими процессами (использование машин и оборудования, которые в процессе эксплуатации выделяют вредные газы; распаковка, фасовка, упаковка - выделение пыли);

количеством работников и посетителей (значительное количество посетителей в различных торговых предприятиях требует более интенсивного воздухообмена);

санитарно-гигиеническими требованиями (фармацевтическое производство требует особенной чистоты, в т.ч. и воздуха).

Недостаточный воздухообмен в помещениях предприятий ослабляет внимание и трудоспособность работников, вызывает нервную раздражительность, а как результат – снижает производительность и качество труда.

Освещение помещений и рабочих мест

Видимый свет – это электромагнитные волны с длиной волны 380 –770 нм (нанометр = 10–9 метра). С физической точки зрения любой источник света – это скопление множества возбужденных или непрерывно возбуждаемых атомов. Каждый отдельный атом вещества является генератором световой волны.

3.Влияние производственной среды на интенсивность труда и использование рабочего времени

Любой вид трудовой деятельности представляет собой сложный комплекс физиологических процессов, в который вовлекаются все органы и системы человеческого организма. Огромную роль в этой работе играет центральная нервная система (ЦНС), обеспечивающая координацию функциональных изменений, развивающихся в организме при выполнении работы.

Труд делится на умственный и физический. Физический труд характеризуется нагрузкой на опорно-двигательный аппарат и функциональную систему организма. Умственный труд связан с приемом и перерботкой информации, требующей преимущественного напряжения внимания, а также активизации мышления.

Мышечная работа различной интенсивности может вызывать сдвиги разных отделов центральной нервной системы, в том числе и коры головного мозга. Тяжелая физическая нагрузка нередко обусловливает понижение корковой возбудимости, нарушение условно-рефлекторной деятельности, а также повышение порога чувствительности зрительного, слухового и тактильного анализаторов.

Напротив, умеренная работа улучшает условно-рефлекторную деятельность и снижает порог восприятия для указанных анализаторов.

Некоторые особенности физиологических изменений в организме имеют место при выполнении умственной работы с преимущественным участием высшей нервной деятельности. Отмечено, что при интенсивной умственной деятельности (в отличие от физической работы) газообмен или совсем не изменяется, или изменяется незначительно.

Напряженный умственный труд вызывает отклонения от нормы тонуса гладких мышц внутренних органов, кровеносных сосудов, в особенности сосудов мозга и сердца. С другой стороны, огромное количество импульсов, идущих от периферии и внутренних органов, от нескольких видов рецепторов (экстерорецепторов, интерорецепторов и проприорецепторов), влияет на ход умственной работы.

Интенсивная работа, как физическая, так и умственная, может привести к утомлению и переутомлению.

В физиологии труда важнейшими являются понятия работоспособности и утомления. Под работоспособностью понимают потенциальную возможность человека выполнять на протяжении заданного времени и с достаточной эффективностью работу определенного объема и качества. Работоспособность человека в течение рабочей смены характеризуется фазным развитием. Основными фазами являются:

Фаза врабатывания, или нарастающей работоспособности. В течение этого периода происходит перестройка физиологических функций от предшествующего вида деятельности человека к производственной. В зависимости от характера труда и индивидуальных особенностей эта фаза длится от нескольких минут до 1,5 часа.

Фаза устойчивой высокой работоспособности. Для нее характерно, что в организме человека устанавливается относительная стабильность или даже некоторое снижение напряженности физиологических функций. Это состояние сочетается с высокими трудовыми показателями (увеличение выработки, уменьшение брака, снижение затрат рабочего времени на выполнение операций, сокращение простоев оборудования, ошибочных действий). В зависимости от степени тяжести труда фаза устойчивой работоспособности может удерживаться в течение 2-2,5 и более часов.

Фаза развития утомления и связанного с этим падения работоспособности длится от нескольких минут до 1-1,5 часа и характеризуется ухудшением функционального состояния организма и технико-экономических показателей его трудовой деятельности.

Под утомлением понимают особое физиологическое состояние организма, возникающее после проделанной работы и выражающееся во временном снижении работоспособности.

Один из объективных признаков – это снижение производительности труда, субъективно же оно обычно выражается в ощущении усталости, т. е. нежелании или даже невозможности дальнейшего продолжения работы. Утомление может возникать при любом виде деятельности.

При длительном воздействии на организм вредных факторов производственной среды может развиваться переутомление, называемое иногда хроническим, когда снизившуюся за день работоспособность ночной отдых полностью не восстанавливает. Симптомы переутомления – различные нарушения со стороны нервно-психической сферы, например ослабление внимания и памяти. Наряду с этим у переутомленных людей наблюдаются головные боли, расстройства сна (бессонница), ухудшение аппетита и повышенная раздражительность.

Кроме того, хроническое переутомление обычно вызывает ослабление организма, снижение его сопротивляемости внешним воздействиям, что выражается в повышении заболеваемости и травматизма. Довольно часто это состояние предрасполагает к развитию неврастении и истерии.

Совместный труд требует единства при распределении труда по времени - по часам суток, дням недели и более длительными отрезками времени.

Режим труда и отдыха - это устанавливаемые для каждого вида работ порядок чередования периодов работы и отдыха и их продолжительность. Рациональный режим - такое соотношение и содержание периодов работы и отдыха, при которых высокая производительность труда сочетается с высокой и устойчивой работоспособностью человека без признаков чрезмерного утомления в течение длительного времени. Такое чередование периодов труда и отдыха соблюдается в различные отрезки времени: в течение рабочей смены, суток, недели, года в соответствии с режимом работы предприятия.

Разработка режима труда и отдыха основана на решении следующих вопросов: когда должны назначаться перерывы и сколько; какой продолжительности должен быть каждый; каково содержание отдыха.

Для динамики работоспособности человека на протяжении суток, недели характерна та же закономерность, что и для работоспособности в течении смены. В различное время суток организм человека по-разному реагирует на физическую и нервно-психическую нагрузку. В соответствии с суточным циклом работоспособности наивысший ее уровень отмечается в утренние и дневные часы: с 8 до 12 часов первой половины дня, и с 14 до 17 часов второй. В вечерние часы работоспособность понижается, достигая своего минимума ночью.

В дневное время наименьшая работоспособность, как правило, отмечается в период между 12 и 14 часами, а в ночное время - с 3 до 4 часов.

Разрабатывать новые режимы труда и отдыха и совершенствовать существующий следует исходя из особенностей изменения работоспособности. Если время работы будет совпадать с периодами наивысшей работоспособности, то работник сможет выполнить максимум работы при минимальном расходовании энергии и минимальном утомлении.

4.Предложение по улучшению окружающей среды на производстве

В компаниях и других организациях потребности в улучшении производственной среды и ожидания результатов такого улучшения во многом связаны с экономическим значением конкретного дела или проблемы производственной среды. В силу этого экономические факторы оказывают влияние на роль администрации в каждой ситуации, а также на целесообразность и эффективность метода контроля. В программе развития экономики производственной среды даётся следующее деление:

1) Улучшение производственной среды, экономически выгодное для предприятия : осуществление выгодно всем, реализация является вопросом информированности и умения.

2) Улучшения производственной среды, выгодное с точки зрения национального хозяйства, но не выгодное для предприятия : официальные власти оказывают влияние, устанавливая нормы и осуществляя контроль; следует выработать новые экономические методы управления.
3) Экономически невыгодные улучшения производственной среды: официальные власти оказывают влияние, устанавливая нормы и осуществляя контроль; их следует осуществлять в максимально возможной степени экономно, может быть необходимо выработать новые экономические методы управления.

Улучшение производственной среды не всегда бывает, да и не должно всегда быть экономически выгодным для предприятия. Капиталовложения, необходимые для обеспечения охраны труда, являются частью производственных издержек. Плохое планирование или плохое осуществление мероприятий по охране труда приводит, однако, к бесполезным издержкам.. С точки зрения производительности важнейшее место из числа вопросов охраны труда принадлежит душевному состоянию работника, содержанию, разносторонности и организации работы. Эти факторы стоит принять во внимание и соединить с другими объектами контроля.

Заключение.

Ни одно общество не смогло полностью устранить опасности для здоровья человека, проистекающие от извечных и новых условий окружающей среды. Наиболее развитые современные общества уже заметно сократили ущерб от традиционных смертельных болезней, но они же создали стиль жизни и технику, влекущие собой новые угрозы для здоровья.

Все формы жизни возникли в результате естественной эволюции, и поддержание их определяется биологическими, геологическими и химическими циклами. Однако Homo sapiens – первый вид, способный и желающий существенно изменить природные системы поддержания жизни и стремящийся стать первенствующей эволюционной силой, действующей в своих интересах. Путем добычи, производства и сжигания природных веществ мы нарушаем поток элементов через почвы, океаны, флору, фауну и атмосферу; мы изменяем биологическое и геологическое лицо Земли; мы меняем климат все больше и больше, все быстрее и быстрее лишаем растительные и животные виды привычного окружения. Человечество создает сейчас новые элементы и соединения; новые открытия генетики и техники позволяют вызвать к жизни новые опасные агенты.

Многие изменения окружающей среды позволили создать удобные условия, способствующие увеличению продолжительности жизни. Но человечество не покорило силы природы и не пришло к их полному пониманию: многие изобретения и вмешательства в природу происходят без учета возможных последствий. Некоторые из них уже вызвали катастрофическую отдачу.

Самый верный путь избежать грозящих коварными последствиями изменений окружающей среды – ослабить изменения экосистем и вмешательство человека в природу с учетом состояния его знаний об окружающем мире.

Забота о здоровье человека предполагает оздоровление окружающей природы – живой и неживой. И только мы можем решить в какой среде жить нашим детям и внукам.

Список использованной литературы.

Агаджанян Н. Экология, здоровье и перспективы выживания// Зеленый мир. – 2004. - № 13-14. – С. 10-14

Гигиена и экология человека: Учебник для студ. Сред. Проф. Учеб. Заведений / Н.А.Матвеева, А.В.Леонов, М.П.Грачева и др.; Под ред. Н.А.Матвеевой. – М.: Издательский центр «Академия», 2005. – 304 с.

Кукин П.П. Безопасность жизнедеятельности: Учеб. Пособие. – М.: Вузовский учебник, 2003 – 208 с.

Михайлов Л.А. Безопасность жизнедеятельности: Учебное пособие. – 3-е изд. – М.: Финансы и статистика, 2001. – 672 с.

Степановских А.С. Прикладная экология: охрана окружающей среды: Учебник для вузов. – М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2003. – 751 с.

Шлендер П.Э., Маслова В.М., Подгаецкий С.И. Безопасность жизнедеятельности: Учеб. Пособие / Под ред. проф. П.Э. Шлендера. – М.: Вузовский учебник, 2003 – 208 с.

Протасов В.Ф. Экология, здоровье и охрана окружающей среды в России: Учебное и справочное пособие. – 3-е изд. – М.: Финансы и статистика, 2001. – 672 с.

Живое органическое вещество на Земле, будучи чрезвычайно активным очагом специфической энергии, отличается вместе с тем исключительным разнообразием форм своего проявления.

Разнообразие этих форм есть результат длительного развития органического мира и приспособления его к изменчивой во времени и пространстве географической среде.

Организм неразрывно связан с окружающей средой и немыслим вне этой среды хотя бы уже потому, что одно из основных проявлений жизни (впрочем, не исчерпывающее собой качественной специфики жизненных процессов) есть обмен веществ. Другие признаки живого: чувствительность, подвижность, рост, развитие, размножение, наследственность, изменчивость. Существование всякого организма слагается из принятия и накопления вещества (ассимиляция) и выделения и траты вещества (диссимиляция). Среда - единственный источник веществ, из которых строит своё тело организм. Вне обмена веществ не может образоваться никакое вещество в организме. Взаимодействие живых тел со средой есть непременное условие их сохранения и бытия, в противоположность неживым телам, для которых взаимодействие со средой является условием их уничтожения.

Ассимиляция - это способность живого воспринимать, видоизменять и уподоблять себе вещества внешней среды. Животные ассимилируют главным образом вещества органической природы, растения - неорганической. Но в обоих случаях в процессе ассимиляции неживое превращается в живое, внешнее во внутреннее. Организм всё время строит себя из веществ внешней среды на свой лад.

Диссимиляция (распад) представляет другую сторону единого противоречивого процесса обмена веществ. Она служит источником энергии, за счёт которой идут биохимические реакции синтеза (ассимиляции) и все другие проявления жизнедеятельности (движение и т. д.), причём преобладают два типа источников энергии: реакции биологического окисления, лежащие в основе дыхания, и безокислительный распад преимущественно углеводов, т. е. реакции типа брожения. Важная особенность живой материи в том, что все биохимические реакции в обмене веществ протекают не в случайной, а в строго определённой последовательности, т. е. упорядочены во времени, связаны в целостную систему. Это и обеспечивает, при наличии прекращающегося распада, постоянство состава и строения организма.

Обмен веществ является основой всех жизненных процессов. Связь организма со средой предполагает соответствие организма условиям его существования, адаптацию (приспособление) организма к среде. Это и наблюдается в природе повсеместно, причём приспособление охватывает все свойства и особенности организмов - их форму, окраску, физиологические функции, поведение и т. д.- и помогает организму наилучшим образом использовать среду, избавиться от опасности, облегчить нападение на жертву, обеспечить не только жизнь, но и размножение.

В результате чего и каким образом выработались приспособления организмов к среде? Что является побудительной причиной образования и совершенствования форм животных и растений, т. е. причиной развития органического мира, перехода простых форм в более сложные?

Повседневное наблюдение и опыт свидетельствуют, что при размножении организмы воспроизводят из поколения в поколение только себе подобных. Эта биологическая инерция, свойство потомства сохранять признаки своих родителей называется наследственностью. Другое свойство организма - его биологическая пластичность, способность изменяться по сравнению с родителями - носит название изменчивости.

Изменчивость есть результат влияния внешней обстановки, а также результат корреляции между органами и функциям организма, в силу чего изменение одних влечёт изменение других. Наследственность же определяется как свойство живого тела требовать определённых условий для своей жизни, своего развития и определённо реагировать на те или иные условия. Если организм находит в окружающей его среде и ассимилирует то, что вполне соответствует его требованиям - он сохраняет сходство с родителями. Незначительные изменения среды, заключённые в некоторых сравнительно узких пределах, не меняют наследственности организма, так как не нарушают общего характера обмена веществ. Однако всякая серьёзная перемена условий жизни, вызываемая жизнедеятельностью самого организма или изменением окружающей обстановки, неизбежно влечёт изменение типа обмена веществ. При этом, поскольку вне обмена веществ нет жизни, организм должен либо погибнуть, либо приспособиться к новым условиям, т. е. измениться в соответствии с этими условиями, изменить свою наследственность.

Прибегая к переделке организмов, человек давно пользуется как изменчивостью, так и наследственностью. Накопление и создание человеком определённых, им самим избранных признаков в каком-нибудь животном или растении путём использования изменчивости и наследственности называется искусственным отбором, подбором, или селекцией. В селекции весьма крупную роль играет изменение человеком жизненных условий организма, изменение типа обмена веществ.

В природной обстановке, разумеется, действуют те же законы изменчивости и наследственности, однако здесь отбором управляет уже не человек, а борьба за существование, понимаемая в широком смысле как выживание наиболее приспособленных. В отличие от искусственного, отбор в природе, называемый естественным отбором, действует на пользу самого организма (а не человека).

Неизбежность естественного отбора вытекает из того, что в природе рождается особей данного вида больше, чем это позволяют наличные для их жизни условия. Правда, огромное число зародышей и особей погибает независимо от степени их приспособленности к среде (поедание икры хищными рыбами, гибель попавших в воду семян наземных растений, наводнения, пожары и другие стихийные бедствия). Вместе с тем огромное число особей, уцелевших от стихийной гибели, остаётся подверженным многим неблагоприятным условиям неодушевлённой природы, эпидемиям, нападению врагов, вынуждено бороться за пищу, свет, пространство, воду (в частности с представителями своего же вида, предъявляющего к окружающей обстановке аналогичные требования) и т. п. В этих условиях суждено сохраниться лишь тем: организмам, у которых есть признаки, доставляющие организму в создавшейся обстановке какое-нибудь преимущество для его существования и дальнейшего размножения. В результате изменчивости, наследственности и естественного отбора в пределах вида возникают разновидности. С течением времени признаки крайних разновидностей настолько расходятся, что из этих разновидностей образуются уже новые виды, а промежуточные разновидности, как менее приспособленные, вымирают в результате естественного отбора.

Таким образом, развитие органического мира имеет приспособительный характер. Многообразие форм живых существ - это многообразие форм приспособления, но приспособления относительного, временного, имеющего значение лишь в определённой жизненной обстановке. Меняется обстановка - прежняя приспособленность теряет своё значение.

Организм в самом себе не имеет никакого особого стремления к целесообразному изменению. Целесообразность в устройстве, функциях и поведении организма - это исторический результат длительного естественного отбора, а вовсе не изначальное свойство живой материи.

Приспособление организма к среде ярче всего выражено в пределах той области, в которой он обычно обитает. Перенесённый в другую обстановку, организм и к ней может приспособиться, но степень и характер этого приспособления в значительной мере зависят от биологической пластичности организма. Одни организмы в новой обстановке погибают, другие живут и размножаются, третьи живут, но не размножаются, что практически означает, что вид, к которому принадлежит данная особь, осуждён на гибель в новой обстановке, поскольку индивидуум не оставляет потомства. Одни организмы живут, сохраняя старые привычки, другие эти привычки меняют. Например, австралийский чёрный лебедь на родине гнездится в ноябре-декабре, а в зоопарках южной Украины в марте-апреле, т. е. в обоих случаях весной, но в разные месяцы года, в соответствии с течением климатических процессов в северном и южном полушариях.

Учение об естественном отборе может быть применено только в биологии. Оно не есть универсальная методология науки, его нельзя перенести на человеческое общество и законы развития этого общества.

Ни один живой организм нельзя представить вне окружающей среды и вне взаимодействия с нею. Из среды организм получает питательные вещества и кислород, в нее отдает конечные продукты обмена веществ. Среда воздействует на него рядом своих факторов: лучистой энергией (световой, ультрафиолетовой, радиоактивной), электромагнитными полями, атмосферным и гидростатическим (для ведущих водный образ жизни) давлением, температурой, различными химическими веществами. Она же неизбежно предполагает взаимодействие с другими живыми организмами.

От окружающей среды организм непрерывно получает информацию, на которую реагирует в виде ответных действий: движения, речи (у животных - издания тех или иных звуков, мимики, поедания пищи и т. п. Таким образом, живой организм непрерывно пропускает через себя не только вещества и энергию, но и поток информации.

Воспринимается информация специальными рецеп-торными аппаратами - органами чувств, затем передается центральной нервной системе, где происходит «узнавание» сигнала и формирование ответной реакции. Информация проходит по каналам связи либо в виде электрических импульсов по нервным волокнам в ту или другую сторону (нервная связь), либо с помощью химических веществ по кровяному руслу (гуморальная связь). При этом нервная связь четко направлена на определенный участок (центр) нервной системы или орган, а гуморальная связь более генерализованная, т. е. направлена не на одну мишень, а сразу на несколько. Воспринимающая возможность различных рецепторов и пропускная способность каналов связи неодинаковы, поэтому поток информации, получаемый рецептором, передаваемый от него к центру и сохраняющийся в памяти, тоже различен.

Количество информации принято измерять в двоичных знаках - битах. У человека поток информации через зрительный рецептор равен 10 8 -10 9 бит/с. Нервные пути пропускают 2 · 10 6 бит/с. До сознания доходит около 50 бит/с, а в памяти прочно задерживается только 1 бит/с. Таким образом, за 80 лет жизни память удерживает информацию порядка 10 9 бит. Следовательно, мозгом оценивается не вся, а наиболее важная информация. На пути к нему все несущественное устраняется, отфильтровывается.

Получаемая от среды информация определяет работу функциональных систем организма и поведение человека или животного, регулируя их: усиливая или ослабляя.

Для управления поведением человека и активностью его функциональных систем (т. е. выходной информацией, идущей из мозга) достаточно около 10 7 бит/с при подключении программ, содержащихся в памяти.

Жизнедеятельность организма регулируется прежде всего на субклеточном и молекулярном уровнях. Это химическая авторегуляция реакций обмена веществ. Она решает местные задачи и является основой всех видов регуляции. Осуществляется она путем изменения концентраций метаболитов, повышения или снижения активности и количественного содержания ферментов, т. е. усиления или угнетения их синтеза, структурных изменений их и других функциональных белков. Но регуляция происходит и на более высоких уровнях: клетки в целом, ткани, органа, функциональной системы, организма. Чем на более высокий уровень передаются управляющие выходные сигналы, тем более обобщенный характер они носят. У человека и животных высшим центром, управляющим вегетативными функциями (кровообращением, дыханием, движением, выделением гормонов и т.п.), является гипоталамус, расположенный в нижней части промежуточного мозга, имеющий связи с системой желез внутренней секреции, другими частями мозга и центром сознания - его корой. Поступающие сигналы могут осознаваться или не осознаваться. Управляющие ответы на неосознанные сигналы среды могут осуществляться гипоталамусом и без участия высшего отдела головного мозга - его коры.

В обычных, привычных для организма условиях среды он находится в уравновешенном с ней состоянии. Он сохраняет постоянство как уровня активности функциональных систем, так и состава своей внутренней среды. Но условия среды могут изменяться в неблагоприятную для организма сторону. Нередко эти изменения происходят очень быстро, а порой несут тревожную информацию. Но организм далеко не всегда может сразу настроиться так, чтобы без существенного вреда перенести новые условия. Так, оказавшись на высоте, где снижено парциальное давление кислорода и углекислоты, под влиянием получаемой информации организм перестраивает свою функциональную активность на изменившиеся уровни: возрастают частота и минутный объем дыхания, частота сердечных сокращений, увеличивается объем циркулирующей крови, но степень насыщения артериальной крови кислородом все равно снижается.

Влияние пониженного барометрического давления на некоторые функции организма человека

Давление, кПа	Высота над уровнем моря,	Парциальное давление в альвеолярном воздухе, кПа		Частота в 1 мин		Минутный объем дыхания, л/мин	Объем циркулирующей крови, мл/кг	Насыщение артериальной крови кислородом,%
					сердечных сокращений

Если человек впервые попал в горы и не подготовлен к таким условиям, у него вследствие недостатка кислорода (гипоксии) и повышенной отдачи возбуждающей дыхательный центр углекислоты (гипокапнии) может развиться горная болезнь. Сначала появляются общая слабость и головная боль, нарушается восприятие вкуса и запахов (например, начинает казаться, что колбаса пахнет рыбой, а хлеб горек), угнетается психика, затем присоединяются слуховые и зрительные галлюцинации, и человек теряет сознание. Дыхание то останавливается, то (по мере накопления в крови углекислоты) возобновляется, потом (в связи с удалением СО 2 из крови) снова прекращается и т. д. Если человеку при этом не дать кислородный аппарат или не спустить его на более низкий уровень, он может погибнуть. Так было, например, в прошлом веке с экипажем французского воздушного шара «Зенит», занесенного на большую высоту, в результате чего все три человека, находившиеся в гондоле, умерли. Трагически окончилось и восхождение альпинистов одной зарубежной команды, которые, будучи на высоте 6000 м без кислородных приборов, оказались вследствие неожиданного изменения погоды в условиях барометрического минимума циклона, соответствующего высоте более 10 ООО м.

Значит, к пребыванию на высотах, к условиям гипоксии, организм должен адаптироваться постепенно, так как экстренное приспособление организма, не подготовленного к пребыванию в гипоксичееких условиях, не является полным и при большой силе воздействия среды оказывается недостаточным. В наше время ни один альпинист не пойдет на восхождение без предварительной горной акклиматизации.

Приведем пример действия высоких и низких температур. Жизненные процессы возможны только в строго ограниченных рамках температуры тела, например для обезьян это от 13-14 до 43-45°С. Температуры выше и ниже этих границ несовместимы с жизнью. Но и в пределах допустимого диапазона температуры тела в организме возможен ряд неблагоприятных изменений. От температуры тела зависит кинетическая энергия атомов и молекул организма. Если она будет слишком велика (при высоких температурах) или слишком мала (при температурах низких), это неблагоприятно скажется на обмене веществ, на скорости, с которой протекают жизненные процессы, и на клеточных структурах, от которых зависит жизнь. Дело в том, что все ферменты организма имеют определенный температурный оптимум действия, при котором они проявляют наибольшую активность. Этот оптимум близок к температуре тела. При отклонении температуры от оптимума (и в ту, и в другую сторону) активность ферментов снижается. При сдвигах температуры тела изменяются высшие структуры белков и РНК. Так, низкие температуры приводят к нарушению третичной и четвертичной структур многих белков. Если это белок-фермент, то активность его снижается. Высокие температуры так влияют на тРНК, что они теряют способность присоединять и транспортировать аминокислоты, необходимые для синтеза белка. Под влиянием изменений температуры нарушается и взаимодействие гормонов с рецепторными белками тканей, а следовательно, и гормональная регуляция функций организма и его обмена веществ.

Естественно, что все эти изменения приводят к нарушению ряда функций организма. В процессе обмена веществ во всяком организме происходит образование тепла. Источником его является АТФ (см. схем. 1), если она гидролитически расщепляется без трансформации ее химической энергии в энергию какой-либо физиологической работы (движения, электрофизиологических процессов, осмотической работы и пр.). Но не все организмы могут сохранять это тепло, поддерживая постоянство температуры тела. Этой способностью обладают лишь птицы и млекопитающие (как животные, так, естественно, и человек). Их называют гомойотермными организмами. Температура тела беспозвоночных, рыб, амфибий и рептилий зависит от температуры окружающей среды и практически равна ей. Это пойкилотермные организмы. Поэтому термический оптимум, в котором особь ведет активную жизнь, у гомойотермных значительно шире, чем у пойкилотермных, хотя границы выживаемости в условиях температурного максимум- и минимум-пессимума практически одинаковы (рис. 3).

При низких температурах (но совместимых с жизнью) пойкилотермные животные впадают в спячку или крайне малоактивны. Например, муха цеце при температуре среды 21 0 C активно летает, с 20 до 14 0 C взлетает лишь тогда, когда чем-то обеспокоена, при 10 0 G способна только бегать, а при 8 0 C и ниже неподвижна. Не имея возможности регулировать температуру тела и поддерживать ее на постоянном уровне, пойкилотермные при изменении термических условий стараются активно избегать крайних температур. Например, рыбы, живущие в прибрежной зоне тропических морей, во время отлива, когда вода сильно прогревается, уходят в более глубокие места, где вода прохладнее, а рыбы замерзающих рек зимой тоже уплывают в глубину, где вода теплее, чем в местах соприкосновения ее со льдом. Амфибии и рептилии в прохладное время греются на солнце, а в жаркое время прячутся в тень или укрываются в норах. Наконец, некоторому поддержанию температуры тела у пойкило-термных помогает то, что они близко располагаются между собой. В летнее время пчелы в улье находятся вдали друг от друга и при этом вентилируют пространство взмахами крыльев, что способствует лучшему испарению влаги и охлаждению. Зимой же они собираются вместе, образуя плотную массу, ограничивая тем отдачу своего тепла. По данным японских исследователей, температура в улье поддерживается на уровне 18-22 0 C при внешней температуре от 11 до -7 °С. Все это помогает уклоняться от вредоносного действия термического фактора, но не делает животных менее чувствительными к нему.

Иное дело гомойотермные организмы, у которых наряду с мощными возможностями теплопродукции существует и весьма совершенная система терморегуляции. Образование тепла у них, как и у всех животных, происходит за счет окислительных процессов и расщепления АТФ, а отдача его - тремя путями: конвекцией, т. е. проведением от более теплого организма к более холодной среде (30%), излучением (45%) и испарением воды, способствующим охлаждению (25%). При этом 82% тепла отдается через кожу, 13% - через органы дыхания, 1.3% - с мочой и испражнениями, 3.7% идет на согревание съеденной пищи и выпитой воды. При повышении внешней температуры теплопродукция уменьшается, а теплоотдача увеличивается; при понижении же ее возрастает теплопродукция и падает теплоотдача. Это основное отличие гомойотермных от пойкилотермных: с повышением внешней температуры интенсивность обмена веществ у последних становится больше, а при понижении ее резко уменьшается.

Поддержание постоянства температуры тела у гомойотермных осуществляется как на органном уровне, так и на субклеточном - молекулярном. Регуляция теплоотдачи проведением и излучением основана на изменении кожного кровообращения. При высоких внешних температурах сосуды внутренних органов суживаются, а кожные расширяются, что усиливает теплоотдачу; при низких температурах - наоборот, и теплоотдача резко сокращается. Отдача тепла испарением обеспечивается потоотделением, так как испарение пота охлаждает организм. Испарение 1 г пота отнимает у организма около 2.0 кДж тепла. При повышении внешней температуры потоотделение резко увеличивается: до 0.5 - 1.0 л/ч, т. е. доходит до 24 л/сут. У животных, не имеющих потовых желез (например, у собак), местом испарения влаги является слизистая оболочка языка и полости рта. Всем известно, что во время жары собака раскрывает пасть, высовывает язык и учащенно дышит: вместо испарения пота происходит испарение слюны.

Все эти механизмы теплоотдачи регулируются центральной нервной системой - тепловым центром, расположенным в гипоталамусе. Если мозг перерезать ниже гипоталамуса, то гомойотермное животное становится пойкилотермным. Тепловой центр состоит из двух центров: теплопродукции и теплоотдачи. Раздражение первого приводит к повышению температуры, увеличению газообмена, сужению кожных сосудов и ознобу, усиливающему теплообразование в мышцах; раздражение второго - к одышке, потоотделению, расширению кожных сосудов и падению температуры тела. Возбуждение обоих центров происходит и рефлекторно: в результате сигналов от кожных рецепторов - термочувствительных нервных окончаний, и химическим путем: при транспортировке кровью гормонов и некоторых других химических веществ.

Однако, несмотря на все свойственные гомойотермным механизмы терморегуляции, резкие и значительные изменения температуры среды могут быть гибельными для организма. При высоких температурах резко сокращается отдача тепла конвекцией. Уже при 30 0 C она затруднена, а при температуре выше 37 0 C невозможна. В условиях высокой влажности затрудняется и теплоотдача испарением пота. При одинаковой внешней температуре во влажном климате субтропиков и тропиков организм переносит высокую температуру среды труднее, чем в сухом (например, в Средней Азии или Египте). В парной бане, где влажность доходит до 90-97%, человек еле выдерживает температуру 45-50 °С, а в сауне, где воздух сухой, при 100 и даже 120 0 C испытывает удовольствие. Длительное пребывание в условиях высокой температуры при недостаточной теплоотдаче приводит к перегреванию организма, повышению температуры тела выше 40 °С, нарастанию слабости, нарушению деятельности сердца и центральной нервной системы, сгущению и резкому повышению вязкости крови (из-за большой отдачи воды организмом), потере сознания, судорогам. Если не оказать срочную помощь, человек может погибнуть от теплового удара.

Кратковременное действие как холода (например, обтирание тела снегом, окунание в прорубь после жаркой бани, «моржевание»), так и высокой температуры не вызывает расстройства терморегуляции и даже не только полезно, но и приятно. Однако при длительном действии холода, не компенсируемом усилением теплопродукции и уменьшением теплоотдачи, наступает переохлаждение организма, снижается температура тела - и организм замерзает.

При уменьшении температуры тела до 31 -27 0 C поглощение кислорода и обмен веществ возрастают, наблюдается сильная дрожь. При падении температуры ниже 19-20 0 C поглощение кислорода прогрессивно снижается, меньшей становится интенсивность обмена веществ, дрожь прекращается, исчезает реакция на боль, дыхание ослабляется, теряется сознание. При таких степенях охлаждения гомойотермный организм становится пойкилотермным, температура его теперь уже зависит от температуры окружающей среды и при падении ее ниже О 0 C он замерзает. Если замерзание происходит медленно и постепенно, то оно может быть обратимым, но быстрое замерзание всегда необратимо, так как при этом в клетках образуются кристаллы льда, разрушающие клеточные структуры. Вместе с тем даже весьма значительное снижение температуры тела, проведенное осторожно в клинических условиях, не представляет смертельной опасности и в настоящее время практикуется при хирургических операциях на сердце, когда приходится останавливать кровообращение. Устойчивость организма к температурным влияниям, расширение оптимальной зоны температур, как и повышение сопротивляемости организма гипоксии, может быть достигнуто постепенным приспособлением его к изменениям температурных условий.

Неблагоприятной для организма может быть и чрезмерная (слишком интенсивная или длительная) мышечная деятельность. Всем известен пример с афинским воином, которого полководец Мильтиад послал с Марафонского поля сражения в Афины сообщить о победе над персами. Воин пробежал 42 км 195 м, успел сказать на городской агоре: «Мы победили» - и упал замертво. А сколько происходит трагических случаев в повседневной жизни! Побежал один немолодой человек за транспортом, чтобы успеть сесть в трамвай или автобус, «задохнулся» на полпути, появившиеся одышка и слабость заставили его остановиться или перейти на спокойный шаг, а другой при таком беге и упал с инфарктом миокарда. Или поднял человек большую тяжесть, перенапрягся, и у него произошло острое расширение сердца и нарушилось кровообращение. А тренированный спортсмен и марафонскую дистанцию пробегает, не падая замертво на финише, и развивает при беге скорость, недоступную для неспортсмена, и поднимает большие тяжести, которые нетренированному организму не под силу. Дело в том, что интенсивная или длительная мышечная деятельность сопровождается резким возрастанием расхода энергии. Если в состоянии постельного покоя человек расходует 0.067 кДж/с, то при марафонском беге - 1.0, а при беге на 100 м - 10.0 кДж/с. Естественно, что это требует и очень большого расходования источников энергии, и увеличения поглощения кислорода, необходимого для их окисления, и значительного усиления сердечной деятельности для транспортировки поступившего в организм кислорода от легких к мышцам. Степени возрастания этих физиологических параметров, доступные тренированному спортсмену, не может осилить человек, должным образом физически не подготовленный. Значит, и к интенсивной или длительной мышечной деятельности организм может (и должен) приспособиться, но с помощью соответствующей тренировки.

Встречаясь с болезнетворными микробами, один человек не заболевает, другой заболевает, но переносит болезнь или легко, или в тяжелой форме, а третий умирает от нее. Чем же определяется устойчивость организма к инфекциям? На этот вопрос отвечает активно развивающаяся отрасль медицины - иммунология. Основой иммунитета являются синтезируемые организмом антитела - особые белки, относящиеся к группе высокомолекулярных глобулярных белков - иммуноглобулинов. Причиной заболевания являются болезнетворные микробы или продукты их жизнедеятельности - токсины, имеющие белковую природу. Антитела, присоединяясь к ним, или обезвреживают их, или обрекают на переваривание особыми клетками - фагоцитами (т. е. «пожирающими» клетками). Этот процесс далеко не так прост. Что стимулирует выработку антител? Где они вырабатываются? Почему они специфичны в отношении одних инфекций и неактивны против других? Почему, например, прививка против брюшного тифа или оспы не создает иммунитета против холеры или чумы?

Выработку антител стимулирует само болезнетворное начало - микроб, имеющий, как все живое, белковую природу. Микробный и всякий другой чужеродный белок в иммунологии называют антигеном. Иммунные тела (антитела) вырабатываются специфически направленно против каждого конкретного антигена. Но в крови содержится определенное количество и неспецифических антител, менее эффективных, но способных вступать во взаимодействие с разными антигенами. Это неспецифические иммуноглобулины крови, обусловливающие общую устойчивость организма к инфекциям. Именно этим неспецифическим иммунитетом объясняется, почему, встретившись с одной и той же инфекцией, один человек заболевает и болезнь у него протекает в тяжелой форме, другой заболевает, но переносит болезнь даже на ногах, а третий вовсе не заболевает. Чем же объяснить это? Образование специфических антител - синтез новых белков, нужных организму лишь при встрече с инфекцией, а вне этого не принимающих участия ни в обмене веществ, ни в построении клеточных структур.

Мы уже знаем, что организм синтезирует лишь те белки, структура которых закодирована в геноме клеток. Ведь не могут же быть предусмотрены в нем структуры антител против всех возможных, несвойственных организму чужеродных белков. Этот вопрос «узнавания» антигенов и синтез специфических антител против них - один из актуальнейших и «горячих» вопросов иммунологии, и к нему мы еще вернемся. Пока же констатируем, что для противостояния инфекциям существует специфический и неспецифический иммунитет, зависящий от выработки специфических и неспецифических иммуноглобулинов. Он может усиливаться вследствие перенесенного инфекционного заболевания или ослабляться под влиянием повреждающих факторов среды; его можно получить и искусственно путем прививок, т. е. введением в организм белка убитых микробов (вакцин), не вызывающего заболевания, но приводящего к выработке специфических антител.