Температурна адаптація людини. Адаптація – здатність до зимового холоду

480 руб. | 150 грн. | 7,5 дол. ", MOUSEOFF, FGCOLOR, "#FFFFCC", BGCOLOR, "#393939");" onMouseOut="return nd();"> Дисертація - 480 руб., доставка 10 хвилин, цілодобово, без вихідних та свят

Герасимова Людмила Іванівна. Патогенетична роль дезадаптації до холоду у розвитку донозологічних станів в умовах Півночі: дисертація... доктора медичних наук: 14.00.16 / Герасимова Людмила Іванівна; [Місце захисту: ГОУВПО "Санкт-Петербурзький державний медичний університет"]. - Санкт-Петербург, 2008. - 242 с.: Іл.

Вступ

Розділ 1. Огляд літератури 16

1.1. Концепція здоров'я в аспекті теорії адаптації 16

1.2. Адаптація до холоду у людини 21

1.3. Негативні ефекти адаптації до холоду. Холод як фактор ризику 41

1.4. Вікові особливості функції терморегуляції 53

Глава 2. Об'єкти та методи дослідження 57

2.1. Обстежені групи 57

2.2. Умови проведення досліджень, контроль теплового стану піддослідних 58

2.3. Біометричні дослідження 59

2.4. Методика дозування навантаження та стомлення 61

2.5. Методики електронейроміографічного дослідження.61

2.6. Аналіз частоти холод-асоційованих симптомів 78

2.7. Оцінка функції зовнішнього дихання 80

2.8. Аналіз спричинених шкірних вегетативних потенціалів 83

2.9. Статистична обробка результатів досліджень 87

Розділ 3. Холод-асоційовані симптоми як ознака зниження стійкості до холоду . 88

3.1. Вплив тривалості проживання на Європейській Півночі на частоту холод-асоційованих симптомів 88

3.2. Частота холод-асоційованих симптомів у пацієнтів із терапевтичною патологією 96

3.3. Чинники, що обмежують працездатність рук під час маніпуляцій на холоді 105

Глава 4. Функціональний стан легеневої вентиляції та вегетативної нервової системи при високій чутливості до холоду 115

4.1. Функціональні показники системи зовнішнього дихання в осіб з різною адаптованістю до умов Європейської Півночі 117

4.2. Вплив адаптованості до умов Європейської Півночі на параметри спричиненого шкірного вегетативного потенціалу 125

Розділ 5. Вплив адаптації до умов півночі на провідні властивості периферичних нервів 133

Глава 6. Електроміографічні характеристики нервово-м'язового статусу у різних вікових групах в умовах європейської півночі 139

6.1. Оцінка нервово-м'язового статусу за допомогою турн-амплітудного аналізу ІЕМГ 139

6.2. Вікові особливості турн-амплітудних параметрів ЕМГ ізометричного скорочення 155

6.3. Вплив віку на працездатність та турн-амплітудні характеристики ЕМГ при стомленні, викликаному динамічним навантаженням 166

Глава 7. Електронеіроміографічні характеристики та працездатність рухової системи при тривалому впливі виробничої вібрації, 175

7.1. Параметри проведення імпульсу по руховим та чутливим волокнам периферичних нервів 176

7.2. Параметри потенціалів рухових одиниць 177

7.3. Турн-амплітудні характеристики ЕМГ при дозованому ізометричному скороченні 183

7.4. Вплив тривалого впливу вібрації на працездатність та турн-амплітудні параметри ЕМГ при динамічній втомі 188

Глава 8. Обговорення результатів 199

Висновок 228

Список литературы 235

Додаток 282

Введення в роботу

Актуальність проблеми

Проблема збереження здоров'я людини, яка проживає в умовах Півночі, залишається актуальною протягом останнього часу, що пов'язано з активним освоєнням територій, збільшенням міграційних процесів на території Росії, підвищенням частки літнього населення, в тому числі в Північно-Західному регіоні. Здоров'я людини Півночі формується під впливом комплексного ефекту всіх складових клімату високих широт. Складний комплекс зовнішніх впливів, включаючи суворі природно-кліматичні чинники, великий спектр антропогенних впливів висувають високі вимоги до організму. Збереження здоров'я людини, попередження захворювань стає не лише приватною проблемою медицини, а й природознавства загалом, а також однією із загальногуманітарних цінностей . Негативні тенденції у зміні показників здоров'я населення та стану довкілля ставлять цю проблему в розряд найбільш пріоритетних завдань державної політики.

У суворих кліматичних умовах високих широт багато захворювань характеризуються раннім початком, неспецифічністю симптомів, більшою поширеністю порушення функціонального стану організму, ніж у інших кліматичних зонах. Значне місце у захворюваності займають хвороби системного перенапруги, знижується поріг шкідливого впливу на організм виробничо-екологічних факторів та зменшуються функціональні можливості організму до відновлення порушень гомеостазу, оскільки, на думку Ю. П. Гічова, вплив зовнішніх факторів на організм сучасної людини перевищує його адаптивні можливості. .

Як показано в огляді В. І. Хаснуліна зі співавт. , Республіка Карелія, регіон Північно-Заходу РФ, відрізняється дискомфортністю клімато-географічних умов, яка можна порівняти з такою в регіонах Крайньої Півночі, що викликає напругу адаптаційних систем, ускладнює компенсацію і збільшує показники загальної смертності, у тому числі людей працездатного віку. Аналогічні дані про стан здоров'я населення Республіки Карелія наведено в монографії Н. В. Доршакової.

Таким чином, дані численних досліджень свідчать про те, що для стану здоров'я населення, що проживає в регіонах Півночі, характерні системні прояви дезадаптації організму, важливу роль у якій, на наш погляд, відіграє неадекватність пристосування до холоду.

Видається доцільним розглянути особливості функціонування організму за умов Півночі з погляду адекватності механізмів температурної адаптації. Пристосування до тривалого впливу холоду зачіпає майже всі процеси життєдіяльності, які координуються у межах єдиної програми збереження температурного гомеостазу організму. Численними дослідженнями показано нейро-гормональні механізми управління процесом адаптації до холоду, спрямовані на збереження гомойотермії, основу якого складають системні зміни нейро-гормональної регуляції та обміну речовин, провідне значення в якому мають підвищення участі адренергічних механізмів та зміна тиреоїдного статусу організму.

Прояви негативного впливу холоду в різних системах організму об'єднують у поняття «холод-асоційовані симптоми» (ХАС), що включає болі (дискомфорт), порушення чутливості та зміни кольору відкритих частин тіла, а також ознаки функціональної недостатності фізіологічних систем організму. Феномен Рейно,

7 в якому поєднуються перелічені ознаки, вважається одним із специфічних проявів непереносимості холоду.

Багатьма авторами зазначено, що феномен Рейно має загальні патогенетичні механізми з холод-індукованою вазоконстрикцією, основу яких становить посилення адренореактивності судин. Цим зумовлені труднощі диференціальної діагностики ранніх проявів феномену Рейно та посиленої холод-індукованої вазоконстрикції, у виникненні якої, як і феномена Рейно, крім зазначених факторів, відіграють роль порушення ендотелій-залежної та ендотелій-незалежної вазодилатації.

Дослідженнями останніх років у галузі визначення факторів ризику для населення високих широт показано, що поширеність феномену Рейно становить, за різними даними, від 0,5 до 20 %, спостерігається залежність частоти феномену Рейно від широти місцевості, встановлений зв'язок між наявністю даного симптому та частотою Холодових пошкоджень (відморожень), а також можливість участі механізмів розвитку феномену Рейно у формуванні соматичних захворювань людини, відзначено залежність електронейроміографічних параметрів від наявності вторинного (індукованого вібрацією) феномену Рейно. Зазначені факти, а також спільність походження холод-індукованої вазоконстрикції та феномену Рейно на основі посилення активності адренергічних механізмів дозволяють розцінювати ХАС як ознак напруженої адаптації до холоду та факторів ризику для населення, що проживає в умовах Півночі.

Морфо-функціональний стан рухової системи та її основного ефекторного органу – скелетної мускулатури – відіграє важливу роль як у реакціях термінової, так і довготривалої адаптації до холоду. В експериментальних дослідженнях показано залучення та характер участі рухової системи у підтримці температурного гомеостазу організму. Разом з тим у літературі немає даних, що інтегративно характеризують нервово-м'язовий статус людини при тривалій адаптації до холоду та особливості функціонування рухової системи з точки зору адекватності процесу пристосування до холоду.

Електроміографія є одним із найбільш інформативних сучасних методів оцінки функціонального стану рухової системи, тому дослідження інтерференційної електроміограми (ІЕМГ) дозволяє отримати об'єктивну картину стану нервово-м'язового апарату та доповнити дані інших методів діагностики. Останнім часом відзначається значне зростання інтересу дослідників до використання та розробки об'єктивних методів інтерпретації ІЕМГ, враховуючи її неінвазивність, хорошу переносимість та можливість використання в ергономічних дослідженнях, у тому числі для оцінки функціонального стану та працездатності рухової системи людини у різних видах діяльності та в діагностичних цілях .

Проблема донозологічних станів, чи «передхвороби», давно перебуває у сфері уваги клінічної медицини. При цьому останнім часом велике значення надається виявленню змін в організмі, що відповідають початковій ланці патогенезу певного захворювання. У зв'язку з цим сучасна наукова концепція оцінки та прогнозування функціональних станів організму становить інтерес для медицини та для суспільства в цілому, оскільки дозволяє виявляти донозологічні стани організму та проводити своєчасну профілактичну роботу з метою збереження здоров'я населення, яке проживає у несприятливих клімато-географічних умовах.

З цією метою в рамках цього дослідження проведено комплексний аналіз механізмів, що лежать в основі життєзабезпечення організму за тривалого впливу умов Півночі, і, зокрема, пристосування до хо-

9 човен. Встановлено роль механізмів, що забезпечують стійку адаптацію до холоду, а саме значення холод-індукованих судинних реакцій та функціонального стану рухової системи на підставі сучасних електронейроміографічних методів.

Мета дослідження

Встановити значення механізмів температурної адаптації у формуванні здоров'я людини за умов Півночі, і навіть вивчити механізми розвитку дезадаптації до холоду та його прояви з метою діагностики доно-зологических станів людини за умов Півночі.

Завдання дослідження

Дослідити адекватність процесу пристосування до холоду з урахуванням аналізу частоти холод-асоційованих симптомів.

Оцінити функціональний стан вегетативної нервової системи та параметри легеневої вентиляції залежно від ступеня адаптації суб'єктів до умов Європейської Півночі.

Дослідити провідні властивості сенсорних та моторних волокон периферичних нервів у групах із різною адаптованістю до умов Європейської Півночі.

Встановити турн-амплітудні характеристики ІЕМГ ізометричного скорочення, що характеризують "неврогений" тип порушень функції скелетних м'язів.

Встановити онтогенетичні особливості рухової системи на основі турн-амплітудного аналізу ІЕМГ при дозованому ізометричному скороченні, а також при проведенні функціонального тесту з втомою м'язів.

Встановити електронейроміографічні ознаки, що характеризують працездатність та функціональний стан рухової системи

10 при поєднаному впливі холоду та шкідливого виробничого фактора (виробнича вібрація).

Наукова новизна

У дослідженні вперше проведено системний аналіз стану організму людини в умовах Півночі та показано роль механізмів, що лежать в основі температурної адаптації, у формуванні здоров'я людини на Півночі, а також передумови розвитку дезадаптації до холоду та виникнення донозологічних станів.

Вперше вивчено роль холод-асоційованих симптомів як ознаки дезадаптації організму до умов холоду та показано зв'язок їх виникнення зі станом функціональної системи температурної адаптації. Встановлено, що суб'єктивні ознаки дезадаптації до холоду у формі ХАС корелюють із «передпатологічними» змінами вегетативної регуляції, функціонування серцево-судинної системи, стану легеневої вентиляції та електрофізіологічними властивостями рухової системи.

За допомогою сучасних електрофізіологічних методів надано кількісні характеристики функціонального стану та резервів рухової системи людини в умовах тривалої дії холоду як прояву пластичності рухової системи. Крім того, вперше на основі кількісних параметрів ІЕМГ встановлено особливості структурно-функціонального стану периферичного відділу рухової системи у різні періоди онтогенезу. Показано взаємодію механізмів довготривалої адаптації до холоду та індивідуальних факторів на рівні кістякових м'язів.

За допомогою комплексних електронейроміографічних методів вперше виявлено негативний ефект адаптації до холоду у формі порушення мієлінізації в периферичній нервовій системі та показано його потенційну роль у зниженні працездатності рухової системи у осіб,

11 довгостроково що у умовах Півночі, соціальній та розвитку та прогрес-сировании захворювань рухової системи при тривалому впливі охолодження.

Теоретична та науково-практична значимість

Проведене дослідження розвиває положення адаптаційної медицини у вивченні факторів, що впливають на здоров'я людини в умовах Півночі, та загальних закономірностей розвитку дезадаптаційних реакцій. В рамках цього дослідження проведено системний аналіз стану здоров'я людини в умовах Півночі з погляду адекватності процесу довготривалої адаптації до холоду. Показано значення холод-асоційованих симптомів як ознаки неадекватності процесу довготривалої адаптації до холоду та факторів ризику розвитку патології в різних системах організму в умовах Півночі.

Зіставлені суб'єктивні ознаки дезадаптації до холоду у формі ХАС та результати комплексного функціонального дослідження. Зокрема, за допомогою методів функціональної діагностики встановлені ознаки, що свідчать про дезадаптацію до холоду: підвищення участі адренергічних механізмів регуляції функцій у мігрантів порівняно з постійними жителями Півночі, а також у осіб із холод-асоційованими симптомами у формі феномену Рейно; встановлені субклінічні порушення вентиляції у мігрантів у порівнянні з постійними жителями Півночі, а також у осіб із холод-асоційованими симптомами у формі холодової задишки.

Доведено негативний ефект адаптації до холоду у формі зниження нервово-м'язової іннервації та встановлено особливості електронейро-міографічних характеристик рухової системи залежно від адаптованості до холоду, при поєднанні умов середовища тривалого охолодження та вікових змін, а також шкідливих виробничих факторів (виробнича вібрація).

Аналіз взаємодії функціонального стану рухової системи (механізми довготривалої адаптації до холоду) та вегетативного забезпечення функцій організму (чинники термінової адаптації до холоду, компенсаторні механізми) має теоретичне значення для вивчення ієрархії та взаємодії різних функцій організму, і може знайти свою програму в теорії систем.

Науково-практичне значення дисертації полягає в удосконаленні методики ЕМГ щодо розвитку неінвазивних способів реєстрації сигналів та кількісного (турн-амплітудного) аналізу ІЕМГ. Зіставлені результати використаної методики турн-амплітудного аналізу ІЕМГ при дозованому ізометричному скороченні та методу стимуляційної ЕНМГ, що широко застосовується. Розширено використання кількісного аналізу ІЕМГ для оцінки працездатності та функціональних резервів рухової системи людини при різних функціональних станах, у тому числі пов'язаних із тривалим впливом Півночі.

За допомогою комплексного застосування електронейроміографічних методів дослідження, включаючи турн-амплітудний аналіз ІЕМГ, виділено електроміографічні синдроми, що характеризують вікові зміни рухової системи у жителів Півночі, стани, пов'язані з м'язовим перенапругою, у процесі втоми та відновлення, а також при патології рухової системи внаслідок тривалого впливу виробничої вібрації.

Показано значущість холод-асоційованих симптомів як ранніх ознак дезадаптації до холоду та розвитку донозологічних станів в умовах Півночі.

Положення, що виносяться на захист:

Холод-асоційовані симптоми характеризують стан «передхвороби», пов'язаний із неадекватним забезпеченням процесу довготривалої адаптації до холоду; посилена холод-індукована вазоконстрикція є ознакою підвищення участі адренергічних механізмів регуляції функцій організму та напруженої адаптації до холоду.

Негативний ефект адаптації до холоду, що формується в руховій системі людини, характеризується зниженням функціональних можливостей скелетної мускулатури внаслідок порушення властивостей периферичних нервів.

«Неврогенний» тип ІЕМГ, що формується з віком, зумовлений потенційним впливом середовищних факторів, зокрема, умовами охолодження, що сприяє віковому зниженню функції рухової системи у постійних жителів Півночі, а також служить фактором, що привертає до розвитку та прогресування патології опорно-рухової системи в регіонах. із холодним кліматом.

Апробація роботи

Основні результати дисертації доповідали та обговорені на російських та міжнародних наукових симпозіумах: ІІІ Міжнародному конгресі з патофізіології (Lahti, 1998); II та III російському конгресі з патофізіології (Москва, 2000, 2004); XXXIII Міжнародному конгресі з фізіологічних наук (Санкт-Петербург, 1997); VIII Світовому конгресі Товариства з адаптивної медицини (Москва, 2006); на об'єднаних Пленумах Російського та Московського наукових товариств з патофізіології (Москва, 2006, 2007); XVII Світовому конгресі з неврології (London, 2001), XVIII та XIX з'їздах ВФО ім. І. П. Павлова (Казань, 2001; Єкатерин-

14 бург, 2004), IV і V з'їздах фізіологів Сибіру та Далекого Сходу (Новосибірськ, 2002; Томськ, 2004); Всеросійському форумі «Здоров'я нації – основа процвітання Росії» (Москва, 2005); XI Національному конгресі «Людина та її здоров'я» (Санкт-Петербург, 2006); міжнародних конференціях Environmental Ergonomics (Aahen, 2000), Problems with Cold Work (Solna, 1998); симпозіумі «Патофізіологія та сучасна медицина» (Москва, 2004); конференції «Механізми типових патологічних процесів» (Санкт-Петербург, 2003), II, III, IV міжнародних конференціях з фізіології м'язів і м'язової діяльності (Москва, 2003, 2005, 2007) Луки, 2006); російської конференції «Організм та навколишнє середовище: життєзабезпечення та захист людини в екстремальних умовах» (Москва, 2000); міжнародної конференції «Проблеми екології людини» (Архангельськ, 2000, 2004); 10-ї Всеросійської конференції з фізіології праці (Москва, 2001); російської конференції «Актуальні проблеми екологічної фізіології людини Півночі» (Сыктывкар, 2001, 2004); XI міжнародний симпозіум «Еколого-фізіологічні проблеми адаптації» (Москва, 2003); 6-й науково-практичній конференції «Методи дослідження регіонарного кровообігу та мікроциркуляції у клініці та експерименті» (Санкт-Петербург, 2007).

Реалізація результатів дослідження

Дисертаційна робота виконана в рамках цільових програм наукових досліджень (№ держ. реєстрації 0120.0603111 (Дослідження базових механізмів терморегуляційної м'язової активності у побудові руху та руховому контролі у людини), 0120.0502699 (Вивчення нейрофізіологічних механізмів руху дій) . Дослідження було підтримано грантами РФФІ 307-2003-04, РДНФ «Українська

15 Північ» 01-06-49004 а/с, Програмою Розбудови «Університети Росії» УР 11.01.245.

Теоретичні положення дисертації включені до навчальних програм з дисциплін «Патофізіологія» та «Нормальна фізіологія» на медичному факультеті ПетрДУ, автором розроблено та впроваджено в освітній процес електронний навчальний ресурс «Стрес та адаптація» (акт про впровадження від 10.10.07). Результати роботи використовуються у лікувально-діагностичній практиці Республіканської лікарні, Дитячої республіканської лікарні (Республіка Карелія, м. Петрозаводськ).

Особистий внесок

Постановка цілей та завдань дослідження, планування та проведення досліджень, аналіз та узагальнення даних, підготовка публікацій за матеріалами дисертації виконані автором особисто, у спільно проведених дослідженнях – за його вирішальної ролі.

Публікації

Обсяг та структура дисертації

Текст дисертації викладено на 289 сторінках, складається із вступу, огляду літератури, матеріалів та методів дослідження, результатів власного дослідження, обговорення результатів, висновків, висновків, практичних рекомендацій та списку літератури. Список літератури включає 430 джерел, у тому числі 185 – вітчизняних та 245 – зарубіжних. Дисертація містить 28 таблиць та 48 малюнків.

Концепція здоров'я в аспекті теорії адаптації

В даний час проблема взаємодії організму людини з навколишнім середовищем не втрачає своєї актуальності. Складний комплекс зовнішніх впливів, включаючи великий спектр антропогенних впливів, висуває високі вимоги до організму. Збереження здоров'я людини, попередження захворювань стає не лише приватною проблемою медицини, а й природознавства загалом, а також однією із загальногуманітарних цінностей.

Пристосування будови та функцій організму до умов навколишнього середовища відбувається у процесі адаптації. Відповідно до концепції Г. Сельє, адаптація - одна з фундаментальних якостей живої матерії, яка нерідко ототожнюється із самим поняттям життя. У сучасному розумінні адаптація - це процес формування оптимальної структурно-функціональної відповідності, що забезпечує найвигідніше функціонування організму в певних умовах. В даному випадку проблема взаємодії організму з середовищем розглядається в рамках системно-функціонального підходу, що враховує як зовнішні зв'язки, а й комплекс змін всередині організму, спрямований на збереження гомеостазу.

У зв'язку з цим головний зміст адаптації - це внутрішні процеси в системах, які забезпечують збереження її зовнішніх функцій по відношенню до середовища. Ця мета досягається за рахунок адаптивних та компенсаторних реакцій. Адаптивні реакції полягають у тому, що система, реагуючи на зміну істотних для неї параметрів середовища, перебудовує свої структурні зв'язки для збереження функцій, що забезпечують її існування цілого. Компенсаторні реакції спрямовані на збереження функції системи навіть у разі порушення діяльності функціонального елемента. Отже, компенсаторні реакції здійснюються не елементом, а системою щодо елемента.

Поняття адаптації використовується у різних аспектах. Існує гено-типова адаптація - процес, що становить основу еволюції, при якому внаслідок спадкової мінливості, мутацій та природного відбору сформувалися сучасні види тварин та рослин. Комплекс видових спадкових ознак лежить в основі іншого виду адаптації, що набувається в ході індивідуального розвитку організму, - фенотипічної адаптації, яка формує індивідуальний образ організму.

Концепція фенотипічної адаптації була сформульована Ф. 3. Меєрсоном. Відповідно до цієї теорії, у розвитку більшості адаптаційних реакцій простежуються два етапи: початковий етап - термінова, але недосконала адаптація та наступний етап - досконала, довготривала адаптація.

Термінова адаптаційна реакція виникає одразу після початку дії подразника. Найбільше значення у підтримці гомеостазу на ранніх етапах адаптації мають компенсаторні реакції організму. Типовими проявами термінового етапу адаптації служать рефлекторні реакції, що виникають при дії гіпоксії, холоду, тепла тощо. буд. . Важливе місце у початковий період пристосування займають неспецифічні механізми підвищення стійкості організму, тобто стрес-реакція.

Довготривала адаптація розвивається поступово, в результаті багаторазової або тривалої дії факторів середовища, на основі багаторазової реалізації термінової адаптації. Основу довготривалої адаптації становлять структурні зміни в органах і системах, найбільш залучених до компенсаторних реакцій термінового етапу. Дослідження, проведені на різних об'єктах, однозначно показали, що збільшення функції органів і систем закономірно тягне за собою активацію синтезу нуклеїнових кислот і білків у клітинах, що утворюють ці органи і системи. Це призводить до комплексу структурних змін, які принципово збільшують потужність систем, відповідальних за адаптацію, що становить основу переходу від термінового етапу адаптації до довготривалого.

На думку Ф. 3. Меєрсона, основоположника напряму «адаптаційна медицина», фенотипічна адаптація у людини має більш важливе значення, ніж у інших видів тварин, оскільки у людини цей процес є більш змістовним та ефективним. Відповідно до цих уявлень Р. П. Казначеєв визначив адаптацію (пристосування) як процес підтримки функціонального стану го-меостатичних систем та організму в цілому, що забезпечує його збереження, розвиток, працездатність, максимальну тривалість життя в неадекватних умовах середовища. Неадекватними вважаються екологічні умови, що не відповідають наразі генофенотиповим властивостям організму як біосистеми. Використання адаптації організму до різних факторів середовища уможливлює розширення зони існування людини і дозволяє зберегти здоров'я в несприятливих умовах.

Умови проведення досліджень, контроль теплового стану випробуваних

Перед проведенням дослідження кожен випробуваний був ознайомлений із протоколом електроміографічного дослідження та характером температурного впливу. Групу порівняння склали випробувані-добровольці, практично здорові на момент дослідження, за наявності хронічних захворювань поза загостренням. Відбір піддослідних здійснювали виходячи з даних анамнезу та стандартного обстеження безпосередньо перед сеансом електроміографії (вимірювання температури, артеріального тиску). Дослідження дітей проведено за згодою батьків у присутності медичного персоналу. Піддослідні за власним бажанням могли припинити участь у дослідженні у час.

Електронейроміографічні дослідження, аналіз викликаного шкірного вегетативного потенціалу (ВКВП) та спірометричні тести проведені в лабораторії (температура повітря +22 - 24С, вологість 50-60%; швидкість руху повітря менше 0.1 м/с) після 30-хвилинного знаходження випробуваного в приміщенні температури шкіри.

Для контролю теплового стану піддослідних вимірювали центральну температуру (Тц) сублінгвально або ректально та середньозважену температуру шкіри (СВТК) N. L. Ramanathan . Для цього вимірювали температуру колії у 4 точках - під ключицею (Ті), на латеральній поверхні середини плеча (Тг), на латеральній поверхні середини стегна (Тз) та на медіальній поверхні середини гомілки (Т4). Подальший розрахунок СВТК проводили за формулою: СВТК = 0.3 (Т, + Т2) + 0.2 (Т3 + Т4), де коефіцієнт перед значеннями температур означає приблизну площу поверхні даних ділянок шкіри. СВТК визначали кожні 5 – 10 хв. На малюнку 2.1 представлені графіки реєстрації СВТК під час проведення електронейроміографічних досліджень в дорослих випробуваних. Центральну температуру вимірювали сублингвально, так як вона досить точно відображає її зміни і проста в практичному застосуванні.

У дітей віком від 7 днів до 3 років вимірювали температуру шкіри тільки в одній точці (на стегні), оскільки, по-перше, вона досить точно відображає зміни СВТК і, по-друге, велика кількість електродів (електроміографічних та температурних) викликала значне емоційне -Руховий занепокоєння дитини, що неминуче вплинуло б на характер ЕМГ.

Для вимірювання температури використано температурні датчики, виготовлені на основі мідно-константанових термопар. Зміни електричних властивостей термопари перетворювалися на цифрові значення за допомогою 5-канального індикатора.

Силу максимального довільного скорочення (maximal voluntary contraction - MVC) двоголового м'яза плеча (га. biceps brachii) визначали в такий спосіб. Випробуваний стояв, його рука перебувала у положенні ліктьового згинання (плечо розташоване вздовж грудної клітки, суглобовий кут 90). Випробуваний в такому положенні повинен здійснювати максимальний тиск на динамометр, укріплений на нижній поверхні нерухомої. Динамометрію проводили перед кожним сеансом ЕМГ.

MVC м'язів передпліччя визначали при тиску пензлем на динамометр, укріплений на нижній поверхні нерухомої балки. При цьому ліктьовий суглоб був фіксований у лонгеті для уникнення залучення м'язів плеча.

Дозування статичного зусилля (ізометричне скорочення) т. Biceps brachii створювали вантажами вагою 4, 6, 8 і 10 кг, підвішеними на манжеті, укріпленій на передпліччі, на 2 - 3 см проксимальніше променево-зап'ясткового суглоба, протягом 3 - 5 с. Випробуваних у положенні стоячи просили утримувати руку у положенні ліктьового згинання (плечо розташоване вздовж грудної клітки, суглобовий кут 90).

Втома т. biceps brachii було викликане динамічним навантаженням вщент. Випробовуваний повинен був здійснювати рухи в ліктьовому суглобі типу «згинання - розгинання» з вантажем, що становить 30% від MVC, до нездатності виконувати повноцінні рухи з використанням виключно м'язів руки або до появи больових відчуттів.

Дозування статичного зусилля м'язів передпліччя (т. flexor carpi radialis, т. flexor carpi radialis) створювали вантажами вагою 4, 6, 8 та 10 кг, підвішеними на манжеті, укріпленій на пензлі протягом 3 - 5 с. Випробуваних у положенні сидячи просили підтримувати навантажену пензель на одному рівні з передпліччям, при цьому рука знаходилася в положенні згинання ліктьового, ліктьовий суглоб фіксований на підлокітнику. Втома м'язів передпліччя викликали рухами в променево-зап'ястковому суглобі типу «згинання - розгинання» з вантажем, що становить 30% від MVC.

Функціональні показники системи зовнішнього дихання в осіб із різною адаптованістю до умов Європейської Півночі

Параметри, що характеризують легеневі об'єми та прохідність дихальних шляхів залежно від статі та адаптованості до умов Європейської Півночі, представлені у таблиці 4.1. За даними функціональних досліджень системи зовнішнього дихання, порушення вентиляції легкого ступеня документовано у 9 осіб (30%).

Дослідження функції зовнішнього дихання виявило тенденцію до формування порушень легеневої вентиляції у мігрантів (див. табл. 4.1, рис. 4.2, 4.3). Так, ЖЕЛ (% від належного значення) у групі чоловіків, які постійно проживають у Північно-Західному регіоні РФ (СЗ - м), склала 96,96±8,54, у групі жінок, які постійно проживають у Північно-Західному регіоні РФ (СЗ - ж), - 98,81±16,27, у групі чоловіків, які прибули з інших регіонів (Південь - м), -76,43±13,98 (р 0,05 порівняно з ПЗ), у групі жінок, прибули з інших регіонів (Південь - ж) - 95,13±13,10 (р 0,05 порівняно з м); обсяг вдиху (л) у групі СЗ - м становив 3,60±0,35, СЗ - ж - 2,60±0,34 (р 0,001 порівняно з м), Південь - м - 2,83±0,11 (р 0,001 проти СЗ), Південь - ж - 2,28±0,36 (р 0,05 проти Південь - м).

Таким чином, аналіз легеневих обсягів встановив рестриктивні порушення вентиляції у чоловіків-мігрантів.

Дослідження параметрів форсованого видиху виявили обструктивні порушення вентиляції, також більш характерні для мігрантів-чоловіків. Так, ФЖЕЛ (% від належного значення) у групі ПЗ - м склала 81,64±14,89, ПЗ - ж - 84,05±12,06, Південь - м - 71,43±15,29, Південь - ж - 67,20±9,72; ОФВ0,5 (л) у групі СЗ - м становила 3,33±0,31, СЗ - ж - 2,26±0,47 (р 0,001 порівняно з м), Південь - м - 2,58±0, 16 (р 0,01 проти СЗ), Південь - ж - 2,03±0,44 (р 0,05 проти м); проба Тіффно, розрахована як відношення ОФВі/ФЖЕЛ, у групі СЗ - м склала 99,10±1,40, СЗ - ж - 96,41±3,63, Південь - м - 96,47±3,29, Південь - ж - 99,18±1,28; пікова об'ємна швидкість під час видиху (ПОС, % від належного значення) у групі СЗ - м склала 110,19±6,60, СЗ - ж - 90,14±25,85, Південь - м - 74,03±6, 83 (р 0,01 проти СЗ), Південь - ж - 89,48±30,15; SOS25-75 (середня об'ємна швидкість видиху, що визначається в процесі видиху від 25 до 75% ФЖЕЛ), що характеризує прохідність дрібних і середніх бронхіол, у групі СЗ - м склала 131,71±18,66, СЗ - ж - 109,43± 26,06, Південь-м - 88,73±9,00 (р 0,01 порівняно з ПнЗ), Південь-ж - 110,30±26,18.

У осіб із задишкою на холоді виявлено достовірне зниження показників легеневої вентиляції (рис. 4.4). Так, обсяг вдиху був найменшим у мігрантів з півдня за наявності даного симптому (р 0,001), у цій же групі показники, що характеризують прохідність дихальних шляхів (ФЖЕЛ % від належного значення, ОФВо,5 (л) і ОФВ] % від належного значення), були також нижчими порівняно з показниками у постійних жителів СЗ та осіб без задишки (р 0,05).

При високій чутливості до холоду у формі посиленої холод-індукованої вазоконстрикції (феномен Рейно) спостерігалися значні зміни параметрів легеневої вентиляції, що свідчить про участь порушень мікроциркуляції у патогенезі розладів зовнішнього дихання. Кореляційні зв'язки, що показують взаємовідносини факторів ризику та параметрів, що характеризують вентиляцію, показано на малюнку 4.5.

Показники артеріального тиску та пульсу значно не відрізнялися між дослідженими групами та становили в середньому: АДС – 113,41±3,01 мм рт. ст., АДД – 67,00±1,96 мм. рт. ст., ЧСС – 77,64±2,37 уд/хв”1 (табл. 4.2).

Рівень адаптаційних можливостей, розрахований на підставі ІФІ, у дослідженій групі загалом відповідав верхній межі нормальних значень (див. табл. 4.2). Відзначено також, що у групі чоловіків рівень ІФІ був вищим (р 0,05), що знаходиться на межі значень між задовільною адаптацією та напругою механізмів адаптації. нижче за задовільні оцінки, з вищими показниками у чоловіків (рис. 4.6).

Встановлено кореляцію ІФІ та ПДП з наявністю у піддослідних посиленої холод-індукованої вазоконстрикції (р 0,05). Особи з ознаками посиленої холод-індукованої вазоконстрикції демострували ІФІ та ПДП, що відповідають напрузі механізмів адаптації. Так, у групі з цим симптомом ІФІ становив 2,12±0,07 (р 0,05 порівняно з групою без посиленої холод-індукованої вазоконстрикції 1,86±0,09); ПДП у групі з цим симптомом дорівнював 94,41±4,37 (р 0,05 порівняно з групою без посиленої холод-індукованої вазоконстрикції 79,85±5,68). Найвищі показники ІФІ відзначені у чоловіків за наявності посиленої холод-індукованої вазоконстрикції (2,21±0,09,р 0,05).

Оцінка нервово-м'язового статусу за допомогою турн-амплітудного аналізу ІЕМГ

Визначення нервово-м'язового статусу на основі аналізу турн-амплітудних параметрів ЕМГ проводилося у хворих із дифтерійними ураженнями периферичної нервової системи. Діагностика дифтерійних уражень нервової системи ґрунтувалася на даних, встановлених клінічним дослідженням хворих, результатах бактеріологічного та серологічного методів, а також результатах додаткових методів, що дозволяють уточнити виразність та локалізацію уражень нервової системи. Дослідження виконані спільно з А. М. Сергєєвим

Електронейроміографія (ЕНМГ) проведена 17 хворим (6 м., 11 ж.) у віці від 18 до 61 року (середній вік 35,9±3,3 роки) через 1-18 місяців після перенесеної дифтерійної інфекції, що супроводжувалася розвитком поліневропатії.

Діагноз дифтерії у 15 випадках був підтверджений бактеріологічно у гострий період захворювання, а у 2 хворих був поставлений ретроспективно на підставі анамнезу, характерної клініки, несприятливої ​​епідеміологічної обстановки. У обстеженої групи хворих симптоми генералізованої сенсорно-моторної поліневропатії з'являлися через 9 - 45 днів (в середньому через 26±3 дні) від початку основного інфекційного захворювання, у 6 осіб захворювання протікало у вигляді полірадикулонейропатії на кшталт синдрому Гійєна - Барре.

На момент дослідження на підставі клінічної оцінки функції периферичної нервової системи хворі розділили на 2 групи. Перша група включала 6 пацієнтів (2 м., 4 ж.) у віці 18 - 46 років, прослідкованих через 10 - 18 місяців після перенесеної дифтерії. У цієї групи хворих при клінічному обстеженні не виявляли порушень моторної функції. Однак були виявлені розлади чутливості за дистальним типом. До другої групи нами віднесено 11 хворих (4 м., 7 ж.) у віці 30 – 56 років, які обстежені через 4 – 9 місяців після початку основного інфекційного захворювання. На момент обстеження у цих хворих виявляли ознаки порушення моторної функції у вигляді помірно вираженого млявого тетрапарезу (п=6) або мінімальної м'язової слабкості у дистальних відділах кінцівок, переважно у згиначах кисті (п=5). Це відповідає І-ІІ ступеня рухового дефіциту за північноамериканською шкалою.

Контрольну групу склали 7 неврологічно здорових випробуваних-добровольців (4 м., З ж.) віком від 18 до 39 років (середній вік 28,5±2,4 роки). Характеристика електронейроміограми у здорових випробуваних Швидкість поширення збудження (СРВ) по моторних волокнах ліктьового нерва у здорових осіб становила 60 - 70 м/с (у середньому 66,42±2,87 м/с).

У здорових піддослідних з допомогою нашкірних електродів зареєстровано 41 потенціал рухових одиниць (ПДЕ) т. triceps brachii. ПДЕ у здорових осіб характеризувалися тривалістю 24 - 30 мс, амплітудою, яка не перевищує 250 мкВ (в основному 90-150 мкВ), числом фаз, як правило, менше Зх. Число псевдополіфазних ПДЕ становило менше 10%. Середні показники ПДЕ представлені у таблиці 6.1.

Дослідження характеристик інтерференційної ІЕМГ у здорових піддослідних виявило закономірне збільшення амплітуди (RMS) та числа «поворотів» (турнів) ЕМГ, т. flexor carpi radialis у міру зростання навантаження (табл. 6.2).

У двовимірній системі координат, де вісь абсцис відображає значення навантаження, що пред'являється в кг, а вісь ординат - відповідні значення параметрів ЕМГ, залежність параметрів ІЕМГ т. flexor carpi radialis від навантаження виражалася лінійними рівняннями.

p align="justify"> Коефіцієнти регресії, що відображають приріст параметрів ЕМГ і показують нахили графіків до осі х, практично не відрізнялися в окремих піддослідних. Значення коефіцієнтів регресії знаходилися в межах 12,9-15,5 для амплітуди ІЕМГ, для турнів ЕМГ вони становили 12,0-14,5 (табл. 6.3, рис. 6.1). Привертає увагу майже чотириразове збільшення як амплітудних характеристик (RMS, рис. 6.1, А), так і числа турнів (рис. 6.1, Б) при зростанні навантаження з 2 до 8 кг.

Аналіз параметрів ІЕМГ без урахування навантаження за допомогою дослідження відношення кількості турнів ЕМГ до середньої амплітуди ЕМГ за 1 с (метод Віллісона) виявив, що максимальне значення цього відношення для flexor carpi radialis спостерігається в інтервалі амплітуди від 200 до 260 мкВ, для т. gastrocnemius – від 190 до 240 мкВ, складаючи в середньому 0,4 – 0,5 та 0,6 – 0,7 відповідно (табл. 6.4, рис. 6.2).

Терентьєва Надія Миколаївна

Білгородська регіональна громадська організація

МБОУДОД «Центр дитячо-юнацького туризму та екскурсій»

Г. Білгорода

Методична розробка

Тема:"Фізіологічно основи адаптації організму спортсмена до нових кліматичних умов"

тренер-викладач ЦДЮТЕ

м. Білгород, 2014

1. Поняття адаптації

2. Адаптація та гомеостаз

3. Адаптація до холоду

4. Акліматизація. Гірська хвороба

5. Розвиток специфічної витривалості як фактор, що сприяє висотній акліматизації

1. Поняття адаптації

Адаптація- це процес пристосування, що формується протягом життя людини. Завдяки адаптаційним процесам людина пристосовується до незвичним умовам чи нового рівня активності, т. е. підвищується стійкість його організму проти дії різних чинників. Організм людини може адаптуватися до високої та низької температур, емоційних подразнень (страх, біль тощо), до низького атмосферного тиску або навіть деяких патогенних факторів.

Наприклад, адаптований до нестачі кисню альпініст може піднятися на гірську вершину висотою 8000 м-коду і більше, де парціальний тиск кисню наближається до 50 мм рт. ст. (6,7 кПа). Атмосфера на такій висоті настільки розріджена, що нетренована людина гине за кілька хвилин (через брак кисню) навіть у стані спокою.

Люди, які живуть у північних чи південних широтах, у горах чи рівнині, у вологих тропіках чи пустелі за багатьма показниками гомеостазу відрізняються друг від друга. Тому ряд показників норми окремих регіонів земної кулі може відрізнятися.

Можна сказати, що життя людини у реальних умовах є постійним адаптаційним процесом. Організм його адаптується до впливу різних кліматогеографічних, природних (атмосферний тиск та газовий склад повітря, тривалість та інтенсивність інсоляції, температура та вологість повітря, сезонні та добові ритми, географічна довгота та широта, гори та рівнина та ін.) та соціальних факторів, умов цивілізації . Як правило, організм адаптується до дії комплексу різних факторів.Потреба стимулюванні механізмів, які у процес адаптації, виникає у міру наростання сили чи тривалості впливу низки зовнішніх чинників. Наприклад, у природних умовах життя такі процеси розвиваються восени та навесні, коли організм поступово перебудовується, адаптуючись до похолодання, або при потеплінні.

Адаптація розвивається й тоді, коли людина змінює рівень активності і починає займатися фізкультурою чи якимось нехарактерним видом праці, т. е. наростає активність рухового апарату. У сучасних умовах у зв'язку з розвитком швидкісного транспорту людина часто змінює як кліматогеографічні умови, а й часові пояси. Це накладає свій відбиток на біоритми, що також супроводжується розвитком адаптаційних процесів.

2. Адаптація та гомеостаз

Людина змушена постійно пристосовуватися до умов навколишнього середовища, що змінюються, зберігаючи свій організм від руйнування під дією зовнішніх факторів. Збереження організму можливе завдяки гомеостазу - універсальній властивості зберігати та підтримувати стабільність роботи різних систем організму у відповідь на дії, що порушують цю стабільність.

Гомеостаз- відносна динамічна сталість складу та властивостей внутрішнього середовища та стійкість основних фізіологічних функцій організму. Будь-які фізіологічні, фізичні, хімічні або емоційні впливи, будь то температура повітря, зміна атмосферного тиску або хвилювання, радість, смуток можуть бути приводом до виходу організму зі стану динамічної рівноваги. Автоматично, за допомогою гуморальних та нервових механізмів регуляції здійснюється саморегуляція фізіологічних функцій, що забезпечує підтримку життєдіяльності організму на постійному рівні. Гуморальна регуляція здійснюється через рідке внутрішнє середовище організму за допомогою молекул хімічних речовин, що виділяються клітинами або певними тканинами та органами (гормонів, ферментів тощо). Нервова регуляція забезпечує швидку і спрямовану передачу сигналів як нервових імпульсів, що надходять до об'єкта регуляції.

Важливою властивістю живого організму, що впливає ефективність механізмів регуляції, є реактивність. Реактивність - це здатність організму відповідати (реагувати) змінами обміну речовин та функції на подразники зовнішнього та внутрішнього середовища. Компенсація змін факторів довкілля виявляється можливою завдяки активації систем, відповідальних за адаптацію(Пристосування) організму до зовнішніх умов.

Гомеостаз та адаптація - два кінцеві результати, що організують функціональні системи. Втручання зовнішніх факторів у стан гомеостазу призводить до адаптивної перебудови організму, внаслідок якої одна або кілька функціональних систем компенсують можливі порушення та відновлюють рівновагу.

3. Адаптація до холоду

У високогір'ї за умов підвищених фізичних навантажень найістотніші процеси акліматизації – адаптацію холоду.

Оптимальна мікрокліматична зона відповідає діапазону температур 15...21 °С; вона забезпечує хороше самопочуття людини і викликає зрушень з боку систем терморегуляції;

Допустима мікрокліматична зона відповідає діапазону температур від мінус 5,0 до плюс 14,9°З 21,7...27,0°С; забезпечує збереження здоров'я людини протягом тривалого часу впливу, але викликає неприємні відчуття, а також функціональні зрушення, які не виходять за межі його фізіологічних пристосувальних можливостей. При знаходженні в цій зоні організм людини здатний зберігати температурний баланс за рахунок зміни шкірного кровотоку та потовиділення тривалий час без погіршення стану здоров'я;

Гранично допустима мікрокліматична зона, ефективні температури від 4.0 до мінус 4,9°З від 27,1 до 32,0°С. Підтримка щодо нормального функціонального стану протягом 1-2 год досягається за рахунок напруги серцево-судинної системи та системи терморегуляції. Нормалізація функціонального стану відбувається через 1,0-1,5 год перебування за умов оптимального середовища. Часті повторні впливи призводять до порушення об'ємних процесів, виснаження захисних сил організму, зниження його неспецифічної опірності;

Гранично переносима мікрокліматична зона, ефективні температури від мінус 4,9 до мінус 15,0 ºС та від 32,1 до 38,0°С.

Виконання навантаження при температурах у вказаних діапазонах призводить через 30-60 хв. до вираженої зміни функціонального стану: при низьких температурах в хутряному одязі прохолодно, руки в хутряних рукавичках мерзнуть: при високих температурах тепловідчуття «жарко», «дуже жарко», з'являється млявість, небажання працювати, біль голови, нудота, підвищена дратівливість; піт, що рясно стікається з чола, потрапляє в очі, заважає; при наростанні симптомів перегрівання порушується зір.

Небезпечна мікрокліматична зона нижче за мінус 15 і вище 38°С, характеризується такими умовами, які вже через 10-30 хв. Можуть спричинити погіршення стану здоров'я.

Час збереження працездатності

при виконанні навантаження у несприятливих мікрокліматичних умовах

Мікрокліматична зона

Нижче оптимальних температур

Вище оптимальних температур

Ефективна температура,

Час, хв.

Ефективна температура,

Час, хв.

Допустима

5,0…14,9

60 – 120

21,7…27,0

30 – 60

Гранично допустима

Від 4,9 до мінус 4.9

30 – 60

27,1…32,0

20 – 30

Гранично переносима

Мінус 4,9…15,0

10 – 30

32,1…38,0

10 – 20

Небезпечна

Нижче мінус 15,1

5 – 10

Вище 38,1

5 – 10

4 . Акліматизація. Гірська хвороба

З підйомом на висоту знижується тиск повітря. Відповідно, знижується тиск всіх складових частин повітря і в тому числі кисню. Це означає, що кількість кисню, що потрапляє в легені, при вдиху менша. І молекули кисню менш інтенсивно приєднуються до еритроцитів крові. Зменшується концентрація кисню у крові. Нестача кисню в крові називається гіпоксією. Гіпоксія призводить до розвитку гірської хвороби.

Типові прояви гірської хвороби:

· підвищений пульс;

· задишка при навантаженні;

· головний біль, безсоння;

· слабкість, нудота та блювання;

· неадекватність поведінки.

У занедбаних випадках гірська хвороба може призвести до тяжких наслідків.

Для безпечного перебування на великих висотах необхідна акліматизація- Пристосування організму до умов високогір'я.

Акліматизація неможлива без гірничої хвороби. Легкі форми гірської хвороби запускають механізми розбудови організму.

Виділяють дві фази акліматизації:

· Короткострокова акліматизація - це швидка відповідь на гіпоксію. Зміни переважно стосуються систем транспорту кисню. Збільшується частота дихання та серцебиття. Із депо крові викидаються додаткові еритроцити. Відбувається перерозподіл крові в організмі. Збільшується мозковий кровотік, тому що мозок потребує кисню. Це і призводить до головного болю. Але такі механізми адаптації можуть бути ефективними лише нетривалий час. Організм при цьому відчуває стрес і працює на зношування.

· Довготривала акліматизація – це комплекс глибоких змін в організмі. Саме вона є метою акліматизації. У цій фазі зміщується акцент із механізмів транспорту на механізми економного використання кисню. Розростається капілярна мережа, збільшується площа легень. Змінюється склад крові - з'являється ембріональний гемоглобін, який легше приєднує кисень за низького його парціального тиску. Збільшується активність ферментів, що розщеплюють глюкозу та глікоген. Змінюється біохімія клітин міокарда, що дозволяє ефективніше використовувати кисень.

Ступінчаста акліматизація

При підйомі на висоту організм відчуває нестачу кисню. Починається легка гірська хвороба. Включаються механізми короткострокової акліматизації. Для ефективної акліматизації після підйому краще спуститься, щоб зміни в організмі відбувалися в більш сприятливих умовах і не відбувалося виснаження організму. На цьому побудований принцип ступінчастої акліматизації - послідовності підйомів і спусків, в якій кожен наступний підйом вище попереднього.

Мал. 1. Пилоподібний графік ступінчастої акліматизації

Іноді особливості рельєфу не дають можливості для повноцінної ступінчастої акліматизації. Наприклад, на багатьох треках у Гімалаях, де щодня відбувається набір висоти. Тоді денні переходи роблять невеликі, щоб зростання висоти не відбувалося надто швидко. Дуже корисно в такому разі шукати можливість зробити нехай і невеликий вихід верх від місця ночівлі. Часто можна ввечері прогулятися на прилеглий пагорб або відріг гори, і набрати хоч пару сотень метрів.

Що потрібно робити, щоб акліматизація була успішною до поїздки?

Загальнофізична підготовка . Тренованому спортсмену легше переносити навантаження, пов'язані з висотою. Насамперед, слід розвивати витривалість. Це досягається тривалими навантаженнями низької інтенсивності. Найбільш доступним засобом розвитку витривалості є біг.

Практично марно бігати часто, але помалу. Краще пробігти раз на тиждень 1:00, ніж кожен день по 10 хв. Для розвитку витривалості довжина пробіжок має бути більше 40 хв, частота – за відчуттями. Важливо стежити за частотою пульсу та не перевантажувати серце. Загалом тренування повинні бути приємними, фанатизм не потрібен.

Здоров'я.Дуже важливо приїхати в гори здоровим та відпочившим. Якщо ви тренувалися, то за три тижні перед поїздкою зменшити навантаження і дати організму відпочити. Обов'язковий повноцінний сон та харчування. Харчування можна доповнити прийомом вітамінів та мікроелементів. Мінімізувати, а краще відмовитись від алкоголю. Не допускати стресів та перевтоми на роботі. Потрібно вилікувати зуби.

У перші дні організм схильний до великих навантажень. Імунітет слабшає і легко захворіти. Необхідно не допускати переохолодження чи перегріву. У горах відбуваються різкі перепади температур і тому потрібно дотримуватися правила - роздягатися перш ніж спітнів, одягатися перш ніж став.

Апетит на висоті може бути знижений, особливо якщо відбувається заїзд одразу на великі висоти. Їсти через силу не потрібно. Віддавайте перевагу легкозасвоюваним продуктам. У горах у зв'язку з сухістю повітря та великими фізичними навантаженнями людині потрібна велика кількість води. пийте багато.

Продовжуйте прийом вітамінів та мікроелементів. Можна почати приймати амінокислоти, що мають адаптогенні властивості.

Режим руху.Буває, тільки приїхавши в гори, туристи, відчуваючи емоційне піднесення і відчуваючи сили, що переповнюють їх, занадто швидко йдуть по стежці. Потрібно себе стримувати, темп руху має бути спокійним та рівномірним. У перші дні на високогір'ї пульс у спокої у 1,5 разу вище, ніж рівнині. Організму і так важко, тому не треба гнати, особливо на підйомах. Невеликі надриви можуть бути непомітними, але мають властивість накопичуватися, і можуть призвести до зриву акліматизації.

Якщо ви прийшли на місце ночівлі, і почуваєтеся погано, не потрібно лягати спати. Краще погуляйте в спокійному темпі по околицях, візьміть участь в облаштуванні бівуаку, загалом, займіться чимось.

Рух та робота - відмінні ліки від легких форм гірської хвороби. Ніч – дуже важливий час для акліматизації. Сон має бути міцним. Якщо ввечері болить голова – прийміть знеболювальне. Головний біль дестабілізує організм, і терпіти його не можна. Якщо не вдається заснути – прийміть снодійне. Терпіти безсоння теж не можна.

Контролюйте свій пульс перед сном та вранці відразу після пробудження. Ранковий пульс має бути нижчим – це показник того, що організм відпочив.

При добре спланованій підготовці та правильному графіку набору висоти вдається уникнути серйозних проявів гірської хвороби та отримати задоволення від підкорення великих висот.

5. Розвиток специфічної витривалості як фактор, що сприяє висотній акліматизації

"Якщо альпініст (гірський турист) у міжсезонний і передсезонний період підвищуватиме свою "кисневу стелю" плаванням, бігом, велосипедом, лижами, веслуванням, - він забезпечить удосконалення свого організму, успішніше буде потім справлятися з великими, але захоплюючими труднощами при штурмі гірських вершин ".

Ця рекомендація – і справді, і неправда. У тому плані, що готуватися до гір, звичайно, потрібно. Але велосипед, веслування, плавання та інші види тренувань дають різне "вдосконалення свого організму" і, відповідно, різну "кисневу стелю". Коли йдеться про рухові акти організму, слід чітко уявляти, що немає "руху взагалі" і будь-який руховий акт гранично специфічний. А з певного рівня розвиток однієї фізичної якості завжди відбувається за рахунок іншого: сили за рахунок витривалості та швидкості, витривалості – за рахунок сили та швидкості.

При тренуваннях до інтенсивної роботи витрата кисню і субстратів окислення в м'язах за одиницю часу настільки великий, що швидко заповнити їх запаси посиленням роботи транспортних систем неможливо. Чутливість дихального центру до вуглекислого газу знижена, що захищає дихальну систему від непотрібної перенапруги.

М'язи, здатні до виконання такого навантаження, фактично працюють при цьому в автономному режимі, розраховуючи на власні ресурси. Це не усуває розвитку тканинної гіпоксії та призводить до накопичення великих кількостей недоокислених продуктів. Важливим аспектом адаптивних реакцій у разі є формування толерантності, тобто стійкості до зсуву рН. Це забезпечується збільшенням потужності буферних систем крові та тканин, зростанням т.з. лужного резерву крові. Збільшується також потужність системи антиоксидантів у м'язах, що послаблює або запобігає перекисному окисленню ліпідів клітинних мембран - один з основних ефектів, що пошкоджують стрес-реакції. Збільшується потужність системи анаеробного гліколізу за рахунок підвищеного синтезу гліколітичних ферментів, підвищуються запаси глікогену та креатинфосфату – джерел енергії для синтезу АТФ.

При тренуваннях до помірної роботи розростання судинної мережі в м'язах, серці, легень, збільшення числа мітохондрій та зміна їх характеристик, зростання синтезу окисних ферментів, посилення еритропоезу, що веде до збільшення кисневої ємності крові, дозволяють знизити рівень гіпоксії або запобігти її. При систематичному виконанні помірних фізичних навантажень, що супроводжуються посиленням легеневої вентиляції, дихальний центр, навпаки, підвищує чутливість до СО 2 що зумовлено зниженням його вмісту внаслідок вимивання з крові при посиленому диханні.

Тому в процесі адаптації до інтенсивної (як правило короткочасної) роботи в м'язах розвивається інший спектр адаптивних пристроїв, ніж до тривалої помірної роботи. Тому, наприклад, при гіпоксії при пірнанні неможливою стає активація зовнішнього дихання, типового адаптації до висотної гіпоксії чи гіпоксії при м'язової роботі. А боротьба за підтримку кисневого гомеостазу проявляється у збільшенні запасів кисню, що забирається під воду. Отже, спектр адаптивних пристосувань за різних видів гіпоксії – відрізняється, отже - які завжди корисний високих гір.

Таблиця. Обсяг циркулюючої крові (ОЦК) та її складових частин у спортсменів, що тренують витривалість, та нетренованих (Л. Реккер, 1977).

Показники

Спортсмени

Чи не спортсмени

ОЦК [л]

6,4

5,5

ОЦК [мл/кг ваги тіла]

95,4

76,3

Об'єм циркулюючої плазми (ОЦП) [л]

3,6

3,1

ОЦП [мл/кг ваги тіла]

55,2

43

Об'єм циркулюючих еритроцитів (ОЦЕ) [л]

2,8

2,4

ОЦЕ [мл/кг ваги тіла]

40,4

33,6

Гематокрит [%]

42,8

44,6

Так, у нетренованих та у представників швидкісно-силових видів спорту загальний вміст у крові гемоглобіну становить 10-12 г/кг (у жінок – 8-9 г/кг), а у витривалих спортсменів – г/кг (у спортсменок – 12 г / кг).

У спортсменів, що тренують витривалість, виявляється посилена утилізація утворюється в м'язах молочної кислоти. Цьому сприяє підвищений аеробний потенціал всіх м'язових волокон і особливо високий відсоток повільних м'язових волокон, а також збільшена маса серця. Повільні м'язові волокна, як і міокард, здатні активно використовувати молочну кислоту як енергетичний субстрат. Крім того, при однакових аеробних навантаженнях (рівному споживанні 2 ) кровотік через печінку у спортсменів - вище, ніж у нетренованих, що також може сприяти більш інтенсивній екстракції печінкою молочної кислоти з крові та її подальшому перетворенню на глюкозу та глікоген. Отже, тренування аеробної витривалості як підвищує аеробні можливості, а й розвиває здатність виконувати великі тривалі аеробні навантаження без значного збільшення вмісту молочної кислоти у крові.

Очевидно, що взимку краще займатися лижами, у міжсезоння – стаєрським бігом пересіченою місцевістю. Цим тренуванням має бути присвячена левова частка фізичної підготовки тих, хто збирається у високі гори. Нещодавно вчені ламали списи з приводу того, яка розкладка сил при бігу є оптимальною. Одні вважали, що змінна, інші – рівномірна. Насправді це залежить від рівня тренованості.

Література

1. Павлов. - М., "Вітрила", 2000. - 282 с.

2. Фізіологія людини в умовах високогір'я: Посібник з фізіології. За ред. . - Москва, Наука, 1987, 520 с.

3. Хочачка П., Сомеро Дж. Біохімічна адаптація. М: Мир, 19с

4. Киснево-транспортна система та витривалість

5. А. Лебедєв. Планування спортивних походів

лекція 38. ФІЗІОЛОГІЯ АДАПТАЦІЇ(А.А. Грибанов)

Слово адаптація походить від латинського adaptacio - пристосування. Все життя людини, як здорової, так і хворої супроводжується адаптацією. Адаптація має місце до зміни дня і ночі, пори року, змін атмосферного тиску, фізичних навантажень, тривалих перельотів, нових умов при зміні місця проживання.

У 1975 році на симпозіумі в Москві було прийнято наступне формулювання: фізіологічна адаптація - це процес досягнення стійкості рівня активності механізмів управління функціональних систем, органів і тканин, який забезпечує можливість тривалої активної життєдіяльності організму тварини та людини у змінених умовах існування та здатність до відтворення здорового потомства .

Всю суму різноманітних впливів на організм людини та тварини прийнято ділити на дві категорії. Екстремальніфактори несумісні з життям, пристосування до них неможливе. В умовах дії екстремальних факторів життя можливе лише за наявності спеціальних засобів життєзабезпечення. Наприклад, політ у космос можливий лише у спеціальних космічних кораблях, у яких підтримується необхідний тиск, температура тощо. Адаптуватися ж до умов космосу людина не може. Субекстремальніфактори - життя при дії цих факторів можливе за рахунок перебудови фізіологічно адаптивних механізмів, які має сам організм. При надмірній силі та тривалості дії подразника субекстремальний фактор може перетворитися на екстремальний.

Процес пристосування в усі часи існування людини відіграє вирішальну роль у збереженні людства та розвитку цивілізації. Адаптація до нестачі їжі та води, холоду та спеки, фізичного та інтелектуального навантаження, соціальна адаптація один до одного і, нарешті, адаптація до безвихідних стресових ситуацій, яка червоною ниткою проходить через життя кожної людини.

Існує генотиповаадаптація в результаті коли, на основі, спадковості мутацій та природного відбору відбувається формування сучасних видів тварин та рослин. Генотипова адаптація стала основою еволюції, тому що її досягнення закріплені генетично та передаються у спадок.

Комплекс видових спадкових ознак – генотип – стає пунктом наступного етапу адаптації, що набувається в процесі індивідуального життя. Ця індивідуальна або фенотиповаадаптація формується у процесі взаємодії особини з довкіллям і забезпечується глибокими структурними змінами організму.

Фенотипічну адаптацію можна визначити як процес, що розвивається в ході індивідуального життя, в результаті якого організм набуває відсутньої раніше стійкості до певного фактора зовнішнього середовища і таким чином отримує можливість жити в умовах, раніше несумісних з життям і вирішувати завдання, раніше нерозв'язні.

При першій зустрічі з новим фактором середовища в організмі немає готового, сформованого механізму, що забезпечує сучасне пристосування. Є лише генетично детерміновані передумови на формування такого механізму. Якщо фактор не подіяв, механізм залишається несформованим. Іншими словами, генетична програма організму передбачає не заздалегідь сформовану адаптацію, а можливість її реалізації під впливом середовища. Це забезпечує реалізацію лише тих адаптаційних реакцій, які життєво необхідні. Відповідно до цього слід вважати вигідним для збереження виду той факт, що результати фенотипічної адаптації не передаються у спадок.

У середовищі, що швидко змінюється, наступне покоління кожного виду ризикує зустрітися з абсолютно новими умовами, в яких будуть потрібні не спеціалізовані реакції предків, а потенційна, що залишилася, до певного часу невикористана можливість адаптації до широкого спектру факторів.

Термінова адаптаціянегайна відповідь організму на дію зовнішнього фактора здійснюється шляхом уникнення фактора (уникнення) або мобілізацією функцій які дозволяють існувати, незважаючи на дію фактора.

Довготривала адаптація- відповідь фактора, що поступово розвивається, забезпечує здійснення реакцій, які раніше були неможливі і існування в умовах, які раніше були несумісними з життям.

Розвиток адаптації відбувається через низку фаз.

1.Початкова фазаАдаптація - розвивається на самому початку дії як фізіологічного, так і патогенного фактора. Насамперед при дії будь-якого фактора виникає орієнтовний рефлекс, який супроводжується гальмуванням багатьох видів діяльності, що виявляються до цього моменту. Після гальмування спостерігається реакція збудження. Порушення ЦНС супроводжується підвищеною функцією ендокринної системи, особливо мозкового шару надниркових залоз. У цьому посилюються функції кровообігу, дихання, катоболические реакції. Проте, всі процеси протікають у цю фазу некоординовано, недостатньо синхронізовано, неекономно та характеризуються терміновістю реакцій. Чим сильнішими є фактори, що діють на організм, тим більше виражена ця фаза адаптації. Характерним для початкової фази є емоційний компонент, причому від сили емоційного компонента залежить "запускання" вегетативних механізмів, які випереджають соматичні.

2.Фаза – перехіднавід початкової до сталої адаптації. Характеризується зменшенням збудливості ЦНС, зниженням інтенсивності гормональних зрушень, виключенням низки органів прокуратури та систем, спочатку включених у реакцію. У ході цієї фази пристосувальні механізми організму як би поступово перемикаються на глибший, тканинний рівень. Ця фаза та супроводжуючі її процеси відносно мало вивчені.

3. Фаза сталої адаптації. Є власне адаптацією - пристосуванням і характеризується новим рівнем діяльності тканинних, мембранних, клітинних елементів, органів прокуратури та систем організму, перестроившихся під прикриттям допоміжних систем. Ці зрушення забезпечують новий рівень гомеостазису, адекватного організму та інших несприятливих чинників - розвивається так звана перехресна адаптація. Перемикання реактивності організму новий рівень функціонування не дається організму "дарма", а протікає при напрузі керівників та інших систем. Цю напругу прийнято називати ціною адаптації. Будь-яка активність адаптованого організму обходиться йому набагато дорожче, ніж у нормальних умовах. Наприклад, при фізичному навантаженні в гірських умовах потрібно на 25% більше енергії.

Оскільки фаза стійкої адаптації пов'язана з постійною напругою фізіологічних механізмів, функціональні резерви в багатьох випадках можуть виснажуватися, ланкою, що найбільш виснажується, є гормональні механізми.

Внаслідок виснаження фізіологічних резервів та порушення взаємодії нейрогормональних та метаболічних механізмів адаптації виникає стан, який отримав назву дезадаптація. Фаза дезадаптації характеризується тими ж зрушеннями, які спостерігаються у фазі початкової адаптації – знову в стан підвищеної активності приходять допоміжні системи – дихання та кровообіг, енергія в організмі витрачається неекономно. Найчастіше дезадаптація виникає у тих випадках, коли функціональна активність у нових умовах надмірна чи дія адаптогенних факторів посилюється і вони по силі наближаються до екстремальних.

У разі припинення дії фактора, що викликав процес адаптації, організм поступово починає втрачати набуті адаптації. При повторному впливі субекстремального фактора здатність організму до адаптації може бути підвищена і адаптивні зрушення при цьому можуть бути більш досконалими. Таким чином, ми можемо говорити про те, що адаптаційні механізми мають здатність до тренування і тому переривчаста дія адаптогенних факторів є більш сприятливою і зумовлює найбільш стійку адаптацію.

Ключовою ланкою механізму фенотипічної адаптації є взаємозв'язок між функцією і генотипічним апаратом, що існує в клітинах. Через цей взаємозв'язок функціональне навантаження, спричинене дією факторів середовища, а також прямий вплив гормонів та медіаторів призводять до збільшення синтезу нуклеїнових кислот та білків і як наслідок до формування структурного сліду в системах специфічно відповідальних за адаптацію організму до даного конкретного фактора середовища. Найбільше у своїй зростає маса мембранних структур відповідальних за сприйняття клітиною управляючих сигналів, іонний транспорт, енергозабезпечення, тобто. саме ті структури, що імітують функцію клітини загалом. p align="justify"> Формується в результаті системний слід являє собою комплекс структурних змін, що забезпечують розширення ланки імітує функцію клітин і тим самим збільшує фізіологічну потужність домінуючою функціональної системи, відповідальної за адаптацію.

Після припинення впливу даного фактора середовища на організм активність генетичного апарату в клітинах, відповідальних за адаптацію системи, досить різко знижується і відбувається зникнення системного структурного сліду.

Стрес.

При дії надзвичайних або патологічних подразників, що призводять до напруги адаптаційних механізмів, виникає стан, що називається стресом.

Термін стрес введено в медичну літературу в 1936 Гансом Сельє, який визначив стрес як стан організму, що виникає при пред'явленні до нього будь-яких вимог. Різні подразники надають стресу свої особливості зумовлені виникненням специфічних реакцій якісно різні впливу.

У розвитку стресу відзначаються стадії, що послідовно розвиваються.

1. Реакція тривоги, мобілізації. Це аварійна фаза, на яку характерне порушення гомеостазу, посилення процесів розпаду тканин (катаболізм). Про це свідчить зменшення загальної ваги, скорочення жирових депо, зменшення деяких органів та тканин (м'язової, тимусу тощо). Така генералізована мобільна адаптаційна реакція не економна, а лише аварійна.

Продукти розпаду тканин, мабуть, стають будівельним матеріалом для синтезу нових речовин, необхідних при формуванні загальної неспецифічної стійкості до ушкоджуючого агента.

2.Стадія резистентності. Характеризується відновленням та посиленням анаболічних, спрямованих на утворення органічних речовин, процесів. Підвищення рівня резистентності спостерігається не лише до цього подразника, а й до будь-якого іншого. Цей феномен, як уже вказувалося, отримав назву

перехресної резистентності.

3.Стадія виснаженняз різким посиленням розпаду тканин. При надмірно сильних впливах перша аварійна стадія може відразу перейти до стадії виснаження.

Пізнішими роботами Сельє (1979) та його послідовниками встановлено, що механізм реалізації стрес-реакції запускається в гіпоталамусі під впливом нервових імпульсів, що надходять з кори головного мозку, ретикулярної формації, лімбічної системи. Відбувається активація системи гіпоталамус – гіпофіз – кора надниркових залоз та збуджується симпатична нервова система. Найбільшу участь у реалізації стресу беруть кортиколіберин, АКТГ, СТЧ, кортикостероїди, адреналін.

Гормонам, як відомо, належить провідна роль регуляції активності ферментів. Це має значення за умов стресу коли виникає у зміні якості якого - чи ферменту чи збільшення його кількості, тобто. у адаптивній зміні обміну речовин. Встановлено, наприклад, що кортикостероїди можуть впливати на всі етапи синтезу та розпаду ферментів забезпечуючи тим самим "налаштування" обмінних процесів організму.

Основний напрямок дії цих гормонів полягає в терміновій мобілізації енергетичних та функціональних резервів організму, причому відбувається спрямована передача енергетичних та структурних резервів організму у відповідальну за адаптацію домінуючу функціональну систему, де формується системний структурний слід. При цьому стресова реакція, з одного боку, потенціює формування нового системного структурного сліду та становлення адаптації, а з іншого - за рахунок свого катаболітичного ефекту сприяє "стиранню" старих, що втратили біологічне значення структурних слідів - отже, ця реакція є необхідною ланкою в цілісному механізмі адаптації організму в мінливому середовищі (перепрограмує адаптаційні можливості організму на вирішення нових завдань).

Біологічні ритми.

Коливання зміни та інтенсивності процесів та фізіологічних реакцій, в основі яких лежать зміни метаболізму біологічних систем, обумовлені впливом зовнішніх та внутрішніх факторів. До зовнішніх факторів відносяться зміна освітленості, температури, магнітного поля, інтенсивності космічних випромінювань, сезонні та сонячно-місячні впливи. Внутрішні чинники - це нейро - гуморальні процеси, які у певному, спадково закріпленому ритмі і темпі. Частота біоритмів – від кількох секунд до кількох років.

Біологічні ритми, що викликаються внутрішніми факторами зміни активності з періодом від 20 до 28 годин, називаються навколодобовими або циркадними. Якщо період ритмів збігається з періодами геофізичних циклів, а також близький або кратний їм, їх називають адаптивними чи екологічними. До них відносяться добові, приливні, місячні та сезонні ритми. Якщо період ритмів не збігається з періодичними змінами геофізичних факторів, їх позначають як функціональні (наприклад, ритм серцевих скорочень, дихання, цикли рухової активності – ходьба).

За рівнем залежності від зовнішніх періодичних процесів виділяють екзогенні (придбані) ритми та ендогенні (звичні).

Екзогенні ритми обумовлені зміною факторів навколишнього середовища і можуть зникати за певних умов (наприклад, анабіоз при зниженні зовнішньої температури). Набуті ритми виникають у процесі індивідуального розвитку на кшталт умовного рефлексу і зберігається протягом певного часу в постійних умовах (наприклад, зміни м'язової працездатності у певний час доби).

Ендогенні ритми є вродженими, зберігаються у постійних умовах середовища проживання і передаються у спадок (до них відносяться більшість функціональних і циркадних ритмів).

Для організму людини характерно підвищення в денні та зниження в нічний час фізіологічних функцій, що забезпечують його фізіологічну активність частоти серцевих скорочень, хвилинного об'єму крові, АТ, температури тіла, споживання кисню, вміст цукру в крові, фізичної та розумової працездатності тощо.

Під впливом мінливих із добової періодичністю чинників відбувається зовнішнє узгодження циркадних ритмів. Первинним синхронізатором у тварин і рослин є, як правило, сонячне світло, у людини їм стають також соціальні фактори.

Динаміка добових ритмів у людини зумовлена ​​не тільки вродженими механізмами, а й виробленим протягом життя добовим стереотипом діяльності. На думку більшості дослідників, регуляція фізіологічних ритмів у вищих тварин і людини здійснюється в основному гіпоталамо – гіпофізарною системою.

Адаптація до умов тривалих перельотів

В умовах тривалих польотів та поїздок при перетині багатьох часових поясів організм людини змушений пристосовуватися до нового циклу зміни дня та ночі. Організм отримує інформацію про перетин часових поясів за рахунок впливів, пов'язаних також із змінами впливів як магнітного, так і електричного полів Землі.

Розлад у системі взаємодії біоритмів, що характеризують перебіг різних фізіологічних процесів в органах та системах організму отримав назву десинхронозу. При десинхронозі типові скарги на поганий сон, зменшення апетиту, дратівливості, відзначається зниження працездатності та неузгодженість по фазі з датчиками часу частоти скорочень, дихання, АТ, температури тіла та ін. функцій, змінюється реактивність організму. Цей стан має суттєве несприятливе значення для процесу адаптації.

Провідне значення у процесі адаптації за умов формування нових біоритмів має функція ЦНС. На субклітинному рівні у ЦНС відзначається деструкція мітохондрій та інших структур.

Одночасно в ЦНС розвиваються процеси регенерації, які забезпечують відновлення функції та структури до 12-15 днів після перельоту. Перебудова функції ЦНС при адаптації до зміни добової періодики супроводжується перебудовою функцій залоз внутрішньої секреції (гіпофіза, надниркових залоз, щитовидної залози). Це призводить до зміни в динаміці температури тіла, інтенсивності обміну речовин та енергії, активності систем, органів та тканин. Динаміка перебудови така, що й у початковій стадії адаптації ці показники в денні години знижено, то при досягненні стійкої фази вони переходять у відповідність до ритму дня і ночі. В умовах космосу також відбувається порушення звичних та формування нових біоритмів. Різні функції організму перебудовуються новий ритм у різні терміни: динаміка вищих коркових функцій протягом 1-2 діб, ЧСС і температура тіла протягом 5-7 діб, розумова працездатність протягом 3-10 діб. Новий або частково змінений ритм залишається неміцним і досить швидко може бути зруйнований.

Адаптація до дії низької температури.

Умови, за яких організм повинен адаптуватися до холоду, можуть бути різними. Одним із можливих варіантів таких умов – робота в холодних цехах чи холодильниках. При цьому холод діє уривчасто. У зв'язку з посиленими темпами освоєння Крайньої Півночі нині актуальним стає питання адаптації організму людини до життя у північних широтах, де він піддається як впливу низької температури, але й зміні режиму освітленості і рівня радіації.

Холодова адаптація супроводжується великими перебудовами в організмі. Насамперед на зниження температури навколишнього середовища реагує перебудовою своєї діяльності серцево-судинна система: збільшується систолічний викид, частота серцевих скорочень. Спостерігається спазм периферичних судин, унаслідок чого знижується температура шкіри. Це призводить до зменшення тепловіддачі. У міру адаптації до холодового фактора зміни шкірного кровообігу стають менш вираженими, тому у акліматизованих людей температура шкіри на 2-3" вища, ніж у не акліматизованих. Крім того, у

них спостерігається зниження температурного аналізатора.

Зменшення тепловіддачі при холодовому впливі досягається шляхом зниження вологовтрат з диханням. Зміна ЖЕЛ, дифузної здатності легень супроводжується підвищенням кількості еритроцитів та гемоглобіну у крові, тобто. збільшенням кисневої ємності крої – все мобілізується на достатнє забезпечення тканин організму киснем за умов підвищеної метаболічної активності.

Так як поряд зі зниженням тепловтрат зростає окисний метаболізм - так звана хімічна терморегуляція, в перші дні перебування на Півночі основний обмін підвищується, на думку деяких авторів, на 43% (надалі, в міру досягнення адаптації, основний обмін знижується майже до норми).

Встановлено, що охолодження викликає реакцію напруги – стрес. У здійсненні якої насамперед беруть участь гормони гіпофіза (АКТГ, ТТГ) та надниркових залоз. Катехоламіни мають калоригенну дію за рахунок катаболічного ефекту, глюкокортикоїди сприяють синтезу окисних ферментів, тим самим підвищують теплопродукцію. Тироксин забезпечує підвищення теплопродукції, а також потенціює калоригенну дію норадреналіну та адреналіну, активізує систему мітохондрій – головних енергетичних станцій клітини, роз'єднує окислення та фосфорилювання.

Стійка адаптація досягається завдяки перебудові метаболізму РНК у нейронах та нейроглії ядер гіпоталамуса, посилено йде ліпідний обмін, що вигідно організму для інтенсифікації енергетичних процесів. У людей, що живуть на Півночі, підвищено вміст у крові жирних кислот, рівень глюкози дещо

знижується.

Становлення адаптації в Північних широтах часто пов'язане з деякими симптомами: задишка, швидка стомлюваність, гіпоксичні явища та ін. Ці симптоми є проявом так званого "синдрому полярної напруги".

У деяких осіб в умовах Півночі захисні механізми та адаптивна перебудова організму можуть давати зрив – дезадаптацію. При цьому проявляється ряд патологічних симптомів, які називаються полярною хворобою.

Адаптація людини до умов цивілізації

Фактори, що викликають адаптацію, багато в чому є спільними для тварин та людини. Однак, процес адаптації тварин носить, по суті, в основному фізіологічний характер, у той час як для людини процес адаптації тісно пов'язаний, до того ж, із соціальними сторонами його життя та його якостями особистості.

Людина має у своєму розпорядженні різноманітні протективні (захисні) засоби, які дає їй цивілізація - одяг, будинки зі штучним кліматом та ін, що звільняють організм від навантаження на деякі адаптивні системи. З іншого боку, під впливом захисних технічних та інших заходів у людському організмі виникає гіподинамія у діяльності різних систем і людина втрачає тренованість та тренованість. Адаптивні механізми детренуються, стають бездіяльними – у результаті відзначається зниження опірності організму.

Зростаюча навантаження різними видами інформації, виробничі процеси, котрим необхідна підвищена розумова напруга, характерні людей, зайнятих у галузі народного господарства Фактори, викликають психічне напруга, висуваються першому плані серед численних умов, потребують адаптацію організму людини. Поруч із чинниками, котрим необхідна активізація фізіологічних механізмів пристосування, діють чинники суто соціальні - відносини у колективі, субординаційні відносини тощо.

Емоції супроводжують людину за зміни місця та умов життя, при фізичних навантаженнях і перенапруженнях і, навпаки, при вимушеному обмеженні рухів.

Реакція на емоційну напругу неспецифічна, вона вироблена в ході еволюції і одночасно служить важливою ланкою, яка "запускає" всю нейрогуморальну систему адаптаційних механізмів. Адаптація до впливу психогенних факторів протікає по-різному в осіб з різним типом ВНД. У крайніх типів (холериків та меланхоліків) така адаптація часто нестійка, рано чи пізно фактори, що впливають на психіку, можуть призвести до зриву ВНД та розвитку неврозів.

Адаптація до дефіциту інформації

Часткова втрата інформації, наприклад, виключення одного з аналізаторів або штучне позбавлення людини одного з видів зовнішньої інформації призводить до адаптаційних зрушень на кшталт компенсації. Так, у сліпих активується тактильна та слухова чутливість.

Відносно повна ізоляція людини від будь-яких подразнень призводить до порушення режиму сну, появи зорових і слухових галюцинацій та інших психічних розладів, які можуть стати незворотними. Адаптація до повного позбавлення інформації неможлива.


Зміст
I. Вступ

II. Основна частина

1. Оптіум та песіум. Сума ефективності температур

2. Пойкілотермні організми

2.1 Пасивна стійкість

2.2 Швидкість метаболізму

2.3 Температурні адаптації

3. Гомойотермні організми

3.1 Температура тіла

3.2 Механізм терморегуляції

Список літератури
I. Вступ
Організми – справжні носії життя, дискретні одиниці обміну речовин. У процесі обміну організм споживає з довкілля необхідні речовини і виділяє у ній продукти обміну, які можна використовувати іншими організмами; вмираючи, організм також стає джерелом харчування певних видів живих істот. Отже, діяльність окремих організмів є основою прояви життя всіх рівнях її організації.

Вивчення фундаментальних процесів обміну речовин живому організмі – предмет фізіології. Однак ці процеси протікають у складній, динамічній обстановці природного довкілля, знаходяться під постійним впливом комплексу її факторів. Підтримка стійкого обміну речовин у умовах довкілля неможливе без спеціальних адаптацій. Вивчення цих адаптацій – завдання екології.

Адаптації до факторів середовища можуть ґрунтуватися на структурних особливостях організму – морфааогічні адаптації – або на специфічних формах функціональної відповіді на зовнішні впливи – фізіологічні адаптації. У вищих тварин важливу роль адаптації грає вища нервова діяльність , основі якої формуються пристосувальні форми поведінки – екологічні адаптації.

У сфері вивчення адаптацій лише на рівні організму еколог входить у найтіснішу взаємодію Космосу з фізіологією і застосовує багато фізіологічні методи. Проте, застосовуючи фізіологічні методики, екологи використовують їх на вирішення своїх специфічних завдань: еколога насамперед цікавить не тонка структура фізіологічного процесу , яке кінцевий результат і залежність процесу від впливу зовнішніх чинників. Іншими словами, в екології фізіологічні показники є критеріями реакції організму на зовнішні умови, а фізіологічні процеси розглядаються насамперед як механізм, що забезпечує безперебійне здійснення фундаментальних фізіологічних функцій у складному та динамічному середовищі.
ІІ. ОСНОВНА ЧАСТИНА
1. Оптимум та песимум. Сума ефективних температур
Будь-який організм здатний жити у межах певного діапазону температур. Діапазон температур на планетах Сонячної системи дорівнює тисячам градусів, а межі . У яких може існувати відоме нам життя, дуже вузьке-від -200 до +100 ° С. Більшість видів мешкає ще вужчому температурному діапазоні.

Деякі організми. Особливо в стадії спокою можуть існувати при дуже низьких температурах, а окремі види мікроорганізмів здатні жити і розмножуватися в міських джерелах при температурі, близької до точки кипіння. Діапазон коливань температури у питній воді зазвичай менший, ніж суші. Відповідно, змінюється і діапазон толерантності. З температурою часто пов'язані зональність і стратифікація як у воді, так і в сухопутних місцях проживання. Важливі також ступінь мінливості температури і її коливання , тобто якщо температура змінюється в межах від 10 до 20 С і середнє значення становить 15 С, то це не означає, що температура, що коливається, надає таку ж дію, що і постійна. Багато організмів краще розвиваються за умов змінних температур.

Оптимальні умови ті, за яких усі фізіологічні процеси в організмі чи екосистемах йдуть із максимальною ефективністю. Для більшості видів температурний оптимум знаходиться в межах 20-25 ° С, дещо зсуваючись в ту чи іншу сторони: в сухих тропіках він вище - 25-28 ° С, в помірних і холодних зонах нижче - 10-20 ° С. У ході еволюції, пристосовуючись не тільки до періодичних змін температури, а й до різних за теплозабезпеченістю районів, рослини та тварини виробили у собі різну потребу до тепла у різні періоди життя. У кожного виду свій оптимальний діапазон температур, причому і для різних процесів (зростання, цвітіння, плодоношення та ін) є також «свої» значення оптимумів.

Відомо, що фізіологічні процеси в тканинах рослин починаються при температурі +5°З активуються при +10°З і вище. У приморських лісах розвиток весняних видів особливо чітко пов'язані із середньодобовими температурами від -5°С до +5°С. За день-два до переходу температур через -5°С під лісовою підстилкою починається розвиток весняника зірчастого та адонісу амурського, а під час переходу через 0°С з'являються перші квітучі особини. І вже за середньодобової температури +5°С цвітуть обидва види. Через нестачу тепла ні адоніс, ні веснян не утворюють суцільного покриву, ростуть поодиноко, рідше - по кілька особин разом. Трохи пізніше за них - з різницею в 1-3 дні, рушають на зріст і зацвітають вітряки.

Температури, що «лежать» між летальними та оптимальними відносяться до песимальних. У зоні песимумов всі життєві процеси йдуть дуже слабко та дуже повільно.

Температури, у яких відбуваються активні фізіологічні процеси, називаються ефективними, значення їх виходять межі летальних температур. Суми ефективних температур (ЕТ), чи сума тепла, величина постійна кожному за виду. Її розраховують за такою формулою:
ЕТ = (t - t1) × n,
Де t - температура навколишнього середовища (фактична), t1 - температура нижнього порогу розвитку, часто 10 ° С, n - тривалість розвитку в днях (годинниках).

Виявлено, що кожна фаза розвитку рослин та ектотермних тварин настає за певного значення цього показника, за умови, що й інші фактори в оптимумі. Так, цвітіння мати-й-мачухи настає за сумою температур 77°С, суниці – при 500°С. Сума ефективних температур для всього життєвого циклу дозволяє виявити потенційний географічний ареал будь-якого виду, а також зробити ретроспективний аналіз поширення видів у минулому. Наприклад, північна межа деревної рослинності, зокрема модрини Каяндера, збігається з липневою ізотермою +12°С та сумою ЕТ вище 10°С – 600°. Для ранніх культур сума ЕТ становить 750°, цього цілком достатньо для вирощування ранніх сортів картоплі навіть у Магаданській області. А для кедра корейського сума ЕТ складає 2200 °, ялиці цільнолистої - близько 2600 °, тому і ростуть обидва види в Примор'ї, і ялиця (Abies holophylla) - тільки на півдні краю.
2. ПІЙКІЛОТЕРМНІ ОРГАНІЗМИ
До пойкілотермним (від грец. poikilos – мінливий, мінливий) організмам відносять усі таксони органічного світу, крім двох класів хребетних тварин – птахів та ссавців. Назва підкреслює одне з найбільш помітних властивостей представників цієї групи: нестійкість, температури їх тіла, що змінюється в широких межах залежно від змін температури навколишнього середовища.

Температура тіла . p align="justify"> Принципова особливість теплообміну пойкілотермних організмів полягає в тому, що завдяки відносно низькому рівню метаболізму головним джерелом енергії у них є зовнішнє тепло. Саме цим пояснюється пряма залежність температури пойкілотермного тіла від температури середовища, точніше від припливу теплоти ззовні, оскільки наземні пойкілотермні форми використовують також і радіаційний обігрів.

Втім, повна відповідність температур тіла та середовища спостерігається рідко та властиво головним чином організмам дуже дрібних розмірів. У більшості випадків існує деяка розбіжність між цими показниками. У діапазоні низьких і помірних температур середовища температура тіла організмів, які перебувають у стані заціпеніння, виявляється вищою, а дуже спекотних умовах – нижчою. Причина перевищення температури тіла над середовищем полягає в тому, що навіть за низького рівня обміну продукується ендогенне тепло – воно і викликає підвищення температури тіла. Це проявляється, зокрема, у суттєвому підвищенні температури у тварин, що активно рухаються. Наприклад, у комах у спокої перевищення температури тіла над середовищем виражається десятими частками градуса, тоді як в активно літаючих метеликів, джмелів та інших видів температура підтримується лише на рівні 36 – 40”З навіть за температури повітря нижче 10”С.

Знижена в порівнянні з середовищем температура при жарі властива наземним організмам і пояснюється в першу чергу втратами тепла з випаровуванням, яке при високій температурі та низькій вологості суттєво збільшується.

Швидкість змін температури тіла пойкілотерм пов'язана зворотною залежністю з їх розмірами. Це насамперед визначається співвідношенням маси та поверхні: у більших форм відносна поверхня тіла зменшується, що веде до зменшення швидкості втрати тепла. Це має велике екологічне значення, визначаючи для різних видів можливість заселення географічних районів чи біотопів із певними режимами температур. Показано, наприклад, що у великих шкірястих черепах, спійманих у холодних водах, температура в глибині тіла була -, на 18"С вище температури води; саме великі розміри дозволяють цим черепахам проникати в холодніші райони океану, що не властиво меншим видам.
2.1 Пасивна стійкість
Розглянуті закономірності охоплюють діапазон змін температури, у якого зберігається активна життєдіяльність. За межами цього діапазону, які широко варіюють у різних видів і навіть географічних популяцій одного виду, активні форми діяльності пойкілотермних організмів припиняються, і вони переходять у стан заціпеніння, що характеризується різким зниженням рівня обмінних процесів, аж до втрати видимих ​​проявів життя. У такому пасивному стані пойкілотермні організми можуть переносити досить сильне підвищення і більш виражене зниження температури без патологічних наслідків. Основа такої температурної толерантності полягає у високому ступені тканинної стійкості, властивій всім видам пойкілотермних і часто підтримується сильним зневодненням (насіння, суперечки, деякі дрібні тварини).

Перехід у стан заціпеніння слід розглядати як адаптивну реакцію: організм, що майже не функціонує, не піддається багатьом пошкоджуючим впливам, а також не витрачає енергію, що дозволяє вижити при несприятливих умовах температур протягом тривалого часу. Більш того, сам процес переходу в стан заціпеніння може бути формою активної перебудови типу реакції на температуру. «Гартування» морозостійких рослин – активний сезонний процес, що йде поетапно і пов'язаний з досить складними фізіологічними та біохімічними змінами в організмі. У тварин впадання в заціпеніння в природних умовах часто також виражено сезонно і передує комплексу фізіологічних перебудов в організмі. Є дані, що процес початку заціпеніння може регулюватися якимись гормональними чинниками; об'єктивний матеріал із цього приводу ще недостатній для широких висновків.

При переході температури середовища межі толерантності настає загибель організму від причин, розглянутих початку цього розділу.
2.2 Швидкість метаболізму
Мінливість температури спричиняє відповідні зміни швидкості обмінних реакцій. Оскільки динаміка температури тіла пойкілотермних організмів визначається змінами температури середовища, інтенсивність метаболізму також виявляється в прямій залежності від зовнішньої температури. Швидкість споживання кисню, зокрема, при швидких змінах температури слідує за цими змінами, збільшуючись при підвищенні її та зменшуючись при зниженні. Те саме відноситься і до інших фізіологічних функцій: частота серцебиття, інтенсивність травлення і т. д. У рослин залежно від температури змінюються темпи надходження води та поживних речовин через коріння: підвищення температури до певної межі збільшує проникність протоплазми для води. Показано, що при зниженні температури від 20 до 0°С поглинання води корінням зменшується на 60 - 70%. Як і у тварин, підвищення температури викликає у рослин посилення дихання.

Останній приклад показує, що вплив температури не прямолінійний: після досягнення певного порога стимуляція процесу змінюється його придушенням. Це загальне правило, яке пояснюється наближенням до зони порога нормального життя.

У тварин залежність від температури дуже помітно виражена в змінах активності, яка відображає сумарну реакцію організму і у пойкілотермних форм істотно залежить від температурних умов. Добре відомо, що комахи, ящірки та багато інших тварин найбільш рухливі у теплу пору доби та у теплі дні, тоді як за прохолодної погоди вони стають млявими, малорухливими. Початок їхньої активної діяльності визначається швидкістю розігріву організму, що залежить від температури середовища та від прямого сонячного опромінення. Рівень рухливості активних тварин у принципі також пов'язані з навколишньою температурою, хоча найбільш активних форм цей зв'язок може “маскуватися” ендогенної теплопродукцією, що з роботою мускулатури.

2.3 Температурні адаптації

Пойкілотермні живі організми поширені в усіх середовищах, займаючи різні за температурними умовами проживання, аж до найекстремальніших: практично вони мешкають у всьому діапазоні температур, що реєструється в біосфері. Зберігаючи у всіх випадках загальні принципи температурних реакцій (розглянуті вище), різні види і навіть популяції одного виду виявляють ці реакції відповідно до особливостей клімату, адаптують відповіді організму на певний діапазон температурних впливів. Це проявляється, зокрема, у формах стійкості до тепла та холоду: види, що живуть у холоднішому кліматі, відрізняються більшою стійкістю до низьких температур і меншою до високих; Мешканці спекотних регіонів виявляють зворотні реакції.

Відомо, що рослини тропічних лісів пошкоджуються і гинуть при температурах +5...+8°С, тоді як жителі сибірської тайги витримують у стані заціпеніння повне промерзання.

Різні види карпозубих риб показали виразну кореляцію верхнього летального порогу з температурою води у властивих видах водойм.

Арктичні та антарктичні риби, навпаки, показують високу стійкість до низьких температур і дуже чутливі до її підвищення. Так, антарктичні риби гинуть при підвищенні температури до 6”С. виявились види, що зимують у підстилці, форми, що зимують у глибині ґрунту, відрізнялися малою стійкістю до замерзання та відносно високою температурою переохолодження.У дослідах з амебами було встановлено, що їхня теплостійкість прямо залежить від температури культивування.
3. ГОМОЙОТЕРМНІ ОРГАНІЗМИ
До цієї групи пе відносять два класи вищих хребетних - птахи і ссавці. Принципова відмінність теплообміну гомойотермних тварин від пойкілотермних полягає в тому, що пристосування до мінливих температурних умов середовища засновані у них на функціонуванні комплексу активних регуляторних механізмів підтримки теплового гомеостазу внутрішнього середовища організму. Завдяки цьому біохімічні та фізіологічні процеси завжди протікають в оптимальних температурних умовах.

Гомойотермний тип теплообміну базується на високому рівні метаболізму, властивому птахам та ссавцям. Інтенсивність обміну речовин у цих тварин на один-два порядки вища, ніж у всіх інших живих організмів за оптимальної температури середовища. Так, у дрібних ссавців споживання кисню при температурі середовища 15 - 0 "С становить приблизно 4 - тис. см 3 кг -1 год -1, а у безхребетних тварин при такій же температурі - 10 - 0 см 3 кг -1 год -1 При однаковій масі тіла (2,5 кг) добовий метаболізм гримучої змії становить 32,3 Дж/кг (382 Дж/м 2 ), у бабака – 120,5 Дж/кг (1755 Дж/м 2 ), у кролика – 188,2 Дж/кг (2600 Дж/м2).

Високий рівень метаболізму призводить до того, що у гомойотермних тварин в основі теплового балансу лежить використання власної теплопродукції, значення зовнішнього обігріву відносно невелике. Тому птахів і ссавців відносять до ендотермних організмів. Ендотермія - важлива властивість, завдяки якому істотно знижується залежність життєдіяльності організму від температури зовнішнього середовища.
3.1 Температура тіла
Гомойотермні тварини не лише забезпечені теплом за рахунок власної теплопродукції, а й здатні активно регулювати її виробництво та витрачання. Завдяки цьому їм властива висока та досить стійка температура тіла. У птахів глибинна температура тіла в нормі становить близько 41 "З коливаннями у різних видів від 38 до 43,5 "С (дані по 400 видам). В умовах повного спокою (основний обмін) ці відмінності дещо згладжуються, становлячи від 39,5 до 43,0"С. причому ці коливання пов'язані з температурою повітря, а відбивають ритм обміну речовин. Навіть у арктичних та антарктичних видів при температурі середовища до 20 – 50”С морозу температура тіла коливається в межах тих самих 2 – 4”С.

Підвищення температури середовища іноді супроводжується деяким зростанням температури тіла. Якщо виключити патологічні стани, виявляється, що в умовах проживання в спекотному кліматі певний ступінь гіпертермії може бути адаптивним: при цьому зменшується різниця температури тіла та середовища та знижуються витрати води на випарну терморегуляцію. Аналогічне явище відмічено і в деяких ссавців: у верблюда, наприклад, при дефіциті води температура тіла може підніматися від 34 до 40 ° С. У всіх таких випадках відзначена підвищена стійкість тканини до гіпертермії.

У ссавців температура тіла трохи нижче, ніж у птахів, і у багатьох видів схильна до сильніших коливань. Відрізняються за цим показником різні таксони. У однопрохідних ректальна температура становить 30 - 3"С (при температурі середовища 20"С), у сумчастих вона трохи вище - близько 34"С при тій же зовнішній температурі. У представників обох цих груп, а також у неповнозубих досить помітні коливання температури тіла у зв'язку із зовнішньою температурою: при зниженні температури повітря від 20 – 5 до 14 –15”С реєструвалося падіння температури тіла на два з лишком градуси, а в окремих випадках – навіть на 5”С. У гризунів середня температура тіла в активному стані коливається у межах 35 – 9,5"З, найчастіше становлячи 36 – 37"С. Ступінь стійкості ректальної температури у них в нормі вище, ніж у розглянутих раніше груп, але і у них відзначені коливання в межах 3 – "С при зміні зовнішньої температури від 0 до 35"С.

У копитних і хижих температура тіла підтримується дуже стійко на властивому рівні; міжвидові відмінності зазвичай укладаються в діапазон від 35,2 до 39 "С. Для багатьох ссавців характерно зниження температури під час сну; величина цього зниження варіює у різних видів від десятих часток градуса до 4 - "С.

Все сказане відноситься до так званої глибокої температури тіла, що характеризує тепловий стан термостатованого "ядра" тіла. У всіх гомойотермних тварин зовнішні шари тіла (покриви, частина мускулатури і т. д.) утворюють більш менш виражену «оболонку», температура якої змінюється в широких межах. Таким чином, стійка температура характеризує лише область локалізації важливих внутрішніх органів та процесів. Поверхневі тканини витримують більш виражені коливання температури. Це може бути корисним для організму, оскільки за такої ситуації знижується температурний градієнт на межі організму та середовища, що уможливлює підтримку теплового гомеостазу «ядра» організму з меншими витратами енергії.
3.2 Механізми терморегуляції
Фізіологічні механізми, що забезпечують тепловий гомеостаз організму (його «ядра»), поділяються на дві функціональні групи: механізми хімічної та фізичної терморегуляції. Хімічна терморегуляція є регуляцією теплопродукції організму. Тепло постійно виробляється в організмі в процесі окисно-відновних реакцій метаболізму. При цьому частина його віддається у зовнішнє середовище тим більше, чим більша різниця температури тіла та середовища. Тому підтримання стійкої температури тіла при зниженні температури середовища потребує відповідного посилення процесів метаболізму та супроводжує їх теплоутворення, що компенсує тепловтрати та призводить до збереження загального теплового балансу організму та підтримки сталості внутрішньої температури. Процес рефлекторного посилення теплопродукції у відповідь зниження температури навколишнього середовища і носить назву хімічної терморегуляції. Виділення енергії у вигляді тепла супроводжує функціональне навантаження всіх органів і тканин та властиво всім живим організмам. Специфіка гомойотермних тварин у тому, зміна теплопродукції як реакція на змінну температуру представляє вони спеціальну реакцію організму, яка впливає рівень функціонування основних фізіологічних систем.

Специфічне терморегуляторне теплоутворення зосереджено переважно в скелетній мускулатурі і пов'язане з особливими формами функціонування м'язів, які не зачіпають їхньої прямої моторної діяльності. Підвищення теплоутворення при охолодженні може відбуватися і в м'язі, що покоїться, а також при штучному виключенні скорочувальної функції дією специфічних отрут.

Один із найбільш звичайних механізмів специфічного терморегуляторного теплоутворення у м'язах – так званий терморегуляційний тонус. Він виражений мікроскорочення фібрил, що реєструються у вигляді підвищення електричної активності зовні нерухомого м'яза при її охолодженні. Терморегуляційний тонус підвищує споживання кисню м'язом часом більш як на 150%. При сильнішому охолодженні поряд з різким підвищенням терморегуляційного тонусу включаються видимі скорочення м'язів у формі холодового тремтіння. Газообмін у своїй зростає до 300 – 400 % . Характерно, що за часткою участі у терморегуляторному теплоутворенні м'язи нерівноцінні. У ссавців найбільша роль жувальної мускулатури і м'язів, що підтримують позу тварини, тобто функціонують в основному як тонічні. У птахів спостерігається подібне явище.

При тривалому впливі холоду скорочувальний тип термогенезу може бути тією чи іншою мірою заміщений (або доповнений) перемиканням тканинного дихання в м'язі на так званий вільний (нефосфорилуючий) шлях, при якому випадає фаза утворення та подальшого розщеплення АТФ. Цей механізм не пов'язаний із скорочувальною діяльністю м'язів. Загальна маса тепла, що виділяється при вільному диханні, практично така ж, як і при дріжджовому термогенезі, але при цьому більша частина теплової енергії витрачається негайно, а окислювальні процеси не можуть бути загальмовані недоліком АДФ або неорганічного фосфату.

Остання обставина дозволяє безперешкодно підтримувати високий рівень теплоутворення протягом тривалого часу.

У ссавців є ще одна форма недрожевого термогенезу, пов'язана з окисленням особливої ​​бурої жирової тканини, що відкладається під шкірою в області міжлопаткового простору, шиї та грудної частини хребта. Бурий жир містить велику кількість мітохондрій і пронизаний численними кровоносними судинами. Під впливом холоду збільшується кровопостачання бурого жиру, інтенсифікується його дихання, зростає виділення тепла. Важливо, що безпосередньо нагріваються розташовані поблизу органи: серце, великі судини, лімфатичні вузли, і навіть центральна нервова система. Бурий жир використовується головним чином як джерело екстреного теплоутворення, зокрема при розігріванні організму тварин, що виходять зі стану сплячки. Роль бурого жиру птахів не зрозуміла. Довгий час вважалося, що його взагалі немає; останнім часом з'явилися повідомлення про виявлення цього жирової тканини у птахів, але ні точної ідентифікації, ні функціональної оцінки її не проведено.

Зміни інтенсивності обміну речовин, викликані впливом температури середовища на організм гомойотермних тварин, закономірні. У певному інтервалі зовнішніх температур теплопродукція, що відповідає обміну організму, повністю компенсується його «нормальною» (без активної інтенсифікації) тепловіддачею. Теплообмін організму із середовищем збалансований. Цей температурний інтервал називають термонейтральною зоною. Рівень обміну у цій зоні мінімальний. Нерідко говорять про критичну точку, маючи на увазі конкретне значення температури, при якому досягається тепловий баланс із середовищем. Теоретично це правильно, але експериментально встановити таку точку практично неможливо через постійні незакономірні коливання метаболізму і нестабільність теплоізолюючих властивостей покривів.

Зниження температури середовища межі термонейтральної зони викликає рефлекторне підвищення рівня обміну речовин і теплопродукції до врівноваження теплового балансу організму за умов. Внаслідок цього температура тіла залишається незмінною.

Підвищення температури середовища межі термонейтральної зони також викликає підвищення рівня обміну речовин, що викликано включенням механізмів активізації віддачі тепла, потребують додаткових витрат за свою роботу. Так формується зона фізичної терморегуляції, протягом якої температура залишається стабільною. Після досягнення певного порога механізми посилення тепловіддачі виявляються неефективними, починається перегрів і зрештою загибель організму.

Видові відмінності хімічної терморегуляції виражаються в різниці рівня основного (в зоні термонейтральності) обміну, положення та ширини термонейтральної зони, інтенсивності хімічної терморегуляції (підвищення обміну при зниженні температури середовища на 1"С), а також у діапазоні ефективної дії терморегуляції. Всі ці параметри відображають екологічну специфіку окремих видів та адаптивним чином змінюються залежно від географічного положення регіону, сезону року, висоти над рівнем моря та ряду інших екологічних факторів.

Фізична терморегуляція поєднує комплекс морфофізіологічних механізмів, що з регулюванням тепловіддачі організму як із складових його загального теплового балансу. Головне пристосування, що визначає загальний рівень тепловіддачі організму гомойотермного тварини, - будова теплоізолюючих покривів. Теплоізоляційні структури (пір'я, волосся) не обумовлюють гомойотермію, як це іноді думає. В її основі лежить високий і що, зменшуючи тепловтрати, вона сприяє підтримці гомойотермії з меншими енергетичними витратами. Це особливо важливо при проживання в умовах стійко низьких температур, тому теплоізолюючі покривні структури та прошарки підшкірного жиру найбільш виражені у тварин із регіонів холодного клімату.

Механізм теплоізолюючої дії перового і волосяного покривів полягає в тому, що певним чином розташовані, різні за структурою групи волосся або пір'я утримують навколо тіла шар повітря, який виконує роль утеплювача. Адаптивні зміни теплоізолюючої функції покривів зводяться до перебудови їх структури, що включає співвідношення різних типів волосся або пір'я, їх довжину і густоту розташування. Саме за цими параметрами відрізняються мешканці різних кліматичних зон, вони визначають сезонні зміни теплоізоляції. Показано, наприклад, що у тропічних ссавців теплоізоляційні властивості шерстного покриву майже на порядок нижчі, ніж у мешканців Арктики. Тому ж адаптивному напрямку йдуть сезонні зміни теплоізолюючих властивостей покривів у процесі линяння.

Розглянуті особливості характеризують стійкі властивості теплоізолюючих покривів, що визначають загальний рівень теплових втрат, і, по суті, не є активними терморегуляційними реакціями. Можливість лабільного регулювання тепловіддачі визначається рухливістю пір'я і волосся, внаслідок чого на тлі постійної структури покриву можливі швидкі зміни товщини теплоізолюючого повітряного прошарку, а відповідно і інтенсивності тепловіддачі. Ступінь розбещеності волосся або пір'я може швидко змінюватися в залежності від температури повітря та від активності самої тварини. Таку форму фізичної терморегуляції позначають як пиломоторну реакцію. Ця форма регуляції тепловіддачі діє головним чином при низькій температурі середовища та забезпечує не менш швидку та ефективну відповідь на порушення теплового балансу, ніж хімічна терморегуляція, вимагаючи при цьому менших витрат енергії.

Регуляторні реакції, спрямовані на збереження постійної температури тіла під час перегріву, представлені різними механізмами посилення тепловіддачі у зовнішнє середовище. Серед них широко поширена і має високу ефективність тепловіддачі шляхом інтенсифікації випаровування вологи з поверхні тіла або (і) верхніх дихальних шляхів. При випаровуванні вологи витрачається тепло, що може сприяти збереженню теплового балансу. Реакція включається при ознаках перегріву організму, що починається. Отже, адаптивні зміни теплообміну у гомойотермних тварин можуть бути спрямовані не тільки на підтримку високого рівня обміну речовин, як у більшості птахів та ссавців, а й на встановлення низького рівня в умовах, що загрожують виснаженням енергетичних резервів.
Список літератури
1. Основи екології: Підручник В.В.Маврищев. Мн.: Вище. Шк., 2003. - 416 с.

2. http :\\Абіотичні фактори середовища.htm

3. http :\\Абіотичні фактори середовища та організми.htm

Надіслати свою гарну роботу до бази знань просто. Використовуйте форму нижче

Студенти, аспіранти, молоді вчені, які використовують базу знань у своєму навчанні та роботі, будуть вам дуже вдячні.

Розміщено на http://www.allbest.ru/

Міністерство спорту та туризму Республіки Білорусь

Заклад освіти

"Білоруський державний університет фізичної культури"

Інститут туризму

Кафедра технологій у туристичній індустрії

Контрольна робота

з дисципліни "Фізіологія"

натиму" Адаптація до дії низької температури"

Виконала: студентка 2 курсу 421 групи

заочної форми здобуття освіти

факультету туризму та гостинності

Цінявська Анастасія Вікторівна

Перевірив: Бобр Володимир Матвійович

  • Вступ
  • 1. Адаптація до дії низької температури
  • 1.1 Фізіологічні реакції на виконання вправ в умовах низької температури навколишнього середовища
  • 1.2 Метаболічні реакції
  • Висновок
  • Список використаної літератури

Вступ

На організм людини впливає такий кліматичний фактор, як температура. Температура - один із важливих абіотичних факторів, що впливають на фізіологічні функції всіх живих організмів. Температура залежить від географічної широти, висоти над рівнем моря і пори року.

Коли температурні чинники змінюються, людський організм виробляє щодо кожного чинника специфічні реакції пристосування. Тобто, адаптується.

Адаптація – це процес пристосування, що формується протягом життя людини. Завдяки адаптаційним процесам людина пристосовується до незвичним умовам чи нового рівня активності, тобто. підвищується стійкість його організму проти впливу різних чинників. Організм людини може адаптуватися до високої та низької температури, до низького атмосферного тиску або навіть до деяких патогенних факторів.

Люди, які живуть у північних чи південних широтах, у горах чи рівнині, у вологих тропіках чи пустелі за багатьма показниками гомеостазу відрізняються друг від друга. Тому ряд показників норми окремих регіонів земної кулі може відрізнятися.

1. Адаптація до дії низької температури

Пристосування до холоду - найважче - досяжний і швидко втрачається без спеціальних тренувань вид кліматичної адаптації людини. Пояснюється це тим, що, згідно з сучасними науковими уявленнями, наші пращури жили в умовах теплого клімату і були набагато більше пристосовані до захисту від перегрівання. Похолодання, що настало, було відносно швидким і людина, як вигляд, "не встигла" пристосуватися до цієї зміни клімату більшої частини планети. Крім того, до умов низьких температур люди стали пристосовуватися переважно за рахунок соціальних і техногенних факторів - житла, вогнища, одягу. Однак, в екстремальних умовах людської діяльності (у тому числі в альпіністській практиці) фізіологічні механізми терморегуляції - "хімічна" та "фізична" її сторони стають життєво важливими.

Першою реакцією організму на вплив холоду є зниження шкірних та респіраторних (дихальних) втрат тепла за рахунок звуження судин шкіри та легеневих альвеол, а також за рахунок зменшення легеневої вентиляції (зниження глибини та частоти дихання). За рахунок зміни просвіту судин шкіри кровотік у ній може варіювати у дуже широких межах – від 20 мл до 3 літрів на хвилину у всій масі шкіри.

Звуження судин призводить до зниження температури шкіри, але коли ця температура досягає 6єС і виникає загроза холодової травми, розвивається зворотний механізм – реактивна гіперемія шкіри. При сильному охолодженні може виникнути стійке звуження судин як їх спазму. І тут з'являється сигнал неблагополуччя - біль.

Зниження температури шкіри кистей рук до 27 єС пов'язане з відчуттям "холодно", при температурі, меншій за 20єС - "дуже холодно", при температурі менше 15 єС - "нестерпно холодно".

При дії холоду вазоконструкторні (судинозвужувальні) реакції виникають не тільки на охолоджених ділянках шкіри, але і у віддалених областях організму, у тому числі у внутрішніх органах ("відбита реакція"). Особливо виражені відбиті реакції при охолодженні стоп - реакції слизової оболонки носа, органів дихання, внутрішніх статевих органів. Звуження судин при цьому спричиняє зниження температури відповідних областей тіла та внутрішніх органів з активізацією мікробної флори. Саме цей механізм лежить в основі так званих "простудних" захворювань із розвитком запалення в органах дихання (пневмонії, бронхіти), сечовиділення (пієліти, нефрити), статевої сфери (аднексити, простатити) тощо.

Механізми фізичної терморегуляції першими включаються на захист сталості внутрішнього середовища при порушенні рівноваги теплопродукції та тепловіддачі. Якщо цих реакцій недостатньо підтримки гомеостазу, підключаються " хімічні " механізми - підвищується м'язовий тонус, з'являється м'язова тремтіння, що призводить до посилення споживання кисню і підвищення теплопродукції. Одночасно зростає робота серця, підвищується кров'яний тиск, швидкість кровотоку у м'язах. Підраховано, що для підтримки теплобалансу оголеної людини при нерухомому холодному повітрі необхідне збільшення теплопродукції в 2 рази на кожні 10º зниження температури повітря, а при значному вітрі теплопродукція має подвоюватись на кожні 5º зниження температури повітря. У тепло одягненої людини подвоєння величини обміну компенсуватиме зниження зовнішньої температури на 25є.

При багаторазових контактах з холодом, локальних та загальних у людини виробляються захисні механізми, спрямовані на запобігання несприятливим наслідкам холодових впливів. У процесі акліматизації до холоду підвищується стійкість до виникнення відморожень (частота відморожень у акліматизованих до холоду осіб у 6-7 разів нижча, ніж у неакліматизованих). При цьому насамперед відбувається вдосконалення судиннорухових механізмів ("фізична" терморегуляція). В осіб, які довго піддаються дії холоду, визначається підвищена активність процесів "хімічної" терморегуляції - основний обмін; у них підвищено на 10 – 15%. У корінних жителів Півночі (наприклад, ескімосів) це перевищення сягає 15-30% і закріплено генетично.

Як правило, у зв'язку з удосконаленням механізмів терморегуляції в процесі акліматизації до холоду зменшується частка участі скелетної мускулатури у підтримці теплобалансу – стає менш вираженою інтенсивність та тривалість циклів м'язового тремтіння. Розрахунки показали, що за рахунок фізіологічних механізмів пристосування до холоду оголена людина здатна тривалий час переносити температуру повітря не нижче 2°С. Очевидно, ця температура повітря є межею компенсаторних можливостей організму підтримувати теплобаланс на стабільному рівні.

Умови, за яких організм людини адаптується до холоду, можуть бути різними (наприклад, робота в неопалюваних приміщеннях, холодильних установках на вулиці взимку). При цьому дія холоду не постійна, а чергується із нормальним для організму людини температурним режимом. Адаптація за таких умов виражена нечітко. У перші дні, реагуючи на низьку температуру, теплоутворення зростає неекономно, тепловіддача ще недостатньо обмежена. Після адаптації процеси теплоутворення стають інтенсивнішими, а тепловіддача знижується.

Інакше відбувається адаптація до умов життя у північних широтах, де на людину впливають не лише низькі температури, а й властиві цим широтам режим освітлення та рівень сонячної радіації.

Що ж відбувається в організмі людини під час охолодження?

Внаслідок подразнення холодових рецепторів змінюються рефлекторні реакції, що регулюють збереження тепла: звужуються кровоносні судини шкіри, що на третину зменшує тепловіддачу організму. Важливо, щоб процеси теплоутворення та тепловіддачі були збалансованими. Переважання тепловіддачі над теплоутворенням призводить до зниження температури тіла та порушення функцій організму. При температурі 35 єС спостерігається порушення психіки. Подальше зниження температури уповільнює кровообіг, обмін речовин, а при температурі нижче 25 ºС зупиняється дихання.

Одним із факторів інтенсифікації енергетичних процесів є ліпідний обмін. Наприклад, полярні дослідники, які в умовах низької температури повітря сповільнюють обмін речовин, враховують необхідність компенсувати енергетичні витрати. Їхні раціони відрізняються високою енергетичною цінністю (калорійністю).

У жителів північних районів інтенсивніший обмін речовин. Основну масу їх раціону складають білки та жири. Тому в їхній крові вміст жирних кислот підвищено, а рівень цукру дещо знижений.

У людей, що пристосовуються до вологого, холодного клімату та кисневої недостатності Півночі, також підвищений газообмін, високий вміст холестерину в сироватці крові та мінералізація кісток скелета, більш потовщений шар підшкірного жиру (що виконує функцію утеплювача).

Однак не всі люди однаково здатні до адаптації. Зокрема, в деяких людей в умовах Півночі захисні механізми та адаптивна перебудова організму можуть спричинити дезадаптацію - цілу низку патологічних змін, які називаються "полярною хворобою".

Одним з найбільш важливих факторів, що забезпечують адаптацію людини до умов Крайньої Півночі, є потреба організму в аскорбіновій кислоті (вітамін С), що підвищує стійкість організму до різноманітних інфекцій.

Теплоізоляційна оболонка нашого тіла включає поверхню шкіри з підшкірним жиром, а також розташовані під ним м'язи. Коли шкірна температура знижується нижче рівня, звуження кровоносних судин шкіри скорочення скелетних м'язів підвищують ізоляційні властивості оболонки. Встановлено, що звуження судин пасивного м'яза забезпечує до 85% загальної ізоляційної здатності організму за умов екстремально низьких температур. Ця величина протидії тепловтратам у 3-4 рази перевищує ізоляційні здібності жиру та шкіри.

1.1 Фізіологічні реакції на виконання вправ в умовах низької температури навколишнього середовища

метаболічна температура адаптація

При охолодженні м'яз стає слабшим. Нервова система реагує на охолодження м'язів зміною структури залучення м'язових волокон. На думку деяких фахівців, ця зміна у виборі волокон призводить до зниження ефективності скорочення м'язів. При зниженій температурі зменшується швидкість і сила скорочення м'язів. Спроба виконати роботу при температурі м'яза 25°С з такою ж швидкістю та продуктивністю, з якою вона виконувалася, коли температура м'яза була 35°С, призведе до швидкої втоми. Тому доводиться витрачати більше енергії, або виконувати фізичне навантаження з меншою швидкістю.

Якщо одяг і метаболізм, зумовлений фізичним навантаженням, достатні, щоб підтримати температуру тіла за умов зниженої температури довкілля, рівень м'язової діяльності не знизиться. Разом з тим у міру появи стомлення та уповільнення м'язової діяльності утворення тепла поступово зменшиться.

1.2 Метаболічні реакції

Тривалі фізичні навантаження ведуть до підвищеного використання та окислення вільних жирних кислот. Підвищений метаболізм ліпідів обумовлений, головним чином, виділенням катехоламінів (адреналіну та норадреналіну) у судинну систему. В умовах зниженої температури навколишнього середовища секреція цих катехоламінів помітно збільшується, тоді як рівні вільних жирних кислот підвищуються значно менше порівняно з такими під час тривалого фізичного навантаження в умовах більш високої температури навколишнього середовища. Низька температура навколишнього середовища викликає звуження кровоносних судин шкіри та підшкірних тканин. Як відомо, підшкірна тканина – основне місце зберігання ліпідів (жирова тканина), тому звуження судин призводить до обмеженого кровопостачання ділянок. З яких мобілізуються вільні жирні кислоти, внаслідок чого рівні вільних жирних кислот підвищуються менш значно.

Глюкоза крові відіграє важливу роль у розвитку толерантності до умов низької температури, а також підтримці рівня витривалості під час виконання фіз. навантаження. Гіпоглікемія (знижений вміст глюкози в крові), наприклад, пригнічує тремтіння, і веде до значного зниження ректальної температури.

Багатьох цікавить, чи не пошкоджуються дихальні шляхи при швидкому глибокому вдиханні холодного повітря. Холодне повітря, проходячи через рот і трахею, швидко зігрівається, навіть якщо температура нижче -25°С. Навіть за такої температури повітря, пройшовши близько 5см по носовому ходу, зігрівається до 15°С. Дуже холодне повітря, потрапляючи до носа, досить зігрівається, наближаючись до виходу з носового ходу; таким чином, відсутня небезпека травмування горла, трахеї чи легень.

Висновок

Умови, за яких організм повинен адаптуватися до холоду, можуть бути різними. Одним із можливих варіантів таких умов – робота в холодних цехах. При цьому холод діє уривчасто. У зв'язку з посиленими темпами освоєння Крайньої Півночі нині актуальним стає питання адаптації організму людини до життя у північних широтах, де він піддається як впливу низької температури, але й зміні режиму освітленості і рівня радіації.

Адаптаційні механізми дозволяють компенсувати зміни фактора середовища лише у певних межах та певний час. Внаслідок впливу на організм факторів, що перевищують можливості адаптаційних механізмів, розвивається дезадаптація. Вона призводить до дисфункції систем організму. Отже, відбувається перехід адаптаційної реакції на патологічну - хворобу. Прикладом хвороб дезадаптації є серцево-судинні захворювання у некорінних жителів Півночі.

Список використаної літератури

1. Ажаєв А.М., Берзін І.А., Дєєва С.А., "Фізіолого-гігієнічні аспекти низьких температур на організм людини", 2008р

2. http://bibliofond.ru/view.aspx?id=459098#1

3. http://fiziologija.vse-zabolevaniya.ru/fiziologija-processov-adaptacii/ponjatie-adaptacii.html

4. http://human-physiology.ru/adaptaciya-ee-vidy-i-periody

Розміщено на Allbest.ru

Подібні документи

    Будова та функції шкіри. Основні механізми терморегуляції. Реакція шкіри на температуру довкілля. Чи завжди організм здатний компенсувати тривалий вплив низької чи високої температури. Перша допомога при тепловому та сонячному ударі.

    презентація , доданий 02.12.2013

    Основні причини, що спричиняють загибель рослин від холоду. Миттєве та незворотне пошкодження клітин при утворенні внутрішньоклітинного льоду як вказівку на фізичну природу процесу. Схильність мембран до впливу гіпотермії, шляхи його запобігання.

    реферат, доданий 11.08.2009

    Адаптація як одне із ключових понять в екології людини. Основні механізми адаптації людини. Фізіологічні та біохімічні основи адаптації. Адаптація організму до фізичних навантажень. Зниження збудливості при розвитку граничного гальмування.

    реферат, доданий 25.06.2011

    Характеристика процесів адаптації людини до умов довкілля. Вивчення основних механізмів адаптації. Вивчення загальних заходів для підвищення стійкості організму. Закони та закономірності гігієни. Опис принципів гігієнічного нормування.

    презентація , додано 11.03.2014

    Вивчення поняття фізичної та хімічної теплорегуляції. Ізотермія – сталість температури тіла. Чинники, що впливають на температуру тіла. Причини та ознаки гіпотермії та гіпертермії. Місця вимірювання температури. Види лихоманок. Загартовування організму.

    презентація , доданий 21.10.2013

    Особливості довкілля земноводних (жаб, жаб, тритонів і саламандр). Залежність температури земноводних тіла від температури навколишнього середовища. Користь земноводних для сільського господарства. Загони земноводних: безногі, безхвості та хвостаті.

    презентація , додано 28.02.2011

    Перехресна адаптація організму до одного фактора середовища, її сприяння пристосуванню до інших факторів. Молекулярні основи адаптації людини та її практичне значення. Пристосованість живого організму до шкідливих факторів зовнішнього середовища.

    реферат, доданий 20.09.2009

    Адаптація організму до умов середовища у загальнобіологічному плані, її необхідність задля збереження як індивідуума, і виду. Способи захисту від несприятливих умов довкілля. Анабіоз, заціпеніння, зимова сплячка, міграція, активація ферментів.

    реферат, доданий 20.09.2009

    Адаптація як пристосування організму до довкілля, до умов його існування. Особливості умов життя спортсмена. Біохімічні та фізіологічні механізми адаптації до фізичних навантажень. Біологічні принципи спортивного тренування.

    реферат, доданий 06.09.2009

    Вплив температури на особливості проростання та схожості насіння ефемерів у лабораторних та польових умовах. Визначення мінімальної, оптимальної та максимальної температури проростання насіння ефемерних рослин Донбасу, їх таксономічний аналіз.



Останні матеріали розділу:

Чому неприйнятні уроки статевого «освіти» у школах?
Чому неприйнятні уроки статевого «освіти» у школах?

Статеве виховання в російській школі: чи потрібний нам досвід Америки? Р.Н.Федотова, Н.А.Самарец Малюки ростуть на очах, і, не встигнувши озирнутися, ми,...

Що таке психологія як наука визначення
Що таке психологія як наука визначення

наука про закономірності розвитку та функціонування психіки як особливої ​​форми життєдіяльності, заснована на явленості у самоспостереженні особливих...

Визначення психології як науки
Визначення психології як науки

Останнім часом вивчення психології людини стало дуже популярним. На заході консультаційна практика фахівців цієї галузі існує...