Механізми пристосування організму людини до навколишнього середовища

Щоб зрозуміти взаємодію в системі «людина – довкілля», необхідно мати уявлення про ті механізми, які забезпечують його гармонійне єдність з навколишнім середовищем, і про можливості їх порушення в умовах впливу несприятливих екологічних факторів.
Здатність організму підтримувати своє стійкий стан довгий час залишалася загадкою. Першим, хто зробив великий внесок у розробку цього питання, був французький вчений Клод Бернар. Він справедливо вважав, що життя не можна пояснити тільки на основі звичайних хімічних і фізико-хімічних процесів, що є тісний зв’язок живого організму з навколишнім середовищем, яка виражається в різних формах пристосування.
Навіть при різких змінах в навколишньому середовищі життя людини не припиняється. К. Бернар вперше висловив припущення, що це пов’язано з тим, що внутрішня середу людини, навколишнє клітини і тканини, практично не змінюється. У живого організму є дві середовища: зовнішня, в якій він живе, і внутрішня, в якій живуть елементи його тканин. До внутрішньої середовищі відносяться кров, тканинна рідина, лімфа. К. Бернару належить такий афоризм: «Сталість внутрішнього середовища є умови вільної і незалежної життя».
Якщо Клод Бернар дав широке біологічне пояснення питання, то американський вчений Уолтер Кеннон сказав своє слово про сталість внутрішнього середовища організму з точки зору фізіології.
У. Кеннон вперше вжив поняття гомеостазу (грец. Homoios – подібний, однаковий і stasis – стан) до сталості внутрішнього середовища організму. Він один з перших представив живий організм як складну, відкриту систему, що має безліч зв’язків з навколишнім середовищем. Ці зв’язки здійснюються через органи дихання, рецептори шкіри і слизових, травний тракт, нервово-м’язові органи та ін. Дія факторів навколишнього середовища через зазначені шляху передається відповідним фізіологічним системам, які здатні змінювати свої функції в певних межах.
Одним з механізмів пристосування організму до навколишнього середовища є саморегуляція – основа резистентності організму до впливає факторам.
Взаємозв’язок інтенсивності впливу і включення адаптивних механізмів представлена ​​на рис. 1. (на стор. 42).
Проілюструвати наведену схему можна на наступному прикладі. При зниженні рівня цукру в крові спрацьовує гомеостатический механізм в печінці, який може підвищити вміст цукру в крові до певної межі. Якщо зниження цукру більше цієї межі, включається наступний етап регуляції, тепер вже за рахунок інсуліну і глюкагону, гормонів підшлункової залози. Глюкагон підсилює розпад глікогену з білків і жирів, забезпечує тканини глюкозою, а інсулін сприяє якнайшвидшої її утилізації. Різке падіння рівня цукру в крові при впливі екстремального фактора (наприклад, важкої фізичної роботи) включає вищі центри регуляції: гіпофіз – проміжний мозок.
Рис. 1. Взаємозв’язок інтенсивності впливу і включення адаптивних механізмів в організмі людини (Алексєєв, 2000)

Таким чином, процеси, що забезпечують гомеостаз, спрямовані на підтримку стабільного стану організму і усунення шкідливих факторів або їх обмеження.
Великий внесок у вивчення механізмів пристосування організму до навколишнього середовища вніс П.К. Анохін. Він є основоположником фізіологічної кібернетики, творцем теорії функціональних систем. Функціональна система – це таке поєднання процесів і механізмів, яке, формуючись в залежності від даних умов, неодмінно призводить до ефекту адаптації до цих умов. Функціональна система щоразу створюється заново, стосовно до воздействующему фактору, тобто організм як би створює «швидку невідкладну допомогу», здатну в найкоротший термін, найбільш економно і раціонально вивести організм зі екстремальній ситуації.
Петро Кузьмич Анохін

Феномен адаптації – це самостійна категорія біологічних явищ, результат еволюційно-історичного розвитку. Недостатність механізмів адаптації означає зниження можливості біологічної системи.
Важливу роль у механізмах адаптації відіграє загальний адаптаційний синдром, так звана стрес-реакція. Особливу увагу до стресу з’явилося після робіт Г. Сельє (1936 рік), в одній з яких він зазначає: «Стрес є неспецифічним фізіологічним відповіддю організму на будь вимога, що до нього пред’являється».
Стрес як адаптивна реакція організму виникає під впливом незвичних для повсякденного життя впливів навколишнього середовища. Стрес-реакція протікає в три етапи: реакція тривоги, коли мобілізуються всі сили організму; стадія стійкості, при якій включаються механізми довгострокової адаптації; стадія виснаження, при якій порушуються адаптаційні механізми.
Наслідки стрес-реакції можуть бути різними: або стрес призводить до первісного стану, або може бути початком розвитку хвороби і загибелі організму.
У адаптації організму важлива роль належить імунній системі.
Імунітет (від лат. Immunitas – позбавлення від чого-небудь) – несприйнятливість організму до заразних хвороб, що залежить від природних або придбаних протягом життя властивостей організму, що перешкоджають розвитку в ньому інфекції. Вроджений імунітет (видовий або спадковий) – це стійкість організму до певних факторів (несприйнятливість людей до чуми великої рогатої худоби і собак, курячої холері і т.д.). Ця властивість передається у спадок і притаманне певному виду. Набутий імунітет розвивається в результаті перенесення інфекційного захворювання або створюється штучно – щепленням відповідної сироватки або вакцини.
Адаптація організму до змін навколишнього середовища здійснюється за рахунок ще одного дуже важливого чинника – великого «запасу міцності» організму. Як читав Кеннон, організм влаштований за планом обмеженого ліміту і принципом найсуворішої економії. Прикладів цього можна навести безліч. Наприклад, серце може в будь-який момент збільшити число скорочень в 2 рази, а артеріальний тиск підвищитися на 30-40%. Артеріальна кров містить кисню приблизно в 3.5 рази більше, ніж використовується тканинами. Останні дані з геноміки, говорять про те, що геном людини містить велику частину «безмовних» генів. Чому ці гени не функціонують? На це питання вчені відповідають по-різному. Одна з версій припускає, що ці гени необхідні при стресових ситуаціях, коли організму потрібні додаткові сили.
Організм переносить видалення печінки на 3/4, повне видалення селезінки. Видалення 2/3 кожної нирки переноситься без серйозних порушень ниркової функції. Встановлено, що 1/10 частини наднирників достатньо для підтримки життя. Запас міцності в живому організмі досягається різними шляхами: резервними можливостями організму, зміною обміну речовин, включенням інших систем організму, зміною структури клітини (гіпертрофія, регенерація) і т.д. У ході еволюції удосконалювалося «економне і вигідне» витрачання енергії і речовини. Принцип парності органів, принцип дублювання функцій, детоксіческая функція печінки, принципи системності та саморегуляції лежать в основі адаптації організму до факторів навколишнього середовища. Але будь-яка захисно-пристосувальна організація – поняття відносне. Діючий фактор може пред’являти вимоги вище межі пристосувальних можливостей організму.
Невідповідність пристосувальних можливостей людини до впливу факторів зовнішнього середовища може носити кількісний характер, коли інтенсивність впливу вище допустимої межі, або якісний характер, коли на організм діють фактори, по відношенню до яких у ньому не вироблені захисно-пристосувальні механізми. Ця невідповідність може існувати тривалий час в незвичайному для організму ритмі (часовий аспект). Особливу увагу слід приділяти індивідуальній підвищеній чутливості організму до змін навколишнього середовища (індивідуальний аспект).
Виділяють три типи реагування на вплив будь-якого фактора:
1) спринтер – витримує вплив короткочасних сильних навантажень, але не здатний протистояти слабким, тривало діючих подразників;
2) стаєр – витримує тривалий вплив слабких подразників і вкрай нестійкий при впливі сильних короткочасних подразників;
3) мікст – змішаний тип реагування проявляється в поєднанні реакцій обох типів реагування.

ПОДІЛИТИСЯ:

Дивіться також:
Рідкі побутові відходи