1. Введение в экологию человека

Экология как наука сформировалась с середины XIX столетия, когда возникло понимание, что не только строение и развитие организмов, но и их взаимоотношения со средой обитания подчинены определенным закономерностям. В 1866 г. немецкий естествоиспытатель Эрнст Геккель в монографии «Всеобщая морфология организмов» назвал экологией один из разделов биологии – науку об условиях обитания организмов в окружающей их среде. Сам же термин «экология» образован от греческих слов «oikos» - дом, обитель, жилище и «logos» - слово, учение. Долгое время экология была представлена всевозможными частными экологическими дисциплинами: экологией растений, экологией животных, экологией грибов и т.д. Эти дисциплины формировались в рамках соответствующих таксономических разделов биологии - ботаники, зоологии, микологии и других, как подразделения этих наук.

Среди множества определений чаще всего экология- рассматривается как наука о взаимоотношениях живых организмов и среды их обитания.

Социальная экология — научная дисциплина, рассматривающая взаимоотношения в системе «общество-природа», изучающая взаимодействие и взаимосвязи человеческого общества с природной средой (Николай Реймерс).

Но подобное определение специфику данной науки не отражает. Социальная экология в настоящее время формируется как частная самостоятельная наука со специфическим предметом исследования, а именно:

состав и особенности интересов социальных слоёв и групп, эксплуатирующих природные ресурсы;

восприятие разными социальными слоями и группами экологических проблем и мер по регулированию природопользования;

учёт и использование в практике природоохранных мероприятий особенностей и интересов социальных слоёв и групп

Медицинская экология— раздел экологии человека и направление в современной профилактической медицине, анализирующий связи и зависимость общественного здоровья и его нарушений от факторов окружающей природной, социальной и техногенной среды.

Медицинская экология — это комплексная научная дисциплина, рассматривающая все аспекты воздействия окружающей среды на здоровье населения с центром внимания на средовых заболеваниях.

Для каждого человека существует оптимальная экологическая среда обитания окружающая среда в совокупности с наследственностью, оказывающая формообразующее влияние на все системы и структуры организма.

Существует конституциально-генетическая предрасположенность человека к определенным заболеваниям.

Конституция – комплекс индивидуальных относительно устойчивых, морфологических, физиологических, психических свойств организма, которые обусловлены наследственностью и влиянием внешней среды.

В разных географических регионах имели преимущество разные вариации конституции, ставшие адекватными в разной среде.

Делались попытки классифицировать типы сложения наиболее полная – система соматотипирования по Шелдону. Выделяют 3 основных типа:

- крайний эндоморфный.

Крупная голова, большой живот, слабые руки и ноги, большое количество жира на плечах и бедрах. Высокое артериальное давление, склонность к инфаркту миокарда, поздняя форма диабета, истерии, депрессии

- крайний мезоморфный тип.

Большая масса мышц и костей, кубическая голова, широкая грудная клетка, крупные органы.

- крайний экоморфный.

Худое вытянутое лицо, высокий лоб, узкая грудная клетка, живот, узкое сердце, длинные руки и ноги, мышц мало, поверхность кожи большая, хорошо развита нервная система. Низкое \артериальное давление, шизофрения, туберкулез, страх и тревога

2. Среда – природные тела и явления, с которыми организм находится в прямых или косвенных взаимоотношениях.

Среда обитания – комплекс условий, необходимый для жизнедеятельности организма.

Окружающая среда – комплекс условий в более узком значении.

Среда жизни – вода, воздух, почва, живой организм.

Экологический фактор – элемент среды, который оказывает влияние на организм.

Факторы среды:

- биотический;

- абиотический;

- антропогенный.

Абиотические факторы среды – совокупность неорганических условий существования организма. На первое место ставят климатические, т.к. они имеют универсальное значение (давление, температура, количество солнечной энергии). Затем идут эдафические /почвенные (соленость, рН). Очень часто они переносятся организмом в определенных пределах. Карл Либих сформулировал закон минимума: «Жизнь может ограничивать недостаток одного из многих элементов». Каждый фактор имеет свои пределы положительного влияния на организм. Пределы выносливости между критическими точками – экологическая валентность живых организмов (широкая – every, узкая – steno). Например, некоторые бактерии живут в атомном реакторе.

Биотические факторы – формы воздействия живых существ друг на друга. Различают:

- внутривидовые;

- межвидовые.

К внутривидовым относят прежде всего численность популяции. Рост численности подчиняется определенным законам и продолжается, пока пищи достаточно. Во-вторых, соотношение полов (количество размножающихся самок). В-третьих, возрастная структура популяции. Возрастные различия повышают сопротивляемость среде. В-четвертых, продолжительность жизни (учитываются особи в репродуктивном периоде, у самок – меньше). В-пятых, плодовитость. Она характеризуется коэффициентом рождаемости – количеством рожденных потомков в единицу времени. В-шестых, конкуренция за пищу и территорию.

К межвидовым формам относят:

- паразитизм;

- комменсализм;

- мутуализм;

- нейтрализм;

- конкуренция.

Антропогенные факторы – факторы, созданные человеком и обусловленные его жизнедеятельностью.

Общие закономерности действия экологического фактора

В процессе эволюции у организмов сформировались определенные требования к условиям среды (газовый состав атмосферного воздуха, его влажность, температура и другие). Какими бы разными по природе ни были экологические факторы, результаты их действия экологически сравнимы, поскольку их избыток или недостаток неблагоприятно сказывается на жизнедеятельности организмов (рисунок 2). Рассмотрение этой зависимости позволяет отметить следующие ее закономерности:

1. при определенных значениях фактора создаются условия наиболее благоприятные для жизнедеятельности организма. Их считают оптимальными, а соответствующая им область на шкале значений фактора – оптимумом;

2. с изменением этих значений от оптимальных в сторону уменьшения или увеличения происходит угнетение жизнедеятельности особей. Такие отклонения человек способен переносить благодаря наличию специфических адаптивных механизмов. В связи с этим выделяется зоны нормальной жизнедеятельности. Способность людей переносить подобные отклонения индивидуально обусловлена и зависит от пола, возраста, конституции и т. п.

3. диапазон значений фактора, за границами которого нормальная жизнедеятельность особей становится невозможной, вплоть до гибели организма или разрушения биоценоза. Условия, при которых жизнедеятельность максимально угнетена, но организм и биоценоз еще существуют, называются зонами пессимума или пределами выносливости. Так называемая экологическая толерантность охватывает диапазон от нижнего пессимума до верхнего пессимума. В зонах пессимума добавляются лабильные реакции, обеспечивающие гомеостаз благодаря включению дополнительных функциональных адаптивных реакций. Вне пессимальных зон адаптивные реакции, несмотря на полное напряжение всех механизмов, становятся малоэффективными и наступает гибель.

3.Экосистема

В отечественной литературе российский эколог В.Н. Сукачев ввел родственное экосистеме понятие «биогеоценоз» (от греч. биос – жизнь, гео – Земля, ценоз – сообщество). Биогеоценоз представляет собой открытую саморегулирующуюся систему, единство растительных и животных сообществ, приуроченных к определенному участку земной поверхности, тогда как экосистема – более широкое понятие. Экологическая система есть любая совокупность организмов и окружающей их среды. Примерами экосистем являются и горшок с цветком, и ствол упавшего дерева, и пилотируемый космический корабль. Биогеоценозы – это природные образования. В тоже время биогеоценоз может рассматриваться как экологическая система. Любой биогеоценоз является экосистемой, но не всякая экосистема есть биогеоценоз.

В любой биогеоценоз (рисунок 1) входят две части:

 биотическая (от слова «biota», что означает «живое») или биоценоз (т.е. сообщество живых организмов) и абиотическая или экотоп.

4.Адаптации.

Человек со дня рождения и до смерти находится под воздействием меняющихся условий среды (суточные и сезонные ритмы, производственные отношения, смена труда и отдыха и т.д.). Не остаются одинаковыми потребности человека на разных этапах его индивидуального развития. В ответ на варьирующие условия среды на каждом отрезке жизни организм отвечает функциональными перестройками, направленными на оптимизацию его жизнедеятельности.

Адаптация (от лат. adaptatio – приспособление) – это совокупность морфофизиологических, биохимических, иммунологических и поведенческих реакций, обеспечивающих возмож¬ность существования в определенных условиях среды.

В понятие «адаптация» входят:

 процессы, с помощью которых организм приспосабливается к окружающей среде;

 состояние равновесия между организмом и окружающей сре¬дой;

 реализация нормы реакции в конкретных условиях среды с по¬мощью изменения фенотипа;

 результат эволюционного процесса – адаптациогенез (отбор и закрепление генов, кодирующих информацию о развившихся из¬менениях).

Тип	Характеристика	Склонность к заболеваниям
«спринтер»	Мощные физиологические реакции с большой надежностью на действие значительных, но кратковременных факторов. Быстро истощается.	Сердечно-сосудистые
«стайер»	Приспособлен к выдерживанию длительных и менее интенсивных нагрузок. Менее приспособлен к действию кратковременных сильных факторов.	Вегетососудистая дистония в резко меняющихся условиях
«микст»	Смешанный тип	Различные заболевания

5. Кратковременная (срочная) адаптация:

Еще в 1901 году Н. Е. Введенский впервые указал на однообразие реакций живого организма на действие различных агентов. У. Кэннон (1929) полагал, что разнообразные воздействия на организм могут формировать однотипную картину симпатоадреналового синдрома. В соответствии с учением Л.А. Орбели (1949) неоднородные факторы среды вызывают со стороны симпатической нервной системы адаптационную реакцию, которая выражается в изменении ее трофической регуляции. Д.Н. Насонов и В.Я. Александров (1940) создали теорию, согласно которой раздражители любой природы вызывают денатурацию клеточных белков. В результате обратимой альтерации в клетках возникает комплекс однотипных изменений, названных авторами паранекрозом. Однако наиболее подробно неспецифические компоненты адаптации были исследованы Г. Селье (1936). Он показал, что в ответ на действие раздражителей самой различной природы (механических, физических, химических, биологических и психических) в организме возникают стереотипные изменения. Комплекс этих сдвигов получил название общий адаптационный синдром.

Классический общий адаптационный синдром состоит из трех последовательных стадий: тревоги, резистентности и истощения (рисунок 4).

Рис.4. Стадии развития общего адаптационного синдрома (по Г. Селье, 1936).

Формирование кратковременной (срочной) адаптации

 возникает непосредственно после действия раздражителя независимо его от природы;

 осуществляется за счет готовых, ранее сформировавшихся структур и физиологических механизмов посредством стереотипного ответа.

Это означает, что:

 в организме всегда имеется некоторое количество резервных структурных элементов, например митохондрий, лизосом, рибосом;

 работа клеток и тканей может осуществляться по типу дублирования;

 имеется некоторое количество готовых веществ: гормонов, нуклеиновых кислот, белков, АТФ, ферментов, витаминов и др.; это так называемый структурный резерв адаптации, который может обеспечить немедленную реакцию. В связи с тем, что этот резерв невелик, деятельность организма происходит на пределе физиологических возможностей.

Состояние адаптации достигается быстро, но она будет устой¬чивой только в том случае, если фактор перестал действовать; если фактор продолжает действовать, то адаптация оказывается несовершенной, так как процессы катаболизма превышают процессы анаболизма.

Срочная адаптация проявляется генерализованными двигатель¬ными реакциями или эмоциональным поведением (например, бег¬ство животного в ответ на боль; увеличение теплопродукции в ответ на холод; увеличение теплоотдачи в ответ на тепло; рост легочной вентиляции и минутного объема кровообращения в ответ на недо¬статок кислорода).

При долговременной адаптации ведущую роль в обеспечении игра¬ют центральная нервная система, гормональная система и генетиче¬ский аппарат. Общим и необходимым звеном любых долговременных приспособительных реакций организма, приводящим к развитию адаптации, является усиление синтеза нуклеиновых кислот и специфических белков, вызывающее долговременную перестройку структуры

Результатом процесса адаптации является достижение организмом состояния устойчивости, обеспечивающей организму воз¬можность существования в новых условиях.

На адаптивную способность организма влияют социально-экономические и физиологические факторы.

К социально-экономическим относят мероприятия по улучшению условий быта, питания, создание безопасной социальной среды. Они имеют важное значение.

6.

Общий адаптационный синдром, совокупность общих защитных реакций, возникающих в организме животных и человека при действии значительных по силе и продолжительности внешних и внутренних раздражителей; эти реакции способствуют восстановлению нарушенного равновесия и направлены на поддержание постоянства внутренний среды организма — Гомеостаза.

Особенности адаптации у человека.

Обсуждая вопрос об особенностях адаптации у человека, необхо¬димо подчеркнуть, что человек имеет и биологическую, и социаль¬ную природу. Поэтому механизмы достижения состояния адапта¬ции у человека более сложные, чем у других видов живых существ. С одной стороны, у человека, как существа биологического, действуют все приспособительные процессы, определяемые нормой биологической реакции и направленные на достижение устойчивости организма. При этом организм человека, достигший в процессе эволюции наивыс-шей специализации своих органов и систем, наиболее высокого уровня развития нервной системы, в наибольшей степени способен и к приспособлению к меняющимся условиям среды. В то же время социальная природа человека создала ряд особенностей про¬цессов адаптации, присущих только человеку:

 количество антропогенных факторов среды резко возросло в последние десятилетия, тогда как системы адаптации формирова¬лись в течение миллионов лет при отсутствии этих факторов или значительно меньшей их интенсивности и поэтому в современных экологических условиях оказываются недостаточно эффективны¬ми;

 человек меньше зависит от природы, а стало быть, сам воздействует на нее; регулирует свое поведение сознани¬ем, подчинен социальным ритмам;

 человек имеет дополнительные (социальные) механизмы адаптации (одежда, обувь, жилище, организация труда, медицина, физкультура, искусство и др.);

 в адаптации человека ведущую роль играет вторая сигнальная система.