2.3.Понятие гомеостазаИ механизмы егоРеализации.

Для нормального функционирования организма, в частности, во время трудовой деятельности. необходимо сохранение постоянства его внутренней среды. Под внутренней средой понимают совокупность жидкостей (кровь, лимфа, тканевая и цереброспинальная жидкость), принимающих участие в обмене веществ.

Состав внутренней среды организма должен быть относительно постоянен. Это относительно динамическое постоянство состава и свойств внутренней среды и устойчивость основных физиологических функций (кровообращения, дыхания и т.д.) организма называется гомеостазом. Гомеостаз является показателем адаптированности к условиям внешней среды и характеризуется рядом констант, к которым относятся:

• содержание сахара и питательных веществ в крови;

• химический состав внутренней среды и др.;

• температура тела.

Постоянство состава и свойств внутренней среды организма является не абсолютным, а относительным, так как в процессе жизнедеятельности создаются условия для его изменения. Так, трудовая деятельность может осуществляться при повышении или понижении температуры в условиях загазованности, недостатка кислорода и т.п. В организме человека имеются специальные механизмы (гомеостатические реакции), которые обеспечивают саморегуляцию состава и свойств внутренней среды, т.е. поддерживают гомеостаз. Выделяют клеточный, генетический, системный эндокринный, иммунный, нервный и поведенческий механизмы гомеостаза 7.

Клеточный гомеостатический механизм заключается в том, что в клетке непрерывно идут процессы изменения и восстановления. Это происходит и в обычных условиях среды, но особенно интенсивно - при действии различных повреждающих факторов (изменении температуры, недостатке питательных веществ, гипоксии и т.п.). В последнем случае может произойти распад некоторых органоидов и, прежде всего, митохондрий. Но если клетка и погибла; то вскоре после прекращения действия повреждающего фактора происходит деление неповрежденных структур и восстановление нормального состава клеточных компонентов. При большой физической нагрузке происходит усиление сердечных сокращений, увеличивается число и размер митохондрий, мышечных фибрилл, масса эндоплазматической сети. Эти изменения и обеспечивают гомеостаз в условиях повышенной нагрузки.

Генетический механизм гомеостаза позволяет восстанавливать поврежденный генетический материал клетки. Нарушения структуры молекулы ДНК может происходить под воздействием эндогенных и экзогенных химических соединений, под влиянием физических факторов например, радиации). Восстановление поврежденных участков обеспечивается действием определенных компонентов. При повреждении этого механизма происходит нарушение гомеостаза, а в тяжелых случаях – гибель всего организма.

Системный механизм гомеостаза обеспечивается взаимодействием важнейших регуляторных систем: эндокринной, иммунной и нервной.

Эндокринная система играет важную регуляторную роль в организме. Гормоны, выделяемые железами внутренней секреции, оказывают влияние на различные стороны обменных процессов, обеспечивающих гомеостаз. Активность этих желез обеспечивается внутренними и внешними факторами. При изменении условий среды (температура, свет, физическая нагрузка и др.) их активность может изменяться в соответствии с потребностями организма.

В 30-х годах XX века советский эндокринолог Б.М. Завадский открыл закономерность, которую он назвал «механизм плюс-минус взаимодействия». Сущность этой закономерности заключается в следующем. Для сохранения гомеостаза необходимо уравновешивание функциональной активности железы с концентрацией гормона, находящегося в крови. В случае возрастания концентрации гормона выше нормы для данного организма деятельность железы, в которой он образуется, ослабляется. Если же уровень гормона ниже, чем необходимо организму в данных условиях, активность железы усиливается.

Высшим центром регуляции эндокринных функций является гипоталамус, в котором находятся центры поддержания температуры тела, голода, жажды, водно-солевого обмена и др.

Иммунный механизм гомеостаза основан на способности иммунной системы человека защищать свой организм от чужеродных тел и веществ посредством действия лимфоцитов и выработки антител. Иммунная система не представляет собой единого целого, а располагается отдельными скоплениями: тимус (вилочковая железа), лимфатические узлы, селезенка, костный мозг. Связь между ними поддерживается через систему кровообращения.

В экстремальных условиях - при попадании в организм бактерий, вирусов, химических агентов, растворимых чужеродных белков - происходит их распознавание и (в случае ненарушенного иммунного механизма) уничтожение. Таким образом сохраняется постоянство внутренней среды, т.е. проявляется свойство гомеостаза.

Нервная система осуществляет регуляцию как эндокринных, так и иммунных процессов, происходящих в организме.

Поведение человека также является важным способом сохранения гомеостаза. Реакции поведения представляют собой результат тесного переплетения врожденных и индивидуально приобретенных компонентов. Примером врожденных реакций (инстинктов) является врожденный рефлекс, проявляющийся в незнакомой обстановке. Внешние реакции человека (например, поворот головы в сторону раздражителя) при этом сопровождаются изменением просвета сосудов, частоты дыхания, повышением уровня глюкозы в крови и артериального давления, расширением зрачков. В дальнейшем ориентировочная реакция сопровождается исследовательской.

Индивидуально приобретенные компоненты поведения человека выражаются в условных рефлексах, формирующихся в результате обучения трудовой деятельности.

Для выполнения поведенческого акта, имеющего адекватный характер, необходима определенная система. Она состоит из рецепторного образования, доставляющего информацию о среде к центральной нервной системе и рабочей периферии, осуществляющей сам поведенческий акт. Если, к примеру, в центральную нервную систему доставлена информация о недостатке воды в тканях, т.е. о нарушении гомеостаза, возникает мотивационное возбуждение, которое создает беспокойство и поиск пути, устраняющего возникший дискомфорт. В результате активного поведения индивида удовлетворяется возникшая потребность и восстановливается равновесие в организме.

Следует помнить, что функциональные возможности механизмов, поддерживающих гомеостаз, не беспредельны. При длительном пребывании человека в крайне неблагоприятных условиях происходит нарушение гомеостаза, в некоторых случаях, несовместимое с жизнью. Известно, что воздействие достаточно высоких температур испытывают рабочие горячих цехов, шахтеры на глубоких горизонтах и др. Адаптационные механизмы позволяют им приспосабливаться к данным условиям, однако нарушение техники безопасности или оптимального срока пребывания в этих условиях может привести к необратимым последствиям.

Зарубежными учеными проводились специальные опыты для определения наиболее высокой температуры, которую человеческий организм способен выдержать в сухом воздухе. Температуру в 71⁰С обычный человек выдерживает в течение одного часа, 82⁰С – 49 минут, 93⁰С –33 минут, а 104⁰С –только 26 минут 1, с. 105­.