- •19.11. Изменения высшей нервной деятельности в процессе старения
- •Глава 20
- •20.3. Физический труд
- •20.4. Монотонный труд
- •Глава 21
- •21.3. Классификация биоритмов, их характеристика
- •21.4. Геосоциальные биоритмы
- •21.5. Геофизические биоритмы
- •21.6. Биологические часы
- •21.7. Устойчивость и изменчивость биоритмов
- •21.8. Десинхроноз
- •21.9. Биоритмы и работоспособность
- •Глава 22
- •22.1. Классификация и характеристика адаптивных механизмов
- •22.3. Механизмы развития резистентности и деадаптация
- •Глава 23
- •23.4. Урбанизация как фактор риска для здоровья человека
- •23.6. Регулирование рождаемости и качество жизни
- •23.7. Учение о здоровье (валеология)
- •23.8. Формирование здоровья
- •23.9. Оценка индивидуального здоровья
- •Глава 24
- •24.1. Половое развитие человека
- •24.3. Центральная регуляция половых функций
- •24.4. Физиологические закономерности беременности, родового акта и лактации
- •24.5. Физиологические аспекты полового воспитания
Глава 23
ЭКОЛОГИЯ ЧЕЛОВЕКА И ОСНОВЫ ВАЛЕОЛОГИИ
23.1. ЭКОЛОГИЯ ЧЕЛОВЕКА КАК НАУКА
Экология — наука о взаимодействии организмов друг с другом и средой обитания (греч. oikos — дом, место обитания; logos — учение).
Экологическая система — совокупность животных организмов и среды обитания. Это понятие всеобъемлющее: можно выделять экологическую систему планеты Земля, океана, озера, леса и др.
В процессе жизнедеятельности человек не только приспосабливается к природе, но и преобразует ее: строит жилища, транспортные средства, заводы, фабрики; благоустраивает свой быт. При этом он загрязняет среду обитания, истощает природные ресурсы, что может привести в конечном итоге к катастрофическим последствиям. Уже сейчас во многих крупных городах экологическая обстановка крайне неблагоприятна: в воздухе избыток ядовитых веществ, в водоемах исчезает рыба вследствие сильного загрязнения воды, вырубаются леса, исчезают небольшие реки. Отрицательное действие человека на природу началось очень давно. Так, еще 5 тыс. лет назад произошло оголение горных склонов Ливана, когда по приказу царя Соломона вырубали рощи ливанских кедров для строительства дворцов и храмов. На большей части Китая и Индии леса были вырублены еще в прошлом тысячелетии. Поэтому одной из задач экологии как науки является нацелить человека на бережное отношение к среде обитания — природе и ее ресурсам. Основоположником экологии как науки являет-
ся немецкий биолог Эрнст Геккель (1834— 1919). Под экологией он понимал общую науку об отношении организмов к окружающей среде, куда относил все условия существования в широком смысле этого слова частично органической, частично неорганической природы.
В процессе жизнедеятельности на человека действует множество различных факторов, социальных и геофизических: температура и влажность воздуха, атмосферное давление, геомагнитное поле и др. Особо пагубное влияние на человека оказывает загрязнение биосферы.
Земля, скорее всего, единственная планета Солнечной системы, на которой имеется жизнь. Верхняя граница биосферы находится на высоте 15—20 км от поверхности Земли — в стратосфере. Верхний предел жизни ограничивается ультрафиолетовыми лучами и космическим излучением. Нижняя граница жизни проходит по литосфере в земной коре на глубине 2—3 км (здесь в нефтяных слоях были обнаружены бактерии) и по дну водоемов — в гидросфере. Средняя толщина биосферы составляет 12—17 км, а максимальная — 33—36 км. Однако жизнь сосредоточена в основном в верхней части литосферы — в почве и на ее поверхности, а также в верхнем слое гидросферы.
Экопортрет человека — совокупность генетически обусловленных свойств и структурно-функциональных особенностей индивидуума, характеризующих специфическую адаптацию к конкретному набору факторов среды обитания [Агаджанян НА., 1981]. Эко-
574
логический портрет каждого человека необходимо учитывать при отборе людей для жизни и работы в новых природно-экологи-ческих условиях. Это является залогом формирования устойчивых работоспособных коллективов в зонах нового хозяйственного освоения, так как у них скорее сформируются соответствующие местным географическим условиям адаптивные реакции.
Задачами экологии как междисциплинарной науки являются:
-
изучение реакции организма на воздейст вие среды обитания, в том числе адаптив ных реакций организма;
-
создание экологических портретов (осо бенности обмена веществ, терморегуля ции, деятельности сердечно-сосудистой, пищеварительной и других систем орга низма) различных групп населения, про живающих в различных географических условиях;
-
изучение биоритмов;
-
исследование реакций организма на раз личные неблагоприятные производствен ные факторы;
-
изучение реакций природы и животного мира на неблагоприятные производствен ные факторы и защиты от них;
-
изучение запасов природных ресурсов и в связи с этим научное обоснование и пла нирование народонаселения планеты Земля.
При истощении природных ресурсов, в первую очередь энергоресурсов, когда их запасы станут недостаточными для удовлетворения потребностей постоянно растущего народонаселения, могут возникнуть голод и войны, разрушающие цивилизацию. Выход для человечества заключается в максимальном сохранении природы, как внешней, так и своей собственной. Планету Земля надо рассматривать как организм, здоровье которого зависит от здоровья всех его частей. Человечество не может развиваться дальше без широкой экологической ориентации во всех областях жизни.
Задача ученых и всего общества — остановить процесс ухудшения состояния биосферы, вернуть природе способность саморегуляции на основе естественных процессов, а где это невозможно — активно позаботиться о растительном и животном мире. Обеспечить каждому живому существу и, естественно, самому человеку возможность дышать свежим воздухом, пить незагрязненную воду, питаться натуральными экологически чистыми продуктами, отдыхать и работать в согла-
сии с геофизическими биоритмами. Необходимо каждому человеку заботиться о себе, природе и обществе, заботиться о биосфере, как о своем доме. Термин «биосфера» в 1875 г. ввел Э.Зюсс, понимавший ее как тонкую пленку жизни на земной поверхности. По В.И.Вернадскому (1926), биосфера — это область распространения жизни на планете, включающая наряду с организмами и среду ее обитания — литосферу, гидросферу, атмосферу (т.е. и саму жизнь, и среду ее обитания). Это принципиальное дополнение к определению биосферы — оно подчеркивает проблему исследования: изучение не только жизни, но и среды обитания во взаимодействии с нею всех живых существ.
Таким образом, экологию человека можно характеризовать как одну из важнейших наук будущего, которая будет пронизывать все более широкий круг наук и производства. От решения экологических проблем зависят здоровье, благополучие человека и всего живого на планете Земля. Из прикладной внутрибио-логической науки экология, опирающаяся на достижения многих разделов естествознания, превращается в фундаментальную научно-техническую дисциплину.
23.2. ЭЛЕМЕНТЫ БИОСФЕРЫ
И ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ ЧЕЛОВЕКА
А. Литосфера — земная кора; ее толщина колеблется от 6—8 км под дном океана до 70— 75 км под высокими горами, масса составляет всего лишь 0,8 % от общей массы планеты Земля, а объем — 1,5 %.
Довольно часто возникающие землетрясения и извержения вулканов приносят большие разрушения, иногда огромные человеческие жертвы. С течением времени разрушаются горы, в результате чего возникают равнины; меняются очертания берегов морей и океанов, исчезают небольшие реки — все это сильно влияет на жизнедеятельность человека. Особо важно умение прогнозировать возникновение землетрясений.
В результате бурного развития промышленности, роста городов и городского населения (урбанизации) ежегодно земли полей и лесов занимаются под строительство жилых домов, фабрик, заводов и дорог, а плодородной земли становится все меньше. Огромные земельные пространства уничтожаются при открытой добыче полезных ископаемых.
Особенно раним верхний слой земли — почва, которая обеспечивает жизнь растительному и животному миру, а значит, и че-
575
ловеку (цикл получения продуктов питания замкнут: растения — животные — человек).
Б. Гидросфера — совокупность всех водных объектов земного шара: океанов, морей, рек, озер, водохранилищ, болот, почвенных и подземных вод, ледников и снежного покрова. Сама по себе гидросфера — компонент неживой материи, но с ней связана жизнь на планете Земля. Там, где есть вода, есть жизнь. Пустыня безжизненна, но стоит появиться воде — появляется и жизнь. В наземных растениях содержание воды доходит до 85—90 %, человек состоит из воды на 60 %. Без пищи человек может прожить до 2 мес и даже более, а без воды — всего лишь несколько дней. Запасы воды на Земле огромны: ее объем составляет 1386x106 км\ причем на долю Мирового океана приходится 96,5 % от общих запасов воды, пресная вода составляет 2,5 % (1 % — вода атмосферы).
Несмотря на такие огромные запасы воды, человек за последние десятилетия сильно ухудшил экологическую обстановку гидросферы. Вода — источник жизни — нередко становится источником различных заболеваний из-за сильного ее загрязнения техническими отходами. Иногда нарушения водного баланса приносят человеку экологические бедствия. В частности, таковым является нарушение водного баланса Каспийского моря. Еще 15—20 лет назад вызывало тревогу понижение уровня моря (причины его неясны), а в последующие 10 лет возникла другая опасность — устойчивое его повышение. К 1992 г. уровень Каспийского моря повысился на 1,2 м, в результате чего под водой оказалось 30—40 км суши Казахстанского побережья.
Задачами экологии как науки относительно гидросферы являются изучение жизни в ней, предотвращение загрязнения, оздоровление жизни всех живых существ планеты, в том числе и человека.
В. Атмосфера — газовая среда Земли, которая вращается вместе с планетой как единое целое. Масса атмосферы составляет 5,15х1015 т, она обеспечивает жизнь на Земле. Если человек и животные без воды могут жить несколько дней, то без воздуха — только несколько минут. Хотя в атмосфере содержится всего лишь 1 % воды от общего ее количества на Земле, этого достаточно, чтобы поддерживать жизнь на планете, поскольку выпадение атмосферных осадков не истощает содержание воды в атмосфере вследствие постоянной циркуляции воды между Землей и атмосферой. Кислород, поступающий из атмосферного воздуха в организм, обеспечи-
вает окислительные процессы и освобождение энергии, необходимой для жизнедеятельности живых существ.
Считают, что энергообеспечение организма путем дыхания появилось, когда содержание кислорода в атмосфере достигло I %. Свободный кислород появился с возникновением растительного мира как результат фотосинтеза. Обеспечение организма энергией посредством дыхания в 30—50 раз эффективнее процесса ферментации, наблюдающегося у примитивных организмов.
К сожалению, экологическая ситуация ухудшается и в атмосфере вследствие выброса различных ядовитых веществ от бурно растущих дымящих труб различных заводов, автомобильных выхлопных труб. Ядовитые вещества действуют на организм непосредственно, а накапливающийся углекислый газ может изменить климат на планете — наблюдается постепенное его потепление — парниковый эффект.
Если потепление будет продолжаться, то в результате таяния льдов под водой окажется значительная часть суши и могут быть затоплены целые страны. Однако одновременно идет и запыление атмосферы, что сопровождается охлаждением Земли, поскольку значительная часть солнечных лучей до Земли не доходит. Пока неясно, как эти два процесса будут идти дальше.
На высоте 50 км в атмосфере имеется небольшой слой озона — он защищает все живое от избыточного ультрафиолетового излучения. Однако в результате деятельности человека в атмосфере в озоновом слое появляются «дыры», что чрезвычайно опасно для животного и растительного мира. В частности, нарушается водная экосистема. В первую очередь снизит свою продуктивность планктон, как наиболее чувствительный к ультрафиолетовому облучению. В результате нарушится питание большинства рыб, что отразится и на питании человека; наземные растения будут хуже развиваться — начнет падать урожайность, а значит, и обеспечение человека продуктами; увеличится число различных заболеваний у человека. Уменьшение, например, озона всего лишь на 1 % увеличит число кожных злокачественных заболеваний на 3 %, нарушится иммунная система, что значительно сократит продолжительность жизни.
Весьма пагубное влияние на животный и растительный мир оказывает и загрязнение атмосферы. Загрязненный воздух повреждает кожу, легкие, печень, способствует развитию микроорганизмов. Выброс ядовитых веществ
576
в атмосферу огромен. Так, в США (по данным американских исследователей) ежегодно в атмосферу поступает 50 млн различных примесей. Причиной гибели лесов Швеции стали ядовитые газы, приносимые ветрами из Западной Германии, где ежегодно выбрасывается 20 млн твердых веществ. В озерах Скандинавии стали исчезать лососевые и другие ценные породы рыб в результате того, что дождевые тучи приносят в Скандинавию сернистые газы с заводов Центральной и Западной Европы, что также пагубно действует на здоровье человека. За последние 20 лет заболеваемость раком возросла в 4 раза. Английские исследователи установили прямую зависимость числа заболеваний раком легких от числа дымовых труб на гектар площади и от интенсивности работы автотранспорта в городах.
Совокупность экологических факторов формирует типологические характеристики человека.
23.3. ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ФОРМИРОВАНИЯ ТИПОЛОГОИНДИВИДУАЛЬНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК
23.3.1. РАСЫ ЧЕЛОВЕКА
Расы человека (род, порода, племя) — систематические подразделения внутри вида «человек разумный» (Homo sapiens). Каждая раса характеризуется совокупностью наследственно обусловленных признаков (цвет кожи, глаз, волос, особенности мягких частей тела, черепа, роста и др.), связанных с единством происхождения и определенной областью распространения. Современное человечество подразделяют на три или пять больших рас. В первом случае это: 1) экваториальная (негро-австралоидная), 2) евразийская (европеоидная), 3) азиатско-американ-ская (монголоидная) расы. Во втором случае: I) негроидная, 2) австралоидная, 3) европеоидная, 4) монголоидная, 5) американская расы. Внутри каждой из них выделяют малые расы, или подрасы: негроидная большая раса — негры, негриллы, бушмены и готтентоты; европеоидная (евразийская) большая раса — атланто-балтийская, индосреднеземно-морская, среднеевропейская; монголоидная большая раса — североазиатская, арктическая, южноазиатская; австралоидная большая раса: веддоиды, австралийцы, айны.
Расы человека начали формироваться, как полагают, в эпоху позднего палеолита, около
30—40 тыс. лет тому назад в процессе заселения человеком Земли. Многие расовые признаки имели адаптивное значение и закреплялись естественным отбором в условиях определенной географической среды. Например, у представителей экваториальной расы темная окраска возникла как защита от обжигающего действия ультрафиолетовых лучей, удлиненный тип пропорций тела сформировался как способ увеличения поверхности тела по отношению к его объему, полезного для терморегуляции в жарком климате. По мнению многих исследователей, европеоидная раса сформировалась позже негроидной. При поздней миграции негроидов на север естественный отбор мог действовать против высокого содержания меланина в коже, вызывая ее просветления, поскольку повышенное содержание меланина в коже препятствовало выработке витамина D, что нарушало водно-солевой обмен. В степях и пустынях Азии возникли приспособления резким колебаниям дневной и ночной температур, к песчаным бурям, другим факторам. Некоторые морфологические особенности, такие как плоское лицо, эпикантус (особая складка у внутреннего угла глаза человека) и др., вошли в состав монголоидного комплекса расовых признаков. Всем расам человека свойственны общевидовые особенности Homo sapiens, все расы абсолютно равноценны в биологическом и психическом отношениях и находятся на одном и том же уровне эволюционного развития. Представители всех человеческих рас в одинаковой степени способны к достижению высокого уровня развития культуры и цивилизации.
Таким образом, расы возникли в процессе адаптации к различным условиям среды обитания: жаркому или холодному климату, повышенной или, напротив, пониженной солнечной радиации и другим гелиогеофизи-ческим факторам. Основные различия между расовыми и конституциональными признаками заключаются в том, что расовые признаки связаны с определенной территорией, в то время как одни и те же конституции представлены у самых разнообразных популяций земного шара, хотя частота встречаемости их различна.
23.3.2. КОНСТИТУЦИОНАЛЬНЫЕ ТИПЫ
Учение о конституции человека зародилось в глубокой древности (IV в. до н.э.), и каждая эпоха вносила в него свой вклад. Конституция (лат. constitutio — установление, органи-
19-5484
577
зация) — комплекс устойчивых индивидуальных морфологических, физиологических и психологических свойств организма, обусловленных длительно действующей средой обитания и передающихся по наследству. В настоящее время общепризнано, что конституция человека — весьма важная характеристика организма: она в значительной мере влияет на устойчивость к действию различных патогенных факторов среды обитания. Выявлены конституционально-генетическая предрасположенность человека к некоторым заболеваниям, специфика клинической картины заболевания в зависимости от типа индивидуальной конституции человека, различия в протекании адаптивного процесса при смене климатогеографического региона улиц с различными типами конституции.
Существует довольно много классификаций конституций человека.
Основоположником учения о конституциях человека считают Гиппократа (IV в. до н.э.), по мнению которого тип конституции присущ от рождения и остается неизменным в течение всей жизни. Гиппократ различал хорошую и плохую, сильную и слабую, вялую и упругую конституцию. Кроме того, он выделял четыре варианта конституции человека по темпераменту: сангвиник, флегматик, холерик, меланхолик, что соответствовало преобладанию в организме крови, слизи, желчи и гипотетической «черной желчи». Преобладание каждой из жидкостей соответствовало характерному поведению человека и своеобразному течению болезней.
Как известно, И.П.Павлов при изучении высшей нервной деятельности в опытах на собаках выделил четыре основных типа: 1) сильный, уравновешенный, подвижный — сангвиник; 2) сильный, уравновешенный, неподвижный — флегматик; 3) сильный, неуравновешенный — холерик; 4) слабый — меланхолик. В основу этой классификации положены сила, уравновешенность и подвижность процессов возбуждения и торможения в ЦНС. Таким образом, И.П.Павлов разработал теоретическую основу классификации типов ЦНС. Умение оценить эти свойства имеет большое практическое значение: реакция организма на фармакологические препараты определяется, в частности, и типологическими особенностями нервной системы.
В основу ряда других классификаций были положены показатели, отражающие строение тела человека. Так, выделялись узкий, средний и широкий типы: долихоморфный (преобладание продольных разме-
ров) и брахиотомический (преобладание поперечных размеров) типы. А.А.Богомолец (1926) выделял четыре типа конституции, положив в основу физиологическую систему соединительной ткани: 1) астенический, характеризующийся преобладанием в организме тонкой нежной соединительной ткани; 2) фиброзный — с преобладанием плотной волокнистой соединительной ткани; 3) пастозный — с преобладанием рыхлой соединительной ткани; 4) липоматозный — с обильным развитием жировой ткани.
Широко распространена классификация, предложенная М.В.Черноруцким (1927). Он выделил три типа конституции: 1) астенический, 2) нормостенический и 3) гиперсте-нический. Отнесение к тому или иному типу производилось на основании величины индекса Пинье (длина тела в сантиметрах минус масса в килограммах, минус «объем» груди в покое в сантиментрах). У астеников индекс Пинье больше 30, у гиперстени-ков — меньше 10, у нормостеников находится в пределах от 10 до 30 см. Эти три типа конституции характеризуются особенностями не только внешних морфологических признаков, но и функциональных свойств. У астеников, например, в отличие от ги-перстеников преобладают продольные размеры над поперечными: конечностей — над туловищем, грудной клетки — над животом. Сердце и паренхиматозные органы у них относительно малых размеров, легкие удлинены, кишечник короткий, брыжейка длинная, диафрагма расположена низко. Отмечены и особенности физиологических показателей: понижено артериальное давление, ускорен капиллярный кровоток, увеличена жизненная емкость легких, уменьшены секреция, моторика желудка, всасывательная способность кишечника, уменьшены уровень гемоглобина и число эритроцитов крови. Отмечается гипофункция надпочечников, половых желез и гиперфункция щитовидной железы и гипофиза; основной обмен повышен, снижено содержание холестерина в крови.
Согласно современным представлениям, в формировании конституции одинаковое участие принимают как внешняя среда, так и наследственность. Наследственно детерминируются главные признаки конституции — продольные размеры тела и доминирующий тип обмена веществ, причем последний наследуется лишь в том случае, если в одной и той же местности жили постоянно 2—3 поколения людей. Комбинация этих признаков определяет степень сходства
578
многих людей друг с другом, что позволяет выделить их в 3—4 основных конституциональных типа.
Поперечные размеры сильно зависят от условий жизни человека, занятий спортом. Они наиболее тесно связаны с полом, возрастом, профессией индивида.
По скорости срочного реагирования на изменение среды при непосредственном действии раздражителя на организм выделяют три типа: гипер-, гипо- и нормергический. Имеется и ряд других классификаций. Существующие классификации конституций человека не противоречат друг другу. В них авторы отдают предпочтение отдельным мор-фофункциональным характеристикам организма.
В формировании конституциональных типов людей нашла отражение эволюция человеческих популяций в тех или иных клима-тогеографических и социальных условиях среды. Жизнь в городах, на Севере, в тропиках наложила свой особый отпечаток, привела к формированию специфических морфологических и функциональных признаков, адекватных среде обитания. У современного человека, живущего, как правило, в благоустроенных квартирах, защищенного одеждой от влияния многих факторов среды обитания, пользующегося различными видами транспорта, имеющего в большинстве случаев достаточное питание, влияние на организм геофизических факторов сильно сглажено. Однако до настоящего времени эта связь со средой обитания существует, и признаки, сформировавшиеся в начальный период существования человеческого рода, еще сохранились.
Главными факторами, формирующими конституцию в фило- и онтогенезе, являются среда обитания, интенсивность физического и умственного труда, питание. Так, у.коренных жителей Севера (якуты, чукчи, эскимосы) основной обмен повышен на 13—16 % по сравнению с приезжими. Высокий уровень жиров в пище, повышенное их содержание в сыворотке крови при относительно высокой способности к их утилизации являются одним из условий, обеспечивающих увеличение энергетического обмена в холодном климате. Увеличение теплопродукции — одна из основных адаптивных реакций на холод. У эскимосов, живущих на островах Гудзонова залива, сильнее наполнение кровью тканей и выше процент жировой ткани в организме по сравнению с американцами европеоидного происхождения, поэтому у них выше теплоизоляционные свойства тканей.
У большинства представителей арктических популяций наблюдаются усиление гемопоэза и ослабление способности сосудов к сужению, АД ниже по сравнению с популяциями умеренной зоны. Отмечаются изменения в строении тела: увеличены грудной индекс, весо-ростовое соотношение, процент индивидов с мускульным типом телосложения. У коренных жителей высокогорья увеличены размеры грудной клетки, теплопродукция, скорость кровотока. Для населения тропических широт характерны удлинение тела и повышение относительной поверхности испарения, увеличение количества потовых желез на одном квадратном сантиметре тела и интенсивность потоотделения, повышение АД, понижение уровня метаболизма, достигаемое уменьшением массы тела, редукцией синтеза эндогенных жиров и понижением концентрации АТФ. Население умеренной зоны по многим морфологическим и физиологическим признакам занимает промежуточное положение между арктическими и тропическими группами.
Развитие конституциональных особенностей человека продолжается, оно закрепляется в генетическом аппарате и становится более адекватным современным условиям жизни.
Конституциональный подход к оценке состояния здоровья человека, разработка индивидуальных рекомендаций для оптимальной адаптации в новой среде обитания, в прогнозировании и лечении патологических состояний должен прочно войти в практику современной медицины.
Имеются не только конституциональные особенности популяции людей, объединяемых понятием расы, но и индивидуальные особенности человека.