Адаптация и акклиматизация
Под адаптацией понимается процесс приспособления живых организмов к тем или иным условиям существования, обеспечивающий не только нормальную жизнедеятельность организма, но и сохранение высокого уровня трудоспособности в новых, в том числе социальных условиях существования. Приспособительные реакции, выработанные в процессе эволюционного развития, помимо поддержания основных констант организма (изотермия, изоиония, изотония, изоосмия и др.), осуществляют также перестройку различных функций организма, обеспечивая тем самым его приспособление к физическим, эмоциональным и другим нагрузкам, к различным колебаниям погодно-климатических условий.
Акклиматизация является частным случаем адаптации к комплексу внешних природно-климатических факторов и представляет собой сложный социально-биологический процесс, зависящий от природно-климатических, социально-экономических, гигиенических и психологических факторов. Реакции акклиматизации имеют наследственную основу. Они формируются с детства и касаются всех регулирующих и физиологических систем организма. Процесс акклиматизации проявляется общими и частными, специфическими для того или иного климата чертами приспособления. Общей закономерностью процесса акклиматизации является фазное изменение жизнедеятельности организма. Первая фаза (ориентировочная) связана с фактором «новизны», при которой, как правило, отмечаются общая, психоэмоциональная заторможенность и некоторое снижение работоспособности. Вторая фаза (повышенной реактивности) характеризуется преобладанием процесса возбуждения, стимуляцией деятельности регулирующих и физиологических систем организма, преобладанием деятельности симпатического отдела вегетативной нервной системы и адренергических механизмов регуляции, обеспечивающих мобилизацию функциональных и метаболических резервов организма. В этот период акклиматизации наблюдается снижение надежности функциональных систем организма в целом и прежде всего систем ранее поврежденных (функционально ослабленных). В третью фазу акклиматизации реализуется основной (универсальный) закон полезного результата действия, обеспечивающий положительную энтропию (накопление энергии). В этот период значительно углубляются процессы внутреннего торможения, стимулируются холинергические механизмы регуляции, перестраивающие различные физиологические системы и специализированные структуры организма на более экономный уровень функционирования. Это создает базис для повышения физиологической устойчивости, выносливости и сопротивляемости организма различным неблагоприятным воздействиям внешней среды. В эту фазу наблюдаются изменения не только в наиболее подвижных «реактивных» системах организма, но и в биохимических и биофизических свойствах тканей, что обеспечивает возможность более длительного их сохранения. На этой фазе обычно заканчивается развитие процесса акклиматизации при кратковременном пребывании в новом климате. При более длительном пребывании в непривычных климатических условиях формируется четвертая фаза ‑ фаза законченной или устойчивой акклиматизации. В этой фазе особенно четко проявляются приспособленные реакции на тканевом уровне. Физиологические функции организма в этот период в основном мало отличаются от таковых у аборигенов.
Специфика процесса акклиматизации определяется теми факторами, которые в наибольшей степени отличаются от постоянных условий жизнедеятельности человека. Акклиматизация к холодному климату (зона тайги и тундры) связана с резко охлаждающим влиянием температуры, влажности, ветра в зимний сезон года, сочетающимся с полярной ночью (десинхроз), УФ-недостаточностью и др. Акклиматизация к умеренному климату средних широт обычно не составляет для организма человека больших трудностей. Однако передвижение в этой обширной зоне на каждые 10º в широтном направлении требует приспособления к термическому и УФ-режиму местности. Передвижение в долготном направлении нарушает привычный ритм суточной периодики.
Акклиматизация к жаркому климату субтропиков и тропиков – сухих и влажных зон связана с метеорологическими условиями термического дискомфорта (гипертермия, духота), с избыточной солнечной, в том числе УФ-радиацией. Акклиматизация к горному климату связана со спецификой горной местности, зависящей от высотной и климатической зональности. Выделяют низкогорные районы (высота 400-1000 м), среднегорные (нижний пояс от 1000 до 1500 м и верхний пояс – от 1500 до 2000 м) и высокогорные районы (выше 2000 м над уровнем моря). В горных районах по сравнению с равниной больше часов солнечного сияния (в среднем на 20-30%). Зимой в горах УФ-радиация в четыре, а летом в два раза больше, чем на равнине.
Длительность и специфика процесса акклиматизации к любому типу климата зависят не только от внешних природно-климатических факторов, но и от индивидуальных особенностей организма человека – возраста, конституции, степени закаленности и тренированности, от характера и степени тяжести основного и сопутствующего заболевания. Возвращение (реакклиматизация) в привычные климатические условия вызывает в организме ряд приспособительных реакций, которые в общих чертах мало отличаются от реакций акклиматизации, но выражены они менее четко, быстро сглаживаются и угасают.
Климатопатические реакции. Резкая смена климата, особенно у лиц пожилого и детского возраста, а также у астенизированных каким-либо острым или хроническим заболеванием, преимущественно в начальные сроки акклиматизации может вызвать ряд патологических, так называемых климатопатологических (климатопатических) реакций с преобладанием мозгового, кардиального, вегето-сосудистого, артрологического и другого симптокомплекса, в зависимости от индивидуальных особенностей организма, специфики психосоматического заболевания, а также от особенностей непривычного климата. В этих случаях климатопатические реакции протекают либо остро (по типу «стресса»), либо постепенно (по типу болезни адаптации). Экстремальные погодноклиматические факторы являются стрессорными раздражителями, активирующими симпатико-адреналовую, гипофизарно-надпочечниковую систему, обусловливающих в процессе акклиматизации повышенный выброс различных гормонов, в том числе глюкокортикоидов, способствующих повышению адаптационных возможностей и общей резистентности организма.
У ряда лиц при переезде, особенно в зимний сезон года, в суровые климатические условия высоких широт нередко развивается комплекс патологических реакций, проявляющийся нарушением деятельности центральной нервной системы, функции дыхания, кровообращения, термоадаптации, которые В.П.Казначеев определил как «синдром полярного напряжения», а А.П.Авцын – как «синдром полярной гипоксии». Развитие реакций такого типа связано с интенсивным охлаждающим свойством воздушной среды в холодный период года.
Процесс акклиматизации к этим условиям отягощается повышенной интенсивностью электромагнитных колебаний космического происхождения вследствие близости в этих широтах магнитного полюса Земли, а также высокой напряженностью электрического поля атмосферы. Специфические условия приполярных районов могут провоцировать обострения хронических заболеваний сердца, легких, суставов, нервной системы, которые в тех районах отличаются тяжелым течением. Профилактика климатопатических реакций у лиц, переезжающих в эти регионы, должна включать лечение основного заболевания, а также набор средств и мероприятий, направленных на повышение общей и специфической устойчивости организма ( УФ-облучения, витаминизация комплексом витаминов А , группы В. С. РР. прием так называемых адаптогенов (настойка женьшеня, элеутерококка, «акклиматизина», представляющего собой смесь элеутерококка, лимонника и желтого сахара).
Метеопатические реакции. Организм человека сравнительно легко приспосабливается даже к значительным колебаниям погодных и метеорологических условий благодаря механизмам саморегуляции. Для здорового организма обычные колебания погоды являются тренирующим фактором, поддерживающим основные адаптивные системы организма на оптимальном уровне. Однако некоторые люди все же страдают повышенной чувствительностью к изменению погодно-метеорологических условий. Повышенная метеочувствительность (метеолабильность) чаще отмечается у лиц с неполноценными, вследствие переутомления, нарушениями режима труда и отдыха, механизмами саморегуляции.
Повышенная метеочувствительность (по субъективным признакам) у больных заболеваниями сердечно-сосудистой системы констатируется в 30-50% случаев. Основная масса метеопатически чувствительных лиц приходится на возраст от 40 до 65 лет. У жителей загородной местности повышенная метеочувствительность в среднем отмечается в 28%, а у горожан – в 64,5% случаев.
Выделен ряд признаков метеопатических реакций, отличающих их от реакций обострения, обусловленных другими причинами. К ним относят: а) одновременное и массовое появление патологических реакций у больных с однотипными заболеваниями в неблагоприятные погодные условия; б) кратковременное ухудшение состояния больных, синхронное с изменением погоды; в) относительную стереотипность повторных нарушений у одного и того же больного в аналогичной погодной ситуации.
Контрольные вопросы
1. Что такое адаптация?
2. Что такое акклиматизация?
3. Какие фазы акклиматизации?
4. Назовите климатопатические реакции?
5. Что такое метеопатические реакции?
Закаливание
В процессе эволюции в организме человека развились соответствующие адаптационные механизмы, связанные с влиянием различных климатопогодных факторов и установились определенные биологические связи с внешней средой. Естественно, что использование природных физических факторов – воздуха, воды, солнечных лучей и др. является наиболее адекватным и эффективным методом тренировки развившихся в процессе эволюции и измененных жизненным процессом приспособительных механизмов и в наибольшей степени способствует восстановлению биологических связей организма с окружающей средой.
Применение климатических воздействий является одним из основных методов закаливания. Само же закаливание человека следует определить как частный случай тренировки, направленной на совершенствование способностей организма выполнять работу, связанную с повышением стойкости его тканей по отношению к действию вредных влияний.
Проведение закаливания должно базироваться на общих закономерностях тренировки, нарушение которых снижает его эффективность. Прежде всего для развития процесса закаливания необходимо повторяющееся и длительное воздействие на организм того или иного физического фактора. Даже кратковременное действие физического фактора, в том числе климатического, оставляет длительное последействие. При повторном действии того же раздражителя последующее возбуждение наслаивается на затянувшееся последействие от предшествовавшего действия раздражителем. Благодаря явлениям последействия при повторном применении климатических факторов развиваются условно-рефлекторные связи между раздражителем и физиологическими механизмами функциональных систем, которые включаются в работу и изменяют уровень системы с целью приспособления организма к изменившимся условиям жизнедеятельности. Важно, чтобы время между повторными применениями физического фактора не превышало продолжительности явления последействия. При этом эффект будет значительнее при более коротких, но частых воздействиях фактора, чем более длительных, но редких.
Необходимо придерживаться принципа постепенного повышения интенсивности воздействия раздражителя. Применением этого принципа в процессе закаливания достигается такое состояние, когда организм на более сильное последующее воздействие отвечает менее выраженной реакцией, чем на более слабое раздражение в начале курса закаливания. Однако нарастание интенсивности воздействия раздражителя должно проводиться в определенном темпе.
Процесс закаливания довольно специфичен, т.е. повышение устойчивости организма происходит только к тому раздражителю, действию которого человек многократно подвергался. Для повышения устойчивости к нескольким факторам внешней среды необходимо систематическое дозированное повторение действия комплекса этих раздражителей. Наконец, следует отметить, что при закаливании организма предпочтение должно отдаваться активному режиму, при котором действие закаливающего фактора сочетается с физическими движениями, с мышечной работой.
При определении режима закаливания нужно учитывать индивидуальные особенности человека, степень его чувствительности к различным метеофакторам (охлаждение, солнечные лучи), физическое развитие, характер заболевания, если таковое имеется, и т.д.
Для закаливания на холоде и в тепле, широко используется пребывание на открытом воздухе – воздушные ванны, дневной и ночной сон на веранде или в специальных павильонах, прогулки на воздухе и др. Применяются различные водные процедуры: обтирание водой части или всей поверхности тела, обливание, различные души, ванны индифферентной или контрастных температур, купание в различных водоемах (море, река, озеро, а также открытые и закрытые бассейны). В последнее время все шире используются процедуры в бане-сауне. Для повышения общей устойчивости организма к неблагоприятным воздействиям факторов внешней среды широко используются солнечные облучения – солнечные ванны суммарной, рассеянной и ослабленной радиации (местные и общие), в непрерывном и импульсном режиме, солнечные воздействия концентрированной радиации и др.
Использование воздушных ванн и сна на открытом воздухе для закаливания возможно во все сезоны года, но особенно важно в холодный период. Именно в этот период люди большую часть времени проводят в закрытых помещениях и мало бывают на открытом воздухе. Находясь на открытом воздухе, люди в холодный период года утеплены одеждой с малыми возможностями влияния воздушной среды на кожные рецепторы. С другой стороны, зимний сезон благодаря выраженной разнице между температурой тела и окружающей средой является более ценным по своему физиологическому действию, что обеспечивает выраженную тренировку термоадаптационных механизмов и закаливание организма.
Физические свойства воды и в первую очередь ее высокая теплоемкость делают ее более сильным закаливающим фактором по сравнению с воздухом. Виды водных закаливающих процедур очень разнообразны и имеют свои особенности по механизму действия на организм. Под влиянием повторного, лучше ежедневного, применения холодной воды организм человека привыкает к низким температурам, становится мало восприимчивым к холоду. Закаливание водой производится в виде влажных обтираний, обливаний, душа, морских и речных купаний. Наиболее распространенные формы закаливания водой – обтирания, обливания и души. Начинать закаливание водой можно в любое время года. Однако учитывая то, что испарение, а значит и охлаждение тела с увлажненной кожи резко усиливается, первые обтирания в холодный период года следует проводить в помещении при высокой температуре воздуха (18-20º) и отсутствии сквозняков. Закаливание начинают с растирания тела сухим полотенцем продолжительностью 3-5 мин (1-2 дня), затем переходят к влажным обтираниям. Растирание сухим полотенцем как вводную процедуру можно проводить и в дальнейшем при закаливании водными процедурами, особенно для ослабленных людей старших возрастов и детей. Обтирание проводят мокрой рукавичкой, концом полотенца или мокрой ладонью с постепенным увеличением площади обтираемого тела. Начинают закаливание с обтирания быстрыми движениями снизу вверх поверхности рук и шеи (1-2 дня), затем присоединяют влажные обтирания грудной клетки (2-3 дня), а затем подключают обтирание живота и всей поверхности спины. В дальнейшем по мере привыкания (через 2-3 нед.) процедуру обтирания заканчивают обливанием тела до пояса холодной водой с последующим растиранием сухим полотенцем. Начинать закаливание необходимо водой комнатной температуры 20-22ºС с постепенным снижением каждые 2-3 дня на 1-2ºС с доведением температуры воды до 10-5ºС. К местным закаливающим процедурам относятся также хождение босиком в холодной воде, по мокрой траве, обычному и каменному полу; контрастные ванны для стоп. Для местного закаливания носоглотки рекомендуются полоскания горла холодной водой.
Для закаливания применяют пылевой, дождевой, игольчатый, циркулярный, веерный, Шарко и шотландский души. Для жителей районов с неустойчивым температурным режимом предпочтение следует отдавать шотландскому душу как эффективно тренирующему термоадаптационные механизмы организма.
Наиболее эффективными закаливающими водными процедурами являются купания в естественных водоемах (море, река, озеро), а также в специальных закрытых и открытых бассейнах. При купаниях в море на организм, помимо температурного фактора, действует также химических (растворенные в воде соли) и механический (движение воды), а также мышечная нагрузка при плавании. При морских купаниях отмечается значительное тонизирующее влияние на нервную и сердечно-сосудистую систему, изменяются частота и глубина дыхания, повышается обмен веществ, улучшаются термоадаптационные механизмы и функционирование системы иммунобиологической защиты организма. В летний период купания сочетаются с воздушными и солнечными ваннами и являются заключительной процедурой в закаливающем комплексе.
Действенным закаливающим фактором являются солнечные облучения. Биологическое действие на организм человека в той или иной степени оказывают все участки солнечного спектра. Видимые лучи оказывают через центральную нервную систему влияние на течение ряда физиологических процессов. С действием солнечного сияния связано образование биологических суточных ритмов в работе нервной системы, желез внутренней секреции и других систем организма человека. Инфракрасная радиация солнечного спектра, как более глубоко проникающая и вызывающая тепловой эффект, имеет непосредственное отношение к формированию термоадаптационной системы человеческого организма.
Биологически наиболее активной частью солнечной радиации являются УФ-лучи. Они оказывают на организм комплексное влияние, выражающееся в бактерицидном, витаминообразующем и пигментообразующем действии. Комплексное действие УФ-лучей вызывает в организме различные фотохимические реакции, что приводит к значительным иммунобиологическим сдвигам.
Таким образом, ответ организма на действие солнечных лучей является результатом одновременного влияния всех частей солнечного спектра и представляет собой сложный процесс, слагающийся из ряда последовательно развивающихся реакций. Эти реакции, которые в той или иной степени отражаются на всем организме, состоят из местных и общих.
Контрольные вопросы
1. Какие принципы закаливания?
2. Расскажите об использовании воздуха и воды при закаливании?
3. Какие души используют при закаливании?
РАЗДЕЛ 5. ЛЕЧЕНИЕ ВОДОЙ
Питьевая вода
В процессе эволюционного развития в течение сотен тысяч лет организм человека адаптировался к потреблению природной пресной чистой воды, минерализация которой находится в пределах 0,2-0,1 грамм на литр .
Вода как окись водорода Н2О является простейшим устойчивым в обычных условиях химическим соединением водорода с кислородом. Соотношение по весу составляет 11,11% водорода и 88,89% кислорода, молекулярная масса 18,0160. Вода – бесцветная жидкость без запаха и вкуса.
Простейшую формулу Н2О имеет водяной пар (гидроль). Молекула жидкой воды состоит из объединения двух простых молекул (Н2О)2 (дигидроль) и льда – объединения трех простых молекул (Н2О)3 (тригидроль).
Вода может находиться в равновесном состоянии в трех видах: жидкая вода, лед и пар. Это состояние вода имеет при температуре +0,01ºС и давлении 6,03 10 атм. и называется тройной точкой воды.
Многие физические свойства воды обнаруживают существенные аномалии. Так, плотность воды в интервале 100-4ºС нормально возрастает, как и у большинства других жидкостей, но, достигнув максимального значения 1,000 г/см3 при +3,98ºС, при дальнейшем охлаждении уменьшается, а при замерзании скачкообразно падает.
Вязкость воды с ростом давления уменьшается, а не повышается, как следовало бы ожидать по аналогии с другими жидкостями. Сжимаемость воды небольшая, причем с ростом температуры она уменьшается.
Аномалии физических свойств воды связаны со структурой ее молекул и особенностями межмолекулярных взаимодействий в жидкой воде и льде. Группы взаимно ориентированных молекул Н2О (водные кластеры) являются квазиустойчивыми, могут в зависимости от условий распадаться, возникать вновь, приобретают различные размеры.
Таким образом, вода (в том числе пресная вода, предназначенная для питья) является по своим физико-химическим свойствам сильно разбавленным водно-солевым раствором, имеющим определенную структуру. Физическими методами показано, что кластеры воды объединяются в более сложные структуры. Геометрия этих структур отражается в многообразии форм снежинок и кристаллов льда. Все снежинки шестигранные, но рисунок у этих шестигранников разный.
Вода с измельченными кластерами обладает более высокими реактивными и растворительными свойствами, лучше проникает через биологические мембраны, быстрее выводится из организма экскреторными органами. Такая вода считается более активной по биофизическим и биологическим показателям.
По всей видимости, мало минерализованные (10-20 мг/л) атмосферные осадки и талая вода характеризуются измельченными кластерами - очень полезными для живых существ.
При концентрации солей до 1000 мг/л (как указывалось выше) вода считается пресной. В пресных водах обычно преобладают ионы Са2+ Мq2+ и НСО3. По мере увеличения общей минерализации растет концентрация ионов Na+, K+, Cl‑, SO2‑. В результате техногенной деятельности человека, особенно в последние десятилетия, практически вся пресная вода поверхностных и подземных источников Земли является загрязненной.
Состав питьевой воды в соответствии с нормами ВОЗ, США и Украины приведен в табл.1.1.
В последние годы городское население (чаще всего крупных городов), наслышанное о плохом качестве питьевой воды повально увлеклось использованием пресной воды из различных подземных источников или скважин неглубокого бурения, расположенных в черте города. Вынуждены многих огорчить, что это не является выходом из создавшегося положения, а во многих случаях даже опасное для здоровья увлечение. Источники пресной воды неглубокого залегания в черте города содержат опасные токсины и мутагенные вещества и, кроме того, не имеют никакой защиты от патогенных микроорганизмов и опасных вирусов.
Таблица 1.1.
Показатели питьевой воды по стандартам ВОЗ, США и Украины
| Характеристика воды | Допустимые концентрации по нормам, мг/л | ||
| ВОЗ | США | Украина | |
| Запах, баллы | - | не оговор. | до 2 |
| Мутность | до 2 | ||
| рН | - | - | 6,5-9,5 |
| Хлориды | до 350 | ||
| Фториды | 1,5 | 0,6-1,7 | 0,5-1,5 |
| Сульфаты | до 500 | ||
| Нитраты | до 10 | ||
| Кальций | 30-125 | - | |
| Магний | 30-155 | - | 12,5 |
| Жесткость (мг-экв)/л | 2-10 | - | до 7 |
| Сух.остаток | - | 500-1000 | до 1000 |
| Железо | ОД | 0,3 | до 0,3 |
| Марганец | 0,1 | 0,05 | до 0,1 |
| Медь | 0,05-3,0 | 1,0 | до 1 |
| Цинк | 5,0 | 5,0 | до 5,0 |
| Свинец | 0,1 | 0,05 | до 0,03 |
| Мышьяк | 0,2 | 0,01-0,05 | до 0,05 |
| Селен | 0,05 | 0,01 | до 0,01 |
| Хром | 0,05 | 0,05 | до 0,05 |
| Кадмий | 0,05 | 0,01 | до 0,001 |
| Серебро | - | 0,05 | до 0,05 |
| Барий | - | 1,0 | - |
| Цианиды (СN) | 0,01 | 0,01-0,2 | до 0,01 |
| Фенолы | 0,001 | 0,001 | до 0,01 |
| Детергенты | - | 0,001 | до 0,2 |
| Своб.хлор | - | - | 0,3-0,5 |
| ДДТ | - | - | 0,03 |
| Озон (О) | - | - | 0,1 |
| Ртуть | - | - | 0,0005 |
Питьевая пресная вода
Роль воды в жизни планеты
Окружающую нас среду составляют вода, земля и воздух. Скорость вращения Земли, ее размеры по сравнению с Солнцем и расстояние между Землей и Солнцем обусловили существование воды в виде жидкости на поверхности планеты и пара в атмосфере.
Вода является одним из наиболее ценных природных богатств, без нее немыслима органическая жизнь на Земле. Она служит важнейшим строительным материалом клеток, растворителем, который доставляет питательные вещества в организм и выводит продукты его жизнедеятельности. Вода является неотъемлемым компонентом нашей цивилизации, играет значительную роль в хозяйственной, производственной и сельскохозяйственной деятельности человека.
Для процессов обмена веществ, на основе которых развивается живая природа, вода имеет исключительное значение. Связь живых организмов с природой осуществляется через различные соединения, которые регулярно поступают в них и представляют собой неотъемлемую часть живой ткани. Именно при непосредственном участии воды протекают физико-химические реакции, на которых основан процесс обмена веществ. В живой природе не выявлено ни одного важного биохимического процесса, протекающего без участия воды.
Для человека значение воды трудно переоценить хотя бы потому, что для своей нормальной жизнедеятельности он должен потреблять воду в два раза больше, чем пищи в весовом отношении. Доля воды в организме каждого живого существа всегда намного выше, чем любого другого компонента. Примером здесь служит человеческое тело, в котором содержание воды на протяжении жизни в среднем изменяется от 97% в эмбрионе до 50-60% в зрелом возрасте. Если человеческий организм потеряет 20% влаги от массы тела, наступает смерть.
Воду как бесценный дар матери-природы академик А.Н.Карпинский назвал живой кровью, которая создает жизнь там, где ее не было. Развитие мирового сообщества, особенно в ХХв., привело человечество к пониманию того факта, что водные запасы чистой воды для любого государства мира являются жизненно важными ресурсами.
Без воды не может прожить ни одно живое существо. Воду нельзя ничем заменить - именно этим она отличается от всех известных нам типов сырья и топлива. Можно привести такой интересный факт – химический состав крови по концентрации в ней ряда химических элементов хлора, натрия, кислорода, кальция и калия близок к химическому составу морской воды, где первоначально зародилась и развивалась жизнь на Земле. Вместо воды может быть использована только сама вода. Широко известно, что без воды нет практически никакой жизни. В условиях полного отсутствия воды могут развиваться лишь самые примитивные организмы.