Как и любое существо, лошадь способна до некоторой степени адаптироваться к холоду. Вопрос: насколько безобидной для здоровья лошади будет такая адаптация? Какую температуру можно считать критической? Есть ли у нас уверенность, что все лошади одинаково реагируют на холод?

Даже если говорить о здоровой лошади, что практически нереально после ее участия в спорте или покатушках любого сорта, то так ли ей хорошо в холод, под дождем и снегом, как верят в это конепользователи всех конфессий от спортсменов до натуристов?

Благодаря «спортивным» ветеринарам, мы имеем огромное количество исследований на тему влияния на лошадь жары и перегрева - оно и понятно: пробеги, скачки... И слишком мало серьезных работ о влиянии на организм холода. Такие исследования можно пересчитать по пальцам.

Вот рысачники выяснили, что при температуре ниже -23 °С рысаки мрут на дорожках... От холодного воздуха.

А при тренировках на морозе в -22 °С остаются живы! Из чего делается вывод, что в -22 °С выходить на дорожку необходимо, но в попоне...

Финны в течение нескольких лет детально выясняли, как мерзнут финские лошадки, измеряли толщину подкожного жира, длину волоса - и выяснили-таки, что мерзнут они сильно. Вывод: надо надевать попоны.

Вот, пожалуй, и все исследования...

Разумеется, любые попытки изучения вопроса о влиянии холода на организм будут неполноценными, пока мы не узнаем, что думает по этому поводу сама лошадь.

А пока нет уверенности в том, что лошадь на самом деле чувствует зимой, мы вынуждены руководствоваться строго научными данными анатомии и физиологии и, разумеется, собственными догадками и здравым смыслом. Ведь наша задача - сделать любую погоду нашего не самого нежного климата максимально комфортной для лошадей.

Комфортной для лошади принято считать температуру от +24 до +5°С (при отсутствии других раздражающих факторов, разумеется). При таком температурном режиме у лошади нет необходимости расходовать дополнительную энергию на обогрев при условии, что она здорова и находится в хорошей кондиции и в приличных условиях содержания.

Очевидно, что в любом случае при температуре ниже -ГС лошадь будет нуждаться в дополнительных источниках тепла, а зачастую, учитывая влажность, ветреность и пр., такая нужда может возникнуть даже в диапазоне «комфортных» температур.

Какова физиологическая реакция организма на холод?

Немедленная реакция. Возникает в ответ на внезапное резкое изменение температуры воздуха. Лошадь заметно мерзнет, шерсть ее встает дыбом (пилоэрекция), кровь от конечностей отливает к внутренним органам - ноги, уши, нос становятся холодными. Лошадь стоит, поджав хвост, не двигаясь в целях экономии энергии.

Адаптация. Это следующая реакция лошади, подвергающейся дальнейшему постоянному воздействию холода. Обычно на некоторую адаптацию к холоду лошади требуется от 10 до 21 дня. Например, лошадь, содержащаяся при температуре +20°С, внезапно попадает в условия с температурой +5°С. Она адаптируется к новым условиям среды за 21 день. При дальнейшем снижении температуры с +5 до -5°С лошади понадобится еще до 21 дня на адаптацию. И так до тех пор, пока температура не достигнет нижней критической отметки (НКО) в -15°С для взрослой лошади или 0°С - для растущей. По достижении критической температуры организм лошади начнет работать в «аварийном режиме», не жить, а выживать, что приведет к серьезному и, порой, необратимому, истощению его ресурсов.

Как только НКО достигнута, начинаются стрессовые физиологические изменения, и лошади, чтобы справиться с холодом, необходимо вмешательство человека: обогрев, дополнительное питание.

Понятно, что все данные условны и различаются для каждой конкретной лошади. Однако точными данными наука на сегодняшний день не располагает.

Физиологические изменения заключаются в «сосредотачивании» кровоснабжения на внутренних органах, кровеносная система начинает работать как бы по «малому кругу». Происходит понижение респираторного и сердечного ритмов для сохранения тепла, следствием чего является малоподвижность лошади в зимнее время. Наиболее заметным внешним признаком физиологических изменений является отращивание длинной густой шерсти.

Обрастание по интенсивности сильно варьируется от лошади к лошади при одинаковых условиях содержания. Имеют большое значение порода, здоровье, упитанность, пол, тип. Чем более «толстокожа» лошадь, чем тяжелее ее тип, тем больше она обрастает. Как отмечает Н. Д. Алексеев (1992), у якутских лошадей по сравнению с лошадьми других пород самая толстая кожа (4,4 + 0,05 мм зимой в области последнего ребра). Сравните: у европейской теплокровной лошади толщина кожи в этом же месте составляет примерно 3-3,6 мм. Бывают исключения, связанные с индивидуальными особенностями метаболизма. Играет роль темперамент: активные «тонкокожие» жеребцы теплокровных пород обрастают мало или не обрастают вообще. Например, Као живет в тех же условиях, что и другие наши лошади, но не обрастает вовсе - ходит зимой в летней шерсти. Пони, тяжеловозы, рысаки обрастают, как правило, сильнее, у них появляются ярко выраженные «щетки», существенно усиливается оволосение от запястья до венчика и появляется не сильно привлекательная, прямо-таки поповская борода. То же касается больных и голодных лошадей - организм пытается компенсировать отсутствие термоизоляционной жировой прослойки и недостаточность питания, тратя последние запасы на отращивание волоса, хотя и здесь все строго индивидуально. По длине шерсти лошади всегда можно безошибочно судить о ее здоровье, содержании и уходе.

В общем, обрастание, вроде бы, привычная для всех вещь... Но чего она стоит лошади? Я не скажу лучше, чем супруг, потому привожу прямую цитату: «На процесс обрастания уходит солидная часть физиологических сил. Просто попробуйте подсчитать, во что обходится организму лошади выращивание, содержание, осаливание и т.д. длинной шерсти. Ей ведь не муж шубку купил, ей же пришлось снять с собственного биологического и физиологического сйета очень большую "сумму" и потратить ее на шерсть, притом, что биологический ресурс у лошади не так велик. Природой установлен некий "норматив утепления" для данной полосы (север, запад, центр России). Вычислить этот норматив можно легко, анализируя нормы утепления диких зверей, коренным образом обитающих в естественной среде данного региона, отсчитав и проанализировав длину шерсти, глубину и плотность подшерстка, температуру тела (в норме) данных зверей. Это - нормальная "природная" программа, отвечающая требованиям климата и сезона. Человек в нее не вмешивался.

Путем естественного отбора этот тепловой норматив и норматив утепления вырабатывался десятки тысяч лет. Именно такое количество защитной шерсти, именно такая густота и глубина подшерстка, именно такая температура тела, как предъявлена дикими естественными обитателями региона, - и является нормой, обеспечивающей выживание, а возможно, и некоторый комфорт.

Лошадь здесь в "законодатели мод" не годится, будучи привнесенным, чуждым данной полосе существом - не важно, в каком поколении. Эдакой "потерявшейся экзотической собачкой".

Но для адаптационных эволюционных изменений нужны тысячелетия!

Все, что способна "предъявить" российским холодам лошадь - это 2,5 - 3 см шерсти. Без подшерстка.

Выяснив несоответствие качества лошадиного утепления местным природным нормативам, мы можем с уверенностью говорить о физиологических страданиях лошади, о нанесении холодом лошади как физиологического, так и функционального вреда. И это, и только это -будет строго научной точкой зрения. Довод, базирующийся на анализе того, что "носят в данной полосе" для выживания - неопровержим и очень серьезен. Даже два часа зимней прогулки в условиях воздействия на организм естественных климатических условий Северо-Запада, к сожалению, либо очень дискомфортны для лошади, либо откровенно опасны».

Способность адаптации к холоду обусловлена величиной энергетических и пластических ресурсов организма, при их отсутствии адаптация к холоду невозможна. Ответная реакция на холод развивается стадийно и практически во всех системах организма. Ранняя стадия адаптации к холоду может сформироваться при температуре 3С о в течении 2мин, а при 10С о за 7мин.

Со стороны сердечно-сосудистой системы можно выделить 3 фазы адаптационных реакций. 2 первые являются оптимальными (желательными) при воздействии холодом с целью закаливания. Они проявляются в включении, посредством нервной и эндокринной системы, механизмов несократительного термогенеза, на фоне сужения сосудистого русла в коже, результатом чего является теплопродукция и повышение температуры «ядра», что приводит к рефлекторному увеличению кровотока в коже и повышенной теплоотдаче, в том числе посредством включения резервных капилляров. Внешне это выглядит равномерной гиперемией кожи, приятным ощущением тепла и бодрости.

Третья фаза развивается при перегрузке холодовым агентом по интенсивности или длительности. Активная гиперемия сменяется на пассивную (застойную), ток крови замедляется, кожа приобретает синюшный оттенок (венозная застойная гиперемия), появляется тремор мышц, «гусиная кожа». Эта фаза ответной реакции не желательна. Она свидетельствует об истощении компенсаторных возможностей организма, их недостаточности для восполнения теплопотери и переходе на сократительный термогенез.

Реакции сердечно-сосудистой системы складываются не только из перераспределения кровотока в кожном депо. Сердечная деятельность уряжается, фракция выброса становится больше. Происходит некоторое снижение показателей вязкости крови и повышение артериального давления. При передозировке фактором (третья фаза) происходит повышение вязкости крови с компенсаторным перемещением межтканевой жидкости в сосуды, что приводит к дегидратации тканей.

Регуляция дыхания
В обычных условиях дыхание регулируется по отклонению парциального давления О 2 иСО 2 и величины рН в артериальной крови. Умеренная гипотермия возбуждающе действует на дыхательные центры и угнетающе на рН чувствительные хеморецепторы. При длительном холоде присоединяется спазм бронхиальной мускулатуры, что увеличивает сопротивление дыханию и газообмену, а также снижается хемочувствительность рецепторов. Происходящие процессы лежат в основе холодовой гипоксии, а при срыве адаптации к так называемой «полярной» одышке. На лечебные холодовые процедуры органы дыхания реагируют задержкой в первый момент с последующим учащением на короткое время. В дальнейшем дыхание замедляется и становится глубоким. Происходит усиление газообмена, окислительных процессов, основного обмена.

Метаболические реакции
Реакции метаболизма охватывают все стороны обмена. Основным направлением, естественно, является увеличение теплопродукции. В первую очередь происходит активация несократительного термогенеза путём мобилизации метаболизма липидов (концентрация в крови свободных жирных кислот под действием холода возрастает на 300%) и углеводов. Так же активируется потребление тканями кислорода, витаминов, макро- и микроэлементов. В дальнейшем, при некомпенсированных тепловых потерях, происходит включение дрожательного термогенеза. Термогенная активность дрожи выше таковой при производстве произвольных сократительных движений, т.к. не совершается работа, а вся энергия превращается в тепло. В эту реакцию включаются все мышцы, даже дыхательная мускулатура грудной клетки.

Водно-солевой обмен
При остром действии холода первоначально активируется симпатико-адреналовая система и увеличивается секреция щитовидной железы. Повышается выработка антидиуретического гормона, который уменьшает реабсорбцую натрия в почечных канальцах и увеличивает экскрецию жидкости. Это приводит к развитию дегидратации, гемоконцентрации и повышению осмолярности плазмы. По-видимому, выведение воды служит защитным действием в отношении тканей, которые могут повреждаться на фоне её кристаллизации под действием холода.

Основные стадии адаптации к холоду
Долговременная адаптация к холоду сказывается неоднозначно на структурно-функциональных перестройках организма. Наряду с гипертрофией симпатико-адреналовой системы, щитовидной железы, системы митохондрий в мышцах и всех звеньев транспорта кислорода, наблюдается жировая гипотрофия печени и снижение ей дезинтоксикационных функций, дистрофические явления со стороны ряда систем со снижением их функционального потенциала.

Выделяют 4 адаптационных стадии к холоду
(Н.А. Барбараш, Г.Я. Двуреченская)

Первая - аварийная - неустойчивой адаптации к холоду
Характеризуется резкой реакцией ограничения теплоотдачи в виде спазма периферических сосудов. Увеличение теплопродукции происходит за счет распада запасов АТФ и сократительного термогенеза. Развивается дефицит богатых энергией фосфатов. Возможно развитие повреждений (отморожения, ферментемия, некротизация тканей).

Вторая - переходная - стадия срочной адаптации
Отмечается уменьшение стресс-реакции при сохранении гиперфункции симпатико-адреналовой системы и щитовидной железы. Активизируются процессы синтеза нуклеиновых кислот и белков, ресинтез АТФ. Уменьшается вазоконстрикция периферических тканей, а, следовательно, риск развития повреждения.

Третья - устойчивости - стадия долгосрочной адаптации
Долговременная адаптация формируется при периодическом действии холода. При его непрерывном воздействии она менее вероятна. Она характеризуется гипертрофией симпатико-адреналовой системы, щитовидной железы, усилением окислительно-восстановительных реакций, что приводит как к прямой адаптации к холоду (стационарное увеличение теплопродукции для сохранения гомеостаза), так и положительной перекрестной - атеросклерозу, солевой гипертонии, гипоксии. Более устойчивы к стрессу становятся регуляторные системы, включая высшие.

Четвертая стадия - истощения
Развивается при непрерывном длительном или интенсивном периодическом воздействии холода. Она характеризуется явлениями негативной перекрестной адаптацией, с развитием хронических заболеваний и дистрофических процессов со снижением функции в ряде внутренних органов.

В предыдущей главе были разобраны общие (т.е. неспецифические) закономерности адаптации, но организм человека отвечает по отношению к конкретным факторам и специфическими приспособительными реакциями. Именно такие реакции адаптации (к изменению температуры, к различному режиму двигательной активности, к невесомости, к гипоксии, к дефициту информации, к психогенным факторам, а также особенности адаптации человека и управление адаптацией) рассмотрены в этой главе.

АДАПТАЦИЯ К ИЗМЕНЕНИЮ ТЕМПЕРАТУРЫ

Температура тела человека, как и любого гомойотермного организма, характеризуется постоянством и колеблется в чрезвычайно узких границах. Эти границы составляют от 36,4 ?C до 37,5 ?C .

Адаптация к действию низкой температуры

Условия, при которых организм человека должен адаптироваться к холоду, могут быть различными. Это может быть работа в холодных цехах (холод действует не круглосуточно, а чередуясь с нормальным температурным режимом) или адаптация к жизни в северных широтах (человек в условия Севера подвергается действию не только низкой температуры, но и изменённого режима освещённости и уровня радиации).

Работа в холодных цехах. Первые дни в ответ на низкую температуру теплопродукция нарастает неэкономично, избыточно, теплоотдача ещё недостаточно ограничена. После установления фазы стойкой адаптации процессы теплопродукции интенсифицируются, теплоотдачи - снижаются; в конечном счёте устанавливается оптимальный баланс для поддержания стабильной температуры тела.

Адаптация к условиям Севера характеризуется несбалансированным сочетанием теплопродукции и теплоотдачи. Снижение эффективности теплоотдачи достигается благодаря уменьшению

и прекращению потоотделения, сужению артериальных сосудов кожи и мышц. Активация теплопродукции вначале осущест- вляется за счёт увеличения кровотока во внутренних органах и повышения мышечного сократительного термогенеза. Аварийная стадия. Обязательной составляющей адаптивного процесса является включение стрессорной реакции (активация ЦНС, повышение электрической активности центров терморегуляции, уве- личение секреции либеринов в нейронах гипоталамуса, в аденоцитах гипофиза - адренокортикотропного и тиреотропного гормонов, в щитовидной железе - тиреоидных гормонов, в мозговом веществе надпочечников - катехоламинов, а в их коре - кортикостероидов). Эти изменения существенно модифицируют функцию органов и физиологических систем организма, изменения в которых направлены на увеличение кислород-транспортной функции (рис. 3-1).

Рис. 3-1. Обеспечение кислород-транспортной функции при адаптации к холоду

Стойкая адаптация сопровождается усилением липидного обмена. В крови повышается содержание жирных кислот и несколько снижается уровень сахара, происходит вымывание жирных кислот из жировой ткани за счёт усиления «глубинного» кровотока. В митохондриях, адаптированных к условиям Севера, имеется тенденция к разобщению фосфорилирования и окисления, доминирующим становится окисление. Более того, в тканях жителей Севера относительно много свободных радикалов.

Холодная вода. Физическим агентом, через который низкая температура влияет на организм, чаще всего является воздух, но может быть и вода. Например, при нахождении в холодной воде охлаждение организма происходит быстрее, чем на воздухе (вода обладает в 4 раза большей теплоёмкостью и в 25 раз большей теплопроводностью, чем воздух). Так, в воде, температура которой + 12 ?C , теряется тепла в 15 раз больше, чем на воздухе при такой же температуре.

Только при температуре воды +33- 35 ?C температурные ощущения находящихся в ней людей считают комфортными и время пребывания в ней не ограничено.

При температуре воды + 29,4 ?C люди могут находиться в ней более суток, но при температуре воды + 23,8 ?C это время составляет 8 ч 20 мин.

В воде с температурой ниже + 20 ?C быстро развиваются явления острого охлаждения, а время безопасного пребывания в ней исчисляется минутами.

Пребывание человека в воде, температура которой +10- 12 ?C , в течение 1 ч и менее вызывает угрожающие для жизни состояния.

Пребывание в воде при температуре + 1 ?C неминуемо ведёт к смерти, а при +2- 5 ?C уже через 10-15 мин вызывает угрожающие для жизни осложнения.

Время безопасного пребывания в ледяной воде составляет не более 30 мин, а в некоторых случаях люди умирают через 5- 10 мин.

Организм человека, погружённого в воду, испытывает значительные перегрузки в связи с необходимостью поддерживать постоянную температуру «ядра тела» из-за высокой теплопроводности воды и отсутствия вспомогательных механизмов, обеспечивающих термоизоляцию человека в воздушной среде (теплоизоляция одежды резко снижается за счёт её намокания, исчезает тонкий слой нагретого воздуха у кожи). В холодной воде у человека остаются только два механизма для поддержания постоянной температуры «ядра тела», а именно: увеличение производства тепла и ограничение поступления тепла от внутренних органов к коже.

Ограничение поступления тепла от внутренних органов к коже (и от кожи в окружающую среду) обеспечивается периферической вазоконстрикцией, максимально выраженной на уровне кожного покрова, и внутримышечной вазодилатацией, степень которой зависит от локализации охлаждения. Эти вазомоторные реакции, перераспределяя объём крови по направлению к центральным органам, способны поддерживать температуру «ядра тела». Одновременно с этим происходит уменьшение объёма плазмы за счёт повышения проницаемости капилляров, клубочковой фильтрации и снижения канальцевой реабсорбции.

Увеличение производства тепла (химический термогенез) происходит посредством повышенной мышечной активности, проявлением которой является дрожь. При температуре воды + 25 ?C дрожь наступает, когда температура кожи падает до + 28 ?C . В развитии этого механизма различают три последовательных фазы:

Начальное снижение температуры «ядра»;

Резкое её возрастание, иногда превышающее температуру «ядра тела» до охлаждения;

Снижение до уровня, зависящего от температуры воды. В очень холодной воде (ниже + 10 ?C) дрожь начинается весьма резко, очень интенсивна, сочетается с учащённым поверхностным дыханием и ощущением сжатия грудной клетки.

Активация химического термогенеза не предотвращает охлаждения, а рассматривается как «аварийный» способ защиты от холода. Падение температуры «ядра» тела человека ниже + 35 ?C свидетельствует о том, что компенсаторные механизмы терморегуляции не справляются с разрушающим действием низких температур, наступает глубокое переохлаждение организма. Возникающая при этом гипотермия изменяет все важнейшие жизненные функции организма, так как замедляет скорость протекания химических реакций в клетках. Неизбежным фактором, сопровождающим гипотермию, является гипоксия. Результатом гипоксии являются функциональные и структурные нарушения, которые при отсутствии необходимого лечения приводят к смерти.

Гипоксия имеет сложное и многообразное происхождение.

Циркуляторная гипоксия возникает из-за брадикардии и нарушений периферического кровообращения.

Гемодинамическая гипоксия развивается вследствие перемещения кривой диссоциации оксигемоглобина влево.

Гипоксическая гипоксия наступает при торможении дыхательного центра и судорожного сокращения дыхательных мышц.

Адаптация к действию высокой температуры

Высокая температура может действовать на организм человека при разных ситуациях (например, на производстве, при пожаре, в боевых и аварийных условиях, в бане). Механизмы адаптации направлены на увеличение теплоотдачи и снижение теплопродукции. В результате температура тела (хотя и повышается) остаётся в пределах верхней границы нормального диапазона. Проявления гипертермии в значительной мере определяются температурой окружающей среды.

При повышении внешней температуры до +30-31 ?С происходит расширение артерий кожи и усиление в ней кровотока, увеличивается температура поверхностных тканей. Эти изменения направлены на отдачу организмом избытка тепла путём конвекции, теплопроведения и радиации, но по мере нарастания температуры окружающей среды эффективность этих механизмов теплоотдачи снижается.

При внешней температуре +32- 33 ?C и выше прекращаются конвекция и радиация. Ведущее значение приобретает теплоотдача путём потоотделения и испарения влаги с поверхности тела и дыхательных путей. Так, с 1 мл пота теряется примерно 0,6 ккал тепла.

В органах и функциональных системах при гипертермии происходят характерные сдвиги.

Потовые железы секретируют калликреин, расщепляющий а,2-глобулин. Это ведёт к образованию в крови каллидина, брадикинина и других кининов. Кинины, в свою очередь, обеспечивают двоякие эффекты: расширение артериол кожи и подкожной клетчатки; потенцирование потоотделения. Эти эффекты кининов существенно увеличивают теплоотдачу организма.

В связи с активацией симпатоадреналовой системы увеличивается ЧСС и минутный выброс сердца.

Происходит перераспределение кровотока с развитием его централизации.

Отмечается тенденция к повышению АД.

В дальнейшем приспособление идёт за счёт снижения теплопродукции и формирования стойкого перераспределения кровенаполнения сосудов. Избыточное потоотделение превращается в адекватное при высокой температуре. Потеря с потом воды и солей может компенсироваться питьём подсолённой воды.

АДАПТАЦИЯ К РЕЖИМУ ДВИГАТЕЛЬНОЙ АКТИВНОСТИ

Нередко под влиянием каких-либо требований внешней среды уровень двигательной активности изменяется в сторону его повыше- ния или понижения.

Повышенная активность

Если двигательная активность по необходимости становится высокой, то организм человека должен приспособиться к новому

состоянию (например, к тяжёлой физической работе, занятиям спортом и т.д.). Различают «срочную» и «долговременную» адаптацию к повышенной двигательной активности.

«Срочная» адаптация - начальная, аварийная стадия приспособления - характеризуется максимальной мобилизацией функциональной системы, ответственной за адаптацию, выраженной стрессреакцией и двигательным возбуждением.

В ответ на нагрузку возникает интенсивная иррадиация возбуждения в корковых, подкорковых и нижележащих двигательных центрах, приводящая к генерализованной, но недостаточно координированной двигательной реакции. Например, возрастает частота сердечных сокращений, но также происходит генерализованное включение «лишних» мышц.

Возбуждение нервной системы приводит к активации стрессреализующих систем: адренергической, гипоталамо-гипофизарно-адренокортикальной, что сопровождается значительным выбросом катехоламинов, кортиколиберина, АКТГ и соматотропного гормонов. Напротив, концентрация в крови инсулина и C-пептида под влиянием нагрузок понижается.

Стресс-реализующие системы. Изменения метаболизма гормонов при стресс-реакции (особенно катехоламинов и кортикостероидов) приводят к мобилизации энергетических ресурсов организма; потенцируют деятельность функциональной системы адаптации и формируют структурную основу долговременной адаптации.

Стресс-лимитирующие системы. Одновременно с активацией стресс-реализующих систем происходит активация стресс-лимитирующих систем - опиоидных пептидов, серотонинергической и других. Например, параллельно с увеличением в крови содержания АКТГ происходит увеличение концентрации в крови β -эндорфина и энкефалинов.

Нейрогуморальная перестройка при срочной адаптации к физической нагрузке обеспечивает активацию синтеза нуклеиновых кислот и белков, избирательный рост определённых структур в клетках органов, увеличение мощности и экономичности деятельности функциональной системы адаптации при повторяющихся физических нагрузках.

При повторяющихся физических нагрузках увеличивается мышечная масса и возрастает её энергообеспечение. Наряду с этим

происходят изменения в кислород-транспортной системе и эффективности функций внешнего дыхания и миокарда:

Увеличивается плотность капилляров в скелетных мышцах и миокарде;

Увеличивается скорость и амплитуда сокращения дыхательных мышц, возрастает жизненная ёмкость лёгких (ЖЕЛ), максимальная вентиляция, коэффициент утилизации кислорода;

Происходит гипертрофия миокарда, увеличивается число и плотность коронарных капилляров, концентрация миоглобина в миокарде;

Увеличивается число митохондрий в миокарде и энергообеспечение сократительной функции сердца; возрастает скорость сокращения и расслабления сердца при нагрузках, ударный и минутный объёмы.

В результате объём функции приходит в соответствие с объёмом структуры органов, и организм в целом становится адаптированным к нагрузке данной величины.

Пониженная активность

Гипокинезия (ограничение двигательной активности) вызывает характерный симптомокомплекс расстройств, существенно ограничивающих работоспособность человека. Наиболее характерные проявления гипокинезии:

Нарушение регуляции кровообращения при ортостатических воздействиях;

Ухудшение показателей экономичности работы и регуляции кислородного режима организма в покое и при физических нагрузках;

Явления относительной дегидратации, нарушения изоосмии, химизма и структуры тканей, нарушения почечной функции;

Атрофия мышечной ткани, нарушения тонуса и функции нервномышечного аппарата;

Уменьшение объёма циркулирующей крови, плазмы и массы эритроцитов;

Нарушение моторной и ферментативной функций пищеварительного аппарата;

Нарушение показателей естественного иммунитета.

Аварийная фаза адаптации к гипокинезии характеризуется моби- лизацией реакций, компенсирующих недостаток двигательных функций. К таким защитным реакциям относится возбуждение симпато-

адреналовой системы. Симпатоадреналовая система обусловливает временную, частичную компенсацию нарушений кровообращения в виде усиления сердечной деятельности, повышения сосудистого тонуса и, следовательно, кровяного давления, усиления дыхания (повышение вентиляции лёгких). Однако эти реакции кратковременны и быстро угасают при продолжающейся гипокинезии.

Дальнейшее развитие гипокинезии можно представить себе следующим образом:

Неподвижность способствует, прежде всего, снижению катаболических процессов;

Выделение энергии уменьшается, снижается интенсивность окислительных реакций;

В крови уменьшается содержание углекислоты, молочной кислоты и других продуктов метаболизма, в норме стимулирующих дыхание и кровообращение.

В отличие от адаптации к изменённому газовому составу, низкой температуре окружающей среды и т.п., адаптация к абсолютной гипокинезии не может считаться полноценной. Вместо фазы резистентности идёт медленное истощение всех функций.

АДАПТАЦИЯ К НЕВЕСОМОСТИ

Человек рождается, растёт и развивается под действием земного притяжения. Сила притяжения формирует функции скелетной мус- кулатуры, гравитационные рефлексы, координированную мышечную работу. При изменении гравитации в организме наблюдаются различные изменения, определяемые устранением гидростатического давления и перераспределением жидких сред организма, устранением гравитационно-зависимой деформации и механического напряжения структур тела, а также снижением функциональной нагрузки на опорно-двигательный аппарат, устранением опоры, изменением биомеханики движений. В результате формируется гипогравитационный двигательный синдром, который включает изменения сенсорных систем, моторного контроля, функции мышц, гемодинамики.

Сенсорные системы:

Снижение уровня опорной афферентации;

Снижение уровня проприоцептивной активности;

Изменение функции вестибулярного аппарата;

Изменение афферентного обеспечения двигательных реакций;

Расстройство всех форм зрительного слежения;

Функциональные изменения в деятельности отолитового аппарата при изменении положения головы и действии линейных ускорений.

Моторный контроль:

Сенсорная и моторная атаксия;

Спинальная гиперрефлексия;

Изменение стратегии управления движениями;

Повышение тонуса мышц-сгибателей.

Мышцы:

Снижение скоростно-силовых свойств;

Атония;

Атрофия, изменение композиции мышечных волокон.

Гемодинамические нарушения:

Увеличение сердечного выброса;

Снижение секреции вазопрессина и ренина;

Увеличение секреции натрийуретического фактора;

Увеличение почечного кровотока;

Уменьшение объёма плазмы крови.

Возможность истинной адаптации к невесомости, при которой происходит перестройка системы регулирования, адекватная сущес- твованию на Земле, гипотетична и требует научного подтверждения.

АДАПТАЦИЯ К ГИПОКСИИ

Гипоксия - состояние, возникающее в результате недостаточного обеспечения тканей кислородом. Гипоксия нередко сочетается с гипоксемией - уменьшением уровня напряжения и содержания кислорода в крови. Различают гипоксии экзогенные и эндогенные.

Экзогенные типы гипоксии - нормо- и гипобарическая. Причина их развития: уменьшение парциального давления кислорода в воздухе, поступающем в организм.

Нормобарическая экзогенная гипоксия связана с ограничением поступления в организм кислорода с воздухом при нормальном барометрическом давлении. Такие условия складываются при:

■ нахождении людей в небольшом и/или плохо вентилируемом пространстве (помещении, шахте, колодце, лифте);

■ нарушениях регенерации воздуха и/или подачи кислородной смеси для дыхания в летательных и глубинных аппаратах;

■ несоблюдении методики искусственной вентиляции лёгких. - Гипобарическая экзогенная гипоксия может возникнуть:

■ при подъёме в горы;

■ у людей, поднятых на большую высоту в открытых летательных аппаратах, на креслах-подъёмниках, а также при снижении давления в барокамере;

■ при резком снижении барометрического давления.

Эндогенные гипоксии являются результатом патологических процессов различной этиологии.

Различают острую и хроническую гипоксию.

Острая гипоксия возникает при резком уменьшении доступа кислорода в организм: при помещении исследуемого в барокамеру, откуда выкачивается воздух, отравлении окисью углерода, остром нарушении кровообращения или дыхания.

Хроническая гипоксия возникает после длительного пребывания в горах или в любых других условиях недостаточного снабжения кислородом.

Гипоксия - универсальный действующий фактор, к которому в организме на протяжении многих веков эволюции выработались эффективные приспособительные механизмы. Реакция организма на гипоксическое воздействие может быть рассмотрена на модели гипоксии при подъёме в горы.

Первой компенсаторной реакцией на гипоксию является увеличение частоты сердечных сокращений, ударного и минутного объёмов крови. Если организм человека потребляет в покое 300 мл кислорода в минуту, его содержание во вдыхаемом воздухе (а, следовательно, и в крови) уменьшилось на 1 / 3 , достаточно увеличить на 30% минутный объём крови, чтобы к тканям было доставлено то же количество кислорода. Раскрытие дополнительных капилляров в тканях реализует увеличение кровотока, так как при этом увеличивается скорость диффузии кислорода.

Наблюдается незначительное увеличение интенсивности дыхания, одышка возникает только при выраженных степенях кислородного голодания (pO 2 во вдыхаемом воздухе - менее 81 мм рт.ст.). Объясняется это тем, что усиление дыхания в гипоксической атмосфере сопровождается гипокапнией, которая сдерживает увеличение лёгочной вентиляции, и только

через определённое время (1-2 недели) пребывания в условиях гипоксии происходит существенное увеличение лёгочной вентиляции из-за повышения чувствительности дыхательного центра к углекислому газу.

Возрастает количество эритроцитов и концентрация гемоглобина в крови за счёт опорожнения кровяных депо и сгущения крови, а далее за счёт интенсификации кроветворения. Уменьшение атмосферного давления на 100 мм рт.ст. вызывает увеличение содержания гемоглобина в крови на 10%.

Изменяются кислород-транспортные свойства гемоглобина, увеличивается сдвиг кривой диссоциации оксигемоглобина вправо, что способствует более полной отдаче кислорода тканям.

В клетках возрастает количество митохондрий, увеличивается содержание ферментов дыхательной цепи, что позволяет интенсифицировать процессы использования энергии в клетке.

Происходит модификация поведения (ограничение двигательной активности, избегание воздействия высоких температур).

Таким образом, в результате действия всех звеньев нейрогуморальной системы происходят структурно-функциональные пере- стройки в организме, в результате которых формируются адаптивные реакции к данному экстремальному воздействию.

ПСИХОГЕННЫЕ ФАКТОРЫ И ДЕФИЦИТ ИНФОРМАЦИИ

Адаптация к воздействию психогенных факторов протекает поразному у лиц с разным типом ВНД (холериков, сангвиников, флег- матиков, меланхоликов). У крайних типов (холериков, меланхоликов) такая адаптация не является стойкой, рано или поздно факторы, воздействующие на психику, приводят к срыву ВНД и развитию неврозов.

В качестве основных принципов противострессовой защиты можно назвать следующие:

Изоляцию от стрессора;

Активацию стресс-лимитирующих систем;

Подавление очага повышенного возбуждения в ЦНС путём создания новой доминанты (переключения внимания);

Подавление системы отрицательного подкрепления, связанной с негативными эмоциями;

Активацию системы положительного подкрепления;

Восстановление энергетических ресурсов организма;

Физиологическую релаксацию.

Информационный стресс

Один из видов психологического стресса - информационный стресс. Проблема информационного стресса - проблема XXI сто- летия. Если поток информации превышает сформированные в процессе эволюции возможности мозга для её переработки, развивается информационный стресс. Последствия информационных перегрузок столь велики, что вводятся даже новые термины для обозначения не совсем понятных состояний человеческого организма: синдром хронической усталости, компьютерная зависимость и т.д.

Адаптация к дефициту информации

Мозг нуждается не только в минимальном отдыхе, но и в некотором количестве возбуждения (эмоционально значимых стимулах). Г. Селье описывает это состояние как состояние эустресса. К пос- ледствиям дефицита информации относятся дефицит эмоционально значимых стимулов и нарастающий страх.

Дефицит эмоционально значимых стимулов, особенно в раннем возрасте (сенсорная депривация), часто приводит к формированию личности агрессора, причём значимость этого фактора в формировании агрессивности на порядок выше, чем физические наказания и другие вредные в воспитательном отношении факторы.

В условиях сенсорной изоляции человек начинает испытывать нарастающий страх вплоть до паники и галлюцинации. Э. Фромм в качестве одного из важнейших условий созревания индивида называет наличие чувства единения. Э. Эриксон считает, что человеку необходимо идентифицировать себя с другими людьми (референтной группой), нацией и т.п., то есть сказать «Я - такой как они, они такие же, как я». Для человека предпочтительней идентифицировать себя даже с такими субкультурами, как хиппи или наркоманы, чем не идентифицировать себя вовсе.

Сенсорная депривация (от лат. sensus - чувство, ощущение и deprivatio - лишение) - продолжительное, более или менее полное лишение человека зрительных, слуховых, тактильных или иных ощущений, подвижности, общения, эмоциональных переживаний, осуществляемое либо с экспериментальными целями, либо в резуль-

тате сложившейся ситуации. При сенсорной депривации в ответ на недостаточность афферентной информации активизируются процессы, которые определённым образом воздействуют на образную память.

По мере увеличения времени пребывания в этих условиях у людей появляется эмоциональная лабильность со сдвигом в сторону пониженного настроения (заторможенность, депрессия, апатия), которые на короткое время сменяются эйфорией, раздражительностью.

Наблюдаются нарушения памяти, находящиеся в прямой зависимости от цикличности эмоциональных состояний.

Нарушается ритм сна и бодрствования, развиваются гипнотические состояния, которые затягиваются на относительно продолжительное время, проецируются вовне и сопровождаются иллюзией непроизвольности.

Таким образом, ограничение движения и информации - факторы, нарушающие условия развития организма, приводящие к деградации соответствующих функций. Адаптация по отношению к этим факторам не носит компенсаторного характера, так как в ней не проявляются типичные черты активного приспособления и преобладают лишь реакции, связанные со снижением функций и приводящие в конечном итоге к патологии.

ОСОБЕННОСТИ АДАПТАЦИИ У ЧЕЛОВЕКА

К особенностям адаптации человека относится сочетание развития физиологических адаптивных свойств организма с искусствен- ными способами, преобразующими среду в его интересах.

Управление адаптацией

Способы управления адаптацией можно разделить на социальноэкономические и физиологические.

К социально-экономическим способам относят все мероприятия, направленные на улучшение условий быта, питания, создания безопасной социальной среды. Эта группа мероприятий имеет крайне важное значение.

Физиологические способы управления адаптацией направлены на формирование неспецифической резистентности организма. В их число входят организация режима (смены сна и бодрствования, отдыха и труда), физическая тренировка, закаливание.

Физическая тренировка. Наиболее эффективным средством повышения сопротивляемости организма болезням и неблагоприятным влияниям среды являются регулярные физические упражнения. Двигательная активность оказывает влияние на многие системы жизнедеятельности. Она распространяется на сбалансированность метаболизма, активизирует вегетативные системы: кровообращение, дыхание.

Закаливание. Существуют мероприятия, направленные на повышение сопротивляемости организма, объединённые понятием «закаливание». Классическим примером закаливания является постоянная тренировка холодом, водные процедуры, зарядка под открытым небом в любую погоду.

Дозированное использование гипоксии, в частности в виде тренировочного пребывания человека на высоте около 2-2,5 тыс. метров, повышает неспецифическую резистентность организма. Гипоксический фактор способствует повышенной отдаче кислорода тканям, высокой утилизации его в окислительных процессах, активизации ферментативных тканевых реакций, экономичному использованию резервов сердечно-сосудистой и дыхательной систем.

Стресс-реакция из звена адаптации может при чрезмерно сильных воздействиях среды трансформироваться в звено патогенеза и индуцировать развитие болезней - от язвенных до тяжёлых сердечно-сосудистых и иммунных.

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ

1. В чём заключается адаптация к действию низкой температуры?

2. Назовите отличия приспособления к действию холодной воды.

3. Назовите механизм адаптации к действию высокой температуры.

4. В чём заключается приспособление к высокой физической активности?

5. В чём заключается приспособление к низкой физической активности?

6. Возможна ли адаптация к невесомости?

7. В чём отличие адаптации к острой гипоксии от адаптации к хронической гипоксии?

8. Чем опасна сенсорная депривация?

9. В чём заключаются особенности адаптации человека?

10. Какие способы управления адаптацией вы знаете?

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство спорта и туризма Республики Беларусь

Учреждение образования

"Белорусский государственный университет физической культуры"

Институт туризма

Кафедра технологий в туристической индустрии

Кон трольная работа

по дисциплине "Физиология"

на тем у " Адаптация к действию низкой температуры "

Выполнила: студентка 2 курса 421 группы

заочной формы получения образования

факультета туризма и гостеприимства

Цинявская Анастасия Викторовна

Проверил: Бобр Владимир Матвеевич

• Введение
• 1. Адаптация к воздействию низкой температуры
• 1.1 Физиологические реакции на выполнение упражнений в условиях низкой температуры окружающей среды
• 1.2 Метаболические реакции
• Заключение
• Список использованной литературы

Введение

На организм человека влияет такой климатический фактор, как температура. Температура - один из важных абиотических факторов, влияющих на физиологические функции всех живых организмов. Температура зависит от географической широты, высоты над уровнем моря, и времени года.

Когда температурные факторы изменяются, то человеческий организм производит относительно каждого фактора специфические реакции приспособления. То есть адаптируется.

Адаптация - это процесс приспособления, который формируется в течение жизни человека. Благодаря адаптационным процессам человек приспосабливается к непривычным условиям или нового уровня активности, т.е. повышается устойчивость его организма против действия различных факторов. Организм человека может адаптироваться к высокой и низкой температуре, к низкому атмосферному давлению или даже некоторым патогенным факторам.

Люди, живущие в северных или южных широтах, в горах или на равнине, во влажных тропиках или в пустыне по многим показателям гомеостаза отличаются друг от друга. Поэтому ряд показателей нормы для отдельных регионов земного шара может отличаться.

1. Адаптация к воздействию низкой температуры

Приспособление к холоду - наиболее трудно - достижимый и быстро утрачиваемый без специальных тренировок вид климатической адаптации человека. Объясняется это тем, что, согласно современным научным представлениям, наши предки жили в условиях теплого климата и были гораздо больше приспособлены к защите от перегревания. Наступившее похолодание было относительно быстрым и человек, как вид, "не успел" приспособиться к этому изменению климата большей части планеты. Кроме того, к условиям низких температур люди стали приспосабливаться, в основном, за счет социальных и техногенных факторов - жилища, очага, одежды. Однако, в экстремальных условиях человеческой деятельности (в том числе в альпинистской практике) физиологические механизмы терморегуляции - "химическая" и "физическая" ее стороны становятся жизненно важными.

Первой реакцией организма на воздействие холода является снижение кожных и респираторных (дыхательных) потерь тепла за счет сужения сосудов кожи и легочных альвеол, а также за счет уменьшения легочной вентиляции (снижение глубины и частоты дыхания). За счет изменения просвета сосудов кожи кровоток в ней может варьировать в очень широких пределах - от 20 мл до 3 литров в минуту во всей массе кожи.

Сужение сосудов приводит к снижению температуры кожи, но когда эта температура достигает 6єС и возникает угроза холодовой травмы, развивается обратный механизм - реактивная гиперемия кожи. При сильном охлаждении может возникнуть стойкое сужение сосудов в виде их спазма. В этом случае появляется сигнал неблагополучия - боль.

Снижение температуры кожи кистей рук до 27 єС связано с ощущением "холодно", при температуре, меньшей 20єС - "очень холодно", при температуре меньше 15 єС - "невыносимо холодно".

При воздействии холода вазоконструкторные (сосудосуживающие) реакции возникают не только на охлажденных участках кожи, но и в отдаленных областях организма, в том числе во внутренних органах ("отраженная реакция"). Особенно выражены отраженные реакции при охлаждении стоп - реакции слизистой носа, органов дыхания, внутренних половых органов. Сужение сосудов при этом вызывает снижение температуры соответствующих областей тела и внутренних органов с активизацией микробной флоры. Именно этот механизм лежит в основе так называемых "простудных" заболеваний с развитием воспаления в органах дыхания (пневмонии, бронхиты), мочевыделения (пиелиты, нефриты), половой сферы (аднекситы, простатиты) и т.д.

Механизмы физической терморегуляции первыми включаются в защиту постоянства внутренней среды при нарушении равновесия теплопродукции и теплоотдачи. Если этих реакций недостаточно для поддержания гомеостаза, подключаются "химические" механизмы - повышается мышечный тонус, появляется мышечная дрожь, что приводит к усилению потребления кислорода и увеличению теплопродукции. Одновременно возрастает работа сердца, повышается кровяное давление, скорость кровотока в мышцах. Подсчитано, что для поддержания теплобаланса обнаженного человека при неподвижном холодном воздухе необходимо увеличение теплопродукции в 2 раза на каждые 10є снижения температуры воздуха, а при значительном ветре теплопродукция должна удваиваться на каждые 5є понижения температуры воздуха. У тепло одетого человека удвоение величины обмена будет компенсировать понижение внешней температуры на 25є.

При многократных контактах с холодом, локальных и общих, у человека вырабатываются защитные механизмы, направленные на предотвращение неблагоприятных последствий холодовых воздействий. В процессе акклиматизации к холоду повышается устойчивость к возникновению отморожений (частота отморожений у акклиматизированных к холоду лиц в 6-7 раз ниже, чем у неакклиматизированных). При этом, в первую очередь, происходит совершенствование сосудодвигательных механизмов ("физическая" терморегуляция). У лиц, длительно подвергающихся действию холода, определяется повышенная активность процессов "химической" терморегуляции - основной обмен; у них повышен на 10 - 15%. У коренных жителей Севера (например, эскимосов) это превышение достигает 15 - 30% и закреплено генетически.

Как правило, в связи с совершенствованием механизмов терморегуляции в процессе акклиматизации к холоду уменьшается доля участия скелетной мускулатуры в поддержании теплобаланса - становится менее выраженной интенсивность и продолжительность циклов мышечной дрожи. Расчеты показали, что за счет физиологических механизмов приспособления к холоду обнаженный человек способен переносить длительное время температуру воздуха не ниже 2°С. По-видимому, эта температура воздуха является пределом компенсаторных возможностей организма поддерживать теплобаланс на стабильном уровне.

Условия, при которых организм человека адаптируется к холоду, могут быть различными (например, работа в неотапливаемых помещениях, холодильных установках, на улице зимой). При этом действие холода не постоянное, а чередующееся с нормальным для организма человека температурным режимом. Адаптация в таких условиях выражена нечетко. В первые дни, реагируя на низкую температуру, теплообразование возрастает неэкономно, теплоотдача еще недостаточно ограничена. После адаптации процессы теплообразования становятся более интенсивными, а теплоотдача снижается.

Иначе происходит адаптация к условиям жизни в северных широтах, где на человека влияют не только низкие температуры, но и свойственные этим широтам режим освещения и уровень солнечной радиации.

Что же происходит в организме человека при охлаждении?

Вследствие раздражения холодовых рецепторов изменяются рефлекторные реакции, регулирующие сохранение тепла: сужаются кровеносные сосуды кожи, что на треть уменьшает теплоотдачу организма. Важно, чтобы процессы теплообразования и теплоотдачи были сбалансированными. Преобладание теплоотдачи над теплообразованием приводит к понижению температуры тела и нарушению функций организма. При температуре тела 35 єС наблюдается нарушение психики. Дальнейшее понижение температуры замедляет кровообращение, обмен веществ, а при температуре ниже 25 єС останавливается дыхание.

Одним из факторов интенсификации энергетических процессов является липидный обмен. Например, полярные исследователи, у которых в условиях низкой температуры воздуха замедляется обмен веществ, учитывают необходимость компенсировать энергетические затраты. Их рационы отличаются высокой энергетической ценностью (калорийностью).

У жителей северных районов более интенсивный обмен веществ. Основную массу их рациона составляют белки и жиры. Поэтому в их крови содержание жирных кислот повышено, а уровень сахара несколько понижен.

У людей, приспосабливающихся к влажному, холодному климату и кислородной недостаточности Севера, также повышенный газообмен, высокое содержание холестерина в сыворотке крови и минерализация костей скелета, более утолщенный слой подкожного жира (выполняющего функцию теплоизолятора).

Однако не все люди в одинаковой степени способны к адаптации. В частности, у некоторых людей в условиях Севера защитные механизмы и адаптивная перестройка организма могут вызвать дезадаптацию - целый ряд патологических изменений, называемых "полярной болезнью".

Одним из наиболее важных факторов, обеспечивающих адаптацию человека к условиям Крайнего Севера, является потребность организма в аскорбиновой кислоте (витамин С), повышающей устойчивость организма к различного рода инфекциям.

Теплоизоляционная оболочка нашего тела включает поверхность кожи с подкожным жиром, а так же расположенные под ним мышцы. Когда кожная температура понижается ниже обычного уровня, сужение кровеносных сосудов кожи и сокращение скелетных мышц повышают изоляционные свойства оболочки. Установлено, что сужение сосудов пассивной мышцы обеспечивает до 85% общей изоляционной способности организма в условиях экстремально низких температур. Эта величина противодействия теплопотерям в 3-4 раза превышает изоляционные способности жира и кожи.

1.1 Физиологические реакции на выполнение упражнений в условиях низкой температуры окружающей среды

метаболический температура адаптация

При охлаждении мышца становится более слабой. Нервная система реагирует на охлаждение мышц изменением структуры вовлечения в работу мышечных волокон. По мнению некоторых специалистов, это изменение в выборе волокон приводит к снижению эффективности мышечных сокращений. При пониженной температуре уменьшается и скорость и сила сокращения мышц. Попытка выполнить работу при температуре мышцы 25°С с такой же скоростью и производительностью, с каким она выполнялась, когда температура мышцы была 35°С, приведёт к быстрому утомлению. Поэтому приходится либо расходовать больше энергии, либо выполнять физическую нагрузку с меньшей скоростью.

Если одежда и метаболизм, обусловленный физической нагрузкой, достаточны, чтобы поддержать температуру тела в условиях пониженной температуры окружающей среды, уровень мышечной деятельности не понизится. Вместе с тем по мере появления утомления и замедления мышечной деятельности образование тепла постепенно уменьшится.

1.2 Метаболические реакции

Продолжительные физические нагрузки ведут к повышенному использованию и окислению свободных жирных кислот. Повышенный метаболизм липидов обусловлен, главным образом, выделением катехоламинов (адреналина и норадреналина) в сосудистую систему. В условиях пониженной температуры окружающей среды секреция этих катехоламинов заметно увеличивается, тогда как уровни свободных жирных кислот повышаются значительно меньше по сравнению с таковыми при выполнении продолжительной физической нагрузки в условиях более высокой температуры окружающей среды. Низкая температура окружающей среды вызывает сужение кровеносных сосудов кожи и подкожных тканей. Как известно, подкожная ткань - основное место хранения липидов (жировая ткань), поэтому сужение сосудов приводит к ограниченному кровоснабжению участков. Из которых мобилизуются свободные жирные кислоты, вследствие чего уровни свободных жирных кислот повышаются не столь значительно.

Глюкоза крови играет важную роль в развитии толерантности к условиям низкой температуры, а также поддержании уровня выносливости при выполнении физ. нагрузки. Гипогликемия (пониженное содержание глюкозы в крови), например, подавляет дрожь, и ведёт к значительному понижению ректальной температуры.

Многих интересует, не повреждаются ли дыхательные пути при быстром глубоком вдыхании холодного воздуха. Холодный воздух, проходя через рот и трахею, быстро согревается, даже если его температура ниже -25°С. Даже при такой температуре воздух, пройдя около 5см по носовому ходу, согревается до 15°С. Очень холодный воздух, попадая в нос, достаточно согревается, приближаясь к выходу из носового хода; таким образом, отсутствует опасность травмирования горла, трахеи или лёгких.

Заключение

Условия, при которых организм должен адаптироваться к холоду, могут быть различными. Одним из возможных вариантов таких условий - работа в холодных цехах. При этом холод действует прерывисто. В связи с усиленными темпами освоения Крайнего Севера в настоящее время актуальным становится вопрос адаптации организма человека к жизни в северных широтах, где он подвергается не только воздействию низкой температуры, но также изменению режима освещенности и уровня радиации.

Адаптационные механизмы позволяют компенсировать изменения фактора среды лишь в определенных пределах и определенное время. В результате воздействия на организм факторов, превышающих возможности адаптационных механизмов, развивается дезадаптация. Она приводит к дисфункции систем организма. Следовательно, происходит переход адаптационной реакции в патологическую - болезнь. Примером болезней дезадаптации являются сердечно-сосудистые заболевания у не коренных жителей Севера.

Список использованной литературы

1. Ажаев А.Н., Берзин И.А., Деева С.А., "Физиолого-гигиенические аспекты низких температур на организм человека", 2008г

2. http://bibliofond.ru/view.aspx?id=459098#1

3. http://fiziologija.vse-zabolevaniya.ru/fiziologija-processov-adaptacii/ponjatie-adaptacii.html

4. http://human-physiology.ru/adaptaciya-ee-vidy-i-periody

Размещено на Allbest.ru

Подобные документы

Строение и функции кожи. Основные механизмы терморегуляции. Реакция кожи на температуру окружающей среды. Всегда ли организм способен компенсировать длительное воздействие низкой или высокой температуры. Первая помощь при тепловом и солнечном ударе.

презентация , добавлен 02.12.2013


Основные причины, вызывающие гибель растений от холода. Мгновенное и необратимое повреждение клеток при образовании внутриклеточного льда как указание на физическую природу процесса. Подверженность мембран воздействию гипотермии, пути его предотвращения.

реферат , добавлен 11.08.2009


Адаптация как одно из ключевых понятий в экологии человека. Основные механизмы адаптации человека. Физиологические и биохимические основы адаптации. Адаптация организма к физическим нагрузкам. Снижение возбудимости при развитии запредельного торможения.

реферат , добавлен 25.06.2011


Характеристика процессов адаптации человека к условиям окружающей среды. Исследование основных механизмов адаптации. Изучение общих мер повышения устойчивости организма. Законы и закономерности гигиены. Описания принципов гигиенического нормирования.

презентация , добавлен 11.03.2014


Изучение понятия физической и химической теплорегуляции. Изотермия - постоянство температуры тела. Факторы, влияющие на температуру тела. Причины и признаки гипотермии и гипертермии. Места измерения температуры. Виды лихорадок. Закаливание организма.

презентация , добавлен 21.10.2013


Особенности среды обитания земноводных (лягушек, жаб, тритонов и саламандр). Зависимость температуры тела земноводных от температуры окружающей среды. Польза земноводных для сельского хозяйства. Отряды земноводных: безногие, бесхвостые и хвостатые.

презентация , добавлен 28.02.2011


Значение поддержания постоянства температуры внутренней среды организма (изотермии) для обеспечения жизненных процессов. Физическая терморегуляция, которая происходит путем изменения отдачи тепла организмом. Роль гормонов в химической терморегуляции.

презентация , добавлен 18.04.2019


Перекрестная адаптация организма к одному фактору среды, ее способствование приспособлению к другим факторам. Молекулярные основы адаптации человека и ее практическое значение. Приспосабливаемость живого организма к повреждающим факторам внешней среды.

реферат , добавлен 20.09.2009


Адаптация организма к условиям среды в общебиологическом плане, ее необходимость для сохранения как индивидуума, так и вида. Способы защиты от неблагоприятных условий окружающей среды. Анабиоз, оцепенение, зимняя спячка, миграция, активация ферментов.

реферат , добавлен 20.09.2009


Адаптация как приспособление организма к среде обитания, к условиям его существования. Особенности условий жизни спортсмена. Биохимические и физиологические механизмы адаптации к физическим нагрузкам. Биологические принципы спортивной тренировки.

480 руб. | 150 грн. | 7,5 долл. ", MOUSEOFF, FGCOLOR, "#FFFFCC",BGCOLOR, "#393939");" onMouseOut="return nd();"> Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут , круглосуточно, без выходных и праздников

Герасимова Людмила Ивановна. Патогенетическая роль дезадаптации к холоду в развитии донозологических состояний в условиях Севера: диссертация... доктора медицинских наук: 14.00.16 / Герасимова Людмила Ивановна; [Место защиты: ГОУВПО "Санкт-Петербургский государственный медицинский университет"].- Санкт-Петербург, 2008.- 242 с.: ил.

Введение

Глава 1. Обзор литературы 16

1.1. Концепция здоровья в аспекте теории адаптации 16

1.2. Адаптация к холоду у человека 21

1.3. Отрицательные эффекты адаптации к холоду. Холод как фактор риска 41

1.4. Возрастные особенности функции терморегуляции 53

Глава 2. Объекты и методы исследования 57

2.1. Обследованные группы 57

2.2. Условия проведения исследований, контроль теплового состояния испытуемых 58

2.3. Биометрические исследования 59

2.4. Методика дозирования нагрузки и утомления 61

2.5. Методики электронейромиографического исследования.61

2.6. Анализ частоты холод-ассоциированных симптомов 78

2.7. Оценка функции внешнего дыхания 80

2.8. Анализ вызванных кожных вегетативных потенциалов 83

2.9. Статистическая обработка результатов исследований 87

Глава 3. Холод-ассоциированные симптомы как признак снижения устойчивости к холоду . 88

3.1. Влияние длительности проживания на Европейском Севере на частоту холод-ассоциированных симптомов 88

3.2. Частота холод-ассоциированных симптомов у пациентов с терапевтической патологией 96

3.3. Факторы, ограничивающие работоспособность рук при манипуляциях на холоде 105

Глава 4. Функциональное состояние легочной вентиляции и вегетативной нервной системы при высокой чувствительности к холоду 115

4.1. Функциональные показатели системы внешнего дыхания у лиц с различной адаптированностью к условиям Европейского Севера 117

4.2. Влияние адаптированности к условиям Европейского Севера на параметры вызванного кожного вегетативного потенциала 125

Глава 5. Влияние адаптации к условиям севера на проводящие свойства периферических нервов 133

Глава 6. Электромиографические характеристики нервно-мышечного статуса в разных возрастных группах в условиях европейского севера 139

6.1. Оценка нервно-мышечного статуса с помощью турн-амплитудного анализа ИЭМГ 139

6.2. Возрастные особенности турн-амплитудных параметров ЭМГ изометрического сокращения 155

6.3. Влияние возраста на работоспособность и турн-амплитудные характеристики ЭМГ при утомлении, вызванном динамической нагрузкой 166

Глава 7. Электронеиромиографические характеристики и работоспособность двигательной системы при длительном воздействии производственной вибрации , 175

7.1. Параметры проведения импульса по двигательным и чувствительным волокнам периферических нервов 176

7.2. Параметры потенциалов двигательных единиц 177

7.3. Турн-амплитудные характеристики ЭМГ при дозированном изометрическом сокращении 183

7.4. Влияние длительного воздействия вибрации на работоспособность и турн-амплитудные параметры ЭМГ при динамическом утомлении 188

Глава 8. Обсуждение результатов 199

Заключение 228

Список литературы 235

Приложение 282

Введение к работе

Актуальность проблемы

Проблема сохранения здоровья человека, проживающего в условиях Севера, остается актуальной на протяжении последнего времени, что связано, с активным освоением территорий, увеличением миграционных процессов на территории России, повышением доли пожилого населения, в том числе в Северо-Западном регионе. Здоровье человека на Севере формируется под действием комплексного эффекта всех составляющих климата высоких широт . Сложный комплекс внешних воздействий, включая суровые природно-климатические факторы, большой спектр антропогенных влияний предъявляют высокие требования к организму. Сохранение здоровья человека, предупреждение заболеваний становится не только частной проблемой медицины, но и естествознания в целом, а также одной из общегуманитарных ценностей . Негативные тенденции в изменении показателей здоровья населения и состояния среды обитания человека ставят эту проблему в разряд наиболее приоритетных задач государственной политики .

В суровых климатических условиях высоких широт многие заболевания характеризуются ранним началом, неспецифичностью симптомов, большей распространенностью нарушения функционального состояний организма, чем в других климатических зонах . Значительное место в заболеваемости занимают болезни системного перенапряжения, снижается порог вредного воздействия на организм производственно-экологических факторов и уменьшаются функциональные возможности организма к восстановлению нарушений гомеостаза , поскольку, по мнению Ю. П. Гичева, воздействие внешних факторов на организм современного человека превышает его адаптивные возможности .

Как показано в обзоре В. И. Хаснулина с соавт. , Республика Карелия, регион Северо-Запада РФ, отличается дискомфортностью климато-географических условий, которая сравнима с таковой в регионах Крайнего Севера, что вызывает напряжение адаптационных систем, затрудняет компенсацию и увеличивает показатели общей смертности, в том числе людей трудоспособного возраста. Аналогичные данные о состоянии здоровья населения Республики Карелия приведены в монографии Н. В. Доршаковой .

Таким образом, данные многочисленных исследований свидетельствуют о том, что для состояния здоровья населения, проживающего в регионах Севера, характерны системные проявления дезадаптации организма , важную роль в которой, на наш взгляд, играет неадекватность приспособления к холоду.

Представляется целесообразным рассмотреть особенности функционирования организма в условиях Севера с точки зрения адекватности механизмов температурной адаптации. Приспособление к длительному действию холода затрагивает практически все процессы жизнедеятельности, которые координируются в рамках единой программы сохранения температурного гомеостаза организма. Многочисленными исследованиями показаны нейро-гормональные механизмы управления процессом адаптации к холоду, направленные на сохранение гомойотермии, основу которого составляют системные изменения нейро-гормональной регуляции и обмена веществ, ведущее значение в котором имеют повышение участия адренергических механизмов и изменение тиреоидного статуса организма .

Проявления отрицательного влияния холода в различных системах организма объединяют в понятие «холод-ассоциированные симптомы» (ХАС) , включающее в себя боли (дискомфорт), нарушения чувствительности и изменения цвета открытых частей тела, а также признаки функциональной недостаточности физиологических систем организма . Феномен Рейно,

7 в котором сочетаются перечисленные признаки, считается одним из специфичных проявлений непереносимости холода .

Многими авторами отмечено, что феномен Рейно имеет общие патогенетические механизмы с холод-индуцированной вазоконстрикциеи, основу которых составляет усиление адренореактивности сосудов . Этим обусловлены трудности дифференциальной диагностики ранних проявлений феномена Рейно и усиленной холод-индуцированной вазоконстрикции, в возникновении которой, как и феномена Рейно, помимо указанных факторов, играют роль нарушения эндотелий-зависимой и эндотелий-независимой вазодилатации .

Исследованиями последних лет в области определения факторов риска для населения высоких широт показано, что распространенность феномена Рейно составляет, по разным данным, от 0,5 до 20 % , наблюдается зависимость частоты феномена Рейно от широты местности , установлена связь между наличием данного симптома и частотой Холодовых повреждений (отморожений) , а также возможность участия механизмов развития феномена Рейно в формировании соматических заболеваний человека , отмечена зависимость электронейромиографи-ческих параметров от наличия вторичного (индуцированного вибрацией) феномена Рейно . Указанные факты, а также общность происхождения холод-индуцированной вазоконстрикции и феномена Рейно на основе усиления активности адренергических механизмов позволяют расценивать ХАС в качестве признаков напряженной адаптации к холоду и факторов риска для населения, проживающего в условиях Севера ,

Морфо-функциональное состояние двигательной системы и ее основного эффекторного органа - скелетной мускулатуры - играет важную роль как в реакциях срочной, так и долговременной адаптации к холоду. В экспериментальных исследованиях показано вовлечение и характер участия двигательной системы в поддержании температурного гомеостаза организма . Вместе с тем в литературе нет данных, интегративно характеризующих нервно-мышечный статус человека при долговременной адаптации к холоду и особенности функционирования двигательной системы с точки зрения адекватности процесса приспособления к холоду.

Электромиография является одним из наиболее информативных современных методов оценки функционального состояния двигательной системы , поэтому исследование интерференционной электромиограммы (ИЭМГ) позволяет получить объективную картину состояния нервно-мышечного аппарата и дополнить данные других методов диагностики . В последнее время отмечается значительный рост интереса исследователей к использованию и разработке объективных методов интерпретации ИЭМГ, учитывая ее неинвазивность, хорошую переносимость и возможность использования в эргономических исследованиях, в том числе для оценки функционального состояния и работоспособности двигательной системы человека в различных видах деятельности и в диагностических целях .

Проблема донозологических состояний, или «предболезни», давно находится в сфере внимания клинической медицины. При этом в последнее время большое значение придается выявлению изменений в организме, соответствующих начальному звену патогенеза определенного заболевания . В этой связи современная научная концепция оценки и прогнозирования функциональных состояний организма представляет интерес для медицины и для общества в целом, поскольку позволяет выявлять донозологические состояния организма и проводить своевременную профилактическую работу с целью сохранения здоровья населения, проживающего в неблагоприятных климато-географических условиях.

С этой целью в рамках настоящего исследования проведен комплексный анализ механизмов, лежащих в основе жизнеобеспечения организма при длительном влиянии условий Севера, и, в частности, приспособления к хо-

9 лоду. Установлена роль механизмов, обеспечивающих устойчивую адаптацию к холоду, а именно, значение холод-индуцированнных сосудистых реакций и функционального состояния двигательной системы на основании современных электронейромиографических методов.

Цель исследования

Установить значение механизмов температурной адаптации в формировании здоровья человека в условиях Севера, а также изучить механизмы развития дезадаптации к холоду и их проявления с целью диагностики доно-зологических состояний человека в условиях Севера.

Задачи исследования

Исследовать адекватность процесса приспособления к холоду на основе анализа частоты холод-ассоциированных симптомов.

Оценить функциональное состояние вегетативной нервной системы и параметры легочной вентиляции в зависимости от степени адаптации субъектов к условиям Европейского Севера.

Исследовать проводящие свойства сенсорных и моторных волокон периферических нервов в группах с различной адаптированностью к условиям Европейского Севера.

Установить турн-амплитудные характеристики ИЭМГ изометрического сокращения, характеризующие «неврогенный» тип нарушений функции скелетных мышц.

Установить онтогенетические особенности двигательной системы на основе турн-амплитудного анализа ИЭМГ при дозированном изометрическом сокращении, а также при проведении функционального теста с мышечным утомлением.

Установить электронейромиографические признаки, характеризующие работоспособность и функциональное состояние двигательной системы

10 при сочетанном влиянии холода и вредного производственного фактора (производственная вибрация).

Научная новизна

В исследовании впервые проведен системный анализ состояния организма человека в условиях Севера и показаны роль механизмов, лежащих в основе температурной адаптации, в формировании здоровья человека на Севере, а также предпосылки развития дезадаптации к холоду и возникновения донозологических состояний.

Впервые изучена роль холод-ассоциированных симптомов в качестве признаков дезадаптации организма к условиям холода и показана связь их возникновения с состоянием функциональной системы температурной адаптации. Установлено, что субъективные признаки дезадаптации к холоду в форме ХАС коррелируют с «предпатологическими» изменениями вегетативной регуляции, функционирования сердечно-сосудистой системы, состояния легочной вентиляции и электрофизиологическими свойствами двигательной системы.

С помощью современных электрофизиологических методов даны количественные характеристики функционального состояния и резервов двигательной системы человека в условиях длительного действия холода как проявления пластичности двигательной системы. Кроме того, впервые на основе количественных параметров ИЭМГ установлены особенности структурно-функционального состояния периферического отдела двигательной системы в различные периоды онтогенеза. Показано взаимодействие механизмов долговременной адаптации к холоду и индивидуальных факторов на уровне скелетных мышц.

С помощью комплексных электронейромиографических методов впервые выявлен отрицательный эффект адаптации к холоду в форме нарушения миелинизации в периферической нервной системе и показана его потенциальная роль в снижении работоспособности двигательной системы у лиц,

11 длительно проживающих в условиях Севера, а также в развитии и прогрес-сировании заболеваний двигательной системы при длительном воздействии охлаждения.

Теоретическая и научно-практическая значимость

Проведенное исследование развивает положения адаптационной медицины в изучении факторов, влияющих на здоровье человека в условиях Севера, и общих закономерностей развития дезадаптационных реакций. В рамках настоящего исследования проведен системный анализ состояния здоровья человека в условиях Севера с точки зрения адекватности процесса долговременной адаптации к холоду. Показано значение холод-ассоциированных симптомов в качестве признаков неадекватности процесса долговременной адаптации к холоду и факторов риска развития патологии в различных системах организма в условиях Севера.

Сопоставлены субъективные признаки дезадаптации к холоду в форме ХАС и результаты комплексного функционального исследования. В частности, с помощью методов функциональной диагностики установлены признаки, свидетельствующие о дезадаптации к холоду: повышение участия адренергических механизмов регуляции функций у мигрантов по сравнению с постоянными жителями Севера, а также у лиц с холод-ассоциированными симптомами в форме феномена Рейно; установлены субклинические нарушения вентиляции у мигрантов по сравнению с постоянными жителями Севера, а также у лиц с холод-ассоциированными симптомами в форме холодовой одышки.

Доказан отрицательный эффект адаптации к холоду в форме снижения нервно-мышечной иннервации и установлены особенности электронейро-миографических характеристик двигательной системы в зависимости от адаптированности к холоду, при сочетании средовых условий длительного охлаждения и возрастных изменений, а также вредных производственных факторов (производственная вибрация).

Анализ взаимодействия функционального состояния двигательной системы (механизмы долговременной адаптации к холоду) и вегетативного обеспечения функций организма (факторы срочной адаптации к холоду, компенсаторные механизмы) имеет теоретическое значение для изучения иерархии и взаимодействия разных функций организма, и может найти свое приложение в теории систем.

Научно-практическое значение диссертации заключается в усовершенствовании методики ЭМГ в части развития неинвазивных способов регистрации сигналов и количественного (турн-амплитудного) анализа ИЭМГ. Сопоставлены результаты использованной методики турн-амплитудного анализа ИЭМГ при дозированном изометрическом сокращении и широко применяемого метода стимуляционной ЭНМГ. Расширено использование количественного анализа ИЭМГ для оценки работоспособности и функциональных резервов двигательной системы человека при различных функциональных состояниях, в том числе связанных с длительным влиянием Севера.

С помощью комплексного применения электронейромиографических методов исследования, включая турн-амплитудный анализ ИЭМГ, выделены электромиографические синдромы, характеризующие возрастные изменения двигательной системы у жителей Севера, состояния, связанные с мышечным перенапряжением, в процессе утомления и восстановления, а также при патологии двигательной системы вследствие длительного влияния производственной вибрации.

Показана значимость холод-ассоциированных симптомов как ранних признаков дезадаптации к холоду и развития донозологических состояний в условиях Севера.

Положения, выносимые на защиту:

Холод-ассоциированные симптомы характеризуют состояние «предбо-лезни», связанное с неадекватным обеспечением процесса долговременной адаптации к холоду; усиленная холод-индуцированная вазоконстрикция является признаком повышения участия адренергиче-ских механизмов регуляции функций организма и напряженной адаптации к холоду.

Отрицательный эффект адаптации к холоду, формирующийся в двигательной системе человека, характеризуется снижением функциональных возможностей скелетной мускулатуры вследствие нарушения проводящих свойств периферических нервов.

Формирующийся с возрастом «неврогенный» тип ИЭМГ обусловлен, потенцирующим влиянием средовых факторов, в частности, условиями охлаждения, что способствует возрастному снижению функции двигательной системы у постоянных жителей Севера, а также служит фактором, предрасполагающим к развитию и прогрессированию патологии опорно-двигательной системы в регионах с холодным климатом.

Апробация работы

Основные результаты диссертации доложены и обсуждены на российских и международных научных симпозиумах: III Международном конгрессе по патофизиологии (Lahti, 1998); II и III российском конгрессе по патофизиологии (Москва, 2000, 2004); XXXIII Международном конгрессе по физиологическим наукам (Санкт-Петербург, 1997); VIII Мировом конгрессе Общества по адаптивной медицине (Москва, 2006); на объединенных Пленумах Российского и Московского научных обществ по патофизиологии (Москва, 2006, 2007); XVII Мировом конгрессе по неврологии (London, 2001), XVIII и XIX съездах ВФО им. И. П. Павлова (Казань, 2001; Екатерин-

14 бург, 2004), IV и V съездах физиологов Сибири и Дальнего Востока (Новосибирск, 2002; Томск, 2004); Всероссийском форуме «Здоровье нации - основа процветания России»» (Москва, 2005); XI Национальном конгрессе «Человек и его здоровье» (Санкт-Петербург, 2006); международных конференциях Environmental Ergonomics (Aahen, 2000), Problems with Cold Work (Solna, 1998); симпозиуме «Патофизиология и современная медицина» (Москва, 2004); конференции «Механизмы типовых патологических процессов» (Санкт-Петербург, 2003), II, III, IV международных конференциях по физиологии мышц и мышечной деятельности (Москва, 2003, 2005, 2007), I Всероссийской с международным участием конференции «Управление движением» (Великие Луки, 2006); российской конференции «Организм и окружающая среда: жизнеобеспечение и защита человека в экстремальных условиях» (Москва, 2000); международной конференции «Проблемы экологии человека» (Архангельск, 2000, 2004); 10-й Всероссийской конференции по физиологии труда (Москва, 2001); российской конференции «Актуальные проблемы экологической физиологии человека на Севере» (Сыктывкар, 2001, 2004); XI международном симпозиуме «Эколого-физиологические проблемы адаптации» (Москва, 2003); 6-й научно-практической конференции «Методы исследования регионарного кровообращения и микроциркуляции в клинике и эксперименте» (Санкт-Петербург, 2007).

Реализация результатов исследования

Диссертационная работа выполнена в рамках целевых программ научных исследований (№ гос. регистрации 0120.0603111 (Исследование базовых механизмов терморегуляционной мышечной активности в построении движения и двигательном контроле у человека), 0120.0502699 (Изучение нейрофизиологических механизмов движения человека при действии факторов, лимитирующих функциональные возможности двигательной системы)). Исследования были поддержаны грантами РФФИ 307-2003-04, РГНФ «Русский

15 Север» 01-06-49004 а/с, Программой Росбразования «Университеты России» УР 11.01.245.

Теоретические положения диссертации включены в учебные программы по дисциплинам «Патофизиология» и «Нормальная физиология» на медицинском факультете ПетрГУ, автором разработан и внедрен в образовательный процесс электронный учебный ресурс «Стресс и адаптация» (акт о внедрении от 10.10.07). Результаты работы используются в лечебно-диагностической практике Республиканской больницы, Детской республиканской больницы (Республика Карелия, г. Петрозаводск).

Личный вклад

Постановка целей и задач исследования, планирование и проведение исследований, анализ и обобщение данных, подготовка публикаций по материалам диссертации выполнены автором лично, в совместно проведенных исследованиях - при его решающей роли.

Публикации

Объем и структура диссертации

Текст диссертации изложен на 289 страницах, состоит из введения, обзора литературы, материалов и методов исследования, результатов собственного исследования, обсуждения результатов, заключения, выводов, практических рекомендаций и списка литературы. Список литературы включает 430 источников, в том числе 185 - отечественных и 245 - зарубежных. Диссертация содержит 28 таблиц и 48 рисунков.