 |
Среди факторов, отрицательно влияющих на здоровье людей, одно из первых мест занимают различного рода загрязнения. Физические факторы
|
|
|
|
Среди факторов, отрицательно влияющих на здоровье людей, одно из первых мест занимают различного рода загрязнения. Физические факторы
окружающей среды (шум, радиоактивное излучение, электромагнитные поля) являются причиной увеличения заболеваемости людей, особенно в го-родах. В связи с этим возрастает значимость состояния окружающей сре-ды, образа жизни, уровня здравоохранения на снижение уровня заболеваемо-сти и на здоровье нации в целом.
Уничтожение и переработка отходов становятся серьезной экологи-ческой проблемой. В значительной степени она может быть решена со-кращением объемов перерабатываемого сырья, вторичным использованием отходов, созданием эффективных и безопасных систем их уничтожения. Также необходимо изменить привычное поведение людей, поскольку требу-ется сортировать бытовой мусор, собирая отдельно металл, бумагу, стек-ло, пищевые отбросы.
Контрольные вопросы:
1. 2. Что такое шумовое загрязнение? Каковы его источники?
2. Какое влияние на здоровье человека может оказать повышенный уро-вень шума?
3. Что такое радиационное загрязнение биосферы?
4. 6. Каковы основные источники радиационного загрязнения?
5. В чем опасность повышения радиации в биосфере?
6. Каковы пути передачи инфекции?
7. Какие природно-очаговые болезни вам известны? В чем их отличия от других инфекционных болезней?
8. Какие предосторожности следует соблюдать в районах с природно-очаговыми болезнями?
9. Каковы меры личной профилактики для предотвращения тяжких забо-леваний и преждевременной смерти?
10. Какие меры принимаются в мире и в России по ограничению воздей-ствия негативных факторов на здоровье населения?
|
|
|
Лекция 10. Биоритмы организмов
- Классификация биоритмов.
- Работы А. Л. Чижевского, связанные с изучением ритмов солнечной ак-тивности.
- Типы биоритмов.
- О хронобиологии и хрономедицине.
- О ритмах работоспособности.
1. Одно из основных свойств живой природы — цикличность большинст-ва происходящих в ней процессов. Вся жизнь на Земле, от клетки до биосферы, подчинена определенным ритмам. Рассматривая различные виды адаптации, которые возникли у живых организмов в определенной среде обитания, нельзя
77 78
не заметить их приспособленность к пространственно-временным изменениям
в живой природе. Ежегодно мы наблюдаем осенний листопад, зимнюю спячку некоторых животных, весеннее распускание почек и, наконец, летнее созрева-ние плодов или вылет птенцов из гнезда. Эти процессы происходят в строгом порядке, и один цикл сменяет другой в определенной последовательности. Пе-тухи будят нас по утрам, а совы и летучие мыши охотятся ночью; цветы оду-ванчика раскрываются утром и закрываются вечером. Многие органы и их сис-темы высших животных и человека работают «как часы», т. е. в определенном ритме, заданном однажды и неизменном в течение всей жизни организма.
Природные ритмы любого организма можно разделить на внутренние (связанные с его собственной жизнедеятельностью) и внешние (циклические изменения в окружающей среде).
Внутренние ритмы —это, прежде всего, физиологические ритмы орга-низма. Ни один физиологический процесс не совершается непрерывно.
Синтез ДНК и РНК в клетке происходит ритмично, он связан с клеточ-ным циклом. Все клетки в процессе деления периодически проходят отдельные фазы: G- и S-фазы митоза. Таким образом, обновление ДНК и РНК в клетке ритмично. Сборка белков также строго ритмичный процесс, который можно сравнить с работой конвейера.
|
|
|
Сокращение мышц, биение сердца, дыхание, работа желез внутренней секреции и т. д. — все это примеры ритмичных процессов организма. При этом каждая система органов имеет свой собственный период повторяемости, изме-нить который действием факторов внешней среды можно лишь в очень узких пределах. Такую ритмику, не зависящую от внешних условий, называют эндо-генной. Ритмически осуществляя свои физиологические функции, организм как бы отсчитывает время, и наступление каждой следующей фазы определяется временем. В этих процессах время выступает как важнейший экологический фактор.
Внешние ритмы имеют геофизическую природу, так как связаны с вра-щением Земли относительно Солнца и Луны относительно Земли. Под влияни-ем этого вращения множество экологических факторов на нашей планете, осо-бенно световой режим, температура, давление, электромагнитное поле атмо-сферы, океанические приливы и отливы, закономерно изменяются.
2. Изучению ритмов солнечной активности и их влиянию на человеческое общество посвятил свои труды ученый, «Коперник XX века» Александр Лео-нидович Чижевский, столетие которого отмечалось 7 февраля 1997 года. Он был всесторонне образованным человеком: окончил археологический институт, учился на физико-математическом и медицинском факультетах МГУ, известен его поэтический дар. Соратник и друг К. Э. Циолковского, АЛ. Чижевский спо-собствовал продвижению и популяризации его идей.
А. Л. Чижевский связал историю Вселенной с образованием человечества. В его научных исследованиях тесно переплелись общая биология, физиология, медицина, геофизика, метеорология, астрономия, история и социология. Им
было сделано два открытия, положивших начало принципиально новым на-правлениям в науке и технике.
Первое — открытие биологического действия униполярных ионов возду-ха. АЛ. Чижевский установил, что дефицит живого электричества ведет к пато-логии в любых биосистемах, их деградации и гибели. Аэроионы — необходи-мый фактор благополучного существования биологических существ. Эти по-лезные легкие отрицательные ионы образуются на рассвете, при ярком солнце. И, напротив, в городах и закрытых помещениях накапливаются тяжелые поло-жительные ионы.
|
|
|
Чижевский изобрел технический способ «оживления» воздуха закрытых помещений. На его основе создан и имеется в широкой продаже прибор «люст-ра Чижевского», позволяющий «оздоравливать» помещения.
Но самое выдающееся, второе, его достижение — открытие влияния космических факторов на процессы, происходящие в географической оболочке Земли. Он убедительно доказал, что11-летний цикл солнечной активности не-посредственно отражается на живых обитателях Земли. Это проявляется в 11-летних периодах вспышек массовых заболеваний людей, животных и растений,
а также в обострении различных стихийных процессов в различных сферах жизни, как биологической, так и социальной. Он собрал огромное число стати-стических данных и получил связную картину зависимости эпидемий, эпизо-отии, сердечно-сосудистых катастроф и нервно-психических кризов в солнеч-но-земном мире. Более того, вспышки революционной активности масс, оказы-вается, также зависят от вспышек на Солнце и укладываются в 11-летний цикл. Сейчас мы знаем, что в годы активного Солнца увеличивается количество ава-рийных ситуаций (ДТП), количество приступов у больных шизофренией, на-блюдаются вспышки эпидемий гриппа и т. д. А. Л. Чижевский писал: «Я пришел к мысли о том, что в данном случае мы имеем обычный процесс превращения энергии. Усиленный приток лучистой энергии Солнца превращается в переиз-быток нервно-психической, эмоциональной энергии».
Итак, мы зависим от Солнца. Это проявляется и в других приспособи-тельных ритмах организмов — годичных, суточных (циркадных).
3. Ряд изменений в жизнедеятельности организмов совпадает по периоду с внешними геофизическими циклами. Это так называемые адаптивные биоло-гические ритмы — суточные, приливно-отливные, равные лунному месяцу, го-дичные. Благодаря этим ритмам самые важные биологические функции орга-низма, такие, как питание, рост, размножение, совпадают с наиболее благопри-ятным для этого процесса временем суток или года. Адаптивные биологические ритмы возникли как приспособление физиологии живых существ к регулярным экологическим изменениям во внешней среде. Этим они отличаются от чисто физиологических ритмов, которые поддерживают непрерывную жизнедеятель-ность организмов: дыхание, кровообращение, деление клеток и т. д.
|
|
|
Рассмотрим более подробно примеры отдельных биоритмов организма. Суточные ритмы. Они обнаружены у разнообразных организмов, от од-
ноклеточных до человека. Это ритмы с 24-часовой периодичностью. Их назы-
79 80
вают также циркадными ритмами. Такие ритмы врожденные, генетически обу-словленные.
Биоритмы — это периодические колебания какого-либо апологического процесса. Графически биоритмы можно описать синусоидой с определеннойамплитудой и фазой колебаний.
У человека отмечено свыше 100 физиологических функций, затронутых суточной периодичностью: сон и (бодрствование, изменение температуры тела, объема, химического состава мочи, мышечной и умственной работоспособно-сти и т. д.
У амеб в течение суток изменяются темпы деления. У некоторых расте-ний к определенному времени суток приурочены открывание и закрывание цветков, поднятие и опускание листьев, максимальная интенсивность дыхания
и т. п.
По смене периодов сна и бодрствования животных делят на дневных и ночных. Ярко выражена дневная активность у домашних кур, птиц отряда во-робьиных, сусликов, муравьев, стрекоз. Типично ночные животные — ежи, ле-тучие мыши, совы, кабаны, большинство кошачьих, тараканы.
Некоторые виды имеют приблизительно одинаковую активность как днем, так и ночью.
Белки-летяги, для которых характерна сумеречная активность, просыпа-ются вечером синхронно, в строго определенный час. В условиях эксперимента, будучи помещены в полную темноту, белки сохраняют околосуточный ритм. Тем не менее, он может сбиваться, если не возобновлять чередование дня и но-чи.
У человека циркадные ритмы изучались в различных ситуациях: в пеще-рах, герметических камерах, подводных плаваниях и т. п. Обнаружилось, что в отклонениях от суточного цикла у человека большую роль играют типологиче-ские особенности нервной системы. Циркадные ритмы могут быть различными даже у членов одной и той же семьи.
|
|
|
У большинства видов при попадании их в другие географические пояса возможна перестройка циркадного ритма. Обычно она происходит не сразу, а захватывает несколько циклов и сопровождается рядом нарушений в физиоло-гическом состоянии организма. Например, у людей, совершающих перелеты на самолетах на значительные расстояния, наступает десинхронизация их физио-логического ритма с местным астрономическим временем. Организм начинает перестраиваться. При этом чувствуются повышенная усталость, недомогание, желание спать днем и бодрствовать ночью. Адаптивный период продолжается от нескольких дней до двух недель.
Десинхронизация ритмов представляет собой важную медицинскую про-блему в организации ночной и сменной работы лиц ряда профессий, в космиче-ских полетах, подводных плаваниях, работах под землей.
Циркадные и суточные ритмы лежат в основе способности организма чувствовать время. Эту способность живых существ называют «биологически-
ми часами» живых организмов, которые ориентируют их не только в суточном цикле, но и в более сложных геофизических циклах изменений природы.
Приливно-отливные ритмы. Виды организмов прибрежной полосы жи-вут в условиях очень сложной периодичности, когда на 24-часовой цикл осве-щенности накладывается еще чередование приливов и отливов, фаза которых смещается ежедневно на 50 минут.
Устрицы во время отлива плотно сжимают створки и прекращают пита-ние. Периодичность открывания и закрывания раковины у них сохраняется еще долгое время после перенесения их в аквариум.
Рыбка атерина, обитающая у берегов Калифорнии, использует в своем жизненном цикле высоту приливов. В самый высокий прилив самки отклады-вают икру у кромки воды, закапывая ее в песчаный грунт. С отступлением воды икра созревает во влажном песке. Выход мальков происходит через полмесяца и приурочен к следующему высокому приливу.
Периодичность, равная лунному месяцу, —эндогенный ритм размно-жения японских лилий, — часто служит сигналом к размножению, нересту многощетинковых червей паоло. У человека отмечена склонность к кровотече-ниям у оперированных больных в зависимости от фаз Луны. Но приспособи-тельное значение большинства эндогенных лунных ритмов пока неизвестно.
Годичные ритмы —одни из наиболее универсальных в живой природе. Годичные изменения в живой природе тесно связаны с размножением, ростом, миграциями и переживанием неблагоприятных периодов года.
Сезонные изменения представляют собой глубокие Сдвиги в физиологии
и поведении организмов, затрагивающие их морфологию и особенности жиз-ненного цикла. Очевиден приспособительный характер этих изменений.
Чем резче сезонные изменения внешней среды, тем сильнее выражена го-довая периодичность жизнедеятельности организмов. Осенний листопад, спяч-ка, запасание жиров, сезонные линьки, миграции развиты преимущественно в зонах умеренного и холодного климата, а в тропиках сезонная периодичность в жизненных циклах выражена менее резко.
Таким образом, наступление очередного этапа годичного цикла у живых организмов частично происходит в результате эндогенной ритмики, а частично вызывается колебаниями внешних факторов.
Одним из наиболее точно и регулярно изменяющихся факторов среды яв-ляется длина светового дня, ритмы чередования темного и светлого периодов суток. Именно этот фактор служит большинству организмов для ориентации во времени года.
Фотопериодизм — это реакция на сезонные изменения длины дня, ритмчередования светлого и темного периодов суток. Фотопериодизм растений и животных — наследственно обусловленное, генетически закрепленное свойст-во. Изучением закономерностей сезонного развития природы занимается осо-бая прикладная отрасль экологии — фенология.
81 82
4. Хронобиология, хрономедицина. Новое направление в медико-
биологической науке, которая изучает закономерности функционирования ор-ганизма, всех жизненных процессов во времени.
Составной частью хронобиологии является учение о биологических рит-мах. Временная структура ритмов очень сложная. Можно сказать, что живому организму присущи одновременно все существующие ритмы. Необходимо учи-тывать индивидуальное течение биоритмов у каждого отдельно взятого челове-ка. Так, например, есть люди-«совы» и люди-«жаворонки», что зависит от ин-дивидуальных биоритмов.
Хрономедицина ставит своей целью использовать закономерности био-ритмов для профилактики, диагностики и лечения болезней человека. Прежде всего выявляется, есть ли какие-либо отклонения в нормальном течении био-ритмических процессов.
Так, ученые-медики выявили вполне четкую и конкретную связь сдвигов суточных ритмов и гипертонической болезни, язвенной болезни желудка и две-надцатиперстной кишки. В данном случае коррекция биоритмов помогает бы-стрее вылечить больного. За последние годы накоплен большой фактический материал о зависимости действия лекарственных веществ от фазы биоритма. В разных фазах суточных биоритмов различна чувствительность человека к ле-карствам.
Для большинства гипотензивных средств наиболее эффективен их прием
в 15-17 часов, т. е. в тот момент, когда начинается циркадный подъем артери-ального давления. Максимум аллергической реакции на пенициллин приходит-ся на часы от 18 часов 50 минут до 4 часов в течение суток. Одна и та же доза этилового спирта (или эндотоксина) в начале фазы активности организма мо-жет быть смертельной, а в начале фазы покоя — безразличной.
Приведем пример порога болевой чувствительности зубов: на прием к стоматологу лучше идти после полудня, а не утром.
Практика учета биоритмов применяется при лечении кортикостероидами
— разрабатывают индивидуальные, либо для группы людей, схемы хронотера-пии и получают хорошие результаты лечения вегетососудистых расстройств, бронхиальной астмы. При этом введение гормональных препаратов имитирует нормальный биоритм секреции этих гормонов у здоровых людей.
Особенно важен учет биоритмов человека при лечении онкологических заболеваний, так как важно проводить химиотерапию с учетом фазы митоза ра-ковых клеток, т. е. в той фазе, когда клетки наиболее чувствительны к данному препарату.
Сопротивляемость организма также имеет ритмичный характер: в разное время суток организм по-разному реагирует на патологическое действие хими-ческих, физических, биологических факторов окружающей среды. Известно, что в окружающей среде, да и в организме человека, находится достаточное ко-личество микробов, чтобы заболеть в любую минуту. Однако заболевание на-ступает часто тогда, когда мы не замечаем, но наша кривая сопротивляемости находится в нижней фазе. К тому же влияют внешние факторы (холод, ветер),
которые могут уменьшить амплитуду сопротивляемости, — и тогда микробы нас побеждают.
Установлено, что амплитуды ритмичных процессов связаны с возрастом: максимальные амплитуды наблюдаются в молодом и зрелом возрасте, а при старении происходит угасание амплитуд биоритмичных процессов и нарастают процессы внутренней десинхронизации.
5. Ритмы работоспособности. Колебания умственной работоспособности
в период бодрствования изучаются более 100 лет. В экспериментах отмечено, что запоминание бессмысленных слов обычно быстрее происходит утром; ум-ственная работоспособность повышается примерно до полудня, после полудня интеллектуальные и двигательные процессы имеют различные кривые: «собст-венно интеллектуальные» достигают максимума в середине дня, а «двигатель-ные» функции повышаются на протяжении всего дня. У некоторых людей при выполнении задач, связанных с «быстрой переработкой информации», наблю-дается, кроме утреннего, еще и пик в 21 час. Это так называемый эффект конца работы.
|
|
|
