Підручник з Біології і екології (рівень стандарту). 11 клас. Остапченко - Нова програма

§ 23. ВПЛИВ НАВКОЛИШНЬОГО СЕРЕДОВИЩА ТА СТРЕСОВИХ ФАКТОРІВ НА ЗДОРОВ’Я ЛЮДИНИ

Пригадайте, які захворювання називають інфекційними та інвазійними. Що таке межі толерантності? Які чинники забезпечують еволюцію різних груп організмів? Чим характеризуються процеси асиміляції та дисиміляції? Що таке стрес і гіпоталамо-гіпофізарна система, функціональні системи? Що таке адаптивний потенціал та адаптивна норма? Що таке автономна нервова система? Які її функції?

Вплив факторів навколишнього середовища на здоров’я людини та розвиток адаптаційно-компенсаторних реакцій. На здоров’я людини впливають спосіб життя, генетичні фактори і фактори навколишнього середовища. До абіотичних факторів належать кліматичні (сонячна радіація, температура, вологість повітря, атмосферний тиск), а також хімічні речовини та фізичні явища. Серед різноманітних біотичних факторів важливе місце належить збудникам інфекційних та інвазійних захворювань. Антропічні фактори - це штучні джерела радіації, різні хімічні речовини, аерозолі, стічні води, радіохвилі, електричне й електромагнітне поля, вібрація, шумове забруднення тощо.

Мал. 23.1. Структури головного мозку, яким належить провідна роль у формуванні адаптаційно-компенсаторних реакцій людини: 1 - кора великих півкуль; 2 - таламус; 3 - гіпоталамус; 4 - гіпофіз

Організм людини пристосовується до дії чинників довкілля завдяки взаємодії регуляторних систем - нервової та ендокринної. Їх називають адаптаційно-компенсаторними реакціями. Регуляторні механізми мають три основні стадії. Перша - початкова - характеризується тим, що під час дії зовнішнього чинника, незвичного за силою або тривалістю, виникають фізіологічні реакції, які у кілька разів перевищують потреби організму. Ці реакції перебігають некоординовано, зі значним напруженням роботи певних органів і значними витратами енергії. Тому їхній функціональний резерв швидко виснажується, а адаптивний ефект низький. Наприклад, у людини, що потрапила в середовище з низьким умістом кисню, прискорюються дихальні рухи; на клітинному рівні посилюються процеси дисиміляції, адже потрібне надходження додаткових енергетичних ресурсів до клітин та органів. Початковий етап пов’язаний з так званою стрес-реакцією. Її ще називають загальним адаптаційним синдромом, сенс якого полягає в мобілізації енергетичних і пластичних ресурсів організму.

Друга стадія відбувається в умовах тривалої та сильної дії певного чинника або комплексної дії кількох чинників. Вона супроводжується формуванням стійких адаптацій. Адаптивний ефект може досягатися за рахунок формування функціональних систем (наприклад, тимчасового об’єднання дихальної, кровоносної, нервової систем для забезпечення ефективного постачання кисню до тканин та органів).

Нові адаптаційні програми в організмі людини формуються за участі кори великих півкуль кінцевого мозку та підкіркових структур (насамперед, таламуса та гіпоталамуса; мал. 23.1). Такі програми нестійкі: у разі зміни умов ті, що сформувалися раніше, але втратили своє значення, зникають і формуються нові. Реакції, що виникають на другому етапі, охоплюють різні рівні організації: від молекулярного до організмового. На цій стадії, яка може тривати роками, посилюються регуляторні механізми й стабілізуються фізіологічні процеси.

Третя стадія - стійкої довготривалої адаптації. Тривалий або багаторазовий вплив на організм певних чинників мобілізує функціональні системи, що склалися раніше. Фізіологічні процеси, пов’язані з адаптацією, оптимізуються, на їхнє здійснення витрачається менше енергетичних ресурсів, процеси асиміляції починають переважати над процесами дисиміляції.

Розглянемо розвиток адаптаційно-компенсаторних реакцій на прикладі перебудов в організмі, що відбуваються за участю нейрогуморальних регуляторних механізмів і забезпечують сталість температури тіла в умовах холоду (завдання: проілюструйте цей механізм у вигляді схеми). Терморецептори шкіри сприймають холодове подразнення і чутливими шляхами надсилають імпульси в гіпоталамус (там розташований центр терморегуляції) та у вищі відділи центральної нервової системи. Звідти в зворотному напрямку надходять сигнали до різних органів і систем, що беруть участь у підтриманні температури тіла. Руховими нервами імпульси надходять до м’язів, у яких розвивається терморегуляторний тонус і тремтіння.

Симпатичними нервами імпульс досягає мозкової речовини надниркових залоз, де посилюється секреція адреналіну. Цей гормон сприяє звуженню периферичних судин і стимулює розпад глікогену в печінці й у м’язах. Важливим чинником є залучення до терморегуляції гіпофіза, а через його тропні гормони - щитоподібної залози і кори надниркових залоз. Гормон щитоподібної залози підвищує рівень обміну речовин та активізує утворення мітохондрій (пригадайте, як утворюються нові мітохондрії). Глюкокортикоїди (гормони кори надниркових залоз) стимулюють утворення вуглеводів з білків. Цих реакцій може бути достатньо для збереження температури тіла.

В умовах тривалого чи інтенсивного впливу холоду механізми терморегуляції перенапружуються і виснажуються, температура тіла знижується і настає друга стадія охолодження - декомпенсація, чи власне гіпотермія. Тепловий баланс порушується, тепловіддача перевищує теплопродукцію. Знижується температура тіла, рівень обмінних процесів і споживання кисню, пригнічуються життєво важливі функції організму. Порушення процесів дихання і кровообігу призводить до кисневого голодування, пригнічення функцій центральної нервової системи, зниження імунологічної реактивності. При цьому наявна гіпоксія як наслідок розладу дихання та кровообігу. Цей стан посилюється порушенням мікроциркуляції крові внаслідок зниження тонусу судин, уповільнення кровообігу.

У другій стадії гіпотермії тісно переплітаються явища патологічні та пристосувальні. Наприклад, пригнічення функцій центральної нервової системи є охоронним, бо знижується чутливість нервових клітин до нестачі кисню і подальшого зниження температури тіла. Зниження обміну речовин, у свою чергу, зменшує потребу організму в кисні. Надзвичайно цікавим є той факт, що в стані гіпотермії організм стає менш чутливим до впливу багатьох несприятливих чинників зовнішнього середовища - нестачі кисню та їжі, інтоксикації, інфекції, впливу електричного струму, перевантаження тощо.

Завдання. Загартовування також пов’язане з впливом на організм низки зовнішніх фізичних факторів, зокрема низької температури, але є однією зі складових здорового способу життя. Поміркуйте, чи немає тут суперечності.

Вплив стресових факторів на здоров’я людини. Виникнення несподіваної та напруженої ситуації призводить до порушення рівноваги між організмом і навколишнім середовищем. Настає неспецифічна реакція організму у відповідь на цю ситуацію - стрес. Стресова реакція має різний прояв у різних людей: активна - зростає ефективність діяльності, пасивна - ефективність діяльності різко зменшується.

Важливим компонентом пристосування людини до незвичних ситуацій є комплекс реакцій, що забезпечують активацію гіпоталамо-гіпофізарної системи (мал. 23.2). Стресові ситуації часто пов’язані з посиленим психоемоційним навантаженням на нервову систему людини: це високий темп сучасного життя, великі обсяги інформації, яку ми отримуємо з екранів телевізорів, з Інтернету, багатьох інших інформаційних джерел, погіршення стану довкілля тощо.

Біологічне значення стресу - мобілізація адаптивних механізмів організму з метою захисту від руйнівних впливів. Отже, стрес є одним із захисних механізмів. Але ви пам’ятаєте, що адаптивні можливості організму людини не безмежні, тому надзвичайно сильні негативні впливи здатні підривати здоров’я, знижувати ефективність захисних реакцій і спричиняти важкі захворювання, у тому числі - й психічні.

Мал. 23.2. Механізм реакцій організму людини на вплив стресових факторів: 1 - вплив факторів, які спричиняють стрес; 2 - гіпофіз виділяє адренокортикотропний гормон, який активує діяльність кори надниркових залоз; 3 - виділення в кров та інші тканини гормонів кори надниркових залоз - кортикостероїдів

Стресові чинники (фізичні, хімічні, біологічні, психічні тощо), впливаючи на організм, насамперед активізують гіпофіз. Він виробляє гормон (адренокортикотропний), що стимулює діяльність кори надниркових залоз. При цьому посилюється надходження в кров та інші тканини гормонів кори надниркових залоз - кортикостероїдів. Вони стимулюють механізми, завдяки яким організм краще адаптується до нових умов (мал. 23.2).

Відомий канадський учений Ганс Гуго Бруно Сельє (1907-1982) - автор концепції стресу - виділяв три стадії розвитку стресових реакцій. Перша - реакція тривоги, під час якої мобілізуються адаптивні можливості організму. Гормони надниркових залоз підвищують артеріальний тиск, рівень глюкози в крові (як ви пригадуєте, це енергетична сполука), стимулюють утворення еритроцитів червоним кістковим мозком тощо. Далі настає стадія резистентності (опору), під час якої зазвичай підвищується стійкість і протидія несприятливим чинникам. У людини в цей час посилюється розумова діяльність та м’язова активність, виникає бажання долати несприятливі умови. Якщо дія стресових факторів слабшає або припиняється, стан організму поступово нормалізується. Якщо ж не припиняється, а ще й посилюється, організм виснажується, зміни стають необоротними. Тому цю стадію називають стадією виснаження.

Однією з передумов протистояння емоційному стресу є висока емоційно-вольова стійкість. Така властивість насамперед потрібна людям тих професій, які періодично стикаються зі стресовими ситуаціями (пілоти, моряки, рятувальники, військові тощо). Вони відчувають стресовий стан пізніше, ніж інші, і долають його швидше.

Цікаво знати

Найбільш несприятливими для формування адаптивних реакцій і здатними спричиняти розвиток різних патологій людини є стресові чинники малої інтенсивності, які діють тривалий час (протягом років). Вони поступово виснажують адаптаційні резерви організму, порушуючи нейрогуморальні механізми адаптацій.

Як зменшити негативний вплив стресових факторів? Якщо ви помітили у себе ознаки стресового стану (зниження уваги, погіршення пам’яті, проблеми із засвоєнням нового матеріалу або трудовою діяльністю, відчуття втоми, яке не проходить, сонливість, головні болі без помітних причин, постійне відчуття невдоволеності життям тощо), приділіть собі більше уваги. Чітко дотримуйтеся режиму дня: сон має бути повноцінним (не менше 8 годин на добу), відпочинок - активним (спорт, плавання, тривалі прогулянки на свіжому повітрі тощо), харчування - раціональним і збалансованим (пригадайте, що це означає), за можливості уникайте ситуацій, здатних спричинити стрес.

Мал. 23.3. Перебування у спокійному стані на природі, коли на вас не діють несприятливі чинники, є одним з найпростіших методів релаксації (1); до релаксації вдаються й тварини (2)

Опануйте методи релаксації (від лат. релаксаціо - розслаблення), які допоможуть зняти м’язове та психічне напруження, відновити, підвищити працездатність (мал. 23.3). Можна застосовувати спеціальні дихальні техніки, масаж, водні процедури тощо. За потреби зверніться за кваліфікованою допомогою до психологів або психотерапевтів.

Ключові терміни та поняття

акліматизація, дезадаптація, функціональні резерви організму, стрес, релаксація.

Перевірте здобуті знання

1. Як сучасна людина має адаптовуватися до дії біологічних і соціальних чинників? 2. Які стадії виділяють у процесі формування адаптацій людини? 3. Які структури головного мозку людини відіграють провідну роль у формуванні адаптацій? 4. Що таке дезадаптація? 5. Що таке функціональні резерви організму? Яка їхня роль у формуванні адаптацій? 6. Що таке стрес та яка його роль у пристосуванні людини до несприятливих умов?

Поміркуйте

Які методи релаксації людина може застосовувати самостійно з метою підвищення своїх адаптаційних можливостей?