ОСНОВИ МЕДИЧНОЇ БІОЛОГІЇ - 2012

Біосфера як система, що забезпечує існування людини. Основи загальної екології й екології людини

Біосфера (грец. bios - життя, sphere - куля) - частина оболонок Землі (атмосфера, гідросфера, літосфера), яка населена живими істотами і активно перетворюється ними. Термін "біосфера" ввів австрійський геолог Е. Зюсс. Учення про біосферу розробив академік В.І. Вернадський (1863-1945). До складу біосфери входять: 1) жива речовина, яка утворена сукупністю організмів; 2) біогенна речовина, яка створюється і перетворюється в процесі життєдіяльності організмів (гази атмосфери, кам'яне вугілля, нафта, сланці, вапняки та ін.): 3) косна речовина, яка утворюється без участі живих організмів (продукти тектонічної діяльності, метеорити); 4) біокосна речовина, яка являє собою спільний продукт життєдіяльності організмів і абіогенних процесів (ґрунт).

Межі біосфери визначаються областю поширення організмів в геооболонках Землі - атмосфері, гідросфері і літосфері. Верхня межа біосфери проходить приблизно на висоті 20 км. Лімітуючим фактором розселення в атмосфері є наростаюча з висотою інтенсивність ультрафіолетової радіації. Практично все живе, яке проникає вище озонового шару атмосфери, гине. У гідросферу біосфера проникає на всю глибину Світового океану, що підтверджується виявленням живих організмів і органічних покладів до глибини 10-11 км. У літосфері живі організми виявлені до глибини приблизно 7,5 км.

Сукупність всіх живих організмів на Землі називають живою речовиною (за термінологією В.І. Вернадського). Жива речовина за біомасою складає лише близько 0,01 % маси земної кори, але відіграє провідну роль у біогеохімічних процесах. Кисень, яким ми дихаємо, озоновий екран, який захищає нас від згубної дії космічного опромінення, створюються живими організмами; організмами створюються і запаси необхідної зеленим рослинам вуглекислоти в атмосфері. У результаті фотосинтезу щорічно утворюється 115x109 т сухої органічної речовини і 123x109т кисню. У процесі фотосинтезу залучається також протягом року 6x109т азоту, 2x109 т фосфору та інші елементи. Наведені цифри показують, що жива речовина виконує величезну геохімічну роботу, сприяючи перетворенню атмосфери, гідросфери і літосфери в геологічному масштабі часу.

Крім присутності живих організмів, інша найважливіша риса біосфери - наявність біотичних кругообігів (біогеохімічних циклів) хімічних елементів, у першу чергу тих, яких називають біогенними. Завдяки обміну речовин і енергії, розмноженню і широкому розселенню живі організми зумовлюють біогенну міграцію атомів. За час існування біосфери атоми більшості елементів багаторазово пройшли через тіла живих організмів. Діяльність організмів визначає склад атмосфери, склад і структуру ґрунтів, склад багатьох речовин у гідросфері. Глобальний біотичний кругообігздійснюється за участю всіх організмів, які населяють планету. Він заключається в циркуляції речовин між ґрунтом, атмосферою, гідросферою і живими організмами. Використовуючи неорганічні речовини, зелені рослини за рахунок енергії Сонця створюють органічну речовину, якою живляться гетеротрофи-споживачі. Інші гетеротрофні організми руйнують органічну речовину мертвих тіл, перетворюючи її в мінеральні речовини, які використовують рослини для нових органічних синтезів. Отже, головна функція біосфери - здійснення кругообігу речовин і енергії.

Еволюція людини, становлення людського суспільства відбувалося в тісному зв'язку з навколишнім середовищем. Людина - частина біосфери і відділити її від біосфери неможливо. Проте вона являє собою новий, особливий, фактор. Людина внесла в біосферу розум, працю, науку. Вона стала геологічною силою, яка активно перетворює біосферу. Людина усвідомила це, головним чином тоді, коли стали відчутними не лише позитивні, але і від'ємні результати її діяльності щодо біосфери.

Новий стан біосфери, який полягає в розумному регулюванню взаємовідносин між людиною і природою, називають ноосферою (грец. no-розум). Термін "ноосфера" вперше в 1927 р запропонували французькі філософи Е. Леруа і П.Т. де Шарденон. Учення про ноосферу створив В.І. Вернадський. У процесі становлення ноосфери В.І. Вернадський надавав великого значення науці. Впровадити наукові ідеї про біосферу і ноосферу в свідомість студентів - одне з важливих завдань медичної біології як навчальної дисципліни.

Людство як активна геологічна сила

Виникнення людського суспільства сприяло появі нового - найважливішого - антропогенного чинника, пов’язаного з присутністю людини та її трудовою діяльністю. Спочатку вплив людини на навколишнє середовище не відрізнявся від впливу інших організмів. Засоби існування із природи, які використовувала людина, відновлювалися природним шляхом, а продукти життєдіяльності надходили в загальний кругообіг речовин. Біосферний гомеостаз не порушувався. З часом ріст чисельності населення і все зростаюче використання природних ресурсів людським суспільством вилились у значний екологічний чинник, який порушив попередню рівновагу в біосфері.

На сучасному етапі існування нашої планети найбільші перетворення в біосфері здійснюються саме людиною, її діяльність відбивається на кліматі, рельєфі місцевості, складі атмосфери, видовому і кількісному складі фауни і флори. Використання атомної енергії, випробування атомної зброї призвели до нагромадження радіоактивних речовин в атмосфері, ґрунті і воді. Величезної шкоди екології завдала аварія на Чорнобильській атомній електростанції. Важкі наслідки цієї катастрофи до цього часу не з'ясовані і віддалені результати передбачити неможливо.

Добуваючи з надр руду і спалюючи вугілля, нафту, гази, виплавляючи метали, створюючи синтетичні речовини, яких не існувало в природі, людина значно підсилює біогенну міграцію елементів. За час існування людства загальна маса живих організмів скоротилася, а за останні 300 років біомаса планети зменшилася приблизно на чверть.

Із всесвітньої історії відомо, що людина далеко не завжди, на жаль, розумно використовувала та й тепер використовує природні багатства нашої планети.

Природні ресурси діляться на відновлювальні і не відновлювальні. До не відновлювальних відносяться корисні копалини, запаси яких обмежені. Відновлювальні багатства пов'язані з життєдіяльністю організмів. Але при нераціональному використанні і вони виснажуються, що може викликати непоправні зміни в біосфері. У результаті нераціональної діяльності людини тільки протягом останніх віків винищено багато видів тварин і рослин. Недостатньо очищені промислові відходи, при спусканні їх у водойми, знищують живі істоти. Вирубка лісів без урахування їх відтворення призводить до зниження рівня води в річках і ерозії ґрунтів. Зменшення площі лісів, ріст міст, доріг та інших територій з покриттям, яке перешкоджає проникненню води у ґрунт, призводить до збіднення ґрунту водою. Водночас потреба у воді збільшується. Перед людством стала проблема забезпечення прісною водою.

Виникає проблема і з кількістю кисню в атмосфері. Атмосферне повітря відноситься до категорії відновлювальних ресурсів, але інтенсивний розвиток промисловості, зменшення рослинного покриву Землі в останнє десятиріччя підсилюють негативний антропогенний вплив на атмосферу. Наприкінці XIX ст., тобто до початку бурхливого промислового розвитку, вміст вуглекислого газу становив 0,029%, а зараз у середньому - 0,033%. Підвищення концентрації СО2 в атмосфері може призвести до досить небезпечних наслідків: створення «парникового» ефекту, потепління клімату на планеті, танення льодів у полярних зонах. Якщо ця тенденція збережеться, то на кінець першої чверті XXI ст. рівень світового океану, за розрахунками спеціалістів, підніметься на 1-1,5 м, що призведе до затоплення значної частини суші і може стати катастрофою для багатьох держав.

Баланс кисню і вуглекислого газу регулюється в основному рослинністю лісів і океанів. Проте необхідно зазначити, що в багатьох регіонах виділяється менше кисню, ніж використовується. Наприклад, сучасний пасажирський літак при польоті за 8-10 год. забирає з атмосфери 50 т кисню, за кожні 1000 км автомобіль поглинає річний раціон кисню для людини. Щорічно вміст кисню в атмосфері зменшується. Якщо врахувати, що з розвитком промисловості і зростанням населення підвищується використання кисню, то через 160-170 років його процентний вміст може досягти критичного рівня.

Протягом останніх трьох десятирічь збільшувалося використання палива і, отже, зростала кількість викидів відпрацьованих речовин у атмосферу (двоокису сірки, окисів азоту, вуглецю, попелу). У процесі переміщення в атмосфері викиди сірки й азоту, а також вуглеводнів перетворюються на сірчану й азотну кислоти, які випадають на землю іноді за сотні і тисячі кілометрів від місця їх викидання з дощем, росою, снігом, інеєм.

За останні роки у верхніх шарах атмосфери відбулося виснаження озонового шару, який захищав все живе від згубної сонячної радіації. Особливо руйнівну дію на озоновий екран виявляють вільні молекули і сполуки хлору і фтору, які використовуються у промисловості та в побуті (наприклад, хлорфторвуглець).

Зміна складу атмосфери має великі соціально-економічні наслідки, завдаючи шкоди рослинному і тваринному світу планети і здоров'ю людей. Починаючи з 70-х років багато розвинених країн вживають заходів щодо покращання якості повітря в індустріальних районах, проте ця проблема глобальна і може бути розв'язана тільки за активної участі всього людства. Боротьба із забрудненням атмосферного повітря хоч і вимагає значних економічних зусиль, але ці заходи знаходяться в межах можливого і рентабельні в порівнянні із сумою завданих збитків.

Сьогодні перед людством постає питання про можливість екологічної кризи, тобто такого стану навколишнього середовища, коли через зміни, які в ньому відбулися, воно може стати непридатним для життя. Діяльність людини призводить як до позитивних, так і негативних змін у біосфері. До позитивних необхідно віднести створення нових високопродуктивних сортів культурних рослин, порід тварин, штамів мікроорганізмів, штучне розведення риби в морях і Світовому океані, створення культурних біогеоценозів тощо. До негативних наслідків призводять: нерегульовані лісорозробки, масове збирання дикорослих рослин, забруднення вод, атмосфери і ґрунту промисловими, сільськогосподарськими і побутовими відходами, нераціональний обробіток землі, що призводить до ерозії тощо. Звичайно, негативні впливи на біосферу необхідно обмежувати.

Тут варто зазначити, що коли В.І. Вернадський говорив про перехід до ноосфери, він мав на увазі планове, науково обґрунтоване використання природних ресурсів, яке передбачало відновлення в кругообігу речовин того, що людина руйнує.

Дослідження повітря, води, ґрунту дозволили виділити відносно екологічно комфортні території, тобто умовно чисті, з невеликим перевищенням нормативів забруднення та екологічно дискомфортні території. В останній групі виділяють: а) райони надзвичайного забруднення із збільшеним ризиком для здоров'я людей; б) райони екологічної біди. До районів екологічної біди відноситься близько 15% усієї території України: 30-кілометрова зона навколо Чорнобиля і прилеглі області, в тому числі частина Херсонської області і північна частина Криму. До групи надзвичайно забруднених регіонів відносяться Донецька область, південь Луганської і Дніпропетровської областей, Чернівецька, частина Миколаївської, Запорізької і схід Криму. За даними Міністерства охорони здоров'я України, на сьогодні в країні на радіаційно забрудненій території проживає близько 1 млн. людей, у тому числі 250 000 дітей.

У результаті безгосподарності на Україні фактично знищено багато малих річок. Очисними спорудами обладнано лише 50% джерел викидання. У водойми і водозливи республіки щорічно викидається близько 19 куб. км стічних вод, причому 41% - без очистки. Близько 50% річного стоку Дніпра використовується промисловими підприємствами. Недостатня очистка води різко погіршує її якість і може згодом призвести до втрати Дніпра як джерела питної води для 30 млн. населення. За останні 40 років вміст солей у водах Дніпра збільшився в 1,5 рази, у Дністрі і Південному Бузі - у 2 рази.

На сьогодні в Україні залишилось тільки 4% лісів, які можна віднести до природних, в яких збереглася біоценотична різноманітність флори і фауни.

Стан флори тісно пов'язаний із різноманітністю фауни. Із 270 видів птахів, які гніздувалися в Україні, за останні 40 років фактично зникло 8 видів, на межі зникнення ще 25 видів.

Несприятливі екологічні обставини загрожують здоров’ю людини. Рівень злоякісних новоутворень щорічно зростає на 1,8%. Змінилася і структура онкозахворювань. Переважають рак щитоподібної залози, порожнини рота, прямої кишки, лімфатичної та кровотворної систем, рак органів дихання, передміхурової залози в чоловіків та статевих залоз у жінок. У дітей - новоутворення лімфатичної системи і кровотворної тканини, нервової та сечовидільної систем. У чоловіків - пухлини трахеї, бронхів, легень, травного тракту. У жінок - рак молочних залоз та статевих органів.

Особливо небезпечне погіршення стану здоров’я дітей. Падає опір їх організму до різних інфекційних хвороб, зростає питома вага дітей із поганим фізичним розвитком, прогресують хвороби, зумовлені генетичними порушеннями, уроджені вади розвитку.

Захист біосфери в міжнародних і національних програмах

Ріст народонаселення і ще в більшій мірі технічний прогрес заставляють вчених задуматися над наслідками неконтрольованого використання природних багатств і систематичного забруднення планети шкідливими для організмів речовинами. За прогнозами вчених, екологічна ситуація, яка складається на Землі, дійсно приховує в собі небезпеку серйозних і, можливо, незворотних порушень біосфери, якщо людина в своїй діяльності не буде враховувати закономірності розвитку природи. Щоб уникнути екологічної кризи, необхідно об'єднати зусилля всіх країн у справі захисту біосфери. У 1964 р. була створена спеціальна організація - Міжнародна біологічна програма (МБП) терміном на 8 років. Завдання МБП - визначити біологічну продуктивність природних і створених людиною наземних і водних рослинних і тваринних угруповань. Після завершення МБП Міжнародний союз біологічних наук, як її продовження, розробив нову програму "Біосфера і людина" (англ. "Man and Biosphere" - скорочено МАВ). Завдання МАВ - поєднати зусилля природодослідників, соціологів та інших спеціалістів для оцінки наслідків діяльності людини щодо природних і створених нею екологічних систем. Кінцева мета МАВ - прогнозування наслідків теперішніх методів господарювання людини для майбутнього, розробка рекомендацій з раціонального використання і збереження ресурсів біосфери.

Питання стану навколишнього середовища та його покращання знаходяться під контролем спеціалізованих установ ООН: ЮНЕСКО, Продовольчої і сільськогосподарської організації (ФАО), Всесвітньої організації охорони здоров'я (ВООЗ), Міжнародної організації з радіологічного захисту (МАГАТЕ). За ініціативою ООН в 1972 р. встановлений Всесвітній день охорони довкілля - 5 червня. Найважливіші міжнародні угоди з питань охорони навколишнього середовища — "Конвенція про запобігання забруднення моря скидами відходів та інших матеріалів" (1975), «Конвенція про оперативне сповіщання у випадку ядерної аварії» (1986), "Конвенція ООН про біологічне різноманіття" (1992).

Питання охорони навколишнього середовища і раціонального використання природних ресурсів регулюються законодавчими документами. В Україні це: Конституція України (1997), "Закон України про охорону навколишнього природного середовища" (1991), "Закон України про охорону атмосферного повітря" (1992), "Закон України про тваринний світ" (1993), "Кодекс України про надри", "Водний кодекс України", "Лісовий кодекс України". Як член ООН, Україна є суверенною стороною багатьох міжнародних угод з питань захисту біосфери і активно працює з іншими країнами над врятуванням нашого рідного дому - планети Земля.

Екологія, екологія людини: предмет, завдання, методи

Екологія (грец. ОІКОБ - житло, logos - наука) - біологічна наука, яка вивчає взаємозв'язки організмів та їхніх угруповань між собою та середовищем. Їх вивчення і складає предмет екології. Термін "екологія" вперше в 1866 р. запропонував німецький учений-дарвініст Е. Геккель (1834-1919). До основних методів екології відносять: польові спостереження, експерименти в природних умовах, моделювання процесів і ситуацій, які зустрічаються в популяціях і біогеоценозах, за допомогою математичних методів.

Екологія людини - наука, яка вивчає взаємозв'язки людей з навколишнім середовищем. Термін "екологія людини" запропонували в 1921 р. Р. Парк і Е. Бюргес. Предмет вивчення екології - взаємозв'язки людини з навколишнім середовищем на рівні організму і популяцій. Взаємозв'язки людського суспільства з навколишнім середовищем вивчає соціекологія.

Збільшення чисельності населення, бурхливий розвиток виробництва, призвели до забруднення природного середовища, спустошення ландшафту, знищення багатьох видів рослин і тварин, збіднення генофонду. У зв'язку з цим виникла проблема надзвичайного значення - охорона природи і здоров'я населення, раціональне використання природних ресурсів. Розв'язати цю проблему можна на основі вивчення структури і функціонування популяцій, біогеоценозів і біосфери в цілому, оскільки біологічний вид Людина розумна (Homo sapiens) існує в формі популяцій, і людські популяції входять до складу біогеоценозів і біосфери. Ці питання досліджує екологія. Усвідомлення людиною необхідності розв'язання екологічних проблем, які мають величезне значення для кожного жителя планети, привернуло увагу до екології, крім біологів, також спеціалістів з різних галузей науки, широкої громадськості. Особливо підвищився інтерес до екології серед молоді. У цих умовах актуальним є екологізація навчального процесу. Його метою є виховання в майбутніх лікарів екологічного мислення — глибокого розуміння нерозривної єдності людини і природи, залежності благополуччя людей від стану навколишнього середовища. У системі підготовки лікаря роль екології зростає, що пояснюється тісним зв'язком екології з сучасними проблемами медицини.

Середовище як екологічне поняття

Середовище - обов'язковий компонент усіх живих систем. Організм і середовище знаходяться в тісній взаємодії і функціонують як єдине ціле. Поза середовищем організм не існує. Середовищемназивають сукупність усіх зовнішніх елементів, які діють на живий організм у місці його існування. Види середовищ - наземно-повітряне, водне, ґрунт, а також живі організми як особливе середовище існування. Елементи середовища, що здійснюють певний вплив на організми, називаються екологічними факторами. Розрізняють абіотичні, біотичні і антропічні екологічні фактори. Абіотичні - це фактори неживої природи (вологість, тепло, світло, ґрунт, рельєф), біотичні - фактори живої природи, антропічні (антропогенні) - вплив людини. На організм одночасно діє багато факторів, але лише деякі з них є життєво важливими. Такі фактори називаються обмежувальними, їх відсутність або наявність нижче або вище критичних рівнів унеможливлює існування організму. Кожний екологічний фактор характеризується інтенсивністю дії. Інтенсивність фактора, найбільш сприятлива для життєдіяльності, називається оптимумом. Значення інтенсивності дії екологічного фактора, за якими існування організму неможливе, називають нижньою і верхнею межами витривалості (критичні точки мінімуму і максимуму). Діапазон пристосованості виду до умов середовища називають екологічною валентністю. Види з великою екологічною валентністю здатні витримувати значні коливання зовнішніх умов, з малою існують лише у вузьких їх межах. Перших називають евритопними (грец. eurus - широкий), інших - стенотопними (грец. stenos - вузький). Один і той же вид до одних факторів може бути евритопним, до інших - стенотопним.

Екологія людини стосується багатьох аспектів сучасної медицини: адаптації людини до несприятливих або екстремальних умов, характеристики норми і патології, профілактики захворювань, наукової організації систем жтттєзабезпечення популяцій людей. Інтеграція багатьох медико-біологічних дисциплін призвела до розвитку екологічної медицини.

Формування останніми роками нової інтегративної науки - екологічної генетики, в основі якої лежить взаємозв’язок генотипу і середовища, і яка займається вивченням спадкових відмінностей у реакціях людей на певні чинники середовища, дозволило виділити три типи середовища існування людини:

1. Здорове або комфортне середовище - комплекс чинників, що забезпечують умови життя в оптимальних поєднаннях і гармонійному взаємозв’язку людини з довкіллям. Людина процвітає.

2. Нездорове або дискомфортне середовище. Характеризується тим, що відбувається випадання окремих чинників життєзабезпечення, порушується гармонія взаємозв’язку людини з природою. З’являються чинники, які впливають на організм негативно (іонізуюча радіація, хімічні агенти, біологічні чинники). Організм людини в даних умовах має тенденцію до захворювань.

3. Екстремальне середовище. Особливістю даного середовища є те, що специфічні носії життєзабезпечення спотворені. Діють надзвичайні чинники. Розвиваються хвороби дезадаптації.

Процес адаптації організму залежить від умов існування. Розрізняють адекватні та неадекватні умови. Адекватні умови характеризуються повною відповідністю умов середовища спадковим конституційним властивостям організму в даний конкретний момент існування. Неадекватні умови - немає відповідності умов середовища щодо спадкових конституційних властивостей організму на конкретному етапі існування організму людини.

Соціальні та біологічні аспекти адаптації населення до умов існування

Адаптаціями називають пристосування організмів до конкретних умов середовища: вони забезпечують виживання і розмноження організмів у цих умовах. Під адаптаціями розуміють також процес вироблення пристосованості до конкретних умов середовища. Адаптації до певних умов середовища розвиваються на основі спадкової програми під контролем природного добору і завжди мають відносний характер. Усі організми мають адаптивні можливості змінюватися в межах норми реакції, зберігаючи при цьому свій гомеостаз.

Доісторична людина перший час продовжувала пристосовуватися до зовнішніх умов шляхом зміни своїх морфофізіологічних функцій. У подальшому на зміну біологічній адаптації прийшла соціальна адаптація, основу якої складає праця. Соціальна адаптація - це активне відношення людини до середовища свого існування. Якщо тварина пристосовує свій організм до середовища, то людина за допомогою праці пристосовує середовище до свого існування. При цьому рівень і діапазон адаптації визначається рівнем розвитку виробництва.

Середовище людини включає природний і соціальний компоненти, або природне і штучне середовища. Елементи природного і штучного середовищ переплітаються і взаємодіють. Комплекс цих елементів має свої особливості в різних природно-географічних і економічних регіонах планети. За інтегральний критерій якості середовища щодо придатності для існування людини, згідно з Уставом Всесвітньої організації охорони здоров'я (1968), прийнятий стан здоров'я населення. Здоров'я визначають як стан повного фізичного, духовного і соціального благополуччя, а не тільки відсутність хвороб і фізичних дефектів.

У середовищі людини переважають елементи штучного середовища. Завдяки створенню навколо себе штучного середовища людина, на відміну від інших видів, які мають лише певний ареал, змогла розселитися по всій планеті. Природне середовище входить до складу середовища людини в менш чи більш олюдненому вигляді, пристосованому до потреб людини. Практично все середовище, в якому існують популяції людей, являє собою штучні, створені людиною, екосистеми. їх називають антропогенними екосистемами, або антропобіогеоценозами. Найважливіші антропогенні екосистеми - міста, сільські поселення, транспортні комунікації.

Фактори природного і штучного середовищ постійно впливають на людину. Адаптації створюються до факторів як природного, так і штучного середовища, тому вони завдяки біосоціальній природі людини носять як біологічний, так і соціальний характер. У даний час переважне значення для освоєння людиною нових середовищ існування і створення кращих умов в уже існуючих мають соціальні механізми адаптації, які забезпечуються санітарно-гігієнічними заходами — будівництво житла та інших приміщень, конструювання відповідного одягу, організація харчування і водопостачання, раціональний режим праці і відпочинку. Оскільки людина має соціальну сутність і являє собою індивідуальність, соціальні адаптації доповнюються психологічними адаптаціями. Індивідуальні і популяційні адаптації людини забезпечують поряд з виживанням і відтворенням потомства виконання соціальних функцій, з них головна – суспільно корисна і високопродуктивна праця.

Адаптація - сукупність фізіологічних реакцій, які лежать в основі пристосування організму до змін умов навколишнього середовища і направлені на збереження відносної сталості його внутрішнього середовища - гомеостазу. Процес адаптації включає важливі біологічні механізми: анатомо-фізіологічні, біохімічні і поведінкові реакції за дії мінливих чинників середовища.

Розрізняють короткочасні і довготривалі адаптації. Прикладом короткочасної адаптації є прискорення серцевого ритму і збільшення частоти дихальних рухів при певному короткочасному фізичному навантаженні. При тривалому фізичному навантаженні розвивається гіпертрофія міокарда, що є прикладом довготривалої адаптації.

Стратегія адаптативної поведінки людей може суттєво відрізнятися. Відповідно розрізняють наступні функціональні типи конституційного реагування:

1. “Спринтер” - характерними є сильні фізіологічні реакції, але короткочасні. Мобілізаційний резерв невеликий. Такі люди не пристосовані до тривалих фізичних навантажень.

2. “Стайєр” - організм здатний витримувати стабільні тривалі і монотонні фізичні навантаження. Процеси навантаження організм переносить стійко.

3. “Мікст” - проміжний тип конституційного реагування з оптимальним адаптативним способом реагування.

Адаптивні екотипи людей

У результаті дії природних факторів, які відрізняються в різних районах планети, протягом історії становлення людства сформувалися певні адаптивні типи людей, які існують і нині. Адаптивний тип - комплекс ознак (морфофункціональних, біохімічних, імунологічних), які забезпечують оптимальну біологічну пристосованість людини до певного фізичного середовища. Наявність різних адаптивних типів свідчить про значну екологічну мінливість людини, яка, як вважають, була однією з передумов всесвітнього розселення людей. Адаптивні типи людей формувалися незалежно від раси в зв'язку з конкретними екологічними завданнями на основі відповідного генофонду. Процес полягав в утворенні популяцій, генофонди яких відповідали місцевим умовам краще, ніж генофонд виду в цілому. Розрізняють наступні адаптивні типи людей - арктичний, тропічний, адаптивний тип помірного поясу, адаптивний тип пустелі, високогірський.

Арктичний адаптивний тип сформувався як пристосування до вологого, холодного клімату і кисневої недостатності. Йому властиві відносно сильний розвиток кістково- мускульного компонента тіла, великі розміри грудної клітки, високий рівень гемоглобіну, відносно великий простір, який займає кістковий мозок, підвищений вміст мінеральних речовин у кістках, високий вміст у крові білків, холестерину, підвищена здатність окислювати жири. Аборигени Арктики мають більшу масу, ніж жителі півдня. Більша маса сприяє кращому збереженню тепла, таку саму роль відіграє і шар підшкірного жиру. У пропорціях тіла спостерігається зменшення довжини ніг у порівнянні з довжиною рук. У цілому арктичний тип характеризується підвищеним енергетичним обміном, якому властива стабільність показників в умовах переохолодження. Існують і особливості механізмів терморегуляції. Так, при однаковому ступені охолодження в канадських індійців різко падає температура шкіри, але рівень обміну речовин змінюється незначно, а в прибулому білому населенні спостерігається менша ступінь зниження шкірної температури, але з'являється сильне дрижання, тобто інтенсифікується обмін.

Тропічний адаптивний тип. У субтропічній і тропічній областях спостерігається виключно широка мінливість груп населення. Тут проживають як найнизькорослі, так і найвисокорослі популяції. Тим не менше, екологічні фактори, особливо кліматичний, сприяли виробленню певних ознак тропічного адаптивного типу. У негроїдів - видовжена форма тіла, знижена маса м'язів, відносне зменшення маси тіла при збільшенні довжини кінцівок, зменшення окружності грудної клітки, більш інтенсивне потовиділення за рахунок підвищеної кількості потових залоз на 1 см2 шкіри, низькі показники основного обміну і синтезу жирів, знижена концентрація холестерину.

Адаптивний тип помірного поясу за соматичними показниками займає проміжне становище між корінними жителями арктичного і тропічного регіонів.

Адаптивний тип пустель. За даними ЮНЕСКО, пустелі складають близько однієї п'ятої площі всіх континентів. До екологічних факторів, під впливом яких сформувався адаптивний екотип людей пустель належать: велика інтенсивність сонячної радіації (температура в тіні досягає +50 °С), невелика кількість опадів, сухість повітря. За умов, коли організм одержує велику кількість тепла, основне фізіологічне завдання - підвищення тепловіддачі для збереження гомеостазу. Це завдання розв'язується шляхом випаровування води. Кожний грам рідини, що випарувався, виносить 2,43 кДж (0,58 ккал) тепла. Аборигени Центральної Африки, Південної Індії, інших районів з жарким і сухим кліматом відрізняються довгими худорлявими кінцівками, невеликою масою тіла, які мають більшу поверхню по відношенню до об'єму, а чим більша поверхня, тим більша тепловіддача. Для компенсації втрат води, які зумовлені посиленим потовиділенням, виникає необхідність у збільшенні кількості води, що випивається. Місцеве населення більше адаптоване до цих умов. Воно споживає менше води, ніж люди, які приїхали з помірного поясу. За умов високих температур потреба в білках і жирах зменшується, тому що ця їжа має високу енергетичну цінність і, крім цього, посилює спрагу. Харчування з переважним вмістом вуглеводів збільшує витривалість організму.

Гірський адаптивний тип. Умови високогір'я для людини в багатьох відношеннях є екстремальними. Вони характеризуються низьким атмосферним тиском, зниженим парціальним тиском кисню, холодом, відносною одноманітністю їжі. Основним екологічним фактором, під впливом якого сформувався цей екотип людини, була, як вважають, гіпоксія. У жителів високогір'я незалежно від кліматичної зони, расової та етнічної належності, спостерігаються наступні ознаки - підвищений рівень основного обміну, відносне подовження довгих трубчастих кісток скелета, широка грудна клітка, підвищення кисневої ємкості крові за рахунок збільшення кількості еритроцитів, вмісту гемоглобіна і відносної легкості його переходу в оксигемоглобін.

Адаптації людей до екстремальних умов, поняття про стрес

Основу адаптації людини до умов існування складають соціальні адаптації. Проте важлива роль належить і біологічним адаптаціям, які залежать від стану захисних механізмів. Вони особливо проявляються в екстремальних умовах, як природних (Арктика, високогір'я), так і штучних, наприклад, у великих містах із забрудненим повітрям, шумом, вібрацією, великою щільністю населення. Так, люди, які прибули на роботу в Заполяр'я із помірного поясу, тривалий час відчувають хворобливі стани, які посилюються, наприклад, при зміні полярних дня і ночі. Вони проявляються в підвищенні артеріального тиску, прискоренні пульса, а потім артеріальний тиск знижується, іноді до 70/30 мм рт. ст. Ці явища ведуть до зниження працездатності. Через певний час в одних людей функціональні показники нормалізуються, в інших лишаються зміненими, але працездатність і самопочуття відновлюються, тобто відбувається акліматизація людей до нових умов. Критерієм акліматизації людини слугує відновлення високого рівня її працездатності.

Адаптація людей до екстремальних умов може набувати форми стресу. Широко відома теорія канадського вченого Ганса Сельє про стрес. Стрес - комплекс адаптивних реакцій організму, спрямованих на подолання шкідливої дії екстремальних чинників і підвищення на деякий час його неспецифічної стійкості. Фактори, які викликають стрес, можуть бути різними: м'язове і нервове перенапруження, емоціональне збудження, травма, інфекція, різка зміна умов середовища. Кожний з цих факторів викликає специфічну реакцію, а крім цього, неспецифічну стереотипну відповідь у формі стресу. Загальний стрес має три стадії розвитку: 1) стадія тривоги, при якій відбувається мобілізація сил організму; 2) стадія підвищення резистентності і 3) стадія виснаження захисних сил організму.

У першій стадії - стадії тривоги - відбувається подразнення рецепторів, збуджується симпатико-адреналова система, підсилюється виділення адреналіну мозковою речовиною наднирників. Це відразу викликає сильний вплив на організм: підвищується рівень цукру в крові, посилюється скорочення серця, зростає артеріальний тиск. Все це підвищує активність рухових реакцій, зокрема інтенсивну діяльність. У другій стадії - стадії підвищення резистентності - адреналін, діючи через гіпоталамус, стимулює вироблення спеціальними клітинами нейрогормону (ліберину). Цей нейрогормон впливає на передню долю гіпофізу, яка виділяє адренокортикотропний гормон (АКТГ) і посилює продукцію гормонів кори наднирників, які підвищують стійкість організму до дії стресорних подразників: активуються обмінні процеси, мобілізується жир з жирових депо, у крові зростає вміст амінокислот і глюкози. Третя стадія - виснаження - настає при дії інтенсивного подразника чи тривалій дії слабкого подразника, а також при недостатній дії адаптаційних механізмів захисту; при цьому напруження настільки високе, що, не дивлячись на гіпертрофію, кора наднирників не в стані дати необхідну кількість гормону і стрес набуває патогенного характеру, тобто відбувається зрив гомеостазу.

Старіння за Сельє - це результат усіх стресів, що зазнає організм протягом життя.

Внаслідок стресу розвиваються хвороби дезадаптації. Основна причина їх полягає в неправильному співвідношенні гормонів або в зміні реактивності організму, що зумовлено наявністю попередніх захворювань. У людини з’являються психоемоційні зрушення, невротизація, психози та ін. Обов’язковою умовою за даної ситуації є повний фізичний та емоційний спокій на фоні медикаментозної терапії.

Екологічна ситуація в Україні

Екологічна ситуація в світі з кожним роком ускладнюється. Це стосується й України. Промислові джерела щорічно викидають в атмосферу понад 10 млн. т токсичних хімічних сполук, скидають у водойми 2,5 млрд. м забруднених стічних вод. У 43 містах, де проживає 30 % населення країни, рівень забруднення повітряного басейну значно перевищує граничні концентрації. Щорічно в ґрунти України вноситься 170 тис т пестицидів, 150 тис т мінеральних добрив. З ними в ґрунт надходить 1800 т свинцю, 400 т кадмію, 2200 т цинку, 200 т міді. Занепокоєння викликає і забруднення водойм. Багато хімічних забруднювачів мають канцерогенні і мутагенні властивості. Стан здоров'я населення погіршився. Екологічна ситуація особливо загострилася в зв'язку з аварією на Чорнобильській атомній електростанції (ЧАЕС), яка сталася в 1986 р. Аварія серйозно відбилася на здоров'ї населення. Відчуття шоку, страху поширилося по всьому світі. В Україні під вплив наслідків аварії на ЧАЕС потрапило 3 млн. 427 тис. осіб, у тому числі 1 млн. 260 тис. дітей. Більше як 36 тис. га території України забруднено радіонуклідами з щільністю за цезієм - 137 понад 1 кюрі на км2. Основними захворюваннями, які визнаються як такі, що пов'язані із наслідками аварії на ЧАЕС, переважно є онкологічні захворювання, а також захворювання кровоносної і нервової систем. Смертність населення, потерпілого від аварії на ЧАЕС, збільшилася в 3 рази, захворюваність - у 6 разів.

Пошук лікарських засобів з метою медикаментозної корекції негативного впливу факторів довкілля на організм людини - одне із завдань екологічної фармації. Необхідною умовою збереження здоров'я населення є екологічне нормування - забезпечення екологічної безпеки, спрямованої на створення екологічно чистої їжі, екологічно чистої питної води, екологічно чистого середовища.

Загальнодержавна програма збереження біорізноманіття України на 2007 - 2025 роки

• уникнути безповоротної втрати частини гено-, демо-, цено- та екофонду, забезпечити підтримання екорівноваги на території України;

• впровадити в практику господарювання елементи екологічно безпечного, збалансованого використання природних ресурсів;

• оптимізувати природно - ресурсний потенціал, насамперед рекреаційний, туристичний та біоресурсний, особливо в Карпатах, Криму та Поліссі, переорієнтувати відповідні сектори економіки на екологічно спрямоване та економічно більш вигідне в перспективі господарювання;

• поліпшити інфраструктуру регіонів та збалансувати їх соціально-економічний розвиток, зменшити рівень безробіття та соціальної напруги;

• поліпшити стан здоров'я населення;

• удосконалити економічний механізм та концептуальні підходи до збереження біорізноманіття, поліпшити стан фінансування заходів щодо збереження біорізноманіття;

• поліпшити просторові та якісні показники біорізноманіття, що сприятиме позитивним змінам у стані довкілля на локальному та регіональному рівні (клімат, якість водних ресурсів, обводнення, зокрема малих річок);

• сформувати цілісну екомережу, що сприятиме, зокрема, відтворенню біогеохімічного кругообігу, розширенню меж поширення дикорослих рослин і тварин, підвищенню ймовірності виживання нечисленних популяцій тварин та угруповань рослин;

• зменшити загрозу спустелювання, дегуміфікації та деградації земель;

• покращити систему екологічного виховання, освіти та інформування населення;

• враховувати ризики, зумовлені появою живих змінених організмів, під час застосування біотехнологій;

• відтворити деградовані екосистеми та сприяти збереженню видів тварин, які перебувають під загрозою зникнення;

• запобігати інтродукції чужорідних видів, які можуть негативно вплинути на місцеві види, екосистеми або здоров'я населення;

• систематизувати нормативно-правові документи і гармонізувати їх з міжнародно- правовими актами;

• скоординувати діяльність органів виконавчої влади, органів місцевого самоврядування, суб'єктів господарювання та громадських організацій щодо збереження біорізноманіття;

• активізувати міжнародну співпрацю щодо збереження біорізноманіття, забезпечити виконання зобов'язань України в цій сфері.