Физиологические процессы в организме в условиях Крайнего Севера

Суть успешной адаптации организма к холоду в продолжение длительного времени. Роль в этом процессе центральной нервной системы. Изменение обмена веществ, системы крови. Приспособление дыхательной системы и газообмена. Состояние эндокринной системы.
Краткое сожержание материала:

1

Размещено на

ВВЕДЕНИЕ

адаптация холод организм

Под влиянием экстремальных условий Крайнего Севера в организме прибывших сюда людей формируются своеобразные морфофункциональные особенности, являющиеся реакций на эти условия. Основу приспособления организма к новым условиям составляет системный, структурный след ,который проявляется фактически во всех органах и системах организма. В результате может произойти как повышение сопротивляемости организма к действующим фактором, так и снижение его сопротивляемости к действию этих факторов.

У прибывших на Север молодых людей происходит снижение общего иммунологического фона. У них общая иммунологическая активность после полярной ночи более низкая, чем в осенний период. При этом наибольшее снижение иммунных реакций имеет место у южан и тех жителей, которые находятся на Севере менее одного года . В полярный день иммунологическая активность выше. Однако она остается значительно ниже, чем у жителей средней полосы. У детей, проживающих на Севере, имеет место снижение иммунитета и увеличение содержания в крови глобулинов . В материалах ВОЗ отмечено, что у новоселов полярных регионов возникает ощущение «полярного плена». Они испытывают состояния повышенной внушаемости. Женщины испытывают неестественный страх перед предстоящими родами. У северян формируется «полярный метаболический тип», для которого характерно увеличение энергетической роли белков и жиров при снижении роли углеводов. (Во время полярной ночи уменьшается резерв дыхания. Это указывает на снижение функциональных возможностей аппарата внешнего дыхания. Определенную роль в генезе гипоксического состояния у северян играют значительные перепады парциального давления кислорода и концентрации кислорода в воздухе. По мере увеличения полярного стажа резервные способности внешнего дыхания постепенно снижаются .

Синдром полярного напряжения характеризует специфичность приспособления к новым условиям. Это приспособление (адаптация) носит системный характер и тесно связан с комплексом экологических факторов. При этом может происходить формирование уязвимости организма человека, проживающего на Крайнем Севере. Нарушение суточной периодики организма у северян происходит в результате резкой выраженности годового хода солнечной радиации на Севере, а также вследствие сглаженности ее суточного хода . В максимуме полярного дня и полярной ночи у детей-северян наблюдается снижение толерантности к физической нагрузке .

Процесс адаптации зависит от длительности проживания человека на Севере. При этом за периодом аварийной мобилизации функций организма наступает период сложных адаптивных преобразований. В конечном итоге они сводятся к формированию новых норм адаптивного реагирования.

Показатели основного обмена у прибывших на Север увеличиваются в продолжение 24 месяцев. К исходу 36 месяцев пребывания в Заполярье обмен веществ снижается. Но при этом он все же остается выше исходного. Исследования показывают, что причиной увеличения основного обмена у новоселов Севера являются повышение функции щитовидной железы. Это подтверждают такие данные. Из 2441 обследованных увеличение щитовидной железы было обнаружено у 311 человек. Причем большинство этих людей до прибытия на Севере эндокринных расстройств не имели.

В показано, что в процессе адаптации содержание сахара в крови устанавливается на более высоком уровне. Это свидетельствует об изменении функционального состояния углеводного обмена, а также об ускорении окислительных процессов.

Адаптация -- сложный социально-биологический процесс. В период адаптации полярная ночь оказывается сильным раздражителем. Это приводит к формированию дизадаптационных неврозов. В период полярной ночи увеличивается потребность в продолжительном сне. Нередко наблюдается понижение аппетита, беспокоят боли в области сердца, проявляется раздражительность. У уроженцев юга содержание аскорбиновой кислоты в крови, экскреция ее с мочой в начале пребывания на Севере выше, чем у уроженцев северных регионов. Проведенные на Кольском Севере исследования особенностей адаптации показали, что у здоровых взрослых и детей наиболее высокий уровень аскорбиновой кислоты в плазме крови наблюдается в январе. С марта начиналось снижение, а в мае-июне этот уровень был низким. При этом внешние признаки С-витаминоза не проявлялись. Гиповитаминоз регистрировался у 32% обследованных .

Изучалась реакция организма человека на разные неблагоприятные факторы, действующие на Крайнем Севере. Это и холод, и геомагнитные возмущения, и световое голодание и другие факторы.

1. ТЕПЛООБМЕН

Суть успешной адаптации организма к холоду в продолжение длительного времени состоит в том, чтобы соответствующие физиологические механизмы в различных органах и системах обеспечивали сохранность постоянной нормальной температуры тела, а также осуществлялась жизнедеятельность организма в нормальном режиме, несмотря на пониженные температуры среды.

В неадаптированном организме это не обеспечивается. В нем теплопродукция повышается вследствие сократительного и несократительного термогенеза. Последний реализуется при распаде АТФ и освобождении энергии. Это неэффективный способ получения (освобождения) энергии. Он требует большого напряжения ферментативных процессов, а также значительных затрат специфических материалов. В адаптированном к холоду организме освобождение энергии происходит более рационально, без распада АТФ . При этом температурный гомеостаз сохраняется при более низком потреблении кислорода и при меньших энергозатратах. Собственно адаптация к экстремальным неблагоприятным условиям и состоит в экономизации физиологических систем, которые отвечают за это.

Если на организм холод действует длительное время, то приспособление организма к этим условиям происходит в результате системных изменений метаболизма, изменений структуры и функций систем организма.

В процессе адаптации к холоду происходит активация адренергической системы и щитовидной железы . Быстрое образование тепла, которое происходит при разобщении дыхания и фосфорилирования, обеспечивается интенсивным катехоламинным эффектом. В результате образуется относительный дефицит АТФ, а значит и увеличение общей мощности митохондрий, приходящихся на единицу массы ткани.

В условиях действия холода увеличивается масса щитовидной железы. Она работает в режиме гиперсекреции. Однако при этом не увеличивается концентрация в крови тироксина. Реактивность к данному гормону не растет. Это возможно потому, что в условиях действия холода потребление тироксина растет. Кругооборот тироксина при этом ускоряется . В свою очередь гиперсекреция тироксина способствует разобщению окисления и фосфорилирования.

Поэтому и возникает дефицит АТФ. Сам тироксин является гормональным индуктором. Он активирует синтез дыхательных ансамблей, а также целых митохондрий. Именно увеличение мощности митохондрий обеспечивает образование тепла и сохранение функций организма. Но это реализуется только в организме, который прошел долговременную адаптацию к условиям холода. В результате роста мощности митохондрий увеличивается масса и физиологическая эффективность всех звеньев системы, которая отвечает за транспорт к митохондриям кислорода, а также субстратов окисления.

2. НЕРВНАЯ СИСТЕМА

Основную роль в перестройке организма в направлении адаптации к экстремальным внешним условиям играет центральная нервная система. Она регулирует реакции организма, которые направлены на поддержание гомеостаза в изменившихся условиях внешней среды.

Такими условиями, в частности, являются условия полярной ночи и полярного дня. В условиях полярной ночи психическое состояние угнетается, имеет место нарушение сна.

По-видимому, это обусловлено нарушением физиологических ритмов. Полярным днем вначале происходит возбуждение, которое затем сменяется перевозбуждением и переутомлением. Для полярного дня характерно преобладание тонуса симпатического отдела вегетативной нервной системы. С наступлением полярной ночи происходит переход к реакциям парасимпатического характера.

3. ОБМЕН ВЕЩЕСТВ

Переезд на Север сопровождается изменением обмена веществ. В частности, наряду с углеводным "топливом" в организме начинает гореть преимущественно жировое "топливо". Изменяется и сам углеводный обмен, возрастает доля так называемого анаэробного гликолиза, который является наименее выгодным для организма. Чем дольше человек живет на Севере, тем ярче выражены в его организме изменения обмена веществ. Максимальные отличия от общепринятых показателей отмечаются у представителей малых народностей Севера.

Становится ясно, что анаэробные процессы энергообеспечения в организме -- это следствие повышенной внешней нагрузки. В состоянии физиологического покоя они дремлют и просыпаются лишь тогда, когда исчерпает себя аэробный способ получения энергии.

Изменение структуры метаболизма (обмена) у северян не что иное, как следствие внешних дополнительных нагрузок, которыми щедро одаривает организм северянина полярный климат. Бескислородные процессы энергообеспечения (анаэробный гликолиз) наименее выгодны для организма. Во-первых в случае анаэробного гликолиза меньше продуцируется энергия, значит больше и лучшего качества надо "топливо" (высококачественное питание). Во-вторых, при недостатке кислорода не все это топливо сгорает до конца и в организме остается много недоокисленных продуктов -- "шлаков", и таким образом организм "зашлаковывается". Это так сказать энергетическая сторона дела. А вообще говоря, почему "внешние" (климати...