Научные основы экологии, разделы общей (фундаментальной) и частной экологии. Понятие экологической медицины и её место в системе экологических наук.

Классификации общей экологии:

По размерам объектов изучения в общей экологии выделяются:

• аутэкология (особи, организм и их среда),

• демэкология, или популяционная экология (популяция и ее среда),

• синэкология (биоценоз, экосистема и их среда),

• географическая (крупные геосистемы, географические процессы с участием живых систем их среды),

• глобальная экология, или мегаэкология (биосфера).

Классификация Анатолия Сергеевича Степановских, состоит из следующих разделов:

1. По отношению к предметам изучения: • экология микроорганизмов • экология грибов • экология растений • экология животных • экология человека

2. По отношению к условиям среды обитания: экология почв, почвоведение экология атмосферы экология гидросферы экология литосферы космическая экология

3. По отношению к типу растительного покрова: лесная экология; экология степей ; экология пустынь; экология тундр и т.д.

4. По отношению к ландшафтному (географическому) положению: экология гор; экология островов; экология океанов и т.д.

5. По отношению к фактору времени: палеоэкология,; археоэкология; историческая экология, и др.

6. радиационная экология, химическая экология, промысловая экология, инженерная экология, экология города, сельскохозяйственная экология, экология и медицина, экология и культура, экология и право, экология и политика, экологическое образование и др.

Экологическая медицина— отрасль науки, находящаяся на стыке медицины и экологии, изучающая общие закономерности взаимодействия окружающей среды с людьми в сфере их здоровья; ее объектом являются окружающая среда, пространственно-территориальные антропо(медико)-экологические системы, а предметом — их свойства, проявляющиеся во влиянии на здоровье, экологические предпосылки здоровья и болезней людей; ее целью служит разработка мероприятий, обеспечивающих сохранение оптимального для здоровья людей экологического баланса на конкретных территориях.

3. Цели и задачи общей, частной и прикладной экологии

Цель общей экологии – поиск закономерностей в структурно-функциональной организации и развитии биосистем.Задачи:

Изучение закономерностей организации биосистем на организменном, популяционном и межвидовом уровнях

Изучение функционирования биосистем и регуляторных механизмов, обеспечивающих их структурно-функциональное равновесие

Исследование внешней среды

Разработка проблем стресса и адаптации биосистем различных уровней

Поиск закономерностей эволюции биосистем

Цель прикладной экологии – применение знаний, полученный общей экологией для решения проблем, связанных со средой обитания человека.Задачи:

Оценка последствий антропогенного вмешательства в естественные экосистемы различных уровней организации

Биоиндикация и мониторинг тех антропогенных воздействий, которые могут иметь негативные последствия для отлельного человека, человеческого общества и др. живых существ

Прогнозирование отдаленных последствий воздействия факторов малой интенсивности

Управление экологической ситуацией

Решение частных практических задач ( сохранение редких видов, борьба с вредителями)

Сфера частной экологии ограничена изучением конкретных групп определенного ранга — экология растений, экология животных, экология микроорганизмов. Существует и более дробное деление разделов частной экологии: экология позвоночных, экология млекопитающих и т.д.Прикладная экология включает промышленную (инженерную) экологию, технологическую, сельскохозяйственную, химическую, медицинскую, промысловую, геохимическую, рекреационную экологию и др.

4.5. Понятие методологии медико-биологических исследований. Методологические подходы к решению экологических задач.

Любое научное исследование осуществляется определенными приемами и способами, по определенным правилам. Учение о системе этих приемов, способов и правил называют методологией. Понятие «методология» в литературе употребляется в двух значениях:

1)совокупность методов, применяемых в какой-либо сфере деятельности

2)учение о научном методе познания.

Методология - учение о структуре, логической организации, методах и средствах деятельности.

Методология - система принципов и способов организации и построения теоретической и практической деятельности, а также учение об этой системе.

Методы экологических исследований:

Метод наблюдения и описания – сбор и описание фактов

Сравнительный метод – анализ сходства и различия изучаемых объектов

Метод эксперимента – изучение явлений природы в заданных условиях

Метод моделирования – описание сложных природных явлений относительно простыми методами

Исторический метод – изучает ход развития исследуемых объектов

Метод счета - определение количественных соотношений объектов исследования или параметров, характеризующих их свойства

Измерение - определение численного значения некоторой величины путем сравнения её с эталоном.

6 Системный методологический подход в экологии.

Набор концепций, методов, решений принято называть «системным анализом».

Системный анализ включает несколько основных этапов:

· выбор проблемы

· постановка задачи и ограничение ее сложности ;

· установление иерархии целей и задач

· выбор путей решения задачи

· моделирование ( моделированию взаимосвязей между различными аспектами проблемы. );

· оценка возможных стратегий

· внедрение результатов

Заключительные этапы системного подхода в экологических исследованиях (оптимизация и заключительный синтез), их значение в исследованиях по экологии человека.

Системный анализ включает несколько основных этапов:

· выбор проблемы;

· постановка задачи и ограничение ее сложности;

· установление иерархии целей и задач;

· выбор путей решения задачи;

· моделирование;

· оценка возможных стратегий;

· внедрение результатов.

Заключительный этап системного анализа представляет собой применение на практике результатов, которые были получены на предыдущих этапах. Если исследование проводилось по вышеописанной схеме, то шаги, которые необходимо для этого предпринять, будут достаточно очевидны. Тем не менее, системный анализ нельзя считать завершенным, пока исследование не дойдет до стадии практического применения, и именно в этом отношении многие выполненные работы оказывались невыполненными. В то же время как раз на последнем этапе может выявиться неполнота тех или иных стадий или необходимость их пересмотра, в результате чего понадобится еще раз пройти какие-то из уже завершенных этапов.

Философские основы экологии: значение закона единства и взаимодействия противоположностей

Единство и борьба противоположностей - всеобщий закон действительности и ее познания человеческим мышлением. Каждый объект содержит в себе противоположности, которые находятся в неразрывном единстве, взаимопроникают друг в друга и взаимоисключают друг друга не только в разных но и в одном и том же отношении. Их единство относительно, их борьба абсолютна. Борьба противоположностей означает, что противоречие непрерывно разрешается и столь же непрерывно воспроизводится, а это ведет к превращению старого предмета в новый. Этот закон объясняет тем самым объективный внутренний «источник» всякого движения (отвечает на вопрос «почему?»), позволяет понять движение как самодвижение.

На бытовом уровне этот закон хорошо иллюстрируется на примере человека, вся жизнь которого состоит из борьбы противоположностей. В каждом человеке сочетаются хорошие и плохие качества. В одной ситуации человек будет вести себя как «человек», в другой нет; сегодня он один, завтра - другой; окружающая среда постоянно меняет человека, но и он постоянно ее меняет

Философские основы экологии: значение закона взаимного перехода количественных и качественных иэменений

Качество - это существенная определенность предмета, в силу которой он является данным, а не иным предметом и отличается от других. Количество - это определенность вещи, благодаря которой (реально или мысленно) ее можно разделить на однородные части и собрать эти части воедино. Существуют и другие определения. Качество - это система определенных свойств и характеристик предметов, явлений. Количество - это исчисляемые параметры.

Мера - единство качества и количества. Нарушение меры приводит к изменению данного предмета/явления, к превращению его в другой предмет/явление. Это происходит тогда, когда количественные изменения достигают определенной границы и превращаются в качественные. Один человек, например, подчиняется одним законам, а вот толпа существует по несколько иным законам. Момент перехода из одного качественного состояния в другой называется скачок. Он может быть эволюционным или революционным. Кстати, смысл управления заключается в том, чтобы предвидеть, в каком направлении двигается управляемая система и предупреждать возможные изменения. Этот закон отвечает на вопрос «каким образом?» происходит движение и развитие.

Философские основы экологии: значение закона отрицания

Новое всегда заменяет старое, потом само старее и заменяется новым, которое, в свою очередь… (при этом в новой форме удерживаются ценностные качества старой формы). То есть отрицание само подвергается отрицанию.

Третий закон диалектики отвечает на вопрос «Куда? По какому пути?» все движется и развивается (графически это можно представить в виде спирали). Логическая схема закона: тезис (утверждение), антитезис (отрицание утверждение), синтез (отрицание отрицания). Смысл этого закона можно легко понять на следующем примере. Маркс (создатель современной материалистической диалектики), отрицал идеалистическую диалектику Гегеля. Но диалектика Маркса вряд ли бы появилась без диалектики Гегеля.

И еще один пример. В философском словаре, изданном в 1963 году (в отличие от издания 1955 года), статья «Сталин» исчезла (а он, замечу, был хорошим философом). В эти же годы освобождения от «культа личности» советский народ заодно «освободили» от сталинского наследия. В результате теоретическая база строительства социализма-коммунизма была отброшена к Марксу и Ленину, чьи теории к тому времени порядком устарели и требовали изменений. Сталин же понимал[6], что экономическая политика СССР должна измениться. Однако бюрократическая верхушка СССР предпочла «забыть» наработки Сталина и вернулась к марксизму-ленинизму (фактически, «откатившись» на несколько десятилетий назад). С тех пор, как известно, несмотря на постоянно изменяющиеся реалии, в Советском Союзе теоретическая база практически не подвергалась пересмотру.

11. Международная методика оценки риска неблагоприятного влияния экологических факторов.

Оценка риска включает несколько последовательных ста­дий: идентификацию опасности, оценку воздействия, опре­деление дозовой зависимости эффекта и, наконец, расчет конкретного риска.

1.Идентификация опасности подразумевает учет тех факторов, которые способны оказать неблагоприят­ное воздействие на здоровье человека. Этот этап работы включает ана­лиз экологической обстановки, учет и регистрацию хими­ческих веществ, используемых в промышленных и других целях.

2.Оценка воздействия: определение концентраций загрязняющего вещества; времени, частоты, продолжительности и маршрутов воздей­ствия; идентификация той среды, которая переносит загряз­няющее вещество и др.

Включает 3 подэтапа:

1 подэтап - характеристика окружающей обста­новки,

2 подэтап - идентификация маршрутов воздей­ствия и потенциальных путей распространения.

Составными частями полного маршрута воздействия являются:

источник и механизм выброса химического вещества в окружающую среду;

среда распространения химического вещества (напри­мер, воздух, грунтовые воды);

место потенциального контакта человека с загрязнен­ной окружающей средой (точка воздействия);

контакт человека с химическим веществом при потреб­лении воды, продуктов питания, дыхании и через кожные покровы.

3 подэтап - установление и оценку величины, частоты и продолжительности воздействий

3. Дозовая зависимость организма обычно определяется экспериментально на уровне достаточно высоких, явно действующих доз. Обще­принятыми являются две модели: пороговая модель для не канцерогенных веществ- предпола­гает наличие порога, ниже которого изучаемый фактор практически не действует; беспороговая зависимость для веществ с канцерогенной активностью- оценивает канцерогенные эффекты по беспороговому принципу. Это означает, что даже самые малые дозы концентрации вещества могут приводить к злокачественному перерождению клеток.

4. Оценка риска. Заключительный этап — обобщение результатов преды­дущих этапов.

12. Критерии, подтверждающие причинно-следственные связи между факторами среды и состояние здоровья.

Диагностическими критериями являются:

-санитарно-экологическая характеристика района проживания

-длительность проживания в данном районе

-профессиональный анамнез

-общий анамнез

-учет неспецифических клинических признаков

-изучение динамики патологического процесса с учетом осложнений, последствий

13. Роль экологических и гигиенических знаний в профессиональной подготовке врача.

Врач должен:

Учитывать влияние условий жизни, быта, учебы, труда пациента на его здоровье, трудоспособность, продолжительность жизни

Выявлять связи заболеваемости населения с экологическими факторами внешней и внутренней среды и прогнозирование изменений заболеваемости в зависимости от состояния среды

Оценивать риск здоровью человека, обусловленный экологической обстановкой

Иметь навыки осуществления профилактики экологически обусловленных заболеваний

Пропагандировать среди населения образ жизни, адекватных экологической ситуации

14.Экологические факторы. Общая классификация. Единство структурно-функционального устройства всех биосистем.

Экологические факторы – отдельные элементы среды обитания, которые прямо или косвенно воздействуют на организм.

1.Абиотические – компоненты неживой природы:

- климато-метеорологические (температура, движение воздуха, осадки,);

- орографические (разряжение атмосферы, лавины, оползни,);

- геофизические (геомагнитные бури, землетрясения, цунами);

- гидрографические (наводнения, заболачивание, осушение,);

- геологические (состав пород, радиация, полезные ископаемые);

- почвенные (микроэлементы, способность к самоочищению,).

2. Биотические - воздействие живых организмов друг на друга:

- фауна (ядовитые и опасные животные,);

- флора (ядовитые и лекарственные растения);

- микрофлора (воздуха, воды);

- биологические компоненты комплексов (токсины, белки, продукты обмена веществ);

- биоценозы (природные очаги болезней).

3.Антропогенные – деятельность человека, приводящая либо к прямому воздействию на живые организмы, либо к изменению среды их обитания.

45. Критерии стресс-реакции на 1 уровне проявлений.

Мех-зм стресса состоит в том, что в ответ на стрессорные ситуации внешней среды возбуждение адренергических центров головного мозга, детерминирующих С. вызывает значительное увел-е секреции рилизинг-факторов, гормонов и высвобождения нейромедиаторов. Вначале гипоталамусом продуцируются кортиколиберин, соматолиберин и др рилизинг-факторы, активирующие секрецию тропных горм гипофизом; возраст выход кортикостероидов из надпочечников, катехоламинов из адренергических терминалей и надпочечников→ стимуляции или угнетению секреции гормонов след уровня регуляции: стимулируется секреция глюкагона, тиреоидных гормонов и паратгормона, соматотропного гормона, альдостерона, ангиотензина, ренина, вазопрессина, тирокальцитонина, угнетается секреция инсулина и половых гормонов и т.д.

Адаптивные эффекты Стресса на уровне органов-мишеней и их превращение в повреждение реализуются по меньшей мере за счет следующих 5механизмов. 1) Стресс потенцирует функционирование органов и тканей за счет увеличения в клетках концентрацииСа²⁺. Поступающие в клетку Са²⁺ + кальмодулином, активируют кальмодулинзависимые протеинкиназы и с их помощью большинство внутриклеточных процессов . Увеличение содержания Са²⁺ в кл адапт фактор, если норм функц-ют Na⁺/Ca²⁺ насосы(удаление Са²⁺из кл во внеклет реду и поддерживают в цитоплазме нормальную с(Са²⁺)). При врожденной неполноценности ионных насосов или чрезмерно длительном С. содержание ионов кальция и натрия в саркоплазме может увеличиваться. Избыток этих ионов может способствовать повреждению клеток и органов.(влияние на сердце – аритмии) Т.о., этот адаптивный эффект превращается в повреждающий.

46. Изменения, характерные для 2 уровня проявлений стресса.

Адаптивные эффекты Стресса(С) на уровне органов-мишеней и их превращение в повреждение реализуются по меньшей мере за счет следующих 5мех-в. 2) что катехоламины, вазопрессин и др гормоны опосредованно ч\з соответствующие рецепторы влияют на активность липаз, фосфолипаз и интенсивность свободнорадикального окисления липидов, т.е. на основные пр-ссы, ответственные за обновление липидного слоя мембран. В рез-те этого липотропного эффекта С. изменяется структурная организация липидов мембран, а тем самым и липидное окружение мембраносвязанных функциональных белков. В рез-те могут быть достигнуты быстрая активация жизненно важных ферментов, рецепторов, каналов ионного транспорта, локализованных в клеточной мембране, и мобилизация функций органов. При чрезмерно длительном и интенсивном С. активация фосфолипаз, липаз, свободнорадикального окисления липидов может приводить к повреждению мембран, т.е. она играет важную роль в превращении адаптивного эффекта в повреждающий.

47. Изменения, характерные для 3-5 уровня проявлений стресса. Антропогенный стресс в прир биос-мах

Адаптивные эффекты Стресса(С) на уровне органов-мишеней и их превращение в повреждение реализуются по меньшей мере за счет следующих 5мех-в.3) состоит в мобилизации энергетических и структурных ресурсов орг-ма(увелич в крови с(глюкозы, жирных кислот, нуклеотидов, аминокислот), а также мобилизацией функции дых и кровообращения→ способствует доступности субстратов окисления, исходных продуктов биосинтеза иО₂ для кл, органов, работа кот повышена. При этом главную роль в мобилизации резерва углеводов в организме играют катехоламины и глюкагон (прямая активации гликогенолиза и гликолиза ч\з аденилатциклазную с-му в печени, скелетных мышцах и т.д.; опсредованно активируют липазы и липопротеиназы в жировой ткани). Адаптивная роль мобилизации ресурсов может реализоваться лишь при условии своевременного формирования функциональной системы, ответственной за адаптацию, в которой эти ресурсы используются для поддержания увеличенной функции органов и тканей, в дальнейшем — для формирования системного структурного следа. Иначе - прогрессирующему истощению орг-ма.

4)направленная передача энергетических и структурных ресурсов из неактивных с-м в функциональную с-му, осуществляющую адаптационную реакцию- локальная по своему происхождению «рабочая гиперемия» в органах системы, ответственной за адаптацию, при одновременном сужении кровеносных сосудов неактивных органов. Это обеспечивает снабжение кислородом и субстратами преимущественно органов, на которые падает основная нагрузка→роль- катехоламинам, а также вазопрессину и ангиотензину II, секреция кот активирована при С. →вызывают сужение кровеносных сосудов в тех органах и тканях, где этому не противостоит «рабочая гиперемия». При чрезмерной выраженности С. перераспределение крови может сопровождаться нарушением функции и даже повреждением органов, не участвующих в данной адаптивной реакции .

5)состоит в том, что после прекращения однократного достаточно сильного стрессорного воздействия вслед за известной «катаболической фазой» С. реализуется гораздо более длительная «анаболическая фаза»- генерализованной активацией синтеза нуклеиновых кислот и белков в разл органах. Эта активация может потенцировать формирование структурных следов и развитие устойчивой адаптации к различным факторам среды, например ускоряет выработку и фиксацию временных связей, обеспечивает более эффективный ответ иммунной системы на введение чужеродного антигена. Возможно, что при длительном С. активация синтеза нуклеиновых кислот и белков может в сочетании с иммунодефицитом, обусловленным С., играть роль в онкогенном эффекте стресса.

Антропогенный стресс - стресс, возникающий у животных под влиянием человеческой деятельности.

Природные экосистемы способны переносить разнообразные нарушения. При случайных (кратковременных) нарушениях, вызванных деятельностью человека (незначительное загрязнение и др.), экосистемы могут восстанавливаться. Реальную угрозу для природы создает постоянное загрязнение веществами, ранее в природе не существовавшими .С загрязнением воздуха и поверхностных вод, так или иначе, уже сталкивается большинство населения Земли. Серьезную опасность, которая может привести к катастрофе , представляет загрязнение подземных вод. До 1980 года в большинстве стран обработка ядовитых отходов считалась второстепенным делом, и это привело в текущем десятилетии к значительному ухудшению качества окружающей среды. Если не устранить этот стресс, то развитие цивилизации будет заторможено, причем даже не из-за нехватки природных ресурсов как таковых, а под влиянием токсических веществ.