Глава 23

ЭКОЛОГИЯ ЧЕЛОВЕКА И ОСНОВЫ ВАЛЕОЛОГИИ

23.1. ЭКОЛОГИЯ ЧЕЛОВЕКА КАК НАУКА

Экология — наука о взаимодействии организ­мов друг с другом и средой обитания (греч. oikos — дом, место обитания; logos — уче­ние).

Экологическая система — совокупность животных организмов и среды обитания. Это понятие всеобъемлющее: можно выделять экологическую систему планеты Земля, океа­на, озера, леса и др.

В процессе жизнедеятельности человек не только приспосабливается к природе, но и преобразует ее: строит жилища, транспорт­ные средства, заводы, фабрики; благоустраи­вает свой быт. При этом он загрязняет среду обитания, истощает природные ресурсы, что может привести в конечном итоге к катастро­фическим последствиям. Уже сейчас во мно­гих крупных городах экологическая обста­новка крайне неблагоприятна: в воздухе из­быток ядовитых веществ, в водоемах исчезает рыба вследствие сильного загрязнения воды, вырубаются леса, исчезают небольшие реки. Отрицательное действие человека на природу началось очень давно. Так, еще 5 тыс. лет назад произошло оголение горных склонов Ливана, когда по приказу царя Соломона вы­рубали рощи ливанских кедров для стро­ительства дворцов и храмов. На большей части Китая и Индии леса были вырублены еще в прошлом тысячелетии. Поэтому одной из задач экологии как науки является наце­лить человека на бережное отношение к среде обитания — природе и ее ресурсам. Ос­новоположником экологии как науки являет-

ся немецкий биолог Эрнст Геккель (1834— 1919). Под экологией он понимал общую науку об отношении организмов к окружаю­щей среде, куда относил все условия сущест­вования в широком смысле этого слова час­тично органической, частично неорганичес­кой природы.

В процессе жизнедеятельности на челове­ка действует множество различных факторов, социальных и геофизических: температура и влажность воздуха, атмосферное давление, геомагнитное поле и др. Особо пагубное вли­яние на человека оказывает загрязнение био­сферы.

Земля, скорее всего, единственная плане­та Солнечной системы, на которой имеется жизнь. Верхняя граница биосферы находится на высоте 15—20 км от поверхности Земли — в стратосфере. Верхний предел жизни огра­ничивается ультрафиолетовыми лучами и космическим излучением. Нижняя граница жизни проходит по литосфере в земной коре на глубине 2—3 км (здесь в нефтяных слоях были обнаружены бактерии) и по дну водо­емов — в гидросфере. Средняя толщина био­сферы составляет 12—17 км, а максималь­ная — 33—36 км. Однако жизнь сосредоточе­на в основном в верхней части литосферы — в почве и на ее поверхности, а также в верх­нем слое гидросферы.

Экопортрет человека — совокупность ге­нетически обусловленных свойств и струк­турно-функциональных особенностей инди­видуума, характеризующих специфическую адаптацию к конкретному набору факторов среды обитания [Агаджанян НА., 1981]. Эко-

574

логический портрет каждого человека необ­ходимо учитывать при отборе людей для жизни и работы в новых природно-экологи-ческих условиях. Это является залогом фор­мирования устойчивых работоспособных коллективов в зонах нового хозяйственного освоения, так как у них скорее сформируют­ся соответствующие местным географичес­ким условиям адаптивные реакции.

Задачами экологии как междисциплинар­ной науки являются:

• изучение реакции организма на воздейст­ вие среды обитания, в том числе адаптив­ ных реакций организма;

• создание экологических портретов (осо­ бенности обмена веществ, терморегуля­ ции, деятельности сердечно-сосудистой, пищеварительной и других систем орга­ низма) различных групп населения, про­ живающих в различных географических условиях;

• изучение биоритмов;

• исследование реакций организма на раз­ личные неблагоприятные производствен­ ные факторы;

• изучение реакций природы и животного мира на неблагоприятные производствен­ ные факторы и защиты от них;

• изучение запасов природных ресурсов и в связи с этим научное обоснование и пла­ нирование народонаселения планеты Земля.

При истощении природных ресурсов, в первую очередь энергоресурсов, когда их за­пасы станут недостаточными для удовлетво­рения потребностей постоянно растущего на­родонаселения, могут возникнуть голод и войны, разрушающие цивилизацию. Выход для человечества заключается в максималь­ном сохранении природы, как внешней, так и своей собственной. Планету Земля надо рассматривать как организм, здоровье кото­рого зависит от здоровья всех его частей. Че­ловечество не может развиваться дальше без широкой экологической ориентации во всех областях жизни.

Задача ученых и всего общества — остано­вить процесс ухудшения состояния биосфе­ры, вернуть природе способность саморегу­ляции на основе естественных процессов, а где это невозможно — активно позаботиться о растительном и животном мире. Обеспе­чить каждому живому существу и, естествен­но, самому человеку возможность дышать свежим воздухом, пить незагрязненную воду, питаться натуральными экологически чисты­ми продуктами, отдыхать и работать в согла-

сии с геофизическими биоритмами. Необхо­димо каждому человеку заботиться о себе, природе и обществе, заботиться о биосфере, как о своем доме. Термин «биосфера» в 1875 г. ввел Э.Зюсс, понимавший ее как тонкую пленку жизни на земной поверхности. По В.И.Вернадскому (1926), биосфера — это об­ласть распространения жизни на планете, включающая наряду с организмами и среду ее обитания — литосферу, гидросферу, атмо­сферу (т.е. и саму жизнь, и среду ее обита­ния). Это принципиальное дополнение к оп­ределению биосферы — оно подчеркивает проблему исследования: изучение не только жизни, но и среды обитания во взаимодейст­вии с нею всех живых существ.

Таким образом, экологию человека можно характеризовать как одну из важнейших наук будущего, которая будет пронизывать все более широкий круг наук и производства. От решения экологических проблем зависят здо­ровье, благополучие человека и всего живого на планете Земля. Из прикладной внутрибио-логической науки экология, опирающаяся на достижения многих разделов естествознания, превращается в фундаментальную научно-техническую дисциплину.

23.2. ЭЛЕМЕНТЫ БИОСФЕРЫ

И ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ ЧЕЛОВЕКА

А. Литосфера — земная кора; ее толщина ко­леблется от 6—8 км под дном океана до 70— 75 км под высокими горами, масса составля­ет всего лишь 0,8 % от общей массы планеты Земля, а объем — 1,5 %.

Довольно часто возникающие землетрясе­ния и извержения вулканов приносят боль­шие разрушения, иногда огромные челове­ческие жертвы. С течением времени разру­шаются горы, в результате чего возникают равнины; меняются очертания берегов морей и океанов, исчезают небольшие реки — все это сильно влияет на жизнедеятельность че­ловека. Особо важно умение прогнозировать возникновение землетрясений.

В результате бурного развития промыш­ленности, роста городов и городского населе­ния (урбанизации) ежегодно земли полей и лесов занимаются под строительство жилых домов, фабрик, заводов и дорог, а плодород­ной земли становится все меньше. Огромные земельные пространства уничтожаются при открытой добыче полезных ископаемых.

Особенно раним верхний слой земли — почва, которая обеспечивает жизнь расти­тельному и животному миру, а значит, и че-

575

ловеку (цикл получения продуктов питания замкнут: растения — животные — человек).

Б. Гидросфера — совокупность всех вод­ных объектов земного шара: океанов, морей, рек, озер, водохранилищ, болот, почвенных и подземных вод, ледников и снежного покро­ва. Сама по себе гидросфера — компонент неживой материи, но с ней связана жизнь на планете Земля. Там, где есть вода, есть жизнь. Пустыня безжизненна, но стоит по­явиться воде — появляется и жизнь. В назем­ных растениях содержание воды доходит до 85—90 %, человек состоит из воды на 60 %. Без пищи человек может прожить до 2 мес и даже более, а без воды — всего лишь не­сколько дней. Запасы воды на Земле огром­ны: ее объем составляет 1386x10⁶ км\ причем на долю Мирового океана приходится 96,5 % от общих запасов воды, пресная вода состав­ляет 2,5 % (1 % — вода атмосферы).

Несмотря на такие огромные запасы воды, человек за последние десятилетия сильно ухудшил экологическую обстановку гидро­сферы. Вода — источник жизни — нередко становится источником различных заболева­ний из-за сильного ее загрязнения техничес­кими отходами. Иногда нарушения водного баланса приносят человеку экологические бедствия. В частности, таковым является на­рушение водного баланса Каспийского моря. Еще 15—20 лет назад вызывало тревогу по­нижение уровня моря (причины его неясны), а в последующие 10 лет возникла другая опасность — устойчивое его повышение. К 1992 г. уровень Каспийского моря повы­сился на 1,2 м, в результате чего под водой оказалось 30—40 км суши Казахстанского по­бережья.

Задачами экологии как науки относитель­но гидросферы являются изучение жизни в ней, предотвращение загрязнения, оздоров­ление жизни всех живых существ планеты, в том числе и человека.

В. Атмосфера — газовая среда Земли, ко­торая вращается вместе с планетой как еди­ное целое. Масса атмосферы составляет 5,15х10¹⁵ т, она обеспечивает жизнь на Земле. Если человек и животные без воды могут жить несколько дней, то без воздуха — толь­ко несколько минут. Хотя в атмосфере содер­жится всего лишь 1 % воды от общего ее ко­личества на Земле, этого достаточно, чтобы поддерживать жизнь на планете, поскольку выпадение атмосферных осадков не истоща­ет содержание воды в атмосфере вследствие постоянной циркуляции воды между Землей и атмосферой. Кислород, поступающий из атмосферного воздуха в организм, обеспечи-

вает окислительные процессы и освобожде­ние энергии, необходимой для жизнедеятель­ности живых существ.

Считают, что энергообеспечение организ­ма путем дыхания появилось, когда содержа­ние кислорода в атмосфере достигло I %. Свободный кислород появился с возникно­вением растительного мира как результат фо­тосинтеза. Обеспечение организма энергией посредством дыхания в 30—50 раз эффектив­нее процесса ферментации, наблюдающегося у примитивных организмов.

К сожалению, экологическая ситуация ухудшается и в атмосфере вследствие выбро­са различных ядовитых веществ от бурно рас­тущих дымящих труб различных заводов, автомобильных выхлопных труб. Ядовитые вещества действуют на организм непосредст­венно, а накапливающийся углекислый газ может изменить климат на планете — наблю­дается постепенное его потепление — парни­ковый эффект.

Если потепление будет продолжаться, то в результате таяния льдов под водой окажется значительная часть суши и могут быть затоп­лены целые страны. Однако одновременно идет и запыление атмосферы, что сопровож­дается охлаждением Земли, поскольку значи­тельная часть солнечных лучей до Земли не доходит. Пока неясно, как эти два процесса будут идти дальше.

На высоте 50 км в атмосфере имеется не­большой слой озона — он защищает все живое от избыточного ультрафиолетового из­лучения. Однако в результате деятельности человека в атмосфере в озоновом слое появ­ляются «дыры», что чрезвычайно опасно для животного и растительного мира. В частнос­ти, нарушается водная экосистема. В первую очередь снизит свою продуктивность планк­тон, как наиболее чувствительный к ультра­фиолетовому облучению. В результате нару­шится питание большинства рыб, что отра­зится и на питании человека; наземные рас­тения будут хуже развиваться — начнет па­дать урожайность, а значит, и обеспечение человека продуктами; увеличится число раз­личных заболеваний у человека. Уменьше­ние, например, озона всего лишь на 1 % уве­личит число кожных злокачественных забо­леваний на 3 %, нарушится иммунная систе­ма, что значительно сократит продолжитель­ность жизни.

Весьма пагубное влияние на животный и растительный мир оказывает и загрязнение атмосферы. Загрязненный воздух повреждает кожу, легкие, печень, способствует развитию микроорганизмов. Выброс ядовитых веществ

576

в атмосферу огромен. Так, в США (по дан­ным американских исследователей) ежегодно в атмосферу поступает 50 млн различных примесей. Причиной гибели лесов Швеции стали ядовитые газы, приносимые ветрами из Западной Германии, где ежегодно выбрасы­вается 20 млн твердых веществ. В озерах Скандинавии стали исчезать лососевые и другие ценные породы рыб в результате того, что дождевые тучи приносят в Скандинавию сернистые газы с заводов Центральной и За­падной Европы, что также пагубно действует на здоровье человека. За последние 20 лет за­болеваемость раком возросла в 4 раза. Анг­лийские исследователи установили прямую зависимость числа заболеваний раком легких от числа дымовых труб на гектар площади и от интенсивности работы автотранспорта в городах.

Совокупность экологических факторов формирует типологические характеристики человека.

23.3. ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ФОРМИРОВАНИЯ ТИПОЛОГОИНДИВИДУАЛЬНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК

23.3.1. РАСЫ ЧЕЛОВЕКА

Расы человека (род, порода, племя) — систе­матические подразделения внутри вида «че­ловек разумный» (Homo sapiens). Каждая раса характеризуется совокупностью наслед­ственно обусловленных признаков (цвет кожи, глаз, волос, особенности мягких час­тей тела, черепа, роста и др.), связанных с единством происхождения и определенной областью распространения. Современное че­ловечество подразделяют на три или пять больших рас. В первом случае это: 1) эквато­риальная (негро-австралоидная), 2) евразий­ская (европеоидная), 3) азиатско-американ-ская (монголоидная) расы. Во втором случае: I) негроидная, 2) австралоидная, 3) европео­идная, 4) монголоидная, 5) американская расы. Внутри каждой из них выделяют малые расы, или подрасы: негроидная большая ра­са — негры, негриллы, бушмены и готтенто­ты; европеоидная (евразийская) большая ра­са — атланто-балтийская, индосреднеземно-морская, среднеевропейская; монголоидная большая раса — североазиатская, арктичес­кая, южноазиатская; австралоидная большая раса: веддоиды, австралийцы, айны.

Расы человека начали формироваться, как полагают, в эпоху позднего палеолита, около

30—40 тыс. лет тому назад в процессе заселе­ния человеком Земли. Многие расовые при­знаки имели адаптивное значение и закреп­лялись естественным отбором в условиях оп­ределенной географической среды. Напри­мер, у представителей экваториальной расы темная окраска возникла как защита от об­жигающего действия ультрафиолетовых лучей, удлиненный тип пропорций тела сформировался как способ увеличения по­верхности тела по отношению к его объему, полезного для терморегуляции в жарком кли­мате. По мнению многих исследователей, ев­ропеоидная раса сформировалась позже не­гроидной. При поздней миграции негроидов на север естественный отбор мог действовать против высокого содержания меланина в коже, вызывая ее просветления, поскольку повышенное содержание меланина в коже препятствовало выработке витамина D, что нарушало водно-солевой обмен. В степях и пустынях Азии возникли приспособления резким колебаниям дневной и ночной темпе­ратур, к песчаным бурям, другим факторам. Некоторые морфологические особенности, такие как плоское лицо, эпикантус (особая складка у внутреннего угла глаза человека) и др., вошли в состав монголоидного комплек­са расовых признаков. Всем расам человека свойственны общевидовые особенности Homo sapiens, все расы абсолютно равноцен­ны в биологическом и психическом отноше­ниях и находятся на одном и том же уровне эволюционного развития. Представители всех человеческих рас в одинаковой степени способны к достижению высокого уровня развития культуры и цивилизации.

Таким образом, расы возникли в процессе адаптации к различным условиям среды оби­тания: жаркому или холодному климату, по­вышенной или, напротив, пониженной со­лнечной радиации и другим гелиогеофизи-ческим факторам. Основные различия между расовыми и конституциональными призна­ками заключаются в том, что расовые при­знаки связаны с определенной территорией, в то время как одни и те же конституции представлены у самых разнообразных попу­ляций земного шара, хотя частота встречае­мости их различна.

23.3.2. КОНСТИТУЦИОНАЛЬНЫЕ ТИПЫ

Учение о конституции человека зародилось в глубокой древности (IV в. до н.э.), и каждая эпоха вносила в него свой вклад. Конститу­ция (лат. constitutio — установление, органи-

19-5484

577

зация) — комплекс устойчивых индивидуаль­ных морфологических, физиологических и психологических свойств организма, обу­словленных длительно действующей средой обитания и передающихся по наследству. В настоящее время общепризнано, что кон­ституция человека — весьма важная характе­ристика организма: она в значительной мере влияет на устойчивость к действию различ­ных патогенных факторов среды обитания. Выявлены конституционально-генетическая предрасположенность человека к некоторым заболеваниям, специфика клинической кар­тины заболевания в зависимости от типа ин­дивидуальной конституции человека, разли­чия в протекании адаптивного процесса при смене климатогеографического региона улиц с различными типами конституции.

Существует довольно много классифика­ций конституций человека.

Основоположником учения о конституци­ях человека считают Гиппократа (IV в. до н.э.), по мнению которого тип конституции присущ от рождения и остается неизменным в течение всей жизни. Гиппократ различал хорошую и плохую, сильную и слабую, вялую и упругую конституцию. Кроме того, он вы­делял четыре варианта конституции человека по темпераменту: сангвиник, флегматик, хо­лерик, меланхолик, что соответствовало пре­обладанию в организме крови, слизи, желчи и гипотетической «черной желчи». Преобла­дание каждой из жидкостей соответствовало характерному поведению человека и своеоб­разному течению болезней.

Как известно, И.П.Павлов при изучении высшей нервной деятельности в опытах на собаках выделил четыре основных типа: 1) сильный, уравновешенный, подвижный — сангвиник; 2) сильный, уравновешенный, неподвижный — флегматик; 3) сильный, не­уравновешенный — холерик; 4) слабый — меланхолик. В основу этой классификации положены сила, уравновешенность и по­движность процессов возбуждения и тормо­жения в ЦНС. Таким образом, И.П.Павлов разработал теоретическую основу классифи­кации типов ЦНС. Умение оценить эти свой­ства имеет большое практическое значение: реакция организма на фармакологические препараты определяется, в частности, и ти­пологическими особенностями нервной сис­темы.

В основу ряда других классификаций были положены показатели, отражающие строение тела человека. Так, выделялись узкий, средний и широкий типы: долихо­морфный (преобладание продольных разме-

ров) и брахиотомический (преобладание по­перечных размеров) типы. А.А.Богомолец (1926) выделял четыре типа конституции, по­ложив в основу физиологическую систему соединительной ткани: 1) астенический, ха­рактеризующийся преобладанием в организ­ме тонкой нежной соединительной ткани; 2) фиброзный — с преобладанием плотной волокнистой соединительной ткани; 3) пас­тозный — с преобладанием рыхлой соедини­тельной ткани; 4) липоматозный — с обиль­ным развитием жировой ткани.

Широко распространена классификация, предложенная М.В.Черноруцким (1927). Он выделил три типа конституции: 1) астени­ческий, 2) нормостенический и 3) гиперсте-нический. Отнесение к тому или иному типу производилось на основании величины ин­декса Пинье (длина тела в сантиметрах минус масса в килограммах, минус «объем» груди в покое в сантиментрах). У астеников индекс Пинье больше 30, у гиперстени-ков — меньше 10, у нормостеников находит­ся в пределах от 10 до 30 см. Эти три типа конституции характеризуются особенностя­ми не только внешних морфологических признаков, но и функциональных свойств. У астеников, например, в отличие от ги-перстеников преобладают продольные раз­меры над поперечными: конечностей — над туловищем, грудной клетки — над животом. Сердце и паренхиматозные органы у них от­носительно малых размеров, легкие удлине­ны, кишечник короткий, брыжейка длин­ная, диафрагма расположена низко. Отмече­ны и особенности физиологических показа­телей: понижено артериальное давление, ус­корен капиллярный кровоток, увеличена жизненная емкость легких, уменьшены сек­реция, моторика желудка, всасывательная способность кишечника, уменьшены уро­вень гемоглобина и число эритроцитов крови. Отмечается гипофункция надпочеч­ников, половых желез и гиперфункция щи­товидной железы и гипофиза; основной обмен повышен, снижено содержание хо­лестерина в крови.

Согласно современным представлениям, в формировании конституции одинаковое участие принимают как внешняя среда, так и наследственность. Наследственно детер­минируются главные признаки конститу­ции — продольные размеры тела и домини­рующий тип обмена веществ, причем по­следний наследуется лишь в том случае, если в одной и той же местности жили по­стоянно 2—3 поколения людей. Комбинация этих признаков определяет степень сходства

578

многих людей друг с другом, что позволяет выделить их в 3—4 основных конституцио­нальных типа.

Поперечные размеры сильно зависят от условий жизни человека, занятий спортом. Они наиболее тесно связаны с полом, воз­растом, профессией индивида.

По скорости срочного реагирования на изменение среды при непосредственном дей­ствии раздражителя на организм выделяют три типа: гипер-, гипо- и нормергический. Имеется и ряд других классификаций. Суще­ствующие классификации конституций чело­века не противоречат друг другу. В них авто­ры отдают предпочтение отдельным мор-фофункциональным характеристикам орга­низма.

В формировании конституциональных типов людей нашла отражение эволюция че­ловеческих популяций в тех или иных клима-тогеографических и социальных условиях среды. Жизнь в городах, на Севере, в тропи­ках наложила свой особый отпечаток, приве­ла к формированию специфических морфо­логических и функциональных признаков, адекватных среде обитания. У современного человека, живущего, как правило, в благоу­строенных квартирах, защищенного одеждой от влияния многих факторов среды обита­ния, пользующегося различными видами транспорта, имеющего в большинстве случа­ев достаточное питание, влияние на орга­низм геофизических факторов сильно сгла­жено. Однако до настоящего времени эта связь со средой обитания существует, и при­знаки, сформировавшиеся в начальный пе­риод существования человеческого рода, еще сохранились.

Главными факторами, формирующими конституцию в фило- и онтогенезе, являют­ся среда обитания, интенсивность физичес­кого и умственного труда, питание. Так, у.ко­ренных жителей Севера (якуты, чукчи, эски­мосы) основной обмен повышен на 13—16 % по сравнению с приезжими. Высокий уро­вень жиров в пище, повышенное их содержа­ние в сыворотке крови при относительно вы­сокой способности к их утилизации являют­ся одним из условий, обеспечивающих уве­личение энергетического обмена в холодном климате. Увеличение теплопродукции — од­на из основных адаптивных реакций на холод. У эскимосов, живущих на островах Гудзонова залива, сильнее наполнение кро­вью тканей и выше процент жировой ткани в организме по сравнению с американцами ев­ропеоидного происхождения, поэтому у них выше теплоизоляционные свойства тканей.

У большинства представителей арктических популяций наблюдаются усиление гемопоэза и ослабление способности сосудов к сужению, АД ниже по сравнению с популяциями умеренной зоны. Отмечаются изменения в строении тела: увеличены грудной индекс, весо-ростовое соотно­шение, процент индивидов с мускульным типом телосложения. У коренных жителей высокогорья увеличены размеры грудной клетки, теплопродук­ция, скорость кровотока. Для населения тропи­ческих широт характерны удлинение тела и по­вышение относительной поверхности испарения, увеличение количества потовых желез на одном квадратном сантиметре тела и интенсивность по­тоотделения, повышение АД, понижение уровня метаболизма, достигаемое уменьшением массы тела, редукцией синтеза эндогенных жиров и по­нижением концентрации АТФ. Население уме­ренной зоны по многим морфологическим и фи­зиологическим признакам занимает промежуточ­ное положение между арктическими и тропичес­кими группами.

Развитие конституциональных особенностей человека продолжается, оно закрепляется в гене­тическом аппарате и становится более адекват­ным современным условиям жизни.

Конституциональный подход к оценке состоя­ния здоровья человека, разработка индивидуаль­ных рекомендаций для оптимальной адаптации в новой среде обитания, в прогнозировании и лече­нии патологических состояний должен прочно войти в практику современной медицины.

Имеются не только конституциональные осо­бенности популяции людей, объединяемых поня­тием расы, но и индивидуальные особенности че­ловека.