116.Понятие об экологии человека. Человек как творческий экологический фактор. Агроценозы, их особенности и отличия от природных экосистем.

Главной особенностью экологии человека как самостоятельной области науки служит ее междисциплинарный характер, так как в ней сходятся социологические, философские, географические, естественнонаучные, медико-биологические проблемы. Экология человека изучает закономерности возникновения, существования и развития антропоэкологических систем, которые представляют собой сообщество людей, находящееся в динамической взаимосвязи со средой и удовлетворяющее благодаря этому свои потребности.

Размеры таких систем различны в зависимости от численности и характера организации человеческих популяций. Это могут быть изоляты, демы, нации, наднациональные ассоциации, различающиеся по способу производства, укладу жизни, наконец, человечество в целом. Большое значение в определении размера антропоэкологической системы имеют природные условия. Наиболее многочисленные современные популяции, объединяющие более 80% человечества, обитают на 44% суши в области тропических лесов и саванн, а также в зоне умеренного пояса с кустарниковой растительностью или смешанными лесами.

Главной отличительной чертой антропоэкологических систем по сравнению с природными экосистемами служит наличие в их составе человеческих сообществ, которым в развитии всей системы принадлежит доминирующая роль. Сообщества людей различаются по способу производства материальных ценностей и структуре социально-экономических отношений, от чего зависят способ организации труда, объем и способ распределения производимой продукции между членами сообщества. Активностью сообществ людей на занимаемой территории определяется уровень воздействия их на окружающую среду. Развивающиеся сообщества (например, в период индустриализации) характеризуются наряду с ростом численности населения, увеличением потребностей его в продуктах питания, сырье, водных ресурсах, размещении отходов. Это повышает нагрузку на природную среду, интенсифицирует использование биотических и абиотических факторов.

В процессе существования антропоэкологических систем взаимодействие людей и природной среды осуществляется по двум главным направлениям.

Во-первых, происходят изменения биологических и социальных показателей отдельных индивидуумов и сообщества в целом, направленные на удовлетворение требований, предъявляемых человеку средой.

Во-вторых, осуществляется перестройка самой среды для удовлетворения требований человека. На протяжении истории человечества соотношение названных изменений сдвигалось в сторону преобладающей роли второго направления.

Особенность такой приспособленности в отличие от приспособленности к среде популяций любых других живых организмов состоит в том, что человек адаптируется к условиям жизни не только физиологически, но прежде всего экономически, технически, эмоционально. Различные стороны и направления индивидуальной и групповой адаптации человека, вся совокупность условий жизни и экологических связей людей являются предметом изучения экологии человека. Именно это делает ее междисциплинарной наукой.

В отличие от городов агроценозы, или сельскохозяйственные экосистемы, характеризуются основным компонентом — автотрофными организмами, которые обеспечивают их органическим веществом и выделяют кислород.

От естественных биогеоценозов они отличаются следующими особенностями.

1. Кроме солнечной энергии для поддержания агроценозов необходимы затраты дополнительной энергии: химической в виде удобрений, механической в виде работы мышц человека и животных, а также энергии горючих материалов и электричества.

2. Видовое разнообразие организмов резко снижено и представлено отдельными сельскохозяйственными культурами, иногда даже только одной, с сорняками и вредителями сельскохозяйственных растений, а также ограниченным количеством видов домашних животных.

3. Доминирующие виды растений и животных находятся под контролем искусственного отбора. Агроценозы организуются таким образом, чтобы получать максимальное количество продуктов питания. В настоящее время около 10% свободной от льда суши занято пахотными землями, еще 20% используются как пастбища.

Существует два основных типа сельскохозяйственных экосистем: экстенсивные и интенсивные агроценозы. Первые существуют с использованием в основной мышечной энергии человека и животных. Продукция этих систем используется для питания семей мелких фермеров и для продажи или обмена на местном рынке. Вторые связаны с крупными затратами химической энергии и машин. Продукты питания производятся здесь в количестве, превышающем местные потребности, и они вывозятся на продажу, играя важную роль в экономике.

Около 60% сельскохозяйственных угодий используются экстенсивно. Большая часть из них сосредоточена в странах Азии, Африки и Южной Америки. В ряде случаев они могут быть весьма сложными и гармонировать с природными экосистемами. Эффективность экстенсивных агроценозов может быть очень высокой, особенно в случаях культивирования на ограниченных территориях значительного количества видов растении и животных. Так, на о-вах Новая Гвинея и Филиппины население получает продукты питания, содержащие примерно 96 млн. кДж/га при затратах труда, эквивалентного б млн. кДж. Соотношение полученной и затраченной энергии соответствует 16 : 1.

Интенсивные агроэкосистемы занимают 40% обрабатываемых земель. Они сосредоточены в основном в Европе, Центральной и Северной Америке и в Австралии. Эффективность их столь высока, что 4% населения США, живущего в сельской местности, обеспечивают не только всю страну основными продуктами питания, но и экспорт.

117.Биологическая изменчивость людей и биогеографическая характеристика среды. Адаптивные типы людей (определение, характеристика). Роль экологических факторов в их формировании. Как уже отмечалось, искусственная среда нивелирует прямое воздействие природных экологических факторов среды на человека. Однако продолжительность соответствующего периода технической революции составляет менее 1% истории человечества. Поэтому на протяжении большей части истории вида Человек разумный серьёзное воздействие на его популяции оказывали климатический, геохимический, алиментарный, биологический (в частности, микробный и паразитарный) факторы естественной среды, направление которых различалось в разных районах планеты. Различия давления естественного отбора обусловили различия приспособлений и формирование адаптивных типов людей. Адаптивный тип - это определённая норма реакций на преобладающие условия обитания, которая проявляется в развитии комплекса морфофункциональных, биохимических, иммунологических признаков, обеспечивающих лучшую биологическую приспособляемость человека к определённой физической среде. Выделяют следующие адаптивные типы: арктический, зоны умеренного климата, высокогорный, тропический, зоны пустынь и полупустынь и др. Комплекс признаков конкретного адаптивного типа не связан с расовой и этнической принадлежностью популяции.Например жители города Ростова принадлежат к адаптивному типу людей, живущих в зоне умеренного климата.

В комплекс адаптивных признаков включают специфические и общие признаки. К общим признакам относят показатели костно-мускульной массы тела, количество иммунных белков сыворотки крови. Общие элементы обеспечивают повышение общей сопротивляемости организма к неблагоприятным условиям среды. Специфические признаки разнообразны и обусловлены преобладающими условиями в данном регионе (гипоксия, жара, холод и т.п.). Сочетание специфических признаков определяет формирование адаптивного типа человека. На формирование арктического адаптивного типа решающую роль оказали холодный климат и преимущественно животная пища. Арктический комплекс адаптивных признаков отличается сильным развитием кост-но-мускульного компонента тела, большими размерами грудной клетки, большим пространством, занимаемым костным мозгом, и высоким уровнем гемоглобина, высоким содержанием в крови белков и холестерина, повышенной способностью к окислению жиров, а также усиленным в целом энергетическим обменом, со стабильностью показателей в условиях переохлаждения. Так, при охлаждении у канадских индейцев резко падает температура кожи, но уровень обмена веществ меняется незначительно, а у белого населения, наоборот, наблюдается меньшая степень снижения кожной температуры, но интенсифицируется обмен (появляется сильная дрожь). Комплекс признаков тропического адаптивного типа формировался под влиянием таких преобладающих экологических факторов, как жаркий и влажный климат, рацион с относительно низким содержанием животного белка. Тропический адаптивный тип характеризуется следующим комплексом признаков: относительно уменьшенной массой тела при увеличенной длине конечностей, уменьшенной окружностью грудной клетки, повышенным количеством потовых желёз на 1 см2 кожи и более интенсивным потоотделением, низкими показателями основного обмена и синтеза жиров, пониженной концентрацией холестерина в крови. Тропический адаптивный тип характеризует едва ли не большую часть населения планеты и поэтому для него характерна исключительно широкая вариабельность групп населения в расовом, этническом и экономическом отношениях. Адаптивный тип умеренного пояса характеризуется комплексом признаков, занимающим промежуточное положение между таковыми арктического и тропического адаптивных типов. Биологические механизмы этого адаптивного типа определить весьма трудно, т.к. большая часть населения проживает в промышленно развитых странах с большей долей городского населения, что резко уменьшает прямое (неопосредованное) влияние факторов естественной среды на население. Температура и влажность воздуха в умеренном поясе не достигают экстремальных величин, хорошо выражен сезонный ритм биоклиматических условий. В формировании горного адаптивного типа основную роль играл такой средовой фактор, как гипоксия. В комплекс признаков горного адаптивного типа входят: повышенный уровень основного обмена, относительное удлинение длинных трубчатых костей скелета, расширение грудной клетки, увеличенное содержание в крови эритроцитов и гемоглобина. У коренных жителей Перу количество эритроцитов увеличено на 30% по сравнению с лицами, живущими на уровне моря. Несомненно, что в жарких странах происходит интенсивный естественный отбор с высоким показателем давления отбора. В менее выгодном положении оказываются тучные лица и лица, у которых меньше потовых желёз или эти железы частично повреждены (например, у альбиносов вследствие солнечных ожогов), а также люди с большим весом и размерами тела. Факторами естественного отбора, воздействующего на людей в тропической адаптивной зоне, являются большая распространённость бактерий и паразитов (из-за высокой температуры и влажности), высокая солнечная радиация, нехватка воды и др. Указанные адаптивные типы формировались независимо от расы и только в связи с приспособлением к конкретным условиям среды, а также на основе приспособительных механизмов вида, определяемых генофондом Homo sapiens.Развитие особенностей определённого адаптивного типа происходит в эмбриогенезе. Например, уже в конце внутриутробного развития проявляются различия в пропорциях тела между негроидами и европеоидами. Существование адаптивных типов свидетельствует о значительной экологической пластичности человека, которая была основной предпосылкой расселения человека на планете. В комплекс признаков адаптивного типа входят такие, которые имеют генетическую обусловленность (форма и размер тела, характер роста, развитие скелета, отложения жира и др.), закрепляются в генотипе и наследуются. Однако ряд признаков имеет в своей основе быстрые физиологические изменения, связанные с акклиматизацией (например, адаптации к действию высоких температур). Последнее хорошо иллюстрируют американские индейцы: индейцы Атабаски, населяющие район Большого Медвежьего озера, живут в таких же суровых условиях, как эскимосы; индейцы майя на полуострове Юкатан обитают в условиях жаркого влажного климата. Очень широк в настоящее время климатический интервал обитания европейцев: в исключительно холодных условиях живут лапландцы, в жарких -итальянцы, обосновавшиеся в Северной Австралии.

118.Биологические ритмы. Медицинское значение хронобиологии. Биоритмы - это регулярные наступающие примерно через равные промежутки времени качественные или количественные изменения биопроцессов. Основные свойства:

1. Биоритмы являются следствием ЕО и адаптации организмов к изменяющимся условиям среды, поэтому они наследственно закрепляются

2. К закономерностям биоритмов подчиняются все живые системы

3. Повторяемость биоявлений относительно, т.е. содержание каждого цикла несколько отличается от предыдущих

Хронобиология-это наука, которая изучает закономерности осуществления процессов жизнедеятельности во времени.

Классификация:

• По степени зависимости от внешних условий

-экзогенные-колебания эко процессов, вызванные периодическими изменениями среды(фотопериодизация). Обеспечивают жизнедеятельность организмов при изменении внешней среды.

-эндогенные ритмы-изменения вызванные процессами в самой живой системе(сокращение миокарда). Эти ритмы относительно устойчивы к внешним воздействиям. Они могут сдвигать фазу ритма, обеспечивая жизнедеятельность организма вне зависимости от внешних условий.

• По функции

-ритмы физиологические-рабочие циклы отдельных органов и систем которые поддерживают жизнедеятельность организма(дых.система,ССС и т.д.) В зависимости от состояния организма и функциональных нагрузок период таких ритмов может изменяться в широких пределах.

-ритмы экологические(адаптивные) –отражают приспособление организма к изменяющимся условиям среды. Период таких ритмов является постоянным и закреплен генетически. Как правило цирко-ритмы соответствуют внешним ритмам и совпадают по длительности сгеофизичнскими циклами(функция биочасов и позволяет организму приурочить активность к наиболее благоприятному времени)

• По велечине периода повторения

-микроритмы-имеют высокую частоту, период повторения меньше 30 мин(секундные ритмы и минутные ЧСС, дыхат.движения, эл. Активность мозга)

-мезоритмы-ритмы средней частоты период повторения от 30мин до 1 недели:

• Ультрадианные- до 20 часов

• Циркадианные-около суток

• циркосептанные-около недели

колебания температуры тела,активности мозга, секреция гормонов, колебания давления

-макроритмы-ритмы низкой частоты

• лунномесячные-циркатрипетанные, период повторения 3-4 недели

• сезонные-циркануальные, около года

• многолетние-до 10 лет, фотопериодизация, листопад, образование плодов.

• Мегаритмы-сверхмедленные, период повторения несколько десятков или сотен лет(эпидемии, инфекционные заболевания)

Примеры биоритмов у человека

--от 0 до 4 часов-усиливается выработка окситоцина-гормон, который усиливает частоту сокращения гладкой мускулатуры. Снижение работоспособности головного мозга и печени. Усиливается выработка тестостерона. Снижение артериального давоения

--от 8 до 9-повышение половой активности, секреция инсулина, увеличение ЧССриск развития инфаркта миокарда. Снижение чувствительности кожи, снижение активности головного мозга.

--с 10 до 12-улучшается кровоснабжение головного мозга и биоэлектрическая активность (улучшается запоминание),улучшается выработка адреналина

--с 12 до 13- усиливается желудочной сокоотделение.увеличивается количество тромбоцитов( в дневные часы повышается свертываемость крови), снижается электрическая активность мозга.

--с 14 до 15ч улучшается долговременная память, снижается волевая чувствительность

--с 20 до 22- снижается артериальное давление и ЧДД. Усиливается активность иммунной системы и свертывающей системы крови.снижается уровень обмена в-в и падает кол-во тромбоцитов.

--с 23 до 24 усиление желудочного сокоотделения.снижается выработка кортизола(глюкокортикоидный гормон)-увеличивается риск проявления аллергических заболеваний.

Циркотригетанные-менструальный цикл

Сезонные- у человека в летний период увеличивается эл.активность головного мозга и мышечной системы, снижаются эти показатели в зимний период.

Хронопатология-изменения биоритмов не характерные для нормального онтогенеза. Возможно рассогласование биоритмов любого уровня. D-синхронозы могут быть связанными с нарушением

А) суточных биоритмов-гипертоническая болезнь, язвенная болезнь

Б)с нарушением сезонных биоритмов, увеличение частоты обострения язвенной болезни наблюдается весной и осенью

В)связанные с периодами активности солнца(частота инфекционных заболеваний)Кол-во больных поступающих в психиатрические клиники возрастает при увеличении солнечной активности.

Классификация десинхронозов

• По причине:

А) внутренние десинхронозы-рассогласование ритмов внутри организма. Нпример:ритм питания, ритм бодрствования.

Б)внешний десинхроноз-отличается нарушением синхронности биоритмаи воздействий внешней среды-быстрое пересечение часовых поясов.

• По длительности изменений:

А)острый десинхроноз возникает при смене условий среды за короткий промежуток времени

Б) хронический-неоднократное повторение острого десинхроноза, вызванного одним и тем же фактором

• По выраженности симптомов

А)явные десинхроноз- колебания АД, нарушение сна, снижение аппетита,снижение работоспособности, раздражительность

Б)скрытый десинхроноз-имеется внутренний дискомфорт, не проявляющийся в объективных показателях

У человека на биоритмы большое влияние оказывают соц. Факторы, поэтому для профилактики пат. Последствий рекомендуется учитывать возможность десинхронозов. Учитывать:режим труда и отдыха для экипажей самолетов. В настоящее время считается более целесообразным реализовать курортные мероприятия в санаториях того же региона.

Хронофармакология Раздел фармокологии который оптимизирует время применения лекарств с учетом биоритмов Поскольку все биопроцессы изменяются с определенным периодом повторения то чувствительность к лекарствам так же будет изменяться в течение суток.Это может быть связано с изменением кол-ва рецепторов на клеточных мембранах либо с эндогенными изменениями секреции гормонов или ферементов.

Примеры 1)больных бронхиальной астмой в настоящее время оптимальная схема приема глюкокортикоидов подразумевает 2 приема препарата, 8 и 15 часов, с приемом большей части доы утром. Это связано с ритмом секреции глюкокортикоида, максимальная концентрация которых у человека наблюдается утром. 2)лекарства против приступов астмы более эффективно принимать вечером. Частота приступа астмы ночью на 60-70% выше, чем днем. 3)онкологические препараты более эффективны при приеме в утренние часы, т.к. в этот период выше уровень митотического деления. Противоопухолевые препараты,как правило, высоко токсичны. 4) противоязвенные препараты более эффективны при приеме перед сном, т.к. увелич. Секреци сока.

Регуляция биоритмов

В настоящее время обнаружены различные механизмы регуляции биоритмов нейрогенные, эндокринные и внутриклеточные Для согласования между собой различных регуляторных механизмов, организм человека имеет центральные органы: 1)эпифиз, который вырабатывает мелатонин, его выработка активируется в темноте и резко снижается на свету поэтому мелатонин рассматривают как основную систему снабжающую организм информацией о времени суток. Деятельность эпифиза регулируется светом который проникает через теменную часть черепа. Мелатонин обладает различной активностью, антистрессовое действие, антиоксидантное действие, способствует адаптации к изменяющимся условиям среды. 2)супрахиазматические ядра гипоталамуса располагаются над перекрестом зрительных нервов. Они получают инфо об уровне освещенности от глаз и обеспечивают синхронизацию деятельности гипофиза и других нижележащих структур.