Эколого-медицинские аспекты стресса.

Экологические характеристики человека.

1.Онтогенез человека в различных экологических условиях.

Эколого-медицинские аспекты адаптации

Эколого-медицинские аспекты стресса.

4. Биоритмы.

1.Онтогенез человека в различных экологических условиях.

Исследования в медэкологии так или иначе связаны с биологической изменчивостью в разных условиях среды. Ключом к этому является изучение онтогенеза, включающего рост, развитие и старение.

Онтогенез по сути это реализация генотипа под воздействием разнообразных и всегда уникальных условий жизни индивида. Движущие силы онтогенеза: 1 - наследственность, 2 - природная среда, 3 - социальная среда.

Рост и развитие.

Наследственность:

-рост закреплен наследственно, но разброс по этносам до 30 см;

-скорость развития тоже различна. Есть наследственные различия по весу, по скорости роста и созревания скелета, по пропорциям тела, по скорости полового созревания.

Природная среда:

Особенности состава пищи, в частности содержание микроэлементов в почве и воде.

 По погодно-климатическим условиям выявлена отрицательная корреляция между скоростью роста и среднегодовой температурой и положительная корреляция между среднегодовой температурой и показателем линейности (отношение массы тела к длине)

Социальные условия:

доступность питания (при увеличении питания ускоряется рост, при недостатке – замедляется). В интеллигентных семьях идёт опережение в развитии и росте. Развитие интеллекта способствует физическому развитию организма.

Старение и продолжительность жизни.

 Это наследственный признак. Но грубая и обильная пища сокращает жизнь, а щадящая удлиняет. Продолжительность жизни меняется также в результате действия природных факторов: так низкие температуры удлиняют жизнь. Действуют и социальные факторы - образ жизни и уровень развития интеллекта: если выше уровень интеллекта и здоровый образ жизни, то и жизнь удлиняется.

2. Эколого-медицинские аспекты адаптации.

Адаптация (итал. адаптацио – приспособление) – комплекс морфофизиологических и поведенческих реакций организма, обеспечивающий устойчивость к воздействию постоянно действующих и новых для него экофакторов.

Процесс адаптации обеспечивают компенсаторные механизмы - адаптивные реакции, направленные на устранение или ослабление функциональных сдвигов в организме, вызванных неадекватными факторами среды. Это динамические, быстро возникающие физиологические средства аварийного обеспечения организма. Обладая высокой эффективностью, они могут поддерживать относительно стабильный гомеостаз достаточно долго для развития устойчивых форм адаптационного процесса. Процесс, обратный адаптации, который возникает при воздействии на организм человека факторов среды, количественно превышающих возможности адаптирующейся системы, и вызывает нарушение адаптивных реакций организма, называется дезадаптацией. Дезадаптация приводит к дисфункции, т. е. нарушению функций системы, органа или тканей организма.

Резистентность организма обеспечивается его адаптивными реакциями на раздражитель.

Различают специфическую (устойчивость по отношению к определенному фактору) и неспецифическую (по отношению к различным факторам) резистентность.

 В развитии адаптационных реакций прослеживаются 2 этапа.

Первый этап – начальной (срочной), но несовершенной адаптации.

Второй этап – совершенной (полной) долговременной адаптации.

Срочная адаптация позволяет на протяжении более или менее длительного периода времени сохранять лишь саму жизнь.

Полная адаптация обеспечивает полноценное существование организма и продолжение рода.

Начальная адаптация реализуется на основе готовых приспособительных механизмов. Например, на основе имеющихся функциональных реакций: увеличения теплопродукции, легочной вентиляции, МОК.

Долговременная адаптация развивается постепенно с включением дополнительных компенсаторных механизмов.

При этом долговременная адаптация придает организму новые качества, обеспечивающие достижение повышенной устойчивости, например, к гипоксии, теплу, холоду, большим дозам ядов. Долговременная, постепенно развивающаяся адаптация является фактором повышения резистентности организма и профилактики болезней.

Организм сохраняет память об адаптации к некоторым неадекватным условиям среды (так называемая «вегетативная память»), что делает более быстрым процесс повторной адаптации (реадаптации) к этим условиям.

Есть фенотипические и генотипические адаптации

ÄФенотипическая адаптация – процесс, развивающийся в ходе индивидуальной жизни, в результате которого организм приобретает отсутствовавшую ранее устойчивость к определенному фактору внешней среды и получает возможность жить в условиях, ранее не совместимых с жизнью.

ÄГенотипическая адаптация (процесс на уровне всего вида и отдельных человеческих популяций): на основе наследственной изменчивости, мутаций и естественного отбора достижения адаптивной эволюции закрепляются генетически и передаются по наследству. Комплекс популяционно-видовых наследственных признаков становится основой следующего этапа адаптации, которая приобретается в процессе индивидуальной жизни организма.

Адаптивность человека обеспечивает его перемещение и расселение.

 Адаптации бывают: биологические и социально-психологические, активные и пассивные, специфические и неспецифические.

Есть явление акклиматизации, приспособления к новым природным факторам среды. Его можно рассматривать либо как процесс адаптации, либо как ее результат.

По Сточинскому выделяют 2 варианта адаптации:

-феноакклиматизация (внешние изменения организма в рамках нормы реакции).

-геноакклиматизация (глубокие изменения, закрепляемые наследственно)

Начальный этап акклиматизации - акклимация, это срочные адаптации на основе существующих в организме готовых физиологических механизмов.

В основе адаптаций – изменение обмена веществ на основе нейро-гуморальной регуляции. Поток импульсов, формирующийся под влиянием факторов среды приводит к перестройке реакций органов и систем. Постепенно на основе многократных срочный адаптаций происходит накопление функциональных и структурных изменений.

У человека цикл перестройки занимает 2-3 года, у животных несколько поколений.

Любая болезнь, будь то соматическая или психическая, есть извращенное проявление адаптации организма (личности) в меняющихся условиях внешней и внутренней среды.

Компенсация нарушенных функций всегда идет в направлении сохранения функциональными системами способности обеспечивать полезные для организма приспособительные результаты. И все реабилитационные мероприятия направлены на компенсацию недостаточной функции тех или иных систем организма.

Особого внимания в этом плане заслуживает преморбидное состояние - первая информационная стадия формирования патологического процесса, третье состояние на грани здоровья и болезни.

На этой стадии нарушенные информационные внутри- и межсистемные отношения функциональных систем в организме легко восстанавливаются информационными методами реабилитации: гипнотическим воздействием, массажем, гомеопатией, акупунктурой, теплохолодовыми процедурами, гипоксией и т.д., позволяющими предупредить переход дисфункций в устойчивую патологическую форму. Исходя из того, что болезнь первично проявляется как нарушение информационных системных отношений в организме, становится понятной роль культурных, семейных и производственных отношений как своеобразного "человеческого иммунитета". Эти же факторы важны и для сохранения и упрочения эффектов реабилитации (Судаков К.В., 1996).

Т.о. нормологический и патологический процессы являются различными качественными проявлениями одного и того же процесса - приспособления или адаптации.

Исходя из этого практически все болезни являются результатом ошибок в адаптивных реакциях на внешние раздражители; с этой точки зрения большая часть болезней (нервные расстройства, гипертоническая болезнь, язвенная болезнь желудка и двенадцатиперстной кишки, некоторые типы ревматических, аллергические, сердечно-сосудистые заболевания и почечные болезни) являются болезнями адаптации, т.е. патологические процессы и болезни - это всего лишь особенности приспособительных реакций.

Стратегии адаптации

Под стратегией адаптации понимают функционально-временную структуру потоков информации, энергии, веществ, обеспечивающую оптимальный уровень морфофункциональной организации биосистем в неадекватных условиях среды.

Можно выделить три варианта "стратегии" адаптивного поведения организма человека.

1. Первый тип (стратегия типа "спринтер"): организм обладает способностью мощных физиологических реакций с высокой степенью надежности в ответ на значительные, но кратковременные колебания во внешней среде. Однако такой высокий уровень физиологических реакций может поддерживаться относительно короткий срок. К длительным физиологическим перегрузкам со стороны внешних факторов, даже если они средней величины, такие организмы мало приспособлены.

2. Второй тип (стратегия типа "стайер"). Организм менее устойчив к кратковременным значительным колебаниям среды, но обладает свойством выдерживать длительное время физиологические нагрузки средней силы.

3. Наиболее оптимальным типом стратегии является промежуточный тип, который занимает среднее положение между указанными крайними типами.

Формирование стратегии адаптации генетически детерминировано, но в процессе индивидуальной жизни, соответствующего воспитания и тренировки их варианты могут подвергаться коррекции. Следует отметить, что у одного и того же человека разные гомеостатические системы могут иметь различные стратегии физиологической адаптации.

Установлено, что у людей с преобладанием стратегии первого типа (тип "спринтер") одновременное сочетание работы и восстановительных процессов выражено слабо и для указанных процессов требуется более четкая ритмичность (т.е. расчленение во времени).

У людей же с преобладанием стратегии 2-го типа (тип "стайер"), резервные возможности и степень быстрой мобилизации не высоки, но рабочие процессы более легко сочетаются с процессами восстановления, что обеспечивает возможность длительной нагрузки.

Так, в условиях северных широт у людей с вариантами стратегии типа "спринтер" наблюдается быстрое истощение и нарушение липидно-энергетического обмена, что приводит к развитию хронических патологических процессов. В то же время у людей, относящихся к варианту стратегии "стайер", приспособительные реакции к специфическим условиям высоких широт наиболее адекватны и позволяют им длительное время находиться в этих условиях без развития патологических процессов.

Классификация функциональных состояний при развитии болезней адаптации (Баевский Р.М., 1980).

1. Состояние удовлетворительной адаптации к условиям окружающей среды. Для этого состояния характерны достаточные функциональные возможности организма, гомеостаз поддерживается при минимальном напряжении регуляторных систем организма. Функциональный резерв не снижен.

2. Состояние напряжения адаптационных механизмов, не выявляемое при традиционном клиническом обследовании Функциональные возможности организма не снижены. Гомеостаз поддерживается благодаря определенному напряжению регуляторных систем. Функциональный резерв не снижен. Это начальный этап пограничной зоны между здоровьем и патологией – дозонологическое состояние

3. Состояние неудовлетворительной адаптации. Функциональные возможности организма снижены. Гомеостаз сохраняется благодаря значительному напряжению регуляторных систем либо благодаря включению компенсаторных механизмов. Функциональный резерв снижен. Состояние может быть отнесено к преморбидным, поскольку значительное снижение функционального резерва позволяет при использовании функциональных проб выявить неадекватный ответ организма, указывающий на скрытую или начальную патологию.

4. Срыв (поломка) механизмов адаптации. Резкое снижение функциональных возможностей организма. Гомеостаз нарушен. Функциональный резерв резко снижен. С клинической точки зрения только срыв адаптации относится к патологическим состояниям, ибо он сопровождается заметными изменениями традиционно измеряемых показателей, таких, как частота пульса, ударный и минутный объем, АД и т.д.

Дезадаптация и развитие патологических состояний происходит поэтапно.

Для профилактики болезней адаптации используют методы увеличения эффективности адаптации, которые могут быть специфическими и неспецифическими.

К неспецифическим методам относятся: активный отдых, закаливание, средние физические нагрузки, адаптогены и терапевтические дозировки разнообразных курортных факторов, которые способны повысить неспецифическую резистентность, нормализовать деятельность основных систем организма.

Адаптогены - это средства, осуществляющие фармакологическую регуляцию адаптивных процессов в организме. По своему происхождению адаптогены могут быть разделены на две группы: природные и синтетические. Источниками природных адаптогенов являются наземные и водные растения, животные и микроорганизмы. К наиболее важным адаптогенам растительного происхождения относятся женьшень, элеутерококк, лимонник китайский, аралия маньчжурская, заманиха, шиповник и т.д. К препаратам животного происхождения относятся: пантокрин, получаемый из пантов марала; рантарин - из пантов северного оленя, апилак - из пчелиного маточного молочка.

Широкое применение получили вещества, выделенные из различных микроорганизмов и дрожжей (продигизган, зимозан и др.). Высокой адаптогенной активностью обладают витамины.

Специфические методы увеличения эффективности адаптации основаны на повышении резистентности организма к какому-либо определенному фактору среды - холоду, гипоксии и т.д. К ним относятся лекарственные средства, физиотерапевтические процедуры, специальные тренировки и т.д. (Гора Е.П., 1999).

В зависимости от силы воздействия в организме могут развиваться 3 типа адаптационных реакций:

— 1) реакция на слабые воздействия - реакция тренировки;

— 2) реакция на воздействия средней силы - реакция активации;

— 3) реакция на сильные, чрезвычайные воздействия - стресс-реакция по Г. Селье.

Реакция тренировки и реакция активации - это те адаптационные реакции, которые встречаются в течение нормальной жизни организма. Эти реакции являются неспецифической основой физиологических процессов

стресс - неспецифической основой патологических процессов.

3. Эколого-медицинские аспекты стресс

Стресс (англ. стресс – напряжение) неспецифическая реакция напряжения живого организма в ответ на любое сильное воздействие. Это состояние критической нагрузки, которое проявляется в виде специфического синдрома, слагающегося из неспецифических изменений внутри биологического объекта.

Концепция стресса и адаптационного синдрома, разработана канадским ученым Гансом Селье в 1936 году для человека.

В ответ на любой стрессовый фактор, нарушающий гомеостаз, развиваются ответные реакции двух типов:

1)специализированные реакции со стороны организма, специфически реагирующей на этот раздражитель, в зависимости от его природы, присущие только данной системе;

2) комплекс неспецифических изменений, таких как реакции напряжения или общего усилия организма приспособиться к изменившимся условиям, с помощью стрессреализующей адренергической и гипофизарно-адреналовой системы.

Общий адаптационный синдром â

üэто сложный процесс структурно-функциональной перестройки, нацеленный на перепрограммирование адаптационных возможностей организма в целях решения новых задач, выдвигаемым средой;

Классификация стрессовых факторов:

Практически любой фактор среды может принимать экстремальный характер.

Различают: положительный и отрицательный стресс (дистресс).

Наиболее тяжелая форма дистресса – шок.

Стрессовые факторы классифицируются:

I. По природе фактора (абиотические компоненты: химический, радионуклидный состав, физические характеристики и т.д.; биотические компоненты -межвидовые отношения: паразитизм, комменсализм и т.д.).

II. По влиянию на состояние организма: – (на обмен веществ, проницаемость мембран, биоритмы и т.д.);

III. По времени влияния: влияют периодически (сезонность и т.д.); эпизодически (пожары, наводнения и т.д.).

IV. По характеру вмешательства: оказывающие прямое влияние – перегревание, переохлаждение и т.д.); оказывающие косвенное влияние – фотопериодизм, биоритмы и т.д.

Стресс бывает:

-по времени реакции - острый стресс характеризуется: внезапным началом, быстрым развитием, небольшой продолжительностью, и хронический стресс, при котором неблагоприятный фактор невысокой интенсивности воздействует длительно или часто повторяется, имеет: незаметное начало, постепенное развитие, длительное течение.

 -по природе - психогенный и непсихогенный(Исаев Л.К., Хитров Н.К., 1997).

Непсихогенный стресс формируется под влиянием разнообразных физических, в том числе механических, химических и биологических факторов или при недостатке необходимых для жизни соединений (О₂, Н₂О и т.д.), если степень этого дефицита опасна для жизни.Психогенный (психоэмоциональный) стресс возникает под влиянием негативных социальных факторов, значимость которых в жизни современного человека постоянно нарастает. Он проявляется развитием различных форм неврозов - неврастения, невроз навязчивых состояний, истерия. Сегодня психоэмоциональный стресс рассматривается как важнейший фактор риска возникновения гипертонической и гипотонической болезни, атеросклероза, ишемической болезни сердца, язвенной болезни желудка и двенадцатиперстной кишки, нейрогенных заболеваний кожи, эндокринных заболеваний и многих других (Тополянский В.Д., Струковская М.В., 1986).

Варианты устойчивости к стрессу

Все многообразие устойчивости к стрессовым нагрузкам осуществляется на основе 2-хвариантов повышения устойчивости:

ªизбегания стресса: изменение поведения, биоритмы, особые жизненные циклы;

ªтолерантности к стрессу.

Толерантность бывает врожденной и приобретенной. Благодаря более высокой врожденной толерантности отдельных людей формируются механизмы устойчивости к стрессу, которые закрепляются в виде наследуемых признаков. Приобретенная толерантность является результатом адаптации к стрессовым воздействиям.

Развитие стресса и его исходы во многом зависят от свойств организма, его нервной системы (в том числе вегетативной), эндокринных органов, особенно гипофиза и надпочечников, состояния иммунной системы, кровообращения и т.д. Важное значение в развитие стресса имеют возраст, пол и конституция организма, степень тренированности, т.е. долговременной адаптации, формирующейся при многократном воздействии определенного стрессорного агента в оптимальном для этого режиме.

Значение стресса не является однозначным: в зависимости от конкретных условий он может иметь и позитивное и негативное биологическое значение для организма. Стресс сформирован в эволюции как общебиологическая приспособительная реакция живых существ на опасные и вредные факторы. Кроме того, стресс является первым этапом развития долгосрочной адаптации организма, если стрессорный фактор действует продолжительное время в тренирующем режиме (Меерсон Ф.З., 1988). В результате на смену экстренной приходит долговременная адаптация организма. Вместе с тем стресс может стать фактором развития в организме патологических состояний.

Особенности непсихогенного стресса.

Изменения при стрессовой нагрузке во времени разворачиваются в виде 5 последовательный стадий:

1 стадия – состояние устойчивого гомеостаза;

2 стадия – исходное состояние после стресса;

3стадия – избыточной реакции;

4стадия – стабилизированного состояния;

5стадия – состояние нового устойчивого гомеостаза.

В случаях, когда действующий фактор чрезмерно силен или сложен, требуемая приспособительная реакция оказывается неосуществимой. Например, повышенная температура в сочетании с высокой относительной влажностью в более значительной степени нарушают терморегуляцию. В результате первоначальные нарушения гомеостаза остаются, а стимулируемый ими стресс синдром достигает чрезмерной интенсивности и длительности, превращаясь в инструмент повреждения и причину возникновения многочисленных стрессорных заболеваний.

Биологические ритмы

. В любом явлении окружающей нас природы существует строгая повторяемость процессов: постоянная смена покоя и активной деятельности, сна и бодрствования, утомления от напряженного труда и отдыха

Биологические ритмы (биоритмы) - регулярное, периодическое повторение во времени характера и интенсивности жизненных процессов, отдельных состояний или событий.

Биологические ритмы - фундаментальное свойство органического мира, обеспечивающее его способность к адаптации и выживанию в циклически меняющихся условиях внешней среды.

Изучением биоритмов живых систем, их связи с ритмами, существующими в природе, занимается относительно недавно возникшая наука - хронобиология (биоритмология), составной частью которой является хрономедицина.

По степени зависимости от внешних условий биоритмы разделяют на экзогенные и эндогенные.

Экзогенные (внешние) ритмы формируются под влиянием среды, зависят от ритмики географических и космических факторов (фотопериодизма, температуры окружающей среды, атмосферного давления, ритма космического излучения, гравитации и т. д. и периодически повторяющихся социальных факторов (режим труда, отдыха, питания).

Эндогенные ритмы - связанны с саморегуляцией организма. Эндогенный ритм непосредственно определяется генетической программой организма, которая реализуется через нервный и гуморальный механизмы.

В биоритме всегда присутствуют две компоненты - экзогенная и эндогенная. Это дает возможность подстройки деятельности организма к циклическим изменениям условий. Эндогенный ритмы устанавливаются под влиянием постоянно действующих внешних условий, биологический эффект которых не выходит за границы адаптационно-компенсаторных резервов организма человека. Это называется синхронизация. Сбой синхронизирующего воздействия среды вызывает патологические изменения, называемые десинхроз.

Внутренняя регуляция биоритмов определяется функционированием так называемых биологических часов.

Согласно современным представлениям, в организме действуют биологические часы трех уровней (Билибин Д.П., Фролов В.А., 2007).

Первый уровень связан с деятельностью эпифиза через продукцию мелатонина, ее изменение выходящие за рамки нормальных физиологических колебаний, способны привести к рассогласованию как собственно биологических ритмов организма между собой (внутренний десинхроноз), так и ритмов организма с ритмами окружающей среды (внешний десинхроноз).

 Активация регуляторной деятельности эпифиза относительно биоритмов "запускается" сменой дня и ночи (входным "рецептором" являются в том числе и глаза, хотя и не только они).

Второй уровень биологических часов связан с супраоптической частью гипоталамуса, она имеет связи с эпифизом. Через эту связь (а может быть, и гуморальным путем) гипоталамус получает "команды" от эпифиза и регулирует биоритмы далее.

Третий уровень биологических часов лежит на уровне клеточных и субклеточных мембран. По-видимому, какие-то участки мембран обладают хронорегуляторным действием. Об этом косвенно свидетельствуют факты о влиянии электрических и магнитных полей на мембраны, а через них и на биоритмы.

Координирующую роль в синхронизации ритмов всех клеток многоклеточного организма играет гипоталамо-гипофизарная система (Билибин Д.П., Фролов В.А., 2007).