Адаптация человека к условиям окружающей среды Муниципальная научно-практическая конференция «Интеллектуалы XXI века»
advertisement
Муниципальная научно-практическая конференция «Интеллектуалы XXI века» Адаптация человека к условиям окружающей среды Выполнила: Мамонтова Арина, обучающаяся 9 класса Г МАОУ СОШ № 25 Научный руководитель: Кондакова Ольга Петровна, учитель экологии г. Балаково 2014 год ОГЛАВЛЕНИЕ Введение………………………………………………………………………3 Глава I. Понятие и различные механизмы адаптации человека в окружающей среде…………………………………6. Глава II. Сущность процесса адаптации человека к различным условиям окружающей среды……………………9 Глава III Значение адаптивных способностей организма для сохранения человечества как вида……………………….11 Заключение…………………………………………………………………..16 2 Введение Среда обитания и здоровье человека зависит от воздействия различных факторов природной и социальной среды (рис. 1). Возрастающие темпы изменения среды обитания приводят к нарушению взаимосвязи между ней и человеком, снижению адаптационных возможностей организма. «Среда обитания может содержать такие вещества, с которыми организм в ходе эволюции не сталкивался и поэтому не имеет соответствующих анализаторных систем, сигнализирующих об их наличии. В связи с этим оценить состояние здоровья человека, понять 3 характер патологии в отрыве от анализа происходящих изменений в окружающей среде невозможно»1. Жизнедеятельность человека не может происходить в отрыве от внешней среды. Объекты и явления внешней среды постоянно оказывают определенное воздействие на человека и определяют условия осуществления его деятельности, причем часто их воздействие носит отрицательный, вредоносный характер. Условия нормального функционирования человека весьма жестки. Изменение температуры тела всего на один градус приводит к ощущению значительного дискомфорта. Изменение температуры на пять-шесть градусов запускает процессы, которые могут в конечном итоге привести к гибели организма. «Человек, как и другие животные, в своей эволюции прошел суровое сито естественного отбора, но все равно остается довольно ранимым существом»2. Адаптация организма позволяет сгладить многие неприятные последствия резкого изменения физических и физиологических параметров существования. Понятие адаптации — одно из основных в научном исследовании организма, поскольку именно механизмы адаптации, Новиков Ю.В. Экология, окружающая среда и человек: Учеб. Пособие для вузов, средних школ и колледжей.- 3-е изд., испр. и доп./Ю.В.Новиков.-М.: ФАИР-ПРЕСС, 2005.-735 с. 2 Хотунцев Ю.Л. Человек, технологии, окружающая среда. М.: Устойчивый мир, 2001.-224 с. 1 4 выработанные в процессе эволюции, обеспечивают возможность существования организма в постоянно изменяющихся условиях внешней среды. Благодаря процессу адаптации достигается оптимальное функционирование всех систем организма и сбалансированность в системе "человек—среда". Адаптация имеет большое значение для организма человека и всех живых существ, позволяет не только переносить значительные изменения в окружающей среде, но и активно перестраивать свои физиологические функции, поведение в соответствии с этими изменениями. Благодаря адаптации поддерживается постоянство внутренней среды организма и в том случае, если параметры некоторых факторов окружающей среды выходят за пределы оптимальных. Исследования по адаптации человека приобрели особое значение в связи с интенсивным развитием научно-технической революции, выходом людей за пределы привычной для них среды обитания — освоение экстремальных районов (Арктика, Антарктика, пустыни, океанический шельф, высокогорья), космического пространства. Одновременно возникла необходимость изучать адаптацию к новым факторам среды — радиация, химическое загрязнение, шум, вибрация, электромагнитные поля. В исследовании «Адаптация человека к условиям окружающей среды» автор работы ставит своей целью проанализировать социально- биологические процессы человеческого организма, которые лежать в основе адаптивных изменений, и выработать рекомендации по улучшению адаптивных функций организма. К основным задачам исследования относятся следующие: - изучить представление ученых о проблемах адаптации человека; - рассмотреть теоретические аспекты понятий «адаптация», «уровни адаптации», «адаптивные способности организма»; - опытным путем доказать влияние физических нагрузок на развитие адаптивных способностей человека, а также факторы, влияющие на учебные перегрузки школьников. 5 Глава I. Понятие и различные механизмы адаптации человека в окружающей среде Адаптация человека — одно из ключевых понятий в экологии человека, а также во многих других дисциплинах (физиологии, антропологии, медицинской географии, социологии, этнографии и пр.). Адаптация человека к новой для него среде — сложный социально-биологический процесс, в основе которого лежит изменение систем и функций организма, а также привычного поведения. В научной литературе встречаются различные определения данного понятия. Так, медицинская энциклопедия дает следующее определение: «Адаптация (лат. adaptatio приспособление: синоним: приспособление, приспособительные реакции) - развитие новых биологических свойств у организма, популяции, вида, биоценоза, обеспечивающих их нормальную жизнедеятельность при изменении условий окружающей среды»3. Российская педагогическая энциклопедия предлагает следующее определение: «адаптация (от ср. век. лат. adapta tio приспособление, прилаживание) - способность организма приспосабливаться к различным условиям внешней среды. В основе адаптации. лежат реакции организма, направленные на сохранение постоянства его внутренней среды (т. н. гомеостаз)»4. Наконец, экологический словарь рассматривает «адаптацию (от позднелат. adaptatio приспособление) как процесс приспособления организма (адеквация), популяции или сообщества к определенным условиям внешней среды; соответствие между условиями окружающей среды и способностью организмов процветать в ней»5. Понятие "адаптация" используется учеными в разных контекстах: - адаптация может выступать как естественное свойство организма, - это собственно процесс приспособления, - результат этого приспособления, 3 http://human_ecology.academic.ru/1326; Там же 5 Там же 4 6 - цель, к которой стремится организм. Наиболее точное использование слова "адаптация" - обозначение собственно процесса приспособления, а не его результата. Для обозначения результата адаптации лучше использовать термин "адаптированность". В первом случае лучше использовать "способность к адаптации". Адаптация человека — процесс двусторонний; человек не только сам приспосабливается к новой экологической обстановке, но и приспосабливает эту обстановку к своим нуждам и потребностям, создает систему жизнеобеспечения, к которой относятся — жилища, одежда, транспорт, инфраструктура, питание и т.д. Механизмы адаптации человека весьма различны, поэтому применительно к человеческим общностям выделяют: 1) биологическую, 2) социальную. 1.Биологическая адаптация человека — эволюционно возникшее приспособление организма человека к условиям среды, выражающееся в изменении внешних и внутренних особенностей органа, функции или всего организма к изменяющимся условиям среды. Понятие адаптация оказалось исключительно плодотворным в разработке критериев норм здоровья и болезни. По определению академика В.В. Парина, «здоровье представляет собой оптимальное состояние организма, при котором обеспечивается максимальная адаптивность. Любое уменьшение приспособительных возможностей представляет одновременно и снижение уровня здоровья и в определенном смысле приближение к патологии. Поэтому болезнь можно рассматривать как нарушение нормальной физиологической адаптации к 7 повседневным условиям, а больным нужно считать того, кто неспособен выполнять определенную работу, либо, выполняя ее, он смещает некоторые жизненно важные параметры организма за пределы нормы»6. В зависимости от длительности действия неадекватного фактора и степени функциональных перестроек выделяют три этапа адаптации: начальный, этап неустановившейся адаптации и долговременную, установившуюся адаптацию или состояния адаптивности. Невозможность обеспечить формирование адекватных приспособительных реакций приводит к частичной адаптации, либо к срыву адаптации — дезадаптации. Дезадаптация может возникнуть также и как следствие изначальной неполноценности какой-либо системы. Изучение адаптации человека неразрывно связано с характеристикой среды его обитания. Механизмы адаптации можно понять только тогда, когда детально изучены условия, к которым человек должен адаптироваться. Чем необычнее и сложнее для человека новые экологические условия, тем тяжелее протекает у него адаптация. У пожилых и больных адаптационные возможности значительно ниже, чем у молодых и здоровых людей. Но в некоторых районах даже они не могут полностью адаптироваться. А.П. Авцын подчеркивал, что «иногда в силу тех или иных причин резервы организма истощаются прежде, чем достигнута адаптация. Иногда адаптационные резервы истощаются после того, как организм в течении некоторого периода был в состоянии адаптированности. В обоих случаях наступает дезадаптация, которая может принять различные формы: 1) дезадаптация с недостаточной способностью к восстановлению, когда работоспособность практически сохранена, но она неустойчива и невысока; 2) дезадаптация с явным дефектом, что ведет к снижению или утрате трудоспособности и даже к инвалидности; 3) дезадаптация со скрытым дефектом, который выявляется только с течением времени или под влиянием сверхнагрузки; 4) дезадаптация с сохранением работоспособности, но с утратой фертильности или приобретением потенциальной тератогенности в 6 Парин В.В. Избр. Тр. Т. 1. М., 1974 с.47 8 последующих поколениях, что связано с повреждением генома клеток репродуктивной системы»7. 2. Социальная адаптация — процесс активного приспособления индивида (группы индивидов) к социальной среде, проявляющийся в обеспечении условий, способствующих реализации его потребностей, интересов, жизненных целей. Социальная адаптация включает в себя приспособление прежде всего к условиям и характеру труда (учебы), а также к характеру межличностных отношений, экологической и культурной среде, условиям проведения досуга, быту. Глава II. Сущность процесса адаптации человека к различным условиям окружающей среды Французский физиолог К. Бернар выдвинул гипотезу о том, что любой живой организм, в том числе и человеческий, существует благодаря возможности постоянно сохранять благоприятные для своего существования параметры внутренней среды организма. Это сохранение (консервация идеального состояния) происходит благодаря работе сложных механизмов саморегулирования (которые впоследствии были названы гомеостатическими). Бернар первый сформулировал, что постоянство внутренней среды - условие любой жизни. К.Бернар У.Кеннон Авцын А.П., Марачев А.Г. Проявление адаптации и дезадаптации у жителей Крайнего Севера/ Физиология человека -1975-т.1 №4, с. 587-600 7 9 В дальнейшем американский физиолог У. Кэннон развил эту теорию, он назвал идеальное состояние гомеостазом. Гомеостаз в классическом значении этого слова физиологическое понятие, обозначающее устойчивость состава внутренней среды, постоянство компонентов ее состава, а так же баланс биофизиологических функций любого живого организма. Основой такой биологической функции, как гомеостаз, является способность живых организмов и биологических систем противостоять изменениям среды; при этом организмы пользуются автономными механизмами защиты. 10 Исследование объектов с функцией обратной связи помогло ученым узнать о многочисленных механизмах, отвечающих за их устойчивость. Даже в условиях серьезных изменений, механизмы адаптации (приспособления) не дают химическим и физиологическим свойствам организма сильно измениться. Нельзя сказать, что они остаются абсолютно стабильными, но серьезных отклонений обычно не происходит. Ряд исследователей выделяют в современной науке три уровня адаптации: Психическая адаптация - это приспособление, в первую очередь, психических процессов: приспособление восприятия под окружающую действительность, приспособление памяти, речи, мышления... Социальная адаптация - это приспособление к окружающим людям, особенностям межличностных отношений, групповой динамике, это умение управлять своим имиджем и т.п. Физиологическая адаптация (от лат. adaptatio — приспособление) — приспособление организма к условиям существования. «Жизнь — постоянное приспособление … к условиям существования»8, — утверждал физиолог И. М. Сеченов. Уровни адаптации тесно связаны между собой. Так физиологическая адаптация может способствовать психологической (приноровившись к изменившимся условиям, человек начинает лучше соображать, например). Социальная может способствовать физиологической (наладив отношение с другим человеком, можно получить от него долгожданный стакан воды). Глава III Значение адаптивных способностей организма для сохранения человечества как вида Адаптивные формы поведения. При воздействии нового фактора первой включается в реакцию психофизиологическая сфера. Речь идет об адаптивных формах поведения, которые выработались в ходе эволюции и направлены на экономизацию затрат организма. Существует несколько классификаций адаптивных форм поведения. В одной из них различают три типа приспособительного поведения: бегство от 8 http://botan0.ru/?cat=2&id=229 11 неблагоприятного раздражителя; пассивное подчинение ему; активное противодействие (специфические адаптивные реакции). Примером первого типа у человека может быть ношение одежды, обитание в помещениях, преобразование среды с помощью технических средств, миграции в наиболее благоприятные районы существования и др. Второй тип состоит в формировании устойчивости функций при изменении силы воздействия экологического фактора по принципу толерантности. Третий тип – (специфические активная адаптивные адаптация по механизмы принципу поддержания резистентности гомеостаза) – включается, когда организм не имеет возможности использовать первые два типа адаптивного поведения. АДАПТАЦИЯ ЧЕЛОВЕКА К СРЕДЕ ОБИТАНИЯ В основе адаптации человека лежат социально-экономические механизмы, однако важная роль принадлежит также состоянию естественных приспособительных и защитных механизмов, составляющих биологическое наследство людей. Они могут складываться не только в естественных (Арктика, высокогорье), но и в антропогенных (крупные города) местообитаниях. Так, выходцев из зоны умеренного климата, прибывающих на работу в Арктику или Антарктиду, встречают суровый климат, необычные для средних широт атмосферные явления, резко пониженное количество микроорганизмов в почвах и воздухе, жизнь в относительно малочисленных, скученных коллективах. Как правило, такие люди по прибытии в Заполярье длительное время испытывают болезненные состояния и ощущения, усиливающиеся, например, при смене полярных дня и ночи. Они 12 проявляются в повышении артериального давления и учащении пульса, которые сменяются затем понижением давления (иногда до уровня 70/30 мм рт. ст.) и урежением пульса. Эти явления, обозначаемые некоторыми исследователями как метеоневроз, сопровождаются падением работоспособности. Так, у адаптированных к жизни в холодном климате людей при охлаждении наблюдается изменение кровоснабжения кожных покровов. При этом степень изменения различается в разных частях тела. Например, у акклиматизированных в Заполярье людей на холоде тепловой поток с рук возрастает на 40%, тогда как с груди — на 19%. Таким образом, благодаря поддержанию достаточно высокой температуры сохраняется работоспособность рук. В адаптациях человеческих популяций к новым экстремальным условиям, в которых они оказываются, огромную роль играет их исходный енетический полиморфизм. Особенно отчетливо отличаются друг от друга типы «стайер» и «спринтер». выдерживанию Организм мощных стайера довольно кратковременных слабо нагрузок, приспособлен однако к после относительно короткой перестройки он способен переносить длительные равномерные воздействия экологических факторов в неадекватных условиях. Тип «спринтер» может осуществлять мощные физиологические реакции в ответ на сильные, но непродолжительные воздействия экстремальными экологическими условиями. Длительное действие неблагоприятных факторов даже относительно небольшой интенсивности переносится спринтерами плохо. Наряду с этими крайними типами существует промежуточный вариант — «микст», характеризующийся средними адаптационными способностями. У спринтеров и стайеров обнаруживаются различия по ряду антропометрических показателей, имеющих генетическую природу: масса тела, рост, объем грудной клетки, а также по функциональным признакам: величина артериального давления, емкость легких, соотношение форменных элементов крови, ее свертываемость и др. Отмеченные конституциональные 13 типы отличаются друг от друга также различной заболеваемостью. Так, спринтеры более склонны иметь сердечно-сосудистые заболевания. Течение их в этой группе лиц более тяжелое. Тип «спринтер» оказывается более легко адаптирующимся в экстремальных экологических ситуациях на протяжении первых месяцев и лет после попадания в соответствующие условия. Особенности стайеров менее выигрышны в условиях акклиматизации, но по истечении указанного срока их состояние значительно улучшается. Лидия Дунай Бог поровну энергии вложил в тела и стайера и спринтера, и стайер равномерно жил и жил, не рвал рубаху на груди и свитера. А спринтер выложился быстро и всё, что было, вмиг сгорело, и пролетела вся энергия со свистом, опустошилось его тело. Тот стайер жив и он поныне всё потихонечку бежит, а спринтер уж давно в могиле, не дышит больше, не горит. В ходе исследования мною был произведен практический опыт, целью которого стало: изучение влияния физических нагрузок на организм человека. Использована методика функционально-нагрузочного теста Руффье. Описание тестирования приведены в Приложении №1. Также мною было проведено тестирование обучающихся 10-го класса МАОУ СОШ №25 на предмет изучения влияния учебных нагрузок на организм. Результаты тестирования представлены в приложении № 2. Доказав практическим путем возможность развития адаптивных способностей человека, можно вывести основные рекомендации. Каждый человек должен способствовать повышению выносливости своего организма. Одним из необходимых условий для этого является 14 своевременное и рациональное питание. Недостаток или избыток еды, нарушения соотношения питательных веществ в рационе снижают сопротивляемость организма и его способность к адаптации. Другим не менее важным условием нормального функционирования организма является сочетание режима сна и активности, труда и отдыха. Но особенную роль в повышении адаптационных возможностей организма играют физическая тренировка и закалка. Регулярные физические упражнения являются самым эффективным средством повышения сопротивляемости организма болезням и неблагоприятным влияниям окружающей среды. Человек, который занимается спортом (не злоупотребляет физическими нагрузками, не переутомляется, гармонично повышает нагрузку) приобретает высокий уровень выносливости. Двигательная активность положительно влияет на жизнедеятельность организма, в частности на сбалансированный метаболизм, активацию вегетативных систем (кровобращения, дыхания), формирование нервных механизмов управления процессами, развитие организма в целом. Ведение здорового образа жизни (исключение вредных привычек и пагубных пристрастий) укрепляет адаптивные способности человеческого организма. 15 Заключение Благодаря биосоциальной природе человека адаптации его к условиям обитания имеют отчасти биологическую, но главным образом социальную природу. В настоящее время преобладающее значение для освоения человеком новых сред обитания и создания лучших условий жизни в уже освоенных средах результатом которых имеют служит социально-гигиенические совершенствование мероприятия, средств и систем жизнеобеспечения, достижение состояния комфорта в местообитаниях людей. Адаптации создаются по отношению к факторам как природной, так и искусственной среды, поэтому они носят не только экологический, но и социально-экономический характер. Социально-гигиенические мероприятия, направленные на оптимизацию условий жизни и производственной деятельности, включают устройство жилищ и других помещений, конструкцию одежды, организацию питания и водоснабжения, рациональный режим труда и отдыха, сознательно направленную тренировку организма и многое другое. При этом исходят из принципа «разумного максимума» удобств, при котором поддерживается высокая работоспособность и сохраняется здоровье населения, но в то же время не допускаются изнеживание организма и чрезмерные экономические затраты.9 9 http://botan0.ru/?cat=2&id=229 16 Список литературы 1. Новиков Ю.В. Экология, окружающая среда и человек: Учеб. Пособие для вузов, средних школ и колледжей.- 3-е изд., испр. и доп./Ю.В.Новиков.-М.: ФАИР-ПРЕСС, 2005.-735 с. 2. Хотунцев Ю.Л. Человек, технологии, окружающая среда. М.: Устойчивый мир, 2001.-224 с. 3. http://human_ecology.academic.ru/1326; 4. Парин В.В. Избр. Тр. Т. 1. М., 1974 с.47 5. Авцын А.П., Марачев А.Г. Проявление адаптации и дезадаптации у жителей Крайнего Севера/ Физиология человека -1975-т.1 №4, с. 587-600 6. http://botan0.ru/?cat=2&id=229 17 Приложение 1. Тест Руффье (функционально-нагрузочный тест) выполняется в виде 30 приседаний за 45 секунд. Темп, продолжительность и общее количество приседаний в пробе задаются ритмолидером, что упрощает стандартизацию проведения теста. Сразу после окончания приседаний фиксируется ЧСС. Величину пульса определяют по показаниям кардиомонитора через 1 минуту восстановления в положении сидя после приседаний. Приседания выполняются строго под сигналы ритмолидера без отрыва пяток от пола, из исходного положения, стоя, ноги на ширине плеч, с полным выпрямлением ног и спины при подъеме. Способность адаптации сердечно-сосудистой системы оценивается по возрастанию ЧСС за время приседаний и ее восстановлению за минуту восстановления и рассчитывается по формуле Индекса Руфье-Диксона. Этот показатель характеризует ответную реакцию сердечно-сосудистой системы (и в целом организма) на острую физическую нагрузку, и адекватность которой поддерживается на высоком уровне только при двигательноактивном образе жизни или при постоянных занятиях физической культурой или при спортивной тренировке. Результаты опыта: Начальный пульс (уд/мин) Пульс после Тренированный юноша Нетренированный юноша 80 100 нагрузки 120 145 (уд/мин) Пульс после минутного 85 105 отдыха (уд/мин) 18 Приложение 2. Анкета: «Анкета Уважаемые ученики 10-го класса! Нам, вашим учителям и администрации школы, важно узнать ваши первые впечатления от учебы в старших классах. Ответьте, пожалуйста, на несколько вопросов. Старайтесь отвечать искренне: здесь нет «хороших» и «плохих», «правильных» и «неправильных» ответов. 1. Почувствовали ли вы, что возросла учебная нагрузка? Да, Нет, Трудно сказать. 2. Как вы считаете, с чем могут быть связаны возможные пропуски уроков десятиклассниками? Слишком большая нагрузка, На уроках интересно, Не все предметы нужны, В старших классах школы должно вводиться право свободного посещения уроков, Администрация должна жестче следить за посещаемостью, Другое; 3.Многие учителя говорят, что на уроках в десятых классах возникают проблемы с дисциплиной. Так ли это? Да, Нет, Не знаю. 4. Если проблема дисциплины действительно существует, чем, по вашему мнению, она может быть вызвана? 19 Учителям и администрации нужно вести себя более требовательно, На уроках неинтересно, За день в школе сильно устаешь, поэтому трудно сидеть тихо на уроках, На уроках слишком мало возможностей высказываться и выражать свою точку зрения, Просто некоторые ребята не умеют себя вести и «заводят» весь класс, Другое, 5. У вас сформировался новый класс, Довольно ли вы тем, как складываются в нем отношения? Да, Скорее да, чем нет, Трудно сказать, Скорее нет, чем да, Нет. 6. Оправдались ли, в целом, ваши ожидания относительно обучения в десятом классе? Да, Скорее да, чем нет, Трудно сказать, Скорее нет, чем да, Нет.» Результаты опроса: 20 21 22
