Воздействие экологических факторов на человека
Воздействие экологических факторов на человека
Общие закономерности влияния окружающей среды
Взаимодействие человеческого организма с окружающей средой представляет собой сложный процесс адаптации к комплексу экологических факторов. Историческое развитие биологического вида человека протекало в определенных климатических условиях, что наложило отпечаток на физиологические потребности организма. Существует научное представление о том, что человечество зародилось в экваториальном поясе, где средняя температура составляет около двадцати четырех градусов тепла. Однако физиологически человек более предрасположен к субтропическому климату. Оптимальными условиями для жизнедеятельности считаются температура около двадцати градусов тепла при относительной влажности в сорок процентов. Наиболее благоприятным для здоровья признан климат со среднегодовой температурой около десяти градусов тепла с небольшими сезонными колебаниями, что характерно для средиземноморских регионов, таких как Греция, Турция, Израиль и Испания. В экваториальных же условиях с постоянной жарой и влажностью организм подвергается серьезным нагрузкам.
Температурный фактор и система терморегуляции
Адаптация к температурным изменениям обеспечивается развитой системой терморегуляции, характерной для млекопитающих. В головном мозге, а именно в гипоталамусе, располагается центр терморегуляции, который получает сигналы от терморецепторов, распределенных по всей поверхности кожи. В зависимости от поступающей информации организм запускает механизмы теплопродукции или теплоотдачи.
При воздействии низких температур рецепторы передают сигнал в мозг, что приводит к усилению обмена веществ и активизации внутренних резервов. Наблюдается сужение подкожных кровеносных сосудов для минимизации потерь тепла, появляется мышечная дрожь, являющаяся защитным механизмом выработки тепловой энергии. В крайних случаях при угрозе обморожения организм концентрирует кровообращение во внутренних органах, мозге и сердце, чтобы обеспечить выживание критически важных систем.
При воздействии высоких температур активируются механизмы теплоотдачи. Происходит расширение кровеносных сосудов, сопровождающееся приливом крови к коже, усиливается потоотделение. Одновременно угнетается мышечный тонус, что субъективно ощущается как слабость и вялость. Это необходимо для предотвращения дополнительной выработки тепла работающими мышцами. Важную роль в этих процессах играют железы внутренней секреции, в частности щитовидная железа и надпочечники. Кроме того, большие полушария головного мозга контролируют данные процессы не только на рефлекторном уровне, но и формируют соответствующие поведенческие реакции, направленные на поиск укрытия от холода или жары.
Влияние солнечной радиации
Световой режим является критически важным экологическим фактором. Недостаток солнечного света приводит к серьезным нарушениям в работе организма, таким как развитие рахита и тяжелое течение туберкулеза. Исторически туберкулез активно распространялся в индустриальных городах, где плотный смог препятствовал проникновению солнечных лучей. Дефицит освещения также негативно сказывается на течении сердечно-сосудистых заболеваний. В то же время избыточное воздействие ультрафиолета, характерное для экваториальных широт или длительного пребывания под искусственным излучением, снижает иммунитет и провоцирует развитие злокачественных новообразований, включая различные формы рака кожи.
Атмосферное давление и метеочувствительность
Колебания атмосферного давления и изменения погодных условий оказывают прямое воздействие на физиологическое состояние. При повышенном атмосферном давлении наблюдается увеличение жизненной емкости легких, снижается максимальное и повышается минимальное артериальное давление, могут происходить изменения в тембре голоса. Воздействие ветра также вызывает значительные физиологические реакции. Замечено, что в ветреную погоду ухудшается свертываемость крови, из-за чего в некоторых регионах с развитой медициной плановые хирургические операции могут откладываться. Кроме того, сильные сезонные ветра способны провоцировать обострение психических заболеваний и повышать общую раздражительность.
Специалисты выделяют различные типы погоды по их воздействию на человека. Гипоксический тип характеризуется пониженным атмосферным давлением, высокой влажностью, облачностью и ветром. Такая погода способствует снижению артериального давления, что часто благоприятно переносится гипертониками. Спастический тип погоды отличается повышенным давлением, высоким содержанием кислорода, снижением температуры и ясным небом. Этот тип оказывает тонизирующее действие на организм и способствует повышению артериального давления.
Реакция организма на изменение погодных условий называется метеочувствительностью. Она проявляется повышенной утомляемостью, раздражительностью, депрессивными состояниями и обострением хронических заболеваний синхронно с переменой погоды. Частота метеотропных реакций зависит от возраста и состояния здоровья. Наиболее подвержены таким реакциям грудные дети, подростки в периоды интенсивного физиологического развития, беременные женщины, а также лица с большим количеством хронических заболеваний.
По характеру адаптации к изменениям окружающей среды выделяют несколько типов. Тип спринтер способен выдерживать сильные, но кратковременные нагрузки, однако при резких и частых сменах погоды его адаптационные механизмы истощаются. Тип стайер способен переносить продолжительные умеренные негативные воздействия среды, что характерно для жителей холодных регионов, однако резкое изменение условий вызывает у него клиническое ухудшение состояния здоровья. Существуют также смешанные типы реагирования.
Адаптация к экстремальным условиям среды
Пребывание в районах с экстремальным климатом требует глубокой перестройки физиологических процессов. На Крайнем Севере человек сталкивается с длительной суровой зимой, световым голоданием и явлением синдрома полярного напряжения. Адаптация к таким условиям занимает до двух лет. Важнейшим фактором выживания становится специфический рацион питания. Организм нуждается в высококалорийной пище с преобладанием жиров животного происхождения. Согласно медицинским рекомендациям, при снижении среднемесячной температуры на каждые десять градусов ниже отметки в плюс десять градусов, калорийность рациона должна увеличиваться на пять процентов. Традиционное питание коренных северных народов включает жирную рыбу и оленину, которая служит важнейшим источником витамина С в условиях отсутствия свежих фруктов. Переход жителей Севера на рацион с преобладанием легких углеводов часто приводит к быстрому развитию сахарного диабета из-за генетической и физиологической предрасположенности организма к накоплению энергии.
Высокогорье представляет собой другую экстремальную среду, главным фактором которой выступает гипоксия, то есть недостаток кислорода из-за пониженного атмосферного давления. На высотах до двух тысяч метров над уровнем моря гипоксия оказывает лечебный эффект: учащается сердцебиение, увеличивается кровообращение, повышается уровень гемоглобина и количество эритроцитов в крови. Эти условия традиционно используются для лечения легочных заболеваний. Однако на высотах свыше трех тысяч метров начинаются негативные процессы, связанные с кислородным голоданием, а постоянное проживание на высоте более пяти тысяч метров для человека физиологически невозможно, так как сердечно-сосудистая система не может бесконечно работать в аварийном режиме компенсации.
Особым видом экстремального воздействия является глубоководное погружение. Повышение давления окружающей среды вызывает компрессию грудной клетки. На значительных глубинах разница давлений приводит к притоку крови к органам грудной полости и растяжению сердца, что может вызвать разрыв сосудов и инфаркт в результате баротравмы.
Биогеохимические провинции и микроэлементозы
На здоровье человека влияет геохимический состав среды обитания. Природная среда неоднородна по содержанию микроэлементов, формируя так называемые биогеохимические провинции. Недостаток или избыток химических веществ в воде и почве вызывает специфические заболевания, известные как микроэлементозы. Например, дефицит йода в определенных внутриконтинентальных регионах требует обязательного включения в рацион морепродуктов во избежание патологий щитовидной железы. Недостаток в организме беременной женщины таких элементов, как медь, марганец, железо, селен или йод, может привести к тяжелым порокам развития плода, включая искривления позвоночника, пороки сердца, гидроцефалию и кретинизм.
Фтор также является критически важным элементом. Его недостаток в окружающей среде ведет к массовому развитию кариеса и разрушению зубной эмали, тогда как избыточное содержание фтора в некоторых регионах вызывает специфическое заболевание флюороз. Подобные реакции наблюдаются и при избытке меди или железа.
Природно-очаговые заболевания
Экологические факторы включают в себя и биологическую составляющую, в частности, наличие специфических возбудителей болезней, привязанных к определенным ландшафтам. Такие заболевания называются природно-очаговыми. Они существуют в природе благодаря диким животным, являющимся резервуарами инфекции, и переносчикам. Классическим примером является клещевой энцефалит, очаги которого традиционно располагаются в таежных лесах. Чума исторически связана со степными зонами, где ее резервуаром выступают популяции диких грызунов. Малярия, вызываемая паразитом плазмодием и переносимая комарами, привязана к заболоченным территориям преимущественно в южных широтах. Зависимость этих заболеваний от климата, ландшафта и фауны делает их важным элементом воздействия природной среды на популяции человека.