IX Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2017

Адаптация – это состояние динамического соответствия, равновесия к изменениям окружающей среды, внешних (внутренних) условий существования путем сохранения и поддержания физического гомеостаза, то есть явление подвижное. При этом изменяются значения и сила факторов, появляются новые раздражители, так как эволюционирует материя и формы ее движения.

Адаптационный процесс включает 3 стадии (Селье, 1936): мобилизации, оптимизации и, собственно адаптации (создание нового механизма более экономной нейтрализации раздражителя) [1].

Дыхательная система в организме человека выполняет следующие функции:

1. обеспечение организма энергией (через реализацию внутреннего дыхания);

2. газообмен - обмен кислородом и углекислым газом между альвеолами легких и кровью и внешней средой;

3. защитную (микрочастицы пыли, задерживаемые слизистой дыхательных путей удаляются с помощью защитных рефлексов - кашель, чихание и механизмов мукоцилиарного очищения);

К недыхательным функциям системы относятся:

1. обеззараживание (очистка) воздуха слизистой оболочкой носа;

2. согревание воздуха в носовой полости;

3. увлажнение воздуха;

4. выделительная (с выдыхаемым воздухом из организма выходят водяные пары и молекулы летучих веществ);

5. обонятельная;

6. функция речеобразования. [3]

Дыхание в условиях низких температур.

Холодный воздух на Севере имеет повышенную плотность и низкую влажность. Эти характеристики предъявляют органам дыхания высокие требования и, в первую очередь, к калориферной (согревающей) и увлажняющей функциям верхних дыхательных путей.

Для жителей Севера свойственно состояние «полярной одышки». Однако, процент содержания кислорода в атмосферном воздухе соответствует норме. Причина «полярной одышки» заключается в высокой потребности организма в кислороде (возрастают энергозатраты) и организм включает все имеющиеся механизмы, чтобы погасить недостаток поступления кислорода [2].

Адаптивные изменения системы дыхания, обусловленные экологически, следует рассматривать на стадиях: мобилизации (начальной адаптации – длящейся до 6 месяцев), оптимизации (стабильной адаптации – более 3-х лет проживания) и, собственно, адаптации (10-13 лет проживания). Более характерная приспособительная реакция – гипервентиляция легких.

Стадия мобилизации. У человека, прибывающего в условия низких температур, верхние дыхательные пути подвергаются экстремальным воздействиям. В зависимости от внешней температуры меняется частота дыхания, снижается или повышается: чем ниже температура внешней среды, тем наиболее поверхностным становиться дыхание. В процессе адаптации изменения дыхательных объемов и частоты дыхания на Севере в благоприятных условиях (теплом помещении) заметно изменяются в сторону увеличения глубины дыхания и его урежения [3].

К долговременным признакам адаптивных изменений внешнего дыхания у мигрантов на этапе «атмосферный воздух - альвеолярный воздух» относятся: уменьшение резервного объема выдоха, жизненной емкости легких (ЖЕЛ) и максимальной вентиляции легких (МВЛ), повышение максимального объема дыхания (МОД) и остаточного объема легких. [2]

У многих приезжих жителей газообмен на стадии «альвеолярный воздух-кровь» напряжен, при повышенном метаболическом запросе организма в кислороде наступает его недостаток и развивается гипоксия. Помимо этого, в результате спазма периферических сосудов, который направлен на увеличение эффективности терморегуляции, повышается скорость линейного кровотока и общего сосудистого сопротивления в большом круге кровообращения [1].

Следовательно, в результате срочной адаптации к условиям Севера, кислородный режим организма находится в напряженном состоянии; ответственные за дыхание физиологические системы существенно лимитированы в своей работе, обладают низкой экономичностью и недостаточной мощностью для удовлетворения повышенных потребностей организма в энергообмене.

Стадия оптимизации. Для достижения адаптивного состояния, т.е. увеличения экономичности, мощности и эффективности всех этапов дыхания, в северных условиях человеку понадобится длительный период времени. В среднем он составляет 3 года.

В результате сложных приспособительных перестроек дыхательных органов внешнее дыхание приобретает новые черты: увеличивается дыхательный объем, сокращается частота дыхания; ЖЕЛ приходит в норму, но гипервентиляция остается, несколько снижаясь; улучшаются показатели форсированного дыхания (а именно, МВЛ), хотя, остаются ниже должных величин. У большинства северян остается артериальная легочная гипертензия, способствующая понижению гравитационного эффекта крови и включению функциональных резервов легких в обмен газами. Закономерно увеличивается эффективность внешнего дыхания и газообмен в легких, хотя у некоторых северян, в результате значительной неравномерности альвеолярной вентиляции и кровообращения, остается пониженной экономичность легочной вентиляции и кровообращения [3].

Следовательно, длительная адаптация приезжего населения к экологическим условиям Севера сопровождается сложными приспособительными перестройками всех этапов дыхания, направленные на обеспечение организма высоким уровнем энергетического обмена и работоспособности. Функциональные системы, которые отвечают за кислородный режим организма, у адаптированных мигрантов по своим характеристикам приближаются к функциональным системам аборигенов, но не достигают их уровня.

Постоянные жители Севера имеют естественную адаптацию к экстремальным факторам высоких широт и обладают более совершенными механизмами приспособительных реакций.

Постоянные жители имеют хорошо развитые органы дыхания, характеризующиеся увеличением дыхательных ёмкостей и объёмов, высокими показателями МВЛ и максимального потребления кислорода (МПК). Снижена частота дыхания, калориферная и увлажняющая функции дыхательных путей хорошо выражены, их мукоцилиарный аппарат отчетливо гипертрофирован. Увеличенная площадь альвеолярной и капиллярной поверхности легких закономерно приводит к увеличению их диффузионной способности. В бронхиолах и альвеолах у коренных жителей повышен синтез сурфактанта, аэрогематический барьер заметно истончён.

Таким образом, у жителей Севера в процессе их естественной адаптации все этапы дыхания приобретают наиболее высокую экономичность, эффективность и мощность, что еще раз подтверждает неоднородность, высокую специфичность и подвижность адаптивных механизмов у человека, направленных на сохранение и поддержание физического гомеостаза [2].

Список литературы

1. Гора Е.П. Экология человека. – М.: Дрофа, 2007. – 540 с.

2. Григорьева А.И. Экология человека /под ред. А.И. Григорьева. – М.: ГЭОТАР-Медиа, 2008. – 240 с.

3. Ким Л.Б. Транспорт кислорода при адаптации человека к условиям Арктики и кардиореспираторной патологии. – Новосибирск: Наука, 2015. – 216 с.

Код для цитирования: Скопировать