Давыдова. Экология, обмен веществ и здоровье

понижающие. Однако чувствительность к инсулину растет. Белковое голодание является одним из наиболее неблагоприятных проявлений недостаточного питания. Характерным проявлением белкового голодания является понижение белка в крови, которое может достигать 3 или даже 4%, хотя уже при снижении до 5% развивается состояние, угрожающее развитием отеков. Белковое голодание приводит к нарушению синтеза ферментов и других важнейших веществ, осуществляющихся с участием аминокислот. Развивается дистрофическое ожирение печени и нарушение ее функций. Нарушение процесса образования мочевины ведет к уменьшению ее количества в моче в 2-3 раза и одновременному увеличению количества аммиака. Выведение аммиака с мочой достигает максимума на 8-12-е сутки полного голодания, а в дальнейшем, с прогрессированием белкового голодания снижается, достигая на пятой неделе голодания исходных величин. При ограниченном водопотреблении и снижении диуреза растет риск отложения солей мочевой кислоты. Повышенное выведение аммиака с мочой обусловлено и резким падением выделения катионов, прежде всего, натрия. Сокращение выделения натрия – одно из наиболее ранних и постоянных проявлений адаптивных реакций к голоданию. К неблагоприятным изменениям в минеральном обмене можно отнести повышенное выведение калия, увеличивающее тяжесть состояния, снижение содержания кальция и фосфора в крови. Недостаток микроэлементов и витаминов вызывает тяжелые формы поливитаминоза.

Существенное влияние на течение обменных реакций могут оказывать биологические характеристики организма: пол, возраст, упитанность. Причины половых различий до конца не ясны, вероятно, к ним можно отнести различный состав тела (женщины имеют меньшую тощую массу по отношению к жиру), некоторые регуляторные возможности, обусловленные различием гормонального фона.

Изменения, наблюдаемые при голодании, могут послужить причиной патологических проявлений, а при увеличении сроков голодания до 7-8 недель приводят к смерти. Менее продолжительное голодание (до 30-35 суток) обычно хорошо переносится, при этом голодание должно проводиться только под наблюдением врача, поскольку возможны осложнения. Наиболее частые из них проявляются в жалобах на слабость, головокружение, боли в животе, головные боли, светобоязнь, тошноту, реже – отеки, почечная недостаточность, анемия, авитаминоз, почечнокаменная болезнь, нарушение ритма сердечной деятельности.

111

При адаптации организма к холодному или жаркому климату сдвиги в системах обмена носят значительно менее выраженный характер, чем при голодании и связаны с необходимостью резкого усиления или подавления теплопродукции и соответствующего снижения или усиления теплоотдачи.

Влияние низких температур: при исследовании основного обмена у жителей Арктики отмечено его повышение на 15-40%. При адаптации человека к холоду возрастает роль липидного обмена, в процессе которого образуется большое количество энергии, и происходит переключение энергетического обмена с углеводного преимущественно на жировой. Адаптация к холоду приводит к существенной перестройке в липидном обмене: уменьшается количество жира в депо, но возрастает в крови и других тканях. Активация липидного обмена сочетается с угнетением углеводного и снижением концентрации глюкозы в крови. Однако при адаптации организма к действию холода наблюдается повышение углеводпродуцирующей функции печени.

Адаптация к экологическим условиям Севера не приводит к резким осложнениям в состоянии здоровья людей, однако вызывает появление специфических форм напряжения здоровья, выражающихся в растущей затрате психических и физических резервов организма на предотвращение патологических процессов.

Влияние высоких температур (гипертермии): эффекты ги-

пертермии определяются условиями (температурой, влажностью, движения воздуха) ее длительностью. При значительной интенсивности воздействия гипертермия, как и другие экстремальные факторы, вызывает изменения обмена веществ и его регуляции, характерные для стресса.

При длительном пребывании в условиях высокой температуры острые стресс-реакции сглаживаются и изменения в системе обмена определяется следующими явлениями:

1.Усиливается потоотделение, выведение из организма воды

иводорастворимых соединений, прежде всего, хлорида натрия.

2.Угнетается аппетит, снижается количество потребляемой пищи, особенно жиров и белков.

3.Снижается основной обмен.

4.В сочетании с высокой температурой усиливается стрессогенный эффект других факторов: физической нагрузки, эмоционального напряжения.

112

Обобщая изменения обмена веществ и энергии при голодании и измененной температуре внешней среды, отметим, что их характер во многом определяется условиями, длительностью воздействия, а также индивидуальными особенностями организма.

2.9. Влияние факторов среды на опорно-двигательную систему (ОПС)

Роль опорно-двигательной системы в адаптации организма к действию неблагоприятных факторов среды более ограничена, чем систем регуляции, ответственных за гомеостаз (нервная и эндокринная). Однако состояние этой системы оказывает существенное влияние на устойчивость организма к внешним воздействиям, поскольку тесно связано со всем механизмом гомеостаза. Пропорционально развитый скелет обеспечивает анатомо-морфологические условия для нормального расположения и полноценного функционирования внутренних органов. Деформация, искривления, смещения отдельных частей скелета вызывают сдавливание тканей или смещение органов других систем, нарушают местное кровообращение, отражаясь на состоянии организма в целом.

Так, боли в сердце могут свидетельствовать о наличии патологических изменений в позвоночнике. Боль в спине является частым симптомом психических нарушений. Остеопороз (замещение костной ткани волокнистой соединительной тканью) может быть признаком поражения щитовидной железы и нарушения в связи с этим кальциевого обмена.

Особенностью ОПС применительно к системе адаптации является отсутствие прямой реакции на действие неблагоприятных факторов. Например, влияние на опорно-двигательную систему вредных химических, физических, климатических, биологических, стрессорных факторов опосредуется через изменения в нервной, кровеносной и эндокринной системах. Соответственно, адаптационные возможности ОПС направлены на сохранение гомеостаза в условиях нарушения питания или регуляции.

По отношению ко времени действия факторов адаптационнокомпенсаторные реакции ОПС развиваются как вторичные и позднее, чем в регулирующих системах. Они характеризуются меньшей динамичностью как в процессе развития, так и в процессе затухания.

113

Воздействие неблагоприятных факторов внешней среды выражается, как правило, в усилении или снижении минеральной насыщенности костной ткани и соответствующих структурных изменений, ведущих к развитию различных патологий.

Состояние опорно-двигательного аппарата отражает все особенности приспособления организма к условиям его жизнедеятельности. Роль костной системы в адаптивном процессе связана с ее непосредственным участием в регуляции минерального обмена. Костные структуры, по существу, являются депо, в котором сосредоточено основное количество таких элементов, как кальций, фосфор, магний. В скелете содержится почти 99% тканевого запаса кальция, 87% запаса фосфора, 57% запаса магния.

Одновременно костная ткань является подвижным резервом минеральных солей, обеспечивающим постоянство минерального состава межклеточной жидкости и плазмы крови. При массивном поступлении в кровь кальция его избыточная часть депонируется в скелете. Усиленное выделение кальция из организма сопровождается активным его выведением из костей, в результате чего поддерживается постоянный уровень кальция в крови.

Факторы, контролирующие постоянную перестройку скелета, непрерывно совершающуюся на протяжении всей жизни, имеющие отношение к выполнению скелетом механических функций, еще недостаточно изучены. Кроме того, трудно отличить факторы, ответственные за гомеостаз самого скелета, от факторов минерального обмена организма в целом. Полагают, что гормон роста и гормоны щитовидной железы связаны со скелетным гомеостазом, тогда как парагормон и кальцитонин – с минеральным. Одним из факторов, принимающих участие в поддержании скелетного гомеостаза, является механическое напряжение. Это подтверждается наблюдением за больными людьми, длительное время находившимися в постели. Они теряют большое количество не только мышечной, но и костной массы.

Повреждения в мягких тканях двигательных сегментов тела значительно чаще служат причиной болезненных состояний, чем первичные изменения в структуре скелета. И, наоборот, костные образования могут изменяться из-за нарушений в мягких тканях. В таких случаях на основании рентгенологически распознаваемых изменений костей можно судить о состоянии мягких тканей.

Физическая нагрузка – естественный фактор, воздействующий на человека. Она обусловлена самим существованием в условиях гра-

114

витации, в связи с чем мышечная двигательная активность всегда была характерным показателем приспособления человека к окружающему миру.

Интенсивность и длительность мышечной работы определяются функциональными возможностями мышечной системы. Адекватное кровоснабжение работающих мышц – один из важнейших факторов, определяющих здоровье и работоспособность мышечных волокон. При физических нагрузках увеличивается потребность мышц в кислороде, выведении углекислого газа и других метаболитов, нормализации температуры и т.д. Объемный кровоток в скелетных мышцах во время работы может возрастать в 10-20 раз и составлять до 80% минутного объема кровообращения, тогда как в покое он не превышает 15%.

Мышечную работу можно осуществлять долго, если развиваемое мышцами напряжение не превышает 10-15% от максимальной производительной силы и кровоток во время работы не перекрывается. Систематические физические тренировки и обучение правильным движениям постепенно увеличивают функциональные возможности ОПС.

Действие любого экологического фактора на ОПС проявляется в зависимости от того, насколько эта система изменена действием предшествующего комплекса неблагоприятных факторов. Имевшиеся ранее нарушения структуры ОПС и ее функций, измененное состояние кровообращения и нервной регуляции облегчают реализацию вредного воздействия любого последующего фактора. Более подробная характеристика влияния негативных факторов среды на ОПС представлена в таблице 14.

Таблица 14

Характеристика действия неблагоприятных факторов среды на опорно-двигательную систему человека

Существенным моментом в оценке реакций ОПС на действие факторов среды является возрастная зависимость. Особенности ОПС ребенка связаны с тем, что костная ткань к моменту рождения сформирована лишь в центральных отделах костей, много хрящевой ткани в околосуставных участках, системы кровоснабжения и иннервации недостаточно совершенны. Особенно это касается специфики формирования позвоночника, которое заканчивается лишь к 20-22 годам.

За последние 100 лет средний рост человека увеличился на 10 см, при этом высота письменных столов не изменилась. В результате работы за низкими столами у человека появилась сгорбленность позвоночника, которая является самым частым нарушением формы позвоночного столба в подростковом возрасте с последующим проявлением в виде болезни.

В повседневной жизни большому риску заболеваний позвоночника подвержены водители автомобилей. Например, ущемление и выпадение межпозвонковых дисков в 3 раза чаще случается у владельцев автомобилей, чем у лиц, пользующихся городским транспор-

119

том. Длительно сидящие за рулем автовладельцы в 2 раза чаще жалуются на боли в спине, чем длительно сидящие в других условиях.

Говоря об адаптации организма к физическим нагрузкам, важно помнить, что жизнь современного человека характеризуется низкой двигательной активностью и локальным перенапряжением ОПС. Дефицит мышечных нагрузок в подвижных от природы частях тела таких, как шея и поясница, приводит к ослаблению мышечного корсета, уменьшению рессорной функции позвоночника, что создает условия для травматизации межпозвонковых дисков, связок и мышц тела. Частое тоническое перенапряжение мышц спины, сопровождающее нагрузки по поддержанию стабильной позы за письменным столом, за рулем автомобиля нарушает обмен в тканях позвоночника. В связи с этим одной из болезней века, наряду с сердечнососудистыми заболеваниями, стал остеохондроз различных отделов позвоночника, который по статистике занимает второе место по распространенности после заболеваний системы кровообращения. В числе явных причин, ведущих к остеохондрозу, необходимо назвать гипокинезию (пониженная двигательная активность) и гиподинамию (нарушения опорнодвигательного аппарата при ограничении двигательной активности).

2.10. Отдаленные последствия воздействия факторов среды на здоровье человека

В связи с нарастающим использованием источников ионизирующих и неионизирующих излучений в промышленности, медицине и других областях возрастает опасность увеличенного воздействия радиации на здоровье человека. Естественно, возникает вопрос: насколько это отразится на генетическом аппарате человека и его наследственности, поскольку отсутствие наследственных заболеваний и нарушений является одним из факторов, определяющих здоровье человека?

Генетические эффекты радиационных факторов внешней среды: соматический мутагенез

Мутация – это случайное ненаправленное изменение генетического материала, которое возникает под действием мутагенов.

Мутации делятся на спонтанные и индуцированные. Спонтанные мутации возникают самопроизвольно на протяжении всей жизни организма в нормальных для него условиях окружающей среды. Индуцированными мутациями называют наследуемые измене-

120