Экологическое образование в наше время становится одной из фундаментальных основ формирования личности, способности глобального видения и понимания единства чел
| скачать ЭКОЛОГИЯ ЧЕЛОВЕКА Введение Экологическое образование в наше время становится одной из фундаментальных основ формирования личности, способности глобального видения и понимания единства человечества. Без знания экологических закономерностей немыслим переход современного общества к устойчивому развитию, формированию информационно-экологического общества. Становится общепризнанным тот факт, что в модели образования 21 столетия знание об окружающей среде, о взаимоотношениях общества и природы будут пронизывать всю систему образования. Изучение экологии ориентировано на воспитание экологической ответственности, развитие экологического мышления и сознания, нацелено на понимание природных процессов и результатов деятельности человека в биосфере, на воспитание экологической культуры. Цель курса «Экология человека»: повышение компетентностей преподавателей в области знаний о понимании механизмов взаимодействия организма человека с окружающей средой. Планируемые результаты обучения Слушатели должны знать\понимать:
уметь:
Тема 1. Влияние природных факторов на развивающийся организм Особое значение в эволюции живого вещества и формировании свойств развивающихся организмов принадлежит физическим факторам биосферы Земли, которые зависят прежде всего от динамики космических процессов.  Сдвиги параметров физических полей в биосфере Земли могут менять функционирование организмов, влияя на физико-химические свойства молекул организма, в частности, через явление ядерного магнитного резонанса, активность ферментов, скорость биохимических реакций, структуру и транспортные свойства клеточных мембран, активность электро- и хемоуправляемых ионных каналов, экспрессию генов и клеточных рецепторов, возбудимость нейронов и т.д. Эти изменения могут влиять на формирование конституциональных особенностей организмов. Внешняя среда, в которой происходило зачатие, внутриутробное развитие и рождение человека, накладывает существенный отпечаток на его биоритмическую структуру и адаптационный потенциал. Все больше данных свидетельствует о том, что сила воздействия факторов внешней среды в период развития беременности, а также изменения в самом организме матери определяют устойчивость будущего человека к тем или иным экстремальным условиям, а также склонность к определенным заболеваниям. Это позволяет предположить, что сила воздействия космических, геофизических, погодных и других факторов, их соотношение и ритм, влияния на организм беременной женщины, как бы заводят биологические часы каждого человека и определяют его приспособленность к изменяющимся условиям среды и долголетие. Если же в период беременности какой-либо из экологических факторов не имел необходимой интенсивности, либо воздействовал в другом ритме, организм, встречаясь с ним, уже не имеет необходимой программы для его преодоления. Таким образом, существенно снижается его устойчивость к экстремальным условиям среды, сокращаются резервы здоровья и прогноз возможной продолжительности жизни. Люди, родившиеся в годы активного Солнца (когда отмечается, в частности, существенное увеличение напряженности геомагнитного поля), отличаются более высокой сопротивляемостью к действию различных патогенных факторов по сравнению с теми, кто родился в годы относительно спокойного Солнца. Они менее чувствительны к магнитным бурям. Этот феномен получил название гелиомагнитного или гелиогеофизического импринтинга, то есть запечатлевания развивающимся организмом параметров той электромагнитной среды, которая действовала в период пренатального онтогенеза и влияла на формирование закономерностей реактивности организма. Феномен импринтинга зависит от конкретных геофизических условий. Так, например, в некоторых регионах Камчатки и Курильских островов степень его проявления у людей, родившихся в годы минимальной активности Солнца, в четыре раза выше по сравнению с лицами, родившимися в эти же годы в Новосибирске. При этом считается, что 2-й и 5-й месяцы пренатального онтогенеза могут быть отнесены к периодам повышенной чувствительности организма в отношении различных экзогенных факторов. Накопленные к настоящему времени факты подтверждают (табл.1)
Анализ литературы свидетельствует о том, что работ, посвященных влиянию Луны на детский организм, очень мало. Так у школьников выявлен лунный ритм увеличения массы тела, но его длительность и амплитуда постоянно сдвигаются. На ход проявления данных ритмов наибольшее влияние оказывает возмущение геомагнитного поля: в магнитоспокойные дни характерные точки лунного ритма прироста массы тела точно совпадают с ходом фаз Луны, а в магнитоактивные дни сдвигается фаза и изменяется амплитуда этого ритма. Организм ребенка весьма чувствителен к изменению геофизических факторов. Реакции детей на резкие колебания геофизической обстановки можно объяснить несовершенством приспособительных механизмов, которые полностью формируются лишь в юношеском возрасте. Меньший коэффициент полезного действия организма ребенка определяет более высокие энергозатраты на перестройку основных функций в соответствии с изменяющимися условиями внешней среды. Известно, что любая нагрузка дается детям с большим напряжением психических, эмоциональных и физических функций. Именно поэтому растущему организму в период экстремальных геофизических ситуаций может просто не хватить энергоресурсов для своевременной адаптации. При этом страдает не только энергетика, но и сердечно-сосудистая система и органы дыхания. Развиваются функциональные расстройства со стороны нервной и эндокринной систем. Ребенок ощущает дискомфорт, который не может объяснить. Появляются нарушения сна, беспокойство, плаксивость, теряется аппетит. Возможен подъем температуры. С окончанием экстремальной геофизической ситуации все приходит в норму, и в этом случае прибегать к лекарственной терапии не следует. В такие периоды ребенку больше необходимы теплота и внимание близких людей. Это нужно подчеркнуть особо, так как у детей появляются повышенная возбудимость, нарушение внимания. Некоторые из них становятся агрессивными, излишне обидчивыми. Ребенок может медленнее выполнять домашнюю работу. Непонимание состояния детей в такие периоды со стороны родителей, учителей, воспитателей, попытка наказать ребенка лишь усугубляют его отрицательный эмоциональный фон. Могут возникать конфликтные ситуации. Много трудностей доставляют геофизические факторы детям в начале учебного года. Свободный режим жизни, который за летние месяцы сблизил ребенка с природой, меняется на жесткий социальный режим. Вполне естественно, что противоречие биологических часов школьника и режима обучения существенно влияет на способность к запоминанию, приводит к быстрому утомлению, проявлению негативного отношения к учебному процессу. Следует отметить, что именно на сентябрь-октябрь обычно приходится наибольшее усиление сезонной геофизической активности. В связи с этим можно ожидать от детей отсутствия внимания на уроках, повышения эмоционального напряжения, некоторой агрессивности и конфликтности, либо стремления замкнуться в себе. Отсюда — ухудшение успеваемости, потеря интереса к учебе. Вживание ребенка в режим школьной жизни оказывается при этом еще труднее. В данном случае необходимо создать для ребенка такие условия, которые стимулировали бы более мощное функционирование адаптационных механизмов к отрицательным факторам внешней среды. Таким стимулом могут быть положительные эмоциональные переживания. Выделяющиеся при этом в кровь химические вещества увеличивают способность к обучению. Поэтому освоение школьного материала должно быть направлено в первую очередь не на механическое запоминание, а на урок — игру. Игра снимает с ребенка напряжение, которое возникает под действием факторов окружающей среды, позволяет избавиться от отрицательных эмоций, является условием его успешной адаптации. Организм здорового ребенка чутко реагирует на изменение метеорологических условий: повышение и понижение температуры, сдвиги барометрического давления, перемещение воздушных масс. У детей под влиянием сильного ветра, особенно при повышенной влажности воздуха, может наблюдаться ухудшение настроения, рассеянность внимания, уменьшение скорости реакции. Одновременно в организме развиваются приспособительные реакции к гипоксии, наступающей вследствие снижения парциального давления кислорода в воздухе при такой погоде и пониженном атмосферном давлении. В этих условиях ребенку сложно сосредоточиться на выполнении какого-либо объемного задания, трудно воспринимать объяснение материала, так как вышеописанные сдвиги метеофакторов вызывают изменения функций вегетативной нервной системы и деятельности внутренних органов. Особенно неблагоприятные условия, негативно влияющие на ребенка, возникают при скорости ветра до 19 метров в секунду, шквалах, метелях и пыльных бурях, когда кроме косвенного воздействия имеет место и непосредственное — механическое. И наоборот, хорошее самочувствие, бодрое настроение, высокая работоспособность наступают у школьников под влиянием слабого (не более 5-10 метров в секунду) ветра, низкой абсолютной влажности воздуха, высокого атмосферного давления и парциального давления кислорода в окружающем воздухе, то есть метеоусловий, стимулирующих физиологические функции организма. У детей, несмотря на большую термолабильность, температура тела мало изменяется даже при значительных колебаниях температуры среды. У ребенка одного года повышение температуры тела отмечается только при температуре воздуха выше 23-24°С. При колебании температуры воздуха от 6 до 28°С температура тела у детей дошкольного возраста изменяется только на 0,5°С. Теплоустойчивость ребенка значительно ниже, чем у взрослого человека. Резкое повышение температуры, когда организму приходится перестраивать механизмы сердечно-сосудистой деятельности, потоотделения, неблагоприятно влияет на детский организм. При этом наблюдается некоторое усиление тормозных процессов в ЦНС, что сказывается на физической и умственной работоспособности. В зимний период часто приходится сталкиваться с эффектами резкого понижения температуры, когда у ребенка может развиться холодовой стресс, спазм периферических сосудов, а на открытом пространстве еще и обморожение. В такие дни у детей при посещении школы снижается эффективность умственной деятельности. Сдвиги барометрического давления оказывают влияние на организм ребенка в основном двумя путями: изменением насыщения артериальной крови кислородом и механическим воздействием на рецепторы замкнутых полостей тела. Колебания атмосферного давления отражаются на содержании эритроцитов в крови, частоте пульса, величине кровяного давления, самочувствии детей. Здоровые дети могут ощущать изменения барометрического давления более, чем за час. Это выражается в возможном нарушении пищеварения и, следовательно, ухудшении аппетита, что происходит вследствие расширения газов, находящихся в желудочно-кишечном тракте. Перечисленные виды реакций организма ребенка на действие погодных факторов называют метеотропными. Выделяют также патологические метеотропные реакции, связанные с нарушением гомеостаза и срывом адаптационных механизмов. Особенно часто их возникновение регистрируется у детей грудного возраста. Затем их количество снижается, а в периоды усиленного роста, когда происходит физиологическая перестройка механизмов адаптации, снова увеличивается. Показатели стабилизируются к юношескому возрасту. В начале 90-х годов некоторые ученые стали говорить об омоложении метеочувствительности, что, по их мнению, связано с общими явлениями акселерации и заметным увеличением числа больных детей в популяции. Были проведены исследования, доказывающие, что к изменениям погоды наиболее чувствительны дети и подростки с избыточной массой тела, имеющие недостаточную физическую подготовку, мало бывающие на свежем воздухе и нарушающие режим питания. Необходимо отметить, что погода и ее компоненты не являются причиной болезни, а лишь играют роль провоцирующего или разрешающего момента, способствуя проявлению болезни. А.В. Мазурин и К.И. Григорьев (1990) приводят перечень клинических критериев детской метеочувствительности. Среди них: «...признаки метеочувствительности в анамнезе; сигнальные клинические проявления до начала перемены погоды; повышенная раздражительность, утомляемость, депрессивность состояния; повторяемость одних и тех же клинических признаков в дни с неблагоприятной погодой; синхронность возникновения реакции у группы наблюдаемых лиц; нормализация клинических показателей в длительное время благоприятной погоды; непродолжительность клинических ухудшений; отсутствие других причин, вызывавших ухудшение состояния больного ребенка». Доказано, что наибольшее влияние на здоровье детей оказывают не величина температуры, давления, ветра сами по себе, а резкие их изменения, которые чаще всего бывают связаны с прохождением атмосферных фронтов. Особенно быстрая и бурная смена погоды бывает в зоне холодного фронта. В обычной жизни связанные с этим процессом резкое падение температуры, атмосферного давления, сильный дождь, часто с грозой, или снегопад, сопровождающийся резким ветром, именуют непогодой. Научный сотрудник Центрального института курортологии и физиотерапии В.Ф. Овчарова установила, что падение атмосферного давления всего на 10 миллибар при смене погоды может вызвать сосудистые кризы. У некоторых детей при этом появляются ощущение недостатка воздуха, удушье, слабость. Такие болезненные явления могут быть связаны, как считает В.Ф. Овчарова, с изменением плотности кислорода в воздухе. Исследования показали, что величина плотности кислорода на протяжении суток и года меняется ритмично, возрастая в ночные и предутренние часы и в зимне-осеннее время. Но при смене погоды, при прохождении воздушного фронта этот циклический ход нарушается. Весьма возможно, что такие скачкообразные изменения плотности кислорода усугубляют болезненные явления у тех детей, которые страдают гипертонией, неврастенией. А может быть и так, что они являются сигнальными раздражителями, предупреждающими о надвигающейся смене магнитного напряжения, электрического поля, проводимости воздуха, температуры, влажности, ветра, то есть метеорологических условий. Исследования рижского биоклиматолога Н.С. Темниковой свидетельствуют о том, что чем более резко изменяется давление воздуха, тем чаще у детей регистрируются обострения сердечно-сосудистых заболеваний. Статистика подтверждает, что в дни с низким атмосферным давлением бывает вдвое больше гипертонических кризов, чем в дни с нормальными его величинами. Особенно плохо переносится сочетание пониженного давления с высокой влажностью. Здоровый детский организм, в котором рефлекторные процессы протекают нормально, реагирует на смену погоды безболезненно. При этом непроизвольно углубляется и делается более частым дыхание, что приводит к повышенному потреблению кислорода и усилению кровообращения, у детей с ослабленным организмом, или страдающих хроническими заболеваниями, приспособление к изменяющимся условиям окружающей среды затруднено, что создает большую нагрузку на организм. Плохо действует смена погоды на детей, больных легочным туберкулезом. Особенно тяжело реагируют на резкую смену погоды дети с расстройствами функций вегетативной нервной системы. Выявлено, что в неблагоприятные метеодни у них преобладает симпатикотония, которая приводит к избыточной вегетативной реактивности, что, возможно, обусловлено повышением уровня катехоламинов (адреналина накануне, норадреналина в неблагополучные дни). Установлена прямая зависимость силы болезненных метеотропных реакций от быстроты наступления фронта и от величины диапазона изменений температуры, влажности и ветра. Значительное снижение температуры воздуха приводит также к разладу терморегуляции, особенно у детей незакаленных и мало бывающих на воздухе, что сопровождается простудными заболеваниями, частыми в тех случаях, когда похолодание сочетается с усилением ветра. Интересно отметить, что степень проявления метеотропной реакции на изменение погоды не всегда находится в соответствии с тяжестью заболевания. По-видимому, происходящие при этом сдвиги в реактивности нервной системы при различных ее типах сказываются по-разному. Вопросы действия погоды на детский организм до сих пор изучены довольно мало. Определенно можно утверждать, что изменение погоды или отдельных ее составляющих элементов может усиливать уже имеющиеся болезни. В настоящее время разработан целый комплекс средств для улучшения функциональных возможностей и повышения адаптационных резервов детского организма.(Рис.1) Рис.1. Кластер «Комплекс средств для улучшения функциональных возможностей и повышения адаптационных резервов детского организма»  Тема 2. Биологические ритмы растущего организма Биологическим ритмам подвержены все без исключения процессы, происходящие в растущем организме. С одной стороны, они являются одним из важных механизмов приспособления ребенка к окружающей среде, а с другой, — служат универсальным критерием функционального состояния детского организма. Ритмическая структура организма генетически запрограммирована. Биоритмы, как известно, имеют разную продолжительность. В возрастной физиологии наиболее изучены циркадианные ритмы, имеющие длительность периода от 20 до 28 часов. Они синхронизированы с вращением Земли вокруг своей оси, сменой дня и ночи. Прежде всего это ритмы «сон-бодрствование», а также суточные колебания различных физиологических параметров (температуры тела, артериального давления). Эти ритмы наиболее устойчивы и сохраняются в течение жизни организма. Спектр возможных ритмов жизни охватывает широкий диапазон масштабов времени — от волновых свойств элементарных частиц до глобальных циклов биосферы. Ритмические явления протекают на различных уровнях организации живой материи: субклеточном, клеточном, тканевом, органном, системном и т.д. (таблица 2). В сложноорганизованных биологических системах, к которым относится организм человека, имеется целая иерархия циклических колебаний, и биологический ритм каждой функциональной системы обычно является результатом согласования и интеграции ряда более элементарных колебаний, то есть результатом хроноструктурной упорядоченности и организованности.
При резком изменении ритмов внешней среды происходит рассогласование циркадианных ритмов отдельных функций организма и возникает десинхроноз. Факторы, приводящие к десинхронозу:
Перестройка биоритмов обнаруживается также и под влиянием неблагоприятных условий, первично не связанных с трансформацией ритмов и приводящих к развитию десинхроноза лишь вторично. Такой эффект имеет, например, утомление. Учебная деятельность оказывает существенное влияние на систему циркадианных ритмов ребенка. В.А. Доскин (1989) изучал их на школьниках 10-11 лет. Так акрофаза (рис. 1) циркадианного ритма температуры тела в дни отдыха приходилась на интервал 12.30-16.30, акрофаза частоты сердечных сокращений (ЧСС) выявлялась большую часть года в 12.30, акрофаза диастолического давления (ДД) — в 16.30, акрофаза систолического (СД) — в 20 ч. Циркадианный ритм умственной работоспособности в дни отдыха детей имел четкую во все сезоны года акрофазу в 10.30. Рис. 1. Схематическое изображение биоритма и его основные показатели.  Под влиянием учебной деятельности фазы циркадианных ритмов и их соотношения у отдельных функций менялись. Учеба приводила к инверсии циркадианного ритма ЧСС в часы занятий со смещением его акрофазы на 20 часов. Акрофаза циркадианного ритма систолического давления на протяжении учебного года становилась преобладающей в 12.30. Акрофаза ДД утратила свою относительную стабильность в разные сезоны года, — она приходилась на различные часы дня, а в сентябре отмечался двухфазный характер дневной кривой этой функции. Акрофаза циркадианного ритма умственной работоспособности у школьников от начала к концу года сместилась по шкале времени влево и приходилась в сентябре на 16.30, в январе — на 10.30, в апреле — на 8.30. Иными словами, указанные изменения акрофазы ритма умственной работоспособности, т.е. ее увеличивающееся смещение влево при противоположном сдвиге акрофазы ритма ЧСС вправо, наряду с нарушением стабильности фазы циркадианных ритмов остальных функций сердечно-сосудистой системы, позволяют констатировать десинхронизирующее влияние учебной деятельности школьников на систему циркадианных ритмов их организма. Исследователи предполагают, что признаки десинхроноза у учащихся были обусловлены не только объемом учебной нагрузки, но и нерациональной учебно-воспитательной работой (гиподинамия, неправильно составленное расписание уроков, нарушение режима дня). При изучении основных видов (учебной и трудовой) деятельности детей, установлено, что степень и характер изменений биоритмов во многом обусловлены утомлением. У таких учащихся было отмечено достоверно большее снижение индекса колеблемости ЧСС, уменьшение этого показателя для СД и увеличение для ДД, что приводило к резкому снижению индекса для пульсового давления. Следовательно, учебное утомление сопровождалось неблагоприятной перестройкой регуляции гемодинамики, проявлялось выраженным извращением фазовой структуры циркадианных ритмов ЧСС, нарушением регуляции сосудистого тонуса и тонуса прекапилляров. Помимо учебной нагрузки на циркадианные ритмы у детей большое влияние оказывают телевидение и радио, работа культурно-бытовых учреждений, искусственное удлинение светового дня, которые расширяют границы бодрствования. Частые изменения привычной временной среды, связанные с трансмеридианными перемещениями школьников во время каникул, спортивных соревнований и экскурсий, также влияют на циркадианные ритмы. У подростков разница во времени в 1 час практически не вызывает неблагоприятных изменений в состоянии организма. Сдвиги на 2 часа приводят к появлению расстройства сна, нарушению аппетита, быстрой утомляемости и ухудшению самочувствия. Увеличение временного сдвига на 3 часа характеризуется достоверным ростом жалоб подростков на нарушение сна. Частота остальных расстройств статистически не отличается от аналогичных цифр, зарегистрированных при 2-х часовой разнице. Более длительные временные сдвиги обуславливают прогрессирование субъективных расстройств. При 3-4 ч. сдвигах впервые обнаруживаются отклонения периода околосуточного ритма от 24 ч., что свидетельствует о существенных изменениях в циркадианной системе. Более выраженные 5 ч. сдвиги приводят к существенной деформации биоритмических характеристик. Выраженное десинхронизирующее влияние оказывает и процесс реадаптации подростков к месту постоянного жительства после обратного перелета. На 1-е сутки после возвращения наблюдается снижение работоспособности, ухудшение самочувствия. Реадаптация сопровождается повышением температуры тела во вторую половину дня, что свидетельствует о выраженных эрготропных реакциях. Это, по всей видимости, служит основной причиной расстройства сна, затрудняя засыпание подростков из-за относительно высокого уровня бодрствования. Небольшой временной сдвиг (1-2 ч.) переносится легко и процесс реадаптации составляет 1-2 суток. Когда же сдвиг превышает 3 часа, процесс реадаптации более длителен. Но через 5 дней отрицательных изменений уже не обнаруживают. Таким образом, было установлено, что допустимым является одночасовой сдвиг. Определение устойчивости растущего организма к перестройке ритмов и границ их допустимых перестроек используют в профессиональном отборе. При этом анализируют взаимообусловленность различных ритмов, выявляют слабые и сильные звенья системы временной организации подростка. В настоящее время разрабатываются системы мероприятий по биоритмологической оптимизации основных видов деятельности детей и подростков. Они направлены в первую очередь на защиту самого важного звена временной организации растущего организма — ее циркадианной системы. Для повышения уровня работоспособности, увеличения сопротивляемости утомлению, а также для сохранения активного бодрствования главным биоритмологическим принципом рациональной организации деятельности ребенка является совмещение ритмов работоспособности и физиологических функций между собой и с часами работы. Актуальным является изучение адаптационной динамики биологических ритмов в критические периоды биологического и социального развития организма детей и подростков. Здесь усилия сосредоточены на поиске хронобиологических средств профилактики заболеваний. Проводятся исследования по выявлению связи ритмических процессов с конституцией организма в зависимости от состояния здоровья, биологического возраста, физического развития и различных социальных факторов. В последнее время встает вопрос изучения возможностей управления биологическими ритмами детского организма и связанной с этим коррекции начальных стадий десинхроноза, вызванного влиянием различных факторов окружающей среды.
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
отлично
2 