Адаптационные типы населения на примере районов крайнего севера

Известно, что наибольшее количество заболеваний приходится на середину полярной ночи. Это обусловлено снижением  иммунной реактивности организма. У  полярников обнаружено уменьшение числа  эритроцитов и гемоглобина, что  объясняют длительным отсутствием  солнечного света в зимний период.[7]

Полярный день с его чрезмерным ультрафиолетовым радиационным фоном, в свою очередь, может оказывать  субэкстремальные воздействия на организм. При этом происходит ломка стереотипных реакций, выработанных во время полярной ночи. Сначала полярный день производит возбуждающее действие, но затем развиваются  явления перевозбуждения и переутомления.[3]Этому способствует резкое увеличение интенсивности естественного освещения, что ведет к повышению тонуса зрительной коры и – через оптико-вегетативный тракт – нижележащих подкорковых центров. Возбуждение зрительной зоны коры переходит на другие участки.

Для периода полярного дня характерно преобладание тонуса симпатического отдела вегетативной нервной системы, повышение  уровня адреналина и кортикостероидов в крови. В это время возрастает электропроводность и температура  кожи, увеличивается частота сердечных  сокращений, повышается артериальное давление, частота дыхания, коэффициент  использования кислорода. Однако длительное и непрерывное световое раздражение ведет к переходу возбуждения в состояние охранительного торможения.

Информация о тенденции сдвигов, происходящих в физиологических  системах организма в условиях Арктики  и Антарктики, весьма разноречива.[7]Причин этого множество. Сюда можно отнести различие природных и социальных условий тех мест, где проводились исследования (города и поселки, научные станции, морские суда и т.д), неоднородность состава обследуемых по возрасту, полу, профессиональной принадлежности, несовпадение методов и сроков обследований и т. п.

Степень вовлеченности отдельных  систем организма в процесс адаптации  к условиям Арктики и Антарктики определяется модальностью экстремальных  факторов и индивидуальной реактивностью  организма. Так, например, психоэмоциональные и социальные факторы преимущественно  модулируют функциональное состояние  мозга, геофизические факторы –  тканевый метаболизм стромы и паренхимы; холодовые механизмы физической и химической терморегуляции.[7]

8. Степень вовлеченности отдельных систем организма в процесс адаптации к условиям Арктики и Антарктики:

Нервная система

Реакции организма, направленные на поддержание  гомеостаза в экстремальных и  субэкстремальных условиях существования  в Арктике и Антарктике, регулируются, прежде всего центральной нервной системой. Действие специфического комплекса раздражителей вызывает функциональную перестройку коры больших полушарий и подкорковых вегетативных центров. В реакции организма через подкорковые центры и гипоталамус вовлекаются гуморальные компоненты регуляции: гормоны, метаболиты, адренергические и холинергические медиаторы, витамины и т. д. Все это обусловливает перестройку деятельности структурных элементов организма на различных уровнях (организменном, системном, органном, тканевом, клеточном, молекулярном) и в определенной последовательности в зависимости от стадий адаптации.[6]

У людей, впервые попадающих в условия  Арктики и Антарктики, возникает  совокупность симптомов, которая носит  название синдрома психоэмоционального напряжения.[17]Его появление свидетельствует о напряжении адаптационных механизмов. Основным клиническим проявлением синдрома психоэмоционального напряжения является тревожность различной степени выраженности, от состояния психологического дискомфорта до невротического уровня тревоги. Тревога может сочетаться с некоторым улучшением настроения, эйфорией, повышением психомоторной активности. Двигательное беспокойство в структуре синдрома психоэмоционального напряжения носит характер целенаправленной деятельности. Она выражается в повышенном стремлении к работе, различных формах социальной активности. Это смягчает чувство психологического дискомфорта, на время успокаивает.

Процесс адаптации к условиям Арктики  и Антарктики сопровождается изменением психофизиологических показателей, таких как увелечение подвижности нервных процессов. [6]Внимание, дифференцированное торможение, ассоциативные функции запоминания изменений не претерпевают. Синдром психоэмоционального напряжения характеризуется рядом физиологических отклонений. У лиц с выраженным эмоциональным напряжением прослеживается отчетливая тенденция к повышению артериального давления. Существенно изменяются условные и безусловные сосудистые и дыхательные рефлексы.

У некоторых людей при расстройстве процессов адаптации к условиям Арктики и Антарктики нередко  возникают патологические сдвиги в  организме. Для обозначения подобной реакции используют термины «дезадаптационный невроз» или «синдром дезадаптации».[6]

Эффективность психологической адаптации  к условиям Арктики и Антарктики во многом определяется мотивацией. Она  значительно облегчена у лиц с социальной настроенностью, заинтересованных в материальных и особенно моральных стимулах.[6]

Эндокринная система

Холодный климат высоких широт  является одним из наиболее неблагоприятных  факторов, действующих на человека в этих районах. Стойкое повышение  тонуса симпатоадреналовой системы, высокая  активность щитовидной железы относятся  к наиболее характерным сдвигам  в эндокринной регуляции у  людей, адаптирующихся к полярным условиям. Показана важная роль катехоламинов (три естественных катехоламина - норадреналин , адреналин и дофамин - служат медиаторами в ЦНС  и участвуют в управлении внутренними органами, а также влияют на все системы организма.)и тиреоидных гормонов(гормоны щитовидной железы) в регуляции энергетического баланса организма.

Процесс температурной адаптации  разделяется на несколько фаз.

• Вначале повышение устойчивости к холоду, как и при любом стрессовом воздействии, достигается неспецифической мобилизацией эндокринной системы.
• В дальнейшем возрастает роль специфических компонентов.

 Среди прочих механизмов  специфической адаптации к холоду  большое место занимает увеличение  калоригенного эффекта норадреналина(усилении поглощения кислорода и теплопродукции, ускорении метаболизма углеводов, белков, стимуляции синтеза, мобилизации и распада липидов.).

В условиях Заполярья для человека небезразличным условием является своеобразная светопериодика. Показана строгая взаимосвязь  между трофическими нервными и гормональными  механизмами в организме и  характером фотопериодизма. [3]Ритмические колебания секреции тропных гормонов гипофиза (это гормоны, вырабатываемые передней долей гипофиза, регулирующие деятельность остальных желез внутренней секреции (щитовидной железы, надпочечников, яичников и яичек) и опосредованно влияющие на многие процессы жизнедеятельности организма.), происходящие под влиянием смены света и темноты, являются причиной периодики физиологических процессов. У человека светлому периоду соответствует преобладание тонуса симпатического отдела вегетативной нервной системы и повышенный уровень адреналина и кортикостероидов, темному – преобладание парасимпатического тонуса и повышенный уровень меланотропного гормона (отвечающий за образование и отложение в волосах и коже пигмента меланина).

Исследования, проведенные с использованием корреляционного анализа, показали, что из большого числа климатических  и геофизических параметров, характеризующих  условия Арктики и Антарктики (атмосферное давление, температура, скорость ветра, влажность и т. п.), особенно существенным для мобилизации  эндокринных функций было изменение  магнитного поля Земли . [3]  Высокая ионизация атмосферы Заполярья, близость магнитного полюса делают этот район наиболее неблагоприятным в отношении перемены интенсивности и частоты колебаний магнитного поля. Выявлена тесная связь действия этих факторов с гормонами коры надпочечников ( нейтральных кетостероидов ) и адреналина.[3]

Кроме природных факторов, на динамику эндокринных изменений немаловажное влияние оказывает психоэмоциональное состояние человека. Степень изменения  эндокринного гомеостаза зависит от времени пребывания на Севере.[3]

Система крови

Сведения о состоянии красной  крови у приезжего населения  Арктики и Антарктики чрезвычайно  противоречивы. В Антарктиде в условиях высокогорья у полярников, как  правило, наблюдается активация  эритропоэза (процесс кроветворения, образования эритроцитов в костном мозге), вызванная повышением уровня эритропоэтинов в крови под влиянием высотной гипоксии.[3] У вновь прибывших в Арктику под влиянием таких факторов, как холод, многомесячное отсутствие солнечного света, относительная гиподинамия, недостаток витаминов, происходит снижение количества эритроцитов и гемоглобина. Для них характерна значительная лейкопения (снижение количества лейкоцитов в периферической крови), уменьшенное количество палочкоядерных и сегментоядерных нейтрофилов (основной вид лейкоцитов, главная роль которых -защита организма от бактериальных и грибковых инфекций, и сравнительно меньшая роль — защита от вирусных инфекций), моноцитов. Увеличено содержание эозинофилов(это гранулярные лейкоциты,  функция которых защитная роль при аллергических реакциях), иногда имеет место эозинопения (уменьшение числа эозинофильных лейкоцитов в единице объема крови; признак снижения иммунных сил организма).[3]

Свертываемость крови зависит  от сроков адаптации. Первоначально  время свертывания и рекальцификация  крови увеличивается, снижается  толерантность плазмы к гепарину(вещество, препятствующее свёртыванию крови).Повышается количество тромбоцитов и их активность. В дальнейшем ускоряется процесс свертывания крови. После нескольких лет пребывания на Севере этот процесс нормализуется.[3]

В процессе адаптации к арктическим  условиям у людей снижается общая  иммунная реактивность, уменьшается  фагоцитарная активность крови. Это  обусловлено подавлением образования  антител, сдвигами в лейкоцитарной  формуле. В результате люди чаще заболевают.[3]

Сердечно-сосудистая система

Адаптация сердечно-сосудистой системы  людей к комплексу природных  факторов, характерных для высоких  широт, носит фазовый характер. Непродолжительное  пребывание в условиях Заполярья (2–2,5 года) приводит к мобилизации приспособительных  реакций системы кровообращения, что сопровождается учащением пульса, повышением артериального давления, периферического сосудистого сопротивления.[3]

Дальнейшее пребывание на Севере (3–6 лет) характеризуется такими изменениями  в сердечно-сосудистой системе, как  постепенное урежение частоты сердечных  сокращений, умеренное снижение систолического и минутного объемов крови.

При длительном проживании в Заполярье (10 лет и более) происходит дальнейшая перестройка функционирования системы  кровообращения. Она характеризуется  тенденцией к брадикардии, выраженным снижением систолического и минутного  объемов крови, компенсаторным повышением артериального давления, периферического  сосудистого сопротивления. Полагают, что это вызвано истощением регуляторных механизмов, усилением парасимпатического контроля с последующим развитием  отрицательного хронотропного и  инотропного эффектов , развитием явлений десинхроноза в периодике артериального давления. Вегетативный контроль ритма сердца характеризуется простой суммой тормозящих влияний парасимпатических волокон и ускоряющих влияний симпатических нервов. Хронотропный эффект -  изменение частоты генерации потенциалов действия и сокращений сердца. Инотропный эффект-влияние вегетативных нервов на силу сердечных сокращений. Результатом стимуляции вегетативных нервов является отрицательный хронотропный эффект сердца, на фоне которого проявляется также отрицательный инотропный эффект. Десинхроноз- изменение различных физиологических и психических функций организма в результате нарушения суточных ритмов его функциональных систем.Типичными проявлениями десинхроноза являются нарушение сердечного ритма и артериального давления, снижение работоспособности, вялость, усталость, нарушения сна, головные боли, шум в ушах, желудочно-кишечный и другие нарушения.

 В это же время возрастает заболеваемость гипертонической болезнью, инфарктом миокарда.[3]

Дыхательная система

Наиболее частой реакцией у новоселов  Крайнего Севера является своеобразное затруднение дыхания, которое получило название «полярная одышка». Полагают, что основной причиной полярной одышки является механическое сопротивление дыханию, возникающее в результате рефлекторного сужения просвета бронхов под влиянием холодной струи воздуха.[3]

В целом адаптация дыхательной  функции к условиям высоких широт  протекает поэтапно. [3]

• На первом этапе (3–6 месяцев) происходит перераспределение легочных объемов, при этом дыхательный объем увеличивается, резервный объем вдоха уменьшается, а часть резервного объема выдоха переходит в остаточный объем. Подобный эффект предохраняет легкие от переохлаждения. Легочная вентиляция имеет тенденцию к увеличению. В результате гипервентиляции легких развивается дыхательный алкалоз. Дыхательный алкалоз — состояние, при котором кровь имеет основную (щелочную) реакцию, вызванную снижением в ней концентрации углекислого газа вследствие быстрого или глубокого дыхания. Наиболее частой причиной гипервентиляции и, следовательно, дыхательного алкалоза является тревога; кроме того, дыхательный алкалоз могут вызвать боль, цирроз печени, низкое содержание кислорода в крови, повышение температуры тела, передозировка аспирина. Коэффициент использования кислорода при этом невысок.

Несоответствие вентиляции и кровоснабжения легких приводит к снижению диффузионной способности последних. В результате подобных сдвигов резервы вентиляции сокращаются, а компенсаторные возможности  системы дыхания уменьшаются.[3]

• Второй этап (2 года и более) характеризуется некоторой стабилизацией дыхательной функции. Он соответствует становлению адекватного и более экономного режима деятельности органов дыхания. В указанный период происходит урежение дыхания, восстановление резервных объемов до исходных величин, рост коэффициента использования кислорода. Однако значения дыхательного и минутного объемов дыхания остаются высокими, что свидетельствует о сохранении определенной гипервентиляции легких, сопровождаемой частично или полностью компенсированным дыхательным алкалозом.[3]
• Третий период соответствует стадии адаптированности легких. Он продолжается 10 и более лет. Формируется адаптационная легочная гипертензия. Проявляется обструктивный синдром, морфологическим выражением которого является резкое утолщение бронхов. [3] По мере увеличения сроков проживания в условиях низких температур под влиянием биохимических сдвигов в тканях может развиваться метаболический ацидоз. Метаболический ацидоз - состояние, при котором кровь имеет кислую реакцию, вызванную снижением в ней концентрации бикарбоната (оснований). Степень его проявления со временем уменьшается.