Реакция на внешнюю среду и механизм закаливания

30.04.2021 55 0.0 0
Реакция на внешнюю среду и механизм закаливания
Каждый человек индивидуален и по-своему уникален. Однако внешняя среда вызывает в организме у многих людей сходную реакцию на температуру и влажность окружающего воздуха.

Суточные и сезонные колебания температуры окружающей нас среды определяются солнечной радиацией. Могут быть и внезапные непериодические изменения температуры, связанные с движением слоев атмосферы. Снижение температуры на 1–2 °C считается слабым похолоданием, на 3–4 °C – умеренным, более 4 °C – резким. Температура воздуха на участках конкретной местности во многом зависит от физико-географических условий.

Так, наличие обширных водных пространств уменьшает суточные и годовые колебания температуры в прибрежных районах. Именно в них резкое понижение температуры может явиться экстремальным фактором. Так, например, в Санкт-Петербурге только в одну из ночей 1780 года в результате резкого повышения температуры с –43,6 °C до +6 °C заболело гриппом 40 тысяч человек.

При быстром понижении температуры содержащаяся в воздухе влага конденсируется. Туман образуется также при быстром смешении теплого влажного воздуха с холодным и влажным. В промышленных районах страны туман может активно поглощать токсические газы. Капельки тумана могут содержать также и возбудителей заболеваний. Такие капельки обладают большой способностью к диффузии и попадают в самые глубокие отделы легких.

Человек – активная частица биосферы, то есть всего того, что составляет жизнь на земле. В процессе жизнедеятельности его организма для поддержания необходимой для оптимального протекания биохимических реакций температуры ему приходится постоянно потреблять кислород и выделять углекислый газ. Организм любого человека в той или иной мере реагирует на изменения окружающей среды, особенно на изменения температуры, влажности воздуха и скорости ветра. Так, даже тепло одетый человек не может долго находиться на улице зимой при сильном морозе, если его организм начинает охлаждаться вследствие интенсивной потери тепла, несмотря на включение организмом дополнительных реакций энергообогрева.

В морозном сухом воздухе больше плотность кислорода по сравнению с теплым воздухом. Но нередко даже вдыхание этого «напитка бодрости» – умеренно морозного воздуха, усиливающего сгорание высокоэнергетических продуктов жирового обмена, не может быть полезным при продолжительности свыше нескольких часов.

«Воздушный холод» при воздействии на организм способен вызывать «отклик» со стороны самых разнообразных систем и органов. При низких температурах ветер усиливает теплоотдачу, что может привести к переохлаждению организма. Чем ниже температура воздуха, тем тяжелее переносится ветер.

Действие холода существенно обусловливает состояние погоды. По классификации Федорова – Чубукова различают 3 группы погод: безморозные погоды, погоды с переходом температуры через 0 °C и морозные погоды.

На дозированное охлаждение защитными реакциями реагируют кожа и легочная ткань, мозг и сердце, печень, почки, кроветворная и эндокринная системы. Изменяется активность желез внутренней секреции и все виды обмена веществ.

Большое значение в поддержании температурного баланса организма играют относительная и абсолютная влажность воздуха и колебания этих показателей. Их постоянство, даже на комфортном для организма уровне, неблагоприятно сказывается на функциях нервной, сердечно-сосудистой и мышечной систем. Показатель относительной влажности характеризует степень насыщения воздуха паром по сравнению с предельной стопроцентной насыщенностью. При влажности до 60 % воздух считается сухим, при 61–70 % – нормальным, при относительной влажности более 70 % воздух считается влажным. Если при температуре плюс 10–15 °C влажность воздуха приближается к 100 %, то такой воздух считается сырым, а при более высокой температуре – перенасыщенным влагой.

В переходные сезоны сырой воздух с высоким процентом влажности и относительно низкой температурой усиливает теплоотдачу и затрудняет выделение паров воды через легкие. Известно, что охлаждающее действие насыщенного водяными парами воздуха при одной и той же температуре больше, чем сухого, почти в 4 раза.

С гигиенических позиций комфортными для человека условиями окружающей среды считают относительную влажность 50–70 % при температуре плюс 18–20 °C.

Велико охлаждающее значение ветра, действие которого проявляется через рефлекторное изменение функции холодовых рецепторов кожи и слизистых дыхательных путей. Дующий в лицо ветер способен вызвать у лиц с сосудистой дистонией длительное спазмирование мелких артерий и вен, что может приводить даже к болевым приступам.

Ветер не только способен усиливать испарение влаги с поверхности кожи, тем самым охлаждая ее, но он еще активно воздействует на наши механорецепторы, изменяя их реакцию на действие атмосферного давления и на другие механические воздействия на кожу. Большие скорости ветра способны угнетать физиологические функции органов и систем, усиливать метеочувствительность человека, а малые скорости – закалять и тренировать организм.

Читатель, знаешь ли ты, почему мы дрожим на холоде и у нас появляется «гусиная кожа»? А ведь это обыкновенная защитная реакция организма – защитный рефлекс. Чтобы сохранить на холоде нормальную температуру тела, мышцы начинают сокращаться быстрее, чем обычно, энергичнее увеличивая теплопродукцию почти в 2 раза.

Неравномерное обдувание наших кожных покровов ветром является своеобразным «термическим массажем», поскольку в таких условиях температура кожных участков может снизиться или повыситься за короткое время на несколько градусов. Повторение температурно-воздушного массажа через закрепление ответных реакций организма способно оказывать действенное закаливающее и оздоравливающее воздействие.

Детренированный по отношению к холоду человек чрезвычайно чувствителен к изменчивому состоянию воздушной среды. При сильном ветре в морозную погоду даже тепло одетый человек не может долго сохранять комфортные теплоощущения.

Летом при температуре воздуха выше +25 °C охлаждение физического тела достигается за счет потоотделения. При достижении температуры воздуха более +30 °C человеку приходится охлаждать организм дополнительными приемами: уходить в тень, снимать лишнюю одежду, принимать прохладительные напитки, обливаться водой.

И хотя использование свежего воздуха во все сезоны года очень важно для закаливания, следует помнить, что сырой воздух с высокой влажностью и относительно низкой температурой может резко изменять тепловой баланс вашего организма. При этом затрудняется удаление паров из легких при дыхании и усиливается теплоотдача.

У человека с высокой реактивностью холодовых рецепторов кожи потоки холодного воздуха в лицо могут вызывать даже спазм сосудов.

Самочувствие человека может изменяться при воздействии холодовых воздушных процедур в зависимости от климатической зоны страны.

Контраст колебаний температур воздуха в северных и центральных районах России выше, чем на юге, соответственно выше и его тонизирующее воздействие на организм. Особого внимания заслуживают реакции органов дыхания при холодовом воздействии.

В своих исследованиях этой проблемы ученые установили ряд интересных фактов. Известно, что микроциркуляторное кровеносное русло слизистой оболочки нашей воздухоносной системы состоит из структурно-функциональных участков, которые были названы функциональными модулями. С использованием инъекций тушь-желатиновой массы в слизистую дыхательной системы было показано, что эти модули объединены в микроучастки слизистой оболочки. Именно они создают необходимое для кровоснабжения количество капилляров, обеспечивающих нужную скорость притока и оттока крови при возрастании нагрузки на дыхательную систему. Модули отличаются в зависимости от их нахождения в хрящевых, мембранозных или лимфоэпителиальных микрорайонах слизистой оболочки трахеобронхиального дерева. Ранее учеными было установлено, что микроциркуляторные модули являются центральной частью функциональных элементов любого органа. В дыхательной системе человека границы такого модуля ограничены капиллярной сетью, синхронно работающей вместе с привносящей кровь артериолой и отводящей кровь венулой.

Микроциркуляторные модули очень точно приспособлены к обеспечению функций соответствующего участка органа, где они залегают. Они обеспечивают многочисленные связи между слизистой и окружающими тканями (клетками эпителия, элементами рыхлой соединительной ткани).

Тканевые компоненты слизистой оболочки ориентированы вокруг каждого модуля. Количество бокаловидных клеток слизистой, число рядов клеток эпителия, толщина собственной пластинки тем больше, чем большей мощностью обладает микроциркуляторный модуль. Микроциркуляторные органы и окружающие их ткани образуют соединительно-тканевые микрорайоны, обеспечивающие те или иные функциональные особенности прилежащего к ним участка органа или ткани. Вокруг хрящевых частей дыхательного горла и бронхов микроциркуляторные модули ориентированы вокруг хрящевых полуколец, а снабжаются артериолами, которые заходят в межхрящевые промежутки. При изменении нагрузки или условий терморегуляции модули срочно приспосабливаются изменением кровотока и других реакций (адаптируются к холоду) в течение первых десяти дней. Рассмотрим зависимость работы этого механизма от времени воздействия холода на тело человека.

На 1–3 день воздействия холода обнаруживаются значительные вариации диаметра и площади обменной поверхности микрососудов с преобладанием их расширения. В клетках эндотелия увеличивается количество мельчайших пузырьков с жидкостью (т. е. растет число пиноцитозных везикул), увеличивается число и величина клеточных цитоплазматических выпячиваний. В результате «магистрализации» капиллярного русла нарастает площадь обменной поверхности капилляров и улучшается снабжение организма кислородом.

С 1 по 10 день увеличиваются в размерах и усиливают свою функцию эпителиальные клетки бронхов, а в подлежащей собственной пластинке бронхов усиливается «пропотевание» жидкости из плазмы крови.

Примерно 15–20 дней при продолжении действия холода продолжается долговременная адаптация. При этом усиливаются восстановительные процессы в слизистой: увеличивается высота клеток эпителия, улучшается работа изгоняющих пыль клеточных ресничек, уменьшается обводнение тканей дыхательных путей.

С 15 дня к этому присоединяется усиленное раскрытие имеющихся и образование новых капилляров.

При продолжительности действия холодового фактора более 25–30 дней в модулях можно обнаружить явления нарушения адаптации. При этом отмечается нарушение микроциркуляции крови в слизистой оболочке мелких бронхов, уменьшается число раскрытых и активно пропускающих кровь капилляров, происходит расширение венул. В этот период может ощущаться нарушение кровотока в модулях. Кровоток в сосудах становится прерывистым из-за «слипания» (или сладжирования) отдельных клеток крови – эритроцитов, раскрываются микрососуды – анастамозы, соединяющие артериолы и венулы, наблюдается отек собственной пластинки и скопление вокруг нее лейкоцитов (лимфоцитов, нейтрофилов, эозинофилов). Мерцательный эпителий дыхательных путей «лысеет», теряя микроволоски – ворсинки, функция которых состоит в выталкивании попавшей в дыхательные пути пыли.

Холодовое воздействие способно стимулировать целый ряд компенсаторных изменений в гемоиммунной системе. Так, умеренное сгущение крови после воздействия холода приводит к увеличению числа клеток, активно транспортирующих кислород, – эритроцитов. В самих этих красных кровяных шариках увеличивается концентрация дыхательного пигмента – гемоглобина. Увеличивается скорость оседания эритроцитов. В периферической крови повышается уровень лейкоцитов – клеток, противостоящих внешней микробно-вирусной агрессии, в основном за счет фагоцитирующих микробы клеток – нейтрофильных лейкоцитов (так называемых микрофагоцитов) и моноцитов или макрофагов. При закаливающих процедурах эти изменения нестойки, и в течение нескольких часов они возвращаются к норме.

По данным российских ученых-медиков, перераспределительные процессы в клетках крови приводят к тому, что в организме человека осуществляется переход гемоиммунной реакции клеточного типа (ГИРКТ) на качественно новый уровень функционирования, позволяющий клеткам крови обеспечивать возросшие «запросы» организма в кислороде, питательных веществах, в борьбе с собственной и «пришлой» инфекцией.

В этой реакции определяется три уровня функционирования. При мобилизации защитных сил организма ГИРКТ переходит с отрицательного на граничный уровень, при котором клетки крови развивают свою наивысшую функциональную активность. При ее расчете по предложенному нами ранее морфологическому показателю реактивности лейкоцитарной формулы крови последний возрастает с 5–8 баллов до 13 баллов. Этот показатель используется медиками для контроля за «дозой» охлаждения.

Главный нейрохирург Первого военно-морского клинического госпиталя в Петербурге А.Ю. Чудаков, используя с прогностической целью этот показатель у людей, подвергшихся переохлаждению, установил следующее: в случае тяжелого переохлаждения наряду с повышением в крови концентрации гемоглобина до 160 г/л имеет место отсутствие «отклика» системы «белой крови» и морфологический показатель реактивности оставался низким (в пределах 5–8 баллов).

В экспериментах с теплокровными животными был отмечен также еще один интересный факт воздействия холодного «купания» на кровь. У белых крыс под воздействием холодной воды при температуре от +10 до +4 °C реакция организма на процедуру различалась в зависимости от времени охлаждения. При длительном охлаждении в периферической крови появлялись поврежденные эритроциты различной конфигурации (клетки, напоминающие подковы, серпы, мишени, шары и тому подобное).

При кратковременном воздействии в крови преобладали «полноценные» эритроциты дискоидной или тороидальной формы, а также небольшое число клеток, напоминавших по конфигурации ежиков (эхиноциты) или полуспущенные мячи (стоматоциты). При кратковременном охлаждении крыс с ожогами кожи последние заживали быстрее, чем в случаях, когда животных охлаждали длительное время.

Температурная тренировка стимулирует также обмен веществ, работу всех систем организма, в связи с чем совершенствуется его теплорегуляция. Во многих исследованиях показано, что обдувание кожи прохладным воздухом оказывает тренирующее действие на тактильные рецепторы, а через них регулируется мышечный тонус, кровоснабжение как внутренних, так и периферических органов.

Температурная тренировка стимулирует обмен веществ, работу всех систем организма

Учеными выяснена следующая закономерность: на уровне целостного организма человека его приспособление к воздействию холода захватывает все уровни функциональной организации – от молекулярного и клеточного до органного и системного. При этом организм стремится сохранить гомеостазис – постоянство внутренней среды, то есть функциональные, иммунологические и биохимические константы, которые испытывают на себе непривычное воздействие холода. Как установлено, организм вынужден мобилизовать определенные физиологические механизмы, объединяющиеся в функциональные системы, которые поддерживают его жизнедеятельность на необходимом уровне по принципу саморегуляции. Такие функциональные системы обеспечивают приспособление организма к холоду, закрепляя преобладание механизмов защиты над максимально возможными отклонениями каких-либо реакций или параметров организма под влиянием холода. Ученые установили, что в индивидуальном приспособлении организма человека к изменившимся условиям играют роль следующие факторы:

а) образование условных рефлексов и следовых реакций, охватывающих изменения в отдельных органах и системах с возникновением нового «динамического стереотипа» деятельности в соответствии с новым условием среды;

б) формирование «вегетативной» памяти, в основе которой лежат функционально полезные изменения в тканях и нервной системе;

в) сдвиги в активности окислительных процессов, в метаболизме клеток, включая клетки иммунной системы. Очевидно, что под воздействием холодовых тренировок снижается уровень температуры «биологического нуля», при которой отдельные клетки и ткани прекращают свои специфические функции;

г) отмечается фазовость ответных реакций организма.

Первая ориентировочная фаза связана с фактором «новизны». В ответ на холодовой раздражитель появляется некоторая заторможенность и снижение работоспособности.

Во вторую фазу происходит возбуждение нервной системы, появляется расторможенность, усиливается деятельность симпатического отдела вегетативной нервной системы, усиливаются функции дыхания, кровоснабжения, пищеварения, соко– и мочеотделения.

В третью фазу происходит выравнивание физиологических функций. Организм переходит на наименьшие затраты энергии для поддержания своего существования в оптимальном режиме. В это время повышается общая устойчивость организма не только к раздражителю (например, к холоду), но и к другим неблагоприятным факторам среды. При этом повышается функция нервной и иммунной систем, возрастает использование кислорода, повышается выносливость, увеличивается работоспособность. Изменения, лежащие в организме в этот период, являются «функционально-морфологическим фундаментом» оздоравливающего действия холода.

Чтобы в своей жизни избегать переохлаждения своего организма, в первую очередь необходимо его закаливать. Для лучшего понимания процесса закаливания сначала ознакомимся с дыханием нашей кожи.

 


Читайте также:
Комментарии
avatar