Некоторые особенности адаптации организма в различных климато-географических зонах
3. Некоторые особенности адаптации организма в различных климато-географических зонах
3.1. Особенности жизнедеятельности человека в условиях северных широт
Важными особенностями климатических условий северных областей Земного шара, наряду с низкой среднегодовой температурой воздуха, являются:
Ø частые непериодические магнитные возмущения, которые могут достигать сотен и тысяч гамм и продолжаться от нескольких минут до многих часов
Ø продолжительность периода ультрафиолетового голодания на Севере в зависимости от географической широты местности и погоды составляет не менее 5-6 месяцев; вместе с тем в полярные дни приток солнечных лучей на поверхность Земли является непрерывным, что обуславливает очень высокий радиационный фон (как ультрафиолетового, так и ионизирующего излучения) в этот момент
Ø в Арктических и Антарктических областях охлаждаются огромные массы воздуха, которые при циркуляции соприкасаются с нагретым воздухом тропических и экваториальных районов, образуя различные фронты. Гигантское движение воздушных масс вихревого типа (циклоны и антициклоны) имеет особое значение в формировании погоды северных районов. Вместе с тем медицинскими наблюдениями установлено, что для человека особенно патогенны области низкого давления циклогенетичекого характера и области высокого давления с возмущениями атмосферы. Европейский Север отличается неустойчивым состоянием атмосферы в связи с проникновением воздушных масс атлантического и арктического происхождения (частые непериодические колебания атмосферного давления на севере достигают амплитуды 70-85 мБ зимой и 40-50 мБ летом, что равносильно колебанию высоты места над уровнем моря до 500-600 м зимой и до 300-350 м летом). Неблагоприятной для здоровья человека в северных широтах является и большая скорость изменения давления (достигающая 9-12 мБ за 3 часа)
Ø частые ветры, скорость которых достигает 15 м/с, а общее число штормовых дней в западной части европейского севера составляет 100-122 в год (тогда как в Москве не превышает 19 дней в год)
Ø заболоченность почв в связи с коротким и холодным летом, в течение которого мало испаряется влаги
Ø низкие температуры обуславливают малое содержание влаги в атмосфере (низкую абсолютную влажность), которое чуть больше в летний сезон. Вместе с тем относительная влажность воздуха в связи с низкой температурой воздуха довольно высока (во все время года достигает 65-95%)
Рекомендуемые материалы
Ø для северных регионов характерен своеобразный микроэлементный состав, который через ряд промежуточных звеньев (почва – вода – растения – пищевые продукты – человек) оказывает влияние как на функции, так и на содержание различных микроэлементов в тканях человека. Так, почти для всех районов Севера характерны слабоминерализованные воды, особые сочетания макро- и микроэлементного состава местных пищевых продуктов, снижение или полная утрата минеральных веществ в продуктах, доставляемых из других регионов земного шара и подвергающихся длительному хранению. Недостаточное содержание фтора в питьевых водах, изменение соотношения между кальцием и оловом, магнием и натрием в большинстве северных регионов является причиной широкого распространения кариеса, поражений слизистой оболочки рта в виде катаральных и гипертрофических гингивитов, а также нарушений костной ткани, что может проявляться в виде пародонтоза. Малое содержание йода в некоторых северных регионах обуславливает повышение частоты встречаемости эндемического зоба
Ø значительные колебания процентного содержания кислорода в атмосферном воздухе (т.е. плотности кислорода) в связи с определенными термобарическими изменениями (наличие циклона или антициклона) в течение года, а также некоторыми метеорологическими особенностями. Так, при установлении антициклона наблюдается высокая плотность кислорода в воздухе, при циклонах и прохождении теплых фронтов она снижается. Для северян важно и то, что плотность кислорода в помещениях изменяется соответственно ходу процессов в атмосфере (зимой она на 10-15%, а летом на 1-5% ниже, чем в атмосферном воздухе). Наконец, своеобразие ландшафта с отсутствием или крайней скудностью растительного мира, характерные для большинства северных регионов, обуславливают значительное снижение плотности кислорода в атмосфере как в зимний, так и в летний сезоны года.
Долговременную адаптацию к условиям Севера можно охарактеризовать как способность организма не просто выжить на холоде, а жить там, осуществляя широкий спектр поведенческих реакций, обеспечивая достаточно высокий уровень функций. Такая адаптация обеспечивает ранее недостижимую устойчивость организма к гипоксии, холоду, изменившемуся составу пищи и т.д., и срок ее полного развития может составлять для разных механизмов от нескольких недель до 10 лет.
В основе адаптации к холоду на клеточном уровне лежит комплекс процессов, направленных на усиление синтеза АТФ и преодоление энергетического дефицита, возникающего в силу нескольких обстоятельств:
Ø во-первых, по причине резкого усиления обменных процессов в организме с целью увеличить его теплопродукцию;
Ø во-вторых, вследствие некоторого разобщения биологического окисления в тканях, носящего компенсаторный характер (обеспечивает повышение теплопродукции) и возникающего под влиянием несколько повышенного уровня тиреоидных гормонов, а также СЖК в крови (уровень СЖК повышается вследствие компенсаторного усиления липолиза в жировых депо).
Для реализации клеточной адаптации к холоду необходима взаимосвязь функций и генетического аппарата клетки, обеспечивающего активацию синтеза нуклеиновых кислот, белков (в том числе и окислительных ферментов), усиление образования митохондрий, а значит, и интенсификацию синтеза АТФ. Кроме того, в мембранах клеток дистальных отделов конечностей происходит изменение жирнокислотного состава, которое проявляется в увеличении доли ненасыщенных жирных кислот в составе мембранных липидов и сдвиге точки их плавления в сторону более низких температур. Такой сдвиг температуры плавления мембранных жиров при действии холода предотвращает "затвердение" жирнокислотных цепей и избыточное увеличение жесткости мембран, а, следовательно, делает возможным нормальное выполнение мембранными органоидами своих функций.
Изменения, возникающие на организменном уровне при адаптации к условиям высоких широт, проявляются в следующем:
Ø повышается основной обмен (на 15-35% по сравнению с его уровнем в средних широтах) и соответственно скорость потребления кислорода, что свидетельствует в пользу усиления окислительных процессов в организме; причем в печени и скелетных мышцах наблюдается некоторое разобщение биологического окисления, обеспечивающее повышение теплопродукции организма.
Ø усиленное расходование кислорода клетками сопровождается развитием некоторой периферической гипоксии, на которую дыхательный аппарат отвечает усилением вентиляции легких, а сердечно-сосудистая система – увеличением минутной и объемной скорости кровотока, что требует интенсификации работы сердца.
ü усиление вентиляции легких, особенно на холоде, приводит к резкому их охлаждению (вследствие усиленной теплоотдачи испарением) и компенсаторному усилению окислительных процессов в легочной ткани (в 8-9 раз по сравнению с нормальным состоянием). Причем легкие черпают кислород для собственных нужд непосредственно из альвеолярного воздуха, что сопровождается некоторым снижением парциального давления кислорода в нем. Вдыхание холодного воздуха сопровождается увеличением механического сопротивления на вдохе или выдохе и появлением субъективного ощущения затруднения дыхания, что на фоне периферической гипоксии может обусловить возникновение "полярной" одышки. Постепенная адаптация к условиям Севера сопровождается нормализацией частоты дыхания и возможно даже ее снижением на фоне некоторого увеличения дыхательного объема (ДО), минутного объема дыхания (МОД), носящего компенсаторный характер в ответ на тканевую гипоксию и недостаточность кровообращения. Долговременная адаптация к холоду приводит и к морфологической перестройке микроциркуляторного русла легких. В частности, имеет место отчетливое расширение, некоторое укорочение легочных капилляров, а также повышение их плотности на единицу площади легочной ткани, что сопровождается увеличением площади капиллярной поверхности легких и общего объема капилляров и обеспечивает более эффективное насыщение крови кислородом. Вместе с тем длительное пребывание в условиях Севера приводит к определенным патологическим изменениям в аппарате внешнего дыхания, во многом обусловленным постоянным вдыханием человеком холодного почти абсолютно сухого воздуха при высокой скорости его движения. Патологические изменения дыхательной системы связаны с повышением тонуса артериальных сосудов легких (под действием холодного воздуха), которое приводит в конечном итоге к пневмосклерозу и нарушению дренажной функции трахео-бронхиального дерева.
ü интенсификация сердечной деятельности требует развития гипертрофии сердца, что обеспечивает возможность длительного его перехода на более высокий уровень функциональной активности с восстановлением функционального резерва. В первые же месяцы пребывания на севере люди, как правило, испытывают одышку, особенно при ходьбе и физической нагрузке, тахикардию и боли в области сердца, которые усиливаются во время полярной ночи и при неблагоприятных погодных условиях (сильном ветре, резких перепадах атмосферного давления). К концу первого года пребывания на Севере выраженность субъективного дискомфорта в работе сердца уменьшается, и он возникает только при сильных физических и эмоциональных напряжениях и в метеонеблагоприятные дни
ü действие холода обуславливает спазм периферических сосудов и, как следствие, повышение периферического сосудистого сопротивления и артериального давления. Кроме того, в развитии гипертензии в условиях Севера немаловажное значение имеет и увеличение минутного объема кровотока. Среди населения Крайнего Севера широко распространена артериальная гипертония с тяжелым течением, сопровождающаяся частыми гипертоническими кризами с высоким подъемом как систолического, так и диастолического давления
ü увеличивается кислородная емкость крови (за счет развития некоторого эритроцитоза) и коэффициент утилизации кислорода из крови тканями, в результате чего возрастает артерио-венозная разница по кислороду (с 40% (физиологическая норма) до 60%). Вместе с тем недостаточное содержание витаминов и минералов в пище северян может воспрепятствовать компенсаторному повышению кислородной емкости крови и, более того, служит причиной развития анемии. Наряду с увеличением количества эритроцитов в периферической крови жителей севера наблюдается и изменение качественного их состава. В частности, увеличивается доля фетального гемоглобина, обладающего более высоким сродством к кислороду (на 15%) по сравнению с НbА (у выходцев умеренных широт, проживающих на севере, содержание НbF в 4 раза, а у коренных жителей оно более чем в 6 раз превышает таковое, характерное для жителей умеренных широт). Увеличение доли фетального гемоглобина у северян является своеобразной компенсаторной реакцией в ответ на гипоксию, направленной на увеличение насыщения крови кислородом на уровне легких
ü выраженность и особенности изменений в аппарате кровообращения в условиях Севера во многом зависят от длительности пребывания человека. Так, в период первоначального пребывания (в первые 2-2,5 года) отмечается мобилизация приспособительных реакций системы кровообращения, что проявляется тахикардией, повышением артериального давления, периферического сопротивления и уровня гемоглобина в крови. При дальнейшем пребывании человека в условиях Севера (3-6 лет) наблюдается постепенное урежение пульса, умеренное увеличение систолического и минутного объемов, умеренное увеличение артериального давления, периферического сосудистого сопротивления и содержания гемоглобина в крови. При длительном проживании на севере (10 лет и более) изменение уровня функциональной активности аппарата кровообращения свидетельствует в пользу его истощения и проявляется в некоторой брадикардии, выраженном снижении систолического и минутного объемов, дальнейшем компенсаторном повышении артериального давления, периферического сосудистого сопротивления и содержания гемоглобина в крови (а, следовательно, ее вязкости), что затрудняет движение крови
ü основные показатели функционального состояния сердечно-сосудистой системы (частота сердечных сокращений, артериальное давление, минутный объем кровотока, параметры ЭКГ) здорового аборигенного населения северных широт соответствуют общепринятым физиологическим нормам и имеют соответствующую возрастную динамику. Более того, ишемическая болезнь сердца, артериальная гипертония, коронарная недостаточность, атеросклеротическое повреждение сосудистой стенки у эскимосов, канадских индейцев, нганасан и других коренных жителей встречаются гораздо реже, чем у представителей умеренных широт. Следовательно, образ жизни и длительное (многие тысячи лет) пребывание аборигенов Севера в специфических климато-географических условиях накладывают определенный отпечаток на функциональное состояние сердечно-сосудистой системы, такой, что она характеризуется большей устойчивостью к действию неблагоприятных (в том числе стрессовых) факторов и располагает, по всей видимости, большими функциональными резервами. Кроме того, немаловажное значение для сохранения нормального состояния сердечно-сосудистой системы у аборигенных народов Севера имеет повышенная скорость метаболизма жиров на фоне его переключения на экзогенные источники жира, богатые ненасыщенными жирными кислотами, что предотвращает развитие атеросклероза и, как следствие, ишемической болезни сердца
Ø увеличивается размер и вес печени (в основном за счет ее гиперплазии), возрастает содержание гликогена и общее количество митохондрий в гепатоцитах, а также активность окислительных ферментов и ключевых ферментов глюконеогенеза. Увеличение размеров и веса печени возникает компенсаторно в связи с повышением уровня ее функциональной активности как по причине участия этого органа в общем термогенезе организма, так и повышенной нагрузки на нее вследствие преобладания в пище северян мяса и жиров
Ø изменяется гормональный статус организма, что проявляется в повышении функциональной активности щитовидной железы и надпочечников (как коркового, так и мозгового их слоев), хотя заметных различий в содержании тиреоидных гормонов и катехоламинов в периферической крови северян и представителей южных и средних широт некоторые исследователи не выявили, что отчасти связано с малочисленностью таких наблюдений и, кроме того, может быть обусловлено усиленным расходованием этих гормонов тканями организма. Некоторое повышение содержания катехоламинов в крови у жителей севера наблюдается в период геомагнитных возмущений, а также при значительном понижении температуры воздуха. У жителей севера развивается некоторая гиперплазия надпочечников (особенно их коркового вещества), а содержание 11-оксикортикостероидов в плазме их крови увеличено в 3-4 раза по сравнению со среднестатистической нормой для умеренных широт. Повышенная же потребность организма в глюкокортикоидах связана с тем, что
ü во-первых, это стрессовые гормоны, способствующие осуществлению долговременной адаптации организма,
ü во-вторых, они ускоряют обменные процессы в организме, что способствует повышению его теплопродукции,
ü а в-третьих, глюкортикоиды усиливают глюконеогенез в печени, как путем повышения активности ферментов глюконеогенза, так и их синтеза гепатоцитами
Ø изменяется не только интенсивность, но и качественные характеристики обмена веществ. В частности, многие периферические ткани (печень, скелетные мышцы, легкие и др.) переходят с углеводного на липидный путь окисления, сопровождающийся более высоким уровнем теплопродукции. Переход на преимущественно липидный путь окисления приводит, с одной стороны, к резкому усилению расходования жиров организмом и возникновению своеобразного "жирового голода", заставляющего людей включать в свой рацион большое количество жиров животного происхождения. С другой стороны, усиленное использование эндогенных жиров у пришлого населения обуславливает резкое увеличение содержание в крови холестерина и насыщенных СЖК, являющихся источником образования ЛПНП И ЛПОНП, которые служат причиной атеросклеротического повреждения сосудистой стенки. У аборигенов же интенсификация липидного обмена сопровождается преимущественным использованием экзогенных жиров, бедных холестерином и богатых полиненасыщенными СЖК, что препятствует появлению большого количества ЛПОНП в крови и развитию атеросклероза. Наконец, переход большинства клеток периферических тканей на липидный путь окисления сопровождается усилением процессов перекисного окисления липидов (в 4 и более раз), в ходе которых образуются свободные радикалы, способные повреждать другие молекулы и клеточные структуры (прежде всего, мембраны). Кроме того, радиоактивность, а также более выраженные в условиях Севера космические и электромагнитные излучения могут способствовать активации свободнорадикальных процессов в клеточных структурах. Как следствие, резко возрастает потребность организма в ферментативных и неферментативных (витамин Е, аскорбиновая кислота, фосфолипиды, билирубин, стероидные гормоны и некоторые другие) антиоксидантах, что сопровождается первоначальным усиленным расходованием эндогенных неферментативных антиоксидантов, а по мере наступления долговременной адаптации – нормализацией и последующим повышением (на 70% и более) их запасов в организме. Интенсификация перекисного окисления липидов в организме приезжих жителей Севера может сопровождаться усиленной гибелью ряда клеток, а также накоплением поломок в сохраняющих жизнеспособность клетках. У аборигенного же населения Севера устойчивость к повреждающему действию свободных радикалов гораздо выше, чем у приезжего, в связи с генетически обусловленной более высокой мощностью их антиоксидантной системы.
Ø несколько изменяются морфо-функциональные свойства кожи и подкожной жировой клетчатки. Во-первых, у большинства людей, прибывших на Север, увеличивается толщина подкожной жировой клетчатки (что улучшает теплоизолирующие свойства кожи) и масса тела. Во-вторых, утолщается роговой слой эпителия кожи, что защищает ее от избыточного действия ультрафиолетового излучения в безоблачные солнечные дни и в период полярных дней, а также от иссушающего действия сильных холодных ветров. Кроме того, утолщение рогового слоя кожного эпителия приводит к снижению чувствительности холодовых рецепторов кожи и уменьшает выраженность субъективного ощущения холода человеком
Ø определенные изменения происходят и в высшей нервной деятельности человека, что отражается на его трудовой деятельности, способности к обучению, а также психическом состоянии. Так, в первые 3-6 месяцев после переезда на Север ослабевают многие условные и безусловные рефлексы в связи с развитием процессов торможения в соответствующих центрах (носящего охранительный характер); нарушается процесс оптимального регулирования деятельности ц.н.с., что уменьшает надежность выполнения интегративных функций мозга. Оживление рефлекторной деятельности и приближение ее к исходному уровню происходит через 2,5-3 года после переезда на Север. Но даже у адаптированных к условиям Севера людей в период полярной ночи психическое состояние субъективно угнетается. Полярный день вначале оказывает возбуждающее действие, но вскоре развиваются явления перевозбуждения и переутомления. Нарушения сна в период полярной ночи и полярного дня являются отражением ломки физиологических ритмов и служат причиной существенных нарушений нормальной работоспособности и самочувствия. В психоэмоциональной сфере человека, прибывшего на Север, отмечается возникновение синдрома психоэмоционального напряжения, клиническими проявлениями которого служит тревожность различной степени выраженности: от состояния психологического дискомфорта до невротического уровня тревоги.
Таким образом, у жителей высоких широт развиваются выраженные изменения во многих системах организма и, прежде всего, в тех, которые имеют отношение к кислородному снабжению периферических тканей (сердечно-сосудистой, дыхательной, а также системе крови). Выраженность этих изменений во многом зависит от общего состояния организма, его возраста, длительности пребывания на Севере и некоторых других обстоятельств и предопределяет характер дальнейшей жизнедеятельности человека.
3.2. Особенности жизнедеятельности человека в аридной зоне
Под аридной зоной понимают области с небольшим количеством осадков (10-30 мм в год) и высокой температурой воздуха в летние и отчасти весенние и осенние месяцы. Для аридных зон, наряду с отмеченными, характерны следующие климатические особенности:
Ø высокие температуры воздуха и почвы в дневное время суток (достигающие 55-60°С в пустынях средней Азии и 70°С в Сахаре) и сравнительно низкие температуры в ночное время суток (например, в пустынях Средней Азии – 0-10°С), вследствие чего имеют место резкие суточные колебания температуры воздуха и почвы, составляющие 30°С и более;
Ø температура воздуха в зимнее время держится в пределах от 0 до 10°С и не предъявляет к человеку каких-либо повышенных требований (терморегуляция осуществляется также, как и в условиях умеренного климата). Следовательно, климатические условия аридных зон обуславливают выраженную сезонность адаптации
Ø низкая относительная влажность воздуха (12-20%), что обеспечивает высокую испаряющую его способность;
Ø сухая почва;
Ø почти полное отсутствие воды в пустынях;
Ø высокий уровень солнечной прямой и отраженной радиации.
По выраженности влияния на организм человека среди перечисленных климатических условий аридных зон на первый план выступает очень высокая дневная температура воздуха, во многом предопределяющая характер изменений в организме и основные закономерности развития его долговременной адаптации. У жителей пустынных регионов земного шара, как правило, наблюдаются:
Ø снижение основного обмена и ослабление несократительного термогенеза (осуществляется в основном по причине ослабления активности многих окислительных ферментов в калоригенно активных тканях, таких как печень, почки, скелетные мышцы, отчасти сердце)
Ø высокая температура воздуха делает малоэффективными, а зачастую и невозможными все виды теплоотдачи, кроме испарения. Более того, при высокой температуре воздуха преобладает поглощение тепла человеком над уровнем его отдачи путем радиации, вследствие чего организм нагревается. Причем в наибольшей степени нагревается поверхность тела и, прежде всего, кожа (ее температура может повыситься до 39°С). Усиленная теплоотдача путем испарения в сложившейся ситуации требует интенсификации деятельности потовых желез, что вызывает компенсаторное увеличение кожного кровотока. Кроме того, увеличение притока крови к коже усиливает пассивную отдачу ею воды (т.е. отдачу путем транспирации воды через кожу). Усиленное же выделение пота и, как следствие, смачивание им рогового слоя эпидермиса, приводящее к увеличению водопроницаемости кожи, облегчает транспирацию воды через поверхность кожи. Низкая относительная влажность воздуха (слабое насыщение воздуха водяными парами), усиленное потоотделение, а также пассивная диффузия воды через смоченный потом роговой слой кожи обеспечивают довольно эффективную теплоотдачу путем испарения и препятствуют развитию теплового удара. Кроме того, более интенсивной теплоотдаче испарением способствует и питье горячей жидкости, которое резко увеличивает интенсивность потоотделения, а также значительно (на 30%) уменьшает теплопродукцию при мышечной деятельности, тогда как питье холодной воды оказывает противоположные эффекты
Ø вместе с тем увеличение кожного кровотока и связанное с этим расширение кожных артериол сопровождается, с одной стороны, уменьшением периферического сосудистого сопротивления, а с другой – способствуя усиленному потообразованию и пассивной диффузии воды через кожу, приводит к уменьшению объема циркулирующей крови. Оба эти фактора в совокупности являются причиной падения артериального давления. Кроме того, расширение кожных артериол может послужить причиной отека конечностей и в тоже время сопровождается сужением сосудов ряда внутренних органов (печени, почек, кишечника) и, как следствие, ослаблением их кровоснабжения.
Ø интенсивное потоотделение в конечном итоге приводит к дегидратации организма, сгущению крови, что увеличивает нагрузку на сердце.
Ø частота сердечных сокращений в ответ на падение артериального давления, снижение объема циркулирующей крови, затруднение ее движения, связанное с повышением вязкости, увеличивается, но это увеличение в случае невозросшего венозного притока к сердцу, не приводит к повышению его производительности.
Ø наконец, общая дегидратация организма, развивающаяся в случае тепловой нагрузки и приводящая к нарушению водно-солевого обмена организма, обуславливает нарушение транскапиллярного обмена, прежде всего, в тех органах, которые наиболее активны в сохранении температурного гомеостаза (сердце, почки и кожа), что может привести к развитию ишемии миокарда и ухудшению его деятельности. Ухудшение кровоснабжения органов пищеварительного тракта сопровождается ослаблением его секреторной и моторной активности. Как следствие, снижается секреция
ü слюны (она становится более густой и вязкой),
ü желудочного сока, кроме того, уменьшается и его кислотность и в связи с этим бактерицидные свойства
ü кишечного и панкреатического соков, кроме того, снижается и содержание белков-ферментов в них (по причине ослабления белоксинтезирующей функции клеток пищеварительных желез), что приводит к ослаблению их переваривающей способности.
Ослабление секреторной и моторной функций желудочно-кишечного тракта сопровождается замедлением пищеварения, угнетением аппетита и общим недомоганием, а ослабление бактерицидной активности пищеварительных соков способствует увеличению частоты заболеваний пищеварительной системы инфекционной этиологии. Прием же в условиях пустыни сокогонных препаратов (отвар шиповника, сок из капусты и свеклы, квас и некоторые другие), усиливающих образование пищеварительных соков,
ü с одной стороны, способствует некоторой нормализации пищеварения,
ü а с другой – сокогонные препараты, увеличивая секрецию пищеварительных соков и циркуляцию жидкости между кровеносными сосудами и пищеварительным трактом, уменьшают потерю жидкости с мочой и потом, способствуя тем самым более экономному ее использованию организмом. Иными словами, под действием сокогонных веществ условия пищеварения и водного обмена у неприспособленных к экономии воды в пустыне животных (таких, например, как собака и человек) приближается к привычным для природных обитателей пустыни (каракульская овца, верблюд, лама), у которых уровень секреции пищеварительных соков довольно высок
Ø общая дегидратация организма приводит к уменьшению мочеобразования. В частности, суточный объем окончательной мочи у жителей аридных зон может снижаться до 500-850 мл, тогда как минимальный суточный объем в норме составляет не менее 1000 мл. Увеличение степени концентрированности окончательной мочи на фоне снижения ее объема служит причиной более частого камнеобразования у жителей пустынь
Ø ограничение возможности теплоотдачи на фоне общей дегидратации приводит к резкому снижению работоспособности человека в дневное время суток (развитию т.н. "тропической усталости") и ее нормализации в вечернее время. Кроме того, дегидратация самих скелетных мышц (возникающая при потере воды человеком в пределах 5-6% от исходного веса тела) резко снижает физическую работоспособность человека (работоспособность скелетных мышц уменьшается на 50-70%)
Подводя итог особенностям жизнесуществования человека в аридных зонах, необходимо отметить, что организм млекопитающих животных и человека в отношении высоких температур более беззащитен, чем в отношении холода. Механизм уменьшения теплопродукции и увеличения теплоотдачи не всегда обеспечивает не только строгое постоянство температуры тела, но и самую возможность существования в условиях высоких температур среды. Наиболее важным патогенетическим фактором, возникающим в аридных зонах, является нарушение водно-солевого обмена и общая дегидратация организма, приводящие к нарушениям деятельности многих органов (и, прежде всего, сердца), а также затруднению дальнейшей реализации теплоотдачи путем испарения. Соответственно механизмы долговременной адаптации в таких климатических условиях направлены на:
Ø минимизацию теплопродукции организма (за счет снижения активности многих окислительных ферментов в калоригенно активных тканях),
Ø нормализацию водно-солевого обмена за счет более экономного использования воды организмом и оптимального питьевого режима, а также усиления секреции альдостерона и антидиуретичекого гормонов, задерживающих воду и соли в организме
Ø некоторую гипертрофию сердца, позволяющую ему перейти на более высокий уровень функциональной активности и обеспечить поддержание достаточного периферического кровообращения
Ø гипертрофию потовых желез, что делает возможным повышение эффективности теплоотдачи испарением, а также сдвиг точки их активации в сторону более низких температур кожи, что позволяет избежать перегревания организма.
3.3. Некоторые особенности жизнедеятельности человека в условиях юмидной зоны
В отличие от условий существования в аридной зоне, где периодическая смена температуры среды и низкая относительная влажность воздуха являются основными благоприятными для организма человека факторами, – юмидная (влажная тропическая) зона предъявляет к организму исключительно большие требования. Практическое постоянство температуры среды в течение года и поддержание ее на достаточно высоком уровне (27-30°С), а также очень высокая абсолютная (около 30 мБ) и относительная влажность (около 85-87%) воздуха сильно затрудняют теплоотдачу. Всякое мышечное или нервное напряжение, приводящее к повышению теплопродукции, в таких условиях нарушает тепловой баланс человека. Возникающий при этом избыток тепла в организме элиминируется лишь в течение длительного времени, и, как правило, мало адаптированный человек в условиях тропиков резко снижает работоспособность. Столь обычная для крупных тропических млекопитающих, особенно копытных, ночная активность, для человека оказывается исключенной в силу генетических и социальных предпосылок, делающих его исключительно дневным организмом. Вследствие этого человек в юмидной зоне подвергается воздействию
Ø солнечного облучения, которое, с одной стороны, при высокой температуре воздуха способствует нагреванию тела, а с другой – делает неэффективной теплоотдачу путем радиации (т.е. имеет место положительный радиационный баланс), теплопроведения и конвекции. Кроме того, довольно интенсивное солнечное облучение обуславливает и выраженное воздействие на организм ультрафиолетового и ионизирующего излучения
Ø постоянно высокой температуры воздуха, что предполагает напряжение механизмов теплоотдачи и минимизацию теплопродукции в организме
Ø высокой влажности воздуха, которая исключает возможность эффективной теплоотдачи испарением, реализующейся в аридной зоне.
У жителей тропической зоны, как правило, наблюдаются следующие морфо-функциональные особенности:
Ø понижение уровня обменных процессов (он составляет 60-65% от такового людей с подобным соотношением массы тела к его поверхности, живущих в умеренных широтах). Понижение основного обмена в юмидной зоне имеет компенсаторное значение, поскольку снижает уровень теплопродукции организма и обеспечивается следующими возможными механизмами:
ü во-первых, характером питания. В частности, люди, проживающие в тропической зоне, употребляют пищу, сравнительно бедную белками, но богатую углеводами. Малое содержание белков в пище уменьшает их специфически динамическое действие на обмен веществ (после приема белковой пищи уровень обменных процессов и соответственно теплопродукция увеличиваются на 30%, тогда как после приема жирной или углеводной пищи – всего на 14-15%). Кроме того, большое количество углеводов в пище оказывает угнетающее действие на функциональную активность щитовидной железы (тогда как жирная пища, напротив, стимулирующе влияет на щитовидную железу). Действительно, функциональная активность щитовидной железы у представителей юмидной зоны оказывается сниженной по сравнению с таковой людей, проживающих в умеренных и северных широтах. В пользу зависимости уровня обменных процессов от характера питания свидетельствует и тот факт, что у японцев, питающихся в летний сезон преимущественно углеводной пищей, наблюдается резкое снижение основного обмена летом, тогда как у американцев, потребляющих значительное количество жиров и зимой и летом, основной обмен в летний период остается неизменным
ü во-вторых, снижение функциональной активности щитовидной железы сопровождается и определенными изменениями мембранных процессов, в частности, уменьшением интенсивности активного ионного транспорта в главных органах теплообразования (почки, скелетные мышцы, печень), что уменьшает и уровень их теплопродукции. Такое предположение правомерно в связи с тем, что тиреоидные гормоны обладают способностью усиливать активный ионный транспорт как непосредственно (негеномным путем) активируя Na+/К+-АТФазу мембран большинства клеток организма (гепатоцитов, эритроцитов, тимоцитов, скелетных и сердечных мышечных волокон, почечных клеток), так и ускоряя синтез этого белка-фермента в клетках (данный эффект реализуется геномным путем), а также повышая пассивную проницаемость мембран ряда клеток для натрия, что сопровождается компенсаторным усилением активного транспорта этого иона. Соответственно некоторое снижение функциональной активности щитовидной железы, типичное для тропических широт, должно сопровождаться ослаблением работы систем активного транспорта, а, следовательно, уменьшением уровня теплопродукции. Кроме того, несколько сниженное по сравнению с умеренными и северными широтами содержание тиреоидных гормонов в организме жителей тропиков приводит к некоторому увеличению КПД биологического окисления (поскольку тиреоидные гормоны вызывают некоторое его разобщение), а, следовательно, сопровождается снижением энергетической стоимости всех видов деятельности организма
ü в-третьих, у жителей юмидной зоны в результате долговременной адаптации к жаркому влажному климату несколько повышается КПД мышечной работы, что проявляется только в условиях небольших мышечных нагрузок и обусловлено следующими обстоятельствами. При небольшой нагрузке в мышечную деятельность вовлекаются не все мышечные единицы, часть же их пассивно перемещается вслед за сокращающимися единицами, в результате чего общие энергетические затраты мышцы (а следовательно, и образование тепла) гораздо ниже, чем при условии вовлечения в реакцию всех двигательных единиц. В то же время тяжелая мышечная работа нивелирует различия в КПД мышечного сокращения у жителей различных широт, поскольку предполагает вовлечение в реакцию всех двигательных единиц
Ø определенные изменения возникают и в физиологической системе крови. В частности, эритропоэз у жителей тропических зон замедляется (что отчасти обусловлено понижением обменных процессов и функциональной активности щитовидной железы). Соответственно уменьшается абсолютное содержание эритроцитов в периферической крови (а, следовательно, и ее вязкость) и концентрация гемоглобина (такая реакция наблюдается у здоровых нормально питающихся жителей, а, следовательно, не может быть связана с недостатком питания). Снижение вязкости крови, обусловленное некоторой эритропенией, препятствует затруднению ее движения в случае сильного обезвоживания организма, возникающего вследствие усиленного потоотделения и пассивной диффузии воды через кожу в жарком климате. Кроме того, у аборигенного населения тропиков часто встречается мутация гена гемоглобина, приводящая к образованию НbS и развитию в случае гомозиготного состояния мутировавшего гена серповидноклеточной анемии. Причем гомозиготы по такой мутации умирают обычно в раннем возрасте по причине развития у них анемии, тогда как у гетерозигот данное заболевание не возникает, но в эритроцитах обнаруживается небольшое количество НbS, защищающего организм от развития малярии (зараженные малярийным плазмодием эритроциты, содержащие НbS, разрываются, предотвращая тем самым созревание паразитов). Таким образом, мутация гена, кодирующего синтез гемоглобина, в условиях тропиков оказалась выгодной для гетерозиготных его носителей и закрепилась в ходе эволюции
Ø определенные морфо-функциональные изменения возникают в потовых железах и коже адаптированных людей. Эти изменения проявляются
ü в некоторой гипертрофии потовых желез. Кроме того, общее их количество (и соответственно плотность в различных участках кожи) у аборигенного населения юмидных и аридных зон на 6-20% больше такового людей, проживающих в умеренных широтах. У взрослых людей, переехавших в тропические и экваториальные широты из других регионов Земного шара, общее количество потовых желез не изменяется, что обусловлено окончательным завершением их образования к 2,5-летнему возрасту
ü происходит сдвиг температуры активации потовых желез в сторону более низких температур, что препятствует перегреванию организма
ü изменяется качественный состав пота. В частности, у жителей юмидных и экваториальных регионов пот оказывается менее концентрированным, что защищает организм от излишней потери солей
ü вместе с тем верхний предел температуры кожи, при котором потовые железы выключаются из функционирования, и наступает резкое перегревание организма (тепловой удар или гиперпирексия) у жителей юмидных и аридных зон не отличается от такового людей умеренных широт и составляет 39°С. В связи с этим режимы работы, которые выбирает человек в условиях высокой температуры воздуха, особенно сочетающейся с высокой влажностью, должны поддерживать температуру тела ниже этой опасной точки
ü наблюдается некоторое расширение микроциркуляторного русла кожи (увеличивается плотность капилляров), что позволяет увеличивать интенсивность ее перфузии; сама кожа истончается, что уменьшает ее теплоизолирующие свойства и делает более проницаемой для пассивно диффундирующей воды
Ø определенные изменения возникают и в водно-солевом обмене организма. В частности, действие высокой температуры окружающей среды и, как следствие, нагревание кожи, приводит к усилению потоотделения и первоначальному уменьшению объема циркулирующей крови на фоне некоторого ее сгущения. Компенсаторно увеличивается секреция вазопрессина передним гипоталамусом и минералокортикоидов клубочковой зоной коры надпочечников. Эти гормоны уменьшают диурез, задерживая воду и соли в организме, что приводит к увеличению объема крови (прежде всего, объема плазмы), и на фоне замедления эритропоэза будет способствовать некоторому разжижению крови, а, следовательно, облегчать ее движение. Содержание электролитов в крови, несмотря на усиленное потоотделение, как правило, поддерживается нормальным (хотя иногда у жителей тропиков и пустынь наблюдаются тепловые судороги, обусловленные низким содержанием солей в организме). Причем потребление солей коренными жителями юмидных и аридных зон, как правило, не является повышенным по сравнению с таковым в умеренных широтах (наоборот, оно зачастую даже ниже, чем у жителей умеренных и северных широт). Отсутствие развития "солевого голода" у аборигенного населения в условиях юмидных и аридных зон является следствием некоторого привыкания их периферических тканей к слабой дегидратации. Приезжие европейцы, как правило, употребляют гораздо больше солей с пищей, чем аборигены. Вместе с тем избыточное употребление солей может привести к резкому повышению их содержания в крови, что затруднит нормальную секрецию альдостерона в ответ на дегидратацию организма и может воспрепятствовать развитию адаптационных процессов
Ø изменения в сердечно-сосудистой системе жителей юмидной зоны во многом аналогичны таковым аридных зон. В частности, артериальное давление вследствие значительного расширения кожных артериол (с целью увеличить кожный кровоток, а, следовательно, потообразование и пассивную диффузию воды через кожу) уменьшается. Частота сердечных сокращений увеличивается в ответ на падение артериального давления, снижение объема циркулирующей крови, затруднение ее движения, связанное с повышением вязкости. Длительное пребывание человека в юмидной зоне требует развития некоторой гипертрофии миокарда, что позволяет ему перейти на более высокий уровень функциональной активности и обеспечить хорошую перфузию кожи и самого сердца кровью. Развитие гипертрофии сердца сопровождается увеличением систолического выброса и некоторой нормализацией частоты сердечных сокращений, что служит проявлением наступившей долговременной адаптации
Ø деятельность пищеварительной системы у жителей тропиков претерпевает изменения во многом аналогичные таковым в аридной зоне, с той лишь разницей, что они носят гораздо более выраженный характер, поскольку человек в юмидной зоне подвергается постоянному действию не только высокой температуры, но и высокой влажности. В частности, резко ослабевают моторная, секреторная и всасывательная функция желудочно-кишечного тракта, снижается аппетит, а пониженное содержание в составе желудочного сока пепсинов и уменьшение его кислотности являются одной из причин уменьшения употребления с пищей белков животного происхождения (люди начинают испытывать отвращение к высокобелковой пище). Для жителей тропиков очень часты гастриты с пониженной кислотностью. Вместе с тем применение в пище таких приправ как лук, чеснок, стручковый красный перец способствует улучшению процессов пищеварения; добавление к пище лука сопровождается нормализацией секреции соляной кислоты в составе желудочного сока, а красного перца – полностью нормализует моторно-эвакуаторную и секреторную функции желудочно-кишечного тракта.
Таким образом, характер изменений со стороны морфо-функционального состояния большинства систем организма в юмидной зоне является во многом аналогичными таковому в аридной зоне с той лишь разницей, что эти изменения носят более выраженный характер, поскольку направлены на поддержание постоянства температуры тела не только в условиях высокой температуры воздуха, но и высокой влажности.
Адаптация человека в условиях морского климата
Характеристика особенностей морского климата в различных географических широтах Земного шара. Моря и океаны, занимая большую часть поверхности Земного шара, охватывают все географические зоны. Морской климат характерен для открытых океанических и морских пространств, а также для островов и прибрежных районов материков, на которые распространяются массы морского воздуха. В зависимости от географической широты местности, территории с морским климатом могут быть подразделены на морские холодные, умеренные и жаркие без четко очерченных границ. Наряду с географической широтой местности на характер морского климата оказывают влияние климатические особенности прилегающей суши в связи с тем, что массы воздуха перемещаются как с моря на сушу, так и с суши на море. В отдельных регионах на морской климат существенно влияют морские течения. Так, теплые морские течения, проникая в зону холодного климата, способствуют прогреванию воздуха, а в других – холодные течения в жаркой зоне понижают температуру воздуха.
Морской климат характеризуется сравнительно малой изменчивостью температуры воздуха в течение года и суток, определенным ветровым и влагообразующим режимом, а также влиянием химических свойств морской воды на воздушные массы. Морской воздух формируется над поверхностью морей различных широт и отличается исключительной чистотой, большим содержанием влаги, повышенным количеством озона и примесью химических веществ моря. Минеральный состав морей и океанов характеризуется наличием почти всех химических элементов, находящихся в сложных соединениях и образующих слабощелочной раствор (рН 7,6-8,4). Кроме того, морская вода отличается от почвы меньшей радиоактивностью, а от атмосферного воздуха – большим содержанием свободного кислорода и углекислого газа. Между гидросферой и атмосферой Земли постоянно происходит обмен химическими веществами. Так, под влиянием солнечной энергии огромные массы воды, испаряясь, поступают в атмосферу. В морской воде постоянно образуются пузырьки газа, которые после всплытия на поверхность лопаются, высвобождая газы и соли морской воды в атмосферу. При этом образуются аэрозоли и свободные заряды (аэроины). Так, в 1 см3 морского воздуха содержится более тысячи аэрозолей и сотни положительно и отрицательно заряженных аэроинов. Из гидросферы в атмосферу за год поступает около 1010 тонн морской соли. Наибольшее количество солей в атмосфере вблизи моря достигается при ветре в 6 баллов. Некоторое количество морской соли содержится в воздухе на десятки и сотни километров от моря и поднимается на высоту 100-200 метров (в небольшом количестве морская соль обнаруживается и на высоте до 1-2 км). Кроме того, в штормовую погоду с поверхности моря отрываются мельчайшие капельки воды, образующие гидрозоли, которые при пониженной влажности быстро испаряются, образуя кристаллы. При повышенной влажности эти кристаллы становятся ядрами конденсации. Морские аэрозоли постоянно образуются, осаждаются и окисляются. Наиболее велика концентрация аэрозолей над водой и вблизи береговой линии; количество их резко возрастает при волнении моря, при сильном ветре и морском прибое.
Морской воздух зимой теплее такового охлажденных поверхностей суши, а летом по причине более медленного прогревания водных пространств – холоднее воздуха суши. В прибрежной зоне летом ночной воздух моря теплее воздуха суши, а днем – прохладнее его и образует морской бриз. В северном полушарии самое теплое время года приходится на август, а холодное – на февраль; осень теплее весны. Климат прибрежных холодных зон Земли несколько мягче сурового климата континентов северных широт. Вместе с тем холодные сырые ветры, низкие температуры воды, нередкие штормовые погоды создают своеобразие этих мест. Более теплые массы Атлантического океана и его теплые течения, достигая полярного круга, оказывают влияние на климат северной Европы и отчасти западной Азии, а также северо-восточной Америки. В Южном полушарии воздушные массы Атлантического и Индийского океанов достигают южного полярного круга и оказывают определенное влияние на температуру воздушных масс.
Для прибрежных территорий жаркой зоны Земли характерен пассатный климат, который отличается сравнительно высокой температурой воздуха, устойчивым направлением и скоростью ветра, умеренной облачностью и малым количеством осадков. Восточные ветры тропических широт распространяются на большие пространства, в особенности над океаном, по направленным к экватору перифериям субтропических антициклонов.
Морской климат умеренных широт в значительной степени определяется влиянием Атлантического и Тихого океанов. Так, в зоне широт 40-60º в прибрежных зонах Атлантического и Тихого океанов средняя температура августа 22ºС (для широты 40º) и 8º (для широты 60º); в феврале в прибрежных областях Атлантического океана температура составляет 15-0ºС, а в Тихом океане -10÷+10ºС. В западной Европе и Северной Америке в зоне умеренных широт резко преобладает перенос на материк морских воздушных масс. В умеренной зоне Южного полушария (соответствующей 40-50º широты) штормы достигают большой силы, тогда как в умеренных широтах Южной Америки влияние тихоокеанского воздуха ослабляется вершинами Анд.
В ряде прибрежных областей выражен муссонный климат (от араб. маусим – время года), для которого характерен сезонный режим воздушных течений. Муссонная циркуляция воздуха связана с солнечно-тепловым режимом больших территорий морей и суши. При этом зимние муссоны чаще всего направлены с суши на океан (континентальный муссон), а летние – с океана на сушу (океанический муссон). При смене муссонов происходит смена сухой малооблачной погоды зимой на влажную дождливую летом. Муссонный тропический климат ярко выражен в бассейне Индийского океана: он охватывает районы центральной Африки, Аравийского полуострова, Индостана, Индокитая, юго-восточного Китая, островов Океании, севера Австралии, а также островов Зеленого Мыса (Африка) и Панамы. Внетропические муссоны характерны для северных районов Евразии, Северной и Южной Америки, Африки, восточной Австралии, Дальнего Востока, Приморского края, северо-восточного Китая, Японии, отчасти Камчатки. Разновидностью муссонного климата является средиземноморский климат, охватывающий Португалию, Испанию, юг Франции, Италию, Югославию, Грецию, Турцию, страны Ближнего Востока, прибрежные части Северной и Южной Африки, Южной Австралии, ряд районов западного побережья Северной и Южной Америки. Но при этом в отличие от типичного муссонного климата лето в этих местах жаркое и сухое, а зима дождливая и мягкая. Средиземноморский климат типичен также для южного берега Крыма, Черноморского побережья Кавказа, Болгарского и Турецкого побережий, отчасти Кавказского побережья Каспийского моря.
Особенности адаптации человека в зонах различных географических широт с морским климатом. Ведущими факторами, определяющими особенности биологической приспособленности растений, животных и человека к влиянию морского климата, являются физико-химические свойства морского воздуха и метеорологические условия различных географических зон. Несмотря на необходимость адаптации людей, прежде всего, к температурным условиям морских регионов, определенное влияние на этот процесс оказывает и химический состав воздуха. В частности, длительное пребывание людей вблизи моря, особенно при штормовой погоде, приводит к целому ряду биохимических и физиологических изменений, которые наиболее ярко выражены в первые дни и недели пребывания у моря и проявляются в усилении водного и солевого обмена, повышении в пределах физиологической регуляции диуреза и гидрофильности тканей, обогащении организма йодом и бромом, усилении фосфорно-кальциевого обмена и ферментативных процессов в костной ткани.
В условиях морского климата наряду с определенными перестройками в водно-солевом обмене, носящими сходный характер и не зависящими от температуры воздуха, адаптационные реакции первостепенной важности возникают в ответ на действие температурного фактора и характеризуются своими особенностями в зависимости от географической широты местности морского региона. Так, для холодных морей характерна низкая температура воздуха, суточные и сезонные особенности светового режима, ультрафиолетовая недостаточность зимой и повышенная космическая радиация. Определяющим фактором адаптации людей в таких условиях является холод, зачастую сочетающийся с высокой влажностью и сильными ветрами. В связи с этим характер развития срочных и долговременных адаптационных реакций во многом аналогичен таковому у приезжего населения Северных широт. В частности, имеет место повышение основного обмена, которое, с одной стороны, носит компенсаторный характер и направлено на усиление теплопродукции, а, с другой, – обуславливает развитие в периферических тканях некоторой гипоксии, требующей компенсаторной интенсификации деятельности сердца и аппарата внешнего дыхания и обуславливающей постепенное развитие морфологических перестроек в этих органах.
Реакции людей на действие климата тропических морей носят противоположный характер и проявляются в ослаблении обменных процессов (с целью понизить теплопродукцию) и симпато-адреналовой регуляции, развитии атонических (с целью минимизировать сократительный термогенез) и гипотензивных (по причине расширения сосудов кожи) состояний, усилении нагрузки на сердце (вследствие сгущения крови, а также компенсаторного усиления его деятельности на фоне пониженного артериального давления). Адаптация к жаркому морскому климату, наряду с реакциями организма на повышенную температуру, сопровождается и развитием приспособлений к повышенному фону ультрафиолетовой радиации при постоянном или длительном лете. При этом близость моря, морские холодные течения, морские ветры ослабляют, но не изменяют хода основных адаптационных реакций на действие жаркого климата.
Бесплатная лекция: "Принципы развития в психологии мышления" также доступна.
Вместе с тем, плавание одних и тех же людей в морях различных географических широт стимулирует разнонаправленные адаптационные реакции, характер которых зависит в первую очередь от температурного фактора. Так, при плавании в тропических широтах основной обмен снижается, суммарный сосудистый тонус и артериальное давление также понижаются, тогда как перемещение в моря Северных широт обуславливает ускорение обменных процессов и повышение артериального давления. Постоянные колебания артериального давления в течение рейса создают условия отягощения сердечно-сосудистой системы. Значительное влияние на нервно-эндокринную и сердечно-сосудистую системы при плавании оказывают и стрессовые состояния, возникающие по причине действия сильных ветров, шторма и качки и сопровождающиеся развитием морской болезни, для которой характерно перевозбуждение вестибулярного аппарата и парасимпатического отдела вегетативной нервной системы и вызванные этим некоторые вегетативные сдвиги. При плавании людей со сменой географических широт со стороны крови наблюдается некоторый эритроцитоз, небольшой лейкоцитоз и лимфоцитоз, эозинофилия и умеренный нейтрофильный сдвиг. При этом учащаются простудные заболевания, а людей, работающих на открытой палубе, часто встречаются миозиты, невриты и радикулиты. Процесс акклиматизации к морям различных географических широт протекает длительно (для развития долговременной адаптации в холодных или тропических морских зонах требуется более года) и, как правило, не успевает завершиться при быстрой смене широт; реакклиматизация наступает в течение 3-4 месяцев.
По данным некоторых авторов, во время быстрой смены климатических условий с умеренных на тропические у моряков палубной команды нередко развивается некоторая функциональная недостаточность различных физиологических систем организма. В период смены климатических зон отмечается повышение напряжения сердечно-сосудистой и нервной систем, снижение иммунобиологической реактивности организма. Сравнительно быстрая смена климатических зон приводит к постоянному напряжению адаптационных реакций организма, в результате чего возникает необходимость обеспечения людей различными витаминами. Кроме того, в высоких широтах возрастает потребность в калорийности пищи, а в тропических – возникает необходимость в восполнении водно-солевого дефицита. Наряду с температурным фактором, при длительном плавании со сменой поясов большое значение в развитии адаптационных реакций людей имеют сезоны года и их перемена, смена поясного времени суток, а также специфические судовые условия работы людей.
Наряду с трудностями адаптации людей к морскому климату различных географических широт в случае плавания, значительную трудность представляет и адаптация людей, живущих на суше, к условиям муссонного климата. Так, тропический муссон, хоть и ослабляет действие высоких температур внешней среды, но период дождей приводит к значительному повышению влажности воздуха, что затрудняет теплоотдачу испарением. Как следствие, при жарких и влажных погодах муссонного климата возрастает нагрузка на сердечно-сосудистую и другие регулирующие системы.
Внетропический муссон не сопровождается действием исключительно жарких погод, но значительная сезонная циркуляция воздушных масс в умеренных морских зонах приводит к установлению летом достаточно высоких, а зимой, напротив, очень низких температур воздуха, что требует развития сезонных адаптационных изменений. В результате жители Дальнего Востока и прилегающих к нему географических районов постоянно адаптируются и к морозам Восточной Сибири, и к погодам влажных субтропиков. Так, в зимний муссон наблюдается усиление обмена веществ, некоторое повышение температуры тела (следствие адаптации к холоду) и скорости потребления кислорода, повышение тонуса симпатического отдела вегетативной нервной системы и сосудистого тонуса, в связи с чем имеет место повышение и артериального давления, усиление кроветворения (в связи с чем в крови наблюдается эритроцитоз, лейкоцитоз, нейтрофилез, моноцитоз). В летний муссон, напротив, основной обмен, потребление кислорода, тонус сосудов и артериальное давление понижены, а тонус парасимпатического отдела вегетативной нервной системы повышен, в крови развивается эритропения и появляются признаки лейкопении. Таким образом, двойная акклиматизация в условиях морского муссонного климата Восточной Азии умеренных широт обуславливает периодическое сезонное развитие в организме человека противоположно направленных адаптационных реакций и делает невозможной долгое поддержание развившихся адаптационных процессов на протяжении жизни человека, поскольку зимний холод сменяется сильной жарой летом.
Наряду с перестройками водно-солевого обмена и адаптационными реакциями в ответ на температурный фактор морских регионов, пребывание на суши вблизи моря сопровождается и определенными изменениями в общем психофизиологическом и соматическом статусе человека. В частности, в условиях теплого (комфортного или субкомфортного) морского климата умеренного пояса вид моря производит впечатляющее воздействие и вызывает положительные эмоции. Начальный период адаптации к морскому климату сопровождается некоторой расторможенностью, эйфорическим состоянием, сочетающимися с усилением функциональной активности вегетативной нервной системы, гипофизарно-адреналовой, кортикостероидной функции, а также активности щитовидной железы. Кроме того, под влиянием морского освежающего бриза и вдыхания минерализованного морского воздуха повышается тонус скелетной мускулатуры, увеличивается легочная проходимость и дыхательный объем легких, усиливается газообмен между альвеолярным воздухом и окружающей средой, а также альвеолярным воздухом и кровью, повышается основной обмен (на 10-20% относительно такового в условиях континентального климата), утилизация кислорода периферическими тканями, несколько усиливается функциональная активность сердечно-сосудистой системы (усиливается сократительная функция миокарда и улучшается коронарное кровообращение, повышаются ударный и минутный объемы сердца, увеличивается число функционирующих капилляров в коже). В связи с позитивным влиянием умеренного морского климата на ряд физиологических систем организма, в том числе сердечно-сосудистую и дыхательную, климат прохладных морей в летнее время и южных морей в зимнее используется как естественная ингаляция морского воздуха и средство закаливания организма. При этом наиболее оптимальными для жизни человека являются курорты Черного моря и других мест субтропической зоны, особенно с климатом средиземноморского типа, для которого характерна вечнозеленая растительность, частые солнечные погоды, исключительно чистый воздух, содержащий элементы морской воды, в том числе йод и бром.
Таким образом, адаптация человека к условиям морского климата по своему характеру не является однозначной и определяется разнообразием физических свойств климатообразующих факторов различных географических поясов Земного шара, а также химическими свойствами морского воздуха, зависящими от состава морской воды. При этом в случае адаптации человека к климату морей высоких широт ведущее значение приобретает низкая температура воздуха, сочетающаяся с длительным периодом светового и ультрафиолетового голодания. В морских регионах низких широт, напротив, определяющими особенности адаптации факторами являются высокая температура воздуха, сочетающаяся с высокой влажностью и избытком ультрафиолетовой радиации. В морской зоне умеренных широт и муссонного климата характер адаптивных реакций постоянно меняется соответственно сезонам года, в связи с чем развитие каких-то определенных постоянных адаптационных процессов оказывается невозможным. Еще более тяжелыми для организма человека являются резкие и быстрые перемены климатических условий при плавании людей в различных широтах, которые вызывают значительные напряжения регулирующих систем организма и требуют продолжительного периода акклиматизации. Климатические особенности различных географических зон оказывают влияние на течение некоторых заболеваний, усиливая или ослабляя реактивность организма. Приморские регионы с относительно благоприятными температурными условиями используются в лечебных и профилактических целях.
