Лекция введение в экологию (В. И. Торшин)
Лекция 6 КОНСТИТУЦИЯ ЧЕЛОВЕКА И ЗДОРОВЬЕ
Благодаря научно-техническому прогрессу человек расширил сферу своей производственной деятельности. Она стала охватывать не только хорошо освоенные регионы, но и зоны с экстремальными условиями: высокогорье, Крайний Север, пустыни, Арктику, Антарктиду, дно морей и океанов. Сегодня человеком заняты все доступные экологические ниши планеты.
Окружающая среда в совокупности с наследственностью оказывает влияние на все структуры организма, на особенности его конституционального сложения. В последние годы накоплен большой материал, свидетельствующий о конституционально-генетической предрасположенности человека к некоторым заболеваниям, о специфике клинической картины в зависимости от типа индивидуальной конституции человека, об особенностях протекания адаптационного процесса при смене климатогеографического региона у лиц с разными типами конституции.
Конституциональный подход в оценке состояния здоровья человека, разработке индивидуальных рекомендаций для оптимальной адаптации в новой среде обитания, в прогнозировании и лечении патологических состояний должен войти в практику современной медицины.
Учение о конституции человека
В настоящее время отсутствует общепринятая теория и классификация конституций. Многообразие подходов определяет множество оценок и определений конституции. На наш взгляд, наиболее удачным и полным определением конституции является следующее.
Конституция (лат. constitutio — установление, организация) — комплекс индивидуальных, относительно устойчивых морфологических, физиологических и психических свойств организма, обусловленных наследственностью, а также длительными, интенсивными влияниями окружающей среды и проявляющихся в его реакциях на различные воздействия (в том числе социальные и болезнетворные).
Учение о конституции человека зародилось в глубокой древности. Каждая эпоха вкладывала в определение и классификацию конституции свои представления.
Впервые с понятием конституции мы встречаемся в трудах Гиппократа, который считал, что тип конституции присущ человеку от рождения и остается неизменным в течение всей его жизни. Он различал хорошую и плохую конституцию, сильную и слабую, сухую и влажную, вялую и упругую. Четыре варианта конституций человека по темпераменту: сангвиник, флегматик, холерик и меланхолик — соответствовали, по его мнению, преобладанию в организме крови, слизи, желчи и гипотетической «черной желчи» определяя поведение человека и своеобразие течения его болезней.
Анатомо-морфологическому периоду развития медицины присущи классификации конституции, построенные на основе измерения пропорций человеческого тела и размеров внутренних органов. Различные конституциональные типы рассматривались как нормальные вариации в строении человеческого тела. Так, выделялись узкий, средний и широкий типы; долихоморфный (преобладание продольных размеров) и брахиморфный (преобладание поперечных размеров) типы и др. В дальнейшем появилась еще одна группа классификаций конституции человека, основанная на преимущественном развитии определенных функциональных систем организма.
Существовало мнение, что существование различных конституциональных типов — результат воздействия на организм человека окружающей среды. Оно осуществляется по четырем каналам: атмосферный воздух воздействует на органы дыхания, растворенная в воде пища — на полость рта и желудочно-кишечный тракт, почвенные образования — на мышечный аппарат, а свет и звук через анализаторы воздействуют на мозг и периферическую нервную систему. Усиленному развитию дыхательного аппарата соответствует респираторный тип конституции, пищеварительного — дигестивный тип, мускульного — мышечный тип, и, наконец, был специально выделен церебральный тип конституции.
В противоположность этим воззрениям существовало другое направление в учении о конституции, которое признавало ее наследственный характер. Так, Э. Кречмер (1924) выделял три типа конституции: астенический, пикнический и атлетический. По его мнению, телосложение является одним из самых тонких фенотипических проявлений генотипа индивидуума. Кречмер попытался установить связь между морфологическими особенностями и особенностями психики, но этот вопрос решался им только в рамках патологии.
А. А. Богомолец (1926), взяв за основу физиологическую систему соединительной ткани, выделил четыре типа конституции:
1) астенический, характеризующийся преобладанием в организме тонкой, нежной соединительной ткани; 2) фиброзный — с плотной волокнистой соединительной тканью; 3) пастозный — с преобладанием рыхлой соединительной ткани; 4) липоматозный — с обильным развитием жировой ткани.
Принципиально новой явилась предложенная В. Шелдоном (1954) классификация конституциональных типов, связанная со степенью развития дериватов зародышевых листков. В соответствии с наличием трех зародышевых листков он выделяет три типа конституции: эндо-, мезо- и эктоморфный. Диагностика производится с помощью визуальной оценки по фотографиям с помощью измерений 17 поперечных размеров тела. Типология Шелдона широко распространена в США.
Значительный вклад в учение о конституции внесли работы И. П. Павлова (1931) и его учеников о типах нервной системы, которые определялись свойствами нервного процесса — силой, уравновешенностью и подвижностью. Благодаря этим исследованиям в строгих научных экспериментах было подтверждено существование открытых Гиппократом четырех видов темперамента, отражающихся на чертах конституционального строения.
По преобладающему тонусу различных отделов вегетативной нервной системы некоторыми учеными были выделены симпатический, ваготонический и сбалансированный типы конституции человека.
В нашей стране наибольшее распространение получила классификация, предложенная М. В. Черноруцким (1927). Он выделил три типа конституции: 1) астенический; 2) нормостенический; 3) гиперстенический. Отнесение к тому или иному типу производилось согласно величине индекса Пинье: длина тела — (масса + объем груди в покое). У астеников индекс Пинье больше 30, у гиперстеников меньше 10, у нормостеников находится в пределах от 10 до 30. Эти три типа конституции характеризуются особенностями не только внешних морфологических признаков, но и функциональных свойств. Для астеников, в отличие от гиперстеников, характерно преобладание продольных размеров над поперечными, конечностей над туловищем, грудной клетки над животом. Сердце и паренхиматозные органы у них относительно малых размеров, легкие удлинены, кишечник короткий, брызжейка длинная, диафрагма расположена низко. Отмечены различия и физиологических показателей: понижено артериальное давление, ускорено капиллярное кровообращение, увеличена жизненная емкость легких, уменьшены секреция и моторика желудка, всасывательная способность кишечника, снижены гемоглобин крови, число эритроцитов. У астеников отмечается гипофункция надпочечников и половых желез и гиперфункция щитовидной железы и гипофиза; основной обмен повышен, обмен белков, жиров и углеводов ускорен, преобладают процессы диссимиляции; снижено содержание в крови холестерина, мочевой кислоты, сахара, нейтрального жира, кальция.
Успешное развитие биохимического направления в современной биологии и медицине привело к выявлению генетических (конститутивных) и соматических ферментов, определяющих тип реагирования (А. Лабори, 1970). Тип А-с преобладанием цикла Эмбдена-Мейергофа, тип Б — с преобладанием цикла Кребса и тип В — сбалансированный, характеризующийся гармоничным соотношением ферментов обоих типов метаболизма.
Биоритмологический подход к проблеме конституции позволил разделить людей по характеру распределения их активности в циркадном цикле (« совы », « жаворонки »), по усвоению экзогенных ритмов.
Вид реагирования — это сравнительно новый конституциональный признак. Он по своей сути во многом отличается от хорошо известного понятия «реактивность». Три выделенных Н. Н. Сиротининым (1981) типа реагирования (гипер-, гипо- и нормэргический) относятся к немедленной (аварийной) реакции организма на изменяющиеся условия среды при непосредственном его контакте с экстремальными раздражителями. В. П. Казначеев (1973, 1980) обосновывает наличие трех видов индивидуального реагирования, выраженного в термине «стратегия адаптивного поведения» («стратегия адаптации»). Первый («спринтер ») — способность индивида хорошо выдерживать воздействие кратковременных сильных нагрузок и неспособность противостоять слабым, длительно действующим раздражителям. Второй (« стайер ») — способность сохранять высокий уровень устойчивости при длительном воздействии слабых раздражителей и крайняя неустойчивость перед сильными кратковременными раздражителями. Третий (« микст ») — способность сочетать в своих реакциях на внешние раздражители не всегда дополняющие друг друга черты, присущие первому и второму видам реагирования.
Благодаря наличию в популяции индивидов с разными типами стратегии адаптации популяция в целом становится более устойчивой как к действию быстрых и сильных изменений внешней среды, так и к медленным, длительным и слабым переменам последней.
Все ныне существующие классификации не противоречат друг другу. Их авторы отдают предпочтение отдельным функциональным системам или основываются на совокупности морфологических признаков. Недостаток у них один — отсутствие комплексного подхода. Сводные данные о типах конституции человека приведены в табл. 1.
Конституция человека и среда обитания
Наиболее наглядно действие факторов внешней среды проявляется на организм человека в морфофункциональных различиях жителей разных климатогеографических зон: массе, площади поверхности тела, строении грудной клетки, пропорциях тела. За внешней стороной скрываются не менее выраженные различия в структуре белков, изоферментов, антигенной структуре тканей, генетическом аппарате клетки. Особенности строения тела, протекание энергетических процессов определяются в основном температурным режимом среды, питанием; минеральный обмен — геохимической ситуацией. Особенно ярко это проявляется у коренных жителей регионов с экстремальными условиями. Так, у коренных жителей Севера (якутов, чукчей, эскимосов) основной обмен по сравнению с приезжими повышен на 13-16 %. Высокий уровень жиров в пище, повышенное их содержание в сыворотке крови при относительно высокой способности к утилизации являются одним из условий, обеспечивающих усиление энергетического обмена в холодном: климате. Увеличение теплопродукции — одна из основных адаптивных реакций к холоду.
У эскимосов, живущих на островах Гудзонова залива, по сравнению с американцами европеоидного происхождения большее наполнение тканей кровью и выше процент жировой ткани в организме, то есть выше теплоизоляционные свойства тканей. У них наблюдается усиление образования эритроцитов и ослабление способности сосудов к сужению. Артериальное давление у большинства арктических популяций ниже, чем у популяций умеренной зоны. Отмечаются различия ‘и в строении тела: увеличены грудной индекс и весоростовое соотношение, усилены мезоморфные черты в пропорциях тела, выше процент индивидов с мускульным типом телосложения.
Аналогичный морфофункциональный комплекс, характеризующийся увеличением; размеров грудной клетки, теплопродукции, скорости кровотока и гемопоэтической активности, наблюдается в высокогорье в условиях кислородной недостаточности и понижения температуры окружающей среды. У коренных жителей высокогорья выше легочная вентиляция, кислородная емкость крови, уровень гемоглобина и миоглобина, периферический ток крови, число и величина капилляров, снижено артериальное давление.
Для населения тропических широт характерны удлинение конечностей и повышение относительной поверхности испарения, увеличение количества потовых желез, а следовательно, интенсивности потоотделения, специфичная регуляция водно-солевого обмена, повышение артериального давления, понижение уровня метаболизма, достигаемое уменьшением массы тела, редукцией синтеза эндогенных жиров и снижением концентрации АТФ.
Черты тропического морфофункционального комплекса свойственны и населению тропических пустынь. Здесь в условиях резких суточных температурных колебаний наблюдается более эффективная вазомоторная регуляция организмом потери тепла. Населению внетропических пустынь также присущи некоторые специфические черты, характерные для аридных популяций: снижение основного обмена, повышение уровня гемоглобина (возможно, как следствие дегидратации и изменения концентрации крови в условиях пустыни).
Население умеренной зоны по многим морфологическим и физиологическим признакам занимает промежуточное положение между арктическими и тропическими группами.
Все эти особенности характеризуют специфику черт, присущих населению конкретных экологических ниш.
Подчинение географического распределения размеров тела климатическим правилам наблюдается даже в группе людей, сравнительно недавно заселивших определенную территорию.
Человек неизмеримо расширил границы своего существования. Быстрое развитие экономики, средств связи и транспорта резко увеличило миграционные потоки населения.
В ответ на эти новые для биологии человека условия в организме возникают адаптивные перестройки, выбор которых во многом определяется типом конституции человека. Главной задачей, стоящей перед медицинскими и биологическими науками, стало сохранение нормального функционирования организма человека в этих новых условиях. Ранее существовавший среднепопуляционный взгляд утратил свое значение. В основе правильного понимания разнообразия конституционального строения и организации человека, входящего в ту или иную популяцию, лежит понятие гетерогенности популяции. Конституциональная гетерогенность популяций является важным приобретением эволюционного развития человечества, так как она формирует конституциональный профиль индивидов, входящих в конкретную людскую популяцию, наиболее полно соответствующий климатогеографическим и социальным условиям их жизни.
С этой точки зрения заслуживает внимания понятие «экологический портрет» человека (Агаджанян Н. А., 1981). Экопортрет человека это совокупность генетически обусловленных свойств и структурно-функциональных особенностей индивидуума, характеризующих специфическую адаптацию к конкретному набору особых факторов среды обитания. При отборе людей для жизни и работы в новых природно-климатических условиях необходимо учитывать и экологический портрет каждого человека. Это станет залогом формирования устойчивых работоспособных коллективов в зонах нового хозяйственного освоения.
Лекция 7. ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ И ДЕМОГРАФИЯ.
Экспоненциальный рост числа людей на Земле и связанное с этим негативное воздействие на окружающую среду явление относительно недавнее. На протяжении длительного времени смертность была настолько высокой, что численность населения увеличивалась медленно. Динамика численности населения, начиная с палеолита, может быть представлена примерно так, как показано на таблице.
Темпы роста населения систематически увеличиваются, возрастание идет по законам геометрической прогрессии. В течение последних 300 лет население Земли удвоилось и к 2000 году может удвоиться еще раз (пунктирная кривая), причем плотность населения достигает при этом 50 человек на квадратный километр (в начале нашей эры 6 человек на квадратный километр).
Численность населения Земли в разные исторические периоды.
Численность населения к началу периода (в миллионах)
Источник