Провідні біологи України

Температура - один із важливих абіотичних факторів, що впливає на всі фізіологічні функції живих організмів. Температура на земній поверхні залежить від географічної широти і висоти над рівнем моря, а також пори року. Для людини в легкому одязі комфортною є температура повітря + 19...20°С, без одягу - +28 ...31°С. Що відбувається з людським організмом, коли температурні параметри змінюються? У цьому випадку він виробляє щодо кожного чинника специфічні реакції пристосування, тобто адаптується. Адаптація -це процес пристосування до умов середовища. Як організм людини пристосовується до змін температури? Організм пристосовується до змін температури завдяки терморегуляції. Терморегуляцію забезпечують основні холодові й теплові рецептори шкіри. За різних температурних впливів сигнали в центральній нервовій системі формуються не від окремих рецепторів, а від цілих зон шкіри, так званих рецепторних полів, розміри яких не постійні й залежать від температури тіла та навколишнього середовища. Температура тіла більшою чи меншою мірою впливає на весь організм (на всі органи і системи). Співвідношення температури зовнішнього середовища й температури тіла визначає характер діяльності системи терморегуляції. Температура навколишнього середовища здебільшого нижча від температури тіла. Тому між довкіллям та організмом людини постійно відбувається обмін тепла завдяки його віддачі поверхнею тіла і через дихальні шляхи в довколишній простір. Цей процес називають тепловіддачею. Утворення ж тепла в організмі людини у результаті окисню-вальних процесів називають теплоутворенням. У стані спокою за нормального самопочуття величина теплоутворення дорівнює величині тепловіддачі. У жаркому чи холодному кліматі, при фізичних навантаженнях організму, захворюваннях, стресі тощо рівень теплоутворення і тепловіддачі може змінюватись. Як відбувається адаптація до низької температури? Умови, за яких організм людини пристосовується до холоду, можуть бути різними: це робота в неопалюваних приміщеннях, холодильних установках, надворі взимку тощо. При цьому дія холоду не постійна, а чергується з нормальним для організму людини температурним режимом. Перші дні, реагуючи на низьку температуру, теплоутворення наростає неекономно, тепловіддача ще недостатньо обмежена. Після адаптації процеси теплоутворення інтенсивнішають, а тепловіддачі знижуються. Інакше відбувається адаптація до умов життя у північних широтах, де на людину впливають не лише низькі температури, а й властиві цим широтам режим освітлення та рівень сонячної радіації. Що відбувається в організмі людини при переохолодженні? Внаслідок подразнення холодових рецепторів змінюються рефлекторні реакції, які регулюють збереження тепла: звужуються кровоносні судини шкіри, що на третину зменшує тепловіддачу організму. Важливо, щоб процеси теплоутворення і тепловіддачі були збалансованими. Переважання тепловіддачі над теплоутворенням спричинює зниження температури тіла й порушення функцій організму. При температурі тіла +35°С спостерігається порушення психіки. Подальше зниження температури уповільнює кровообіг, обмін речовин, а при температурі нижче +25°С зупиняється дихання. У мешканців північних районів обмін речовин інтенсивний. Основну частку їхнього раціону становлять білки й жири. У людей, які пристосувалися до вологого, холодного клімату й кисневої недостатності Півночі, також підвищений газообмін, високі вміст холестерину в плазмі крові та мінералізація кісток скелета, значно більший шар підшкірного жиру (який виконує функцію теплоізолятора). Проте не всі люди мають однакову здатність до адаптації. У деяких осіб в умовах Півночі захисні механізми й адаптивна перебудова організму можуть спричинити дезадаптацію - низку патологічних змін, які називають «полярною хворобою». Одним із найважливіших чинників, який забезпечує адаптацію людини до умов Крайньої Півночі, є потреба організму в аскорбіновій кислоті (вітамін С). Вона підвищує стійкість організму до бактеріальних інфекцій, інтенсивність фагоцитозу і вироблення антитіл. Як відбувається адаптація до дії високої температури? Висока температура може впливати на організм людини за штучних і природних умов. У першому випадку йдеться про роботу в приміщеннях з високою температурою, яка чергується з перебуванням в умовах комфортної температури. Висока температура середовища збуджує теплові рецептори, імпульси яких включають рефлекторні реакції, спрямовані на підвищення тепловіддачі. При цьому розширюються судини шкіри, збільшується кровообіг, а теплопровідність периферичних тканин зростає в 5-6 разів. Якщо для підтримання теплової рівноваги цього недостатньо, то підвищується температура шкіри і починається рефлекторне потовиділення - найефективніший спосіб віддачі тепла. Люди, які живуть у місцях з підвищеною температурою, мають особливості й у будові тіла. Наприклад, у корінних жителів Півдня середня маса тіла менша, а підшкірний жир не дуже розвинений. Особливо яскраво проявляються морфологічні та фізіологічні особливості у популяцій, які живуть в умовах високої температури й нестачі вологи (у пустелях і напівпустелях, районах, що до них прилягають). Наприклад, аборигени Центральної Африки, Південної Індії та інших регіонів із жарким кліматом мають довгі худорляві кінцівки, невелику масу тіла. Інтенсивне потовиділення під час перебування людини у жаркому кліматі призводить до зниження кількості води в організмі. Щоб компенсувати втрату води, потрібно збільшити її споживання. Місцеве населення адаптованіше до цих умов, ніж люди, котрі приїхали сюди із помірної зони. В їхніх раціонах переважають вуглеводи, що збільшують витривалість організму, а також вітаміни. Адже в результаті інтенсивного потовиділення у плазмі крові вміст аскорбінової кислоти та інших водорозчинних вітамінів зменшується. Від яких факторів залежить сприймання температури? Найвідчутніше посилює температурне відчуття вітер. При сильному вітрі холодні дні здаються ще холоднішими, а спекотні - ще спекотнішими. Тобто дія температури пов'язана зі швидкістю вітру. На сприймання організмом температури впливає і вологість. За підвищеної вологості температура повітря здається нижчою, ніж насправді, а за зниженої навпаки. Сприйняття температури індивідуальне. Деяким людям подобаються холодні морозні зими, а іншим -теплі й сухі. Це залежить від їхніх фізіологічних та психологічних особливостей. Здоров'я людини значною мірою залежить від по-годних умов. Наприклад, взимку люди частіше хворіють на застудні, легеневі хвороби, грип, ангіну тощо. Влітку організм людини стійкіший до хвороб. Як впливає на організм людини гірський клімат? Одним із складних районів проживання людини в екологічному відношенні є високогір'я. Головними абіотичними факторами, що впливають на організм, у цих регіонах є зниження парціального тиску атмосферних газів, зокрема кисню, та середньодобової температури, підвищення сонячного випромінювання. Деякі міста розташовані на значній висоті над рівнем моря: Мехіко -2277 м, Аддис-Абеба - близько 2000 м. На великій висоті розташовано багато сільських поселень у Гімалаях, на Кавказі, Памірі та в інших місцях. Популяції людей, які здавна живуть в умовах високогір'я, мають ряд адаптивних пристосувань. Так, у крові індіанців Перуанських Анд (які живуть і працюють на висоті близько 4000 метрів) підвищені вміст гемоглобіну і кількість еритроцитів (до 8-Ю12 у 1 л крові). Не кожна людина, яка потрапила в умови гірського клімату, може подолати вплив цих факторів. Це залежить від її фізіологічних особливостей та тренованості організму. Якщо адаптації не відбулося, у людини внаслідок падіння парціального тиску кисню розвивається так звана гірська хвороба. її спричинює нестача кисню (гіпоксія) в тканинах організму. У разі раптового переміщення (літаком) людини у високогірні райони (понад 3000 м) розвивається гостра форма гірської хвороби: спостерігаються задишка, слабкість, підсилення серцебиття, запаморочення, головний біль, пригнічений стан. Подальше перебування людини у таких умовах може призвести до смерті. Для профілактики гострої гірської хвороби той, хто планує здійснити турпохід у гори, повинен пройти медичний огляд та спеціальне тренування. Яке значення має температура навколишнього середовища у житті людини? На ранніх етапах історичного розвитку температурний чинник відігравав важливу роль у виборі місць поселення людей. Тепер людина певною мірою незалежна від негативних впливів довкілля. Та, незважаючи на це, температурний чинник зберігає своє значення й досі. Про це свідчить залежність густоти населення від середньорічної температури конкретної географічної зони. Мінімальні сезонні коливання температури в тропічних зонах дуже сприятливі для життя. У північних районах народонаселення зростає переважно за рахунок збільшення міст, де є умови для часткової ізоляції людини від несприятливих впливів навколишнього середовища.