6 курс / Кардиология / Ишемическая_болезнь_сердца,_особенности_клинического_течения_в_условиях
.pdfГЛАВА 2 АДАПТАЦИЯ К РАЗЛИЧНЫМ ЭКОЛОГИЧЕСКИМ УСЛОВИЯМ
Акклиматизация человека — сложный социально-биологический процесс, зависящий от природно-климатических экономических, гигиенических и психологических факторов. Она может быть пассивной, постепенно образующейся при жизни в тех или иных климатических условиях, и активной, когда сознательно используются факторы, способствующие более быстрой приспособляемости к непривычным условиям. Если в мире растений и животных акклиматизация может быть доведена до наследственно измененных морфологических признаков, то у человека она обычно ограничивается натурализацией, когда адаптация осуществляется в основном физиологическими реакциями на системном, клеточном и молекулярном уровне без наследственных изменений. При длительной акклиматизации со сменяющимися поколениями не исключено влияние и на генетические свойства. Физиологические реакции на действие погодно-климатических факторов рассматриваются как благоприятные или адекватные, если отклонения в реакциях функционирующих систем от обычного уровня служат стимулом к развертыванию процессов саморегуляции, возвращающих данные системы к оптимальному режиму функционирования. В случаях экстремальности климатических условий и при различных заболеваниях возможно нарушение процессов саморегуляции с проявлением патофизиологической реактивности. По вопросам акклиматизации растений, животных и человека существует очень большая отечественная и зарубежная литература, насчитывающая десятки тысяч названий. Обобщая различные данные и свои наблюдения по акклиматизации человека на Севере.
В.П. Казначеев (1980) рассматривает состояние астенизации, психоэмоциональной лабильности, тревожности, нервозности, своеобразной гипоксии с кислородной задолженностью и одышкой как синдром полярного напряжения. При этом метеорологическим, космическим и геомагнитным факторам высоких широт придается существенное значение [14].
Примитивные бытовые условия кочующих или выезжающих на промыслы групп населения при недостаточности санитарно-гигиенических условий, а также скопления людей в тесных временных помещениях, резкие смены температуры наружного и внутреннего воздуха помещений с разницей температур до 70—80°С, длительное пребывание на открытом воздухе при неблагоприятных погодах способствуют нервно-психическим, простудным и инфекционным заболеваниям. Изменения метеорологических условий способствуют проявлению метеопатических реакций. Резкое падение атмосферного давления, особенно при
~ 40 ~
выполнении физической нагрузки нередко вызывает «полярную одышку». Сильный ветер также затрудняет дыхание и движение, оказывает раздражающее и угнетающее действие. Непривычная полярная ночь или сумеречное освещение, которые тянутся месяцами, а также свет полуночного Солнца вместе с другими факторами способны вызывать «полярную сонливость» или «полярную бессонницу».
Понятие об адаптации как о процессе приспособления организма к внешней среде или к изменениям, совершающимся в самом организме, широко используется в биологии.
Адаптация формируется в процессе взаимодействия особи с окружающей средой и нередко обеспечивается глубокими структурными изменениями организма. Такие приобретенные в ходе жизни изменения не передаются по наследству, они наслаиваются на наследственные признаки организма и в совокупности с ними формируют его индивидуальный облик ─ фенотип [27].
Различают фенотипическую адаптацию, которую следует определить как развивающийся в ходе индивидуальной жизни процесс, в результате чего организм приобретает отсутствовавшую ранее устойчивость к определенному фактору внешней среды и таким образом получает возможность жить в условиях, ранее не совместимых с жизнью, решать задачи, ранее не разрешимые.
При всем разнообразии фенотипической адаптации развитие ее у высших животных характеризуется определенными общими чертами, на которых и будет сосредоточено последующее изложение. В развитии большинства адаптационных реакций определенно прослеживаются два этапа, а именно: начальный этап срочной, но несовершенной адаптации; последующий этап совершенной долговременной адаптации. Срочный этап адаптационной реакции возникает непосредственно после начала действия раздражителя и, следовательно, может реализоваться лишь на основе готовых, ранее сформировавшихся физиологических механизмов. Очевидными проявлениями срочной адаптации являются ответ на боль, увеличение теплопродукции, ответ на холод, увеличение теплоотдачи в ответ на тепло, рост легочной вентиляции и минутного объема в ответ на недостаток кислорода. Важнейшая черта этого этапа адаптации состоит в том, что деятельность организма протекает на пределе его физиологических возможностей — при почти полной мобилизации функционального резерва — и далеко не в полной мере обеспечивает необходимый адаптационный эффект.
Вполне аналогичным образом при адаптации к новым сложным ситуациям окружающей среды, реализуемой на уровне головного мозга, этап срочной адаптации осуществляется за счет головных предсуществовавших механизмов и проявляется хорошо известным в
~ 41 ~
физиологии высшей нервной деятельности периодом «генерализованных двигательных реакций» или «периодом эмоционального поведения» [27].
Долговременный этап адаптации возникает постепенно, в результате длительного или многократного действия на организм факторов среды. По существу, он развивается на основе многократной реализации срочной адаптации и характеризуется тем, что в итоге постепенного количественного накопления каких-то изменений организм приобретает новое качество — из неадаптированного превращается в адаптированный. Такова адаптация, обеспечивающая осуществление организмом ранее недостижимой по своей интенсивности физической работы, развитие устойчивости организма к значительной высотной гипоксии, которая ранее была несовместима с жизнью, развитие устойчивости к холоду, теплу, большим дозам ядов, введение которых ранее было несовместимо с жизнью. Такова же качественно более сложная адаптация к окружающей действительности, развивающаяся в процессе обучения на основе памяти мозга и проявляющаяся возникновением новых устойчивых временных связей и их реализацией в виде соответствующих поведенческих реакций.
Сопоставляя срочный и долговременный этапы адаптации, не трудно прийти к заключению, что переход от срочного, во многом несовершенного этапа к долговременному знаменует собой узловой момент адаптационного процесса, так как именно этот переход делает возможной постоянную жизнь организма в новых условиях, расширяет сферу его обитания и свободу поведения в меняющейся биологической и социальной среде.
С точки зрения возможности управления здоровьем популяции и состоянием окружающей среды, наиболее перспективна концепция системы жизнеобеспечения. Она включает глубокий анализ ряда подсистем, обеспечивающих личностные (социальные и биологические) потребности человека. Система жизнеобеспечения — это комплекс взаимосвязанных и взаимодополняющих социально-экономических, медикобиологических мероприятий, дифференцированных в зависимости от региональных особенностей, направленных на выполнение народнохозяйственных задач и обеспечение жизнедеятельности людей в соответствии с советским образом жизни при максимальном сохранении и развитии здоровья человека, сохранении и развитии окружающей среды
[19].
Первые попытки периодизации процесса акклиматизации человека на Севере произведены Г. М. Данишевским (1955, 1968), который выделил 3 фазы: начальную фазу, фазу перестройки механизмов уравновешивания с внешней средой (с двумя вариантами течения — в сторону наступления адаптации либо в сторону ее полома и появления дизадаптации), фазу относительно устойчивой акклиматизации [9, 10].
~ 42 ~
А.П. Авцын с соавт. (1985) выделяет 3 стадии адаптации пришлого населения: стадию адаптивного напряжения, стадию стабилизации функций, стадию наступившей адаптированности [25].
Для характеристики выделяемых стадий приведем основные функциональные параметры четырех систем организма по результатам их измерений в зимнее время года: система терморегуляции (уровень основного обмена, кожная температура, скорость восстановления температуры кисти после охлаждения); система дыхания (частота дыхания, минутный объем, максимальная вентиляция легких и легочное систолическое давление); система кровообращения (артериальное систолическое давление, диастолическое давление, систолический и минутный объем крови); система иммунитета (комплемент и фагоцитоз, Т- и В-лимфоциты). Имеющиеся в литературе данные по характеристикам перечисленных систем относятся к удаленным друг от друга географическим пунктам Севера, они получены многими авторами у разных контингентов приезжего населения. Г. М. Данишевский (1955) пришел к следующей систематизации приспособлений (рис.2.1):
Рисунок 2.1 Система приспособлений
Во время ряда комплексных экспедиций на Север учеными Института клинической и экспериментальной медицины СО РАМН, кроме проведения биохимических, биофизических, эндокринологических, иммунологических и других исследований были выполнены работы по изучению психического статуса людей при их адаптации на Севере. У ряда жителей крупного промышленного центра Заполярья — Норильска был выделен синдром, в структуре которого основное место занимали
~ 43 ~
эмоциональные нарушения, свидетельствующие о напряжении адаптационных механизмов. Совокупность обнаруженных симптомов была выделена в «синдром психоэмоционального напряжения» [23]. Основным клиническим проявлением данного синдрома является тревожность различной степени выраженности, от состояния психического дискомфорта до невротического уровня тревоги. Показано, что у людей с высоким уровнем тревожности увеличено в крови содержание 11-ОКС и липидных фракций. Особый интерес представляют ЛПОНП — атерогенная фракция липопротеидов. У эмоционально напряженных лиц концентрация их в крови значительно выше, чем у лиц с низким уровнем тревожности
[22].
Синдром психоэмоционального напряжения характеризуется рядом физиологических отклонений, регистрируемых различными методами. В проводимых сотрудниками лаборатории психофизиологии НГМИ и СФ АМН СССР исследованиях была установлена корреляция между выраженностью эмоционального напряжения, выявленного посредством психологических тестов, и состоянием артериального давления. Наблюдалась отчетливая тенденция к повышению артериального давления у лиц с выраженным эмоциональным напряжением [24].
Характерным для большинства исследуемых с синдромом психоэмоционального напряжения является симпатикотоническое преобладание вегетативных реакций. Имеет место изменение психогальванического рефлекса, заключающиеся в больших, по сравнению со средними, значениях и маловыраженных реакциях при беседах на непривычные для исследуемых темы. Последнее свидетельствует о возможности значительного диапазона эмоциональных реакций на уровне синдрома психоэмоционального напряжения. Это было типично для большинства изученных случаев. Но были обнаружены лица, у которых подобная корреляция отсутствовала, артериальное давление оставалось в пределах нормы или даже несколько снижалось [22, 25].
Представлялось интересным изучить особенности клиники синдрома психоэмоционального напряжения с ваготоническим преобладанием. Проводилось клиническое интервью и с помощью психологических тестов: миннесотского многопрофильного теста, теста Роршаха. Полученные результаты указывали об определенном своеобразии клинической картины: в отличие от типичных случаев свободноплавающая тревога не сопровождалась признаками повышенной активности, стремлением отвлечься, компенсировать неприятное их субъективное состояние работой или каким-то видом деятельности, имело место отчетливое снижение активности, чувство апатии, потеря мотивации, возникало единственное четко формируемое желание — немедленно уехать, вернуться на прежнее место жительства; отмечалась
~ 44 ~
депрессивность, снижение острого восприятия окружающего, нежелание контактировать с окружающими. У части обследуемых в дальнейшем появлялись ипохондрические проекции, возникали мысли о наличии какого-то серьезного заболевания. Следует отметить, что исследование вегетативной нервной системы устанавливало преобладание ваготонической направленности вегетативных реакций. Не наблюдалось обычно достаточно полной компенсации нарушений, и эти лица уезжали из районов Севера.
Изучение возникновения синдрома психоэмоционального напряжения показало, что синдром возникает наиболее часто в два периода времени пребывания на Крайнем Севере: в первые 1/2 года и после 8–10- летнего периода. При этом следует подчеркнуть, что синдром психоэмоционального напряжения не наблюдался у коренного населения.
В первые 1/2 года синдром психоэмоционального напряжения возникал наиболее часто. Этот период может считаться, периодом повышенного риска развития нарушений психофизиологической адаптации в районах Крайнего Севера.
Анализ синдрома психоэмоционального напряжения в плане отнесения его к физиологическим или пренозологическим состояниям привел нас к следующим заключениям. В большинстве исследованных случаев синдром имел отчетливую тенденцию к постепенному самокупированию. Исследовались те случаи, в которых обратное развитие задерживалось или вообще отсутствовало. В клинической картине этих случаев имело место определенное своеобразие. Последнее выражалось прежде всего в субъективно плохом самочувствии, элементах тревожной депрессивности. В плане дифференциации этому синдрому противопоставляли синдром тревожной эйфоричности в благоприятных по течению случаях. При этом необходимо подчеркнуть, что как тревожная эйфоричность, так и тревожная депрессивность не достигали, за редким исключением, уровня, позволяющего говорить о психических нарушениях, в одном и другом варианту синдром носил невротический характер. Второй особенностью, присущей синдрому психоэмоционального напряжения с менее благоприятным течением, было преобладание ваготонической направленности вегетативных реакций. При наличии последнего вероятность развития дальнейших нарушений была особенно выраженной. Клиническая картина синдрома психоэмоционального напряжения с ваготоническим преобладанием описывалась выше. Следует отметить, что в настоящее время не представляется возможным проводить дифференциацию характера синдрома в плане наличия или отсутствия элементов патологии только на основании исследования характера вегетативных расстройств, так как наблюдались случаи неблагоприятного течения и при симпатикотоническом преобладании. Имеет значение
~ 45 ~
изучение особенностей такого клинического симптома, как тревожность, ее выраженности, сочетание с элементами эйфории или депрессии. Большое значение для окончательной оценки имеют динамика, затяжное течение, а также, несомненно, рецидивы синдрома в принципиально неизменившейся ситуации.
Третий период процесса адаптации наступает как благоприятный исход стадии стабилизации функций (3–4-й годы проживания на Севере) и продолжается в течение 10–15 лет северного стажа или еще дольше. В психологическом и социальном плане конец 3-летнего трудового договора о работе на Севере является как бы рубежом, когда приезжий решает для себя трудный вопрос, оставаться на Севере или уезжать в умеренные широты. В этом периоде происходит фактический отбор северян по многим признакам, в том числе и по уровню здоровья. Остаются наиболее здоровые люди, для которых предыдущие стадии напряжения н стабилизации прошли без серьезных осложнений. Прослойку долговременных северян постоянно пополняют настоящие энтузиасты — патриоты Севера из числа адекватно адаптированных ко всем его факторам.
Состояние здоровья северян в этом длительном временном отрезке обеспечивает им хороший уровень работоспособности в экстремальных условиях. Система терморегуляции характеризуется умеренным увеличением (на 10–12%) основного обмена, сезонные колебания теплопродукции становятся менее заметными, но зимний максимум остается [5, 6, 23], что следует расценивать как наступившее приспособление к холодному климату [5, 7, 9, 10].
Адаптированность к холоду обеспечивается более богатым кровоснабжением открытых участков тела. Так, если у новоселов в покое на открытом воздухе при сильном морозе температура кожи лба падала до 29°С, кожи тыла кисти – до 25,7°С; пальцев кисти – до 23,7°С; стопы до 25,5°С и температура кожи груди — до 31,8°С, то у лиц, проживших на Севере 2 года, при тех же внешних условиях температура различных участков кожи была на 1–3°С выше и соответственно была равна 30,8°С; 28,8°С; 27,8°С; 27,5°С и 32,8°С. Поэтому адаптированные северяне могут долго работать на открытом воздухе, даже при сильном морозе и ветре.
При стандартном охлаждении верхних конечностей холодной водой у адаптированных северян кожная температура снижалась всего до 9–11 °С (у новоселов же до 7–8°С), а флюктуации последующего повышения температуры кожи достигали у них 5–8°С (у новоселов всего 0,5–1°С) [5].
Иными словами, феномен холодовой вазодилатации, наступающей после ангиоспастической реакции охлажденного участка, был максимально выражен у лиц с северным стажем более 2 лет. Адаптационные сдвиги здесь выражались в укорочении периода
~ 46 ~
вазоконстрнкцни, увеличении амплитуды и продолжительности холодовой вазодилатации, которая способствует усилению кровотока в поверхностных тканях и предотвращает повреждающее действие холода. Холодовая вазодилатация наступает относительно рано и является мощным механизмом адаптации.
Многие исследователи отмечают по мере увеличения северного стажа более явную склонность к увеличению у северян диастолического давления и лабильность сосудистого тонуса [17, 36]. Следует особо подчеркнуть, что при эпидемиологических исследованиях уровня артериального давления у северян, проведенных в последние годы во многих регионах Арктики и Субарктики, регистрированы более высокие величины систолического и особенно диастолического давления и большее распространение гипертонии по сравнению с данными работами И.И. Кондрора (1968), Г.М. Данишевского (1955, 1968) и А.Т. Пшоника с соавт. (1965) выполненными в 50—60-х годах, в которых чаще отмечался гипотензивный эффект полярного климата [9, 10, 15, 31].
Система кровообращения также перестраивается. Стадии адаптированности соответствует прогрессирующая минимизация объемного кровотока вследствие как снижения объема сердечного выброса, так и уменьшения кровенаполнения на периферии. Синхронно с центральным кровообращением уменьшается объемное кровенаполнение легких. Вслед за усилением общего периферического сопротивления и уменьшением систолического и минутного объема крови меняется даже такая внутренняя константа, как артериальное давление, обнаруживая явную тенденцию к гиперреакции у людей с северным стажем свыше 7— 10 лет. Постепенно восстанавливается и иммунологическая реактивность, приобретая, правда, ряд качественных (северных) отличий от иммунологического статуса жителей умеренных широт.
В заключение следует подчеркнуть, что знание общих тенденций адаптационного процесса и особенно временных границ перечисленных стадий адаптации крайне необходимо практическому врачу, работающему в полярных и приполярных районах нашей страны. В связи с этим важнейшими задачами северной медицины являются более полное, комплексное изучение клинико-физиологических критериев нормального хода стадий адаптации, отбор наиболее информативных признаков каждой из перечисленных стадий, привязка их к определенным климатическим регионам Севера и, наконец, объективная характеристика извращенного или осложненного хода адаптационного процесса как исходной базы для донозологической диагностики и коррекции чрезмерного напряжения организма северян.
Следует отметить, что адаптированность у северян достигается путем формирования новых границ гомеостаза, в частности достижением
~ 47 ~
адаптационного плато величины показателей терморегуляции, дыхания, кровообращения и иммунитета. Конечно, этот список адаптирующихся систем следует увеличить, так как практически все компоненты на всех уровнях структурной организации в той или иной степени включаются в общий адаптационный процесс.
Приспособление к основному климатическому фактору Севера — низкой температуре — идет по пути усиления обменных процессов, уменьшения потерь тепла с дыханием и поступательного развития холодовой вазодилатации. Другие функциональные системы перестраиваются в этом же ключе.
Повышение теплообразования невыгодно в энергетическом отношении, оно требует дополнительного питания и в животном мире используется при недостаточности теплоизоляционных средств защиты. Усиление теплообразования осуществляется за счет мышечного сократительного и несократительного теплообразования, а также термогенеза других тканей в виде усиленного окисления, фосфорилирования и расщепления АТФ.
Ультрафиолетовый дефицит зимы у морских млекопитающих восполняется в период длительного пребывания на весенне-летних лежбищах. Сухопутные дикие животные весной линяют и, как всегда, большую часть суток остаются под открытым небом. При сельскохозяйственном и лабораторном содержании животные страдают от ультрафиолетовой недостаточности.
Климатофизиология человека в географических условиях холодной зоны имеет общебиологические закономерности. Жизнь людей в этих условиях возможна только при использовании плотной главным образом меховой или шерстяной одежды и теплого жилья. Ультрафиолетовый дефицит распространяется на значительные населенные территории Азии (Сибири), Европы и Америки. Жители арктической и субарктической зоны приспособлены к этим условиям и не страдают от ультрафиолетовой недостаточности, но только в тех случаях, когда по образу жизни в короткое время весны и лета получают достаточную дозу прямого и рассеянного ультрафиолетового излучения. Люди, долго живущие в зоне высоких широт, постепенно привыкают к своеобразному световому режиму — светлого лета и темной зимы; к свету полуночного Солнца и коротким дням зимы и даже к полярной ночи. Но, тем не менее, эти условия несколько отражаются на физиологических функциях организма.
Исследования И.С. Кандрора (1968), Л.С. Поликарпова (1988,2009) привели к заключению, что условия полярного дня и полярной ночи для людей не являются безразличными. В одних случаях наступает удлинение периода дневного возбуждения и перевозбуждение центральной нервной системы, в других — удлинение фазы ночного торможения [15, 27, 28]. Ряд
~ 48 ~
авторов отмечают удлинение времени сна и явное снижение основного обмена в полярную ночь.
Н.П. Неверова (1969) провела наблюдения над молодыми рабочими, прибывшими из средней полосы Советского Союза в Амдерму (около 70-й параллели с продолжительностью устойчивых морозов до 213 дней в году и сильными, ветрами). Полученные данные свидетельствуют, что в период полярной ночи у всех акклиматизирующихся лиц, независимо от сроков пребывания на Севере, развиваются стойкая гипотония и брадикардия. Усиление деятельности парасимпатической нервной системы сопровождается увеличением активности холинэстеразы примерно в 2-2,5 раза (по нормам данного метода) [23].
«Синдром полярного напряжения» — это специфическая форма хронического стресса, возникающая в климатогеографических и социально-производственных условиях высоких широт, вызванная специфическим комплексом физических, биологических, психофизиологических и других внешних условий и непосредственным влиянием электромагнитных (гелиогеофизических) факторов на биологические структуры [19].
В основе «синдрома полярного напряжения» лежат первичные и вторичные изменения процессов окисления на квантово - молекулярном и мембранно-клеточном уровнях, главным образом в системе свободные радикалы — антиоксиданты с последующей динамикой адаптивных процессов на всех уровнях организации биосистемы.
Длительное состояние «синдрома полярного напряжения» (индивидуально) может закончиться:
1)переходом на новый термодинамический уровень и новый уровень гомеостаза организма с определенной необходимой функциональноструктурной платой в состоянии здоровья и дальнейшей жизни;
2)переход в ту или иную патологию с элементами специфики ее патогенеза, как правило, хронического характера (изменение структурновременных параметров);
3)обострением прежних, перенесенных ранее, или хронических заболеваний с определенными специфическими новыми элементами их патогенеза и клиники.
Выделение «синдрома полярного напряжения» как специфической формы хронического стресса, как особого состояния организма, его нейроэндокринной регуляции, метаболизма, функциональной активности биомембран клеток дает возможность соответствующей диагностики, прогнозирования развития (тяжести, особенностей), профилактики болезней лечения и реабилитации лиц, проживающих в условиях Заполярья. Развитие и углубление представлений об этом состоянии является задачей дальнейших исследований.
~49 ~