Презентация к уроку экологии "Экологические аспекты хронобиологии"

Экологические аспекты хронобиологии

Юрина И.В.,
учитель химии и биологии
МБОУ СОШ №18
им. Э.Д. Потапова
г. Мичуринска
Тамбовской области

1. Что изучает медицинская климатология?
Отрасль медицинской науки, изучающая влияние на организм человека климатических и погодных факторов, методы их использования в лечебно-профилактических целях.
2. Объясните, какие механизмы обеспечивают адаптацию человека к условиям низких температур.
В реакции приспособления к холодовому воздействию вовлекаются почти все физиологические системы организма.
Возбудимость нервной системы и выделение гормонов надпочечниками значительно повышаются. Основной обмен и выработка тепла организмом увеличиваются. Периферические сосуды суживаются, кровоснабжение кожи уменьшается, тогда как температура ядра тела сохраняется. Сужение сосудов кожи и подкожной клетчатки, а при более низких температурах и сокращение гладких мышц кожи (так называемая гусиная кожа) способствуют ослаблению кровотока.

3. Как влияет на организм человека чрезмерно сухой воздух?
Низкая влажность воздуха (менее 20%) сопровождается значительными испарениями влаги со слизистых оболочек дыхательных путей. Это приводит к неприятным ощущениям в горле и сухости во рту. Кроме того, ухудшаются защитные свойства дыхательных путей и резко возрастает риск респираторных заболеваний.
4. Как влияет на организм атмосферное давление?
При повышении барометрического давления снижается артериальное давление, возрастает частота сердечных сокращений. При понижении барометрического давления отмечаются противоположные сдвиги. Могут возникнуть признаки кислородного голодания.
5. Что такое метеолабильность?
Повышенная чувствительность к колебаниям метеопогодных условий.

Биологические ритмы

Жизнедеятельность любого организма возможна лишь при оптимальной его приспособленности к условиям окружающей среды. Воздействия внешней среды на живой организм могут возникать либо непредсказуемо, либо закономерно, в соответствии с ритмичностью явлений природы. Для того чтобы нужным образом отреагировать на предсказуемое воздействие, в организме должна быть развита способность включать адаптационные механизмы предварительно, как бы упреждая новые условия среды. Обеспечению таких путей реагирования служат биологические ритмы, которые выработались в ходе эволюции как следствие закреплённых в организме реакций на повторные изменения внешней среды.

Биоритмы

это регулярное, периодическое повторение во времени характера и интенсивности жизненных процессов, отдельных состояний или событий.

Спектр возможных ритмов жизни охватывает широкий диапазон масштабов времени — от волновых свойств элементарных частиц до гло-бальных циклов биосферы. Ритмические явления протекают на различных уровнях организации живой материи: субклеточном, клеточном, тканевом, органном, системном и т.д.

По величине периода биологические ритмы выстраиваются в широкий спектр — от долей секунды до десятков лет. У высших организмов, к которым относится и организм человека, имеется целая иерархия циклических колебаний, и каждый биологический ритм обычно является результатом согласования и интеграции нескольких более элементарных колебаний.

Ведущую роль во временной организации деятельности живого организма играют суточные и сезонные биоритмы. При этом главным, как бы стержневым ритмом, является околосуточный ритм, поскольку строгая повторяемость изменений внешней среды, сопровождающая суточное вращение планеты, явилась одним из главных факторов, к которому в процессе эволюции необходимо было приспособиться живым организмам. Суточная периодичность характерна для метаболических процессов, энергообмена, температуры тела, функционирования систем крови, кровообращения, дыхания, пищеварения. В течение суток происходят колебания умственной и физической работоспособности.

Исследование механизмов циркадианных биоритмов показало, что они имеют эндогенную природу, то есть от-носительно независимы от внешних периодических факторов. К структурам, поддерживающим суточную динамику функций организма, относят гипоталамус, эпифиз и другие отделы головного мозга. Внешние изменения (освещённость, температура и т.д.) выполняют роль «подсказок» или временных ориентиров. Подтверждением этому служат результаты исследований, проведённых в условиях изоляции человека от внешних синхронизаторов.

Экспериментально установлено, что из всего многооб-разия суточных задатчиков времени первостепенное зна-чение для синхронизации биологических ритмов имеют фотопериодичность (цикл «свет — темнота»), колебания температуры среды, а для человека ещё и периодически повторяющиеся социальные факторы (регламентация режимов труда, отдыха и питания).

К экологическим ритмам, помимо околосуточных, от-носятся приливные с периодом около 24,8 и 12,4 часа, лунные — около 29,5 суток и годичные ритмы — около 12 месяцев. Основные свойства экологических ритмов сходны. Они эндогенны, поддерживаются на клеточном уровне, в определённой степени поддаются захватыва-нию внешними задатчиками времени. Однако эффектив-ные синхронизаторы для них различны.

Околосуточные ритмы подчиняются суточным измене-ниям освещённости, приливные — признакам прилива (таким, как перепады гидростатического давления и т.п.), лунные — признакам полнолуния (освещение в ночное время), годичные — сезонным изменениям длины дня.

Биологические ритмы с периодом, равным одному году, традиционно называют сезонными ритмами. Несмотря на прогресс в разработке средств защиты человека от резких перепадов параметров окружающей среды, у человека также обнаруживаются годичные колебания биохимических, физиологических и психофизиологических процессов. Сезонные биоритмы, охватывая по существу все функции, отражаются на состоянии организма в целом, на здоровье и работоспособности человека.

Адаптационная перестройка биологических ритмов

Рассогласование биологических ритмов организма с внешними задатчиками времени или между собой про-является в расстройствах сна, снижении аппетита, наст-роения, умственной и физической работоспособности, различных невротических расстройствах. В некоторых случаях отмечают различные заболевания (гастрит, яз-венная болезнь и т.п.).

Среди факторов, приводящих к таким расстройствам, вы-деляют смену временных поясов (переезды на значительные расстояния в широтном направлении, трансмеридианные перелёты); устойчивое рассогласование с датчиками времени ритма «сон — бодрствование» (работа в вечернюю и ночную смену); частичное или полное исключение географических датчиков времени (условия Арктики, Антарктики и др.); воздействие различных стрессоров, среди которых могут быть патогенные микробы, болевые и физические раздражители, психическое или усиленное мышечное напряжение и т.п.

Адаптационная перестройка биологических ритмов

Скорость перестройки суточного ритма зависит от воз-раста и пола человека, его индивидуальных особенностей и профессиональной принадлежности. Так, нормализация циркадианного ритма у женщин происходит быстрее, чем у мужчин. Анатомо-физиологическая незрелость детского организма и мобильность функциональных проявлений у подростков являются причиной лёгкого возникновения рассогласования биоритмов. Вместе с тем высокая плас-тичность ЦНС у подростков обеспечивает более быстрое и менее трудное приспособление их к трансмеридианному перемещению. Наименее выражены и быстрее перестра-иваются все реакции организма у хорошо тренированных спортсменов.

Адаптационная перестройка биологических ритмов

В 1962 году спелеолог М. Сиффр провел 63 дня в ледяной пещере Скарассон на глубине 135 метров. Аналогичные эксперименты, проведенные позднее другими исследователями, показали, что независимо от внешних факторов околосуточные биологические ритмы могут сохраняться неограниченно долго. При отсутствии задатчиков времени их период обычно несколько изменяется, то есть они становятся свободнотекущими. Однако при этом они остаются в пределах 20—28 часов.

Существуют специальные рекомендации по профилактике рассогласований биоритмов организма и ускорению хроно-физиологической адаптации. Предлагают за несколько дней до перелёта установить режим жизнедеятельности, соответствующий новому поясному времени. При кратковременных командировках, наоборот, рекомендуют не менять привычный распорядок дня и часы сна, а при необходимости принимать снотворное, в светлое время суток использовать темные очки, тонизирующие средства (чай, кофе).

Лабораторная работа № 3

Тема: «Определение хронотипа человека»
Хронотип человека — устойчивая индивидуальная биоритмологическая характеристика состояния человека. Показано, что у большинства людей в течение суток наступают два пика работоспособности: с 8 до 12 часов дня и с 17 до 19 часов. Человек наиболее пассивен с 2 до 5 часов и с 13 до 15 часов. Но, наряду с этим, есть люди, наиболее работоспособные вечером («совы»), и люди, работоспособные рано утром («жаворонки»), а также люди со средневыраженной периодизацией активности — «голуби».

Для работы необходимы: анкета, секундомер.

Внимательно ознакомьтесь с анкетой, выберите ответ.

Подсчитайте количество баллов. Оцените полученный
результат, учитывая следующее: если в сумме вы
набрали от 0 до 7 баллов, то относитесь к «жаворонкам»;
если от 8 до 13, то к «голубям»; если от 14 до 21,
то вы «сова».