Тема. Климатическая адаптация

Цель. Выявить реакции срочной адаптации к высоким температурам и высокогорью.

Оборудование. Секундомер, фонендоскоп, аппарат для измерения артериального давления, горячая вода, кристаллизатор, лабораторные животные (крысы, мыши), насос Камовского, барокамера, вазелин.

Теоретическое введение

Современный человек живет в самых разнообразных климатических условиях. В условиях высокогорья организм человека подвергается комплексу природных и социальных факторов внешней среды. Наиболее специфическими и значимыми факторами гор, влияющими на физиологические функции и психическое состояние человека, являются снижение атмосферного давления и связанное с ним падение парциального давления кислорода во вдыхаемом воздухе (таблица 27).

Горную вертикальную поясность делят на 4 яруса: низкогорье (от 200-500 до 100-1400 м над ур. м.); среднегорье (от 1000-1400 до 1800-2500 м); высокогорье (от 1800-2500 до 3500-4500 м); сверхвысокогорье (от 3500-4500 м над ур. м. и выше). Классификация горных уровней (диапазон ярусов) отражает своеобразие климатогеографических особенностей различных горных регионов, а также разную толерантность людей к гипоксической гипоксии.

Гипоксическая гипоксия – это кислородная недостаточность, возникающая в организме при понижении парциального давления кислорода во вдыхаемом воздухе – подъеме на высоту, вдыхании смесей с низким содержанием кислорода и др. Различают острую и хроническую гипоксию. Острая гипоксия возникает при резком уменьшении доступа кислорода в организм (в течение нескольких секунд, минут или часов): помещение исследуемого в барокамеру, откуда откачивается воздух, разгерметизации летательных аппаратов, отравление окисью углерода, остром нарушении кровообращения или дыхания. Хроническая гипоксия возникает после длительного пребывания в горах или в любых других условиях недостаточного снабжения кислородом.

Эффективное приспособление организма к воздействию комплекса факторов гор и прежде всего гипоксической гипоксии обеспечивается вовлечением в этот процесс многих функциональных систем (в первую очередь газотранспортных: дыхания, кровообращения, крови), специфически реагирующих на гипоксемию (снижение содержания и парциального напряжения кислорода в крови) и тканевую гипоксию (снижение содержания кислорода в тканях и клетках).

Предварительная адаптация к гипоксии увеличивает мышечную работоспособность. Этот феномен используется при тренировке спортсменов на умеренных высотах для повышения их спортивных показателей. Тренировка в условиях барокамерной и высокогорной гипоксии используется и для профилактики ряда заболеваний человека, в том числе системы крови (анемия), органов сердечно-сосудистой системы (ишемическая болезнь сердца, инфаркт миокарда, гипертоническая болезнь) и других висцеральных систем.

При попадании человека в условия жаркого климата внутренняя температура тела регулируется центральной нервной системой. В условиях умеренного климата терморегуляция в значительной мере определяется скоростью теплоотдачи через кожу, которая происходит путем теплопроведения и теплоизлучения, зависит от интенсивности кровотока в сосудах кожи и от импульсов, поступающих по нервным волокнам к потовым железам. Значительного увеличения кровотока в условиях, когда организму необходимо максимально повысить теплоотдачу (например, при тепловом ударе), можно постигнуть только за счет увеличения количества крови, выбрасываемой сердцем в аорту. Поэтому даже в отсутствие двигательной активности у человека возрастает при этом частота сердечных сокращений и систолический объем сердца.

Задание 1. Выявите реакции срочной адаптации организма к высоким температурам.

В данном эксперименте выявляют реакцию центра терморегуляции и вегетативной нервной системы на интенсивное тепловое раздражение одной руки. При этом для поддержания постоянства внутренней температуры тела должна увеличиться теплоотдача. Необходимые для этого приспособительные реакции системы кровообращения оценивают, измеряя частоту сокращений сердца, кровоток в руке и температуру кожи. В течение всего опыта измеряют внутреннюю температуру, а также наблюдают за уровнем потоотделения и окраской кожи. В идеальном опыте все эти показатели регистрируют и сопоставляют между собой, измерив их у одного испытуемого. Разумеется, в течение какого-то периода необходимо проводить контрольные наблюдения, чтобы установить исходные значения. Однако для такого эксперимента требуется минимум 6 наблюдателей, и при проведении лабораторных занятий лучше ограничиться регистрацией только одного из двух параметров.

Перед проведением опыта у 2-3 испытуемых из разных климатических зон в состоянии покоя в течение нескольких минут на одной руке измеряют через каждую минуту систолическое и диастолическое давление и пульс до тех пор, пока показания не станут стабильными. Частоту пульса у запястья подсчитывают за 10 сек., полученный результат умножают на 6.

Затем другую руку испытуемого погружают до кисти на 1 мин в кристаллизатор с горячей водой, t = 50-60°С. Через 30-60 с после этого измеряют систолическое и диастолическое давление. Кроме того, на ощупь или при помощи специального прибора подсчитывают частоту пульса. После того, как руку вынут из воды, делают измерения через каждую минуту до тех пор, пока все измеряемые величины не вернутся к исходному уровню.

Запишите со слов испытуемого, какие ощущения он испытывал и насколько сильной была боль. У молодых людей систолическое давление может повышаться на 20-30 мм рт. ст. Люди, привыкшие к жаркому климату, дают менее значительную реакцию и испытывают менее сильную боль.

Температуру кожи у испытуемого измеряют в течение всего эксперимента. Для этого на лбу, на тыльной стороне руки и на кончике пальца испытуемого рисуют чернилами по кружку. Через каждые 3 мин электрическим термометром измеряют в этих точках температуру.

Температуру тела измеряют при помощи медицинского термометра в полости рта. Через каждые 2 мин записывают показания термометра, стряхивают его и снова дают испытуемому.

Наблюдая за кожей лица испытуемого, отмечают момент начала и окончания потоотделения.

Отмечают также изменения цвета лица и рук испытуемого.