Важливим питанням "Екології людини" є вивчення адаптації до умов середовища, наприклад, зміни в організмі на фізіологічному рівні при адаптації до антарктичних умов, умов високогір’я чи тропіків. При міграції людей у регіони, які є віддаленими від постійного місця проживання, на організм впливають специфічні екологічні фактори оточуючого середовища (клімат, соціально-біологічні ритми, нові інфекційні хвороби, особливості харчування тощо). Результатом таких впливів є певні зміни в організмі.
Біологічна адаптація – пристосування людини до змінюваних умов середовища, яке виникло еволюційно і виражається у перебудові зовнішніх і внутрішніх особливостей організму, середовища.
За фенотипічної адаптації організм безпосередньо реагує на нове середовище, що виражається в компенсаторних фізіологічних змінах, які допомагають йому зберегти рівновагу з середовищем. Коли людина повертається до колишніх умов існування, компенсаторні фізіологічні зміни зникають.
За генотипічної адаптації в організмі відбуваються глибокі морфо-фізіологічні зрушення, що спадково передаються і закріплюються в генотипі як нові спадкові характеристики популяцій, етнічних груп і рас.
Механізми адаптації до різноманітних впливів. Особлива роль в адаптаційному процесі належить нервовій системі і залозам внутрішньої секреції. Виокремлюють такі фази адаптації:
1) "аварійна" фаза або стадія термінової адаптації (функціональна, фізіологічна) – виникає і розвивається на початку дії фізіологічного, патогенного чинників або внаслідок зміни умов довкілля. Характеризується використанням функціональних резервів і покращенням взаємодії між окремими системами: першими реагують центральна нервова система, системи кровообігу і дихання, а також адреналінова система (адреналін – гормон мозкової речовини надниркових залоз, який прискорює обмін речовин в організмі, збільшує вміст цукру в крові, підвищує кров'яний тиск), функціонування якої сприяє забезпеченню організму необхідною енергією. Такі запобіжні дії є реакціями "випереджувального" збудження. В "аварійній" фазі активність систем організму є некоординованою, містить елементи хаотичності. Загалом ця активність полягає у розпізнаванні нового зовнішнього чинника, пошуку форм і способів пристосування до нього.
2) перехідна до стійкої адаптації фаза – характеризується зниженням загальної збудженості центральної нервової системи, формуванням функціональних систем, що забезпечують управління адаптацією до нових умов.
3) фаза стійкої адаптації (морфологічна довготривала стадія) – полягає у пристосуванні тканинних систем і елементів до нових умов існування. Характеризується структурними перебудовами в органах і системах і покращенням взаємодії між окремими системами. Основними особливостями цієї фази є мобілізація енергетичних ресурсів, підвищений синтез структурних і ферментативних білків, мобілізація імунної системи. Усі механізми управління організмом діють скоординовано, але цю діяльність неможливо вважати абсолютно стабільною. У процесі розвитку організму на цій стадії можливі відхилення, спричинені дією різноманітних сторонніх чинників.
Для проходження усіх фаз адаптації організму потрібен певний час. Швидкість і успішність цього процесу зумовлена індивідуальними особливостями, станом здоров'я людини, впливом навколишнього середовища.
Доведено неоднакове сприйняття факторів оточуючого середовища людьми різних конституціональних типів.
Конституціональна типологія базується на сукупності морфологічних, функціональних, біохімічних, психофізіологічних показників тощо. Морфологічні ознаки – це статичні ознаки, які включають відмінності в розмірах і будові тіла (визначається генотипом). Фізіологічні ознаки – особливості функціонування організму і його метаболічних процесів (залежать від впливу оточуючого середовища). Психологічні ознаки – розум, свідомість, поведінка людини.
Конституціональні ознаки людини – це такі аспекти структури, функції і поведінки, які істотно не змінюються протягом років.
З цієї позиції найбільшу увагу привертають класифікації типів будови тіла людини таких вчених: Г. Віола, Е. Кречмера, У. Шелдона (ХІХ-ХХ століття).
Класифікація італійського лікаря Г. Віола була створена ним у 1909 році на основі обстеження 400 чоловіків венеціанців і була першою схемою, яка базувалася на основі антропометричних ознак. Розраховувались 4 емпірично встановлених індекси, відповідно до яких індивід класифікувався як один з типів:
лонгітип – довгі кінцівки відносно до тулуба, відносно широка грудна клітка і перевага поперечних розмірів над передньо-задніми;
нормотип – пропорційне співвідношення всіх розмірів;
брахітип – протилежні співвідношення порівняно з лонгітипом;
змішаний тип – всі випадки невідповідності чотирьох індексів, коли один з індексів відповідає одному типу, другий – іншому і т.д.
Німецький психіатр Е. Кречмер вважав, що джерелом морфологічного різноманіття є спадковість і створив свою схему соматотипів. Е. Кречмер визначив три основні конституціональні типи: астенічний; атлетичний;пікнічний.
У. Шелдон запропонував оцінювати конституцію людини згідно трьох векторів мінливості. Ці вектори приблизно відповідають розвитку зародкових листків (ендо-, мезо- і ектодерми), з яких виникають відповідно внутрішні органи, опорно-руховий апарат і покрови тіла з нервовою системою. Особливістю цієї класифікації є те, що кількісна оцінка кожного з трьох компонентів визначається балами від 1 до 7, адже більшість людей мають соматотипи, які не відноситься до крайніх варіантів. Три крайні соматотипи за Шелдоном:
7-1-1 ендоморф (найбільш виражений жировий компонент);
1-7-1 мезоморф (найбільш виражений кістково-м’язовий компонент);
1-1-7 ектоморф (відносний розвиток покровів тіла і нервової системи).
Кожний індивід міг бути описаний у вигляді тризначного коду X-Y-Z.
Вважається, що за конституціональною типологією можна передбачити особливості характеру та поведінки людини, схильність до захворювань та обраної професії.
Розміри та пропорції тіла мають неабиякий вплив на спортивні досягнення. Дослідження учасників багатьох олімпійських ігор свідчить, що серед бігунів найбільший зріст мають бар’єристи, які спеціалізуються на дистанції 100 м. У бігунів, які спеціалізуються на "гладких" дистанціях, зріст тим менше, чим довша дистанція. Велике значення мають також пропорції тіла. У спринті більше значення має не довжина тіла, а відносна довжина ніг. Найбільша довжина ніг відносно до довжини тіла у стрибунів становить 51,5%, у спринтерів 49%, у марафонців 48%.
Дослідження м’язової системи олімпійців виявили, що найбільші показники об’єму м’язів мають спринтери. Найважчий марафонець має масу тіла на 4,5 кг менше найлегшого бігуна на 400 м.
Для спортсменів, які займаються плаванням характерні високий і вищий середнього зріст, відносно невелика вага. Вони мають добре розвинену мускулатура поясу верхніх кінцівок та грудної клітки, вузький таз та довгі ноги, що обумовлює своєрідну краплеподібну форму тіла, яка дозволяє краще долати опір води. У плавців свої особливості у пропорціях тіла. При великій довжині тіла вони мають вкорочений тулуб, довгі ноги, широкі плечі, звужений таз, пласку грудну клітку і короткі руки. Лише спортсмени, які спеціалізуються на кролі (спринтери) та у плаванні на спині мають довгі руки.
Важкоатлетів характеризують як широкоплечих, з великим об’ємом грудної клітки, короткоруких і коротконогих. Досить часто у них спостерігається порушення постави: неправильне положення голови та істотний лордоз у поперековому відділі хребта.
Гімнасти відрізняються середньою довжиною тіла, об’ємом грудної клітки дещо вище середнього і порівняно невеликою масою тіла. Середній зріст гімнастів міжнародного класу близько 165 см, маса тіла біля 60 кг. Для гімнасток характерні середній і низький зріст, широкі плечі, вузький таз. Середній зріст висококваліфікованих гімнасток – 159 см, вага 47 кг.
Пропорції тіла гімнастів характеризуються доволі коротким тулубом, вузькою талією, звуженим тазом, короткими руками. Для гімнасток характерні: відносно короткі кінцівки і більш довгий тулуб, невеликий об’єм талії, стегон, вузький таз та тонкі ноги. У гімнастів добре розвинені м’язи верхніх кінцівок та грудної клітки. Вони мають кращу поставу, ніж представники інших видів спорту.
Для спортивних досягнень борців позитивне значення має великий зріст. Борці мають великі поперечні розміри, значні величини об’ємів грудної клітки, шиї, плеча, стегна, гомілки. Більшість борців короткорукі, тоді як довжина ніг залежить від вагової категорії – чим більша вагова категорія, тим довші ноги.
Для баскетболістів ведучою соматотипічною особливістю є високий зріст і велика маса тіла.
Отже, при відборі для занять різними видами спорту, при спостереженні за динамікою адаптації організму спортсменів необхідно враховувати особливості фізичного розвитку.
Хід роботи
1. Візуально визначте соматотипи студентів групи. Складіть для них прогноз можливих захворювань і схильність до відповідних професій. Користуйтеся додатком М.
2. Виміряйте пропорції тіла студентів групи і зробіть рекомендації щодо занять відповідними видами спорту.
3. Виконайте завдання екологічного змісту.
Завдання екологічного змісту
1. Після тривалого фізичного навантаження організм спортсмена потребує значної кількості солей, особливо натрій хлориду для: а) забезпечення повноцінного живлення, б) підтримки іонної рівноваги організму при втраті іонів з потом, сечею; в) збереження постійної температури тіла, г) забезпечення запасу мінеральних солей.
2. Які фактори сприяли виникненню расових відмінностей? а) природно-географічні умови; б) температура навколишнього середовища; в) сонячна радіація; г) наявність рослинності.
3. Чи будуть підсилюватися або зникати расові ознаки в майбутньому людському суспільстві?
4. Які особливості людини є наслідком її прямоходіння: а) підвищений тиск крові, якого не буває у тварин; б) збільшення строку вагітності; в) розщілина піднебіння; г) більш важкі пологи; д) радикуліт, пов'язаний з випаданням міжхребцевих дисків; е) варикозне розширення вен нижніх кінцівок; є) запалення червоподібного відростка?
5. Укажіть, яким типам пропорцій людини – пікнік (1), атлет (2), астенік (3) належать такі співвідношення: а) довгі ноги, короткий і вузький тулуб; б) короткі ноги, довгий і широкий тулуб.
Сформулюйте і запишіть висновок до лабораторної роботи.
Контрольні запитання
1. Як Ви розумієте поняття "конституціональна типологія людини"?
2. Що таке біологічна адаптація? Які її види Вам відомі?
3. Які фази адаптації Вам відомі?
4. Які зміни виникають в організмі людини при тривалих впливах високих температур?
5. Які зміни виникають в організмі людини при тривалих впливах низьких температур?
6. Опишіть наслідки обмеження рухової активності в житті людини.
7. Поясніть, чому людина, адаптована до фізичних навантажень, паралельно має адаптацію до гіпоксії.
Список рекомендованої літератури
1. Харрисон Дж. Биология человека / Дж. Харрисон, Дж. Уайнер, Дж. Теннер и др. – М.: МИР, 1979. – 611 с. (С. 439-470).
2. Димань Т. М. Екологія людини: підручник / Т. М. Димань. – К.: ВЦ "Академія", 2009. – 376 с. (С. 9-30, 308-323).
3. Гончаренко М. С., Бойчук Ю.Д.Екологія людини: Навчальний посібник / М. С. Гончаренко, Ю. Д. Бойчук, за ред. Н.В. Кочубей. – Суми: ВТД "Університетська книга"; К.: Видавничий дім "Княгиня Ольга", 2005. – 394 с. (С. 80-85, 161).
4. Федоренко О. І. Основи екології / О. І. Федоренко, О. І. Бондар, А. В. Кудін. – К.: Знання, 2006. – (С.356-381).
5. Казначеев В. П. Очерки теории и практики экологии человека / В. П. Казначеев. – М: Наука, 1983.-264 с.
6. Спортивная медицина: учеб. для ин-тов физ. культ. / Под ред. В. Л. Карпмана. – М.: Физкультура и спорт, 1987. – 304 с.
Лабораторна робота 12
Біологічні ритми
організмів
Мета роботи: ознайомитися з поняттям біологічних ритмів та їх значенням для організму людини; побудувати графік власних біоритмів.
Матеріали та обладнання: калькулятор, лінійка, кольорові олівці.
Програма підготовки до заняття
1. Внутрішні ритми організмів.
2. Адаптивні біологічні ритми організмів (зовнішні ритми, внутрішні, добові ритми, річні ритми).
3. Біоритми та їх роль у життєдіяльності людини.
Питання для самостійного опрацювання
1. Порушення біоритмів.
2. Біоритми і спортивні досягнення.
| Після опрацювання матеріалу теми Ви повинні знати: – види біологічних ритмів живих організмів; – регуляцію біоритмів та роль біоритмів в житті людини; – причини порушення біоритмів та вплив біоритмів на спортивні досягнення. |
| Після опрацювання матеріалу теми Ви повинні вміти: – будувати графіки біоритмів та пояснювати графічне зображення біоритмів. |
| Ключові поняття і терміни: внутрішні ритми, зовнішні ритми, циркадні ритми, річні ритми, емоційний ритм, фізичний ритм, інтелектуальний ритм. |
