Адаптация к экстремальным условиям

Вид Homo sapiens характеризуется широкими способностями к адаптации и полиморфизмом (разнообразием в проявлении внешних признаков). Это позволило людям расселиться по всему земному шару, освоив различные климатические зоны, географо-биологические условия и приспособившись к различным диетам (т.е. определенным режимам питания).

С генетических позиций это означает, что человек обладает широкой «нормой реакции» многих генетических свойств. Автор концепции «нормы реакции» Ф. Добржанский определил ее как «полный спектр, весь репертуар различных путей развития, которые могут выявиться у носителей данного генотипа в любой среде».

Природные экосистемы, в которых живут отдельные популяции людей, многообразны. Исторически сложившиеся популяции, приспособленные к определенным природным условиям, условно называют экотипами. Представители различных экотипов отличаются телосложением, типом лицевого скелета, цветом кожи и волос, пищевыми адаптациями и энергетическим балансом, иммунитетом к определенным заболеваниям, а также скоростью роста и развития. Резкая перемена условий обитания для представителей любого экотипа означает стрессовую, а часто даже экстремальную ситуацию. Наиболее крупные адаптивные типы (экотипы): арктический, тропический, аридный (обитатели пустынь), высокогорный, средиземноморский, среднеевропейский.

Типы географо-биологической среды обитания, определяющие экотипы человека, соответствуют основным климатическим зонам. Для каждого типа среды обитания, как правило, характерен определенный тип хозяйственного уклада людей. Наибольшая населенность, развитие городов, современный уклад жизни и хозяйства более всего характерны для зон смешанных лесов умеренного климатического пояса, а также для зоны тропических лесов и степей. В этих зонах сосредоточено 79% населения Земли. Еще 12% людей обитают в горных районах, а остальные климатические зоны заселены слабо. Возникновению древнейших цивилизаций на Ближнем Востоке способствовал комплекс благоприятных экологических условий, а именно: обилие воды, плодородные почвы, речные транспортные пути, благоприятный климат в долинах рек Египта и Месопотамии.

Экстремальными условиями для отдельного человека являются любые резкие изменения в образе жизни, а опасными для жизни - условия, адаптация к которым невозможна (т. е. выходит за пределы физиологической толерантности, видовой генетической нормы реакции). Причем адаптационные возможности организма человека определяются не только физиологическими, но и социальными условиями и факторами. Наиболее комплексный показатель индивидуальной адаптации человека к условиям среды - его работоспособность и общий жизненный тонус, которые отражают сложные взаимодействия гормонального статуса, состояния нервной, иммунной и других физиологических систем организма, а также и свойства личности (т. е. совокупности социальных, интеллектуальных, эмоциональных и духовных черт человека).

Экстремальные ситуации, связанные с питанием и энергетическим обменом. Энергия, получаемая человеком из пищи, необходима для поддержания обмена веществ, в том числе поддержания постоянной температуры тела в состоянии покоя или основного обмена, а также для всех видов деятельности, роста и размножения. Регулирование общего энергетического баланса взрослого человека, исключающее резкие колебания веса тела, осуществляется нервной и эндокринной системами. Пользуясь специальными таблицами, можно для разных видов деятельности и с учетом возраста рассчитать необходимый расход энергии, в соответствии с которым составить пищевой рацион – суточную норму пищи определенного состава на определенный срок.

Далее в нем следует сбалансировать содержание белков, жиров, углеводов, витаминов и микроэлементов, а также воды.

Основной обмен энергии взрослого человека составляет около 300 кДж/ч, энергетические затраты горожанина при обычной деятельности - около 450 кДж/ч, а при тяжелой работе - до 2000 кДж/ч. В среднем энергетические траты человека принимают равными 8500-12 500 кДж/сут. В примитивных обществах в связи с тяжелым трудом и большей зависимостью от внешних температурных условий затраты энергии у людей выше.

Современные горожане страдают болезнями от избытка калорийности, несбалансированности питания, недостатка овощей, фруктов и других видов свежих натуральных (неконсервированных) продуктов. Естественные для названных групп людей различия в росте, телосложении и весе также во многом определяются особенностями питания.

Климатическая адаптация. Определенная доля энергии затрачивается организмом человека на поддержание постоянства температуры тела. В отличие от других теплокровных животных человек дополнительно использует культурные и социальные приспособления: жилье, одежду, системы отопления, вентиляции, кондиционирования и т. д. Благодаря этому сообщества человека успешно выживают в экстремальных климатических условиях.

Способность людей разных экотипов к акклиматизации (длительной адаптации) к высоким и низким температурам различна. В среднем акклиматизация к теплу происходит быстрее, чем к холоду, так как связана со скоростью изменения основного обмена. Акклиматизация к холоду зависит от питания, в частности, от содержания в диете белков и жиров. При этом у людей, как и у животных, образуется подкожный жировой теплоизолирующий слой.

Изучение температурных границ организма человека при выполнении различных видов квалифицированной работы показало, что при достижении верхней границы температурного оптимума для человека (27-28 °С) эффективность работы снижается, а число ошибок возрастает. При более высокой температуре нарушается сон. Нижней границей температурного оптимума является +18 °С. Установлено, что при температуре ниже +13 °С несчастные случаи на производстве происходят на 34% чаще, чем при +18 °С.