Экстремально холодные территории
Эффективность адаптивного процесса в экстремальных условиях среды
Человек, как и любой другой живой организм, приспособленный к жизни в определенных условиях температуры, освещенности, влажности, гравитации, излучений, высоты над уровнем моря и т.д. Эти свойства выработались у него в процессе эволюционного развития.
Температура окружающей среды является важным и часто ограничивающим жизненные возможности экологическим фактором и показателем экстремальных условиях. Каждый человек живет и комфортно себя чувствует в достаточно узком интервале температур.
Большинство людей на Земле живет на высоте до 3000 м над уровнем моря. Около 15 млн. человек - на высоте до 4800 м. Но на высоте выше 5500 м человек не может жить постоянно. У нее резко ухудшается здоровье, происходит стремительное развитие болезней, что может привести к неминуемой гибели, если не вернуться к привычным условиям жизни. Это связано с очень низким парциальным давлением газов, выдыхаются, большим перепадом дневных и ночных температур, повышенной солнечной радиацией. Основную проблему для человеческого организма в таких условиях представляет перенос атмосферного кислорода к клеткам. Примером могут быть альпинисты - покорители высокогорных вершин. 8-тысячники Гималаев могут быть покорены только в кислородных масках, и находиться на такой высоте можно не более нескольких часов.
Изучение адаптации неразрывно связано с характеристикой окружающей человека среды. Механизмы адаптации можно понять только тогда, когда детально изучены условия, в которых человек должен адаптироваться.
В процессе жизни человеку приходится адаптироваться к различным условиям окружающей среды, которые бывают:
• благоприятными;
• неблагоприятными;
• совершенно неблагоприятными или экстремальными.
Неблагоприятные условия возникают как при минимальных, так и максимальных показателях выраженности природных условий:
• климатических (холодные, жаркие, сухие, влажные);
• геохимических (дефицит или избыток химических элементов);
• геоморфологических (высокогорье, пещеры, подводный мир).
Часто несколько показателей налагаются: высокогорья + холод (Антарктида, где, например, полярная станция «Восток» находится на высоте 3488 м), жара + безводья (Сахара).
Существуют значительные различия по площади экстремальных регионов:
• крупные (Антарктида - около 14 млн. км2);
• пространственно ограничены.
По продолжительности действия в годовом цикле различают экстремальные условия:
• постоянные (Арктика)
• сезонные (Восточная Сибирь с суровой зимой).
По стабильности:
• территории с неустранимыми экстремальными условиями (высокогорье);
• с убираемой (например, когда дефицит микроэлемента может быть ликвидирован введением его в воду, в пищевой рацион).
Экстремально холодные территории
Такими называют территории и регионы, которые принадлежат к Северу. Предел экстремально холодных территорий проходит по южному границы тундр, по изотерме +10 ºС самого теплого месяца в году. Экстремально холодные районы занимают 16% площади суши, на которой проживает всего 1% населения (средняя плотность - 0,01 человек / кв. Км).
Содержание кислорода в атмосферном воздухе Севера очень отличается от других регионов и составляет 20,99%, а вот в южных широтах он меньше - 20,44%. При изменении метеорологических условий на Севере колеблется его плотность. Она изменяется прямо пропорционально давлению и обратнопропорциональна температуре и влажности. Плотность кислорода повышается ночью и утром, а также зимой и уменьшается в весенне-летний период.
Почти для всех регионов Севера характерны слабо минерализованные воды и нехарактерное отношения макро-и микроэлементного состава местных продуктов питания.
К экстремально холодным условиям у коренного населения выработались адаптивные (генетически закрепленные) приспособления. Среди них основными являются:
• конституционные особенности тела: при относительно небольшой длине тела - плотные, коренастые, с широкой грудной клеткой, отсутствует астенический тип телосложения;
• процессы обмена веществ и терморегуляции изменены повышен гемоглобин, высокий уровень циркуляции крови (что способствует снижению чувствительности кожи рук и ног к холоду), снижен порог чувствительности к обморожения, повышенный основной обмен веществ;
• пища содержит много белков и жиров животного происхождения (70-80% диеты), высокая его калорийность (в среднем более 3000 ккал в сутки), но высокое содержание холестерина в крови не вызывает атеросклероза, редкой бывает гипертония, низкая смертность от сердечно-сосудистых заболеваний.
На Севере звери приспосабливают свой организм к пониженной отдаче энергии. У некоторых это вызывает даже необходимость зимовки. Люди в тех же условиях реагируют повышенной отдачей энергии. Это требует развития способности добывать себе достаточное количество пищи, а также влияет на выбор пищи. Она должна быть максимально полезной человеку. Эскимосская пища для нас была бы несъедобной, поскольку она должна содержать большое количество чистого жира.
Как показывает опыт полярных экспедиций прошлых лет, далеко не все из них смогли выдержать суровые условия полярного Севера (или Антарктиды) и приспособиться к ним. Многие погибли из-за неправильно подобранного питания и снаряжения.
Иногда акклиматизация проходит спокойно, без срывов, без сдвигов основного обмена, например, на некоторых станциях в Антарктиде (Новолазаревская) при хорошей социально-бытовой защите полярников. Люди типа «стайер» адаптируются лучше, чем «спринтеры».
В Антарктиде из-за ледников и отсутствия контактов полярников с местной флорой и фауной практически нет природно-очаговых заболеваний. На первом месте у всех полярников стоят травмы, на втором - болезни периферической нервной системы, на третьем - ОРЗ.
Однако специфические заболевания у коренных жителей Севера все же распространены.
Важную роль для человека на Севере играют следующие факторы: солнечная активность, содержание кислорода в атмосферном воздухе, перепады атмосферного давления, температуры и влажности воздуха, колебания геомагнитного поля, сильные ветры.
Так, биологическое действие изменений солнечной активности опосредуемое прежде всего через геомагнитное поле, в полярных районах имеет ряд особенностей. Высокие северные широты отличаются частыми непериодическими возмущениями геомагнитного поля, которые длятся от нескольких минут до нескольких часов. Присутствие в воздухе электрических частиц - ионов обусловливает электрические явления в атмосфере.
Космические и геомагнитные возмущения - это первичные факторы, влияющие на молекулярном и субмолекулярном уровнях и приводят к особому состоянию организма - синдрому полярного напряжения, что приводит к формированию хронического патологического процесса.
Синдром полярного напряжения - состояние специфической напряженности организма, вызванного суровым климатом Севера, тяжелым аэродинамическим режимом, специфическим фотопериодизмом, особенностями питания, колебаниями геомагнитного и другими факторами, которые характерны для высоких широт.
Однако ведущую роль в развитии этого синдрома играют факторы геомагнитной природы, от которых человек не может защититься с помощью социально-гигиенических мероприятий.
В связи с экстремально холодными условиями существования у коренных жителей Севера возникают специфические заболевания, такие как:
- Холодовая болезнь - представляет собой глубокие нарушения центральной и периферической нервной системы и связана не только с холодом, но и с характерными для Севера погодными условиями - низкой температурой воздуха в сочетании с сильным ветром и высокой влажностью. Холодовая болезнь сопровождается дыхательной и сердечно-сосудистой недостаточностью, гипоксией, отеком мозга и легких;
- Нейровоскулит - поражение нервных окончаний и малых кровеносных сосудов;
- Вторичная форма иммунодефицита - приобретенный состояние организма, при котором снижается или теряется способность организма сопротивляться любой инфекции;
- Бруцеллез (мальтийская лихорадка, болезнь Банга) - возникает через тесные контакты с животными и полукочевой образ жизни. Основной источник - олень, его мясо.
Типичные для Севера нарушения здоровья обусловлены также недостатком различных биогенных химических элементов в воде, в местных продуктах питания. Недостаточное содержание фтора в воде, изменение соотношения между кальцием и оловом, магнием и натрием ведут к распространению кариеса, поражению слизистой оболочки рта, нарушению в костной ткани. Очень хорошо известны последствия дефицита йода, фтора, железа, проявляющиеся у человека не только в виде кариеса и фтороза, но и в виде эндемического зоба и так называемых полярных анемий.
Учитывая все это, при освоении экстремально холодных районов все чаще предпочтение отдается вахтенному методу работы.