Вайнер Э. Н. - Валеология: Учебник для вузов

Ранее (раздел 6) уже было показано, что в ответ на действие на организм слабых или умеренных стрессовых факторов, которыми могут быть и спортивные нагрузки, в нем возникает неспецифическая адаптационная реакция тренировки, при действии же факторов средней силы возникает неспецифическая адаптационная реакция активации. При воздействии сильных факторов в организме стандартно возникает один и тот же комплекс изменений — острый адаптационный синдром, реакция стресса. В триаде: тренировка, активация и стресс — каждая имеет четко ограниченные параметры нейроэндокринных и иммунных изменений, отличающих эти реакции друг от друга.

Для реакции тренировки характерно небольшое повышение секреции глюкоминералокортикоидных гормонов коры надпочечников, нормальные величины активности щитовидной железы, половых желез и тимико-лимфатической (то есть иммунной) системы. При реакции активации — повышение секреции мине-ралокортикоидных гормонов при нормальной секреции глюко-кортикоидов, физиологическое повышение активности щитовидной железы и половых желез, существенное повышение активности тимико-лимфатической системы. При реакции стресса преобладает секреция глюкокортикоидных гормонов, активность щитовидной и половых желез угнетена, активность тимико-лимфатической системы подавлена. Именно с этим связан известный факт гиперчувствительности спортсменов, находящихся на пике спортивной формы, к простудно-инфекционным заболеваниям.

Таким образом, параметры изменений, характерные для каждой физиологической адаптационной реакции, дают основания считать, что реакции тренировки и активации являются неспецифической основой здоровья (нормы), в то время как показатели стресса являются неспецифической (патофизиологической) основой предболезни и болезни. Так как на человека в течение жизни действуют различные по характеру раздражители и в различных сочетаниях, то в организме всегда идут указанные адаптационные реакции. Искусственно вызывая полезные для организма адаптационные реакции, приводящие к повышению активности иммунной системы, можно оздоровить организм, предупреждать возникновение и развитие различных заболеваний.

Ключевые слова: иммунитет, генотип, антиген, антитело, фагоцитоз.

Контрольные вопросы:

1. Понятие об иммунитете.

2. Характеристика специфической иммунной системы.

3. Характеристика неспецифических гуморальных систем.

4. Характеристика неспецифических клеточных систем.

5. Органы специфической иммунной системы.

6. Характеристика В- и Т-лимфоцитов, их классификация и функции.

7. Понятие об антигенах.

8. Понятие об антителах.

9. Понятие о кооперации иммунокомпетентных клеток.

10. Тканевые факторы иммунитета. 1 1. Фагоциты и фагоцитоз.

12. Гуморальные факторы иммунитета.

13. Факторы риска иммунитета.

14. Образ жизни и иммунитет.

15. Стресс и иммунитет. Литература:

Белозёрова Е.С. с соавт. Клиническая иммунология и аллергология. Алма-Ата, 1992.

Бутенко Г.М., Вельтищев Ю.Е. Прикладная иммунология. Киев, 1984.

Говалло В.И. Парадоксы иммунологии. М., Знание, 1983.

Глушанок Т.Г., Волкова Л.Н. Тайны здоровья ребенка. СПб, 1994.

Земское A.M., Земское В.М. Справочник оперативной информации по клинической иммунологии и аллергологии. Воронеж, 1995.

Йегер Л. Клиническая иммунология и аллергология. Ч. 1. М., 1983.

Лозовой Л.П., Шергин С.М. Структурная и функциональная организация иммунной системы. Новосибирск, 1981.

Ломакин М.С. Иммунобиологический надзор. М., 1990.

Месробяну М. Иммунология, иммунохимия, иммунопатология. Бухарест, 1977.

Петров Р.В. Иммунология. М., Медицина, 1987.

Першин С.Б., Кончугова Т.В. Стресс и иммунитет. М., 1996.

Румянцев С.Н. Бастионы наследственного иммунитета. Минск, 1983.

Стефани Д., Вельтищев Ю.Е. Иммунология и иммунопатология детского возраста. М., 1996.

Сассмен Л. Аллергия: как облегчить страдания. М., 1994.

Физиология человека. Тома 1—3. М., Мир, 1996.

Цернай И. Сильная иммунная система — залог бодрости и здоровья. М., 1997.

Чайцев В.Г. Практическая валеология. Принципы сохранения, укрепления здоровья и долголетия. Рязань, 1997.

Черствый Е.Д., Кравцова Г.И. Болезнь плода, новорожденного и ребенка. Минск, 1991.

Шварцман Я.С., Корчанова Н.Л. Иммунитет и вакцины будущего. 1985.

8.1. Механизмы терморегуляции человека

Ареал проживания человека распространяется от пол юсовых зон, где температура воздуха порой достигает -86°С, до экваториальных саванн и пустынь, в наиболее жарких участках которых она приближается к +50°С в тени! Тем не менее в таком широком диапазоне температур человек сохраняет активную жизнеспособность и достаточную работоспособность благодаря своей термостабильности, когда температура тела колеблется в относительно узких границах — от 36 до 37°С.

, Гомойотермия — постоянство температуры тела — делает человека независимым от температурных условий проживания, так как обеспечивающие его жизнедеятельность биохимические реакции продолжают осуществляться на оптимальном уровне благодаря сохранению адекватной активности обеспечивающих их тканевых ферментов и витаминов, катализирующих и активирующих отдельные стороны обмена веществ, тканевых гормонов, нейромедиаторов и других веществ, от которых зависит нормальная деятельность организма. Смещение же температуры в ту или иную сторону резко меняет активность этих веществ, причем в разной степени для каждого из них — в результате наступает разобщение в активности протекания отдельных сторон обмена веществ. У животных пойкилотермных, холоднокровных, температура тела которых определяется окружающей температурой (повышается или понижается вместе с последней), активность их тканевых ферментов как биологических катализаторов меняется вместе с изменением внешних тепловых условий. Вот почему при снижении температуры степень проявления их жизнедеятельности снижается вплоть до полной остановки — так называемый анабиоз, а при очень высокой — либо наступает смерть, либо высушивание, которое у некоторых из пойкилотермов является также разновидностью анабиоза. Так, с изменением внешней темпе-

8. Терморегуляция и здоровье

8.Г Механизмы терморегуляции человека ратуры жизнедеятельность некоторых насекомых (саранча) может восстанавливаться как после замерзания до температуры жидкого азота (—189°С), так и после высушивания. Описан случай оживления, хотя и кратковременного, гигантского тритона, замерзшего в леднике, по мнению специалистов, по крайней мере около 5000 лет назад.

Таким образом, способность сохранять неизменной температуру тела при различных условиях существования делает теплокровных независимыми от обстоятельств природы и способными сохранять высокий уровень жизнеспособности. Такая способность обусловлена сложной системой терморегуляции, обеспечивающей уменьшение выработки тепла и активную его отдачу при опасности перегревания и активизацию термогенеза при ограничении отдачи тепла — при опасности переохлаждения.

Статистика показывает, что в России из всех случаев временной утраты трудоспособности более 40% приходится на простудные заболевания, что дает основание обывателю считать систему терморегуляции несовершенной. Однако есть много фактов, указывающих на высокую природную устойчивость человека к действию низких температур. Так, йоги-респы соревнуются при температуре ниже —20°С в скорости высушивания мокрых простыней теплом своего тела, сидя нагишом на льду замерзшего озера. Стали традиционными проплывы специально подготовленных пловцов через Берингов пролив из Аляски на Чукотку (более 40 км) при температуре воды +4°С — +6°С. Якуты натирают новорожденных снегом, а остяки и тунгусы погружают их в снег, обливают холодной водой и затем закутывают в оленьи шкуры... В таком случае, по-видимому, скорее следует говорить об извращении совершенных механизмов терморегуляции человека далекими от сформировавших их в эволюции условиями жизни современного человека, чем о несовершенстве самих механизмов.

В то время как большинство функций жизнедеятельности — кровообращение, дыхание, пищеварение и др. — имеют какой-либо специфический структурно-функциональный аппарат, терморегуляция такого органа не имеет и является функцией всего организма в целом.

Согласно предложенной И.П. Павловым схеме, организм теплокровного можно представить в виде относительно термостабильного «ядра» и имеющей большой разброс температур «оболочки». Ядро, температура которого колеблется в пределах 36,8—37,5°С, включает преимущественно жизненно важные внутренние органы: сердце, печень, желудок, кишечник и т.д. Особенно следует отметить роль печени, имеющей относительно высокую температуру — выше 37,5°С, и толстого кишечника, микрофлора которого в процессе своей жизнедеятельности вырабатывает много тепла, обеспечивающего поддержание температуры прилежащих тканей. Термолабильную оболочку составляют конечности, кожные и подкожные ткани, мышцы и т.д. Температура различных участков оболочки колеблется в широких пределах. Так, температура пальцев ног составляет около 24°С, голеностопного сустава — 30—31°С, кончика носа — 25°С, подмышечной впадины, прямой кишки — 36,5—36,9°С и т.д. Однако температура оболочки очень подвижна, что определяется условиями жизнедеятельности и состоянием организма, поэтому и толщина ее может меняться от очень тонкой при жаре до очень мощной, сжимающей ядро — при холоде. Такие взаимоотношения ядра и оболочки обусловлены тем, что первая преимущественно производит тепло (в покое), а вторая — должна обеспечивать сохранение этого тепла. Именно этим объясняется то обстоятельство, что у закаленных людей оболочка на холоде быстро и надежно обволакивает ядро, сохраняя оптимальные условия для поддержания деятельности жизненно важных органов и. систем, а у незакаленных оболочка и в этих условиях остается тонкой, создавая угрозу переохлаждения ядра (так, при снижении температуры легких всего лишь на 0,5°С возникает угроза пневмонии). Термостабильность организма обеспечивается в основном двумя взаимодополняющими механизмами регуляции — физическим и химическим. Физическая терморегуляция преимущественно активизируется при опасности перегревания и заключается в отдаче тепла в окружающую среду. При этом включаются все возможные механизмы теплоотдачи: теплоизлучение, теплообмен, конвекция и испарение. Теплоизлучение осуществляется за счет инфракрасных лучей, исходящих от имеющей высокую температуру кожи. Теплопроведение реализуется за счет разницы температур между кожей и окружающим воздухом. Увеличение этой разницы осуществляется за счет гиперемии — расширения кожных сосудов и притока сюда большего количества теплой крови от внутренних органов, из-за чего и окраска кожи при жаре становится розовой. При этом эффективность теплоотдачи определяется теплопроводностью и теплоемкостью внешней среды: так, эти показатели в соответствующих температурах для воды в 20—27 раз выше, чем воздуха. Отсюда становится понятным почему термокомфортная температура воздуха для человека составляет около 18°С, а воды — 34°С. Теплоотдача за счет испарения пота является весьма эффективной, так как при испарении 1 мл пота с поверхности тела организм теряет 0,56 ккал тепла. Если учесть, что взрослый человек вырабатывает даже в условиях низкой двигательной активности около 800 мл пота, то становится понятной эффективность этого способа.

В различных условиях жизнедеятельности соотношение потерь тепла тем или иным способом заметно меняется. Так, в покое и при оптимальной температуре воздуха организм 31% образующегося тепла теряет проведением, 44% — излучением, 22% -— испарением (в том числе и за счет влаги с дыхательных путей) и 3% — конвекцией. При сильном ветре возрастает роль конвекции, при повышении влажности воздуха — проведения, а при усиленной работе — испарения (например, при напряженной двигательной активности испарение пота порой достигает 3—4-х литров в час!).

Эффективность теплоотдачи организма исключительно высока. Биофизические расчеты показывают, что нарушение этих механизмов даже у находящегося в покое человека привело бы к повышению температуры его тела в течении,часа до 37,5°С, а через 6 часов — до 46—48°С, когда начинается необратимое разрушение белковых структур.

Химическая терморегуляция приобретает особое значение при опасности переохлаждения организма. Потеря человеком относительно животных шерстяного покрова сделала его особенно чувствительным к действию низких температур, о чем свидетель-, ствует тот фактор, что у человека Холодовых рецепторов почти в 30 раз больше, чем тепловых. Вместе с тем совершенствование механизмов адаптации к холоду привело к тому, что снижение температуры тела человек переносит гораздо легче, чем ее повышение. Так, грудные дети легко переносят снижение температуры тела на 3—5°С, но тяжело — повышение на 1—2°С. Взрослый человек без каких-либо последствий переносит переохлаждение до 33—34°С, но теряет сознание при перегревании от внешних источников до 38,6"С. хотя при лихорадке от инфекции может

8.L. Механизмы терморегуляции человека

сохранить сознание и при 42°С. Вместе с тем отмечены случаи оживления замерзших людей, температура кожи которых опускалась ниже точки замерзания.

Суть химической терморегуляции заключается в изменении активности обменных процессов в организме: при высокой внешней температуре она снижается, а при низкой — возрастает. Исследования показывают, что при снижении окружающей температуры на 1°С у обнаженного человека в покое активность метаболизма возрастает на 10%. (Однако выключение наркозом и так называемыми нейролептиками высших регуляторных механизмов термостабильности у теплокровных делает их зависимыми от окружающей температуры, и при охлаждении температуры их тела до 32°С потребление ими кислорода снижается до 50%, при 20°С — до 20%, а при +1°С — до 1% от исходного уровня.)

Особое значение для поддержания температуры тела играет тонус скелетных мышц, который возрастает при снижении окружающей температуры и снижается — при потеплении. Показательно, что эти процессы протекают тем активнее, чем опаснее грозящее нарушение термостабильности. Так, при температуре воздуха 25—28°С (и особенно в сочетании с высокой влажностью) мышцы в значительной степени расслаблены, и воспроизводимая ими тепловая энергия ничтожна. Наоборот, при опасности переохлаждения все большее значение приобретает дрожь — нескоординированные сокращения мышечных волокон, когда внешняя механическая работа практически полностью отсутствует, и почти вся энергия сокращающихся волокон переходит в тепловую энергию (это явление получило название несократительного термоге-неза). Нет ничего удивительного поэтому в том, что при дрожи теплопродукция организма может возрасти более чем в три раза, а при напряженной физической работе — в 10 и более раз.

Несомненное значение в химической терморегуляции играют и легкие, которые за счет изменения активности обмена входящих в их структуру высококалорийных жиров поддерживают относительно постоянную свою температуру, — именно поэтому при высокой внешней температуре оттекающая от легких кровь прохладнее, а при низкой — теплее вдыхаемого воздуха.

Физический и химический механизмы терморегуляции работают с высокой степенью согласования благодаря наличию в ЦНС соответствующего центра в области промежуточного мозга (гипоталамус). Вот почему при высокой температуре окружающей среды, с одной стороны, усиливается теплоотдача (за счет повышения температуры кожи, активизации дыхания, усиления процессов испарения пота и т.д.), а с другой — снижается теплопродукция (за счет снижения тонуса мышц, перехода к усвоению организмом менее энергосодержащих продуктов); при низких же температурах -наоборот: возрастает теплопродукция и снижается теплоотдача.

Таким образом, совершенные механизмы терморегуляции человека позволяют поддерживать оптимальную жизнеспособность в широком диапазоне внешних температур.

8.2. Терморегуляция и условия жизни современного человека

По мере развития человеческого общества было понятным стремление человека обезопасить себя от превратностей природы. При этом особое внимание обращалось на неудобства, которые из-за потери шерстяного покрова создавали для него резкие перепады внешних температур. По-видимому, сама по себе потеря шерстяного покрова у человека должна свидетельствовать о том, что появление его как биологического вида географически следует связать с теми ареалами, которые отличаются относительно постоянной и высокой температурой. Поэтому самым естественным следует считать появление одежды, которую «придумали» первоначально только для предотвращения перегревания и переохлаждения, то есть выхода за те физиологические границы, в пределах которых организм может сам поддерживать свою термостабильность. Однако постепенно одежду все больше стали использовать не для предотвращения нарушений терморегуляции, возникающих за пределами ее возможностей, а для сохранения термостабильности в узких температурных границах, создаваемых микроклиматом, возникающим между телом и одеждой.

Для оценки теплоизолирующих свойств одежды введена единица теплоизоляции КЛО, которая соответствует количеству теплоизолирующего материала, которое необходимо для поддержания температуры кожи у спокойно сидящего человека в условиях интенсивности теплоотдачи около 50 ккал/час на 1 м2 поверхности тела при 21°С, относительной влажности воздуха 50% и скорости его движения около 10 см/сек. При этом предполагается, что величина менее 1 КЛО соответствует одежде, которая создает опасность переохлаждения, а более 1 КЛО — перегревания. Этой условной единице соответствует одежда: шерстяной костюм, рубашка, майка, хлопчатобумажные носки и ботинки. Подчеркнем, что единица КЛО выведена для сидящего человека; для сохранения же термостабильности спокойно идущего человека при одежде, соответствующей 1 КЛО, термокомфортная температура должна составлять +11 °С, у быстро идущего — +1 °С, а для бегущего — -36°С! С другой стороны, для лежащего в таком костюме человека оптимальная внешняя температура должна составлять +26°С. Исследования, однако, показывают, что у большинства людей теплозащитные свойства одежды превышают 1 КЛО как минимум на 12—15%, чем это необходимо в холодное время года (при температуре внешней среды ниже +12°С), у детей же это превышение еще более значительно. Особыми теплозащитными свойствами обладает стеганая одежда (благодаря низким теплопроводным качествам воздуха, толщина 1 см такой одежды имеет показатель 2,76 КЛО).

Таким образом, одежда современного человека обеспечивает термостабильность и, более того — провоцирует перегревание ор-танизма. Эти условия являются противоречием сложившейся в эволюции обстановки, когда человеку больше приходилось бороться с опасностью переохлаждения, а теперь в большей степени — с опасностью перегревания. Естественно, что такие извращения условий существования человека относительно природных нарушают механизмы терморегуляции, детренируют их, делая менее эффективными именно в аспекте адаптации к низким температурам.

Другим фактором,'изменившим естественные условия существования человека, является термостабильное жилище. Это обстоятельство имеет особое значение для регионов с низкими зимними температурами. Обусловлено это тем, что перестройка терморегуляции от режима теплоотдачи, свойственного организму для предупреждения перегревания при температурных выше 21°С, к режиму термогенеза, предупреждающего переохлаждение при соответствующих низких температурах у адекватно одетого человека, требует определенного времени (видимо, не менее 5—7 минут). На самом же деле переход из теплого помещения наружу занимает гораздо меньшее время, так что человек оказывается в условиях низких температур тогда, когда его организм еще продолжает отдавать тепло в целях предупреждения перегревания. С этих позиций становится понятной вся пагубность, во-первых, поддержания температуры в помещении на уровне, требующем значительной теплоотдачи для предупреждения перегревания (видимо, это температура выше уже 22—24°С), а во-вторых — попытки «запастись» теплом перед выходом на холод (например, горячими напитками), так как при этом увеличивается потоотделение.