Концепция здоровья в аспекте теории адаптации

В настоящее время проблема взаимодействия организма человека с окружающей средой не теряет своей актуальности. Сложный комплекс внешних воздействий, включая большой спектр антропогенных влияний, предъявляет высокие требования к организму. Сохранение здоровья человека, предупреждение заболеваний становится не только частной проблемой медицины, но и естествознания в целом, а также одной из общегуманитарных ценностей .

Приспособление строения и функций организма к условиям окружающей среды происходит в процессе адаптации. Согласно концепции Г. Селье, адаптация - одно из фундаментальных качеств живой материи, которое нередко отождествляется с самим понятием жизни . В современном понимании адаптация - это процесс формирования оптимального структурно-функционального соответствия, обеспечивающий наиболее выгодное функционирование организма в определенных условиях. В данном случае проблема взаимодействия организма со средой рассматривается в рамках системно-функционального подхода, учитывающего не только внешние связи, но и комплекс изменений внутри организма, направленный на сохранение гомеостаза .

В этой связи главное содержание адаптации - это внутренние процессы в системах, которые обеспечивают сохранение ее внешних функций по отношению к среде . Эта цель достигается за счет адаптивных и компенсаторных реакций. Адаптивные реакции заключаются в том, что система, реагируя на изменение существенных для нее параметров среды, перестраивает свои структурные связи для сохранения функций, обеспечивающих ее существование как целого. Компенсаторные реакции направлены на сохранение функции системы даже в случае нарушения дея тельности функционального элемента. Таким образом, компенсаторные реакции осуществляются не элементом, а системой в отношении элемента.

Понятие адаптации используется в разных аспектах. Существует гено-типическая адаптация - процесс, составляющий основу эволюции, при котором вследствие наследственной изменчивости, мутаций и естественного отбора сформировались современные виды животных и растений. Комплекс видовых наследственных признаков лежит в основе другого вида адаптации, приобретаемой в ходе индивидуального развития организма, - фенотипиче-ской адаптации, которая формирует индивидуальный облик организма .

Концепция фенотипической адаптации была сформулирована Ф. 3. Меерсоном . Согласно этой теории, в развитии большинства адаптационных реакций прослеживаются два этапа: начальный этап - срочная, но несовершенная адаптация и последующий этап - совершенная, долговременная адаптация.

Срочная адаптационная реакция возникает сразу после начала действия раздражителя. Наибольшее значение в поддержании гомеостаза на ранних этапах адаптации имеют компенсаторные реакции организма. Типичными проявлениями срочного этапа адаптации служат рефлекторные реакции, возникающие при действии гипоксии, холода, тепла и т. д. Важнейшая черта этого этапа состоит в том, что деятельность организма протекает на пределе его физиологических возможностей - при почти полной мобилизации функциональных резервов - и оказывается недостаточной . Важное место в начальный период приспособления занимают неспецифические механизмы повышения устойчивости организма, т. е. стресс-реакция.

Долговременная адаптация развивается постепенно, в результате многократного или длительного действия факторов среды, на основе многократной реализации срочной адаптации. Основу долговременной адаптации составляют структурные изменения в органах и системах, наиболее вовле ченных в компенсаторные реакции срочного этапа. Исследования, проведенные на самых различных объектах, однозначно показали, что увеличение функции органов и систем закономерно влечет за собой активацию синтеза нуклеиновых кислот и белков в клетках, образующих эти органы и системы . Это приводит к комплексу структурных изменений, которые принципиально увеличивают мощность систем, ответственных за адаптацию, что и составляет основу перехода от срочного этапа адаптации к долговременному.

По мнению Ф. 3. Меерсона , основоположника направления «адаптационная медицина», фенотипическая адаптация у человека имеет более важное значение, чем у других видов животных, поскольку у человека данный процесс является более содержательным и эффективным. В соответствии с этими представлениями Р. П. Казначеев определил адаптацию (приспособление) как процесс поддержания функционального состояния го-меостатических систем и организма в целом, обеспечивающий его сохранение, развитие, работоспособность, максимальную продолжительность жизни в неадекватных условиях среды. Неадекватными считаются экологические условия, не соответствующие в данный момент генофенотипическим свойствам организма как биосистемы. Использование адаптации организма к различным факторам среды делает возможным расширение зоны существования человека и позволяет сохранить здоровье в неблагоприятных условиях .

Условия проведения исследований, контроль теплового состояния испытуемых

Перед проведением исследования каждый испытуемый был ознакомлен с протоколом электромиографического исследования и характером температурного воздействия. Группу сравнения составили испытуемые-добровольцы, практически здоровые к моменту исследования, при наличии хронических заболеваний вне обострения. Отбор испытуемых осуществляли на основании данных анамнеза и стандартного обследования непосредственно перед сеансом электромиографии (измерение температуры, артериального давления). Исследование детей проведено с согласия родителей в присутствии медицинского персонала. Испытуемые по собственному желанию могли прекратить участие в исследовании в любое время.

Электронейромиографические исследования, анализ вызванного кожного вегетативного потенциала (ВКВП) и спирометрические тесты проведены в лаборатории (температура воздуха +22 - 24С, влажность 50-60%; скорость движения воздуха менее 0.1 м/с) после 30-минутного нахождения испытуемого в помещении для стабилизации температуры кожи.

Для контроля теплового состояния испытуемых измеряли центральную температуру (Тц) сублингвально или ректально и средневзвешенную температуру кожи (СВТК) по N. L. Ramanathan . Для этого измеряли температуру колеи в 4 точках - под ключицей (Ті), на латеральной поверхности середины плеча (Тг), на латеральной поверхности середины бедра (Тз) и на медиальной поверхности середины голени (Т4). Дальнейший расчет СВТК производили по формуле : СВТК = 0.3 (Т, + Т2) + 0.2 (Т3 + Т4), где коэффициент перед значениями температур означает примерную площадь поверхности данных участков кожи. СВТК определяли каждые 5 - 10 мин. На рисунке 2.1 представлены графики регистрации СВТК при проведении электронейромиографических исследований у взрослых испытуемых. Центральную температуру измеряли сублингвально, так как она достаточно точно отражает ее изменения и проста в практическом применении .

У детей в возрасте от 7 дней до 3 лет измеряли температуру кожи только в одной точке (на бедре), поскольку, во-первых, она достаточно точно отражает изменения СВТК и, во-вторых, обилие электродов (электромиографических и температурных) вызывало значительное эмоционально-двигательное беспокойство ребенка, что неизбежно повлияло бы на характер ЭМГ.

Для измерения температуры использованы температурные датчики, изготовленные на основе медно-константановых термопар. Изменения электрических свойств термопары преобразовывались в цифровые значения с помощью 5-канального индикатора.

Силу максимального произвольного сокращения (maximal voluntary contraction - MVC) двухглавой мышцы плеча (га. biceps brachii) определяли следующим образом. Испытуемый стоял, его рука находилась в положении локтевого сгибания (плечо расположено вдоль грудной клетки, суставной угол 90). Испытуемый в таком положении должен был осуществлять максимальное давление на динамометр, укрепленный на нижней поверхности неподвижной. Динамометрию проводили перед каждым сеансом ЭМГ.

MVC мышц предплечья определяли при давлении кистью на динамометр, укрепленный на нижней поверхности неподвижной балки. При этом локтевой сустав был фиксирован в лонгете для избежания вовлечения мышц плеча.

Дозирование статического усилия (изометрическое сокращение) т. biceps brachii создавали грузами весом 4, 6, 8 и 10 кг, подвешенными на манжете, укрепленной на предплечье, на 2 - 3 см проксимальнее лучезапя-стного сустава, в течение 3 - 5 с. Испытуемых в положении стоя просили удерживать руку в положении локтевого сгибания (плечо расположено вдоль грудной клетки, суставной угол 90).

Утомление т. biceps brachii было вызвано динамической нагрузкой до отказа. Стоящий испытуемый должен был совершать движения в локтевом суставе типа «сгибание - разгибание» с грузом, составляющим 30% от MVC, до неспособности выполнять полноценные движения с использованием исключительно мышц руки или до появления болевых ощущений.

Дозирование статического усилия мышц предплечья (т. flexor carpi radialis, т. flexor carpi radialis) создавали грузами весом 4, 6, 8 и 10 кг, подвешенными на манжете, укрепленной на кисти, в течение 3 - 5 с. Испытуемых в положении сидя просили поддерживать нагруженную кисть на одном уровне с предплечьем, при этом рука находилась в положении локтевого сгибания, локтевой сустав фиксирован на подлокотнике. Утомление мышц предплечья вызывали движениями в лучезапястном суставе типа «сгибание - разгибание» с грузом, составляющим 30% от MVC.

Функциональные показатели системы внешнего дыхания у лиц с различной адаптированностью к условиям Европейского Севера

Парамеры, характеризующие легочные объемы и проходимость дыхательных путей в зависимости от пола и адаптированности к условиям Европейского Севера, представлены в таблице 4.1. По данным функциональных исследований системы внешнего дыхания нарушения вентиляции легкой степени документированы у 9 человек (30%).

Исследование функции внешнего дыхания выявило тенденцию к формированию нарушений легочной вентиляции у мигрантов (см. табл. 4.1, рис. 4.2, 4.3). Так, ЖЕЛ (% от должного значения) в группе мужчин, постоянно проживающих в Северо-Западном регионе РФ (СЗ - м), составила 96,96±8,54, в группе женщин, постоянно проживающих в Северо-Западном регионе РФ (СЗ - ж), - 98,81±16,27, в группе мужчин, прибывших из других регионов (Юг - м), -76,43±13,98 (р 0,05 по сравнению с СЗ), в группе женщин, прибывших из других регионов (Юг - ж), - 95,13±13,10 (р 0,05 по сравнению с м); объем вдоха (л) в группе СЗ - м составил 3,60±0,35, СЗ - ж - 2,60±0,34 (р 0,001 по сравнению с м), Юг - м - 2,83±0,11 (р 0,001 по сравнению с СЗ), Юг - ж - 2,28±0,36 (р 0,05 по сравнению с Юг - м).

Таким образом, анализ легочных объемов установил рестриктивные нарушения вентиляции у мужчин-мигрантов.

Исследования параметров форсированного выдоха обнаружили об-структивные нарушения вентиляции, также более характерные для мигрантов-мужчин. Так, ФЖЕЛ (% от должного значения) в группе СЗ - м составила 81,64±14,89, СЗ - ж - 84,05±12,06, Юг - м - 71,43±15,29, Юг - ж - 67,20±9,72; ОФВ0,5 (л) в группе СЗ - м составила 3,33±0,31, СЗ - ж - 2,26±0,47 (р 0,001 по сравнению с м), Юг - м - 2,58±0,16 (р 0,01 по сравнению с СЗ), Юг - ж - 2,03±0,44 (р 0,05 по сравнению с м); проба Тиффно, рассчитанная как отношение ОФВі/ФЖЕЛ, в группе СЗ - м составила 99,10±1,40, СЗ - ж - 96,41±3,63, Юг - м - 96,47±3,29, Юг - ж - 99,18±1,28; пиковая объемная скорость во время выдоха (ПОС, % от должного значения) в группе СЗ - м составила 110,19±6,60, СЗ - ж - 90,14±25,85, Юг - м - 74,03±6,83 (р 0,01 по сравнению с СЗ), Юг - ж - 89,48±30,15; SOS25-75 (средняя объемная скорость выдоха, определяемая в процессе выдоха от 25 до 75% ФЖЕЛ), характеризующая проходимость мелких и средних бронхиол, в группе СЗ - м составила 131,71±18,66, СЗ - ж - 109,43±26,06, Юг-м - 88,73±9,00 (р 0,01 по сравнению с СЗ), Юг-ж - 110,30±26,18.

У лиц с одышкой на холоде выявлено достоверное снижение показателей легочной вентиляции (рис. 4.4). Так, объем вдоха был наименьшим у мигрантов с юга при наличии данного симптома (р 0,001), в этой же группе показатели, характеризующие проходимость дыхательных путей (ФЖЕЛ в % от должного значения, ОФВо,5 (л) и ОФВ] в % от должного значения), были также ниже по сравнению с показателями у постоянных жителей СЗ и лиц без одышки (р 0,05).

При высокой чувствительности к холоду в форме усиленной холод-индуцированной вазоконстрикции (феномен Рейно) наблюдались значимые изменеия параметров легочной вентиляции, что свидетельствует об участии нарушений микроциркуляции в патогенезе расстройств внешнего дыхания. Корреляционные связи, показывающие взаимоотношения факторов риска и параметров, характеризующих вентиляцию, показаны на рисунке 4.5.

Показатели артериального давления и пульса значительно не отличались между исследованными группами и составляли в среднем: АДС - 113,41±3,01 мм рт. ст., АДД - 67,00±1,96 мм. рт. ст., ЧСС - 77,64±2,37 уд/мин"1 (табл. 4.2).

Уровень адаптационных возможностей, рассчитанный на основании ИФИ, в исследованной группе в целом соответствовал верхней границе нормальных значений (см. табл. 4.2). Отмечено также, что в группе мужчин уровень ИФИ был выше (р 0,05), что находится на границе значений между удовлетворительной адаптацией и напряжением механизмов адаптации .. Интегральные характеристики функциональных возможностей сердечнососудистой системы на основании индекса ПДП в исследованных группах в целом соответствовали значениям не ниже удовлетворительных оценок, с более высокими показателями у мужчин (рис. 4.6).

Установлена корреляция ИФИ и ПДП с наличием у испытуемых усиленной холод-индуцированной вазоконстрикции (р 0,05). Лица с признаками усиленной холод-индуцированной вазоконстрикции демострировали ИФИ и ПДП, соответствующие напряжению механизмов адаптации . Так, в группе с данным симптомом ИФИ составлял 2,12±0,07 (р 0,05 по сравнению с группой без усиленной холод-индуцированной вазоконстрикции 1,86±0,09); ПДП в группе с данным симптомом был равен 94,41±4,37 (р 0,05 по сравнению с группой без усиленной холод-индуцированной вазоконстрикции 79,85±5,68). Самые высокие показатели ИФИ отмечены у мужчин при наличии усиленной холод-индуцированной вазоконстрикции (2,21±0,09,р 0,05).

Оценка нервно-мышечного статуса с помощью турн-амплитудного анализа ИЭМГ

Определение нервно-мышечного статуса на основе анализа турн-амплитудных параметров ЭМГ проводилось у больных с дифтерийными поражениями периферической нервной системы. Диагностика дифтерийных поражений нервной системы основывалась на данных, установленных клиническим исследованием больных, результатах бактериологического и серологического методов, а также результатах дополнительных методов, позволяющих уточнить выраженность и локализацию поражений нервной системы. Исследования выполнены совместно с А. М. Сергеевым

Электронейромиография (ЭНМГ) проведена 17 больным (6 м., 11 ж.) в возрасте от 18 до 61 года (средний возраст 35,9±3,3 года) через 1 - 18 месяцев после перенесенной дифтерийной инфекции, сопровождавшейся развитием полиневропатии.

Диагноз дифтерии в 15 случаях был подтвержден бактериологически в острый период заболевания, а у 2 больных был поставлен ретроспективно на основании анамнеза, характерной клиники, неблагоприятной эпидемиологической обстановки. У обследованной группы больных симптомы генерализованной сенсорно-моторной полиневропатии появлялись через 9 - 45 дней (в среднем через 26±3 дня) от начала основного инфекционного заболевания, у 6 человек заболевание протекало в виде полирадикулонейропатии по типу синдрома Гийена - Барре.

На момент исследования на основании клинической оценки функции периферической нервной системы больные были разделены на 2 группы. Первая группа включала 6 пациентов (2 м., 4 ж.) в возрасте 18 - 46 лет, об следованных через 10 - 18 месяцев после перенесенной дифтерии, У этой группы больных при клиническом обследовании не обнаруживали нарушений моторной функции. Однако были выявлены расстройства чувствительности по дистальному типу. Ко второй группе нами отнесены 11 больных (4 м., 7 ж.) в возрасте 30 - 56 лет, которые обследованы через 4 - 9 месяцев после начала основного инфекционного заболевания. На момент обследования у этих больных выявляли признаки нарушения моторной функции в виде умеренно выраженного вялого тетрапареза (п=6) или минимальной мышечной слабости в дистальных отделах конечностей, преимущественно в сгибателях кисти (п=5). Это соответствует I - II степени двигательного дефицита по североамериканской шкале .

Контрольную группу составили 7 неврологически здоровых испытуемых-добровольцев (4 м., З ж.) в возрасте от 18 до 39 лет (средний возраст 28,5±2,4 года). Характеристика электронейромиограммы у здоровых испытуемых Скорость распространения возбуждения (СРВ) по моторным волокнам локтевого нерва у здоровых лиц составляла 60 - 70 м/с (в среднем 66,42±2,87 м/с).

У здоровых испытуемых с помощью накожных электродов зарегистрирован 41 потенциал двигательных единиц (ПДЕ) т. triceps brachii. ПДЕ у здоровых лиц характеризовались длительностью 24 - 30 мс, амплитудой, не превышающей 250 мкВ (в основном 90- 150 мкВ), числом фаз, как правило, менее Зх. Число псевдополифазных ПДЕ составляло менее 10%. Средние характеристики ПДЕ представлены в таблице 6.1.

Исследование характеристик интерференционной ИЭМГ у здоровых испытуемых выявило закономерное увеличение амплитуды (RMS) и числа «поворотов» (турнов) ЭМГ т. flexor carpi radialis по мере возрастания нагрузки (табл. 6.2).

В двухмерной системе координат, где ось абсцисс отражает значения предъявляемой нагрузки в кг, а ось ординат - соответствующие значения параметров ЭМГ, зависимость параметров ИЭМГ т. flexor carpi radialis от нагрузки выражалась линейными уравнениями.

Коэффициенты регрессии, отражающие прирост параметров ЭМГ и показывающие наклоны графиков к оси х, практически не отличались у отдельных испытуемых. Значения коэффициентов регрессии находились в пределах 12,9-15,5 для амплитуды ИЭМГ, для числа турнов ЭМГ они составляли 12,0-14,5 (табл. 6.3, рис. 6.1). Обращает на себя внимание практически четырехкратное увеличение как амплитудных характеристик (RMS, рис. 6.1, А), так и числа турнов (рис. 6.1, Б) при возрастании нагрузки с 2 до 8 кг.

Анализ параметров ИЭМГ без учета нагрузки с помощью исследования отношения количества турнов ЭМГ к средней амплитуде ЭМГ за 1 с (метод Виллисона) выявил, что максимальное значение этого отношения для т. flexor carpi radialis наблюдается в интервале амплитуды от 200 до 260 мкВ, для т. gastrocnemius - от 190 до 240 мкВ, составляя в среднем 0,4 - 0,5 и 0,6 - 0,7 соответственно (табл. 6.4, рис. 6.2).

Терентьева Надежда Николаевна

Влияние холода

Хотя периоды сильной жары (тепловые волны) все еще держат пальму первенства по количеству преждевременных смертей, общее количество смертей в среднем за зимний день все же на 15% выше, чем за летний день.

Тем не менее влияние холода на человека весьма многообразно. Холод может быть прямой причиной смерти в случае гипотермии. Также он может способствовать возникновению заболеваний, иногда приводящих к смерти, таких как простуда и пневмония; зимой увеличивается количество несчастных случаев на дорогах, падений на льду, отравлений угарным газом и пожаров.

Хотя логика подсказывает нам, что в более холодном климате больше риск заболеваний и смертей, связанных именно с холодом, это не обязательно так. Повторюсь, что основную роль здесь играет привычка. В одном исследовании, сопоставившим зимнюю смертность в 13 городах с различным климатом в разных частях США, обнаружена значительно большая смертность во время неожиданной холодной погоды в более теплых регионах на юге, в то время как северные регионы, где население привыкло к холоду, пострадали меньше. Например, в Миннеаполисе, штат Миннесота, не было увеличения смертности, даже когда температура упала до -35 °С. Однако в Атланте, штат Джорджия, смертность резко возросла, когда температура опустилась примерно до 0°С.

Адаптация - способность к зимнему холоду

Мы обладаем способностью быстрой адаптации к неожиданным падениям температуры. Наиболее критичное время болезней и смертей, по-видимому, приходится на первые суровые холода сезона. Чем дольше температура остается низкой, тем лучше мы акклиматизируемся. Военнослужащие, путешественники и профессиональные спортсмены, а также многие женщины часто исходят из современной концепции об акклиматизации, подвергая себя предельным температурам, для того чтобы укрепить свои адаптационные механизмы, прежде чем отправиться в путешествие. Например, есть свидетельства, что мужчина, принимавший ванны с температурой воды 15°С в течение получаса каждый день в течение 9 дней до поездки в Арктику, легче перенес вызываемый холодом стресс по сравнению с незакаленными мужчинами.

С другой стороны, наша адаптационная способность к зимним холодам может быть менее эффективной, если мы поддерживаем в своих домах, школах и офисах зимой слишком высокую температуру. Внутренний обогрев (плюс хорошая гигиена) приводит к некоторому падению зимней смертности от респираторных заболеваний, но это не сильно влияет на смертность от коронарных приступов. Обогрев зданий означает, что выход на холод вызывает больший стресс и сильнее воздействует на сердечную деятельность. В середине зимы различие между температурами внутри и снаружи временами может достигать 10-15°С. При таких обстоятельствах наши адаптационные механизмы становятся менее эффективными. Дыхательный тракт может реагировать спазмами на неожиданный вдох холодного сухого воздуха, при этом наша иммунная реакция может ослабевать, что в конечном итоге ведет к заболеванию.

II . Основная часть

1. Оптиум и пессиум. Сумма эффективности температур

2. Пойкилотермные организмы

2.1 Пассивная устойчивость

2.2 Скорость метаболизма

2.3 Температурные адаптации

3. Гомойотермные организмы

3.1 Температура тела

3.2 Механизм терморегуляции

Список литературы
I. Введение
Организмы – реальные носители жизни, дискретные единицы обмена веществ. В процессе обмена организм потребляет из окружающей среды необходимые вещества и выделяет в нее продукты обмена, которые могут быть использованы другими организмами; умирая, организм также становится источником питания определенных видов живых существ. Таким образом, деятельность отдельных организмов лежит в основе проявления жизни на всех уровнях ее организации.

Изучение фундаментальных процессов обмена веществ в живом организме – предмет физиологии. Однако эти процессы протекают в сложной, динамичной обстановке естественной среды обитания, находятся под постоянным воздействием комплекса ее факторов. Поддержание устойчивого обмена веществ в колеблющихся условиях внешней среды невозможно без специальных адаптаций. Изучение этих адаптаций – задача экологии.

Адаптации к средовым факторам могут основываться на структурных особенностях организма – морфааогические адаптации – или на специфических формах функционального ответа на внешние воздействия – физиологические адаптации. У высших животных важную роль в адаптации играет высшая нервная деятельность , на базе которой формируются приспособительные формы поведения – экологические адаптации.

В области изучения адаптаций на уровне организма эколог приходит в наиболее тесное взаимодействие с физиологией и применяет многие физиологические методы. Однако, применяя физиологические методики, экологи используют их для решения своих специфических задач: эколога в первую очередь интересует не тонкая структура физиологического процесса , а его конечный результат и зависимость процесса от воздействия внешних факторов. Иными словами, в экологии физиологические показатели служат критериями реакции организма на внешние условия, а физиологические процессы рассматриваются прежде всего как механизм, обеспечивающий бесперебойное осуществление фундаментальных физиологических функций в сложной и динамичной среде.
II. ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ
1. Оптимум и пессимум. Сумма эффективных температур
Любой организм способен жить в пределах определенного диапазона температур. Диапазон температур на планетах Солнечной системы равен тысячам градусов, а пределы . В которых может существовать известная нам жизнь , очень узки- от -200 до +100°С. Большинство видов обитает в еще более узком температурном диапазоне.

Некоторые организмы. Особенно в стадии покоя, могут существовать при очень низких температурах, а отдельные виды микроорганизмов способны жить и размножаться в городских источниках при температуре, близкой к точке кипения. Диапазон колебаний температуры в воде обычно меньший, чем на суше. Соответственно изменяется и диапазон толерантности. С температурой часто связаны зональность и стратификация как в воде, так и в сухопутных местах обитания. Важны также степень изменчивости температуры и ее колебания , то есть если температура изменяется в пределах от10 до 20 С и среднее значение составляет 15 С, то это не значит, что колеблющаяся температура оказывает такое же действие, что и постоянная. Многие организмы лучше развиваются в условиях переменных температур.

Оптимальные условия те, при которых все физиологические процессы в организме или экосистемах идут с максимальной эффективностью. Для большинства видов температурный оптимум находится в пределах 20-25° С, несколько сдвигаясь в ту или другую стороны: в сухих тропиках он выше – 25-28°С, в умеренных и холодных зонах ниже – 10-20°С. В ходе эволюции, приспосабливаясь не только к периодическим изменениям температуры, но и к разным по теплообеспеченности районам, растения и животные выработали в себе различную потребность к теплу в разные периоды жизни. У каждого вида свой оптимальный диапазон температур, причем и для разных процессов (роста, цветения, плодоношения и др.) имеются тоже «свои» значения оптимумов.

Известно, что физиологические процессы в тканях растений начинаются при температуре +5°С и активизируются при +10°С и выше. В приморских лесах развитие весенних видов особенно четко связаны со среднесуточными температурами от -5°С до +5°С. За день-два до перехода температур через -5°С под лесной подстилкой начинается развитие весенника звездчатого и адониса амурского, а во время перехода через 0°С - появляются первые цветущие особи. И уже при среднесуточной температуре +5°С цветут оба вида. Из-за недостатка тепла ни адонис, ни весенник не образуют сплошного покрова, растут одиночно, реже - по нескольку особей вместе. Чуть-чуть позже них - с разницей в 1-3 дня, трогаются в рост и зацветают ветреницы.

Температуры, «лежащие» между летальными и оптимальными относятся к пессимальным. В зоне пессимумов все жизненные процессы идут очень слабо и очень медленно.

Температуры, при которых происходят активные физиологические процессы, называются эффективными, значения их не выходят за пределы летальных температур. Суммы эффективных температур (ЭТ), или сумма тепла, величина постоянная для каждого вида. Ее рассчитывают по формуле:
ЭТ = (t – t1) × n,
Где t – температура окружающей среды (фактическая), t1 – температура нижнего порога развития, часто 10°С, n – продолжительность развития в днях (часах).

Выявлено, что каждая фаза развития растений и эктотермных животных наступает при определенном значении этого показателя, при условии, что и другие факторы в оптимуме. Так, цветение мать-и-мачехи наступает при сумме температур 77°С, земляники – при 500°С. Сумма эффективных температур (ЭТ) для всего жизненного цикла позволяет выявить потенциальный географический ареал любого вида, а также сделать ретроспективный анализ распространения видов в прошлом. Например, северный предел древесной растительности, в частности лиственницы Каяндера, совпадает с июльской изотермой +12°С и суммой ЭТ выше 10°С – 600°. Для ранних с х культур сумма ЭТ составляет 750°, этого вполне достаточно для выращивания ранних сортов картофеля даже в Магаданской области. А для кедра корейского сумма ЭТ составляет 2200°, пихты цельнолистной – около 2600°, поэтому и растут оба вида в Приморье, и пихта (Abies holophylla) – только на юге края.
2. ПОЙКИЛОТЕРМНЫЕ ОРГАНИЗМЫ
К пойкилотермным (от греч. poikilos – изменчивый, меняющийся) организмам относят все таксоны органического мира, кроме двух классов позвоночных животных – птиц и млекопитающих. Название подчеркивает одно из наиболее за заметных свойств представителей этой группы: неустойчивость, температуры их тела, меняющейся в широких пределах в зависимости от изменений температуры окружающей среды.

Температура тела . Принципиальная особенность теплообмена пойкилотермных организмов заключается в том, что благодаря относительно низкому уровню метаболизма главным источником энергии у них является внешнее тепло. Именно этим объясняется прямая зависимость температуры тела пойкилотермных от температуры среды, точнее от притока теплоты извне, поскольку наземные пойкилотермные формы используют также и радиационный обогрев.

Впрочем, полное соответствие температур тела и среды наблюдается редко и свойственно главным образом организмам очень мелких размеров. В большинстве случаев существует некоторое расхождение между этими показателями. В диапазоне низких и умеренных температур среды температура тела организмов, не находящихся в состоянии оцепенения, оказывается более высокой, а в очень жарких условиях – более низкой. Причина превышения температуры тела над средой заключается в том, что даже при низком уровне обмена продуцируется эндогенное тепло – оно и вызывает повышение температуры тела. Это проявляется, в частности, в существенном повышении температуры у активно двигающихся животных. Например, у насекомых в покое превышение температуры тела над средой выражается десятыми долями градуса, тогда как у активно летающих бабочек, шмелей и других видов температура поддерживается на уровне 36 – 40"С даже при температуре воздуха ниже 10"С.

Пониженная по сравнению со средой температура при жаре свойственна наземным организмам и объясняется в первую очередь потерями тепла с испарением, которое при высокой температуре и низкой влажности существенно увеличивается.

Скорость изменений температуры тела пойкилотермов связана обратной зависимостью с их размерами. Это прежде всего определяется соотношением массы и поверхности : у более крупных форм относительная поверхность тела уменьшается, что ведет к уменьшению скорости потери тепла. Это имеет большое экологическое значение, определяя для разных видов возможность заселения географических районов или биотопов с определенными режимами температур. Показано, например, что у крупных кожистых черепах, пойманных в холодных водах, температура в глубине тела была -, на 18"С выше температуры воды; именно крупные размеры позволяют этим черепахам проникать в более холодные районы океана, что не свойственно менее крупным видам.
2.1 Пассивная устойчивость
Рассмотренные закономерности охватывают диапазон изменений температуры, в пределах которого сохраняется активная жизнедеятельность. За границами этого диапазона, которые широко варьируют у разных видов и даже географических популяций одного вида, активные формы деятельности пойкилотермных организмов прекращаются, и они переходят в состояние оцепенения, характеризующееся резким снижением уровня обменных процессов, вплоть до полной потери видимых проявлений жизни. В таком пассивном состоянии пойкилотермные организмы могут переносить достаточно сильное повышение и еще более выраженное понижение температуры без патологических последствий. Основа такой температурной толерантности заключена в высокой степени тканевой устойчивости, свойственной всем видам пойкилотермных и часто поддерживаемой сильным обезвоживанием (семена , споры, некоторые мелкие животные).

Переход в состояние оцепенения следует рассматривать как адаптивную реакцию: почти не функционирующий организм не подвергается многим повреждающим воздействиям, а также не расходует энергию, что позволяет выжить при неблагоприятных условиях температур в течение длительного времени. Более того , сам процесс перехода в состояние оцепенения может быть формой активной перестройки типа реакции на температуру. «Закаливание» морозостойких растений – активный сезонный процесс , идущий поэтапно и связанный с достаточно сложными физиологическими и биохимическими изменениями в организме. У животных впадение в оцепенение в естественных условиях часто также выражено сезонно и предваряется комплексом физиологических перестроек в организме. Есть данные, что процесс перехода к оцепенению может регулироваться какими-то гормональными факторами; объективный материал по этому поводу еще не достаточен для широких выводов.

При переходе температуры среды за пределы толерантности наступает гибель организма от причин, рассмотренных в начале этой главы.
2.2 Скорость метаболизма
Изменчивость температуры влечет за собой соответствующие изменения скорости обменных реакций. Поскольку динамика температуры тела пойкилотермных организмов определяется изменениями температуры среды интенсивность метаболизма также оказывается в прямой зависимости от внешней температуры. Скорость потребления кислорода , в частности, при быстрых изменениях температуры следует за этими изменениями, увеличиваясь при повышении ее и уменьшаясь при снижении. То же относится и к другим физиологическим функциям : частота сердцебиений, интенсивность пищеварения и т. д. У растений в зависимости от температуры изменяются темпы поступления воды и питательных веществ через корни: повышение температуры до определенного предела увеличивает проницаемость протоплазмы для воды. Показано, что при понижении температуры от 20 до 0"С поглощение воды корнями уменьшается на 60 – 70%. Как и у животных, повышение температуры вызывает у растений усиление дыхания.

Последний пример показывает, что влияние температуры не прямолинейно: по достижении определенного порога стимуляция процесса сменяется его подавлением. Это общее правило, объясняющееся приближением к зоне порога нормальной жизни.

У животных зависимость от температуры весьма заметно выражена в изменениях активности, которая отражает суммарную реакцию организма и у пойкилотермных форм самым существенным образом зависит от температурных условий. Хорошо известно, что насекомые , ящерицы и многие другие животные наиболее подвижны в теплое время суток и в теплые дни, тогда как при прохладной погоде они становятся вялыми, малоподвижными. Начало их активной деятельности определяется скоростью разогревания организма, зависящей от температуры среды и от прямого солнечного облучения. Уровень подвижности активных животных в принципе также связан с окружающей температурой, хотя у наиболее активных форм эта связь может “маскироваться” эндогенной теплопродукцией, связанной с работой мускулатуры.

2.3 Температурные адаптации

Известно, что растения тропических лесов повреждаются и погибают при температурах + 5...+ 8 0С, тогда как обитатели сибирской тайги выдерживают в состоянии оцепенения полное промерзание.

Различные виды карпозубых рыб показали отчетливую корреляцию верхнего летального порога с температурой воды в свойственных виду водоемах.

Арктические и антарктические рыбы , напротив, показывают высокую устойчивость к низким температурам и весьма чувствительны к ее повышению. Так, антарктические рыбы погибают при повышении температуры до 6"С. Аналогичные данные получены по многим видам пойкилотермных животных. Например, наблюдения на о-ве Хоккайдо (Япония) показали отчетливую связь холодоустойчивости нескольких видов жуков и их личинок с их зимней экологией : наиболее устойчивыми оказались виды, зимующие в подстилке; формы, зимующие в глубине почвы, отличались малой устойчивостью к замерзанию и относительно высокой температурой переохлаждения. В опытах с амебами было установлено, что их теплоустойчивость прямо зависит от температуры культивирования.
3. ГОМОЙОТЕРМНЫЕ ОРГАНИЗМЫ
К этой групп пе относят два класса высших позвоночных – птицы и млекопитающие . Принципиальное отличие теплообмена гомойотермныи животных от пойкилотермных заключается в том, что приспособления к меняющимся температурным условиям среды основаны у них на функционировании комплекса активных регуляторных механизмов поддержания теплового гомеостаза внутренней среды организма. Благодаря этому биохимические и физиологические процессы всегда протекают в оптимальных температурных условиях.

Гомойотермный тип теплообмена базируется на высоком уровне метаболизма, свойственном птицам и млекопитающим. Интенсивность обмена веществ у этих животных на один-два порядка выше, чем у всех других живых организмов при оптимальной температуре среды. Так, у мелких млекопитающих потребление кислорода при температуре среды 15 – 0"С составляет примерно 4 – тыс. см 3 кг -1 ч -1 , а у беспозвоночных животных при такой же температуре – 10 – 0 см 3 кг -1 ч -1 . При одинаковой массе тела (2,5 кг) суточный метаболизм гремучей змеи составляет 32,3 Дж/кг (382 Дж/м 2), у сурка – 120,5 Дж/кг (1755 Дж/м 2), у кролика – 188,2 Дж/кг (2600 Дж/м 2).

Высокий уровень метаболизма приводит к тому, что у гомойотермных животных в основе теплового баланса лежит использование собственной теплопродукции, значение внешнего обогрева относительно невелико. Поэтому птиц и млекопитающих относят к эндотермным" организмам. Эндотермия – важное свойство, благодаря которому существенно снижается зависимость жизнедеятельности организма от температуры внешней среды.
3.1 Температура тела
Гомойотермные животные не только обеспечены теплом за счет собственной теплопродукции, но и способны активно регулировать его производство и расходование. Благодаря этому им свойственна высокая и достаточно устойчивая температура тела. У птиц глубинная температура тела в норме составляет около 41"С с колебаниями у разных видов от 38 до 43,5"С (данные по 400 видам). В условиях полного покоя (основной обмен) эти различия несколько сглаживаются, составляя от 39,5 до 43,0"С. На уровне отдельного организма температура тела показывает высокую степень устойчивости: диапазон ее суточных изменений обычно не превышает 2 – ~4"С, причем эти колебания не связаны с температурой воздуха, а отражают ритм обмена веществ. Даже у арктических и антарктических видов при температуре среды до 20 – 50"С мороза температура тела колеблется в пределах тех же 2 – 4"С.

Повышение температуры среды иногда сопровождается некоторым возрастанием температуры тела. Если исключить патологические состояния, оказывается, что в условиях обитания в жарком климате некоторая степень гипертермии может быть адаптивной: при этом уменьшается разница температуры тела и среды и снижаются затраты воды на испарительную терморегуляцию. Аналогичное явление отмечено и у некоторых млекопитающих: у верблюда, например, при дефиците воды температура тела может подниматься от 34 до 40"С. Во всех таких случаях отмечена повышенная тканевая устойчивость к гипертермии.

У млекопитающих температура тела несколько ниже, чем у птиц, и у многих видов подвержена более сильным колебаниям . Отличаются по этому показателю и разные таксоны. У однопроходных ректальная температура составляет 30 – 3"С (при температуре среды 20"С), у сумчатых она несколько выше – около 34"С при той же внешней температуре. У представителей обеих этих групп, а также у неполнозубых довольно заметны колебания температуры тела в связи с внешней температурой: при снижении температуры воздуха от 20 – 5 до 14 –15"С регистрировалось падение температуры тела на два с лишним градуса, а в отдельных случаях – даже на 5"С. У грызунов средняя температура тела в активном состоянии колеблется в пределах 35 – 9,5"С, в большинстве случаев составляя 36 – 37"С. Степень устойчивости ректальной температуры у них в норме выше, чем у рассмотренных ранее групп, но и у них отмечены колебания в пределах 3 – "С при изменении внешней температуры от 0 до 35"С.

У копытных и хищных температура тела поддерживается весьма устойчиво на свойственном виду уровне; межвидовые отличия обычно укладываются в диапазон от 35,2 до 39"С. Для многих млекопитающих характерно снижение температуры во время сна; величина этого снижения варьирует у разных видов от десятых долей градуса до 4 – "С.

Все сказанное относится к так называемой глубокой температуре тела, характеризующей тепловое состояние термостатируемого «ядра» тела. У всех гомойотермных животных наружные слои тела (покровы, часть мускулатуры и т. д.) образуют более или менее выраженную «оболочку», температура которой изменяется в широких пределах. Таким образом, устойчивая температура характеризует лишь область локализации важных внутренних органов и процессов. Поверхностные же ткани выдерживают более выраженные колебания температуры. Это может быть полезным для организма, поскольку при такой ситуации снижается температурный градиент на границе организма и среды, что делает возможным поддержание теплового гомеостаза «ядра» организма с меньшими расходами энергии.
3.2 Механизмы терморегуляции
Физиологические механизмы, обеспечивающие тепловой гомеостаз организма (его «ядра»), подразделяются на две функциональные группы: механизмы химической и физической терморегуляции. Химическая терморегуляция представляет собой регуляцию теплопродукции организма. Тепло постоянно вырабатывается в организме в процессе окислительно-восстановительных реакций метаболизма. При этом часть его отдается во внешнюю среду тем больше, чем больше разница температуры тела и среды. Поэтому поддержание устойчивой температуры тела при снижении температуры среды требует соответствующего усиления процессов метаболизма и сопровождающего их теплообразования, что компенсирует теплопотери и приводит к сохранению общего теплового баланса организма и поддержанию постоянства внутренней температуры. Процесс рефлекторного усиления теплопродукции в ответ на снижение температуры окружающей среды и носит название химической терморегуляции. Выделение энергии в виде тепла сопровождает функциональную нагрузку всех органов и тканей и свойственно всем живым организмам. Специфика гомойотермных животных состоит в том, что изменение теплопродукции как реакция на меняющуюся температуру представляет у них специальную реакцию организма, не влияющую на уровень функционирования основных физиологических систем.

Специфическое терморегуляторное теплообразование сосредоточено преимущественно в скелетной мускулатуре и связано с особыми формами функционирования мышц, не затрагивающими их прямую моторную деятельность. Повышение теплообразования при охлаждении может происходить и в покоящейся мышце, а также при искусственном выключении сократительной функции действием специфических ядов.

Один из наиболее обычных механизмов специфического терморегуляторного теплообразования в мышцах – так называемый терморегуляционный тонус. Он выражен микросокращениями фибрилл, регистрируемыми в виде повышения электрической активности внешне неподвижной мышцы при ее охлаждении. Терморегуляционный тонус повышает потребление кислорода мышцей подчас более чем на 150 %. При более сильном охлаждении наряду с резким повышением терморегуляционного тонуса включаются видимые сокращения мышц в форме холодовой дрожи. Газообмен при этом возрастает до 300 – 400 % . Характерно , что по доле участия в терморегуляторном теплообразовании мышцы неравноценны. У млекопитающих наиболее велика роль жевательной мускулатуры и мышц, поддерживающих позу животного, т. е. функционирующих в основном как тонические. У птиц наблюдается сходное явление.

При длительном воздействии холода сократительный тип термогенеза может быть в той или иной степени замещен (или дополнен) переключением тканевого дыхания в мышце на так называемый свободный (нефосфорилирующий) путь, при котором выпадает фаза образования и последующего расщепления АТФ. Этот механизм не связан с сократительной деятельностью мышц. Общая масса тепла, выделяющегося при свободном дыхании, практически такая же, как и при дрожевом термогенезе, но при этом большая часть тепловой энергии расходуется немедленно, а окислительные процессы не могут быть заторможены недостатком АДФ или неорганического фосфата.

Последнее обстоятельство позволяет беспрепятственно поддерживать высокий уровень теплообразования в течение длительного времени.

У млекопитающих имеется еще одна форма недрожевого термогенеза, связанная с окислением особой бурой жировой ткани, откладывающейся под кожей в области межлопаточного пространства, шеи и грудной части позвоночника. Бурый жир содержит большое количество митохондрий и пронизан многочисленными кровеносными сосудами. Под действием холода увеличивается кровоснабжение бурого жира, интенсифицируется его дыхание , возрастает выделение тепла. Важно, что при этом непосредственно нагреваются расположенные вблизи органы: сердце , крупные сосуды, лимфатические узлы, а также центральная нервная система . Бурый жир используется, главным образом, как источник экстренного теплообразования, в частности при разогревании организма животных, выходящих из состояния спячки. Роль бурого жира у птиц не ясна. Долгое время считалось, что его у них вообще нет; в последнее время появились сообщения об обнаружении этого типа жировой ткани у птиц, но ни точной идентификации, ни функциональной оценки ее не проведено.

Изменения интенсивности обмена веществ вызванные влиянием температуры среды на организм гомойотермных животных, закономерны. В определенном интервале внешних температур теплопродукция, соответствующая обмену покоящегося организма, полностью скомпенсирована его «нормальной» (без активной интенсификации) теплоотдачей. Теплообмен организма со средой сбалансирован. Этот температурный интервал называют термонейтральной зоной. Уровень обмена в этой зоне минимален. Нередко говорят о критической точке, подразумевая конкретное значение температуры, при котором достигается тепловой баланс со средой. Теоретически это верно, но экспериментально установить такую точку практически невозможно из-за постоянных незакономерных колебаний метаболизма и нестабильности теплоизолирующих свойств покровов.

Понижение температуры среды за пределы термонейтральной зоны вызывает рефлекторное повышение уровня обмена веществ и теплопродукции до уравновешивания теплового баланса организма в новых условиях. В силу этого температура тела остается неизменной.

Повышение температуры среды за пределы термонейтральной зоны также вызывает повышение уровня обмена веществ, что вызвано включением механизмов активизации отдачи тепла, требующих дополнительных затрат энергии на свою работу. Так формируется зона физической терморегуляции , на протяжении которой температура такыре остается стабильной. По достижении определенного порога механизмы усиления теплоотдачи оказываются неэффективными, начинается перегрев и в конце концов гибель организма.

Видовые отличия химической терморегуляции выражаются в разнице уровня основного (в зоне термонейтральности) обмена, положения и ширины термонейтральной зоны, интенсивности химической терморегуляции (повышение обмена при снижении температуры среды на 1"С), а также в диапазоне эффективного действия терморегуляции. Все эти параметры отражают экологическую специфику отдельных видов и адаптивным образом меняются в зависимости от географического положения региона, сезона года, высоты над уровнем моря иряда других экологических факторов.

Физическая терморегуляция объединяет комплекс морфофизиологических механизмов, связанных с регуляцией теплоотдачи организма как одной из составных частей его общего теплового баланса. Главное приспособление, определяющее общий уровень теплоотдачи организма гомойотермного животного,– строение теплоизолирующих покровов. Теплоизоляционные структуры (перья, волосы) не обусловливают гомойотермию, как это иногда думают. В ее основе лежит высокий и что, уменьшая теплопотери, она способствует поддер гомойотермии с меньшими энергетическими затратами. Это особенно важно при обитании в условиях устойчиво низких температур, поэтому теплоизолирующие покровные структуры и прослойки подкожного жира наиболее выражены у животных из регионов холодного климата.

Механизм теплоизолирующего действия перьевого и волосяного покровов заключается в том, что определенным образом расположенные, различные по структуре группы волос или перьев удерживают вокруг тела слой воздуха, который и выполняет роль теплоизолятора . Адаптивные изменения теплоизолирующей функции покровов сводятся к перестройке их структуры, включающей соотношение различных типов волос или перьев, их длину и густоту расположения. Именно по этим параметрам отличаются обитатели различных климатических зон, они же определяют сезонные изменения теплоизоляции. Показано, например, что у тропических млекопитающих теплоизоляционные свойства шерстного покрова почти на порядок ниже, чем у обитателей Арктики. Тому же адаптивному направлению следуют сезонные изменения теплоизолирующих свойств покровов в процессе линьки.

Рассмотренные особенности характеризуют устойчивые свойства теплоизолирующих покровов, определяющие общий уровень тепловых потерь, и, по существу, не представляют собой активных терморегуляционных реакций. Возможность лабильной регуляции теплоотдачи определяется подвижностью перьев и волос, в силу чего на фоне неизменной структуры покрова возможны быстрые изменения толщины теплоизолирующей воздушной прослойки, а соответственно и интенсивности теплоотдачи. Степень распущенности волос или перьев может быстро меняться в зависимости от температуры воздуха и от активности самого животного. Такую форму физической терморегуляции обозначают как пиломоторную реакцию. Эта форма регуляции теплоотдачи действует главным образом при низкой температуре среды и обеспечивает не менее быстрый и эффективный ответ на нарушения теплового баланса, чем химическая терморегуляция, требуя при этом меньших затрат энергии.

Регуляторные реакции, направленные на сохранение постоянной температуры тела при перегреве, представлены различными механизмами усиления теплоотдачи во внешнюю среду. Среди них широко распространена и обладает высокой эффективностью теплоотдача путем интенсификации испарения влаги с поверхности тела или (и) верхних дыхательных путей. При испарении влаги расходуется тепло, что может способствовать сохранению теплового баланса. Реакция включается при признаках начинающегося перегрева организма. Итак, адаптивные изменения теплообмена у гомойотермных животных могут быть направлены не только на поддержание высокого уровня обмена веществ, как у большинства птиц и млекопитающих, но и на установку низкого уровня в условиях, грозящих истощением энергетических резервов.
Список литературы
1. Основы экологии : Учебник В.В.Маврищев. Мн.: Выш. Шк., 2003. – 416 с.

2. http :\\Абиотические факторы среды.htm

3. http :\\Абиотические факторы среды и организмы.htm

Расскажу про одну из самых невероятных, с точки зрения обыденных представлений, практик – практику свободной адаптации к холоду.

Согласно общепринятым представлениям человек не может находиться на холоде без теплой одежды. Холод абсолютно губителен, и стоит волею судьбы выйти на улицу без куртки, как несчастного ждет мучительное замерзание, и неизбежный букет болезней по возвращении.

Иначе говоря, общепринятые представления вовсе отказывают человеку в способности адаптироваться к холоду. Считается, что диапазон комфорта расположен исключительно выше комнатной температуры.

Вроде и не поспоришь. Нельзя же в России всю зиму проходить в шортах и футболке...

В том то и дело, что можно!!

Нет, не стиснув зубы, обрастая сосульками, чтобы поставить нелепый рекорд. А свободно. Ощущая себя, в среднем, даже более комфортно, чем окружающие. Это реальный практический опыт, сокрушительно ломающий общепринятые шаблоны.

Казалось бы, зачем владеть подобными практиками? Да все очень просто. Новые горизонты всегда делают жизнь более интересной. Убирая внушенные страхи, становишься свободнее.
Колоссально расширяется диапазон комфорта. Когда остальным, то жарко, то холодно, тебе везде хорошо. Полностью исчезают фобии. Взамен страха заболеть, недостаточно тепло одевшись, ты получаешь полную свободу и уверенность в своих силах. Бегать по морозу действительно приятно. Если же и выходишь за пределы своих сил, то это не влечет никаких последствий.

Как это вообще возможно? Все очень просто. Мы устроены намного лучше, чем принято считать. И у нас есть механизмы, позволяющие нам свободно находиться на холоде.

Во первых, при колебаниях температуры в определенных пределах меняется скорость метаболизма, свойства кожных покровов, и т.д. Чтобы не рассеивать тепло, внешний контур тела сильно снижает температуру, в то время, как температура ядра остается очень стабильной. (Да, холодные лапы – это нормально!! Как бы нас не убеждали в детстве, это не признак замерзания!)

При еще большей холодовой нагрузке включаются специфические механизмы термогенеза. Мы знаем про сократительный термогенез, проще говоря, дрожь. Механизм, по сути, аварийный. Дрожь согревает, но включается она не от хорошей жизни, а когда действительно мерзнешь.

Но есть еще несократительный термогенез, производящий тепло за счет прямого окисления питательных веществ в митохондриях непосредственно в тепло. В кругу людей, практикующих холодовые практики этот механизм прозвали просто "печкой". Когда "печка" включается, тепло мерно производится в фоновом режиме в количестве достаточном для длительного нахождения на морозе без одежды.

Субъективно это ощущается довольно необычно. В русском языке словом «холодно» называют два, принципиально разных ощущения: «холодно на улице» и «холодно тебе». Они могут присутствовать независимо. Можно мерзнуть в достаточно теплом помещении. А можно ощущать кожей жгучий холод снаружи, но совершенно не замерзать и не испытывать дискомфорта. Более того, это приятно.

Как же научится использованию этих механизмов? Решительно скажу, что считаю рискованным «обучение по статье». Технологию нужно передавать лично в руки.

Не сократительный термогенез запускается на достаточно серьезном морозе. И включение его достаточно инерционно. «Печка» начинает работать не раньше, чем через несколько минут. Поэтому, как ни парадоксально, научиться свободно гулять на холоде, гораздо легче в лютый мороз, чем в прохладный осенний день.

Стоит выйти на мороз, как начинаешь ощущать холод. Неопытного человека при этом охватывает панический ужас. Ему кажется, что если уже сейчас холодно, то через десяток минут настанет полный абзац. Многие просто не дожидаются выхода «реактора» на рабочий режим.

Когда «печка» все же запускается, становится ясно, что, вопреки ожиданиям, на холоде находиться довольно комфортно. Этот опыт полезен тем, что немедленно рвет внушенные с детства шаблоны о невозможности подобного, и помогает иначе посмотреть на реальность в целом.

Впервые выходить на мороз нужно под руководством человека, который уже умеет это делать, или там, где вы в любой момент можете вернуться в тепло!

И выходить нужно предельно раздетым. Шорты, лучше даже без майки и ничего больше. Организм нужно как следует напугать, чтобы он включил забытые системы адаптации. Если испугаться, и надеть свитер, мастерку, или что-то подобное, то потери тепла будут достаточными, чтобы очень сильно замерзнуть, но «реактор» не запустится!

По той же причине опасно постепенное «закаливание». Снижение температуры воздуха или ванны «на один градус в десять дней» ведет к тому, что рано или поздно наступает тот момент, когда уже достаточно холодно, чтобы заболеть, но недостаточно для запуска термогенеза. Воистину, такое закаливание могут выдержать только железные люди. А вот выйти сразу на мороз или нырнуть в прорубь сможет практически каждый.

После сказанного уже можно догадаться, что адаптация не к морозу, а к низким плюсовым температурам более сложная задача, чем пробежки по морозу, и требует она более высокой подготовки. «Печка» при +10 не включается вовсе, и работают только не специфические механизмы.

Следует помнить, что нельзя терпеть выраженный дискомфорт. Когда все получается правильно, никакого переохлаждения не развивается. Если начинаешь сильно замерзать, значит, необходимо прервать практику. Периодические выходы за пределы комфорта неизбежны (иначе и не раздвинуть эти пределы), но нельзя допускать перерастание экстрима в пипец.

Система обогрева со временем устает работать под нагрузкой. Пределы выносливости весьма далеко. Но они есть. Можно свободно гулять при -10 весь день, а при -20 пару часов. Но не получится пойти в одной майке в лыжный поход. (Полевые условия это вообще отдельная тема. Зимой экономить на взятой с собой в поход одежде нельзя! Можно ее сложить в рюкзак, но никак не забыть дома. В бесснежное же время можно рискнуть оставить дома лишние вещи, которые берутся только из-за страха перед погодой. Но, при наличии опыта)

Для большего комфорта лучше гулять так на более-менее чистом воздухе, подальше от источников дыма и от смога – чувствительность к тому, чем мы дышим, в этом состоянии возрастает в разы. Понятно, что с куревом и бухлом практика вообще несовместима.

Нахождение на холоде может вызвать холодовую эйфорию. Ощущение приятное, но требует предельного самоконтроля, во избежание потери адекватности. Это одна из причин, по которой очень нежелательно начинать практику без учителя.

Еще один важный нюанс – длительная перезагрузка системы обогрева после значительных нагрузок. Как следует нахватав холода можно ощущать себя довольно неплохо, но при заходе в теплое помещение «печка» отключается, и тело начинает согреваться дрожью. Если при этом снова выйти на мороз, «печка» не включится, и можно сильно замерзнуть.

Наконец, нужно понимать, что владение практикой не дает гарантии не мерзнуть нигде и никогда. Состояние меняется, и влияет много факторов. Но, вероятность обрести неприятностей от погоды все же снижается. Подобно тому, как вероятность физически сдуться у спортсмена всяко ниже, чем у хлюпика.

Увы, создать цельную статью не получилось. Я лишь в общих чертах обрисовал эту практику (точнее, комплекс практик, ибо ныряние в прорубь, пробежки в футболке по морозу и шатание по лесу в стиле Маугли это разное). Подытожу тем, с чего начал. Владение собственными ресурсами позволяет избавиться от страхов, и чувствовать себя куда комфортнее. И это интересно.

Способность адаптации к холоду обусловлена величиной энергетических и пластических ресурсов организма, при их отсутствии адаптация к холоду невозможна. Ответная реакция на холод развивается стадийно и практически во всех системах организма. Ранняя стадия адаптации к холоду может сформироваться при температуре 3С о в течении 2мин, а при 10С о за 7мин.

Со стороны сердечно-сосудистой системы можно выделить 3 фазы адаптационных реакций. 2 первые являются оптимальными (желательными) при воздействии холодом с целью закаливания. Они проявляются в включении, посредством нервной и эндокринной системы, механизмов несократительного термогенеза, на фоне сужения сосудистого русла в коже, результатом чего является теплопродукция и повышение температуры «ядра», что приводит к рефлекторному увеличению кровотока в коже и повышенной теплоотдаче, в том числе посредством включения резервных капилляров. Внешне это выглядит равномерной гиперемией кожи, приятным ощущением тепла и бодрости.

Третья фаза развивается при перегрузке холодовым агентом по интенсивности или длительности. Активная гиперемия сменяется на пассивную (застойную), ток крови замедляется, кожа приобретает синюшный оттенок (венозная застойная гиперемия), появляется тремор мышц, «гусиная кожа». Эта фаза ответной реакции не желательна. Она свидетельствует об истощении компенсаторных возможностей организма, их недостаточности для восполнения теплопотери и переходе на сократительный термогенез.

Реакции сердечно-сосудистой системы складываются не только из перераспределения кровотока в кожном депо. Сердечная деятельность уряжается, фракция выброса становится больше. Происходит некоторое снижение показателей вязкости крови и повышение артериального давления. При передозировке фактором (третья фаза) происходит повышение вязкости крови с компенсаторным перемещением межтканевой жидкости в сосуды, что приводит к дегидратации тканей.

Регуляция дыхания
В обычных условиях дыхание регулируется по отклонению парциального давления О 2 иСО 2 и величины рН в артериальной крови. Умеренная гипотермия возбуждающе действует на дыхательные центры и угнетающе на рН чувствительные хеморецепторы. При длительном холоде присоединяется спазм бронхиальной мускулатуры, что увеличивает сопротивление дыханию и газообмену, а также снижается хемочувствительность рецепторов. Происходящие процессы лежат в основе холодовой гипоксии, а при срыве адаптации к так называемой «полярной» одышке. На лечебные холодовые процедуры органы дыхания реагируют задержкой в первый момент с последующим учащением на короткое время. В дальнейшем дыхание замедляется и становится глубоким. Происходит усиление газообмена, окислительных процессов, основного обмена.

Метаболические реакции
Реакции метаболизма охватывают все стороны обмена. Основным направлением, естественно, является увеличение теплопродукции. В первую очередь происходит активация несократительного термогенеза путём мобилизации метаболизма липидов (концентрация в крови свободных жирных кислот под действием холода возрастает на 300%) и углеводов. Так же активируется потребление тканями кислорода, витаминов, макро- и микроэлементов. В дальнейшем, при некомпенсированных тепловых потерях, происходит включение дрожательного термогенеза. Термогенная активность дрожи выше таковой при производстве произвольных сократительных движений, т.к. не совершается работа, а вся энергия превращается в тепло. В эту реакцию включаются все мышцы, даже дыхательная мускулатура грудной клетки.

Водно-солевой обмен
При остром действии холода первоначально активируется симпатико-адреналовая система и увеличивается секреция щитовидной железы. Повышается выработка антидиуретического гормона, который уменьшает реабсорбцую натрия в почечных канальцах и увеличивает экскрецию жидкости. Это приводит к развитию дегидратации, гемоконцентрации и повышению осмолярности плазмы. По-видимому, выведение воды служит защитным действием в отношении тканей, которые могут повреждаться на фоне её кристаллизации под действием холода.

Основные стадии адаптации к холоду
Долговременная адаптация к холоду сказывается неоднозначно на структурно-функциональных перестройках организма. Наряду с гипертрофией симпатико-адреналовой системы, щитовидной железы, системы митохондрий в мышцах и всех звеньев транспорта кислорода, наблюдается жировая гипотрофия печени и снижение ей дезинтоксикационных функций, дистрофические явления со стороны ряда систем со снижением их функционального потенциала.

Выделяют 4 адаптационных стадии к холоду
(Н.А. Барбараш, Г.Я. Двуреченская)

Первая - аварийная - неустойчивой адаптации к холоду
Характеризуется резкой реакцией ограничения теплоотдачи в виде спазма периферических сосудов. Увеличение теплопродукции происходит за счет распада запасов АТФ и сократительного термогенеза. Развивается дефицит богатых энергией фосфатов. Возможно развитие повреждений (отморожения, ферментемия, некротизация тканей).

Вторая - переходная - стадия срочной адаптации
Отмечается уменьшение стресс-реакции при сохранении гиперфункции симпатико-адреналовой системы и щитовидной железы. Активизируются процессы синтеза нуклеиновых кислот и белков, ресинтез АТФ. Уменьшается вазоконстрикция периферических тканей, а, следовательно, риск развития повреждения.

Третья - устойчивости - стадия долгосрочной адаптации
Долговременная адаптация формируется при периодическом действии холода. При его непрерывном воздействии она менее вероятна. Она характеризуется гипертрофией симпатико-адреналовой системы, щитовидной железы, усилением окислительно-восстановительных реакций, что приводит как к прямой адаптации к холоду (стационарное увеличение теплопродукции для сохранения гомеостаза), так и положительной перекрестной - атеросклерозу, солевой гипертонии, гипоксии. Более устойчивы к стрессу становятся регуляторные системы, включая высшие.

Четвертая стадия - истощения
Развивается при непрерывном длительном или интенсивном периодическом воздействии холода. Она характеризуется явлениями негативной перекрестной адаптацией, с развитием хронических заболеваний и дистрофических процессов со снижением функции в ряде внутренних органов.