Саморегуляция организма и влияние окружающей среды на адаптационные процессы

Человеческий организм является саморегулирующейся системой, зависящей от окружающей среды. При изучении последней важно выделить из множества сведений о раздражителях обобщенные данные о факторах, оказывающих определенное воздействие на организм. Все процессы во внешней среде взаимосвязаны. Периодичность природных явлений не только влияет на жизненные функции, но и сочетается с периодичностью физиологических процессов организма. Была проанализирована суточная динамика метеофакторов с. Кызыл-Туу (Чуйская долина, 760 м над уровнем моря) и пос. Сары-Таш (Алайская долина, 3200 м). Результаты косинор-анализа, их аппроксимация с фактическими данными о температуре воздуха и скорости ветра за неделю до исследования и после него показали синусоидальный характер суточной ритмики с периодом 24 ч. Показатель относительной влажности воздуха тоже имеет синусоидальный характер суточной ритмики, но только с противофазовой структурой. Амплитуда колебания ритмов относительной влажности воздуха превышает среднесуточные величины на 13%, а скорость ветра - на 35%- Наиболее изменчивой оказалась температура воздуха (90%), атмосферное давление относительно устойчиво.

Акрофаза температуры воздуха и скорости ветра приходится в основном на 15 ч, относительной влажности и атмосферного давления - на 01-02 ч. При этом зона перемещения акрофазы по суточной шкале времени соответствует 1-2 ч, т. е. метеофакторы имеют достаточно тесную зону перемещения. Наибольшая зона перемещения отмечалась для скорости ветра (1,7 ч), выраженная зона (1,3 ч) - для относительной влажности, меньшая зона (1 ч) - температуры воздуха.

Все приведенные выше данные в одинаковой степени свойственны для высокогорной и предгорной местности. Однако период, величина, амплитуда и фаза показателей метеофакторов предгорья несколько отличаются от таковых высокогорья. В предгорье наблюдается 12-часовая ритмика атмосферного давления. В предгорье среднесуточные температура воздуха, относительная влажность и атмосферное давление выше, а скорость ветра ниже, чем в высокогорье. В высокогорье амплитуда суточного колебания скорости ветра, относительной влажности (на 14-15%) и температуры воздуха (в 3,4 раза) выше, чем в предгорье.

Диапазон суточного колебания атмосферного давления в высокогорье составляет 0,23%, в предгорье - 0,1% (различие статистически значимо).

Амплитуда колебания (±1-13%) вегетативных функций значительно меньше амплитуды колебания метеофакторов (±13-90,%). Акрофазы показателей метеофакторов (13-15 ч) значительно опережают акрофазы вегетативных функций (16- 17 ч), при одинаковой зоне перемещения (1,0-1,8 ч).

Синусоидальный характер кривых основных показателей метеофакторов с периодом в 24 ч по сезонам года сохраняется. Исключение составляет суточная ритмика атмосферного давления, которая зимой не выявляется. Наибольшие показатели температуры воздуха отмечены летом (+ 11- 23 °С), наименьшие - зимой (-5,4-15,8°С), весенняя температура воздуха приближается к летней, а осенняя - к зимней. Среднесуточная величина скорости движения воздуха летом составляет 2,7 м/с, зимой- 2,1 м/с, относительной влажности воздуха соответственно 36-68% и 65-80%. Атмосферное давление зимой выше (648- 649 мм рт. ст.), чем летом (609 мм рт. ст.), осенью и весной оно составляет 610-612 мм рт. ст. Наибольшая амплитуда колебания температуры воздуха в сравнении со среднесуточной отмечается летом (на 6°С), наименьшая - зимой (на 2,5 °С). Минимальная амплитуда колебания относительной влажности регистрируется зимой (на 7%), а максимальная - летом (на 16%). Более устойчивым является атмосферное давление: на протяжении всего года амплитуда колебания превышает среднесуточную величину только на 0,34-0,8 мм рт. ст.

Акрофаза температуры воздуха летом и зимой соответствует 15,6 и 16,3 ч, а осенью и весной-13,7 и 14,1 ч, т. е. опережает на 1,9-2,2 ч; скорости ветра - летом и весной приходится на 15,5-16,7 ч, а осенью - на 12 ч, т. е. опережает на 3,5-4,7 ч. Относительная влажность и атмосферное давление находятся в противофазе. Акрофаза относительной влажности летом, осенью и весной приходится на 01-02 ч, зимой - на 04 ч, т. е. запаздывает на 2-3 ч; атмосферного давления - осенью и весной приходится на 01 ч, а летом его фаза запаздывает на 3 ч и приурочена к 04 ч. Сезонная зона перемещения акрофаз соответствует 2,5-3,5 ч, а годовая - 6 ч.

Все перечисленные изменения в одинаковой степени свойственны метеофакторам высокогорной и предгорной местности. Однако период, величина, амплитуда и фаза некоторых метеофакторов отличаются по сезонам года. В предгорье 12-часовая ритмика атмосферного давления регистрируется весной, осенью и зимой, в высокогорье - зимой. В предгорье среднесуточные величины температуры, относительной влажности воздуха и атмосферного давления почти во все сезоны года выше, а скорость ветра ниже, чем в высокогорье. Причем температура воздуха в предгорье осенью и зимой одинакова. Относительная влажность воздуха в высокогорье летом выше, нежели в предгорье.
Наибольшие показатели атмосферного давления в высокогорье осенью, наименьшие - зимой, а летом и осенью они почти равны.

Амплитуда суточного колебания (по сравнению со среднесуточной величиной) температуры воздуха в высокогорье осенью (на 7%) и весной (на 6%) выше, чем в предгорье'(на 4%) при одинаковых показателях летом и зимой. В высокогорье она наибольшая осенью (на 7%), наименьшая - зимой (на 2,5%), в предгорье - летом выше (на 6,6%), чем в остальные сезоны (на 4%). Амплитуда суточного колебания скорости движения воздуха в высокогорье летом (1,8 м/с) и осенью (1,2 м/с) выше, нежели в предгорье (0,3-0,5 м/с), при одинаковых показателях зимой и весной. В высокогорье она наибольшая летом (1,8 м/с), а наименьшая весной и зимой (0,4 м/с), в предгорье существенно не изменяется на протяжении всего года (0,3-0,6 м/с). Амплитуда суточного колебания относительной влажности воздуха летом в высокогорье выше (на 25%), чем в предгорье (на 15%), В высокогорье она максимальная (на 25%) летом, минимальная зимой (на 5%), в предгорье весной выше (на 19%), чем в остальные сезоны (на 10%). Амплитуда суточного колебания атмосферного давления в высокогорье летом и весной выше, нежели в предгорье, при одинаковых показателях осенью и зимой. В предгорье она наибольшая осенью (на 0,7%), наименьшая зимой (на 0,2%), в высокогорье осенью и весной выше (на 0,5%), чем зимой (на 0,2%).

Таким образом, структура суточной периодичности изменения параметров метеофакторов и ритмы показателей вегетативных функций человека по сезонам года тоже идентичны. Синусоидальный характер суточной периодограммы с периодом 24 ч сохраняется во все сезоны года. Суточная периодичность вегетативных функций связана с периодичностью (пластичностью и подвижностью) регуляторных центров, которые синхронизированы с периодичностью и характером факторов внешней среды. Организм, несмотря на то, что все время испытывает «отклоняющее» действие различных факторов внешней среды, сохраняет гомеостазис, мобилизуя для этого приспособительные механизмы и иммунитет. Это равновесие, видимо, поддерживается в основном за счет локального внутреннего десинхроноза, проявляющегося как в периодичности и напряженности, так и подвижности и согласованности функций организма. Амплитуда сезонных изменений факторов внешней среды превышает амплитуду суточных изменений. Поэтому, вероятно, сезонные перестройки физиологических функций организма значительно глубже, чем суточные.

Итак, суточная и сезонная динамика физиологических процессов в организме человека может рассматриваться как проявление приспособительных реакций организма к тем или иным изменениям внешней и социальной среды. Периодически повторяющиеся раздражители внешней среды вызывают соответствующие периодические изменения физиологических функций. Выявление биоритмологических механизмов гомеостазиса и адаптации организма к экстремальным факторам внешней среды представляет собой одну из основных проблем современной физиологии. Данные этих исследований могут оказаться важными для понимания механизмов формирования адаптации к горным условиям, что поможет разработать мероприятия, направленные на повышение сопротивляемости организма к неблагоприятному действию факторов среды. Суточный ритм физиологических функций отражает качество процесса адаптации к изменению внешней среды. Актуальность данной проблемы определяется тем, что с помощью биоритмов можно установить основные закономерности, определяющие внешние колебания эффективности воздействия факторов среды на организм.