Konsep kesehatan dalam aspek teori adaptasi

Saat ini masalah interaksi antara tubuh manusia dan lingkungan tidak kehilangan relevansinya. Serangkaian pengaruh eksternal yang kompleks, termasuk berbagai pengaruh antropogenik, memberikan tuntutan yang tinggi pada tubuh. Menjaga kesehatan manusia dan mencegah penyakit tidak hanya menjadi masalah khusus kedokteran, tetapi juga ilmu pengetahuan alam pada umumnya, serta salah satu nilai kemanusiaan secara umum.

Adaptasi struktur dan fungsi tubuh terhadap kondisi lingkungan terjadi dalam proses adaptasi. Menurut konsep G. Selye, adaptasi adalah salah satu kualitas mendasar makhluk hidup, yang sering diidentikkan dengan konsep kehidupan. DI DALAM pemahaman modern adaptasi adalah proses pembentukan korespondensi struktural dan fungsional yang optimal, memastikan berfungsinya tubuh secara maksimal dalam kondisi tertentu. Dalam hal ini, masalah interaksi organisme dengan lingkungan dipertimbangkan dalam kerangka pendekatan fungsional sistemik, dengan mempertimbangkan tidak hanya hubungan eksternal, tetapi juga serangkaian perubahan dalam organisme, yang bertujuan untuk mempertahankan homeostasis.

Berkaitan dengan itu, isi utama adaptasi adalah proses internal dalam sistem yang menjamin kelestarian fungsi eksternalnya dalam kaitannya dengan lingkungan. Tujuan ini dicapai melalui reaksi adaptif dan kompensasi. Reaksi adaptif terdiri dari fakta bahwa sistem, sebagai respons terhadap perubahan parameter lingkungan yang penting baginya, mengatur ulang hubungan strukturalnya untuk mempertahankan fungsi yang menjamin keberadaannya secara keseluruhan. Reaksi kompensasi ditujukan untuk mempertahankan fungsi sistem meskipun terjadi gangguan pada elemen fungsional. Jadi, reaksi kompensasi dilakukan bukan oleh unsur, tetapi oleh sistem dalam kaitannya dengan unsur tersebut.

Konsep adaptasi digunakan dalam berbagai aspek. Ada adaptasi genotipe - suatu proses yang menjadi dasar evolusi, di mana spesies hewan dan tumbuhan modern terbentuk sebagai hasil dari variabilitas herediter, mutasi, dan seleksi alam. Kompleks karakteristik herediter spesifik spesies mendasari jenis adaptasi lain yang diperoleh selama perkembangan individu suatu organisme - adaptasi fenotipik, yang membentuk penampilan individu suatu organisme.

Konsep adaptasi fenotipik dirumuskan oleh F. Z. Meerson. Menurut teori ini, dua tahap dapat ditelusuri dalam perkembangan sebagian besar reaksi adaptif: tahap awal - adaptasi yang mendesak tetapi tidak sempurna dan tahap selanjutnya - adaptasi sempurna dan jangka panjang.

Reaksi adaptasi yang mendesak terjadi segera setelah timbulnya stimulus. Yang paling penting dalam menjaga homeostatis tahap awal adaptasi memiliki reaksi kompensasi tubuh. Manifestasi khas tahap mendesak adaptasi dilayani oleh reaksi refleks yang terjadi di bawah pengaruh hipoksia, dingin, panas, dll. Ciri terpenting dari tahap ini adalah bahwa aktivitas tubuh berlangsung pada batas kemampuan fisiologisnya - dengan mobilisasi cadangan fungsional yang hampir lengkap - dan ternyata tidak cukup. Tempat penting di periode awal adaptasi ditempati oleh mekanisme nonspesifik untuk meningkatkan daya tahan tubuh, yaitu respons terhadap stres.

Adaptasi jangka panjang berkembang secara bertahap, sebagai akibat dari tindakan faktor lingkungan yang berulang atau berkepanjangan, berdasarkan pada penerapan adaptasi mendesak yang berulang-ulang. Dasar adaptasi jangka panjang terdiri dari perubahan struktural pada organ dan sistem yang paling terlibat dalam reaksi kompensasi pada tahap mendesak. Studi yang dilakukan pada berbagai objek dengan jelas menunjukkan bahwa peningkatan fungsi organ dan sistem secara alami memerlukan aktivasi sintesis asam nukleat dan protein dalam sel yang membentuk organ dan sistem tersebut. Hal ini mengarah pada serangkaian perubahan struktural yang secara mendasar meningkatkan kekuatan sistem yang bertanggung jawab atas adaptasi, yang menjadi dasar transisi dari tahap adaptasi yang mendesak ke tahap adaptasi jangka panjang.

Menurut F. Z. Meyerson, pendiri arah “pengobatan adaptif”, adaptasi fenotipik pada manusia lebih penting dibandingkan pada spesies hewan lain, karena pada manusia proses ini lebih bermakna dan efektif. Sesuai dengan gagasan tersebut, R.P. Kaznacheev mendefinisikan adaptasi (penyesuaian) sebagai proses mempertahankan keadaan fungsional sistem homeostatis dan organisme secara keseluruhan, memastikan pelestarian, pengembangan, kinerja, dan harapan hidup maksimum dalam kondisi lingkungan yang tidak memadai. Dianggap tidak memadai kondisi lingkungan, yang saat ini tidak sesuai dengan sifat genofenotip suatu organisme sebagai suatu biosistem. Pemanfaatan adaptasi tubuh terhadap berbagai faktor lingkungan memungkinkan perluasan zona keberadaan manusia dan memungkinkan seseorang untuk menjaga kesehatan dalam kondisi buruk.

Kondisi untuk melakukan penelitian, memantau keadaan termal subjek

Sebelum penelitian, setiap subjek dibiasakan dengan protokol penelitian elektromiografi dan sifat pengaruh suhu. Kelompok pembanding terdiri dari subjek sukarelawan yang pada saat penelitian praktis sehat, dengan penyakit kronis tanpa eksaserbasi. Pemilihan subjek dilakukan berdasarkan data anamnesis dan pemeriksaan standar sesaat sebelum sesi elektromiografi (pengukuran suhu, tekanan darah). Penelitian terhadap anak dilakukan dengan persetujuan orang tua dengan disaksikan tenaga medis. Subjek dapat secara sukarela menghentikan partisipasinya dalam penelitian kapan saja.

Studi elektroneuromiografi, analisis potensi vegetatif kulit yang ditimbulkan (ESEP) dan uji spirometri dilakukan di laboratorium (suhu udara +22 - 24C, kelembaban 50-60%; kecepatan udara kurang dari 0,1 m/s) setelah subjek tetap berada di dalam ruangan. ruang selama 30 menit untuk stabilisasi suhu kulit.

Untuk mengontrol keadaan termal subjek, suhu sentral (TC) diukur secara sublingual atau rektal dan suhu kulit rata-rata tertimbang (WAT) menurut N. L. Ramanathan. Untuk melakukan ini, suhu kebiasaan diukur pada 4 titik - di bawah tulang selangka (Ti), pada permukaan lateral tengah bahu (Tg), pada permukaan lateral tengah paha (Tz) dan pada permukaan medial bagian tengah tulang kering (T4). Perhitungan SVTC selanjutnya dilakukan dengan menggunakan rumus: SVTC = 0,3 (T, + T2) + 0,2 (T3 + T4), dimana koefisien di depan nilai suhu berarti perkiraan luas permukaan area kulit tersebut. . SVTK ditentukan setiap 5 – 10 menit. Gambar 2.1 menunjukkan grafik pencatatan SVTK selama studi elektroneuromiografi pada subjek dewasa. Suhu sentral diukur secara sublingual, karena mencerminkan perubahannya secara akurat dan mudah digunakan dalam praktik.

Pada anak-anak berusia 7 hari hingga 3 tahun, suhu kulit diukur hanya pada satu titik (di paha), karena, pertama, suhu tersebut cukup akurat mencerminkan perubahan SVT dan, kedua, banyaknya elektroda (elektromiografi dan suhu) menyebabkan kegelisahan emosional dan motorik yang signifikan pada anak, yang pasti akan mempengaruhi sifat EMG.

Untuk mengukur suhu, digunakan sensor suhu yang dibuat berdasarkan termokopel tembaga-konstantan. Perubahan sifat listrik termokopel diubah menjadi nilai digital menggunakan indikator 5 saluran.

Kekuatan kontraksi sukarela maksimum (MVC) otot bisep brachii ditentukan sebagai berikut. Subjek berdiri dengan lengan dalam posisi fleksi siku (bahu terletak di sepanjang dada, sudut sendi 90). Subjek dalam posisi ini harus memberikan tekanan maksimum pada dinamometer yang dipasang pada permukaan bawah dinamometer stasioner. Dinamometri dilakukan sebelum setiap sesi EMG.

MVC otot lengan bawah ditentukan dengan menekan tangan pada dinamometer yang dipasang pada permukaan bawah balok stasioner. Dalam hal ini, sendi siku difiksasi dengan belat untuk menghindari keterlibatan otot bahu.

Dosis gaya statis (kontraksi isometrik) otot bisep brachii dibuat dengan beban seberat 4, 6, 8 dan 10 kg, digantung pada manset yang dipasang di lengan bawah, 2 - 3 cm proksimal sendi pergelangan tangan, selama 3 - 5 detik . Dalam posisi berdiri, subjek diminta menahan lengannya dalam posisi fleksi siku (bahu terletak di sepanjang dada, sudut sendi 90).

Kelelahan m.biceps brachii disebabkan oleh pembebanan dinamis hingga kegagalan. Subjek yang berdiri diharuskan melakukan gerakan fleksi-ekstensi sendi siku dengan beban MVC 30% hingga tidak mampu melakukan gerakan penuh hanya dengan menggunakan otot lengan atau hingga timbul rasa nyeri.

Dosis gaya statis otot lengan bawah (t.flexor carpi radialis, t.flexor carpi radialis) dibuat dengan beban seberat 4, 6, 8 dan 10 kg, digantung pada manset yang dipasang di tangan, selama 3 - 5 detik. Dalam posisi duduk, subjek diminta untuk menopang tangan yang dibebani pada ketinggian yang sama dengan lengan bawah, dengan lengan dalam posisi fleksi siku dan sendi siku dipasang pada sandaran tangan. Kelelahan otot lengan bawah disebabkan oleh gerakan sendi pergelangan tangan tipe “fleksi-ekstensi” dengan beban MVC 30%.

Indikator fungsional sistem pernapasan eksternal pada individu dengan adaptasi berbeda terhadap kondisi Eropa Utara

Parameter yang mengkarakterisasi volume paru-paru dan patensi jalan napas tergantung pada jenis kelamin dan adaptasi terhadap kondisi Eropa Utara disajikan pada Tabel 4.1. Menurut studi fungsional sistem pernapasan eksternal, gangguan ventilasi derajat ringan didokumentasikan pada 9 orang (30%).

Studi tentang fungsi pernapasan eksternal menunjukkan kecenderungan terbentuknya gangguan ventilasi paru pada migran (lihat Tabel 4.1, Gambar 4.2, 4.3). Dengan demikian, kapasitas vital (% dari nilai layak) pada kelompok laki-laki yang bertempat tinggal tetap di wilayah Barat Laut Federasi Rusia (NW - m) adalah 96,96 ± 8,54, pada kelompok perempuan yang bertempat tinggal tetap di wilayah Barat Laut Rusia. Federasi (NW - g), - 98,81 ± 16,27, pada kelompok laki-laki yang datang dari daerah lain (Selatan - m), -76,43 ± 13,98 (p 0,05 dibandingkan SZ), pada kelompok perempuan, yang datang dari daerah lain wilayah (Selatan - f), - 95,13±13,10 (p 0,05 dibandingkan dengan m); volume inspirasi (l) pada kelompok NW - m adalah 3,60±0,35, NW - w - 2,60±0,34 (p 0,001 dibandingkan dengan m), Selatan - m - 2,83±0,11 (p 0,001 dibandingkan NW), Selatan - f - 2,28±0,36 (p 0,05 dibandingkan Selatan - m).

Dengan demikian, analisis volume paru-paru menunjukkan adanya gangguan ventilasi restriktif pada laki-laki migran.

Studi terhadap parameter ekspirasi paksa menunjukkan adanya gangguan ventilasi obstruktif, yang juga lebih umum terjadi pada migran laki-laki. Dengan demikian, FVC (% dari nilai yang tepat) pada kelompok NW - m adalah 81,64 ± 14,89, NW - f - 84,05 ± 12,06, Selatan - m - 71,43 ± 15,29, Selatan - f - 67,20±9,72; FEV0,5 (l) pada kelompok NW - m adalah 3,33±0,31, NW - f - 2,26±0,47 (p 0,001 dibandingkan dengan m), Selatan - m - 2,58±0,16 (p 0,01 dibandingkan dengan NW), Selatan - f - 2,03±0,44 (p 0,05 dibandingkan dengan m); Uji Tiffno, dihitung sebagai rasio FEV/FVC, pada kelompok NW - m adalah 99,10±1,40, NW - f - 96,41±3,63, Selatan - m - 96,47±3,29, Selatan - w - 99,18±1,28; Laju aliran volumetrik puncak saat ekspirasi (PEF, % dari nilai yang diharapkan) pada kelompok NW - m adalah 110,19 ± 6,60, NW - f - 90,14 ± 25,85, Selatan - m - 74,03 ± 6,83 (p 0,01 dibandingkan dengan NW) , Selatan - f - 89,48±30,15; SOS25-75 (laju aliran ekspirasi volumetrik rata-rata, ditentukan selama ekspirasi dari 25 hingga 75% FVC), mencirikan patensi bronkiolus kecil dan menengah, pada kelompok SZ - m adalah 131,71 ± 18,66, SZ - w - 109,43 ± 26,06, Selatan -m - 88,73±9,00 (p 0,01 dibandingkan NW), Selatan-barat - 110,30±26,18.

Pada orang dengan sesak napas dalam cuaca dingin, penurunan ventilasi paru yang signifikan terdeteksi (Gbr. 4.4). Dengan demikian, volume inhalasi adalah yang terkecil di antara migran dari selatan dengan adanya gejala ini (p 0,001), pada kelompok yang sama indikator yang mencirikan patensi saluran pernafasan (FVC dalam % dari nilai yang sesuai, FEV.5 ( l) dan FEV] dalam % dari nilai nilai wajar) juga lebih rendah dibandingkan dengan nilai penduduk tetap SZ dan orang tanpa sesak napas (p 0,05).

Dengan sensitivitas tinggi terhadap dingin dalam bentuk peningkatan vasokonstriksi yang disebabkan oleh dingin (fenomena Raynaud), perubahan signifikan dalam parameter ventilasi paru diamati, yang menunjukkan partisipasi gangguan mikrosirkulasi dalam patogenesis gangguan pernapasan eksternal. Koneksi korelasi, menunjukkan hubungan antara faktor risiko dan parameter yang mengkarakterisasi ventilasi, ditunjukkan pada Gambar 4.5.

Indikator tekanan darah dan denyut nadi tidak berbeda secara signifikan antara kelompok yang diteliti dan rata-rata: tekanan darah - 113,41±3,01 mm Hg. Seni., TAMBAHKAN - 67,00±1,96 mm. rt. Seni., detak jantung - 77,64±2,37 denyut/menit"1 (Tabel 4.2).

Tingkat kemampuan adaptif yang dihitung berdasarkan IFI pada kelompok yang diteliti umumnya sesuai dengan batas atas nilai normal (lihat Tabel 4.2). Diketahui juga bahwa pada kelompok laki-laki tingkat IFI lebih tinggi (p 0,05), yang berada di perbatasan antara adaptasi yang memuaskan dan stres mekanisme adaptasi. Karakteristik integral dari kemampuan fungsional sistem kardiovaskular berdasarkan PDP Indeks pada kelompok yang diteliti umumnya memiliki nilai yang tidak lebih rendah dari skor memuaskan, dengan skor lebih tinggi untuk laki-laki (Gambar 4.6).

Terdapat korelasi antara IFI dan PDP dengan adanya peningkatan vasokonstriksi akibat dingin pada subjek (p 0,05). Individu dengan tanda-tanda peningkatan vasokonstriksi akibat dingin menunjukkan IFI dan PDP, sesuai dengan ketegangan mekanisme adaptasi. Jadi, pada kelompok dengan gejala ini, IFI adalah 2,12±0,07 (p 0,05 dibandingkan dengan kelompok tanpa peningkatan vasokonstriksi akibat dingin 1,86±0,09); PDP pada kelompok dengan gejala ini adalah 94,41±4,37 (p 0,05 dibandingkan kelompok tanpa peningkatan vasokonstriksi akibat dingin 79,85±5,68). Tingkat IFI tertinggi diamati pada pria dengan adanya peningkatan vasokonstriksi akibat dingin (2,21±0,09, p 0,05).

Penilaian status neuromuskular menggunakan analisis amplitudo giliran iEMG

Penentuan status neuromuskular berdasarkan analisis parameter turn-amplitudo EMG dilakukan pada pasien dengan lesi difteri pada sistem saraf tepi. Diagnosis lesi difteri pada sistem saraf didasarkan pada data yang diperoleh uji klinis pasien, hasil metode bakteriologis dan serologis, serta hasil metode tambahan yang memungkinkan untuk memperjelas tingkat keparahan dan lokalisasi lesi pada sistem saraf. Penelitian dilakukan bersama dengan A.M. Sergeev

Electroneuromyography (ENMG) dilakukan pada 17 pasien (6 m, 11 f) berusia 18 hingga 61 tahun ( usia paruh baya 35,9±3,3 tahun) 1 - 18 bulan setelah infeksi difteri, disertai berkembangnya polineuropati.

Diagnosis difteri pada 15 kasus dipastikan secara bakteriologis selama periode akut penyakit, dan pada 2 pasien dibuat secara retrospektif berdasarkan anamnesis, gambaran klinis yang khas, dan situasi epidemiologi yang tidak menguntungkan. Pada kelompok pasien yang diperiksa, gejala polineuropati sensorik-motorik umum muncul 9 sampai 45 hari (rata-rata 26±3 hari) sejak timbulnya penyakit menular utama; pada 6 orang penyakit tersebut terjadi dalam bentuk poliradikuloneuropati Guillain -Jenis sindrom Barré.

Pada saat penelitian, berdasarkan penilaian klinis terhadap fungsi sistem saraf tepi, pasien dibagi menjadi 2 kelompok. Kelompok pertama terdiri dari 6 pasien (2 laki-laki, 4 perempuan) berusia 18 - 46 tahun, diperiksa 10 - 18 bulan setelah difteri. Pada kelompok pasien ini, tidak ditemukan gangguan fungsi motorik pada pemeriksaan klinis. Namun, gangguan sensitivitas tipe distal telah diidentifikasi. Kami memasukkan 11 pasien (4 pria, 7 wanita) berusia 30–56 tahun ke dalam kelompok kedua, yang diperiksa 4–9 bulan setelah timbulnya penyakit menular utama. Pada saat pemeriksaan, pasien tersebut menunjukkan tanda-tanda gangguan fungsi motorik berupa flaccid tetraparesis sedang parah (n=6) atau kelemahan otot minimal pada bagian distal ekstremitas, terutama pada fleksor tangan (n=5 ). Hal ini sesuai dengan defisit motorik derajat I-II pada skala Amerika Utara.

Kelompok kontrol terdiri dari 7 subjek sukarelawan yang sehat secara neurologis (4 m, 3 f) berusia 18 hingga 39 tahun (usia rata-rata 28,5±2,4 tahun). Karakteristik electroneuromyogram pada subyek sehat Kecepatan rambat eksitasi (SPT) sepanjang serabut motorik saraf ulnaris pada subyek sehat adalah 60 - 70 m/s (rata-rata 66,42±2,87 m/s).

Pada subjek sehat, 41 potensi unit motorik (MUP) trisep brachii dicatat menggunakan elektroda kulit. MUDE pada individu sehat ditandai dengan durasi 24–30 ms, amplitudo tidak melebihi 250 μV (kebanyakan 90–150 μV), dan sejumlah fase, biasanya kurang dari 3x. Jumlah PDE pseudopolifasik kurang dari 10%. Rata-rata karakteristik PDE disajikan pada Tabel 6.1.

Sebuah studi tentang karakteristik interferensi IEMG pada subjek sehat menunjukkan peningkatan alami dalam amplitudo (RMS) dan jumlah “putaran” (turn) EMG pada t.flexor carpi radialis seiring dengan peningkatan beban (Tabel 6.2).

Dalam sistem koordinat dua dimensi, di mana sumbu absis mencerminkan nilai beban yang diterapkan dalam kg, dan sumbu ordinat mencerminkan nilai parameter EMG yang sesuai, ketergantungan parameter IEMG pada fleksor carpi radialis pada beban dinyatakan dengan persamaan linier.

Koefisien regresi, yang mencerminkan peningkatan parameter EMG dan menunjukkan kemiringan grafik terhadap sumbu x, praktis tidak berbeda antar subjek. Nilai koefisien regresi berada pada kisaran 12,9-15,5 untuk amplitudo IEMG, untuk jumlah putaran EMG 12,0-14,5 (Tabel 6.3, Gambar 6.1). Yang perlu diperhatikan adalah peningkatan hampir empat kali lipat pada karakteristik amplitudo (RMS, Gambar 6.1, A) dan jumlah putaran (Gambar 6.1, B) dengan peningkatan beban dari 2 menjadi 8 kg.

Analisis parameter IEMG tanpa memperhitungkan beban dengan mempelajari rasio jumlah putaran EMG terhadap amplitudo EMG rata-rata selama 1 s (metode Willison) mengungkapkan bahwa nilai maksimum rasio ini untuk apa yang disebut fleksor carpi radialis adalah diamati dalam rentang amplitudo dari 200 hingga 260 µV, untuk apa yang disebut gastrocnemius - dari 190 hingga 240 µV, rata-rata masing-masing 0,4 - 0,5 dan 0,6 - 0,7 (Tabel 6.4, Gambar 6.2).

Terentyeva Nadezhda Nikolaevna

Mengirimkan karya bagus Anda ke basis pengetahuan itu mudah. Gunakan formulir di bawah ini

Pelajar, mahasiswa pascasarjana, ilmuwan muda yang menggunakan basis pengetahuan dalam studi dan pekerjaan mereka akan sangat berterima kasih kepada Anda.

Diposting di http://www.allbest.ru/

Kementerian Olahraga dan Pariwisata Republik Belarus

Institusi pendidikan

"Universitas Budaya Fisik Negeri Belarusia"

Institut Pariwisata

Departemen Teknologi di Industri Pariwisata

Menipupekerjaan troll

dalam disiplin "Fisiologi"

padaitupada" Adaptasi terhadap suhu rendah"

Diselesaikan oleh: siswa tahun ke-2 kelompok 421

bentuk pendidikan korespondensi

Fakultas Pariwisata dan Perhotelan

Tsinyavskaya Anastasia Viktorovna

Diperiksa oleh: Bobr Vladimir Matveevich

• Perkenalan
• 1. Adaptasi terhadap suhu rendah
• 1.1 Respon fisiologis terhadap olahraga pada suhu lingkungan rendah
• 1.2 Reaksi metabolisme
• Kesimpulan
• Daftar literatur bekas

Perkenalan

Tubuh manusia dipengaruhi oleh faktor iklim seperti suhu. Suhu merupakan salah satu hal yang penting faktor abiotik, mempengaruhi fungsi fisiologis semua organisme hidup. Suhu bergantung pada garis lintang, ketinggian, dan waktu dalam setahun.

Kapan faktor suhu perubahan, tubuh manusia menghasilkan reaksi adaptasi spesifik terhadap setiap faktor. Artinya, ia beradaptasi.

Adaptasi merupakan suatu proses adaptasi yang terbentuk selama hidup seseorang. Berkat proses adaptasi, seseorang beradaptasi dengan kondisi yang tidak biasa atau tingkat aktivitas baru, yaitu. daya tahan tubuhnya terhadap aksi berbagai faktor meningkat. Tubuh manusia dapat beradaptasi dengan suhu tinggi dan rendah, tekanan atmosfer rendah, atau bahkan beberapa faktor patogen.

Orang yang tinggal di garis lintang utara atau selatan, di pegunungan atau di dataran, di daerah tropis lembab atau di gurun berbeda satu sama lain dalam banyak indikator homeostasis. Oleh karena itu, diperlukan sejumlah indikator norma untuk masing-masing daerah bola dunia mungkin berbeda-beda.

1. Adaptasi terhadap suhu rendah

Adaptasi terhadap dingin adalah jenis adaptasi iklim manusia yang paling sulit, dapat dicapai dan hilang dengan cepat tanpa pelatihan khusus. Hal ini dijelaskan oleh fakta bahwa, menurut modern ide-ide ilmiah, nenek moyang kita hidup di iklim hangat dan lebih siap untuk melindungi diri dari panas berlebih. Permulaan pendinginan berlangsung relatif cepat dan manusia, sebagai suatu spesies, “tidak mempunyai waktu” untuk beradaptasi terhadap perubahan iklim di sebagian besar planet ini. Selain itu, masyarakat mulai beradaptasi dengan kondisi suhu rendah, terutama karena faktor sosial dan buatan manusia - rumah, perapian, pakaian. Namun dalam kondisi ekstrim aktivitas manusia(termasuk dalam praktik pendakian gunung) mekanisme fisiologis termoregulasi - sisi "kimia" dan "fisik" menjadi sangat penting.

Reaksi pertama tubuh terhadap paparan dingin adalah mengurangi kehilangan panas pada kulit dan pernafasan (pernapasan) akibat penyempitan pembuluh darah pada kulit dan alveoli paru, serta penurunan ventilasi paru (penurunan kedalaman dan frekuensi pernapasan). Karena perubahan lumen pembuluh kulit, aliran darah di dalamnya dapat bervariasi dalam batas yang sangat luas - dari 20 ml hingga 3 liter per menit di seluruh massa kulit.

Penyempitan pembuluh darah menyebabkan penurunan suhu kulit, tetapi ketika suhu ini mencapai 6°C dan ada ancaman cedera dingin, mekanisme sebaliknya berkembang - hiperemia reaktif pada kulit. Dengan pendinginan yang parah, penyempitan pembuluh darah yang terus-menerus dalam bentuk kejang dapat terjadi. Dalam hal ini, sinyal masalah muncul - rasa sakit.

Penurunan suhu kulit tangan hingga 27 °C dikaitkan dengan perasaan “dingin”; pada suhu kurang dari 20 °C - “sangat dingin”; pada suhu kurang dari 15 °C - “tak tertahankan dingin".

Saat terkena dingin, reaksi vasokonstriktor (vasokonstriktor) terjadi tidak hanya di area kulit yang dingin, tetapi juga di area tubuh yang jauh, termasuk di organ dalam (“reaksi yang dipantulkan”). Reaksi yang tercermin selama pendinginan kaki sangat menonjol - reaksi pada mukosa hidung, organ pernapasan, dan organ genital internal. Penyempitan pembuluh darah menyebabkan penurunan suhu area tubuh dan organ dalam dengan aktivasi flora mikroba. Mekanisme inilah yang mendasari apa yang disebut “pilek” dengan berkembangnya peradangan pada sistem pernapasan (pneumonia, bronkitis), buang air kecil (pielitis, nefritis), area genital (adnexitis, prostatitis), dll.

Mekanisme termoregulasi fisik adalah yang pertama diaktifkan untuk melindungi keteguhan lingkungan internal ketika keseimbangan produksi panas dan perpindahan panas terganggu. Jika reaksi ini tidak cukup untuk mempertahankan homeostasis, mekanisme "kimiawi" diaktifkan - tonus otot meningkat, tremor otot muncul, yang menyebabkan peningkatan konsumsi oksigen dan peningkatan produksi panas. Pada saat yang sama, kerja jantung meningkat, tekanan darah dan kecepatan aliran darah di otot meningkat. Telah dihitung bahwa untuk menjaga keseimbangan panas orang telanjang di udara yang masih dingin, produksi panas perlu ditingkatkan 2 kali lipat untuk setiap penurunan suhu udara 10°, dan dengan angin kencang, produksi panas harus berlipat ganda untuk setiap 5° penurunan suhu udara. Pada orang yang berpakaian hangat, peningkatan nilai tukar dua kali lipat akan mengkompensasi penurunan suhu eksternal sebesar 25°.

Dengan kontak berulang dengan dingin, lokal dan umum, seseorang mengembangkan mekanisme perlindungan yang bertujuan untuk mencegah konsekuensi buruk dari paparan dingin. Dalam proses aklimatisasi terhadap dingin, resistensi terhadap radang dingin meningkat (frekuensi radang dingin pada individu yang diaklimatisasi terhadap dingin adalah 6-7 kali lebih rendah dibandingkan pada individu yang tidak diaklimatisasi). Dalam hal ini, pertama-tama, terjadi peningkatan mekanisme vasomotor (termoregulasi "fisik"). Pada orang yang terkena flu dalam waktu lama, hal itu ditentukan peningkatan aktivitas proses termoregulasi "kimia" - metabolisme basal; mereka meningkat 10 - 15%. Di antara penduduk asli di Utara (misalnya, orang Eskimo), kelebihan ini mencapai 15 - 30% dan bersifat bawaan secara genetik.

Sebagai aturan, karena peningkatan mekanisme termoregulasi dalam proses aklimatisasi terhadap dingin, porsi partisipasi otot rangka dalam menjaga keseimbangan panas menurun - intensitas dan durasi siklus menggigil otot menjadi kurang terasa. Perhitungan telah menunjukkan bahwa, karena mekanisme fisiologis adaptasi terhadap dingin, orang telanjang mampu mentolerir suhu udara minimal 2°C untuk waktu yang lama. Rupanya, suhu udara tersebut merupakan batas kemampuan kompensasi tubuh untuk menjaga keseimbangan panas pada tingkat yang stabil.

Kondisi di mana tubuh manusia beradaptasi dengan dingin bisa berbeda-beda (misalnya, bekerja di ruangan yang tidak berpemanas, unit pendingin, di luar ruangan pada musim dingin). Pada saat yang sama, efek dingin tidak konstan, tetapi bergantian dengan suhu normal tubuh manusia. Adaptasi dalam kondisi seperti ini tidak diungkapkan secara jelas. Pada masa-masa awal, sebagai respons terhadap suhu rendah, pembangkitan panas meningkat secara tidak ekonomis; perpindahan panas belum cukup dibatasi. Setelah adaptasi, proses pembangkitan panas menjadi lebih intens, dan perpindahan panas menurun.

Jika tidak, terjadi adaptasi terhadap kondisi kehidupan di garis lintang utara, di mana seseorang tidak hanya dipengaruhi oleh suhu rendah, tetapi juga oleh rezim pencahayaan dan tingkat radiasi matahari yang merupakan karakteristik garis lintang tersebut.

Apa yang terjadi pada tubuh manusia selama pendinginan?

Karena iritasi pada reseptor dingin, reaksi refleks yang mengatur konservasi panas berubah: pembuluh darah di kulit menyempit, yang mengurangi perpindahan panas tubuh hingga sepertiga. Penting agar proses pembangkitan panas dan perpindahan panas seimbang. Dominasi perpindahan panas dibandingkan pembangkitan panas menyebabkan penurunan suhu tubuh dan terganggunya fungsi tubuh. Pada suhu tubuh 35 °C, gangguan mental diamati. Penurunan suhu lebih lanjut memperlambat sirkulasi darah dan metabolisme, dan pada suhu di bawah 25 °C pernapasan terhenti.

Salah satu faktor intensifikasi proses energi adalah metabolisme lipid. Misalnya, penjelajah kutub, yang metabolismenya melambat pada suhu udara rendah, memperhitungkan kebutuhan untuk mengkompensasi biaya energi. Pola makan mereka ditandai dengan nilai energi (kandungan kalori) yang tinggi.

Penduduk wilayah utara memiliki metabolisme yang lebih intens. Sebagian besar makanan mereka terdiri dari protein dan lemak. Oleh karena itu, kandungan asam lemak dalam darahnya meningkat, dan kadar gulanya sedikit menurun.

Orang-orang yang beradaptasi dengan iklim lembab, dingin, dan kekurangan oksigen di Utara juga mengalami peningkatan pertukaran gas, kadar kolesterol tinggi dalam serum darah dan mineralisasi tulang rangka, serta lapisan lemak subkutan yang lebih tebal (yang berfungsi sebagai isolator panas).

Namun, tidak semua orang masuk pada tingkat yang sama mampu beradaptasi. Secara khusus, pada beberapa orang di Utara, mekanisme perlindungan dan restrukturisasi adaptif tubuh dapat menyebabkan maladaptasi - serangkaian perubahan patologis yang disebut “penyakit kutub”.

Salah satu faktor terpenting yang menjamin adaptasi manusia terhadap kondisi Far North adalah kebutuhan tubuh akan asam askorbat (vitamin C), yang meningkatkan daya tahan tubuh terhadap berbagai jenis infeksi.

Cangkang isolasi tubuh kita meliputi permukaan kulit dengan lemak subkutan, serta otot-otot yang terletak di bawahnya. Ketika suhu kulit turun di bawah tingkat normal, penyempitan pembuluh darah kulit dan kontraksi otot rangka meningkatkan sifat isolasi kulit. Telah ditetapkan bahwa vasokonstriksi otot pasif menyediakan hingga 85% dari total kapasitas isolasi tubuh pada suhu yang sangat rendah. Nilai ketahanan terhadap kehilangan panas ini 3-4 kali lebih tinggi dibandingkan kemampuan isolasi lemak dan kulit.

1.1 Respon fisiologis terhadap olahraga pada suhu lingkungan rendah

adaptasi suhu metabolik

Saat otot mendingin, otot menjadi lemah. Sistem saraf merespons pendinginan otot dengan mengubah pola keterlibatan serat otot. Menurut beberapa ahli, perubahan pemilihan serat ini menyebabkan penurunan efisiensi kontraksi otot. Pada suhu yang lebih rendah, kecepatan dan kekuatan kontraksi otot menurun. Mencoba melakukan pekerjaan pada suhu otot 25°C dengan kecepatan dan produktivitas yang sama seperti yang dilakukan pada suhu otot 35°C akan menyebabkan kelelahan yang cepat. Oleh karena itu, Anda harus mengeluarkan lebih banyak energi atau melakukan aktivitas fisik dengan kecepatan lebih lambat.

Jika metabolisme yang dipicu oleh pakaian dan olahraga cukup untuk menjaga suhu tubuh di lingkungan dingin, tingkat aktivitas otot tidak akan menurun. Namun, seiring munculnya rasa lelah dan aktivitas otot melambat, produksi panas secara bertahap akan berkurang.

1.2 Reaksi metabolisme

Aktivitas fisik yang berkepanjangan menyebabkan peningkatan pemanfaatan dan oksidasi asam lemak bebas. Peningkatan metabolisme lipid terutama disebabkan oleh pelepasan katekolamin (adrenalin dan norepinefrin) di dalam sistem vaskular. Dalam kondisi suhu lingkungan yang rendah, sekresi katekolamin meningkat secara nyata, sedangkan kadar asam lemak bebas meningkat secara signifikan lebih sedikit dibandingkan dengan peningkatan kadar asam lemak bebas selama latihan berkepanjangan dalam kondisi suhu lingkungan yang lebih tinggi. Suhu lingkungan yang rendah menyebabkan penyempitan pembuluh darah di kulit dan jaringan subkutan. Seperti yang Anda ketahui, jaringan subkutan merupakan tempat penyimpanan utama lipid (jaringan adiposa), sehingga vasokonstriksi menyebabkan terbatasnya suplai darah ke area tersebut. Dari mana asam lemak bebas dimobilisasi, sehingga kadar asam lemak bebas tidak meningkat secara signifikan.

Glukosa darah berperan penting dalam pengembangan toleransi terhadap kondisi suhu rendah, serta menjaga tingkat daya tahan tubuh selama latihan fisik. banyak. Hipoglikemia (glukosa darah rendah), misalnya, menekan rasa menggigil dan menyebabkan penurunan suhu rektal secara signifikan.

Banyak orang bertanya-tanya apakah saluran udara rusak karena menghirup udara dingin secara cepat dan dalam. Udara dingin, melewati mulut dan trakea, dengan cepat menjadi hangat, meskipun suhunya di bawah -25°C. Bahkan pada suhu ini, udara, setelah melewati saluran hidung sekitar 5 cm, menghangat hingga 15°C. Udara yang sangat dingin yang masuk ke hidung menjadi cukup hangat saat mendekati pintu keluar saluran hidung; dengan demikian, tidak ada bahaya cedera pada tenggorokan, trakea, atau paru-paru.

Kesimpulan

Kondisi di mana tubuh harus beradaptasi terhadap dingin mungkin berbeda-beda. Salah satu pilihan yang memungkinkan kondisi seperti itu - bekerja di bengkel dingin. Dalam hal ini, hawa dingin terjadi sebentar-sebentar. Sehubungan dengan percepatan laju perkembangan di Far North, isu adaptasi tubuh manusia terhadap kehidupan di garis lintang utara, di mana ia tidak hanya terpapar suhu rendah, tetapi juga perubahan kondisi cahaya dan tingkat radiasi, saat ini menjadi isu utama. relevan.

Mekanisme adaptasi memungkinkan kompensasi terhadap perubahan faktor lingkungan hanya dalam batas-batas tertentu dan waktu tertentu. Akibat paparan faktor-faktor yang melebihi kemampuan mekanisme adaptasi, maladaptasi berkembang. Ini menyebabkan disfungsi sistem tubuh. Akibatnya, terjadi transisi dari reaksi adaptif menjadi reaksi patologis - suatu penyakit. Contoh penyakit maladaptasi adalah penyakit kardiovaskular di antara penduduk non-pribumi di Utara.

Daftar literatur bekas

1. Azhaev A.N., Berzin I.A., Deeva S.A., “Aspek fisiologis dan higienis suhu rendah pada tubuh manusia,” 2008

2.http://bibliofond.ru/view.aspx?id=459098#1

3. http://fiziologija.vse-zabolevaniya.ru/fiziologija-processov-adaptacii/ponjatie-adaptacii.html

4. http://human-physiology.ru/adaptaciya-ee-vidy-i-periody

Diposting di Allbest.ru

Dokumen serupa

Struktur dan fungsi kulit. Mekanisme dasar termoregulasi. Reaksi kulit terhadap suhu lingkungan. Apakah tubuh selalu mampu mengimbangi paparan suhu rendah atau tinggi yang terlalu lama? Pertolongan pertama untuk panas dan sengatan matahari.

presentasi, ditambahkan 02/12/2013


Penyebab utama kematian tanaman karena kedinginan. Kerusakan sel secara instan dan ireversibel selama pembentukan es intraseluler sebagai indikasi sifat fisik dari proses tersebut. Kerentanan selaput terhadap hipotermia, cara mencegahnya.

abstrak, ditambahkan 11/08/2009


Adaptasi sebagai salah satu konsep-konsep kunci dalam ekologi manusia. Mekanisme dasar adaptasi manusia. Dasar adaptasi fisiologis dan biokimia. Adaptasi tubuh terhadap aktivitas fisik. Penurunan rangsangan dengan berkembangnya penghambatan ekstrim.

abstrak, ditambahkan 25/06/2011


Ciri-ciri proses adaptasi manusia terhadap kondisi lingkungan. Studi tentang mekanisme dasar adaptasi. Studi tentang langkah-langkah umum untuk meningkatkan daya tahan tubuh. Hukum dan pola kebersihan. Deskripsi prinsip-prinsip peraturan higienis.

presentasi, ditambahkan 03/11/2014


Mempelajari konsep termoregulasi fisika dan kimia. Isothermia - keteguhan suhu tubuh. Faktor yang mempengaruhi suhu tubuh. Penyebab dan tanda hipotermia dan hipertermia. Lokasi pengukuran suhu. Jenis demam. Pengerasan tubuh.

presentasi, ditambahkan 21/10/2013


Ciri-ciri habitat amfibi (katak, kodok, kadal air, dan salamander). Ketergantungan suhu tubuh amfibi pada suhu lingkungan. Manfaat hewan amfibi untuk pertanian. Ordo amfibi: tidak berkaki, tidak berekor, dan berekor.

presentasi, ditambahkan 28/02/2011


Adaptasi silang tubuh terhadap satu faktor lingkungan, peningkatan adaptasi terhadap faktor lain. Dasar molekuler adaptasi manusia dan signifikansi praktisnya. Kemampuan beradaptasi organisme hidup terhadap faktor lingkungan yang merusak.

abstrak, ditambahkan pada 20/09/2009


Adaptasi organisme terhadap kondisi lingkungan secara biologis secara umum, kebutuhannya untuk pelestarian individu dan spesies. Metode perlindungan terhadap kondisi lingkungan yang merugikan. Anabiosis, mati suri, hibernasi, migrasi, aktivasi enzim.

abstrak, ditambahkan pada 20/09/2009


Adaptasi adalah penyesuaian suatu organisme terhadap lingkungannya, terhadap kondisi keberadaannya. Fitur kondisi kehidupan atlet. Mekanisme adaptasi biokimia dan fisiologis terhadap stres fisik. Prinsip biologis pelatihan olahraga.

abstrak, ditambahkan 09/06/2009


Pengaruh suhu terhadap karakteristik perkecambahan dan perkecambahan benih ephemeral pada kondisi laboratorium dan lapangan. Penentuan minimum, optimal dan suhu maksimum perkecambahan benih tanaman fana Donbass, analisis taksonominya.

II. Bagian utama

1. Optium dan pessium. Jumlah efisiensi suhu

2. Organisme poikilotermik

2.1 Stabilitas pasif

2.2 Tingkat metabolisme

2.3 Adaptasi suhu

3. Organisme homeotermik

3.1 Suhu tubuh

3.2 Mekanisme termoregulasi

Referensi
I. Pendahuluan
Organisme adalah pembawa kehidupan yang nyata, unit metabolisme yang terpisah. Dalam proses metabolisme, tubuh mengkonsumsi zat-zat penting dari lingkungan dan melepaskan produk metabolisme yang dapat digunakan oleh organisme lain; ketika mati, organisme tersebut juga menjadi sumber nutrisi bagi jenis makhluk hidup tertentu. Dengan demikian, aktivitas organisme individu mendasari perwujudan kehidupan di semua tingkat organisasinya.

Studi tentang proses metabolisme mendasar dalam organisme hidup adalah subjek fisiologi. Namun, proses-proses ini terjadi di lingkungan habitat alami yang kompleks dan dinamis dan terus-menerus dipengaruhi oleh faktor-faktor yang kompleks. Mempertahankan metabolisme yang stabil dalam kondisi lingkungan yang berfluktuasi tidak mungkin dilakukan tanpa adaptasi khusus. Mempelajari adaptasi ini adalah tugas ekologi.

Adaptasi terhadap faktor lingkungan dapat didasarkan pada karakteristik struktural organisme - adaptasi morfologi - atau pada bentuk respons fungsional tertentu terhadap pengaruh eksternal - adaptasi fisiologis. Pada hewan tingkat tinggi, peran penting dalam adaptasi dimainkan oleh aktivitas saraf yang lebih tinggi, yang menjadi dasar pembentukan bentuk perilaku adaptif—adaptasi ekologis.

Dalam bidang mempelajari adaptasi pada tingkat organisme, ahli ekologi berinteraksi paling dekat dengan fisiologi dan menggunakan banyak metode fisiologis. Namun, dengan menggunakan metode fisiologis, para ahli ekologi menggunakannya untuk memecahkan masalah spesifik mereka: ahli ekologi terutama tidak tertarik pada struktur halus dari proses fisiologis, tetapi pada hasil akhirnya dan ketergantungan proses pada pengaruh faktor eksternal. Dengan kata lain, dalam ekologi, indikator fisiologis berfungsi sebagai kriteria respon tubuh terhadap kondisi eksternal, A proses fisiologis dianggap terutama sebagai mekanisme yang menjamin kelancaran pelaksanaan fungsi fisiologis dasar dalam lingkungan yang kompleks dan dinamis.
II. BAGIAN UTAMA
1. Optimal dan pesimum. Jumlah suhu efektif
Setiap organisme mampu hidup dalam kisaran suhu tertentu. Kisaran suhu di planet-planet tata surya adalah ribuan derajat, dan batasnya adalah . Di mana kehidupan yang kita tahu bisa ada sangatlah sempit - dari -200 hingga +100°C. Sebagian besar spesies hidup dalam kisaran suhu yang lebih sempit.

Beberapa organisme. Khususnya pada tahap dorman, mereka dapat hidup pada suhu yang sangat rendah, dan jenis mikroorganisme tertentu dapat hidup dan berkembang biak di mata air perkotaan pada suhu yang mendekati titik didih. Kisaran fluktuasi suhu di air biasanya lebih kecil dibandingkan di darat. Kisaran toleransi berubah sesuai dengan itu. Suhu sering dikaitkan dengan zonasi dan stratifikasi di habitat perairan dan darat. Derajat variabilitas suhu dan fluktuasinya juga penting, yaitu jika suhu bervariasi antara 10 sampai 20 C dan nilai rata-ratanya 15 C, bukan berarti suhu yang berfluktuasi mempunyai pengaruh yang sama dengan suhu konstan. Banyak organisme berkembang lebih baik pada suhu yang bervariasi.

Kondisi optimal proses di mana semua proses fisiologis dalam tubuh atau ekosistem berlangsung dengan efisiensi maksimum. Untuk sebagian besar spesies, suhu optimum berada pada kisaran 20-25°C, sedikit bergeser ke satu arah atau lainnya: di daerah tropis kering suhunya lebih tinggi - 25-28°C, di daerah beriklim sedang dan dingin suhunya lebih rendah - 10-20° C. Dalam perjalanan evolusi, beradaptasi tidak hanya terhadap perubahan suhu secara periodik, tetapi juga pada daerah dengan pasokan panas yang berbeda, tumbuhan dan hewan telah mengembangkan kebutuhan panas yang berbeda pula. periode yang berbeda kehidupan. Setiap spesies memiliki kisaran suhu optimalnya sendiri, dan untuk proses yang berbeda (pertumbuhan, pembungaan, pembuahan, dll.) juga terdapat nilai optimal “sendiri”.

Diketahui bahwa proses fisiologis dalam jaringan tanaman dimulai pada suhu +5°C dan diaktifkan pada +10°C ke atas. Di hutan pantai, perkembangan spesies musim semi sangat jelas terkait dengan suhu rata-rata harian dari -5°C hingga +5°C. Satu atau dua hari sebelum suhu melewati -5°C, perkembangan bunga musim semi dan Adonis amurensis dimulai di bawah lantai hutan, dan selama transisi melewati 0°C, individu berbunga pertama muncul. Dan pada suhu harian rata-rata +5°C, kedua spesies tersebut mekar. Karena kurangnya panas, baik Adonis maupun rumput musim semi tidak membentuk penutup yang berkesinambungan; mereka tumbuh sendiri-sendiri, atau lebih jarang - beberapa individu bersama-sama. Sedikit lebih lambat dari mereka - dengan selisih 1-3 hari, anemon mulai tumbuh dan berkembang.

Suhu antara mematikan dan optimal diklasifikasikan sebagai suhu pessimal. Semuanya berada di zona pesimum proses kehidupan Mereka berjalan sangat lemah dan sangat lambat.

Suhu di mana proses fisiologis aktif terjadi disebut efektif; nilainya tidak melebihi suhu mematikan. Jumlah suhu efektif (ET), atau jumlah kalor, merupakan nilai konstan untuk setiap jenis. Itu dihitung menggunakan rumus:
ET = (t – t1) × n,
Dimana t adalah suhu lingkungan (aktual), t1 adalah suhu ambang bawah perkembangan, seringkali 10°C, n adalah durasi perkembangan dalam hari (jam).

Terungkap bahwa setiap fase perkembangan tumbuhan dan hewan ektotermik terjadi pada nilai tertentu dari indikator ini, asalkan faktor-faktor lain berada pada kondisi optimal. Jadi, pembungaan coltsfoot terjadi pada suhu total 77°C, stroberi - pada 500°C. Jumlah suhu efektif (ET) untuk semua siklus hidup memungkinkan Anda mengidentifikasi potensi jangkauan geografis spesies apa pun, serta membuat analisis retrospektif terhadap sebaran spesies di masa lalu. Misalnya, batas utara vegetasi berkayu, khususnya larch Cajander, bertepatan dengan isoterm bulan Juli sebesar +12°С dan jumlah ET di atas 10°С – 600°. Untuk tanaman awal, jumlah ET adalah 750°, yang cukup untuk menanam varietas kentang awal bahkan di wilayah Magadan. Dan untuk pohon cedar Korea, jumlah ET adalah 2200°, untuk pohon cemara berdaun utuh sekitar 2600°, itulah sebabnya kedua spesies tersebut tumbuh di Primorye, dan pohon cemara (Abies holophylla) hanya tumbuh di selatan wilayah tersebut.
2. ORGANISME POIKILothermik
Organisme poikilothermic (dari bahasa Yunani poikilos - dapat berubah, berubah) mencakup semua taksa dunia organik, kecuali dua kelas vertebrata - burung dan mamalia. Nama tersebut menekankan salah satu sifat paling mencolok dari perwakilan kelompok ini: ketidakstabilan suhu tubuh mereka, yang sangat bervariasi tergantung pada perubahan suhu lingkungan.

Suhu tubuh. Ciri mendasar pertukaran panas organisme poikilotermik adalah, karena tingkat metabolisme yang relatif rendah, sumber energi utama mereka adalah panas eksternal. Hal inilah yang menjelaskan ketergantungan langsung suhu tubuh poikilotermik pada suhu lingkungan, lebih tepatnya pada masuknya panas dari luar, karena bentuk poikiloterm terestrial juga menggunakan pemanasan radiasi.

Namun, korespondensi lengkap antara suhu tubuh dan lingkungan jarang diamati dan terutama merupakan karakteristik organisme berukuran sangat kecil. Dalam kebanyakan kasus, terdapat beberapa perbedaan antara indikator-indikator ini. Pada kisaran suhu lingkungan rendah dan sedang, suhu tubuh organisme yang tidak dalam keadaan mati suri ternyata lebih tinggi, dan pada kondisi sangat panas lebih rendah. Alasan mengapa suhu tubuh melebihi suhu lingkungan adalah karena bahkan pada tingkat metabolisme yang rendah, panas endogen dihasilkan - hal ini menyebabkan peningkatan suhu tubuh. Hal ini diwujudkan, khususnya, dalam peningkatan suhu yang signifikan pada hewan yang aktif bergerak. Misalnya, pada serangga saat istirahat, kelebihan suhu tubuh di atas suhu lingkungan dinyatakan dalam sepersepuluh derajat, sedangkan pada kupu-kupu, lebah, dan spesies lain yang terbang aktif, suhu dipertahankan pada 36 - 40 "C bahkan pada suhu udara di bawah 10"C.

Suhu yang lebih rendah dibandingkan dengan lingkungan selama panas merupakan karakteristik organisme darat dan terutama disebabkan oleh hilangnya panas melalui penguapan, yang meningkat secara signifikan pada suhu tinggi dan kelembaban rendah.

Laju perubahan suhu tubuh poikiloterm berbanding terbalik dengan ukurannya. Hal ini terutama ditentukan oleh rasio massa terhadap permukaan: untuk bentuk yang lebih besar, luas permukaan relatif benda berkurang, yang menyebabkan penurunan laju kehilangan panas. Ini bagus sekali signifikansi ekologis, menentukan kemungkinan kolonisasi untuk spesies yang berbeda wilayah geografis atau biotop dengan rezim suhu tertentu. Misalnya saja telah terbukti bahwa pada penyu belimbing berukuran besar yang ditangkap di perairan dingin, suhu di bagian dalam tubuhnya adalah - 18 "C lebih tinggi dari suhu air; yaitu ukuran besar memungkinkan penyu ini memasuki wilayah lautan yang lebih dingin, hal yang tidak biasa terjadi pada spesies yang lebih kecil.
2.1 Stabilitas pasif
Pola yang dipertimbangkan mencakup kisaran perubahan suhu di mana aktivitas kehidupan aktif dipertahankan. Di luar batas wilayah jelajah ini, yang sangat bervariasi antar spesies dan bahkan populasi geografis dari spesies yang sama, bentuk aktivitas aktif organisme poikilotermik berhenti, dan mereka memasuki keadaan mati suri, yang ditandai dengan penurunan tajam tingkat proses metabolisme, hingga hilangnya sepenuhnya manifestasi kehidupan yang terlihat. Dalam keadaan pasif seperti itu, organisme poikilotermik dapat mentolerir kenaikan suhu yang cukup kuat dan bahkan penurunan suhu yang lebih parah tanpa konsekuensi patologis. Dasar dari toleransi suhu tersebut terletak pada tingkat ketahanan jaringan yang tinggi, karakteristik semua spesies poikilotermik dan seringkali didukung oleh dehidrasi parah (biji, spora, beberapa hewan kecil).

Transisi ke keadaan mati suri harus dianggap sebagai reaksi adaptif: organisme yang hampir tidak berfungsi tidak terkena banyak pengaruh yang merusak, dan juga tidak mengeluarkan energi, yang memungkinkannya bertahan lama dalam kondisi suhu yang tidak menguntungkan. Selain itu, proses transisi ke keadaan mati suri itu sendiri mungkin merupakan bentuk restrukturisasi aktif dari jenis reaksi terhadap suhu. “Pengerasan” tanaman tahan beku adalah proses musiman aktif yang terjadi secara bertahap dan berhubungan dengan perubahan fisiologis dan biokimia yang cukup kompleks dalam tubuh. Pada hewan, mati suri dalam kondisi alami seringkali juga diekspresikan secara musiman dan didahului oleh perubahan fisiologis yang kompleks dalam tubuh. Terdapat bukti bahwa proses transisi ke mati suri dapat diatur oleh beberapa faktor hormonal; Materi obyektif mengenai hal ini belum cukup untuk menarik kesimpulan yang luas.

Ketika suhu lingkungan melampaui batas toleransi, kematian organisme terjadi karena alasan yang dibahas di awal bab ini.
2.2 Tingkat metabolisme
Variabilitas suhu memerlukan perubahan yang sesuai dalam laju reaksi metabolisme. Karena dinamika suhu tubuh organisme poikilotermik ditentukan oleh perubahan suhu lingkungan, maka intensitas metabolisme juga berbanding lurus dengan suhu eksternal. Laju konsumsi oksigen, khususnya dengan perubahan suhu yang cepat, mengikuti perubahan ini, meningkat seiring kenaikan dan menurun seiring penurunan. Hal yang sama berlaku untuk fungsi fisiologis lainnya: detak jantung, intensitas pencernaan, dll. Pada tumbuhan, tergantung pada suhu, laju asupan air dan nutrisi melalui akar: kenaikan suhu menjadi batas tertentu meningkatkan permeabilitas protoplasma terhadap air. Telah terbukti bahwa ketika suhu turun dari 20 menjadi 0"C, penyerapan air oleh akar berkurang 60 - 70%. Seperti halnya pada hewan, peningkatan suhu menyebabkan peningkatan respirasi pada tumbuhan.

Contoh terakhir menunjukkan bahwa pengaruh suhu tidak bersifat langsung: setelah mencapai ambang batas tertentu, stimulasi proses digantikan oleh penekanannya. Ini aturan umum, dijelaskan dengan mendekati zona ambang batas kehidupan biasa.

Pada hewan, ketergantungan pada suhu sangat terlihat dalam perubahan aktivitas, yang mencerminkan reaksi umum tubuh, dan dalam bentuk poikilotermik, ketergantungan paling signifikan bergantung pada kondisi suhu. Telah diketahui bahwa serangga, kadal, dan banyak hewan lainnya paling aktif di siang hari yang hangat dan di hari yang hangat, sedangkan di cuaca dingin mereka menjadi lesu dan tidak aktif. Awal dari mereka kerja aktif ditentukan oleh laju pemanasan tubuh, tergantung pada suhu lingkungan dan radiasi matahari langsung. Tingkat mobilitas hewan yang aktif pada prinsipnya juga berhubungan dengan suhu lingkungan, meskipun dalam bentuk yang paling aktif, hubungan ini mungkin “ditutupi” oleh produksi panas endogen yang terkait dengan kerja otot.

2.3 Adaptasi suhu

Diketahui tanaman hutan tropis rusak dan mati pada suhu +5...+ 8 0C, sedangkan penghuninya Taiga Siberia tahan terhadap pembekuan total dalam keadaan mati suri.

Berbagai spesies ikan bergigi ikan mas menunjukkan korelasi yang jelas antara ambang batas atas yang mematikan dengan suhu air di reservoir yang menjadi ciri khas spesies tersebut.

Sebaliknya, ikan Arktik dan Antartika menunjukkan ketahanan yang tinggi terhadap suhu rendah dan sangat sensitif terhadap peningkatannya. Jadi, ikan Antartika mati ketika suhu naik hingga 6"C. Data serupa diperoleh untuk banyak spesies hewan poikilotermik. Misalnya, pengamatan di pulau Hokkaido (Jepang) menunjukkan hubungan yang jelas antara ketahanan dingin beberapa spesies kumbang. dan larva mereka dengan ekologi musim dinginnya: yang paling stabil Ternyata spesies yang melewati musim dingin di serasah; bentuk-bentuk yang melewati musim dingin di kedalaman tanah dicirikan oleh ketahanan yang rendah terhadap pembekuan dan relatif suhu tinggi hipotermia. Dalam percobaan dengan amuba, ditemukan bahwa ketahanan panasnya secara langsung bergantung pada suhu budidaya.
3. ORGANISME HOMEOTERMAL
Kelompok ini tidak mencakup dua kelas vertebrata tingkat tinggi - burung dan mamalia. Perbedaan mendasar antara pertukaran panas hewan homeotermik dan hewan poikilotermik adalah bahwa adaptasi terhadap perubahan kondisi suhu lingkungan didasarkan pada berfungsinya kompleks bahan aktif. mekanisme regulasi menjaga homeostasis termal lingkungan internal tubuh. Berkat ini, proses biokimia dan fisiologis selalu terjadi pada kondisi suhu optimal.

Jenis pertukaran panas homeotermik didasarkan pada karakteristik metabolisme tingkat tinggi pada burung dan mamalia. Laju metabolisme hewan-hewan ini satu hingga dua kali lipat lebih tinggi dibandingkan semua organisme hidup lainnya pada suhu lingkungan optimal. Jadi, pada mamalia kecil, konsumsi oksigen pada suhu lingkungan 15 - 0 "C kira-kira 4 - ribu cm 3 kg -1 jam -1, dan pada hewan invertebrata pada suhu yang sama - 10 - 0 cm 3 kg -1 jam -1 Dengan berat badan yang sama (2,5 kg), metabolisme harian ular derik adalah 32,3 J/kg (382 J/m2), untuk marmut - 120,5 J/kg (1755 J/m2), untuk kelinci - . 188,2 J/kg (2600 J/m2).

Tingkat metabolisme yang tinggi mengarah pada fakta bahwa pada hewan homeotermik, keseimbangan panas terletak pada penggunaan produksi panas sendiri, nilai pemanasan eksternal relatif kecil. Oleh karena itu, burung dan mamalia tergolong organisme endotermik - Endotermik. properti penting, sehingga ketergantungan aktivitas vital tubuh pada suhu eksternal berkurang secara signifikan.
3.1 Suhu tubuh
Hewan homeotermik tidak hanya mendapat panas melalui produksi panasnya sendiri, namun juga mampu secara aktif mengatur produksi dan konsumsinya. Berkat ini, mereka dicirikan oleh suhu tubuh yang tinggi dan cukup stabil. Pada burung, suhu inti tubuh normal adalah sekitar 41°C, dengan fluktuasi pada spesies berbeda dari 38 hingga 43,5°C (data untuk 400 spesies). Dalam kondisi istirahat total (metabolisme basal), perbedaan ini agak berkurang, berkisar antara 39,5 hingga 43,0 "C. Pada tingkat organisme individu, suhu tubuh menunjukkan derajat tinggi stabilitas: kisaran perubahan hariannya biasanya tidak melebihi 2 - ~ 4 "C, dan fluktuasi ini tidak terkait dengan suhu udara, tetapi mencerminkan ritme metabolisme. Bahkan pada spesies Arktik dan Antartika, pada suhu lingkungan hingga 20 - 50"C di bawah nol, suhu tubuh berfluktuasi dalam kisaran 2 - 4"C yang sama.

Peningkatan suhu lingkungan terkadang disertai dengan sedikit peningkatan suhu tubuh. Jika kita mengecualikan kondisi patologis, ternyata dalam kondisi kehidupan di iklim panas, hipertermia tingkat tertentu dapat bersifat adaptif: hal ini mengurangi perbedaan suhu tubuh dan lingkungan serta mengurangi biaya air untuk termoregulasi evaporatif. Fenomena serupa juga terjadi pada beberapa mamalia: pada unta, misalnya, ketika kekurangan air, suhu tubuh dapat meningkat dari 34 menjadi 40°C. Dalam semua kasus tersebut, terjadi peningkatan resistensi jaringan terhadap hipertermia.

Pada mamalia, suhu tubuh agak lebih rendah dibandingkan pada burung, dan pada banyak spesies, suhu tersebut mengalami fluktuasi yang lebih besar. Taksa yang berbeda juga berbeda dalam indikator ini. Pada monotremata, suhu rektal adalah 30 - 3 "C (pada suhu lingkungan 20" C), pada hewan berkantung sedikit lebih tinggi - sekitar 34 "C pada suhu eksternal yang sama. Pada perwakilan kedua kelompok ini, juga seperti pada edentates, fluktuasi suhu tubuh cukup terlihat sehubungan dengan suhu eksternal: ketika suhu udara turun dari 20 - 5 menjadi 14 -15 "C, tercatat penurunan suhu tubuh lebih dari dua derajat, dan di beberapa kasus - bahkan sebesar 5 "C. Pada hewan pengerat, suhu tubuh rata-rata dalam keadaan aktif berfluktuasi. dalam kisaran 35 - 9,5 "C, dalam banyak kasus menjadi 36 - 37" C. Tingkat stabilitas suhu rektal mereka adalah biasanya lebih tinggi dari kelompok yang dibahas sebelumnya, tetapi mereka juga menunjukkan fluktuasi dalam kisaran 3 - "C dengan perubahan suhu luar dari 0 hingga 35 "C.

Pada hewan berkuku dan karnivora, suhu tubuh dipertahankan dengan sangat stabil pada tingkat karakteristik spesies; perbedaan antarspesies biasanya berkisar antara 35,2 hingga 39 "C. Banyak mamalia dicirikan oleh penurunan suhu saat tidur; besarnya penurunan ini bervariasi pada spesies yang berbeda dari sepersepuluh derajat hingga 4 - "C.

Semua hal di atas berlaku untuk apa yang disebut suhu tubuh bagian dalam, yang mencirikan keadaan termal “inti” tubuh yang dikontrol secara termostatis. Pada semua hewan homeotermik, lapisan luar tubuh (integumen, bagian otot, dll.) membentuk “cangkang” yang kurang lebih menonjol, yang suhunya bervariasi dalam rentang yang luas. Dengan demikian, suhu stabil hanya menjadi ciri area lokalisasi organ dan proses internal yang penting. Jaringan superfisial tahan terhadap fluktuasi suhu yang lebih nyata. Hal ini dapat bermanfaat bagi organisme, karena dalam situasi ini gradien suhu pada antarmuka antara organisme dan lingkungan berkurang, sehingga memungkinkan untuk mempertahankan homeostasis termal "inti" organisme dengan pengeluaran energi yang lebih sedikit.
3.2 Mekanisme termoregulasi
Mekanisme fisiologis yang memastikan homeostasis termal tubuh (“inti”) dibagi menjadi dua kelompok fungsional: mekanisme termoregulasi kimia dan fisik. Termoregulasi kimia adalah pengaturan produksi panas dalam tubuh. Panas terus-menerus diproduksi di dalam tubuh melalui reaksi metabolisme redoks. Dalam hal ini, sebagian dilepaskan ke lingkungan eksternal, terlebih lagi lebih banyak perbedaan suhu tubuh dan lingkungan. Oleh karena itu, mempertahankan suhu tubuh yang stabil ketika suhu lingkungan menurun memerlukan peningkatan yang sesuai dalam proses metabolisme dan produksi panas yang menyertainya, yang mengkompensasi kehilangan panas dan mengarah pada pemeliharaan keseimbangan panas tubuh secara keseluruhan dan pemeliharaan suhu internal yang konstan. Proses peningkatan refleksif produksi panas sebagai respons terhadap penurunan suhu lingkungan disebut termoregulasi kimia. Pelepasan energi dalam bentuk panas menyertai beban fungsional seluruh organ dan jaringan dan merupakan ciri khas semua organisme hidup. Kekhasan hewan homeotermik adalah bahwa perubahan produksi panas sebagai reaksi terhadap perubahan suhu merupakan reaksi khusus tubuh yang tidak mempengaruhi tingkat fungsi sistem fisiologis utama.

Pembangkitan panas termoregulasi spesifik terkonsentrasi terutama pada otot rangka dan berhubungan dengan bentuk fungsi otot khusus yang tidak mempengaruhi aktivitas motorik langsungnya. Peningkatan produksi panas selama pendinginan juga dapat terjadi pada otot yang beristirahat, serta ketika fungsi kontraktil dimatikan secara artifisial oleh aksi racun tertentu.

Salah satu mekanisme paling umum dari pembentukan panas termoregulasi spesifik pada otot adalah apa yang disebut nada termoregulasi. Hal ini diekspresikan oleh mikrokontraksi fibril, yang dicatat sebagai peningkatan aktivitas listrik otot eksternal yang tidak bergerak ketika didinginkan. Nada termoregulasi meningkatkan konsumsi oksigen otot, terkadang lebih dari 150%. Dengan pendinginan yang lebih kuat, bersamaan dengan peningkatan tajam dalam nada termoregulasi, kontraksi otot yang terlihat diaktifkan dalam bentuk getaran dingin. Dalam hal ini, pertukaran gas meningkat hingga 300–400%. Merupakan ciri khas bahwa otot tidak seimbang dalam partisipasinya dalam pembangkitan panas termoregulasi. Pada mamalia, peran terbesar dimainkan oleh otot pengunyah dan otot yang menopang postur hewan, yaitu otot yang berfungsi terutama sebagai otot tonik. Fenomena serupa juga terjadi pada burung.

Dengan paparan dingin yang berkepanjangan, jenis termogenesis kontraktil dapat, pada tingkat tertentu, diganti (atau ditambah) dengan mengalihkan respirasi jaringan di otot ke apa yang disebut jalur bebas (non-fosforilasi), di mana fase pembentukan dan pemecahan ATP selanjutnya dihilangkan. Mekanisme ini tidak berhubungan dengan kontraksi otot. Massa total panas yang dilepaskan selama respirasi bebas hampir sama dengan termogenesis ragi, tetapi sebagian besar energi panas segera dikonsumsi, dan proses oksidatif tidak dapat dihambat oleh kekurangan ADP atau fosfat anorganik.

Keadaan terakhir memungkinkan Anda untuk dengan mudah mempertahankan tingkat pembangkitan panas yang tinggi untuk waktu yang lama.

Pada mamalia, ada bentuk lain dari termogenesis non-ragi yang terkait dengan oksidasi jaringan adiposa coklat khusus yang disimpan di bawah kulit di ruang interskapular, leher, dan tulang belakang dada. Lemak coklat mengandung banyak mitokondria dan ditembus oleh banyak pembuluh darah. Di bawah pengaruh dingin, suplai darah ke lemak coklat meningkat, respirasinya meningkat, dan pelepasan panas meningkat. Penting bahwa dalam hal ini organ-organ yang terletak di dekatnya dipanaskan secara langsung: jantung, pembuluh darah besar, kelenjar getah bening, dan sistem saraf pusat. Lemak coklat digunakan terutama sebagai sumber pembangkitan panas darurat, khususnya ketika menghangatkan tubuh hewan yang keluar dari hibernasi. Peran lemak coklat pada burung masih belum jelas. Untuk waktu yang lama diyakini bahwa mereka tidak memilikinya sama sekali; Baru-baru ini, ada laporan tentang penemuan jaringan adiposa jenis ini pada burung, namun belum ada identifikasi atau penilaian fungsional yang tepat yang dilakukan.

Perubahan laju metabolisme yang disebabkan oleh pengaruh suhu lingkungan terhadap tubuh hewan homeotermik merupakan hal yang wajar. Dalam kisaran suhu eksternal tertentu, produksi panas yang berhubungan dengan metabolisme organisme istirahat sepenuhnya dikompensasi oleh perpindahan panas “normal” (tanpa intensifikasi aktif). Pertukaran panas tubuh dengan lingkungan seimbang. Kisaran suhu ini disebut zona termonetral. Tingkat pertukaran di zona ini sangat minim. Mereka sering membicarakan titik kritis, menyiratkan arti tertentu suhu di mana keseimbangan termal dengan lingkungan tercapai. Secara teoritis, hal ini benar, tetapi hampir tidak mungkin untuk menetapkan titik seperti itu secara eksperimental karena fluktuasi metabolisme yang tidak teratur dan konstan dan ketidakstabilan sifat insulasi panas pada integumen.

Penurunan suhu lingkungan di luar zona termonetral menyebabkan refleks peningkatan tingkat metabolisme dan produksi panas hingga keseimbangan termal tubuh seimbang dalam kondisi baru. Oleh karena itu, suhu tubuh tetap tidak berubah.

Peningkatan suhu lingkungan di luar zona termonetral juga menyebabkan peningkatan tingkat metabolisme, yang disebabkan oleh aktifnya mekanisme pengaktifan perpindahan panas, yang memerlukan pengeluaran energi tambahan untuk kerjanya. Ini membentuk zona termoregulasi fisik, dimana suhu tetap stabil. Setelah mencapai ambang batas tertentu, mekanisme peningkatan perpindahan panas menjadi tidak efektif, panas berlebih dimulai dan, pada akhirnya, kematian organisme.

Perbedaan spesies dalam termoregulasi kimia dinyatakan dalam perbedaan tingkat metabolisme dasar (dalam zona termonetralitas), posisi dan lebar zona termonetral, intensitas termoregulasi kimia (peningkatan metabolisme ketika suhu lingkungan menurun sebesar 1° C), serta dalam jangkauan tindakan yang efektif termoregulasi. Semua parameter ini mencerminkan kekhususan ekologi masing-masing spesies dan berubah secara adaptif tergantung pada lokasi geografis wilayah, musim dalam setahun, ketinggian di atas permukaan laut dan sejumlah faktor lingkungan lainnya.

Termoregulasi fisik menggabungkan mekanisme morfofisiologis yang kompleks yang terkait dengan pengaturan perpindahan panas dari tubuh sebagai salah satu komponen keseimbangan panas secara keseluruhan. Perangkat utama yang menentukan tingkat umum perpindahan panas dari tubuh hewan homeotermik - struktur penutup insulasi panas. Struktur isolasi termal (bulu, rambut) tidak menyebabkan homeotermi, seperti yang kadang-kadang diperkirakan. Hal ini didasarkan pada tingkat tinggi dan dengan mengurangi kehilangan panas, hal ini membantu mempertahankan homeotermi dengan biaya energi yang lebih rendah. Hal ini sangat penting ketika hidup dalam kondisi suhu yang terus-menerus rendah, oleh karena itu, struktur integumen penyekat panas dan lapisan lemak subkutan paling menonjol pada hewan dari daerah beriklim dingin.

Mekanisme efek isolasi panas dari bulu dan garis rambut terletak pada kenyataan bahwa kelompok rambut atau bulu yang tersusun dengan cara tertentu, berbeda strukturnya, menahan lapisan udara di sekitar tubuh, yang berfungsi sebagai isolator panas. Perubahan adaptif dalam fungsi insulasi panas pada integumen direduksi menjadi restrukturisasi strukturnya, termasuk rasio berbagai jenis rambut atau bulu, panjang dan kepadatannya. Parameter inilah yang membedakan penghuni zona iklim yang berbeda, dan juga menentukan perubahan musiman dalam isolasi termal. Misalnya, telah ditunjukkan bahwa pada mamalia tropis, sifat insulasi termal bulunya hampir satu tingkat lebih rendah dibandingkan pada penghuni Kutub Utara. Arah adaptif yang sama diikuti oleh perubahan musiman pada sifat insulasi panas integumen selama proses molting.

Fitur yang dipertimbangkan mencirikan sifat stabil penutup insulasi panas, yang menentukan tingkat kehilangan panas secara keseluruhan, dan, pada dasarnya, tidak mewakili reaksi termoregulasi aktif. Kemungkinan pengaturan perpindahan panas yang labil ditentukan oleh mobilitas bulu dan rambut, yang karenanya, dengan latar belakang struktur penutup yang tidak berubah, perubahan cepat dalam ketebalan lapisan udara penyekat panas dimungkinkan, dan, karenanya, intensitas perpindahan panas. Derajat kerontokan bulu atau bulu dapat berubah dengan cepat tergantung suhu udara dan aktivitas hewan itu sendiri. Bentuk termoregulasi fisik ini disebut sebagai reaksi pilomotor. Bentuk regulasi perpindahan panas ini beroperasi terutama pada suhu lingkungan yang rendah dan memberikan respons yang tidak kalah cepat dan efektif terhadap gangguan keseimbangan termal dibandingkan termoregulasi kimia, sekaligus membutuhkan lebih sedikit energi.

Reaksi pengaturan yang bertujuan untuk mempertahankan suhu tubuh yang konstan jika terjadi panas berlebih diwakili oleh berbagai mekanisme untuk meningkatkan perpindahan panas ke lingkungan eksternal. Diantaranya, perpindahan panas tersebar luas dan sangat efektif dengan mengintensifkan penguapan uap air dari permukaan tubuh dan/atau saluran pernapasan bagian atas. Saat kelembapan menguap, panas dikonsumsi, yang dapat membantu menjaga keseimbangan termal. Reaksi tersebut aktif ketika ada tanda-tanda tubuh mulai kepanasan. Jadi, perubahan adaptif dalam pertukaran panas pada hewan homeotermik dapat ditujukan tidak hanya untuk mempertahankan tingkat metabolisme yang tinggi, seperti pada kebanyakan burung dan mamalia, tetapi juga untuk menetapkan tingkat metabolisme yang rendah dalam kondisi yang mengancam penipisan cadangan energi.
Referensi
1. Dasar-dasar ekologi: Buku teks oleh V.V. Mn.: Vysh. Sekolah, 2003. – 416 hal.

2. http :\\Faktor lingkungan abiotik.htm

3. http :\\Faktor lingkungan abiotik dan organisme.htm

Pada bab sebelumnya, pola adaptasi umum (yaitu nonspesifik) telah dibahas, namun tubuh manusia merespons dalam kaitannya dengan faktor spesifik dan reaksi adaptif spesifik. Reaksi adaptasi inilah (terhadap perubahan suhu, terhadap berbagai mode aktivitas fisik, terhadap keadaan tanpa bobot, terhadap hipoksia, terhadap kekurangan informasi, terhadap faktor psikogenik, serta ciri-ciri adaptasi manusia dan manajemen adaptasi) yang dibahas dalam bab ini.

ADAPTASI TERHADAP PERUBAHAN SUHU

Suhu tubuh manusia, seperti halnya organisme homeotermik lainnya, bersifat konstan dan berfluktuasi dalam batas yang sangat sempit. Batasan ini berkisar antara 36,4?C hingga 37,5?C.

Adaptasi terhadap suhu rendah

Kondisi di mana tubuh manusia harus beradaptasi terhadap dingin mungkin berbeda-beda. Ini bisa berupa bekerja di bengkel pendingin (dingin tidak beroperasi sepanjang waktu, tetapi bergantian dengan kondisi suhu normal) atau adaptasi terhadap kehidupan di garis lintang utara (seseorang di Utara tidak hanya terpapar suhu rendah, tetapi juga perubahan pencahayaan. kondisi dan tingkat radiasi).

Bekerja di toko dingin. Pada hari-hari pertama, sebagai respons terhadap suhu rendah, produksi panas meningkat secara tidak ekonomis, berlebihan, dan perpindahan panas belum cukup dibatasi. Setelah fase adaptasi stabil terbentuk, proses produksi panas meningkat, perpindahan panas menurun; Pada akhirnya, keseimbangan optimal terbentuk untuk menjaga kestabilan suhu tubuh.

Adaptasi terhadap kondisi Utara ditandai dengan kombinasi produksi panas dan perpindahan panas yang tidak seimbang. Penurunan efisiensi perpindahan panas dicapai dengan pengurangan

dan berhentinya keringat, penyempitan pembuluh arteri pada kulit dan otot. Aktivasi produksi panas awalnya dilakukan dengan meningkatkan aliran darah di organ dalam dan meningkatkan termogenesis kontraktil otot. Tahap darurat. Komponen wajib dari proses adaptif adalah dimasukkannya respons stres (aktivasi sistem saraf pusat, peningkatan aktivitas listrik pusat termoregulasi, peningkatan sekresi liberin di neuron hipotalamus, di adenosit kelenjar pituitari - adrenokortikotropik dan hormon perangsang tiroid, di kelenjar tiroid - hormon tiroid, di medula adrenal - katekolamin, dan di korteksnya - kortikosteroid). Perubahan ini secara signifikan mengubah fungsi organ dan sistem fisiologis tubuh, perubahan yang ditujukan untuk meningkatkan fungsi transportasi oksigen (Gbr. 3-1).

Beras. 3-1.Menyediakan fungsi transportasi oksigen selama adaptasi terhadap dingin

Adaptasi yang gigih disertai dengan peningkatan metabolisme lipid. Kandungan asam lemak dalam darah meningkat dan kadar gula sedikit menurun; asam lemak dikeluarkan dari jaringan adiposa karena peningkatan aliran darah “dalam”.

Dalam mitokondria yang beradaptasi dengan kondisi utara, terdapat kecenderungan fosforilasi dan oksidasi terpisah, dan oksidasi menjadi dominan. Selain itu, terdapat relatif banyak radikal bebas di jaringan penduduk Utara.Air dingin.

Agen fisik yang mempengaruhi suhu rendah pada tubuh paling sering adalah udara, tetapi bisa juga air. Misalnya, saat Anda berada di air dingin, tubuh mendingin lebih cepat dibandingkan di udara (air mempunyai kapasitas panas 4 kali lebih besar dan konduktivitas termal 25 kali lebih besar dibandingkan udara). Jadi, dalam air yang suhunya +12?C, panas yang hilang 15 kali lebih banyak daripada di udara pada suhu yang sama.

Hanya pada suhu air +33-35?C, sensasi suhu orang di dalamnya dianggap nyaman dan waktu tinggal di dalamnya tidak dibatasi.

Pada suhu air +29,4?C, orang dapat bertahan di dalamnya lebih dari sehari, namun pada suhu air +23,8?C waktu tersebut adalah 8 jam 20 menit.

Dalam air dengan suhu di bawah +20? C, fenomena pendinginan akut berkembang dengan cepat, dan waktu tinggal yang aman di dalamnya dihitung dalam hitungan menit.

Tinggalnya seseorang di dalam air yang suhunya +10-12? C selama 1 jam atau kurang menyebabkan kondisi yang mengancam jiwa.

Berada di dalam air pada suhu +1?C pasti menyebabkan kematian, dan pada +2-5?C menyebabkan komplikasi yang mengancam jiwa dalam waktu 10-15 menit. Waktu tinggal yang aman air es

Tubuh manusia yang terendam air mengalami kelebihan beban yang signifikan karena kebutuhan akan pemeliharaan suhu konstan"inti tubuh" karena konduktivitas termal yang tinggi air dan tidak adanya mekanisme tambahan yang menyediakan isolasi termal seseorang di udara (isolasi termal pakaian berkurang tajam karena basah, lapisan tipis udara panas di dekat kulit menghilang). Dalam air dingin, seseorang hanya memiliki dua mekanisme untuk menjaga suhu “inti tubuh” tetap konstan, yaitu: meningkatkan produksi panas dan membatasi aliran panas dari organ dalam ke kulit.

Keterbatasan perpindahan panas dari organ dalam ke kulit (dan dari kulit ke lingkungan) disebabkan oleh vasokonstriksi perifer, paling menonjol pada tingkat kulit, dan vasodilatasi intramuskular, yang derajatnya bergantung pada lokalisasi pendinginan. Reaksi vasomotor ini, yang mendistribusikan kembali volume darah ke organ pusat, mampu mempertahankan suhu “inti tubuh”. Pada saat yang sama, penurunan volume plasma terjadi karena peningkatan permeabilitas kapiler, filtrasi glomerulus dan penurunan reabsorpsi tubular.

Peningkatan produksi panas (termogenesis kimia) terjadi melalui peningkatan aktivitas otot, yang diwujudkan dengan menggigil. Pada suhu air +25?C, menggigil terjadi ketika suhu kulit turun hingga +28?C. Ada tiga fase berturut-turut dalam pengembangan mekanisme ini:

Penurunan awal suhu inti;

Peningkatannya yang tajam, terkadang melebihi suhu “inti tubuh” sebelum mendingin;

Penurunan ke tingkat tergantung pada suhu air. Dalam air yang sangat dingin (di bawah +10? C), menggigil dimulai dengan sangat tajam, sangat intens, dikombinasikan dengan pernapasan dangkal yang cepat dan perasaan tertekan di dada.

Aktivasi termogenesis kimia tidak mencegah pendinginan, namun dianggap sebagai metode perlindungan “darurat” dari hawa dingin. Penurunan suhu “inti” tubuh manusia di bawah +35? C menunjukkan bahwa mekanisme kompensasi termoregulasi tidak dapat mengatasi efek destruktif dari suhu rendah, dan hipotermia dalam terjadi di dalam tubuh. Hipotermia yang diakibatkannya mengubah semua fungsi vital terpenting tubuh, karena memperlambat laju reaksi kimia dalam sel. Faktor tak terelakkan yang menyertai hipotermia adalah hipoksia. Akibat hipoksia adalah kelainan fungsional dan struktural, yang jika tidak diobati, dapat menyebabkan kematian.

Hipoksia memiliki asal usul yang kompleks dan beragam.

Hipoksia peredaran darah terjadi karena bradikardia dan gangguan peredaran darah perifer.

Hipoksia hemodinamik terjadi akibat pergeseran kurva disosiasi oksihemoglobin ke kiri.

Hipoksia hipoksia terjadi ketika pusat pernapasan terhambat dan otot-otot pernapasan berkontraksi secara kejang.

Adaptasi terhadap suhu tinggi

Suhu tinggi dapat mempengaruhi tubuh manusia dalam berbagai situasi (misalnya, di tempat kerja, jika terjadi kebakaran, dalam pertempuran dan kondisi darurat, di pemandian). Mekanisme adaptasi ditujukan untuk meningkatkan perpindahan panas dan mengurangi produksi panas. Akibatnya suhu tubuh (walaupun naik) tetap berada dalam batas atas kisaran normal. Manifestasi hipertermia sangat ditentukan oleh suhu lingkungan.

Ketika suhu luar naik hingga +30-31? C, arteri kulit melebar dan aliran darah di dalamnya meningkat, dan suhu jaringan permukaan meningkat. Perubahan ini ditujukan agar tubuh melepaskan panas berlebih melalui konveksi, konduksi panas, dan radiasi, namun seiring dengan meningkatnya suhu lingkungan, efektivitas mekanisme perpindahan panas tersebut menurun.

Pada suhu luar +32-33? C ke atas, konveksi dan radiasi terhenti. Perpindahan panas melalui keringat dan penguapan air dari permukaan tubuh dan saluran pernapasan menjadi hal yang paling penting. Jadi, dengan 1 ml keringat, sekitar 0,6 kkal panas hilang.

Selama hipertermia, terjadi perubahan karakteristik pada organ dan sistem fungsional.

Kelenjar keringat mengeluarkan kalikrein, yang memecah a,2-globulin.

Hal ini menyebabkan pembentukan kallidin, bradikinin dan kinin lainnya di dalam darah. Kinin, pada gilirannya, memberikan efek ganda: perluasan arteriol pada kulit dan jaringan subkutan; potensiasi berkeringat. Efek kinin ini secara signifikan meningkatkan perpindahan panas tubuh.

Karena aktivasi sistem simpatoadrenal, detak jantung dan curah jantung meningkat.

Terjadi redistribusi aliran darah dengan berkembangnya sentralisasi.

Ada kecenderungan peningkatan tekanan darah.

Adaptasi lebih lanjut terjadi karena penurunan produksi panas dan pembentukan redistribusi suplai darah yang stabil ke pembuluh darah. Keringat berlebihan berubah menjadi keringat yang cukup pada suhu tinggi. Hilangnya air dan garam melalui keringat dapat dikompensasi dengan meminum air asin.

ADAPTASI TERHADAP MODE AKTIVITAS MOTOR

Seringkali, di bawah pengaruh persyaratan lingkungan apa pun, tingkat aktivitas fisik berubah ke arah kenaikan atau penurunannya.

Peningkatan aktivitas

Jika aktivitas fisik yang diperlukan menjadi tinggi, maka tubuh manusia harus beradaptasi dengan hal baru

kondisi (misalnya, pekerjaan fisik yang berat, olahraga, dll). Ada adaptasi “mendesak” dan “jangka panjang” terhadap peningkatan aktivitas fisik. Adaptasi "mendesak".

- tahap awal adaptasi darurat - ditandai dengan mobilisasi maksimum sistem fungsional yang bertanggung jawab untuk adaptasi, reaksi stres yang nyata, dan gairah motorik.

Menanggapi beban, penyinaran eksitasi yang intens terjadi di pusat motorik kortikal, subkortikal, dan di bawahnya, menyebabkan reaksi motorik yang umum, tetapi kurang terkoordinasi.

Misalnya, detak jantung meningkat, tetapi ada juga aktivasi otot “ekstra” secara umum. Eksitasi sistem saraf menyebabkan aktivasi sistem pelepas stres: adrenergik, hipotalamus-hipofisis-adrenokortikal, yang disertai dengan pelepasan signifikan katekolamin, kortikoliberin, ACTH, dan hormon somatotropik. Sebaliknya, konsentrasi insulin dan C-peptida dalam darah menurun akibat pengaruh stres.

Sistem pembatas stres. Bersamaan dengan aktivasi sistem pelaksana stres, terjadi aktivasi sistem pembatas stres - peptida opioid, serotonergik, dan lainnya. Misalnya, seiring dengan peningkatan kandungan ACTH dalam darah, terjadi peningkatan konsentrasi dalam darah β -endorfin dan enkephalin.

Restrukturisasi neurohumoral selama adaptasi mendesak terhadap aktivitas fisik memastikan aktivasi sintesis asam nukleat dan protein, pertumbuhan selektif struktur tertentu dalam sel organ, dan peningkatan kekuatan dan efisiensi sistem adaptasi fungsional selama aktivitas fisik berulang.

Dengan aktivitas fisik yang berulang, massa otot meningkat dan suplai energinya meningkat. Bersamaan dengan ini

perubahan terjadi pada sistem transportasi oksigen dan efisiensi respirasi eksternal dan fungsi miokard:

Kepadatan kapiler di otot rangka dan miokardium meningkat;

Kecepatan dan amplitudo kontraksi otot pernafasan meningkat, kapasitas vital paru (VC), ventilasi maksimal, dan tingkat pemanfaatan oksigen meningkat;

Terjadi hipertrofi miokard, jumlah dan kepadatan kapiler koroner, dan konsentrasi mioglobin di miokardium meningkat;

Jumlah mitokondria di miokardium dan suplai energi untuk fungsi kontraktil jantung meningkat; laju kontraksi dan relaksasi jantung selama latihan, denyut dan volume menit meningkat.

Akibatnya, volume fungsi menjadi sejalan dengan volume struktur organ, dan tubuh secara keseluruhan menjadi beradaptasi dengan beban sebesar ini.

Aktivitas menurun

Hipokinesia (keterbatasan aktivitas motorik) menyebabkan gejala khas gangguan yang kompleks yang secara signifikan membatasi kinerja seseorang. Manifestasi paling khas dari hipokinesia:

Disregulasi sirkulasi darah akibat pengaruh ortostatik;

Kemunduran indikator kinerja dan pengaturan rezim oksigen tubuh saat istirahat dan selama aktivitas fisik;

Fenomena dehidrasi relatif, gangguan isosmia, kimia dan struktur jaringan, gangguan fungsi ginjal;

Atrofi jaringan otot, gangguan tonus dan fungsi sistem neuromuskular;

Penurunan volume darah, plasma, dan massa eritrosit yang bersirkulasi;

Pelanggaran fungsi motorik dan enzimatik sistem pencernaan;

Pelanggaran indikator imunitas alami.

Keadaan daruratfase adaptasi terhadap hipokinesia ditandai dengan mobilisasi reaksi yang mengkompensasi kurangnya fungsi motorik. Reaksi defensif ini termasuk kegembiraan simpatik

sistem adrenal. Sistem simpatoadrenal menyebabkan kompensasi parsial sementara dari gangguan peredaran darah dalam bentuk peningkatan aktivitas jantung, peningkatan tonus pembuluh darah dan, akibatnya, tekanan darah, peningkatan pernapasan (peningkatan ventilasi paru-paru). Namun, reaksi ini hanya berlangsung singkat dan cepat hilang seiring dengan hipokinesia yang berlanjut.

Perkembangan hipokinesia selanjutnya dapat dibayangkan sebagai berikut:

Imobilitas membantu, pertama-tama, mengurangi proses katabolik;

Pelepasan energi menurun, intensitas reaksi oksidatif menurun;

Kandungan karbon dioksida, asam laktat dan produk metabolisme lainnya dalam darah yang biasanya merangsang pernapasan dan sirkulasi darah menurun.

Berbeda dengan adaptasi terhadap perubahan komposisi gas, suhu lingkungan rendah, dll., adaptasi terhadap hipokinesia absolut tidak dapat dianggap selesai. Alih-alih fase resistensi, yang terjadi adalah penipisan semua fungsi secara perlahan.

ADAPTASI TERHADAP TANPA BERAT

Seseorang dilahirkan, tumbuh dan berkembang di bawah pengaruh gravitasi. Gaya tarik menarik membentuk fungsi otot rangka, refleks gravitasi, dan kerja otot yang terkoordinasi. Ketika gravitasi berubah, berbagai perubahan diamati dalam tubuh, ditentukan oleh penghapusan tekanan hidrostatik dan redistribusi cairan tubuh, penghapusan deformasi yang bergantung pada gravitasi dan tekanan mekanis pada struktur tubuh, serta penurunan beban fungsional pada tubuh. sistem muskuloskeletal, penghapusan dukungan, dan perubahan biomekanik gerakan. Akibatnya terbentuklah sindrom motorik hipogravitasi yang meliputi perubahan sistem sensorik, kontrol motorik, fungsi otot, dan hemodinamik.

Sistem sensorik:

Penurunan tingkat aferentasi pendukung;

Penurunan tingkat aktivitas proprioseptif;

Perubahan fungsi alat vestibular;

Perubahan dukungan aferen terhadap reaksi motorik;

Gangguan segala bentuk pelacakan visual;

Perubahan fungsional aktivitas alat otolitik ketika posisi kepala berubah dan aksi percepatan linier.

Kontrol motorik:

Ataksia sensorik dan motorik;

hiperrefleksia tulang belakang;

Mengubah strategi pengendalian gerak;

Peningkatan tonus otot fleksor.

Otot:

Mengurangi sifat kecepatan dan kekuatan;

Atonia;

Atrofi, perubahan komposisi serat otot.

Gangguan hemodinamik:

Peningkatan curah jantung;

Penurunan sekresi vasopresin dan renin;

Peningkatan sekresi faktor natriuretik;

Peningkatan aliran darah ginjal;

Penurunan volume plasma darah.

Kemungkinan adaptasi sejati terhadap keadaan tanpa bobot, di mana terjadi restrukturisasi sistem regulasi yang memadai untuk keberadaan di Bumi, bersifat hipotetis dan memerlukan konfirmasi ilmiah.

ADAPTASI TERHADAP HIPOKSIA

Hipoksia adalah suatu kondisi yang terjadi akibat suplai oksigen ke jaringan yang tidak mencukupi. Hipoksia sering dikombinasikan dengan hipoksemia - penurunan tingkat ketegangan dan kandungan oksigen dalam darah. Bedakan antara hipoksia eksogen dan endogen.

Jenis hipoksia eksogen - normo- dan hipobarik. Alasan perkembangannya: penurunan tekanan parsial oksigen di udara yang masuk ke dalam tubuh.

Hipoksia eksogen normobarik dikaitkan dengan keterbatasan asupan oksigen ke dalam tubuh dengan udara pada tekanan barometrik normal. Kondisi seperti ini muncul ketika:

■ menemukan orang di ruangan kecil dan/atau berventilasi buruk (ruangan, terowongan, sumur, lift);

■ pelanggaran terhadap regenerasi udara dan/atau penyediaan campuran oksigen untuk pernafasan pada pesawat terbang dan kendaraan laut dalam;

■ ketidakpatuhan terhadap teknik ventilasi paru buatan. - Hipoksia eksogen hipobarik dapat terjadi :

■ saat mendaki gunung;

■ pada orang yang diangkat ke ketinggian di pesawat terbuka, di kursi angkat, serta ketika tekanan di ruang tekanan berkurang;

■ kapan penurunan tajam tekanan barometrik.

Hipoksia endogen adalah akibat dari proses patologis dari berbagai etiologi.

Bedakan antara hipoksia akut dan kronis.

Hipoksia akut terjadi ketika ada penurunan tajam dalam akses oksigen ke tubuh: ketika pasien ditempatkan di ruang bertekanan tempat udara dipompa keluar, keracunan karbon monoksida, gangguan peredaran darah atau pernafasan akut.

Hipoksia kronis terjadi setelah lama tinggal di pegunungan atau dalam kondisi lain yang suplai oksigennya tidak mencukupi.

Hipoksia adalah faktor aksi universal yang telah dikembangkan oleh tubuh melalui mekanisme adaptif yang efektif selama berabad-abad evolusi. Respon tubuh terhadap paparan hipoksia dapat diperiksa dengan menggunakan model hipoksia saat mendaki gunung.

Reaksi kompensasi pertama terhadap hipoksia adalah peningkatan denyut jantung, stroke, dan volume darah menit. Jika tubuh manusia mengkonsumsi 300 ml oksigen per menit saat istirahat, kandungannya di udara yang dihirup (dan akibatnya di dalam darah) berkurang 1/3, ini cukup untuk meningkatkan volume darah sebesar 30% jadi bahwa jumlah oksigen yang sama dikirim ke jaringan. Pembukaan kapiler tambahan di jaringan meningkatkan aliran darah, karena hal ini meningkatkan laju difusi oksigen.

Ada sedikit peningkatan intensitas pernapasan, sesak napas hanya terjadi dengan tingkat kelaparan oksigen yang parah (pO 2 di udara yang dihirup kurang dari 81 mm Hg). Hal ini dijelaskan oleh fakta bahwa peningkatan pernapasan dalam suasana hipoksia disertai dengan hipokapnia, yang menghambat peningkatan ventilasi paru, dan hanya

setelah waktu tertentu (1-2 minggu) berada dalam kondisi hipoksia, terjadi peningkatan ventilasi paru yang signifikan karena peningkatan sensitivitas pusat pernapasan terhadap karbon dioksida.

Jumlah sel darah merah dan konsentrasi hemoglobin dalam darah meningkat karena pengosongan depot darah dan penebalan darah, kemudian karena intensifikasi hematopoiesis. Penurunan tekanan atmosfer sebesar 100 mm Hg. menyebabkan peningkatan kandungan hemoglobin dalam darah sebesar 10%.

Sifat transportasi oksigen dari hemoglobin berubah, pergeseran kurva disosiasi oksihemoglobin ke kanan meningkat, yang berkontribusi pada pengiriman oksigen yang lebih lengkap ke jaringan.

Jumlah mitokondria dalam sel meningkat, kandungan enzim rantai pernapasan meningkat, yang memungkinkan untuk mengintensifkan proses penggunaan energi dalam sel.

Terjadi modifikasi perilaku (membatasi aktivitas fisik, menghindari paparan suhu tinggi).

Jadi, sebagai akibat dari tindakan semua bagian sistem neurohumoral, perubahan struktural dan fungsional terjadi dalam tubuh, sebagai akibatnya terbentuklah reaksi adaptif terhadap pengaruh ekstrem ini.

FAKTOR PSIKOGENIK DAN DEFISIT INFORMASI

Adaptasi terhadap pengaruh faktor psikogenik berlangsung secara berbeda pada individu dengan jenis GND yang berbeda (koleris, optimis, apatis, melankolis). Pada tipe ekstrim (koleris, melankolis), adaptasi seperti itu tidak stabil, cepat atau lambat, faktor-faktor yang mempengaruhi jiwa menyebabkan gangguan pada IRR dan perkembangan neurosis.

Prinsip dasar perlindungan anti-stres adalah sebagai berikut:

Isolasi dari pemicu stres;

Aktivasi sistem pembatas stres;

Penekanan fokus peningkatan eksitasi pada sistem saraf pusat dengan menciptakan dominan baru (peralihan perhatian);

Penekanan sistem penguatan negatif yang terkait dengan emosi negatif;

Aktivasi sistem penguatan positif;

Pemulihan sumber energi tubuh;

Relaksasi fisiologis.

Stres informasi

Salah satu jenis stres psikologis adalah stres informasi. Masalah stres informasi - masalah XXI abad. Jika aliran informasi melebihi kemampuan otak untuk memprosesnya, terbentuk dalam proses evolusi, maka stres informasi berkembang. Konsekuensi dari kelebihan informasi begitu besar sehingga istilah-istilah baru pun diperkenalkan untuk menunjukkan kondisi tubuh manusia yang tidak sepenuhnya jelas: sindrom kelelahan kronis, kecanduan komputer, dll.

Adaptasi terhadap kekurangan informasi

Otak tidak hanya membutuhkan istirahat minimal, tetapi juga sejumlah rangsangan (rangsangan yang signifikan secara emosional). G. Selye menggambarkan keadaan ini sebagai keadaan eustress. Konsekuensi dari kurangnya informasi termasuk kurangnya rangsangan emosional dan meningkatnya rasa takut.

Kurangnya rangsangan yang signifikan secara emosional, terutama pada usia dini (deprivasi sensorik), sering kali mengarah pada pembentukan kepribadian agresor, dan pentingnya faktor ini dalam pembentukan agresivitas jauh lebih tinggi daripada hukuman fisik dan faktor berbahaya lainnya dalam pendidikan.

Dalam kondisi isolasi sensorik, seseorang mulai mengalami ketakutan yang semakin besar, hingga panik dan halusinasi. E. Fromm menyebut kehadiran rasa persatuan sebagai salah satu syarat terpenting bagi pendewasaan seorang individu. E. Erikson berpendapat bahwa seseorang perlu mengidentifikasi dirinya dengan orang lain (kelompok referensi), bangsa, dll, yaitu mengatakan “Saya seperti mereka, mereka sama dengan saya”. Lebih baik bagi seseorang untuk mengidentifikasi dirinya bahkan dengan subkultur seperti hippie atau pecandu narkoba daripada tidak mengidentifikasi dirinya sama sekali.

Kurangnya sensorik (dari lat. perasaan- perasaan, sensasi dan perampasan- perampasan) - perampasan yang berkepanjangan, kurang lebih lengkap dari seseorang atas sensasi visual, pendengaran, sentuhan atau sensasi, mobilitas, komunikasi, pengalaman emosional lainnya, yang dilakukan baik untuk tujuan eksperimental atau sebagai akibat dari

situasi saat ini. Pada kekurangan sensorik sebagai respons terhadap informasi aferen yang tidak mencukupi, proses diaktifkan yang dengan cara tertentu mempengaruhi memori figuratif.

Seiring bertambahnya waktu yang dihabiskan dalam kondisi ini, orang mengembangkan labilitas emosional dengan pergeseran ke arah suasana hati yang buruk (lesu, depresi, apatis), yang secara singkat digantikan oleh euforia dan mudah tersinggung.

Ada gangguan memori yang secara langsung bergantung pada sifat siklus keadaan emosi.

Irama tidur dan terjaga terganggu, keadaan hipnosis berkembang, yang berlangsung relatif lama, diproyeksikan ke luar dan disertai ilusi ketidaksengajaan.

Dengan demikian, pembatasan pergerakan dan informasi merupakan faktor yang melanggar kondisi perkembangan organisme, yang menyebabkan penurunan fungsi terkait. Adaptasi sehubungan dengan faktor-faktor ini tidak bersifat kompensasi, karena tidak menunjukkan ciri khas adaptasi aktif dan hanya reaksi yang terkait dengan penurunan fungsi dan pada akhirnya mengarah pada patologi yang mendominasi.

FITUR ADAPTASI PADA MANUSIA

Keunikan adaptasi manusia meliputi kombinasi pengembangan sifat adaptif fisiologis tubuh dengan metode buatan yang mengubah lingkungan untuk kepentingannya.

Manajemen Orientasi

Metode pengelolaan adaptasi dapat dibagi menjadi sosioekonomi dan fisiologis.

Metode sosial-ekonomi mencakup semua tindakan yang bertujuan untuk meningkatkan kondisi kehidupan, gizi, dan menciptakan lingkungan sosial yang aman. Kelompok kegiatan ini sangat penting.

Metode fisiologis pengendalian adaptasi ditujukan untuk membentuk resistensi nonspesifik tubuh. Ini termasuk pengorganisasian rezim (perubahan tidur dan terjaga, istirahat dan bekerja), pelatihan fisik, dan pengerasan.

Pelatihan fisik. Cara paling efektif untuk meningkatkan daya tahan tubuh terhadap penyakit dan pengaruh buruk lingkungan adalah olahraga teratur. Aktivitas motorik mempengaruhi banyak sistem vital. Ini memperluas keseimbangan metabolisme, mengaktifkan sistem otonom: sirkulasi darah, pernapasan.

Pengerasan. Ada langkah-langkah yang bertujuan untuk meningkatkan daya tahan tubuh, disatukan oleh konsep “pengerasan”. Contoh klasik pengerasan adalah latihan dingin yang terus-menerus, prosedur air, dan olahraga di luar ruangan dalam cuaca apa pun.

Penggunaan hipoksia secara dosis, khususnya dalam bentuk latihan seseorang di ketinggian sekitar 2-2,5 ribu meter, meningkatkan daya tahan tubuh yang nonspesifik. Faktor hipoksia mendorong peningkatan pengiriman oksigen ke jaringan, tingginya pemanfaatan oksigen dalam proses oksidatif, aktivasi reaksi enzimatik jaringan, dan penggunaan cadangan sistem kardiovaskular dan pernapasan secara ekonomis.

Reaksi stres dari mata rantai adaptasi dapat, di bawah pengaruh lingkungan yang terlalu kuat, diubah menjadi mata rantai patogenesis dan menyebabkan perkembangan penyakit - mulai dari penyakit ulseratif hingga penyakit kardiovaskular dan kekebalan tubuh yang parah.

PERTANYAAN UNTUK PENGENDALIAN DIRI

1. Apa yang dimaksud dengan adaptasi terhadap suhu rendah?

2. Sebutkan perbedaan adaptasi terhadap aksi air dingin.

3. Sebutkan mekanisme adaptasi terhadap suhu tinggi.

4. Apa yang dimaksud dengan adaptasi terhadap aktivitas fisik yang tinggi?

5. Apa yang dimaksud dengan adaptasi terhadap aktivitas fisik rendah?

6. Apakah adaptasi terhadap keadaan tanpa bobot mungkin dilakukan?

7. Apa perbedaan adaptasi hipoksia akut dan adaptasi hipoksia kronis?

8. Mengapa gangguan sensorik berbahaya?

9. Apa saja ciri-ciri adaptasi manusia?

10. Metode manajemen adaptasi apa yang Anda ketahui?

3.1. Adaptasi terhadap suhu rendah

Adaptasi terhadap dingin adalah jenis adaptasi iklim manusia yang paling sulit, dapat dicapai dan hilang dengan cepat tanpa pelatihan khusus. Hal ini dijelaskan oleh fakta bahwa, menurut gagasan ilmiah modern, nenek moyang kita hidup di iklim hangat dan lebih beradaptasi untuk melindungi diri dari panas berlebih. Permulaan pendinginan berlangsung relatif cepat dan manusia, sebagai suatu spesies, “tidak mempunyai waktu” untuk beradaptasi terhadap perubahan iklim di sebagian besar planet ini. Selain itu, masyarakat mulai beradaptasi dengan kondisi suhu rendah, terutama karena faktor sosial dan buatan manusia - rumah, perapian, pakaian. Namun, dalam kondisi ekstrim aktivitas manusia (termasuk dalam praktik pendakian gunung), mekanisme fisiologis termoregulasi - sisi “kimia” dan “fisik” menjadi sangat penting.

Reaksi pertama tubuh terhadap paparan dingin adalah mengurangi kehilangan panas pada kulit dan pernafasan (pernapasan) akibat penyempitan pembuluh darah pada kulit dan alveoli paru, serta penurunan ventilasi paru (penurunan kedalaman dan frekuensi pernapasan). Karena perubahan lumen pembuluh kulit, aliran darah di dalamnya dapat bervariasi dalam batas yang sangat luas - dari 20 ml hingga 3 liter per menit di seluruh massa kulit.

Penyempitan pembuluh darah menyebabkan penurunan suhu kulit, tetapi ketika suhu ini mencapai 6 C dan ada ancaman cedera dingin, mekanisme sebaliknya berkembang - hiperemia reaktif pada kulit. Dengan pendinginan yang parah, penyempitan pembuluh darah yang terus-menerus dalam bentuk kejang dapat terjadi. Dalam hal ini, sinyal masalah muncul – rasa sakit.

Penurunan suhu kulit tangan hingga 27 º C dikaitkan dengan perasaan “dingin”; pada suhu kurang dari 20 º C - “sangat dingin”; pada suhu kurang dari 15 º C - “tak tertahankan dingin".

Saat terkena dingin, reaksi vasokonstriktor (vasokonstriktor) terjadi tidak hanya di area kulit yang dingin, tetapi juga di area tubuh yang jauh, termasuk di organ dalam (“reaksi yang dipantulkan”). Reaksi yang tercermin selama pendinginan kaki sangat menonjol - reaksi pada mukosa hidung, organ pernapasan, dan organ genital internal. Penyempitan pembuluh darah menyebabkan penurunan suhu area tubuh dan organ dalam dengan aktivasi flora mikroba. Mekanisme inilah yang mendasari apa yang disebut “pilek” dengan berkembangnya peradangan pada sistem pernapasan (pneumonia, bronkitis), buang air kecil (pielitis, nefritis), area genital (adnexitis, prostatitis), dll.

Mekanisme termoregulasi fisik adalah yang pertama diaktifkan untuk melindungi keteguhan lingkungan internal ketika keseimbangan produksi panas dan perpindahan panas terganggu. Jika reaksi ini tidak cukup untuk mempertahankan homeostasis, mekanisme "kimiawi" diaktifkan - tonus otot meningkat, tremor otot muncul, yang menyebabkan peningkatan konsumsi oksigen dan peningkatan produksi panas. Pada saat yang sama, kerja jantung meningkat, tekanan darah dan kecepatan aliran darah di otot meningkat. Telah dihitung bahwa untuk menjaga keseimbangan panas orang telanjang di udara yang masih dingin, produksi panas perlu ditingkatkan 2 kali lipat untuk setiap penurunan suhu udara 10°, dan dengan angin kencang, produksi panas harus berlipat ganda untuk setiap 5° penurunan suhu udara. Pada orang yang berpakaian hangat, peningkatan laju metabolisme dua kali lipat akan mengkompensasi penurunan suhu eksternal sebesar 25º.

Dengan kontak berulang dengan dingin, lokal dan umum, seseorang mengembangkan mekanisme perlindungan yang bertujuan untuk mencegah konsekuensi buruk dari paparan dingin. Dalam proses aklimatisasi terhadap dingin, resistensi terhadap radang dingin meningkat (frekuensi radang dingin pada individu yang diaklimatisasi terhadap dingin adalah 6-7 kali lebih rendah dibandingkan pada individu yang tidak diaklimatisasi). Dalam hal ini, pertama-tama, terjadi peningkatan mekanisme vasomotor (termoregulasi "fisik"). Pada orang yang terkena dingin untuk waktu yang lama, peningkatan aktivitas proses termoregulasi "kimia" - metabolisme basal; mereka meningkat 10 - 15%. Di antara penduduk asli di Utara (misalnya, orang Eskimo), kelebihan ini mencapai 15–30% dan bersifat bawaan secara genetik.

Sebagai aturan, karena peningkatan mekanisme termoregulasi dalam proses aklimatisasi terhadap dingin, porsi partisipasi otot rangka dalam menjaga keseimbangan panas menurun - intensitas dan durasi siklus menggigil otot menjadi kurang terasa. Perhitungan telah menunjukkan bahwa, karena mekanisme fisiologis adaptasi terhadap dingin, orang telanjang mampu mentolerir suhu udara minimal 2°C untuk waktu yang lama. Rupanya, suhu udara tersebut merupakan batas kemampuan kompensasi tubuh untuk menjaga keseimbangan panas pada tingkat yang stabil.

Kondisi di mana tubuh manusia beradaptasi dengan dingin bisa berbeda-beda (misalnya, bekerja di ruangan yang tidak berpemanas, unit pendingin, di luar ruangan pada musim dingin). Pada saat yang sama, efek dingin tidak konstan, tetapi bergantian dengan suhu normal tubuh manusia. Adaptasi dalam kondisi seperti ini tidak diungkapkan secara jelas. Pada masa-masa awal, sebagai respons terhadap suhu rendah, pembangkitan panas meningkat secara tidak ekonomis; perpindahan panas belum cukup dibatasi. Setelah adaptasi, proses pembangkitan panas menjadi lebih intens, dan perpindahan panas menurun.

Jika tidak, terjadi adaptasi terhadap kondisi kehidupan di garis lintang utara, di mana seseorang tidak hanya dipengaruhi oleh suhu rendah, tetapi juga oleh rezim pencahayaan dan tingkat radiasi matahari yang merupakan karakteristik garis lintang tersebut.

Apa yang terjadi pada tubuh manusia selama pendinginan?

Karena iritasi pada reseptor dingin, reaksi refleks yang mengatur konservasi panas berubah: pembuluh darah di kulit menyempit, yang mengurangi perpindahan panas tubuh hingga sepertiga. Penting agar proses pembangkitan panas dan perpindahan panas seimbang. Dominasi perpindahan panas dibandingkan pembangkitan panas menyebabkan penurunan suhu tubuh dan terganggunya fungsi tubuh. Pada suhu tubuh 35 º C, gangguan jiwa diamati. Penurunan suhu lebih lanjut memperlambat sirkulasi darah dan metabolisme, dan pada suhu di bawah 25 º C pernapasan berhenti.

Salah satu faktor intensifikasi proses energi adalah metabolisme lipid. Misalnya, penjelajah kutub, yang metabolismenya melambat pada suhu udara rendah, memperhitungkan kebutuhan untuk mengkompensasi biaya energi. Pola makan mereka ditandai dengan nilai energi (kandungan kalori) yang tinggi.

Penduduk wilayah utara memiliki metabolisme yang lebih intens. Sebagian besar makanan mereka terdiri dari protein dan lemak. Oleh karena itu, kandungan asam lemak dalam darahnya meningkat, dan kadar gulanya sedikit menurun.

Orang-orang yang beradaptasi dengan iklim lembab, dingin, dan kekurangan oksigen di Utara juga mengalami peningkatan pertukaran gas, kadar kolesterol tinggi dalam serum darah dan mineralisasi tulang rangka, serta lapisan lemak subkutan yang lebih tebal (yang berfungsi sebagai isolator panas).

Namun, tidak semua orang mempunyai kemampuan beradaptasi yang sama. Secara khusus, pada beberapa orang di Utara, mekanisme perlindungan dan restrukturisasi adaptif tubuh dapat menyebabkan maladaptasi - serangkaian perubahan patologis yang disebut “penyakit kutub”.

Salah satu faktor terpenting yang menjamin adaptasi manusia terhadap kondisi Far North adalah kebutuhan tubuh akan asam askorbat (vitamin C), yang meningkatkan daya tahan tubuh terhadap berbagai jenis infeksi.

Cangkang isolasi tubuh kita meliputi permukaan kulit dengan lemak subkutan, serta otot-otot yang terletak di bawahnya. Ketika suhu kulit turun di bawah tingkat normal, penyempitan pembuluh darah kulit dan kontraksi otot rangka meningkatkan sifat isolasi kulit. Telah ditetapkan bahwa vasokonstriksi otot pasif menyediakan hingga 85% dari total kapasitas isolasi tubuh pada suhu yang sangat rendah. Nilai ketahanan terhadap kehilangan panas ini 3 – 4 kali lebih tinggi dibandingkan kemampuan isolasi lemak dan kulit.