2.2 Біологічні аспекти адаптації

Біологічна адаптація людини - еволюційно виникла у процесі пристосування організму людини до умов середовища, що виражається в зміні зовнішніх і внутрішніх особливостей органу, функції або всього організму до мінливих умов середовища.

У процесі пристосування організму до нових умов виділяють два процеси - фенотипічну адаптацію, або індивідуальну адаптацію, яку більш правильно називати акліматизацією, і генотипічну адаптацію, здійснювану шляхом природного відбору корисних ознак.

У фенотипічній адаптації організм безпосередньо реагує на нове середовище, що виражається в фенотипічних порушеннях, компенсаторних фізіологічних змінах, які допомагають організму зберегти в нових умовах рівновагу із середовищем. При переході до колишніх умов відновлюється попередній стан фенотипу, компенсаторні фізіологічні зміни зникають. Досить демонстративно це виявляється при переході в місцеперебуванні з екстремальними умовами, які проявляються завдяки наявності на заселенності території екологічного чинника або комбінації чинників, що чинять на здоров'я людини виражено несприятливу дію.

Вони можуть складатися не тільки в природних (Арктика, високогір'я), але і в антропогенних (великі міста) місцях проживання. Так, вихідців із зони помірного клімату, що прибувають на роботу в Арктику або Антарктиду, зустрічають суворий клімат, незвичайні для середніх широт атмосферні явища, різко знижена кількість мікроорганізмів у грунтах і повітрі, життя у відносно малочисельних, скупчених колективах. Як правило, такі люди після прибуття в Заполяр'ї тривалий час відчувають хворобливий стан і відчуття, що посилюються, наприклад, при зміні полярних дня і ночі. Вони проявляються у підвищенні артеріального тиску і почастішанні пульсу, які змінюються потім пониженням тиску (іноді до рівня 70/30 мм рт. Ст.) І урідженням пульсу. Ці явища, що позначаються деякими дослідниками як метеоневроз, супроводжуються падінням працездатності. Описана ситуація знаходить відображення в рекомендаціях гігієністів, що обмежують тривалість роботи для новоприбулих в Заполяр'ї. Так, при температурі до - 30 В° С і швидкості вітру 4-8 м/с основний склад полярної станції може працювати на відкритому повітрі повний робочий день, тоді як новоприбулі - не більше 1 ч. У полярників кількість лейкоцитів у крові зазвичай знижено до рівня 3000-3500 в 1 мм 3. У період зміни складу зимівників при контакті з новоприбулими, як правило, спостерігається майже поголовна захворюваність простудними і кишковими захворюваннями. Виявляються ознаки втоми і навіть виснаження нервової системи - погіршується оперативна пам'ять, знижується надійність роботи людини, збільшується тривалість прихованого періоду рухових реакцій. З плином часу у частини людей функціональні показники повертаються до нормального рівня. У інших вони залишаються зміненими у порівнянні з вихідними значеннями, що спостерігалися до приїзду в Арктику або Антарктику, однак відновлюються працездатність і самопочуття. У таких випадках говорять про акліматизацію людей до нових умов проживання. Для рослин і тварин, перенесених в незвичайну середовище проживання, критерієм акліматизації служить їх виживання, для людей - відновлення високого рівня працездатності. Зміна фізіологічних механізмів при акліматизації нерідко має складний характер. Так, у адаптованих до життя в холодному кліматі людей при охолодженні спостерігається зміна кровопостачання шкірних покривів. При цьому ступінь зміни розрізняється в різних частинах тіла. Наприклад, у акліматизованих в Заполяр'ї людей на холоді тепловий потік з рук зростає на 40%, тоді як з грудей - на 19%. Таким чином, завдяки підтримці досить високої температури зберігається працездатність рук. При генотипічній адаптації в організмі відбуваються глибокі морфо-фізіологічні порушення, які передаються у спадок і закріплюються в генотипі в якості нових спадкових властивостей популяцій, етнічних груп і рас. У адаптаціях людських популяцій до нових екстремальних умов, в яких вони опиняються, величезну роль грає їх вихідний генетичний поліморфізм (різноманітність популяцій за ознаками або маркерами генетичної природи.) У кожній популяції людини можна виділити різнорідні конституціональні типи, що відрізняються один від одного особливостями адаптації до нових умов завдяки відмінностей їх генотипових характеристик. Особливо виразно відрізняються один від одного типи "стаєр" і "спринтер". Організм стайєра досить слабо пристосований до витримування потужних короткочасних навантажень, проте після відносно короткої перебудови він здатний переносити тривалі рівномірні впливи екологічних факторів у неадекватних умовах. Тип "спринтер" може здійснювати потужні фізіологічні реакції у відповідь на сильні, але нетривалі впливи екстремальних екологічних умов. Тривала дія несприятливих факторів навіть відносно невеликої інтенсивності переноситься спринтерами погано. Поряд з цими крайніми типами є проміжний варіант - "мікст", що характеризується середніми адаптаційними здібностями. У спринтерів і стаєрів виявляються відмінності по ряду антропометричних показників, що мають генетичну природу: маса тіла, зріст, об'єм грудної клітини, а також за функціональними ознаками: величина артеріального тиску, ємкість легенів, співвідношення формених елементів крові, її згортання та інші. Зазначені конституціональні типи відрізняються один від одного також різною захворюваністю. Так, спринтери більш схильні мати серцево-судинні захворювання. Перебіг їх в цій групі осіб більш важкий. Тип "спринтер" виявляється більш легко адаптовуючимся в екстремальних екологічних ситуаціях протягом перших місяців і років після потрапляння у відповідні умови. Особливості стаєра менш виграшні в умовах акліматизації, але після закінчення зазначеного строку їх стан значно поліпшується. Статистичні обстеження людських популяцій в різних екологічних умовах показали, що в м. Новосибірську серед людей із середнім віком 30,5 років 22% складають спринтери, 12% - стаєри, 66% - міксти. Серед людей, що переселилися в екстремальні умови БАМу, протягом 1-го року спринтерів було 32%, стаєр - 25%, мікст - 43%. В кінці 2-го року життя на БАМі співвідношення типів змістилося різко убік стаєр і склало 17,6% спринтерів, 53% стаєр і 29,4% мікст. Це відбулося у зв'язку з тим, що більша частина людей, генетична конституція яких не відповідає стайєрам, покинула екстремальну зону, в результаті чого серед них більше половини склали саме стаєри. Знання про конституціональні особливості і адаптивниі можливосі стаєрів і спринтерів мають велике значення для здійснення заходів з регулювання та поліпшення систем життєзабезпечення людських популяцій в регіонах з екстремальними екологічними умовами.

Тривале існування груп людей на територіях, що розрізняються переважаючими кліматичними, аліментарними та іншими факторами, призвело до утворення в ряді поколінь комплексів ознак. Ці комплекси відповідають екологічним типам людей і обумовлюють більш високий рівень пристосованості до проживання у певнім біогеографічнім середовищі за рахунок біологічних механізмів. Найбільш пристосованими до життя в регіонах з несприятливим навколишнім середовищем є корінні жителі - аборигени. У результаті тривалої історії пристосування у них сформувався цілий комплекс морфологічних, фізіологічних, психологічних і біохімічних механізмів адаптації до тих чи інших специфічних умов життя. Адаптивні риси аборигенів незворотні. Встановлена спадкова природа цього комплексу, який виробився шляхом пристосувальної мінливості в результаті дії біологічно обумовленого і соціального природного відбору.

Такий стан свідчить про відносність поняття екстремальності природних умов у тих чи інших регіонах планети.

Залежно від тривалості дії неадекватного фактора і ступеня морфо-функціональних перебудов виділяють три етапи адаптації: початковий, етап несталої адаптації і довготривалу, сталу адаптацію, або стану адаптивності. Неможливість забезпечити формування адекватних пристосувальних реакцій призводить до часткової адаптації, або до зриву адаптації – дезадаптації. Поняття адаптація виявилося виключно плідним у розробці критеріїв норм здоров'я і хвороби. За визначенням В.В. Парина, здоров'я являє собою оптимальний стан організму, при якому забезпечується максимальна адаптивність. Будь-яке зменшення пристосувальних можливостей представляє одночасно і зниження рівня здоров'я, і в певному сенсі наближення до патології. Тому хворобу можна розглядати як порушення нормальної фізіологічної адаптації до повсякденних умов, а хворим потрібно вважати того, хто нездатний виконувати певну роботу, або, виконуючи її, він зміщує деякі життєво важливі параметри організму за межі норми.