Лекции по "Безопасности жизнедеятельности"

Адаптация – все виды врожденной и приобретенной приспособительной деятельности, которые обеспечиваются определенными физиологическими реакциями, происходящими на клеточном, органном, системном и организменном уровнях.

Виды  адаптации:

1. Генотипическая – адаптационные памятные следы, образовавшиеся в ходе эволюции. В процессе индивидуальной адаптации каждый человек создает запас памяти и навыков.

2. Пассивная – уход от неблагоприятного фактора или подчинение ему (теплые норы и зимняя спячка)

3. Активная – установление и поддержание гомеостаза, позволяющего существовать в измененной внешней среде.

Гомеостаз – это динамическое постоянство состава внутренней среды и показателей деятельности различных систем организма, что обеспечивается определенными регуляторными механизмами.

     Теория  функциональных систем была сформулирована в нашей стране П.К.Анохиным. На основе системного подхода было дано объяснение как организм  с помощью механизмов саморегуляции обеспечивает оптимальные жизненные функции в нормальных и экстремальных условиях. Работа организма строится из совокупной деятельности функциональных систем, из которых одни должны видоизменять свою деятельность, а другие регулировать эти изменения.

Фазы  развития процесса адаптации:

Первая  фаза – «аварийная».

Изменение условий внешней среды воспринимается ЦНС и железами внутренней секреции с их гормонами. Гормоны гипофиза и коры надпочечников вызывают первоначальные двигательные реакции и одновременно изменение кровообращения и дыхания. Эти системы первыми реагируют на любое сильное раздражение. На первой фазе отмечается интенсификация деятельности всех органов, выброс адреналина. Организм обеспечивается энергией как бы в предвидении необходимых в скором будущем затрат – использует опережающее приспособление. Повышенная активность вегетативных систем протекает некоординированно, с элементами хаотичности, реакции часто превышают необходимый уровень. Часто характеризуется повышенной эмоциональностью. Адаптация идет за счет органных и системных механизмов. Тканевые, а тем более, молекулярные процессы в клетках не изменяются. Эта фаза адаптации носит поисковый характер и энергетически организму невыгодна. Она подготавливает почву для более стойкого и надежного тканевого механизма.

Вторая  фаза – переходная к устойчивой адаптации.

Вторая  фаза характеризуется уменьшением общей возбудимости ЦНС, формированием функциональных систем, обеспечивающих управление адаптацией к новым условиям. Приспособительные реакции организма переключаются на более глубокий тканевый уровень. Снижается интенсивность гормональных сдвигов, гормональный фон видоизменяется, усиливают свое действие гормоны надпочечников – «гормоны адаптации», постепенно выключается ряд систем и органов, первоначально вовлеченных в реакцию. Переходная фаза имеет место только при том условии, что адаптогенный фактор обладает достаточной интенсивностью и длительностью действия. Если он действует кратковременно, то аварийная фаза прекращается, и процесс адаптации не формируется.

Третья  фаза – устойчивой адаптации или резистентности.

Она и  является собственно адаптацией – приспособлением – и характеризуется новым уровнем деятельности тканевых клеточных мембранных элементов, перестроившихся благодаря временной активации вспомогательных систем. Тканевые процессы обеспечивают гомеостаз, адекватный новым условиям. На третьей фазе изменения происходят в обмене веществ – метаболизме. Стойкому направленному изменению метаболизма обязательно предшествует изменения в системах, имеющих посредническое значение – двигательной системе, кровообращении, дыхании. Основные особенности этой фазы: мобилизация энергетических ресурсов, повышенный синтез белков и нуклеиновых кислот, мобилизация иммунной системы. Управляющие механизмы на третьей фазе скоординированы. Однако переход на новый уровень требует определенного напряжения организма – так называемая «цена адаптации» (например, деятельность в горных условиях требует на 25% больше энергии). Однако данная фаза не является абсолютно стабильной. Возможны временная дезадаптация (снижение устойчивости) и реадаптация (восстановление устойчивости). Дезадаптация может произойти из-за истощения управляющих механизмов (прежде всего гормональных), а также резкого усиления действия адаптогенных факторов.  Симптомами дезадаптации являются функциональные изменения в деятельности организма, аналогичные первой фазе адаптации.  

Краткая характеристика нервной  системы человека

     Связь между различными системами организма  обеспечивает нервная система. Нервная  система подразделяется на ЦНС –  головной и спинной мозг и периферическую – нервные узлы и волокна, лежащие вне ЦНС. Периферическая нервная система связывает ЦНС с кожей, мышцами и внутренними органами. Нервная система функционирует по принципу рефлекса. Рефлекс – любая ответная реакция организма на раздражение из окружающей или внутренней среды.

     Информацию  о внешней и внутренней среде человек получает с помощью сенсорных систем (анализаторов).

Сенсорные системы – это специализированные части нервной системы, включающие:

• периферические рецепторы (сенсорные органы, органы чувств),
• отходящие от них нервные волокна (проводящие пути),
• клетки ЦНС, сгруппированные вместе (сенсорные центры), где проводится обработка информации).

Зрительная  система

Зрительный  анализатор дает 80% информации. Основные носители информации необходимо располагать  с учетом поля зрения (30-40* угол зрения). Большое значение имеет освещенность, цветовое решение, частота сигналов. Защитная система – веки, слезотечение.

Слуховая  система.

Механические  колебания создают слуховое восприятие, когда их частота лежит в области 16-20000 ГЦ. Слуховая система позволяет распознавать местонахождение звука без поворота головы (бинауральный эффект – звук достигает уши не одновременно и с разной силой).

Вестибулярная система.

Обеспечивает  нужное положение тела. Равновесие поддерживается рефлекторно. Сильные  раздражения вестибулярного аппарата (вращательное ускорение) вызывают неприятные ощущения – головокружение, рвоту, тахикардию, могут привести к авариям. Хорошо работающий вестибулярный аппарат нужен пилотам, космонавтам, водителям, морякам. С ростом доли умственного труда статокинетическая устойчивость (движения, восстанавливающие равновесие) снижается (гиподинамия).

Функции кожи:

Механическая – барьерная функция, отделяет внутреннюю среду человека от  внешней.

Терморегуляции. Анализаторы холода (250 тыс.) и тепла (30 тыс.) При температуре выше 45*С чувство тепла сменяется болью от горячего. Когда обширные области тела охлаждаются ниже 30*С, возникает ощущение холода, боль от холода возникает при температуре кожи 17* и ниже. Если охлаждение идет медленно, человек может этого не заметить и простудиться.

Тактильная. На 1кв.см. кожи – 25 рецепторов. Характерная особенность – очень быстрая адаптация, т.е. исчезновение чувства прикосновения или давления.

Болевая. На 1кв.см. кожи – 100 рецепторов. 

3.2. Природная среда.

Глобальный  экологический кризис.

     В геологической истории Земли  и раньше имели место значительные изменения растительного покрова, ландшафта, климата, но никогда эти  изменения не имели такой качественной структуры и не происходили так быстро:

• Демографический взрыв. Произошел рост численности населения за последние 100 лет почти в 4 раза -  1,6 млрд. в 1900 году и 6,38 млрд. в 2005 году. С конца 1980-х годов прирост населения продолжает оставаться 76 млн. в год. К середине текущего столетия население, вероятно, превысит 8,5 млрд.
• Неуклонный рост техносферы, нечувствительность мировой экономики к экологическим проблемам. К началу 20 века человечество имело экономику, производившую валовый мировой продукт (ВМП) в объеме около 60 млрд. долларов. В настоящее время подобный объем производится менее чем за 1 день. Судя по ВМП мировая экономика выросла в 500 раз. Производственной деятельностью человека и ее продуктами в той или иной мере охвачено все обитаемое пространство планеты.

     Цивилизация потребления, диктат предложения, культивирование необязательных потребностей, экспоненциальный рост численности населения ведут к избыточной техногенной нагрузке на природу и окружающую человека среду. Масштабы антропогенного воздействия в настоящее время стали слишком велики и приблизились к пределу устойчивости биосферы, а по некоторым параметрам и превзошли его. Это означает наступление глобального антропогенного экологического кризиса. Человек оказался в ловушке противоречия между своей консервативной биологической сущностью и нарастающим отчуждением от природы. Признаки и свидетельства отрицательного влияния на природу и человека многообразны:

• Резкое сокращение площади ненарушенных природных сообществ, их существенная деградация на остальной части суши, уменьшение биологического разнообразия нарушают природные потоки вещества и энергии, вызывают необратимое качественное и количественное обеднение биосферы.
• Потребление и изъятие человеком возобновимых природных ресурсов (пресной воды, почвы, биомассы и продукции растений) достигло критической скорости или превысило темпы их естественного воспроизводства.
• Резко сократились и продолжают уменьшаться запасы невозобновляемых минеральных и топливных ресурсов.
• Отходы человеческого хозяйства загрязняют среду, так как они содержат множество материалов, не утилизируемых в природных круговоротах. Загрязнение ведет к неблагоприятным геоклиматическим изменениям, создает угрозу здоровью людей, вызывает деградацию экосистем.
• Природа отвечает на возрастающее антропогенное давление часто непредвиденными изменениями, создающими экологическую опасность (неконтролируемые цепные реакции, мутации и появление новых опасных биологических форм).

     Рассмотрим  систему «ЧЕЛОВЕК-ПРИРОДА». В настоящее  время эта система неустойчива. Человек (эксплуататор, хищник) ведет себя так как будто почти не испытывает ограничений со стороны природы (жертвы, ресурса). В основном потому, что масса природы намного больше, а активность меньше и убежать некуда (ситуация типа «козел в огороде»). Возможны три варианта исхода взаимоотношений человека и природы по аналогии с системой «хищник-жертва»:

• Хищник уничтожил жертву и сам погиб (гибель природы и цивилизации)
• Хищник уничтожил жертву и переключился на другую (выживание вне Земли)
• Хищник уменьшает свою популяцию в соответствии с популяцией жертвы (стабильное сосуществование)

     В настоящее время количество населения  и его потребности растут быстрее, чем КПД экономики (отношение  количества произведенных ценностей  к количеству использованных веществ  и энергий). Из 120 Гт (гигатонна 10 в 9 степени) ископаемых материалов и биомассы, мобилизуемых за год мировой экономикой только 9 Гт (7,5%) преобразуется в процессе производства в материальную продукцию. Только 1,6 Гт (1,33%) идет на личное потребление людей, из них товаров (т.е. результата труда людей) – 400 млн. тонн в год или 63 кг на человека, остальное – продукты питания, вода и воздух. КПД всей системы – 0,003%. 

Основные экологические угрозы в системе взаимоотношений

  «человек-природа»

А) Дефицит ресурсов

Земельные ресурсы

На основе съемок из космоса, площадь земель, не охваченных хозяйственной деятельностью, составляет 38,6 млн.кв.км. или 28% (менее всего в Европе – 5,7%, более всего в Северной Америке – 34%). Глубокому антропогенному преобразованию подверглось более 28% суши, из которых 17% - земледельческая площадь, 8% - урбанизированные территории, земли под сооружениями и коммуникациями, 3% - «бедленд», т.е. площади пустырей, свалок отходов.

Основные  причины утраты земель сельского  хозяйства: эрозия почв, химическое и  радиационное загрязнение, неправильная агротехника.

Водные  ресурсы

Водоемкость человеческого хозяйства в 20 веке увеличилась в 12 раз и достигла 5000 куб.км. в год. Кроме того 13000 куб.км. в год требуется для разбавления техногенных примесей стоков. Это почти 43% годового стока всех рек мира (современные эксплутационные доступные запасы составляют 42000 куб.км. в год).