Адаптація організму до зовнішніх факторів середовища

Усе життя людини проходить у безперервному зв’язку із зовнішнім середовищем, тому здоров’я людини не можна розглядати як щось незалежне, автономне. Воно є результатом дії природних, антропогенних та соціальних факторів і віддзеркалює динамічну рівновагу між організмом і середовищем його існування.

Великий італійський художник, скульптор, вчений, інженер Леонардо да Вінчі (1452–1519) стверджував: “Треба зрозуміти, що таке людина, життя, здоров’я. І як рівновага, узгодження стихій його підтримує, а неузгоджених руйнує і губить”.

Здоров’я потрібно розглядати не в статиці, а в динаміці змін зовнішнього середовища і в онтогенезі. У цьому відношенні заслуговує уваги вислів, що здоров’я визначає процес адаптації. Це не результат інстинкту, але автономна і культурно окреслена реакція на соціально створену реальність. Він створює можливість пристосуватися до зовнішнього середовища, що змінюється, до росту і старіння, лікування при порушеннях, стражданнях і мирного очікування смерті.

Людина при взаємодії з навколишнім середовищем реагує індивідуально за допомогою фізіологічних реакцій.

У силу загальних соматичних властивостей фізіологічного пристосування організм може адаптуватися або виробити імунітет до найрізноманітніших зовнішніх факторів. Усі люди здатні проявляти необхідну пластичність реакцій у відповідь на зміни зовнішніх умов. Адаптація допомагає підтримувати стійким внутрішнє середовище організму, коли параметри деяких факторів нав-колишнього середовища виходять за межі оптимальних.

Адаптація залежить від сили дії факторів навколишнього середовища та індивідуальної реактивності організму. Критерієм ступеня адаптації є збереження гомеостазу незалежно від тривалості дії фактора, до якого сформувалася адаптація. В умовах захворювання наступає компенсація, під якою треба розуміти боротьбу організму за гомеостаз, коли включаються додаткові захисні механізми, які протидіють виникненню і прогресуванню патологічного процесу. Якщо надходить сигнали про велику небезпеку і включених механізмів не вистачає, виникає картина стресових захворювань, характерних для нашої цивілізації.

Індивідуальне пристосування до нових умов існування відбувається за рахунок зміни обміну речовин (метаболізму), збереження сталості внутрішнього середовища організму (гомеостазу); імунітету, тобто несприйнятливість організму до інфекційних та неінфекційних агентів і речовин, які потрапляють в організм ззовні чи утворюються в організмі під впливом тих чи інших чинників; регенерації, тобто відновлення структури ушкоджених органів чи тканин організму (загоювання ран і т. ін.); адаптивних безумовних та умовно-рефлекторних реакцій (адаптивна поведінка).

В організмі людини утворюється динамічний стереотип зі збереженням гомеостазу здорової людини, який виробився у процесі еволюційного розвитку в умовах навколишнього середовища. Здоров’я людини, забезпечення її гомеостазу може зберігатися і при деяких змінах параметрів, факторів навколишнього середовища. Такий вплив викликає в організмі людини відповідні біологічні зміни, але завдяки процесам адаптації (пристосування) у здорової людини фактори навколишнього середовища до певних меж дозволяють зберігати здоров’я.

До того часу, доки організм спроможний за допомогою адаптаційних механізмів та реакцій забезпечити стабільність внутрішнього середовища при зміні зовнішнього середовища, він знаходиться у стані, який можна оцінити як здоров’я. Якщо ж організм потрапляє в умови, коли інтенсивність впливу факторів зовнішнього середовища переважає можливості його адаптації, наступає стан, протилежний здоров’ю, тобто хвороба, патологія.

Стан здоров’я людини з позицій сучасної медичної науки, необхідно розглядати як динамічну систему, котра постійно змінюється у зв’язку з постійними зрушеннями в стані навколишнього середовища за рахунок зрушень у функціонуванні окремих органів і систем та відповідного напруження регуляторних механізмів організму. В свою чергу, адаптація є динамічним процесом, завдяки якому і стабільні, і нестабільні системи організму, не зважаючи на мінливість умов та чинників, що на них впливають, підтримують стійкість, необхідну для існування, розвитку та продовження роду. Кінцевим результатом адаптаційного процесу є максимальний ступінь реалізації психофізіологічних функцій організму при мінімальній складності структур, що здійснюють ці функції. Провідна роль у процесі розвитку адаптаційних змін в організмі відводиться центральній нервовій системі, яка регулює функціональний стан всіх органів і систем, забезпечує пристосування їх потенціалу та продуктивності до вимог конкретного моменту.

Таким чином, адаптація – це цілеспрямована реакція організму, що забезпечує можливість ефективної життєдіяльності людини в умовах впливу цілого ряду чинників які можуть призвести до порушень гомеостатичного балансу.

В сучасній медичній науці прийнято розрізняти видову (популяційну) адаптацію, для якої характерна еволюційна зумовленість та повсюдна поширеність, та індивідуальну адаптацію, яка розвивається протягом усього життя, при цьому в організмі формується висока стійкість до впливу певного чинника навколишнього середовища, що раніше була відсутня та надає йому змогу жити в умовах котрі суттєво змінились.

У процесі пристосування до впливу зовнішніх умов розрізняють:

· термінову стадію, яка охоплює періоди стресових реакцій, порушення гомеостазу;

· стадія формування довготривалої адаптації, що зумовлює збільшення потужності системи яка домінує;

· стадія довготривалої адаптації, коли системи саморегуляції гомеостазу функціонують на новому рівні;

· стадія виснаження, виникає внаслідок надмірної гіпертрофії системи, що домінує.

Основні фази розвитку адаптації:

· фаза тривоги (напруження гуморально-гормональних систем організму);

· фаза резистентності (підвищення рівня стійкості до впливу чинників);

· фаза виснаження (зниження функціональних можливостей).

Етапи адаптаційної поведінки:

· задовільної адаптації;

· часткової або неповної адаптації;

· напруження регуляторних систем;

· незадовільної адаптації;

· виснаження (астенізації);

· поломки адаптаційних механізмів (зрив адаптації).

 

В процесі підтримування адекватних співвідношень у системі „людина - середовище” відіграють такі різновиди адаптації, як психічна, психофізіологічна та соціально-психологічна адаптація.

Психічну адаптацію визначають як процес установлення оптимального співвідношення особистості та навколишнього середовища в ході виконання діяльності при збереженні високого рівня психічного та соматичного здоров’я.

Психофізіологічна адаптація пов’язана із забезпеченням оптимальної організації психофізіологічних співвідношень і, таким чином збереженням соматичного здоров’я.

Соціально-психологічна адаптація розглядається як процес та результат пристосування індивідуума до умов середовища, що змінюється та як складову осмислення та розв’язання типових соціально-значущих завдань з використанням ситуативно можливих способів поведінки.

Гігієнічні принципи оптимізації адаптаційного процесу:

урахування віково-статевих закономірностей процесів формування психофізіологічних функцій та особливостей особистості у природних умовах повсякденної діяльності;

раціональна організація трудового процесу та вільного часу, що забезпечує цілеспрямований розвиток ключових соціально- і професійно-значущих психофізіологічних функцій та особливостей особистості;

урахування соціально-гігієнічних, психолого-педагогічних та акліматизаційних особливостей адаптаційного процесу;

адекватне поєднання використання як традиційних, так і нетрадиційних заходів щодо підвищення ступеня адаптації.

 

5. Зони забруднення біосфери. Захист навколишнього середовища від забруднення. Зони забруднення території України внаслідок Чорнобильської катастрофи.

Радіоактивне забруднення є четвертим фактором, на який припадає близько 10 % енергії ядерного вибуху. Під час ядерного вибуху утворюється велика кількість радіоактивних речовин, які, осідаючи з димової хмари на поверхню землі, забруднюють повітря, місцевість, воду, а також всі предмети, що знаходяться на ній, споруди, лісові насадження, сільськогосподарські культури, урожай, незахищених людей і тварин.

Джерелами радіоактивного забруднення є радіоактивні продукти ядерного заряду, частина ядерного палива, яка не вступила в ланцюгову реакцію, і штучні радіоактивні ізотопи.

Радіоактивні речовини, які випадають зі хмари ядерного вибуху на землю, утворюють радіоактивний слід. З рухом радіоактивної хмари і випаданням з неї радіоактивних речовин розмір забрудненої території поступово збільшується. Слід у плані має, як правило, форму еліпса, велику вісь якого називають віссю еліпса. Розміри сліду радіоактивної хмари залежать від характеру вибуху і швидкості вітру, який є середнім за швидкістю і напрямком для всіх шарів атмосфери від поверхні землі до верхньої межі радіоактивної хмари. Слід може мати сотні й навіть тисячі кілометрів у довжину і кілька десятків кілометрів у ширину. Так, після вибуху водневої бомби, проведеному США в 1954 р. у центральній частині Тихого океану (на атолі Бікіні), забруднена територія мала форму еліпса, який простягнувся на 350 км за вітром і на ЗО км проти вітру. Найбільша ширина смуги була майже 65 км. Загальна площа небезпечного забруднення досягла до 8 тис. км².

Під впливом різних напрямків і швидкостей вітру на різних висотах у межах висоти піднімання хмари вибуху слід може набувати й іншої форми ніж еліпс. Забрудненість місцевості радіоактивними речовинами характеризується рівнем радіації і дозою випромінювання до повного розпаду радіоактивних речовин.

Радіоактивне забруднення місцевості в межах сліду нерівномірне. Найбільше радіоактивних речовин випадає на осі сліду, від якої ступінь забруднення зменшується у напрямку до бокових меж, а також від центру вибуху до кінця хмари.

Слід радіоактивної хмари радіоізотопів, які випали на землю, поділяється на чотири зони забруднення (рис. 7).

Зона А — помірного забруднення, доза радіації на зовнішній межі за час повного розпаду радіоактивних речовин 40 Р, на внутрішній межі 400 Р. Еталонний рівень радіації через годину після вибуху на зовнішній межі зони — 8 Р/год. Площа цієї зони 78—80 % всієї території сліду.

Зона Б — сильного забруднення, доза радіації на зовнішній межі за час повного розпаду радіоактивних речовин 400 Р, а на внутрішній — 1200 Р. Еталонний рівень радіації через 1 год. вибуху на зовнішній межі зони 80 Р/год. Площа — 10—12 % площі радіоактивного сліду.

Зона В — небезпечного забруднення, доза радіації на зовнішній межі за час повного розпаду радіоактивних речовин 4000 Р. Еталонний рівень радіації через 1 год після вибуху на зовнішній межі зони — 240 Р/год. Ця зона охоплює приблизно 8—10 % площі сліду хмари вибуху.

Зона Г — надзвичайно небезпечного забруднення, доза радіації на її зовнішній межі за період повного розпаду радіоактивних речовин 4000 Р, а всередині зони 7000 Р. Еталонний рівень радіації через 1 год після вибуху на зовнішній межі зони 800 Р/год.

Одна з найважливіших вимог до ядерних реакторів — безпека АЕС у всіх режимах її роботи, як нормальних, так і аварійних. Повинна бути забезпечена надійна зупинка ланцюгової реакції поділу за будь-яких аварійних ситуацій: надійне охолодження активної зони в нормальних експлуатаційних та аварійних режимах, пов'язаних із виходом із ладу різного обладнання. Необхідно не допустити руйнування оболонок твелів і викидання радіоактивного теплоносія й радіоактивних речовин за межі АБС. Цього не вдалося добитися на Чорнобильській АЕС, що і призвело до катастрофічною забруднення великих територій. Із зруйнованого реактора, за офіційною оцінкою фахівців, було викинуто близько 500 млн Кі активності. Це у 3 млн раз більше порівняно з викиданням після аварії на американській АЕС "Три-Майл Ай ленд". Радіоактивне забруднення еквівалентне забрудненню від вибуху 330 двадцятикілотонних бомб (аналогічних скинутим на Хіросіму і Нагасакі).

У результаті аварії на ЧАЕС радіонукліди поширилися в Україні на території 3,5 млн га сільськогосподарських угідь, забруднено 1,167 млн га лісів, 1687 населених пунктів,

Особливістю радіоактивного забруднення було те, що забруднення відбулося нерівномірно, плямами, з перенесенням на дуже великі відстані від аварії. Викидання радіонуклідів зі зруйнованого реактора було не високим (до 1,5 км) і переважно у вигляді дрібнодисперсного аерозолю. У такому вигляді радіонукліди під впливом вертикальних переміщувань потоків повітря (інверсії, конвекції), зміни напрямку і швидкості вітру формували характер забруднення території зовсім відмінний від забруднення під час ядерного вибуху.

Тривалість і мінлива інтенсивність викидання радіоактивних речовин зі зруйнованого реактора, незначна висота переміщення радіоактивної хмари, метеорологічні умови, рельєф місцевості, висота і густота забудови населених пунктів зумовили нерівномірність (плямистість радіоактивного забруднення місцевості).

Через це на незначних площах, навіть в окремих населених пунктах були виявлені ділянки з різним ступенем забруднення. Найбільше радіоактивних речовин осіло в низинах, заплавах, лісах та з підвітряної сторони населених пунктів. Найменш забрудненими були поля з бідною рослинністю на підвищених місцях.

Період з 26 квітня по 5 травня характеризувався найбільш інтенсивним викиданням в атмосферу радіоактивних речовин. За цей час напрямок вітру змінився на 360°. Основні зони радіоактивного забруднення сформувалися у західному, південно-західному і північно-східному напрямках від станції. Значно менші забруднення були на південь від станції.

На місцевості, де не проводилися переорювання, рекультивації, перекопування, радіоактивні речовини, що випали, особливо на піщаних рухомих ґрунтах, легко переносяться вітром, бурями, транспортом і відбувається рухоме повторне забруднення. Розподіл і перенесення радіоактивних речовин відбувалися в атмосфері в основному в приземному шарі, тоді як під час ядерного вибуху значна частка радіоізотопів потрапляє в тропосферу і стратосферу, а потім формує радіоактивну зону забруднення у вигляді глобальних опадів.

Після наземного ядерного вибуху діаметр частинок радіоактивного забруднення на ближньому сліді становить 30—50 мкм, а на дальньому — більше 6 мкм. Після аварії на АЕС утворився дрібнодисперсний аерозоль від 0,5 до 3 мкм, що забруднював місцевість на шляху радіоактивної хмари. Тому ці радіоактивні частинки повільно осідали на землю, тривалий час перебували в повітрі, переносились вітром на значні відстані від аварії, легко проникали у приміщення крізь незначні щілини. Ці радіоактивні речовини міцно утримувались поверхнями будинків, техніки, гілками і кронами дерев, одягом і взуттям, шкірою тварин, всмоктувалися листям рослин, добре розчинялися у воді й засвоювалися гідробіонтами, проникали в організм людини і тварини крізь слизові оболонки та шкіру.

Все це сформувало особливості ураження людей і сільськогосподарських тварин, незначний вплив вітру і дощу на самодезактива-цію поверхонь забруднених об'єктів і труднощі в проведенні дезактивації будівель і техніки.

Після аварії на АЕС в атмосферу було викинуто майже 450 різних радіонуклідів, багато з яких короткоживучі — ніобій-95, йод-131, стронцій-89 та ін.

Значну частину становив радіоактивний йод-131 з періодом напіврозпаду 8,04 доби. Цей радіоізотоп на 50—70 % створив радіоактивність. Після цього з розпадом основної кількості короткоживучих радіонуклідів залишилися довгоживучі — стронцій-90, цезій-137, церій-144, рутеній-106, а також трансуранові — плутоній-238, -239 і -240, нептуній, америцій, уран, торій та радіоактивні гази: ксенон-133, криптон-85 (табл. 17).

30 травня 1986 р. вся територія радіоактивного забруднення (ЗмР/год і більше) була умовно поділена на три зони:

1) відчуження — територія обмежена ізолінією з рівнем радіації понад 20 мР/год і річною дозою більше 40 бер;

2) тимчасового відселення — від 5 до 20 мР/год і річною дозою 10—40 бер;

3) жорсткого контролю — від 3 до 5 мР/год і річною дозою 5—10 бер.

 

У 1991 р. прийнятий Закон України "Про правовий режим території, що дістала радіоактивне забруднення внаслідок Чорнобильської катастрофи", який визначає рівні забруднення місцевості та вид екологічної зони.

Згідно зі статтею 1 Закону забрудненою вважається територія, проживання на якій може призвести до опромінення населення понад 0,1 бер за рік (перевищує природний доаварійний фон).

За статтею 2 забруднена територія поділяється на такі зони.

1. Зона відчуження — 30-кілометрова зона (40—80 Кі/км²), з якої була проведена евакуація у 1986 р. Зона відчуження потенційно небезпечна — є місця, де припадає 1000 Кі на км².

2. Зона безумовного (обов'язкового) відселення — територія, що зазнала інтенсивного забруднення довгоживучими ізотопами: цезієм від 15,0 Кі/км², стронцієм від 3,0 Кі/км², плутонієм від 0,1 Кі/км². Це територія, де людина може дістати додаткову дозу опромінення понад 0,5 бер на рік.

3. Зона гарантованого добровільного відселення — це територія за щільністю забруднення ґрунту ізотопами: цезієм від 5,0 до 15 Кі/км², стронцієм від 0,15 до 3 Кі/км², плутонієм від 0,01 до 0,1 Кі/км², на цій території людина може отримати додаткову дозу опромінення понад 0,1 бер за рік.

4. Зона посиленого радіоекологічного контролю з щільністю забруднення ізотопами: цезієм від 1,0 до 5,0 Кі/км², стронцієм від 0,02 до 0,15 Кі/км², плутонієм від 0,0005 до 0,01 Кі/км². На цій території людина може отримати додаткову дозу опромінення 0,1 бер за рік.

За 10 років після аварії значно знизилась радіоактивність аерозолів повітря. Так, бета-активність повітря в м. Чорнобиль знизилась на 6—8 порядків і в 1995 р. становила 10⁵—10⁴ Бк/м³.