Время действия фактора.

Время воздействия различных факторов, влияющих на биологические системы, варьирует в довольно широких пределах - от нескольких секунд и минут до несколько лет и даже миллиона лет. В зависимости от времени воздействия на организм различных факторов выделяют различные типы реакции организма или 3 типа адаптаций (Hensel, Hildebrandt,1964).

1. Острые изменения регуляции функций, возникающие в ответ на действие фактора различной природы в течение нескольких секунд и минут, а иногда и часов.

2. Слабые адаптивные изменения организма на изменение во внешней среде: они объединяются понятием акклимация или акклиматизация. Продолжительность этих сдвигов – от часов или месяцев до нескольких лет.

3. Адаптация в эволюционном аспекте – чрезвычайно медленный процесс, вовлекающий ряд поколений и во времени растянутый на миллионы лет.

1.2.3. Режим воздействия фактора:

Многочисленные исследования показывают, что дискретные (прерывистые) воздействия гораздо более эффективны, чем перманентные (постоянные). Еще в лаборатории И.П. Павлова было хорошо известно, что сила раздражения значительно возрастает, если он действует на непрерывно, а дискретного.

Прерывистый режим воздействия фактора имеет большое значение и широко используется в практике направленного формирования устойчивости организма к факторам среды. Например, к низким температурам, мышечным нагрузкам.

1.2.4. Комбинированное действие факторов:

В конкретных условиях жизни и профессиональной деятельности на организм обычно действует не однин фактор, а их комплекс, суммарный эффект которого в значительной мере определяется взаимодействием составляющих их компонентов. Возможны следующие типы взаимодействий: когда суммарный эффект соответственно будет равен, или будет больше, или меньше суммы эффектов отдельных факторов (табл. 1.1), т.е. аддитивный, синергический и антагонистический,

Действие комбинированных факторов может приобретать экстремальный характер в связи с длительными или повторными их воздействиями на организм или в связи с активирующими или тормозящими влияниями одних факторов на другие. Например, даже в современных условиях при наличии эффективных средств защиты человека от неблагоприятных влияний экстремальных факторов среды относительно слабые, биологически мало значимые в отдельности факторы окружающей среды Крайнего Севера при их длительном комбинированном воздействии на организм человека приобретают выраженные свойства экстремальных раздражителей. Люди, прибывающие из других местностей, плохо адаптируются к условиям такой среды. У большинства из них физиологические механизмы функциональной системы адаптации приходят в состояние выраженного напряжения.

Проблема биологического действия комбинированных факторов выходит за пределы частной проблемы и приобретает самостоятельное научное и прикладное значение. Она тесно увязывается с проблемой адаптации, процессами, обеспечивающими автоматическое поддержание оптимального динамического уровня саморегулирующейся системы, определяющей физиологические условия, необходимые для достижения конечной цели поведения в неадекватных условиях среды.

Выявления характера взаимодействия комбинированных факторов имеет важное практическое значение. Например, факторы космического полета, взаимодействуя между собой, могут вызывать различные эффекты.

Таблица 1.1.

Таблица 1.2.

Сложные формы адаптации и режимы воздействия факторов среды.

При действии комбинированных факторов развиваются сложные формы адаптаций (табл. 1.2.). Так, при одновременном действии 2-х факторов адаптация к одному фактору оказывает положительное влияние на устойчивость к другому фактору. Это так называемые перекрестная или кросс – адаптация. Формирование перекрестных адаптаций имеет важное значение в профилактике стресс – повреждающих эффектов. При одновременном действии 2-х и более факторов необходимо выделить фактор адаптирующий, т. е. фактор, на воздействие которого будет в дальнейшем испытываться устойчивость организма, и фактор (факторы) корригирующий, который по ходу воздействия может вносить некоторые изменения в основной процесс. Следовательно, испытание на устойчивость к гипоксии, холоду, теплу и т. д. отвечает на вопрос об эффекте адаптирующего воздействия и свидетельствует о достигнутом эффекте в процессе адаптации.

На рисунке 1.4. приведена схема некоторых положительных и отрицательных эффектов перекрестных адаптации (А.Д. Слоним). Из огромного числа комбинаций было выбрано пять основных факторов среды: гипоксия, мышечная работа, холод, тепло, дегидратация. Выбор этих факторов основывался на том, что они изучены лучше других и представляют наибольший интерес для изучения адаптации к природным условиям. Адаптирующие факторы среды расположены по горизонтали, факторы корригирующие — по вертикали. Устойчивость организма, т. е. состояние адаптации, определяется по отношению к адаптирующему фактору. На схеме видны многочисленные пропуски — белые пятна, заполнить которые сейчас еще нельзя.

Гипоксия и адаптация к ней несколько повышают устойчивость к мышечным напряжениям в результате уменьшения кислородного долга (Агаджанян и др., 1973; Малкин, Гиппенрейтер, 1977). Гипоксия понижает устойчивость к холоду, а одновременное воздействие холода и гипоксии приводит к снижению устойчиво­сти к холоду (Архангельская, 1949; Иванов, 1959, 1960).

Мышечная работа ускоряет процесс адаптации к гипоксии и к теплу, но снимает адаптацию к холоду, если в процессе ее выполнения происходит повышение температуры ядра тела. Дегидратация (особенно длительная и повторная) повышает устойчивость к гипоксии.

Однако воздействие на организм двух и более факторов может быть не только одновременным, но и последовательным.

В этом случае один или несколько воздействующих факторов как бы накладываются на предшествующий уровень адаптированности организма к предшествующему агенту. Такой режим адаптации был назван покрывающим. Здесь был использован термин, применявшийся в лабораториях И. П. Павлова, когда пищевое подкрепление давалось во времени раньше, чем сигнальный раздражитель.

Такой покрывающий режим воздействия очень часто встречается в природе и наблюдается при переезде (перекочевке) в другие условия, смене сезонных условии, изменении режима пита­ния, режима активности и т. д. На схеме приведены некоторые данные положительного (синергического) и отрицательного (антагонистического) влияния отдельных факторов на процесс адаптации. Предварительная адаптация к гипоксии четко увеличивает мышечную работоспособность, понижает устойчивость к холоду. Предположительно снижает устойчивость к теплу и дегидратация. Мышечная работа повышает устойчивость к гипоксии, к теплу, но снижает устойчивость к холоду. Холод снижает устойчивость к гипоксии, мышечной нагрузке, теплу; тепло повышает устойчивость к гипоксии, предположительно — к мышечной работе и к холоду. Дегидратация повышает устойчивость к гипоксии.

На кафедре физиологии человека и животных и биофизики ТНУ показано, что при комбинированном действии гипокинезии и низкоинтенсивных ЭМИ крайних частотных диапазонов гипокинетический стресс не развивается, т.е. ЭМИ оказывает корригирующее действие на развитие гипокинетических расстройств. В то же время ограничение подвижности модифицирует реакцию животных на действие ЭМИ. Такое влияние можно количественно выразить коэффициентом модификации:

КМ= [(ГК+ЭМИ) – ЭМИ] / ЭМИ, где ГК – гипокинезия, ЭМИ – электромагнитное излучение.

Особенности комбинированного действия этих факторов будут рассмотрены далее.