Концепции современного естествознания

Концепции современного естествознания

Вместе с тем, эволюционная теория Дарвина имела своих сторонников, которые примыкали к двум направлениям: классический и ортодоксальный дарвинизм. Классический дарвинизм прилагал усилия для того, чтобы, во-первых, подтвердить истинность эволюционных представлений, и, во-вторых, сочетать их с современными научными воззрениями. Ортодоксальный дарвинизм имел место в советской биологии 30 - 50-х годов XX века. Его представители абсолютизировали принципы эволюционной теории. Исходя из идеи о решающей роли внешней среды, советские ученые доказывали возможность радикального изменения природы растения (например, превращение озимой пшеницы в яровую).

Дарвиновский принцип «борьбы за существование», сформулированный для мира растений и животных, был перенесен в сферу социальных отношений. Так, английский социолог Г. Спенсер, разрабатывая «органическую теорию», трактовал социальные конфликты как естественную форму выражения дарвиновского принципа.

Таким образом, с появлением теории Дарвина началось развитие подлинно научных представлений об эволюции органического мира. Вторая половина XIX в. прошла под флагом борьбы за дарвинизм. В конце XIX в. эволюционные идеи начали проникать в конкретные биологические дисциплины.

2. Эволюция как основа многообразия и единства живых организмов

Микроэволюция и макроэволюция

Самым слабым местом в эволюционном учении Ч. Дарвина были представления о наследственности, которые подвергались серьезной критике его противниками. Действительно, если эволюция связана со случайным появлением полезных изменений и наследственной передачей приобретенных признаков потомству, то каким образом они могут сохраняться и даже усиливаться в дальнейшем? Этот недостаток дарвиновской теории был преодолен возникшей в XX в. новой наукой - генетикой.

Еще во второй половине XIX в. австрийский естествоиспытатель Грегор Мендель, применив статистические методы для анализа результатов гибридизации (скрещивания) сортов гороха, сформулировал законы наследственности. В первом законе Менделя утверждается идея единообразия первого поколения гибридов, то есть проявления у них признаков одного из родителей. Это явление Мендель назвал доминированием, а сам признак доминантным. Поэтому первый закон часто называют законом доминирования. Подавленный признак был назван рецессивным. Второй закон Менделя гласит, что если потомков первого поколения, одинаковых по изучаемому признаку, скрестить между собой, то во втором поколении признаки обоих родителей проявляются в определенном числовом соотношении: ѕ особей будут иметь доминантный признак, а ј - рецессивный. Следовательно, рецессивный признак у гибридов первого поколения не исчез, а был только подавлен и проявился во втором гибридном поколении. В связи с этим второй закон Менделя называется законом расщепления. Третий закон Менделя - закон независимого комбинирования подтверждает, что при скрещивании двух гомозиготных особей (одинаковых по генотипу), отличающихся друг от друга по двум или более парам альтернативных признаков, гены и соответствующие им признаки наследуются независимо друг от друга во всех возможных сочетаниях. Таким образом, Г. Мендель сформулировал важнейший принцип не возникшей еще генетики - принцип дискретности. Он гласит: признаки организма определяются отдельными (дискретными) факторами. Известность к Менделю пришла в 1900 г., когда его законы были переоткрыты К. Корренсом, Э. Чермаком, Х. де Фризом.

В 1909 году было введено понятие гена - элементарной единицы наследственности. Каждый ген отвечает за какой-то один наследственный признак. Было доказано, что гены расположены в хромосомах, находящихся в ядрах клеток. Хромосомы представляют собой тонкие длинные нити. Они располагаются по всему ядру, иногда образуя плотные клубки. Хромосомы состоят из молекул ДНК и белков. Ген представляет собой участок молекулы ДНК. Именно молекулы ДНК является носителем полной информации о наследственности. Благодаря исследованиям американского биолога Т. Моргана и его учеников, удалось определить расположение генов в хромосомах плодовой мушки дрозофилы. Ученый разработал хромосомную теорию наследственности, которая являла собой совокупность представлений о генах или носителях наследственности, их линейном расположении и сцеплении в хромосомах, об обмене генами между хромосомами.

Зародившаяся в начале XX века генетика первоначально занимала позиции антидарвинизма: преувеличивалось значение мутаций, отрицалась роль естественного отбора, высказывались идеи возможности эволюции при постоянстве гена. Такие представления способствовали даже распространению антиэволюционизма. Причиной тому явилась недостаточная разработанность вопросов о роли наследственной изменчивости в эволюции, селективной ценности начальных генов при возникновении ложных организмов, игнорирование фактических доказательств творческой роли отбора.

Хромосомная теория наследственности не снимала противоречий между дарвинизмом и генетикой. Важнейшим шагом по пути их преодоления явилось создание синтетической теории эволюции (СТЭ), ознаменовавшей создание единой системы биологического знания, воспроизводящей законы развития и функционирования органического мира как целого.

Основные положения синтетической теории эволюции можно свести к следующим:

- главным фактором эволюции считается естественный отбор, интегрирующий и регулирующий действия всех остальных факторов (онтогенетической изменчивости, мутагенеза, гибридизации, миграции, изоляции, пульсации численности).

- эволюционные изменения случайны и не направлены, исходным материалом организации популяции являются мутации;

- эволюция протекает дивергентно, постепенно, посредством отбора случайных мутаций, а новые формы образуются через наследственные изменения;

- макроэволюция, ведущая к образованию надвидовых групп, осуществляется только посредством микроэволюции, протекающей в популяциях и приводящей к образованию нового вида; каких-либо специфических механизмов возникновения новых форм жизни не существует.

В синтетической теории эволюции выделяют такие элементарные явления и факторы, как популяция - элементарная эволюционная структура; гипотетического состава популяции - элементарное эволюционное явление; генофонд популяции - элементарный эволюционный материал; мутационный процесс, «волны жизни», изоляция, естественный отбор - элементарные эволюционные факторы.

СТЭ описывает следующие формы естественного отбора: движущий - благоприятствующий лишь одному направлению изменчивости, когда происходит дивергенция дочерних форм; дизруптивный - разрывающий, благоприятствующий двум или нескольким направлениям изменчивости; стабилизирующий - благоприятствующий сохранению в популяции оптимального фенотипа и действующий против проявлений изменчивости.

Таким образом, уточнения, дополнения и исправления первоначальной теории эволюции Дарвина привели к возникновению синтетической теории эволюции. В отличие от дарвиновской в синтетической теории эволюции элементарной единицей эволюции служит популяция, поскольку именно в ее рамках происходят наследственные изменения генофонда. Другое существенное отличие состоит в четком разграничении в синтетической теории эволюции областей исследования микроэволюции и макроэволюции.

Понимание отношений между микро - и макроэволюцией предполагает ответ на вопрос, является ли синтетическая теория эволюции лишь теорией микроэволюции, или она одновременно объясняет и макроэволюцию? На этот вопрос пока что ученые не дали однозначного ответа. Одни считают, что теория эволюции является и теорией макроэволюции. Другие считают, что теория макроэволюции еще не создана. Снять это противоречие сможет более широкий синтез эволюционной теории и новой генетики.

Основными направлениями исследований ученых-генетиков в ХХ в. стали:

· Изучение элементарных материальных структур, которые являются носителями генетической информации, единицами наследственности.

· Исследование механизмов и закономерностей передачи генетической информации.

· Изучение механизмов реализации генетической информации, ее претворение в конкретные признаки и свойства организма.

· Выяснение причин и механизмов изменения генетической информации на разных этапах развития организма.

Крупнейшие открытия современной генетики связаны с установлением способности генов к перестройке - мутирование. Мутации могут быть полезными, вредными или нейтральными. Одним из результатов мутаций может быть появление организма нового вида - мутанта. Причины мутаций (изменения генной информации) до конца не выяснены. Однако установлены основные факторы, вызывающие мутации, так называемые мутагены. Известно, например, что мутации могут вызываться некоторыми общими условиями, в которых находится организм: его питанием, температурным режимом и т.д. или действием экстремальных факторов, например, некоторых химических веществ или радиоактивных элементов. Одним из наиболее опасных видов мутагенов являются вирусы.

3. Принципы воспроизводства и развития живых систем

Онтогенез и филогенез

Молекулярная биология уже заняла ведущее место среди наук о живой природе благодаря своим блестящим успехам. Она накопила факты и сделала обобщения, представляющие существенный вклад во все три основных раздела, из которых складывается эволюционная теория: доказательства реальности эволюции, учение о движущих силах эволюции и выяснение конкурентных путей, которыми шла эволюция (филогенетика). Вместе с тем принципы эволюционной теории проливают свет на происхождение и становление важнейших молекулярно-биологических структур и процессов и позволяют понять, в силу каких причин они неизбежно должны были приобрести именно те черты, какие наблюдаются на самом деле.

Важнейшей составляющей процесса развития любого организма является воспроизводство в клетках по определенному шаблону веществ и структур, необходимых для последующего деления клетки. Воспроизводство живых систем и сохранение видовых признаков обеспечивается системой воспроизведения организма. Она в закодированном виде содержит полную информацию для построения белка из запасенного клеткой органического материала. Свои функции система воспроизведения осуществляет посредством ДНК и РНК. Первая хранит генетическую информацию, заложенную вдоль собственной цепи. Вторая способна ее считывать, переносить в среду, содержащую необходимые для синтеза белка исходные материалы и строить из них белковые молекулы.

Процесс воспроизводства состоит из трех стадий: репликации, транскрипции, трансляции. Репликация - это удвоение молекулы ДНК, необходимое для последующего деления клетки. Транскрипция представляет перенос кода ДНК путем образования одноцепочной информационной молекулы РНК на одной из двух нитей ДНК. Информационная молекула РНК - это копия части ДНК, группы рядом лежащих генов, несущих информацию о структуре белков, необходимых для выполнения одной функции. Далее происходит трансляция - синтез белка на основе генетического кода информационной РНК.

Таким образом, главное в механизме самовоспроизведения клеток - свойство ДНК самокопироваться и строго равномерное деление репродуктивных хромосом (ядер клеток, содержащих РНК). После этого клетка может делиться на две совершенно идентичные. Так как каждая клетка многоклеточного организма происходит от одной зародышевой как результат последовательных делений, то все клетки имеют одинаковый набор генов.

Наследственная информация, закодированная в управляющих структурах зародышевой клетки, реализуется в процессе онтогенеза. Содержание процесса онтогенеза составляет развитие особи, последовательности морфологических, физиологических и биохимических преобразований, претерпеваемых организмом от образования зародышевой клетки до смерти. В онтогенезе выделяются количественная (увеличение размеров и живой массы организма, продолжительность жизни) и качественная (дифференцировка, появление новых функций и структур) стороны. В ходе онтогенеза у высших животных и человека сменяются сравнительно четко отграничиваемые фазы: эмбриогенез, созревание, взрослое состояние, старение. У беспозвоночных и низших позвоночных наблюдаются разнообразные типы онтогенеза, нередко сопровождающиеся перестройкой всей структуры организма (метаморфоз). Новое в процессе развития организма возникает как благодаря непрерывному переходу организации зародыша на более высокий уровень, так и мутациям, вносящим в онтогенез принципиально новые компоненты. Эти новообразования выступают в единстве с моментами преформизма, поскольку реализуемые во взрослом организме наследственные признаки записаны уже в исходной зиготе на молекулах вещества ДНК, структурированного в генах. Противоречие между консервативной наследственной стороной развития организма и индивидуальной изменчивостью, прямо или косвенно связанные со средой и приспособлением, снимается в филогенезе. Филогенез - процесс исторического развития мира живых организмов как в целом, так и отдельных групп - видов, родов, семейств, отрядов (порядков), классов, типов, царств. Главным механизмом, регулирующим филогенез и происходящее в его ходе образование таксонов, является естественный отбор. Филогенез может представлять собой как прогрессивное развитие с повышением общего уровня жизнедеятельности и расширением адаптивных возможностей организма, так и регресс или попадание в эволюционный тупик.

В процессе филогенеза периоды плавного развития и выработки приспособлений к сравнительно стабильным условиям среды чередуются со скачкообразными переходами на высшую ступень организации, на которой вырабатываются качественно новые приспособления, функции и органы. Филогенез протекает на основе накопления индивидуальных изменений в ходе отдельных онтогенезов. Онтогенез в своем конкретном выражении служит проявлением и в определенной мере воспроизведением филогенеза. Вместе с тем ряд предковых стадий выпадает из онтогенеза, другие коренным образом преобразуются в результате приспособления к новым условиям.

Филогенез и онтогенез соединены многочисленными связями и зависимостями. Эти связи во многом даже в общих чертах остаются неясными. Более того, пока что не создана теория онтогенеза. Длительный путь от «белка до признака» еще даже не разведан, а без прохождения этого пути глубокое понимание и объяснение эволюционного процесса невозможно.

Основные понятия темы:

Генетика - это биологическая наука о наследственности и изменчивости организмов и методах управления ими.

Эволюция - направленный процесс исторического изменения организмов.

Онтогенез - индивидуальное развитие организма от момента зарождения до окончания жизни.

Филогенез - процесс исторического развития организмов.

Синтетическая теория эволюции - комплекс представлений о микро - и макроэволюции, сложившийся к середине XX века.

Микроэволюция - это совокупность эволюционных процессов, протекающих в популяциях и приводящих к образованию нового вида.

Макроэволюция - эволюционные процессы, ведущие к образованию надвидовых таксонов.

Тема 15. Человек как предмет естествознания

1. Естественнонаучная концепция антропогенеза

Проблема человека, его природы и сущности, его развития и предназначения - одна из главных проблем и философии, и науки, и религии.

Проблемой происхождения человека и его эволюцией занимается антропология. Она получила бурное развитие после создания теории эволюции Дарвина и пыталась найти ответ на вопрос, каким образом биологический организм, который принадлежит к типу хордовых, подтипу позвоночных, классу млекопитающих, отряду приматов, семейству гоминид, превратился в человека, биологическое и социальное существо, в носителя культуры.

Возникновение человека было и остается тайной. Вот почему версия о его божественном происхождении не теряет своей актуальности и поныне.

В настоящее время имеется несколько концепций происхождения человека на Земле:

1) креационизм (теологическая концепция);

2) от внеземных существ, посещавших Землю (паранаучная концепция);

3) естественнонаучная (натуралистическая) концепция: происхождение человека от высокоразвитых предков современных обезьян - гоминид;

4) космологическая концепция (В.И. Вернадский, П. Тейяр де Шарден): возникновение человека как необходимый этап космогенеза и превращение его в решающий фактор космической эволюции.

Естественнонаучная концепция в XX веке получила генетическое подтверждение. Оказалось, что из всех животных по генетическому аппарату ближе всех к человеку стоят шимпанзе.

Еще К. Линней в середине XVII в. включил человека в систему животного царства и объединил его с обезьянами в одном отряде приматов. Именно с этого времени проблема генезиса человека приобрела особую важность для естествознания. Для Ламарка факт сходства, единства и родства, а также общности происхождения высших животных и человека не вызывает никаких сомнений. Человек рождается как существо биологическое, не имея ни представлений, ни знаний, но, обладая органами, способными обеспечивать их появление и функционирование, благодаря воспитанию, опыту и окружающим его обстоятельствам, человек становится существом социальным.

В XIX в. начинается интенсивное осмысление проблемы антропогенеза. В 1859 году Ч.Дарвин в своей книге «Происхождение видов путем естественного отбора» вскрывает основные причины эволюции животного мира. Полученные результаты позволили ему сформулировать гипотезу о происхождении человека от высокоразвитых предков современных обезьян в книге «Происхождение человека и половой отбор» (1871 г.). Он писал: «Как бы ни было велико умственное различие между человеком и высшими животными - оно только количественное, а не качественное». Таким образом, именно он заложил традицию выведения всех особенностей человеческой жизнедеятельности из инстинктивных форм поведения животных.

Ф. Энгельс - представитель трудовой теории антропогенеза - считал, что труд изменяет характер действия естественного отбора, не отменяя действия биологических законов. Труд создал из обезьяны человека: формирование прямохождения, руки, речи, развитие мозга, абстрактного мышления, возникновения социума - все это социальные формы наследственности.

Однако теория антропогенеза не считается завершенной. Не решенными считаются следующие проблемы: 1) Какова движущая сила процесса происхождения человека? 2) Каковы управляющие этим процессом закономерности?

Согласно гипотезе Э. Геккеля предками человека были не современные обезьяны, а дреопитеки - древесные обезьяны, которые жили 70 млн. лет назад. От них одна линия пошла к шимпанзе и гориллам, другая - к человеку. Основные этапы эволюции предков человека выглядят примерно так:

20 млн. лет назад наступившее похолодание заставило их спуститься с деревьев. Останки этих существ были найдены в Индии - рамапитеки - 14 млн. лет назад (от Индии до Африки); сивапитек - предок орангутанга - 10 млн. лет назад жил в Азии. Зинджантроп - «человек умелый» (Homo habilis) изготовлял примитивные орудия труда - 2-5 млн. лет назад жил в Восточной Африке. Объем мозга 600-700 куб. см.

Австралопитек - южная обезьяна - жил 4-2 млн. лет назад.

Питекантроп - 1,9-0,65 млн. лет назад.

Синантроп жил 400 тыс. лет назад, найден на о. Ява, в Китае, объем мозга 900 куб. см. Рост -150-160 см. Рядом с останками найдены орудия труда, синантропы жили в пещерах.

Неандерталец жил 30-40 тыс. лет назад. Найден в Германии, объем мозга - 1500 куб. см. Впервые обнаружено захоронение трупов.

Кроманьонец - 40-18 тыс. лет назад. Во Франции, в пещере Кро-Маньон были найдены останки существа, близкого по облику, росту и объему черепа современному человеку.

Палеонтологическая летопись прерывается, поэтому очень трудно показать эволюцию человека. Генетически человек не изменялся после кроманьонца, продолжалась только его социальная эволюция.

В основе космологической концепции антропогенеза В.И. Вернадского лежит его знаменитое учение о биосфере. Более подробно это учение будет рассмотрено далее. Здесь важно отметить то, что биосфера - это динамическое целое, функции которого состоят в улавливании, ассимиляции и переносе энергии. Как целое, она включена в более широкое окружение - свою сферу обитания (геокосмическую); как закономерный этап эволюции материи она выполняет космическую функцию снижения энтропии и упорядочения хаоса; как системное образование она состоит из нескольких подсистем, между которыми также постоянно происходит обмен веществом и энергией. Поэтому картина эволюции мира не может быть получена простым суммированием отдельных ее форм, биосфера не состоит из каких-либо частей, она целостное природное тело. Именно в этом контексте Вернадский рассматривает антропогенез как космический процесс. Для Вер-надского человек - не просто мера организованности, космическая сила, но и формирующийся направляющий и организующий фактор самого процесса развития биосферы. Поэтому человек не только не является побочным продуктом эволюции природы или даже ее ошибкой, а выступает целью земного этапа эволюции материи.

Теория эволюции биосферы не может не быть также эволюцией человека как естественного тела природы. А значит, для природного существования человека необходимо три рода условий:

1. Космологические условия - некоторая совокупность и их определенная связь физических констант, определяющих облик нашей Вселенной, специфику протекания процессов, характер законов в познаваемой человеком части универсума, особенности физических и химических взаимодействий, и др.

2. Экологические условия - включенность человека в эволюционно сложившиеся связи и отношения организмов между собой и с факторами неорганического происхождения. Занимаемая человеком экологическая ниша влияет на процессы развития человеческой популяции, возникновение рас и т.п.

3. Биологические условия - особенности организма человека, уникальность человечества в целом и каждого индивида в частности, определяемые, прежде всего, генетическими факторами.

Таким образом, возникновение человека до сих пор остается загадкой. Существует множество концепций антропогенеза, самыми распространенными в естествознании считаются теория Дарвина - Энгельса и теория Вернадского.

2. Физиология человека. Здоровье и работоспособность человека

Человек в рамках естествознания - это всего лишь животное, высшее, разумное, но все же животное. Даже самые высокие взлеты человеческого духа естествознание пытается объяснить биохимическими, физиологическими процессами, протекающими в организме человека.

Человеческий организм представляет собой сложный комплекс, состоящий из нескольких сложных взаимосвязанных и взаимодействующих систем, обеспечивающих жизнедеятельность человеческого организма. К ним относятся:

Кровь, лимфа, тканевая жидкость - внутренняя среда организма, обладающая гомеостазом, обусловливающая независимое существование организма человека. В 1939 г. Р. Ланг ввел в науку понятие «система крови».

Функции этой системы:

1. Поддержание гомеостаза, т.е. совокупность приспособительных реакций организма, направленных на сохранение динамического состояния его внутренней среды: температуры тела, кровяное давление и т.д. 2. Транспортная, т.е. перенос газов крови, питательных веществ, продуктов метаболизма. 3. Терморегуляторная. 4. Защитная, т.е. участие в иммунных реакциях. 5. Экскреторная (выделительная) и др.

Система кровообращения - это сердце и замкнутая система кровеносных сосудов, включающая артерии, капилляры, вены. Движение крови образует большой и малый круги обращения.

Система лимфообращения осуществляет постоянный отток межтканевой жидкости по направлению к сердцу, поддерживает объем и состав тканевой жидкости, переносит питательные вещества из пищеварительного канала в венозную систему, участвует в иммунных функциях организма. Лимфатическая система включает костный мозг, вилочковую железу, миндалины, лимфатические узлы, селезенку, лимфоидные узелки в органах пищеварения, лимфатические пути. Лимфа поддерживает белковое постоянство крови (до 200 г белка в течение суток).

Дыхательная система обеспечивает ткани человеческого организма кислородом и освобождает их от углекислого газа, участвует в голосообразовании, обонянии и др.

Пищеварительная система состоит из пищеварительной трубки длиной 8-9- м и крупных пищеварительных желез - печени, поджелудочной железы, желудка, слюнных желез.

Выделительная система включает почки, кожу, легкие, железы сальные и потовые.

Иммунная и эндокринная системы включают железы внутренней секреции, которые осуществляют гормональную регуляцию организма и влияют на обмен веществ и энергии, рост и развитие, размножение, адаптацию организма.

Нервная система обеспечивает взаимодействие с внешней средой и регуляцию работы всех органов и систем организма. Анатомически нервная система делится на центральную и периферическую. Центральная нервная система состоит из головного и спинного мозга, в которых располагаются главным образом тела нейронов. Скопления тел нейронов образуют серое вещество головного и спинного мозга, а скопления их отростков - белое вещество. Нервы, отходящие от спинного и головного мозга, разветвляются. Тонкие нервные волоконца пронизывают все органы, - так образуется периферическая нервная система.

Спинной мозг выполняет функции: 1) рефлекторную (двигательные и чувственные рефлексы), 2) проводимости (связь с головным мозгом).

Головной мозг состоит из 3 отделов:

1) задний (продолговатый мозг, мост и мозжечок); 2) средний (соединяет передний мозг с задним); 3) передний (кора больших полушарий).

Функции отделов головного мозга:

1. Продолговатый мозг является непосредственным продолжением спинного мозга (напоминает его своим строением) и обеспечивает рефлексы кашля, чихания, пищеварения, сосания, сердечно-сосудистой деятельности, дыхания, равновесия. От него отходят нервы, управляющие деятельностью языка, глотки, гортани, щитовидной железы, крупных кровеносных сосудов, внутренних органов. Мост содержит нервные пути, связывающие передний и средний мозг с продолговатым и спинным мозгом.

2. Средний мозг обеспечивает двигательные рефлексы, здесь находятся нервные центры слуха и зрения.

3. В промежуточном мозге находится зрительный бугор - центр всей чувствительности, кроме обоняния; подбугорье - центр вегетативной системы, регулирующей все обменные процессы; эпифиз контролирует железы внутренней секреции, гормоны которых определяют пигментацию кожи в зависимости от освещенности.

4. Кора больших полушарий имеет толщину 1,3-1,4 мм и площадь около 2200 см 2 и состоит из серого и белого вещества. Выполняет двигательные и чувствительные функции, здесь находятся речевой центр и сенсорная зона, отвечающая за оценку различных чувственных стимулов. Слуховой центр, расположенный в височной доле, анализирует звуковые раздражители; зрительный расположен в затылочной доле и отвечает за формирование зрительных образов; центры вкуса и обоняния находятся в переднем отделе.

Нервная система делится на соматическую (отвечает за чувствительность и двигательные функции) и вегетативную (иннервирует все внутренние органы и железы). Вегетативная нервная система обеспечивает регуляцию «растительных» функций, т.е. питание, дыхание, выделение, размножение. Она делится на два отдела: симпатическая (центры расположены в грудных сегментах спинного мозга, вырабатывают норадреналин, который поддерживает организм в состоянии активности - сердце сокращается чаще, сильнее, помогая человеку справляться с нагрузкой) и парасимпатическая (центры расположены в среднем, продолговатом мозге и крестцовых сегментах спинного мозга, вырабатывают ацетилхолин, который обеспечивает организму состояние покоя - сердце сокращается медленнее и меньше крови выбрасывается).

Анализаторы - органы чувств (термин введен И.П. Павловым). Анализатор состоит из трех отделов: периферический, проводниковый, центральный (корковый) и выполняет следующие функции: воспроизводит внешние и внутренние раздражители (сигналы); передает информацию в кору больших полушарий; опознает сигнал (в виде конкретного образа).

Таким образом, человек - это сложный высокоорганизованный комплекс взаимосвязанных и взаимодействующих систем обеспечения его жизнедеятельности.

Более ста лет назад выдающийся французский биолог и медик К. Бернар выдвинул идею единства здоровья и болезни, по существу, обосновал учение о гомеостазе. В лекциях о жизни животных и растений в 1878 г. он обобщил накопленный медициной опыт и данные своих экспериментов и наблюдений. Утверждая единство здоровья и болезни, великий естествоис-пытатель писал: «Физиология болезней, конечно, заключает в себе процессы, которые могут быть присущи им специально, но их законы абсолютно тождественны с законами, управляющими функциями жизни в здоровом состоянии». Идея единства здоровья и болезни, как двух качественно различных феноменов, которые могут сосуществовать в индивидууме пронизывает современные руководства по общей патологии. Сам организм (его центральная нервная система) может быть организатором пато-логических процессов. Это утверждение основывается на результатах большого количества экспериментов. Однако при этом особо подчеркивается тот факт, что организация (самоорганизация) пато-логического процесса есть организация адаптивной программы в экстремальных, аварийных условиях среды. Идеи такого рода присутствуют в работах Н. П. Бехтеревой, Г. Н. Кржижановского и других ученых.

Современная медицина после долгих дискуссий стала определять здоровье человека как нормальное психосоматическое состояние и способность человека оптимально удовлетворять материальные и духовные потребности. Болезнь - нарушение оптимального психосоматического состояния и способности удовлетворять свои потребности. Как видим, здоровье и болезнь определяются через понятие нормы, которая понимается как функциональный оптимум системы, а патология как нарушение этой нормы.

При анализе специфики здоровья обычно разграничивают понятия здоровье индивида и здоровье популяции. Здоровье индивида определяется сохранением нормального функционирования его организма при максимальной продолжительности жизни. Здоровье популяции в отличие от этого характеризует процесс развития жизнеспособности и трудоспособности человеческого коллектива в ряду поколений. Это развитие предполагает совершенствование психофизиологических, социокультурных и творческих возможностей людей. Таким образом, здоровье индивида выражается, прежде всего, в продолжительности жизни, а здоровье популяции - в показателях заболеваемости и смертности, росте хронической патологии и т д.

В 1947 г. Всемирная Организация Здравоохранения, основанная по инициативе ООН, предложила краткую формулировку термина «здоровье». Здоровье -- это состояние полного физического, умственного и социального благосостояния. Оказывается, каждый человек рождается на свет с определенным запасом жизненной энергии, которой и определяется его жизненная роль. Этот запас у людей разный. Когда организм переживает состояние стресса, все его жизненно важные системы и органы подвергаются перенапряжению и выходят из строя у конкретного человека в зависимости от наибольшей уязвимости.

Многие надеются на то, что если после страшного перенапряжения хорошенько отдохнуть, то можно вернуть прежнее состояние и силы. Это неверно. Эксперименты на животных ясно показали, что каждое такое воздействие оставляет неизгладимый след, так как израсходованные адаптационные резервы не восстанавливаются. С другой стороны, попытка избежать всех форм стресса - не выход из положения. Исследования показали, что сокращение активности также ведет к сокращению жизни. Другими словами, и расточать жизнь, и бездействовать - одинаково плохо. Лучше всего умеренность и равновесие.

Еще во времена Гиппократа было известно, что человеческие эмоции связаны с заболеваниями. Но только в 1818 г. Гетрус применил новый термин - психосоматические заболевания (с греч. «психе» - душа, «сома» - тело, т.е. мы имеет дело с «душевно-телесными» заболеваниями. При всех заболеваниях имеется взаимосвязь между эмоциями и состоянием организма. Почти все больные, независимо от того, знали они об этом или нет, имели предшествующие заболеванию эмоциональные переживания.

Когда человек не справляется с критическими стрессовыми состояниями, то его мозг или организм обязательно выходят из строя. И если развивается какое-то заболевание, оно ударяет по самым уязвимым местам на-шего организма. Где проявит себя болезнь, зависит от того, какие органы оказались «повышенно чувствительны» в результате перенесенных детских заболеваний, наследственной предрасположенности или состояния нервной системы. Стрессы влияют на организм двумя основными путями. Эмоции, связанные с проявлением враждебности и ненависти, вызывают повышенную реакцию организма, а такие чувства, как страх или уныние - пониженную. Подобно тому, как мрачные мысли могут вывести вас из строя, так светлые и добрые помогут сохранить наилучшее здоровье. Думайте всегда о хорошем. Соломон, один из мудрейших людей, когда-то живших на земле, говорил: «Веселое сердце благотворно, как врачевство, а унылый дух сушит кости».

К необходимым факторам здоровья и долголетия относятся и природные средства: свежий воздух, солнечный свет, умеренность, отдых, физические упражнения, вода и правильное питание. Сотрудничество с природой помогает восстановить нарушенный баланс и гармонию в системах организма.

Движение и деятельность - закон существования. Польза человеческому организму от физических упражнений неоценима, потому что они улучшают кровообращение; предупреждают преждевременные сердечные заболевания; увеличивают доставку кислорода организму; способствуют пищеварению; успокаивают нервы и уравновешивают эмоции; повышают сопротивляемость организма к заболеваниям; снимают усталость; укрепляют мышцы, кости и связки; придают фигуре стройность; обостряют умственные способности; усиливают самообладание, развивают ловкость; помогают противостоять неожиданным стрессам (физическим или эмоциональным); улучшают функции желез; развивают силу, уверенность и волю; способствуют крепкому, полноценному сну.

Мало кто реально представляет себе, какую роль играет вода в нашей жизни. На 50--65 % человеческий организм состоит из воды. Мышцы содержат 75 % воды, и даже в костях ее больше 20 %. Каждая клетка нуждается в жидкости. Все химические и электрические процессы в организме совершаются в жидкой среде. В среднем человек должен выпивать 8 стаканов воды ежедневно.

Для нормального функционирования наш организм нуждается в определенном количестве поваренной соли. Чрезмерное употребление соли может привести к серьезным проблемам, в частности, к повышению кровяного давления.

Всем известно пагубное влияние сахара на состояние зубов. Научные исследования показали, что избыточное потребление сахара значительно повышает уровень холестерина в крови, а это может привести к заболеваниям сердца. Так как мозгу для обмена веществ необходима глюкоза, всякое нарушение содержания сахара в кровяном русле приводит к нарушению работы клеток мозга. Подсчитано, что одна белая клетка крови - лейкоцит - может уничтожить около 14 болезнетворных бактерий. Если же человек потребляет много сахара (24 чайных ложек в сутки), защитные способности лейкоцита слабеют, и он сможет одолеть лишь одну бактерию. Тот, кто потребляет много сахара, открыт для многочисленных инфекционных заболеваний.

Бывает, что человек чувствует себя хорошо, все органы и системы работают, казалось бы, нормально, но достаточно легкого сквозняка - и он уже во власти недуга: на несколько дней слег в постель с высокой температурой. Выходит, что даже при нормальных качественных показателях организм может быть чрезвычайно уязвимым, а значит, не абсолютно здоровым. Академик Г.М. Амосов предложил ввести новый медицинский термин «количество здоровья» для обозначения меры резервов организма. Есть скрытые резервы сердца, почек, печени. Выявляются они с помощью различных нагрузочных проб. Здо-ровье -- это количество резервов в организме, это максимальная производительность органов при сохранении качественных пределов их функций.

Сегодня вместо 100-120 лет мы живем в среднем 70, т.е. наша жизнь укорачивается. Первой причиной этого, отнимающей у нас примерно 20-30 лет, считают повседневную нагрузку на мозг - болезни, стрессы, переживания, неправильный образ жизни. Второй причиной, отнимающей у нас примерно 10-20 лет, И. Мечников назвал самоотравление гнилостными веществами из толстого кишечника. Регулярно употребляя кисломолочные продукты, мы имеем все основания надеяться выиграть 10 лет здоровой жизни.

Секрет долголетия кроется в пяти условиях жизни: закаленное тело, здоровые нервы и хороший характер, правильное питание, климат, ежедневный труд.

Правильный образ жизни И. И. Мечников называл ортобиозом («орто» - прямой, правильный; «био» - жизнь). С точки зрения современной науки имеются восемь важнейших условий ортобиоза:

- труд;

- нормальный сон, он является средством восстановления сил мозга.

- положительные эмоции, их обеспечивают доброжелательное отношение к другим людям, юмор, оптимизм. Надо фиксировать внимание на хорошем и уметь радоваться.

Согласно теории американских ученых Р. Мелзаки, П. Уолл, положительные эмоции как бы закрывают «болевой шлагбаум» в сером веществе спинного мозга, а отрицательные, наоборот, открывают его. Поло-жительные эмоции - универсальный исцелитель от многих недугов, иногда даже от такого тяжелого заболевания, как рак. Например, американские ученые утверждают, что в Нью-Йорке зарегистрировано 20 больных раком, которые излечились от него, не прибегая к помощи ни специальных фармакологических веществ, ни радиоактивного излучения: всего-навсего с помощью положительных эмоций (новая любовь, коренные изменения в жизни, общий оптимистический настрой).

- рациональное питание (по количеству и качеству). Знаменитый кардиолог Уайт говорил: чтобы не болеть атеросклерозом и дольше прожить, надо не злоупотреблять двумя вещами: желудком и будильником, т. е. кушать не досыта, а спать по потребности.

- избегать алкоголя и никотина. Алкоголь--яд для всех клеток тела. Слабеют нервные процессы, дрябнет сердечная мышца. Неблагоприятное действие оказывает алкоголизм родителей на потомство, повышая число детей с психическими и физическими дефектами. Табачный яд - целый букет вредностей. Никотин - нервно-сосудистый яд. От инфаркта миокарда курящие умирают в 11 раз, от рака легких в 13 раз чаще, чем некурящие. Живут они на 10 лет меньше.

- соблюдение режима, т.е. выполнение определенной деятельности организма в определенное время, что приводит к образованию в мозгу условных рефлексов на время. В результате привычное время еды настраивает организм на прием, и переваривание пищи, привычное время для работы - на соответствующую форму деятельности

- закаливание организма, т.е. процесс приспособления организма к неблагоприятным внешним воздействиям, главным образом к холодовому фактору, причем приспособление это достигается путем использования естественных сил природы - солнечных лучей, воздуха, воды.

- физические упражнения, достаточный объем двигательной активности.

Что такое работоспособность? С физиологической точки зрения, работоспособность определяет возможности организма при выполнении работы к поддержанию структуры и энергозапасов на заданном уровне. В соответствии с двумя основными типами работ различают физическую и умственную работоспособность. Выделяют общую (потенциальную, максимально возможную работоспособность при мобилизации всех резервов организма) и фактическую работоспособность, уровень которой всегда ниже. Фактическая работоспособность зависит от текущего уровня здоровья, самочувствия человека, а также от свойств нервной системы, индивидуальных особенностей функционирования психических процессов (памяти, мышления, внимания, восприятия), от оценки человеком значимости и целесообразности выполнения определенной работы и мобилизации для этого определенных ресурсов организма.

Работоспособность имеет следующие фазы:

- фаза мобилизации;

- фаза врабатываемости (постепенное приспособление организма к наиболее оптимальному режиму выполнения работы);

- фаза оптимальной работоспособности (или фаза компенсации);

- фаза неустойчивости компенсации или субкомпенсации (происходит свое-образная перестройка организма: необходимый уровень работы поддерживается за счет ослабления менее важных функций. Эффективность труда поддерживается уже за счет дополнительных физиологических процессов, менее выгодных энергетически и функционально. Например, в сердечнососудистой системе обеспечение необходимого кровоснабжения органов осуществляется уже не за счет увеличения силы сердечных сокращений, а за счет возрастания их частоты)

- фаза «конечного порыва» имеет место при наличии сильного мотива к деятельности;

- фаза декомпенсации наступает при выходе за пределы фактической работоспособности, во время работы в сложных и экстремальных условиях, она сопровождается прогрессирующим снижением производительности труда, появлением ошибок, выраженными вегетативными нарушениями - учащением дыхания, пульса, нарушением точности координации.

Периоды подъема и спада работоспособности чередуются в течение определенного времени. Максимальные подъемы отмечаются в 10 -13 и 17-20часов. Минимум работоспособности приходится на ночные часы. Но и в это время наблюдаются физиологические подъемы с 24 до 1 часа ночи и с 5 до 6 часов утра. Периоды подъема работоспособности в 5 - 6,11 - 12, 16 - 17, 20 - 21, 24 - 1 час чередуются с периодами ее спада в 2 - 3, 9 - 10, 14 - 15, 18 - 19, 22 - 23 часа. Это учитывают при организации режима труда и отдыха. Интересно, что в течение недели отмечаются те же этапы: в понедельник человек проходит стадию врабатывания, во вторник, среду и четверг имеет устойчивую работоспособность, а в пятницу и субботу у него развивается утомление.

Существуют и сезонные колебания работоспособности. В переходное время года, особенно весной, у многих людей появляются вялость, утомляемость, снижается интерес к работе. Это состояние называют весенним утомлением.

Широкое распространение получила модная теория так называемых трех биоритмов - физического, эмоционального и интеллектуального - со дня рождения. Такие циклы действительно существуют, причем они имеют связь с показателями обмена веществ. Но их трудно прогнозировать с момента рождения из-за многочисленных привходящих факторов, вызывающих физические, эмоциональные, психические стрессы. Например, при напряженных тренировках спортсменов или во время студенческой сессии амплитуда соответствующих биоритмов была все время на подъеме, а частота увеличивалась. Это свидетельствует о том, что психологические факторы сильнее природных датчиков ритма.

В последние годы обнаружены ритмы функционирования нервной, мышечной и сердечнососудистой систем продолжительностью 5-16 дней. Их выраженность зависит от тяжести труда. У людей тяжелого физического труда они равны 5 - 8 дням, у работников умственного труда - 8 - 16 дням.

На работоспособность влияет и возраст. Установлено, что в 18-29 лет у человека наблюдается самая высокая интенсивность интеллектуальных и логических процессов. К 30 годам она снижается на 4%, к 40 - на 13%, к 50 - на 20%, а в возрасте 60 лет - на 25 %. По данным ученых Киевского института геронтологии, физическая работоспособность максимальна в возрасте от 20 до 30 лет, к 50 - 60 годам она снижается на 30 %, а в следующие 10 лет составляет лишь около 60 % юношеской.

Спад работоспособности связан с утомлением, которое долго считали отрицательным явлением. Современные физиологи (академик А. Аршавский и др.) доказали, что утомление - это естественный процесс восстановления работоспособности. Эксперименты показали, что физические нагрузки не сокращают, а наоборот, увеличивают продолжительность жизни.

Различают физиологическое и психическое утомление. Первое из них связано с воздействием на нервную систему продуктов разложения, освобождающихся в результате двигательно-мускульной деятельности. Психическое утомление проявляется: в понижении восприимчивости человека, в результате чего отдельные раздражители он вообще не воспринимает, а другие воспринимает лишь с опозданием; в снижении способности концентрировать внимание, в результате человек совершает ошибки; в уменьшении способности к запоминанию, трудностям в воспоминании уже известных вещей, причем воспоминания становятся обрывочными, и человек не может применить свои профессиональные зна-ния в работе в результате временного нарушения памяти; в замедленности мышления, его неправильности, оно в какой-то мере теряет свой критический характер, гибкость, широту, человек с трудом соображает, не может принять правильное решение; в области эмоциональной возникает безразличие, скука, состояние напряженности, могут возникнуть явления депрессии или повышенной раздраженности, наступает эмоциональная неустойчивость; в возникновении помех в деятельности нервных функций, обеспечивающих сенсомоторную координацию, в результате чего усталый человек медленнее реагирует на внешние воздействия, одновременно теряет ловкость, скоординированность движений, что приводит к ошибкам, несчастным случаям.

После прекращения работы наступает фаза восстановления физиологических и психологических ресурсов организма. Однако не всегда восстановительные процессы проходят нормально и быстро. После сильно выраженного утомления вследствие воздействия экстремальных факторов организм не успевает отдохнуть, восстановить силы за обычные 6 - 8 часов ночного сна. Порой требуются дни, недели для восстановления ресурсов организма. В случае неполного восстановительного периода сохраняются остаточные явления утомления, которые могут накапливаться, приводить к хроническому переутомлению различной степени выраженности. В состоянии переутомления длительность фазы оптимальной работоспособности резко сокращается или может отсутствовать полностью, и вся работа проходит в фазе декомпенсации. В состоянии хронического переутомления снижается умственная работоспособность: трудно сосредоточиться, временами наступает забывчивость, замедленность и по-рой неадекватность мышления. Все это повышает опасность несчастных случаев.

Для предотвращения хронического переутомления необходима правильная, рациональная организация режима труда и отдыха. Для начинающегося переутомления (I степень) достаточно упорядочить отдых, сон, занятия физкультурой, культурные развлечения. В случае легкого пере-утомления (II степень) полезен очередной отпуск и отдых. При выраженном переутомлении (Ш степень) необходимо ускорение очередного отпуска и организованного отдыха. Для тяжелого переутомления (IV степень) требуется уже лечение.

Степень переутомления (по К. Платонову)

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10