Естественные системы защиты человека от негативных воздействий

1. Введение

 

Человек всегда существовал в окружении различных  опасностей. На заре цивилизации эти  опасности были обусловлены природного характера, их негативного воздействия. Источниками естественных негативных воздействий являются стихийные  процессы: изменения климата, грозы, землетрясения и т.п.

Постоянная  борьба за свое существование вынуждала  человека находить и совершенствовать средства защиты от негативного воздействия  окружающей среды. Появление жилища, применение огня и других средств  защиты, совершенствование способов получения пищи – все это не только защищало человека от естественных негативных воздействий, но и влияло на окружающую среду. Повышение безопасности, т.е. совершенствование защиты от опасностей природного характера становится деятельностью людей с первых шагов цивилизации. Это достигалось развитием экономики, использованием достижений науки и техники, и, соответственно повышением качества жизни. 

Таким образом, человек на протяжении всей истории развивал экономику, создавал социально-экономическую систему безопасности, т.е. систему защиты от опасного воздействия факторов, обусловленных естественной средой обитания человека – биосферой. Как следствие, уровень безопасности человека по мере развития цивилизации постоянно возрастал.

Однако научно-технический прогресс, обусловленный потребностью развития экономики, повышая социально-экономическую безопасность общества, привел к появлению новых видов опасностей, как для здоровья населения, так и для окружающей среды. Эти опасности вызваны поступлением в окружающую среду отходов промышленного производства и промышленных продуктов, из употребления; необходимостью участия человека в профессиональной деятельности и столкновение его с разнообразными источниками неблагоприятного воздействия на его здоровье.

Следовательно, человек, вторгаясь в природу, законы которой еще не познал, стал формировать новую, искусственную среду обитания,  – техносферу, закономерности функционирования которой ему недостаточно известны.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Естественные системы защиты человека от негативных воздействий

 

В организме  человека функционирует ряд систем обеспечения собственной безопасности. К ним относятся некоторые органы чувств: глаза, уши, нос; костно-мышечная система; кожа; система иммунной защиты; боль, а также защитно-приспособительные реакции, такие, как воспаление и лихорадка. Защитно-приспособительные реакции направлены на сохранение постоянства внутренней среды организма и адаптацию его к условиям существования, они регулируются рефлекторным и гуморальным (гормоны, ферменты и т.д.) путем.

Осязание – сложное ощущение, возникающее при раздражении рецепторов кожи, слизистых оболочек и мышечно-суставного аппарата. Основная роль в осязании принадлежит тактильной чувствительности – прикосновению и давлению. Кожа – внешний покров тела представляет собой самый большой орган с очень сложным строением, выполняющий ряд важных жизненных функций. Кожа защищает организм от вредных внешних воздействий, выполняет рецепторную, секреторную, обменную функции, играет значительную роль в терморегуляции и др.

В коже выделяют три слоя: наружный (эпидермис), средний, состоящий из соединительной ткани (дерма), и внутренний (подкожная жировая клетчатка). В коже расположено большое количество кровеносных и лимфатических сосудов, а также многочисленные пронизывающие дерму нервные волокна.

Одной из основных функций  кожи является защита организма. Так, растяжение, давление, ушибы обезвреживаются упругой жировой подстилкой и эластичностью кожи. Нормальный роговой слой предохраняет глубокие слои кожи от высыхания и весьма устойчив по отношению к различным химическим веществам. Пигмент меланин, поглощающий ультрафиолетовые лучи, предохраняет кожу от воздействия солнечного света. Большое значение имеют стерилизующие свойства кожи и устойчивость к различным микробам; неповрежденный роговой слой непроницаем для инфекций, а кожное сало и пот создают кислую среду с рН 5,5, неблагоприятную для многих микробов. Окисление происходит в роговом слое, поэтому так важен достаточный приток кислорода для профилактики кожных заболеваний. Кожа «дышит», например, если покрыть человека лаком, он начинает задыхаться.

Важной функцией кожи является ее участие в терморегуляции (поддержании нормальной температуры тела), так как 80% всей теплоотдачи организма осуществляется кожей. При высокой температуре внешней среды кровеносные сосуды кожи расширяются и теплоотдача конвекцией усиливается. При низкой температуре сосуды суживаются, кожа бледнеет, теплоотдача снижается.

Секреторная функция обеспечивается сальными и потовыми железами. С кожным салом могут выделяться некоторые лекарственные вещества (йод, бром), продукты промежуточного обмена веществ, микробных токсинов и эндогенных ядов.

Обменная функция кожи заключается в участии в процессах регуляции общего обмена веществ в организме, особенно водного минерального и углеводного. Считают, что кожу можно условно рассматривать как железу внешней и внутренней секреции, с обширной поверхностью, богато снабженной сосудами, тесно связанную со всеми внутренними органами и другими эндокринными железами.

Боль возникает при нарушении нормального течения физиологических процессов в организме при раздражении рецепторов при повреждении органов и тканей вследствие воздействия вредных факторов. Боль является сигналом опасности для организма и одновременно боль – это защитное приспособление, вызывающее специальные защитные рефлексы и реакции. Субъективно человек воспринимает боль как тягостное, гнетущее ощущение. Объективно боль сопровождается некоторыми вегетативными реакциями (расширение зрачков, повышение кровяного давления, бледность кожных покровов лица и др.). При боли увеличивается выделение биологически активных веществ (например, в крови увеличивается концентрация адреналина). Болевая чувствительность присуща практически всем частям тела. Характер болевых ощущений зависит от особенностей конкретного органа и силы разрушительного воздействия. Болевое ощущение как защитная реакция нередко указывает на локализацию патологического процесса.

Зрение – способность человека получать информацию о форме, свойствах и параметрах движения предметов посредством анализа отраженного этими предметами излучения видимого диапазона. Зрение осуществляется с помощью зрительного анализатора. Зрительный анализатор – это глаза, зрительные нервы и зрительный центр, располагающийся в затылочной доле коры головного мозга. Органы зрения играют исключительно важную роль в жизни человека. Благодаря зрению мы познаем форму, величину, цвет предмета, направление и расстояние, на котором он находится.

Глаз – это сложная оптическая система. Глазное яблоко имеет форму шара с тремя оболочками: наружная, называется склерой, а ее передняя прозрачная часть – роговицей. Внутрь от склеры расположена вторая оболочка – сосудистая. Ее передняя часть, лежащая за роговицей, называется радужкой, в центре которой имеется отверстие – зрачок. Позади радужной оболочки, напротив зрачка, расположен хрусталик, который можно сравнить с двояковыпуклой линзой. За хрусталиком, заполняя всю полость глаза, находится стекловидное тело.

Лучи света, попадая в  глаз, проходят через роговицу, хрусталик и стекловидное тело, то есть через три преломляющие оптически прозрачные среды и попадают на внутреннюю оболочку глаза – сетчатку. Она выстилает только заднюю половину глаза, в ней находятся светочувствительные рецепторы – палочки (130 млн. штук) и колбочки (7 млн. штук). Колбочки обеспечивают так называемое «дневное» зрение, они позволяют четко различать мелкие детали. Цветное зрение осуществляется исключительно через колбочки. Палочки цвета не воспринимают и дают черно-белое изображение.

Свет, попавший в глаз, воздействует на фотохимическое вещество палочек и колбочек и разлагает его. При определенной концентрации продукты распада раздражают нервные окончания, расположенные в палочках и колбочках. Возникающие при этом импульсы по волокнам зрительного нерва поступают в головной мозг, и человек видит цвет, форму и величину предметов.

Глаз чувствителен к видимому диапазону спектра электромагнитных колебаний (380-770 нм), что соответствует восприятию цвета, начиная с фиолетового до красного.

Глаз, обеспечивая безопасность человека, и сам снабжен естественной защитой. Рефлекторно закрывающиеся  веки защищают сетчатку глаза от сильного света в период световой адаптации, а роговицу — от механических воздействий. Слезная жидкость смывает с поверхности глаза и век пылинки, убивает микробов. Защитную функцию выполняют и ресницы.

Слух – способность организма воспринимать и различать звуковые колебания, которая осуществляется слуховым анализатором. Человеческому уху доступна область слышимых звуков, т.е. механических колебаний воздуха с частотой от 16 до 20000 Гц. Граница слышимости в отдельных случаях может быть шире, до 25000 Гц.

Ухо – орган  слуха – представляет собой воспринимающую часть звукового анализатора. Оно имеет три отдела: наружное, среднее и внутреннее ухо. Наружное ухо состоит из ушной раковины и наружного слухового прохода, затянутого упругой барабанной перепонкой, отделяющей среднее ухо. Ушная раковина и слуховой проход служат для улучшения приема высоких частот. Они способны усиливать звук с частотой от 2000 до 5000 Гц на 10-20 дБ и это определяет повышенную опасность звуков указанного диапазона частот. В полости среднего уха находятся так называемые слуховые косточки: молоточек, наковальня и стремечко, связанные между собой. Они передают звуковые колебания от барабанной перепонки во внутреннее ухо, где находится кортиев орган, воспринимающий звук. Среднее ухо сообщается с носоглоткой с помощью евстахиевой трубы, по которой во время глотания воздух проходит в полость среднего уха для выравнивания давления.

Внутреннее ухо имеет  наиболее сложное строение. Оно состоит из трех частей: мешочков преддверия, улитки и трех полукружных каналов. Улитка, в которой располагается кортиев орган, воспринимает звуковые сигналы, а мешочки преддверия и полукружные каналы – раздражения, возникающие от ускоренного движения жидкости вследствие перемены положения тела в пространстве. Так формируется чувство движения и изменения положения тела в пространстве. Поэтому внутреннее ухо входит в состав еще одного анализатора – вестибулярного аппарата человека.

Звуковые волны попадают в слуховой проход, приводят в движение барабанную перепонку и через цепь слуховых косточек передаются в полость улитки внутреннего уха. Колебания жидкости в канале улитки передаются волокнам основной перепонки кортиева органа в резонанс тем звукам, которые поступают в ухо. Нервный импульс, возникающий при этом, передается в соответствующий отдел головного мозга, где синтезируется соответствующее слуховое представление.

Ухо воспринимает далеко не все звуки окружающей среды. Звуки, близкие к верхнему и нижнему  пределам слышимости, вызывают слуховое ощущение лишь при большой интенсивности и поэтому обычно почти не слышны. С другой стороны, очень интенсивные шумы могут вызвать боль в ухе и даже повредить его.

Вестибулярный аппарат – орган, обеспечивающий сохранение равновесия. Он состоит из полукружных каналов, расположенных в трех взаимно перпендикулярных направлениях, и отолитового аппарата, которые заполнены жидкостью. Отолиты — это кристаллики солей кальция, находящиеся в жидкости. Отолитовый аппарат воспринимает действие силы тяжести и инерции. Каналы реагируют на вращательное движение. Смещение жидкости в вестибулярном аппарате вызывает раздражение анализаторов и соответствующий рефлекторный ответ мышц.

Обоняние – способность воспринимать запахи – осуществляется благодаря обонятельному анализатору, рецепторами которого являются сенсорные нервные клетки, расположенные в слизистой оболочке носа.

Эти клетки преобразуют энергию  раздражителя в нервное возбуждение  и передают его обонятельному  центру мозга. Для этого требуется  непосредственный контакт рецептора  с молекулой пахучего вещества. Эти молекулы, осаждаясь на небольшом участке мембраны обонятельного рецептора, вызывают местное изменение ее проницаемости для отдельных ионов. В результате развивается рецепторный потенциал – начальный этап нервного возбуждения. Человек обладает различной чувствительностью к пахучим веществам, к некоторым веществам она особенно высокая.

Слезотечение возникает при попадании раздражающих веществ на слизистую оболочку верхних дыхательных путей: носа, носоглотки, трахеи и бронхов. Слеза не только выделяется наружу, но и попадает через слезоносный канал в полость носа, смывая тем самым раздражающее вещество. 

Чихание относится к группе защитных реакций и представляет форсированный выдох через нос (при кашле – форсированный выдох через рот). Благодаря высокой скорости воздушная струя уносит из полости носа попавшие туда иногородние тела и раздражающие агенты.

Вкус - ощущение, возникающее при воздействии некоторых раздражителей на определенные рецепторы, расположенные на поверхности языка. Вкусовое ощущение формируется из восприятия четырех основных видов вкуса – кислого, соленого, сладкого и горького; вариации вкуса складываются из комбинации основных перечисленных ощущений. Различные участки языка имеют неодинаковую чувствительность к вкусовым веществам: кончик языка более чувствителен к сладкому, края языка – к кислому, кончик и края – к соленому и корень языка наиболее чувствителен к горькому.

Механизм восприятия вкусовых веществ определяется специфическими химическими реакциями на границе вещество – вкусовой рецептор. Вкусовые почки, в состав которых входят рецепторы, расположены на сосочках языка и в значительно меньших количествах в слизистой неба, глотки, гортани, миндалин.

Сосочки представляют собой  небольшие выступы слизистой оболочки, окруженные ямкой. В каждой ямке насчитывается 10-15 вкусовых почек, содержащих по 15-20 рецепторов каждая. Отдельный рецептор обладает чувствительностью только к определенным молекулам. В одной и той же почке могут быть рецепторы, чувствительные к разным молекулам.

Вкусовые рецепторы живут  недолго (в среднем 7 дней), меняя при этом и место расположения, и нервные связи, и форму, и свойства. Очень важным условием возникновения вкусового ощущения является растворение вкусового вещества на поверхности языка.