Панорама современного естествознания

4. Аминокислоты -- важный для жизни класс органических соединений. В живых организмах они используются для синтеза белков: растения могут синтезировать их из простых веществ, а в животные организмы они должны поступать с пищей, поэтому их называют незаменимыми. Из четырех нуклеотидов построены и другие крупные молекулы - нуклеиновые кислоты, тоже входящие в состав живой клетки. Нуклеиновые кислоты представляют собой двухцепочные молекулы.

5. Современные научные гипотезы происхождения жизни связаны с образованием в определенных условиях более сложноорганизованных молекул -коагулянтов, гелей коацерватов. У этих коллоидных образований, как считали Опарин и Холдейн, на поверхности могут происходить процессы, напоминающие метаболизм живых организмов. Коацерваты способны делиться на части, увеличиваться в размерах, поглощать более простые молекулы. Гипотеза Опарина--Холдейна проверялась на установке Меллера, где искровой разряд пропускался через смесь метана, аммиака, водорода и воды, что имитировало условия первичной Земли. Были синтезированы простейшие аминокислоты. Живые тела, существующие на Земле, представляют собой открытые, саморегулирующиеся и самопроизводящие системы, построенные из биополимеров -- белков и нуклеиновых кислот.

IV. Человек: здоровье, эмоции, творчество, работоспособность, биоэтика.

Человек есть мера всем вещам -- существованию -- существующих и несуществованию -- несуществующих.

Протагор (V в. п. до н.э.)

1. Физиология человека

Физиология человека как наука о жизнедеятельности здорового организма человека и функциях его составных частей: клеток, тканей, органов и систем -- зародилась в XVIII столетии. Основоположником физиологии как самостоятельной отрасли знаний является английский ученый Уильям Гарвей, описавший большой и малый круги кровообращения и 1628 г. Физиология человека базируется на функционировании основных систем организма людей, таких как кровеносная, лимфатическая, пищеварительная, нервная, дыхательная и др. Физиологи Д. Эклс, А. Хаксли, А. Ходжкин ycтановили, что ионные механизмы важнейших физиологических процессов -- возбуждения и торможения, за что были отмечены Нобелевской премией (1963 г). Как известно, нервы и мышцы относятся к возбудимым образованиям. Это значит, в ответ на раздражение в них возникают различные электрические потенциалы. Согласно ионно-мембранной теории биоэлектрических потенциалов, созданной в середине XX в. А. Ходжкиным, Э. Хаксли, Б. Катцом, они обусловлены неодинаковой концентрацией ионов К+, Na+, Сl- внутри и вне клетки и различной проницаемостью для них поверхностной мембраны. Позже были открыты медиаторы (нейротрансмиттеры), что легло в основу учения о химическом механизме передачи нервного импульса.

Разработка И. П. Павловым учения об условных рефлексах позволило ему не только получить подтверждение сформированной И.М. Сеченовым концепции о зависимости всех функций организма от окружающей среды, но и создать новое учение -- физиологию высшей нервной деятельности человека и животных.

Организм и окружающая среда -- это единая система, так между ними происходит непрерывный обмен веществом и энергией (рис.1). Энергия необходима организму для поддержания всех его жизненно важных функций. Она выделяется за счет окисления сложных органических соединений, т. е. белков, жиров и углеводов. Резервирование энергии происходит в основном в виде макроэргических связей АТФ (адезонинтрифосфорной кислоты).

Рис. 1. Понятие об обмене веществ и энергии

АТФ -- это универсальный источник энергии в организме человека. Высвобождение энергии происходит за счет гидролиза АТФ, связанного с разрывом химической связи концевой фосфатной группы. Часть этой энергии выделяется в виде теплоты, необходимой для теплорегуляции. Так, при сокращении мышц около 80% энергии теряется в виде тепла и только 20% превращается в механическую работу.

27

Рис. 2. Принципиальная схема превращения энергии в организме

На рисунке 2 показана принципиальная схема превращения энергии в организме.

Процессы обмена веществ, происходящие на клеточном и тканевом уровнях в организме человека, называют метаболизмом. Он состоит из двух противоположных процессов: анаболизма и катаболизма. Анаболизм -- это процесс биосинтеза органических веществ, которые обеспечивают рост, развитие организма, обновление его структур и накопление структурной энергии. Катаболизм -- это процесс расщепления или окисления сложных молекул до простых веществ с выделением энергии и резервированием ее в виде АТФ. Эти процессы обеспечивают в организме белковый, углеводный и жировой обмены.

Белки -- это биополимеры, в состав которых входят около 20 аминокислот, содержащих азот. Функции белков многообразны: пластическая (строительная), энергетическая, транспортная, ферментативная и др. При сгорании 1 г белка в организме высвобождается 4,1 ккал энергии. Суточная потребность человека в белках не менее 85--90 г.

Жиры -- это эфиры высших жирных кислот и глицерина. Важнейшие их функции -- энергетическая и структурная. Так, при сгорании в организме 1 г жира высвобождается 9,3 ккал энергии. В сутки потребность человека в жирах составляет от 80 до 100 г. Жиры депонируются в организме в подкожной жировой клетчатке и в оболочках вокруг внутренних органов.

Углеводы -- это вещества сладкие на вкус, хорошо растворимые в воде. Их можно условно разделить на 3 класса соединений: моносахариды (глюкоза); дисахариды (мальтоза); полисахариды (крахмал). Они выполняют энергетическую и пластическую функции, а также входят в состав нуклеиновых кислот (ДНК, РНК) и АТФ. Потребность в углеводах составляет в сутки 350--450 г. Запасы углеводов в организме человека в виде животного крахмала -- гликогена - имеются в печени и в скелетных мышцах.

Таким образом, соотношение в пищевом рационе основных питательных веществ составляет 1:1:4 (белков: жиров: углеводов).

В состав пищи входят также вода, минеральные (неорганические) вещества и витамины. Витамины -- это особая группа веществ, не синтезируемых вовсе или синтезируемых в малых количествах в организме человека. Они необходим для нормального обмена веществ, роста, развития человека, поддержания его здоровья. Все витамины подразделяю на водо- и жирорастворимые. К первой группе относятся витамин С, витамины группы В. Они содержатся, в основном продуктах растительного происхождения (овощах, фруктах). Источником жирорастворимых витаминов (A, D, Е и К) является пища животного происхождения (молоко, яйца, мясо, печень). Некоторые витамины (К и В12) синтезируются микрофлорой кишечника. Недостаточные поступления витаминов в организм сопровождается различными заболеваниями (авитаминозы).

В состав внутренней среды организма входят кровь, лимфа и тканевая жидкость. Она обладает динамическим постоянством констант -- гомеостазом, являющимся условием независимого существования организма человека.

Функциями кровеносной системы являются следующие:

поддержание гомеостаза;

транспортная (перенос газов, питательных веществ, продуктов их метаболизма);

терморегуляторная;

защитная (участие в иммунных реакциях);

экскреторная (выделительная) и другие.

Объем крови в организме человека составляет 4--6 л (или 6--8% от массы тела). Всего 40--45% крови движется по сосудам (в норме); при нагрузке на организм кровь выходит из депо (селезенки, печени, легких) и ее обмен увеличивается. Система кровообращения человека -- это сердце и замкнутая система кровеносных сосудов, включающая артерии, вены, капилляры. Благодаря сокращениям сердца кровь поступает в артерии, вены, капилляры. Сокращаясь, сердце выбрасывает порцию крови (70 мл) в артерии, при расслаблении в него вливается кровь из вен. Капилляры образуют густую сеть длиной 200 000 км. Масса сердца колеблется в пределах 200--400 г, по объему оно сопоставимо с кулаком. Сердце сокращается ритмично со средней частотой 75 раз в минуту. Объем крови, перекачиваемой сердцем за 1 минуту, составляет 6 л, но может достигать и 30 л/мин, если человек находится в состоянии возбуждения или выполняет большую физическую нагрузку. В нормальных условиях у взрослого человека максимальное (систологическое) давление крови в плечевой артерии составляет 110--125 мм рт. ст., а минимальное (диетологическое) -- 70--85 мм рт. ст.

Система лимфообращения осуществляет постоянный остаток межтканевой жидкости по направлению к сердцу. Лимфа служит для поддержания объема и состава тканевой жидкости, всасывания и переноса питательных веществ из пищеварительного канала в венозную систему, а также для участия в иммунных реакциях организма посредством доставки лимфоцитов, антител и др. Лимфа поддерживает белковое постоянство крови. Ее движению способствуют ритмические сокращения стенок лимфатических сосудов и отрицательное (присасывающее) внутригрудное давление.

Основная функция органов дыхания -- обеспечение тканей организма человека кислородом и освобождение их от углекислого газа. Внутриклеточное дыхание обеспечивает освобождение энергии, необходимой для поддержания процессов жизнедеятельности. Образующийся при этом углекислый газ (СО2) переносится кровью к легким и удаляется с выдыхаемым воздухом. Дыхание происходит непрерывно и автоматически благодаря нервным импульсам, поступающим из дыхательного центра, расположенного в продолговатом мозге. Несмотря на автоматизм дыхательного цикла, его работа контролируется корой больших полушарий. Взрослый человек в нормальном состоянии за один дыхательный цикл вдыхает и выдыхает в среднем около 500 см3 воздуха, а при дополнительном (после нормального вдоха) максимальном вдохе можно вдохнуть еще 1500--3000 см3 воздуха. Жизненная емкость легких равна суммарной величине дыхательного и дополнительного объемов вдоха и выдоха (3-5 л) (рис.3).

Пищеварительная система человека осуществляет механическую и химическую переработку пищи для всасывания питательных веществ через стенки пищеварительного тракта и поступления их в кровь и лимфу. В пищеварительном аппарате происходят сложные физико-химические превращения пищи: от формирования пищевого комка в ротовой полости до всасывания и удаления непереваренных ее остатков. Эти процессы осуществляются в результате двигательной, всасывающей и секреторной функций системы органов пищеварения. Все пищеварительные функции регулируются нервным и гуморальным путем. Нервные центры, регулирующие функции пищеварения, находятся в разных отделах головного мозга (продолговатый мозг, гипоталамус и кора головного мозга), а гормоны большей частью образуются в самом желудочно - кишечного тракте.

К выделительным органам относятся почки, кожа, потовые, сальные железы, легкие. Функции почек многообразны:

1) участие в регуляции водного баланса организма;

2) участие в постоянстве ионного баланса;

3) регуляция осмотического давления во внутренней среде организма;

4) поддержание кислотно-щелочного равновесия и др.

Основная функция почек -- удаление из организма вредных и чужеродных для него веществ путем образования и выведения мочи. Почки каждую минуту пропускают более 1 л крови, а всего ими за сутки фильтруется и очищается 1700 л крови. Моча выделяется в количестве 1--1,5 л в сутки. В норме у здорового человека моча содержит только вредные продукты метаболизма и не должна содержать глюкозу и белок.

Наряду с нервной регуляцией функций в организме человека существует гуморальная (гормональная) регуляция с помощью биологически активных веществ -- гормонов. Нервная и гуморальная регуляции функций в организме взаимосвязаны. Гормоны в организме человека влияют на следующие процессы:

1. обмен веществ и энергии;

2. рост и развитие;

3. размножение;

4. адаптация.

Гормоны -- это биологически активные вещества, вырабатываемые специальными железами внутренней секреции, не имеющими специальных протоков. Они поступают прямо в кровь и регулируют функции органов -- мишеней. Все железы внутренней секреции делятся на центральные и периферические. К центральным железам относятся гипофиз и эпифиз. Гипоталамус как структура промежуточного мозга выделяет вещества, обладающие гормональной активности. Периферическими железами являются щитовидная, половые, поджелудочная, надпочечники и тимус.

Нервная система обеспечивает взаимодействие организма с внешней средой и регулирует работу всех органов и систем организма. Она подразделяется на соматическую и вегетативную, а они, в свою очередь, на центральную и периферическую. Центральная нервная система состоит из спинного и головного мозга. Структурно-функциональной единицей нервной системы является нервная клетка -- нейрон. Соматическая нервная система обеспечивает чувствительную и двигательную функции, а вегетативная -- иннервирует все внутренние органы и железы, обеспечивая регуляцию питания, дыхания, выделения, размножения.

Особый раздел физиологии занимается изучением материальных основ психической деятельности человека. Он появился благодаря работам И. М. Сеченова и И. П. Павлова, создавших учение о безусловных и условных рефлексах как двух различных формах поведения человека. Безусловные рефлексы -- видовые, генетически закрепленные, стереотипные формы поведения человека. Они возникают сразу, не нуждаются в выработке (например, врожденные ты вые и оборонительные рефлексы). Условные рефлексы- индивидуально приобретенные в процессе жизни и обучения приспособительные реакции, возникающие на основе образования временной связи между условным раздражителем и безусловно-рефлекторным актом. Данный раздел науки изучает такие сложные проявления психики человека, как сознание, внимание, память, эмоции, мышление и другие. Это высшие психические функции.

Сознание -- это высшая форма отражения мозгом человека окружающего мира, передаваемая другим людям в форме слов и символов. Особенностью психических функций человека является наличие речи, или 2-й сигнальной системы. Это особые условные рефлексы, вырабатываемые на слово (1-я сигнальная система -- это конкретные образцы окружающего мира). Слово -- это обобщающий сигнал, заменяющий конкретный предмет, явления. Поэтому И. П. Павлов слово обозначил как «сигнал сигналов», или 2-ая сигнальная система. У человека благодаря 2-й сигнальной системе формируется абстрактно-логическое мышление. Речь -- это исторически сложившаяся форма общения людей с помощью символов и знаков.

Благодаря высшей нервной деятельности (ВНД) у человека функционируют внимание, память, мышление. Внимание --это сосредоточенная, избирательная, познавательная направленность процессов, нацеленная на определенный объект, значимый в данный момент. Память -- это способность мозга запоминать, хранить и воспроизводить полученную информацию. Мышление -- это сложнейший вид мозговой деятельности человека в процессе приспособления к новым условиям решения новых жизненных задач.

2. Эмоции и творчество

Ничто -- ни слова, ни мысли, ни даже поступки наши не выражают так ясно и верно нас самих, как наши чувствования; в них сложен характер не отдельной мысли, не отдельного решения, а всего содержания души нашей.

К. Д. Ушинский.

Деятельность человека по удовлетворению его разнообразных потребностей сопровождается проявлениями активности человека в виде эмоциональных переживаний. Эмоции - особый класс субъективных психологических состояний человека, отражающих в форме непосредственных переживаний процесс и результат практической деятельности, направленной на удовлетворение его актуальных потребностей. Эмоции, утверждал Ч. Дарвин, возникли в процессе эволюции как средство, при помощи которого живые существа устанавливают значимость тех или иных условий для удовлетворения актуальных для них потребностей. Эмоции играют в деятельности людей мобилизационную, интегративно - защитную, коммуникативную роль. Основные эмоциональные состояния, которые испытывает человек, делятся на собственно эмоции, чувства и аффекты. Формой эмоциональных переживаний является удовольствие, получаемое от удовлетворения потребностей, и неудовольствие, связанное с невозможностью это сделать при обострении соответствующей потребности. Чувства -- высший продукт культурно-эмоционального развития человека; они обычно возникают в ответ на воздействие отдельных свойств окружающей среды. Они соотносятся с восприятием и оценкой сложных предметов, событий, людей, ситуаций. Проявление сильного и устойчивого положительного чувства к чему-либо или к кому-нибудь называется страстью. Устойчивые чувства умеренной или слабой силы, действующие в течение длительного времени, именуются настроениями. Аффекты -- это выраженные эмоциональные состояния, сопровождаемые видимыми изменениями в поведении человека, который их испытывает. Аффект не предшествует поведению, а как бы сдвинут на его конец. Аффекты, как правило, препятствуют нормальной организации поведения, его разумности. Одним из наиболее распространенных в наши дни видов аффектов является стресс. Он представляет собой состояние чрезмерно сильного и длинного психологического напряжения, которое возникает у человека, когда его нервная система получает эмоциональную перегрузку. Стресс дезорганизует деятельность человека, нарушает нормальный ход его поведения.

Эмоция -- это реакция всей личности (включая организм) на те ситуации, к которым она не может адаптироваться, она имеет преимущественно функциональное значение. Так, эмоция вызывает нарушение памяти, навыков и вообще замену трудных действий более легкими. Эмоция соответствует такому снижению уровня адаптации, которое наступает, когда мотивация является слишком сильной по сравнению с реальными возможностями субъекта. Эмоция -- это страх, гнев, горе, иногда радость, особенно чрезмерная радость. Существует оптимум мотивации, за пределами которого возникает эмоциональное поведение. С усилением мотивации повышается качество исполнения, но до определенного предела: если она слишком велика, исполнение ухудшается. Эмоция возникает часто потому, что субъект не может или не умеет дать адекватный ответ на стимуляцию. Конфликты являются глав-ой причиной эмоций тогда, когда субъект не может легко найти решение. Эмоции способны мобилизовать человека, компенсировать недостаточность информации, недостаточность возможностей человека по решению проблемы.

Творчество как процесс создания чего-то нового часто предполагает, что человек может испытывать недостаточность информации, знаний, умений для достижения цели и решения той или иной проблемы, поэтому ему необходимо делать рывок в неизведанное, создать новые знания, умения, новые объекты и произведения. Эмоции, вдохновение, воображение помогают сделать этот "рывок в творчество".Творчество имеет место там, где воображение свободно от оков логики за счет эмоций. Выделяют 4 стадии творческого процесса: подготовка, созревание, вдохновение, проверка найденного решения. Научное творчество и особенно творчество в искусстве опирается на воображение, которое, в очередь, неразрывно связано с эмоциями и чувствами человека. Воображение является психическим процессом, заключающимся в создании новых образцов, представлений, полученных в предшествующем опыте. Видом творческого воображения, связанного с осознанием желаемого будущего, является мечта. Творческое мышление не тождественно интеллекту и имеет следующие отличительные черты:

1) оно оригинально, т. е. оно порождает неожиданные, небанальные, непривычные решения;

2) оно подвижно, т. е. для творческого мышления не составляет труда перейти от одного аспекта проблемы к другому, не ограничиваясь одной единственной точкой зрения;

3) оно пластично, т. е. творческие люди предлагают множество решений в тех случаях, когда обычный человек может найти лишь одно или два.

3. Здоровье и работоспособность

Достойно ли смиряться под ударами судьбы иль надо оказать сопротивленье и в смертной схватке с целым морем бед покончить с ними?

В. Шекспир.

Здоровье человека во многом связано с эволюционно-экологическими основами его психофизической деятельности .Ритмы жизни, урбанизация, миграция, современные биосферно-ноосферные экологические изменения в целом предъявляют к людям новые требования.

Французский биолог и медик К. Бернар выдвинул идею единства здоровья и болезни и, по существу, обосновал учение о гомеостазе. Учение о гомеостазе основано на убеждении единства здоровья и болезни. Здоровье и болезнь - это два качественно различных феномена, которые могут сосуществовать в индивидууме. Сам организм, его центральная нервная система может быть организатором патологических процессов. Самоорганизация патологического процесса есть организация адаптивной программы в экстремальных, аварийных условиях среды, а патология есть организованный вариант выживания на основе видовой программы приспособления вида. В экстремальных условиях (в случае перегрузки, травмы, инфекции, интоксикации и др.) видовая аварийная программа реализуется в том, что существенно сокращается внешняя работа и все резервы направляются на развитие новых внутренних функциональных морфологических механизмов сохранения жизнеспособности, выживания, выздоровления. Такая перестройка организма относительно обычной здоровой жизнеспособности оценивается как нечто внешнее, как болезнь. Значит, реакция организма на вредно-действующие на него влияния внешней среды и составляет сущность больной жизни.

Необходимо четко разграничивать здоровье отдельного человека и здоровье популяции. Здоровье индивида есть динамический процесс сохранения и развития его социально-природных, биологических, физиологических и психических функций, социально-трудовой, социокультурной и творческой активности при максимальной продолжительности жизненного цикла. Здоровье популяции представляет собой процесс долговременного социально-природного, социально-исторического и социокультурного развития жизнеспособности и трудоспособности человеческого коллектива в ряду поколений. Здоровье популяции и индивида является необходимой предпосылкой интеллектуального здоровья человека, полноценной реализации его творческих возможностей.

Можно выделить три важнейшие функции популяционного здоровья:

1. конкретный живой труд в ходе производственной деятельности, которая совершается работающими индивидами внутри данной популяции;

2. социально-биологическое воспроизводство последующих поколений;

3. воспитание и обучение последующих поколений. Кратко понятие "здоровье" можно сформулировать как стояние полного физического, умственного и социального благосостояния. Запас жизненной энергии у людей разный. Когда организм переживает состояние стресса, все его жизненно важные системы подвергаются перенапряжению, будь то сердце, почки, желудок или другие органы. Они выходят из строя в зависимости от того, какой из них наиболее уязвим у каждого конкретного человека. Неверным является предположение о том, что после того, как они подверглись действию чрезвычайных раздражителей, отдых может им вернуть прежнее состояние и силы. Попытка избежать все формы стресса также не выход из положения. Исследования показали, что сокращение активности также ведет к сокращению жизни.

Когда человек не справляется с критическими стрессовыми состояниями, его мозг или организм обязательно выходит из строя. Заболевание ударит по самым уязвимым местам нашего организма, по тем органам, которые оказались повышенно чувствительными в результате перенесенных детских заболеваний, наследственной предрасположенности или состояния нервной системы. Чтобы противостоять болезням и сохранить состояние здоровья организма, необходимо стараться избежать состояний, ведущих к эмоциональному перенапряжению, например, избежать шума. Подобно тому, как мрачные мысли могут вывести организм из строя, так светлые и добрые помогут сохранить наилучшее здоровье. Свежий воздух, солнечный свет, умеренность, отдых, физические упражнения, вода и правильное питание -- необходимые факторы здоровья и долголетия. Деятельность - закон всего нашего существования, бездеятельность -- причина болезней. Чтобы избежать болезни, необходимо держать себя в хорошей физической форме. Среди физически пассивных людей инфаркт миокарда встречается в два раза чаще, чем среди людей физически активных.

Мало кто реально представляет себе, какую роль играет вода в нашей жизни. На 50--65% человеческий организм состоит из воды. В среднем человек должен выпивать минимум 6 стаканов воды ежедневно. Распланируйте питье воды таким образом: два стакана сразу после подъема утром, два - в середине дня, между завтраком и обедом, и два стакана во второй половине дня.

Для нормального функционирования наш организм нуждается в правильном питании. Чрезмерное употребление соли может привести к серьезным проблемам, в частности, к повышению кровяного давления. Повышенное потребление сахара пагубно влияет на состояние зубов, увеличивает уровень холестерина в крови, что может привести к заболеваниям сердца, приводит к нарушению работы клеток мозга и снижает устойчивость к инфекционным заболеваниям. Доказано не только то, что вегетарианская диета стоит наравне с мясной, но и то, что во многих отношениях она значительно лучше. Здоровье -- это количество резервов в организме, это максимальная производительность органов при сохранении качественных пределов их функций. Секрет долго-летия кроется в следующих условиях жизни: закаленное тело, здоровые нервы и хороший характер, правильное питание, климат, ежедневный труд. С точки зрения современной науки имеются восемь важнейших условий правильного образа жизни:

1) труд является важнейшим условием физиологического благополучия;

2) нормальный сон является средством восстановления сил мозга;

3) хорошее настроение и положительные эмоции обеспечивают доброжелательное отношение к другим людям, оптимизм;

4) весьма существенным условием является рациональноe питание как по качеству и количеству, так и по режиму потребления;

5) важное условие -- избежание потребления алкоголя и никотина;

6) соблюдение режима, т. е. выполнение определенной деятельности организма в определенное время, что приводит к образованию условных рефлексов на время;

7) закаливание организма понимается как процесс приспособления организма к неблагоприятным внешним воздействиям;

8) физические упражнения, достаточный объем двигательной активности являются важнейшим элементом правильного образа жизни.

Работоспособность определяет возможности организма при выполнении работы к поддержанию структуры и энергозапасов на заданном уровне. В соответствии с двумя основными типами работ -- физической и умственной -- различают физическую и умственную работоспособность. Работоспособность зависит от текущего уровня здоровья, самочувствия человека, типологических свойств нервной системы, индивидуальных особенностей функционирования психических процессов (памяти, мышления, внимания, восприятия), от оценки человеком значимости и целесообразности мобилизации определенных ресурсов для выполнения определенной деятельности. В процессе выполнения работы человек проходит через различные фазы работоспособности. Фаза мобилизации характеризуется предстартовым состоянием. При фазе врабатываемости могут быть сбои, ошибки в работе, постепенно происходит приспособление организма к наиболее экономному, оптимальному режиму выполнения данной конкретной работы. Фаза оптимальной работоспособности (или фаза компенсации) характеризуется оптимальным, экономным режимом работы организма и хорошими, стабильными результатами, максимальной производительностью и эффективностью труда. Затем, во время фазы неустойчивости компенсации, происходит своеобразная перестройка организма: необходимый уровень работы поддерживается за счет ослабления менее важных функций, дополнительных физиологических процессов, менее выгодных энергетически и функционально. При выходе за пределы работоспособности, после фазы неустойчивой компенсации наступает фаза декомпенсации, сопровождаемая прогрессирующим снижением производительности труда, появлением ошибок, выраженными вегетативными нарушениями: учащением дыхания, пум нарушением точности координации.

Первый этап -- врабатывание -- приходится, как правило, на первый час от начала работы. Второй этап -- устойчивой работоспособности -- длится последующие 2--3 ч, после чего работоспособность вновь снижается. В течение недели также отмечаются те же три этапа. В понедельник человек проходит стадию врабатывания, во вторник, среду и четверг имеет устойчивую работоспособность, а в пятницу и субботу у него развивается утомление. Утомление не разрушает организм, а поддерживает его. При этом происходят восстановительные процессы, "текущий ремонт" органов и тканей.

Начиная с фазы неустойчивой компенсации возникает специфическое состояние утомления. Различают физиологическое и психическое утомление. Первое из них выражает воздействие на нервную систему продуктов разложения, освобождающихся в результате двигательно-мускульной деятельности, а второе-- состояние перегруженности самой центральной нервной системы. Психическое утомление, т. е. ощу-щение усталости, как правило, предшествует утомлению физиологическому. После прекращения работы наступает фаза восстановления физиологических и психических 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, снижается умственная работоспособность.

4. Вопросы биомедицинской этики

Чтоб мудро жизнь прожить, знать надобно немало,

Два важных правила запомни для начала:

Ты лучше голодай, чем что попало есть

И лучше будь один, чем вместе с кем попало.

Омар Хайям.

Биоэтику, или сложные поведенческие программы, присущие животному миру, следует рассматривать как естественное обоснование человеческой морали. Много признаков, присущих человеку, обусловлено генетически. И только часть человеческих черт обусловлена воспитанием, образованием и другими факторами внешней среды обитания. Поэтому суть эволюции составляет процесс передачи генов от поколения к поколению. Все человеческие действия -- это его поведение.

С помощью биоэтики можно ответить на вопрос о происхождении таких важнейших проявлений человеческого разума, как мораль и этика. Этологи -- специалисты по поведению животных -- открыли у них большой набор интенсивных запретов, необходимых и полезных в общении с сородичами. Все эти врожденные запреты возникают под жестким давлением отбора ради выполнения задачи сохранения вида. К важнейшим из таких запретов относятся следующие:

1) «не убей своего» -- первый основополагающий запрет очень многих видов;

2) нельзя нападать неожиданно и сзади, без предупреждения и без проверки;

3) запрещено применять смертельное оружие или убийственный прием в драке со своими;

4) непозволительно бить того, кто принял позу покорности;

5) победа преимущественно бывает на стороне того, кто прав.

Таким образом, одним из важнейших выводов биоэтики является то, что в нашем поведении помимо действий, порожденных разумом, есть действия, мотивированные древними врожденными программами, доставшимися нам от животных предков. Биоэтика включает в себя этические нормы отношения к животным, экологическую этику, этику отношений человека с биогеоценозами и со всей биосферой. Она является формой защиты прав человека, в том числе его права на жизнь, на здоровье, на ответственное и свободное самоопределение своей жизни. Если биоэтику трактовать не как узкомедицинскую и биологическую, а как широкую и философски глубокую дисциплину, то ее центральное ядро - отношение к жизни и смерти. Жизнь понимается как самоценность, как высшая ценность. Поэтому возникают проблемы, которые выходят за рамки отношений врача и пациента, а именно отношение к жизни, животным, к биогеоценозам, к биосфере и т. д. Биоэтика как отрасль науки возникла и стала интенсивно развиваться в США и Западной Европе. В последние несколько десятилетий (начиная с 70-х гг.) в связи с успехом молекулярной биологии, генной инженерии, клеточной инженерии, внедрением в медицинскую практику трансплантации (пересадки) человеческих органов, появлением новых технологий деторождения, внедрением широкого спектра приемов продления жизни в реаниматологии и другими радикальными изменениями в медицине невольно возникала необходимость оценки моральной (этической) стороны (аспекта) и даже последствий подобных научных экспериментов и исследований. Дело в том, что научные эксперименты часто выходят за рамки сугубо профессиональной подготовки врача, генного инженера, биолога и приобретают Характер этических проблем, нуждаются в моральной оценке со стороны человеческого общества.

Рассмотрим естественно-научный и моральный аспекты каждого из этих достижений научно-технического прогресса. В связи с достигнутыми успехами генной инженерии в последнее время учеными предпринимаются серьезные попытки применения клонирования при помощи плазмид какого угодно участка ДНК многих животных, в том числе и человека. Ученым удалось перетасовать гены, комбинация которых в естественных условиях была невозможна из-за существующих барьеров (запретов биологического характера) на межвидовое скрещивание. По существу в области молекулярной биологии сняли природный запрет, позволили себе нарушить результаты эволюционного развития животного мира. Ведь известно, что ветви на дереве жизни в ходе эволюционного развития живой материи разошлись так сильно и далеко, что сама природа наложила вето на скрещивание разных видов ветвей (видов). Мы знаем, что в природных условиях невозможно скрещивание, например, между собакой и кошкой, как представителями разных видов. Подобные гибриды, если даже иногда образуются в самой природе, оказываются, хотя и жизнеспособными, но бесплодными (например, мул -- помесь осла и лошади). А ученые, создавая в пробирке какие угодно комбинации генов, пошли против природы, поставившей запрет на это.

После удачных опытов, подтвердивших, что рекомбинантные молекулы ДНК оказываются вполне биологически активными в среде клетки-хозяйки, в умах самих ученых возникли серьезные сомнения. Ученые задумываются: а что, если гибридные молекулы ДНК окажутся с чудовищными качествами, начнут размножаться с огромной скоростью и последствия таких экспериментов будут непредсказуемыми и гибельными для человечества? Перед генными инженерами встала проблема моральной ответственности перед человеческим обществом за подобные эксперименты. Тревогу забила и общественность, которую пугают возможные отрицательные последствия подобной работы ученых. После каждого очередного сообщения ученых о результатах своих исследований в области генной инженерии (как, например, это произошло с клонированием овец в Англии) в обществе возникают бурные страсти. На какое-то время ученые под нажимом общественного мнения прекращают свою работу, однако тяга научного творчества оказывается сильнее страха и они снова берутся за эксперименты. Подобные ситуации возникали в науке не один раз: вспомним, какие чувства, например, испытывали американские ученые физики-ядерщики перед первым испытанием атомной бомбы. Хотя в случае с генной инженерией степень риска не так велика, как с атомной бомбой, тем не менее, опасения в обществе время от времени возникают.

Успехи клеточной инженерии позволяют ученым в настоящее время сохранить на длительный срок в соответствующей питательной среде соматические и половые (даже оплодотворенные) клетки умерших животных, в том числе человека. Если перенести такую оплодотворенную в пробирке яйцеклетку или же соответствующий ей плод в матку суррогатной матери (этот прием получил название клонирования), то можно осуществить полноценное вынашивание плода без особых физиологических проблем. Но в подобных случаях возникают моральные проблемы: как должен чувствовать с этической точки зрения человек, появившийся на свет не совсем обычным способом, как отнесутся к нему его же сверстники, какие у них будут взаимоотношения, каковы будут их последствия. Нелегко отвечать на все эти вопро-сы. В аналогичных случаях вопросов возникает гораздо большe, чем имеется на них ответов. Многое здесь, по-видимому, будет зависеть от уровня развития данного общества, от господствующей в обществе морали и принятых норм поведения людей, их научных или же религиозных взглядов.

При распространении новых технологий деторождения, в частности, при искусственном осеменении или же "материнстве по найму", естественно, могут возникнуть споры между биологической и юридической матерями ребенка. Кто в этой ситуации может решить вопрос, кому же больше принадлежит такой ребенок; где же тот критерий, основываясь на котором может быть вынесено окончательное решение; кто наделен правом рассудить их: судья, врач или же общественное мнение? Решение этих вопросов больше лежит в области этики, чем в медицинской сфере.

При развитии и размножении соматических клеток в специально подобранных питательных средах появляется возможность получения целого организма из нескольких клеток, так как в них сохраняется набор всех генов взрослого организма. А проблема в том, будет ли полученный таким образом организм полным подобием исходного, или это будет нечто другое. Клеточные культуры применяются для производства лекарственных веществ растений, а каковы будут последствия применения их в животном мире -- трудно предусмотреть. Тут, по существу, речь может идти о возрождении, например, умершего человека из его оставшихся соматических (не половых) клеток. Если продолжить эту мысль, то можно прийти к выводу о том, что недалеко то время, когда методом культуры клеток (или тканей) или же клонированием можно искусственно "выращивать" в целях ускоренного развития человеческого общества таких гениальных людей, как А. Эйнштейн, В. А. Моцарт, В. Ленин и др. Трудно предугадать, какое общественное мнение возникнет на сей счет, как к этому отнесутся верующие люди и религия, не будут ли считать это греховным делом.

А пересадка человеческих органов, взятых у одного человека, другому человеку -- пациенту, нуждающемуся в этой операции -- это благо или же зло, а может быть, даже убийство? Мы знаем, что врачи считаются представителями самой гуманной на Земле профессии. Они по роду своей деятельности наделены правом, даже можно сказать, обязанностью вмешиваться в святая святых -- человеческую жизнь. Пересадка человеческого органа производится врачом из гуманных соображений, во имя блага пациента. Но трансплантируемый орган (если он отдельно не выращивается методом клеточной культуры) извлекается из организма другого человека. Вот тут как раз возникает много вопросов, сомнений и этических проблем. Если для пересадки органа организуется "охота" на людей с применением криминальных методов или же используется профессиональная непорядочность врача, а может быть, и жажда наживы, то, несомненно, это зло и может быть квалифицировано как убийство. Не говоря уже о глубокой аморальности этого явления, его следует квалифицировать как тягчайшее преступление, наказание за которое должен определить суд. В данном случае для пациента оборачивается злом для другого человека, ставшего жертвой пациента.

Если даже изъятие органа у безнадежно больного человека на первый взгляд не покажется столь преступным, то и в этом случае этический аспект проблемы остается открытым. Дело в том, что в настоящее время, как это было им продемонстрировано, границу между жизнью и смертью проводят уже на молекулярном уровне. Поэтому старые подходы, когда конец человеческой жизни определяли по прекращению дыхания и сердцебиения, давно потеряли свою значимость. Сейчас благодаря успехам реаниматологии на длительное время возможно продление существования человека (даже при поражении некоторых жизненно важных органов) путем применения аппаратов искусственного дыхания, искусственной почки, кардиостимуляторов и т. д. Прежде чем извлечь из человеческого организма тот или иной орган для пересадки другому пациенту, необходимо установить факт смерти первого. Сейчас "граница" между жизнью и смертью определяется не деятельностью сердца и легких, а жизнеспособностью мозга. Пока мозг жив, следует считать, что человек жив даже при остановившемся сердце и прекратившемся дыхании, и наоборот, человек мертв, если мозг необратимо погиб, даже если его сердце продолжает биться, а легкие "дышат". Даже смерть самого мозга происходит в несколько стадий: сначала погибает кора мозга, а затем его стволовая часть. За мозговой смертью следует уже смерть внутренних органов, и человек перестает существовать как единый функционирующий организм. Современная медицина в этом случае вынуждена фиксировать конец человеческой жизни, а молекулярная биология оставляет и в этой ситуации шанс и надежду на сохранение некоторых клеток умершего в качестве возможности продолжения, а точнее, возрождения его жизни методами генной и клеточной инженерии. Поэтому определение границы между жизнью и смертью в современных условиях становится очень трудной задачей, поскольку эта граница проходит уже на клеточном уровне.

К кругу биомедицинской этики могут быть причислены и такие злободневные вопросы, как аборт, проведение рискованных опытов над людьми, испытание на больных новых аппаратов, подвергающих их жизнь опасности, и ряд других. В заключение следует отметить, что биомедицинская этика-это сравнительная молодая область науки, призванная связывать между собой естественно-научную и гуманитарные культурные традиции. Термин "биоэтика" был введен в 1971 г. американским ученым В. Р. Поттером, и круг рассматриваемых этой молодой наукой проблем в будущем, возможно, еще расширится.

Выводы

1. Физиология человека изучает жизнедеятельность здорового человека, функции составных частей его организма: клеток, тканей, органов, систем. Она основана на изучении деятельности кровеносной, лимфатической, дыхательной, пищеварительной, выделительной, нервной систем, обмена веществ и энергии, желез внутренней секреции и др.

2. Здоровье -- это состояние полного физического, умственного и социального благосостояния человека. Оно во многом связано с эволюционно-экологическими основами его психофизической деятельности. Здоровье и болезнь -- это два качественно различных феномена, которые могут сосуществовать в индивидууме. Свежий воздух, солнечный свет, умеренность, отдых, физические упражнения, вода и правильное питание -- необходимое факторы здоровья и долголетия.

3. Работоспособность определяет возможности организма при выполнении работы и поддержании структуры и энего-запасов на заданном уровне. С точки зрения работоспособности, здоровье -- это количество резервов в организме, максимальная производительность органов при сохранении качественных пределов их функций.

4. Эмоции -- особый класс субъективных психологических состояний, отражающих в форме непосредственных переживаний результаты практической деятельности, направленной на удовлетворение актуальных потребностей. Они возникают лишь тогда, когда осуществление инстинктивных действий, привычных и произвольных форм поведения наталкивается на препятствия, к которым он не может адаптироваться.

5. Творчество -- это процесс создания человеком нового, при котором он, хоть и испытывает недостаточность информации, знаний, умений для достижения цели и решения той или иной проблемы, делает рывок в неизведанное, создает новые знания, умения, новые объекты и произведения.

V. Творческие портреты выдающихся ученых.

Александр Михайлович Бутлеров (1828-1886)

А.М.Бутлеров родился 25 августа1828г. В г. Чистополе Казанской губернии. Вскоре он лишился матери и был взят на воспитание родителями отца в деревню Подлесная-Шантали Чистопольского уезда. Воспитание и образование А.М.Бутлеров получил вначале в одном из частных пансионов Казани, затем в первой Казанской гимназии, которую он окончил в 1844 г. В том же году А.М.Бутлеров поступил на естественное отделение физико-математического факультета Казанского университета. В первые годы своей студенческой жизни он увлекался ботаникой и зоологией, а затем под влиянием лекций К.К.Клауса и Н.Н.Зинина решил посвятить себя только химии. В 1849 г. А.М.Бутлеров окончил университет и по предложению К.К. Клауса был оставлен здесь для подготовки к профессорскому званию. После защиты магистерской диссертации (1851) на тему «Об окислении органических соединений» он был зачислен преподавателем Казанского университета. В 1854 г. А.М.Бутлеров защитил в Московском университете докторскую диссертацию на тему «Об эфирных маслах» и в 1857 г. Получил годичную командировку за границу, где посетил все лучшие химические лаборатории Германии, Франции, Англии, Швейцарии и Италии. В 1861 г. Он вновь отправился за границу и на съезде немецких врачей и натуралистов в Шпейере 19 сентября 1861 г. Сделал свой знаменитый доклад «О химическом строении веществ». В мае 1868 г. По представлению Д.И.Менделеева А.М.Бутлеров был избран ординарным профессором Петербургского университета. В 1870 г. Он стал экстраординарным, а в 1874 г. ординарным профессором.

А.М.Бутлеров - один из выдающихся теоретиков и блестящих экспериментаторов химии. Он является творцом теории химического строения органических соединений. Его научное направление в области органической химии до наших дней служит неиссякаемым источником бесконечного ряда открытий, имеющих в равной мере и теоретическое и практическое значение. А.М.Бутлеров создал знаменитую, известную всему миру, казанскую (бутлеровскую) школу химиков, представители которой (А.М. Зайцев, В.В. Марковников, А.Е. Арбузов, А.Е. Фаворский и др.),продолжая и развивая работы А.М. Бутлерова, утвердили русскую химическую науку как передовую науку в мире.

Ученые пытались проникнуть во внутреннюю взаимосвязь атомов в молекулах органических соединений и создать теорию химического строения этих соединений и в добутлеровский период. Этому вопросу были посвящены многочисленные работы крупнейших и наиболее влиятельных западноевропейских химиков-органиков: А. Кекуле, А. Кольбе, Ш. Вюрца и др. Однако, теоретические взгляды этих химиков оказались непоследовательными. Так, А. Кекуле считал, что для одного и того же химического соединения возможно несколько «более развернутых рациональных формул», в зависимости от того, какие химические превращения этого соединения они выражают. Уксусная кислота, по мнению А. Кекуле, имеет восемь рациональных формул, которые и передают все возможные ее превращения:

Гликолевая кислота, по его представлениям, также имеет несколько химических формул:

При этом А. Кекуле в формулах химических соединений видел лишь способ выражения химических превращений (реакций), полагая при этом, что эти формулы не могут выражать конструкцию, т.е. расположение атомов в существующих соединениях.

Такая точка зрения в решении практических задач органической химии обусловливалась у А. Кекуле его субъективно идеалистическим отношением к теории. Он считал, что о теории в химии не может быть речи. Все так называемые теоретические сообщения являются соображениями, основанными на вероятности и целесообразности. Аналогичные взгляды о непознаваемости истинной взаимосвязи атомов в молекуле органических соединений высказывали А.Кольбе, Ш.Вюрц и др. Так, А.Кольбе, считая принципиально невозможным выяснение химического строения молекул, утверждал, что нельзя создать никакого представления о способе взаимной связи элементарных атомов в молекуле и химики вообще никогда не приобретут этого представления. По его мнению, пространственное расположение атомов в химическом соединении останется навсегда скрытым от нашего телесного и духовного взора.

В то время, когда, казалось бы, теоретические представления в органической химии зашли в тупик, А.М.Бутлеров смело решил эту задачу. Он разработал новую теорию химического строения органических соединений, проложив тем самым путь к развитию теоретической химии и промышленности органического синтеза.

Свои взгляды на строение химических соединений А.М.Бутлеров впервые изложил в 1861 г. на съезде немецких естествоиспытателей в Шпейере. Он считал, что все 4 единицы валентности углерода совершенно равноценны и пространственно расположены симметрично; атомы углерода могут соединяться друг с другом в любом количестве и, затрачивая на взаимную связь1, 2 и 3 единицы валентности, образовывать могут связываться с атомами других элементов и остатками молекул. «Исходя от мысли, что каждый химический атом, входящий в состав тела, принимает участие в образовании этого последнего и действует определенным количеством принадлежащей ему химической силы (сродства), я называю химическим строением распределение этой силы, вследствие которого химические атомы, посредственно или непосредственно влияя друг на друга, соединяются в химическую частицу».

А.М. Бутлеров впервые в истории органической химии высказал утверждение о том, что на основании изучения химических свойств вещества можно установить его химическое строение и, наоборот, по структурной формуле строения вещества можно судить о химической природе этого вещества и в большинстве случаев предсказать его свойства.

«Химическая натура сложной частицы определяется натурой элементарных составных частей, количеством их и химическим строением… Возьмем грубый пример: предположим, что у четырехатомного пая углерода все 4 единицы сродства различны; представим его себе в виде тетраэдра, у которого каждая из 4 плоскостей способна связать один пай водорода. Не имея возможности обозначить каждую плоскость по способу оказываемого ею притяжения, мы тем не менее можем утверждать, что это притяжение различно для каждой плоскости, и можем охарактеризовать это различие, хотя и не знаем, которой из плоскостей принадлежит именно тот или иной способ действия». И далее: «Если попытаемся теперь определить химическое строение вещества, если нам удастся выразить его нашими формулами, то формулы эти будут, хотя еще не вполне, но до известной степени настоящими рациональными формулами. Для каждого возможна будет в этом смысле лишь одна рациональная формула, и когда сделаются известными общие законы зависимости химических свойств тел от их химического строения, подобная формула будет выражением всех этих свойств».