Механизмы адаптации человека к окружающей среде. Общие закономерности адаптации организма человека к различным условиям: общие принципы и механизмы адаптации

Термин «адаптация» означает приспособление. Это фундаментальное свойство живого организма, обеспечивающее его непрерывное приспособление к изменяющимся условиям окружающей среды. Наиболее ярко значение адаптации проявляется при повреждении организма. В отличие от здорового, поврежденный организм 1) вынужден приспосабливаться к новым для него условиям существования, т.к. обычные условия среды становятся для него неадекватными и он не может их избежать. 2) в ответ на повреждение включаются такие приспособительные механизмы как воспаление, лихорадка, тромбоз и т.д. Являясь по сути патологическими процессоми, они в отсутствие врачебных мероприятий являются единственным естественным процессом, который может предотвратить гибель организма. У здорового человека условия для включения этих приспособительных процессов отсутствуют. 3) в процессе адаптации к повреждению могут измениться и основные параметры гомеостаза с выработкой других новых констант, иногда не совместимых с жизнью здорового человека, как например, при хронических болезнях. (Пример: острая и хроническая гипоксия). Это приспособление формируется на основе гено- и фенотипической адаптации, а для человека и социальной. При генотипической адаптации требуется возникновение новой генетической информации за счет мутаций или рекомбинаций генов. Она, т.е. генотипическая адаптация, стала основой эволюции, потому что ее достижения закреплены генетически и передаются по наследству. Именно в результате адаптации к изменяющимся условиям среды на основе наследственности, мутаций и естественного отбора возникло современное многообразие животных и растений. Поэтому организм и среда —это единое целое . Для организма, существующего в адекватных условиях среды необходимость адаптации отсутствует, поскольку он к этим условиям уже адаптирован его генетической программой (генотипическая адаптация) или созданием специальных условий, исключающих необходимость адаптации.

Во-вторых, в процессе индивидуальной жизни человек подвергается различным возмущающим неадекватным воздействиям, которые могут нарушить нормальную жизнедеятельность организма и саму генетическую программу индивида. Чтобы ограничить рамки жизнедеятельности адекватных условий от процессов жизнедеятельности в неадекватных необходимо уточнить, что следует понимать под адекватными условиями среды.

Тогда неадекватными являются условия среды не соответствующие в данный момент гено-фенотипическим свойствам организма. Следует подчеркнуть —именно в данный момент его существования, т.к. например, в зависимости от возраста люди по разному переносят действие тепла и холода (новорожденный и старик). Т.е. при оценке адекватности или неадекватности условий необходимо учитывать и такое свойство организма как реактивность. Следует также оговориться, что неадекватность есть понятие относительное и может быть применимо только к конкретному инидивидууму, в определенных случаях к популяции или виду.

Например, у человека отсутствует ген (или снижена его функция) ответственный за синтез продукта, необходимого для обеспечения жизнедеятельности организма. Это может привести к нарушению гомеостаза и развитию наследственной болезни. Но если этот продукт в достаточном количестве поступает из внешней среды заболевания не возникает. Т.е. в первом случае условия среды будут неадекватными для данного индивидуума, а во втором адекватными. (Пример с заменимыми и незаменимыми аминокислотами, при отсутствии фермента, участвующего в синтезе аминокислоты, она становится незаменимой). Этот пример приведен для того, чтобы подчеркнуть, что неадекватные условия могут возникнуть не только при появлении нового фактора в окружающей среде (к новому организм не адаптирован) или в результате чрезмерного усиления уже имеющихся, но и в результате отсутствия фактора, необходимого для осуществления процессов жизнедеятельности. (Другой пример: снижение концентрации О 2). В этих определениях наряду с врожденными свойствами, определяемых генотипом фигурирует и термин приобретенные, т.е. фенотипические свойства организма.

Хорошо известно, что в процессе жизни, под влиянием различного вида тренировок организм может приобрести отсутствующую ранее устойчивость к определенному фактору или факторам внешней среды, т.е. ранее неадекватный фактор становится для данного организма адекватным. Это новое свойство организма является проявлением фенотипической индивидуальной адаптации, которую можно определить как развивающийся в ходе индивидуальной жизни процесс, в результате которого организм приобретает отсутствующую ранее устойчивость к определенному фактору внешней среды. Это повышение устойчивости приобретается в процессе взаимодействия особи с окружающей средой и генотип становится исходным пунктом ее формирования. Сказанное можно подтвердить результатами экспериментальных исследований.

Так показано, что однократное 6‑часовое плавание нетренированных животных вызывает повреждение мышечных клеток сердца, а именно: набухание митохондрий, разрушение их крист, отек саркоплазмы, местами разрушение сарколеммальной мембраны и набухание сегментов СПР. У животных, которых в течение 3— месяцев тренировали плаванием, в последующем такая же по интенсивности 6‑часовая нагрузка плаванием уже не вызывала повреждений в клетках миокарда. Введение животным 3‑ей группы нетоксичных доз актиномицина —антибиотика, который прикрепляясь к гуаниловым нуклеотидам ДНК делает невозможной транскрипцию, т.е. лишает возможности генетический аппарат отреагировать на эти воздействия, исключало и возможность формирования повышенной устойчивости к физической нагрузке.

Таким образом, в отличие от генотипической адаптации фенотипическая адаптация предусматривает не заранее сформированную наследственную адаптивную реакцию, а возможность ее формирования под влиянием среды. Это свойство не передается по наследству. Общим как для генотипической, так и фенотипической адаптации является приобретение организмом нового качества. Это новое качество проявляется прежде всего в том, что организм не может быть поврежден тем фактором, к которому приобретена адаптация, т.е. адаптационные реакции по существу своему являются реакциями, предупреждающими повреждение организма, они составляют основу естественной профилактики заболеваний, поэтому изучение этих процессов весьма актуально для медицины.

Многовековой опыт клинической медицины не может дать представления о действительных возможностях этих реакций, поскольку он основан почти исключительно на изучении болезней человека, т.е. тех случаев, когда защитные силы организма оказались в той или иной мере несостоятельными и «показали»себя с отрицательной стороны. Иначе говоря, мы хорошо знаем, сколько раз мы болели и совсем не представляем, как часто создавалось опасное для жизни стечение обстоятельств, когда мы могли заболеть, но этого не случилось.

При повреждении организма, т.е. при болезни возникает стойкое нарушение гомеостаза, следствием чего является изменение отношений больного с внешней средой. В результате ранее адекватные факторы этой среды становятся неадекватными для поврежденного организма. Например, при поражении сердечной мышцы способность организма к физической нагрузке резко снижается и обычная физическая нагрузка становится чрезмерной неадекватной.

В процессе развития болезни организм вынужден приспосабливаться к новым для него условиям существования путем изменения уровня функционирования отдельных систем и соответствующего напряжения регуляторных механизмов.

Таким образом, жизнедеятельность как больного, так и здорового организма в неадекватных условиях среды требует включения дополнительных приспособительных механизмов, т.е. адаптацию.

Эти механизмы могут быть направлены: 1. На поддержание основных констант организма, определяющих постоянство его внутренней среды (газов. сост. крови, КЩР, электролит. состава и т.д.). 2. На сохранение гомеостаза в результате включения приспособительных механизмов, направленных на устранение или ограничение действия повреждающих факторов. Эти реакции могут носить местный или общий характер. (Избегание контакта, воспаление или лихорадка). 3. На изменение гомеостаза, приводящие к повышеннию устойчивости организма, к повреждению или на сохранение оптимальных форм взаимодействия организма и среды при его повреждении. (Пример: выработка эритроцитов в условиях высокогорья, приобретенный иммунитет после перенесенной болезни, гипертрофия органа в ответ на повреждение).

Таким образом, адаптация —это процесс поддержания функционального состояния гомеостатических систем и организма в целом, обеспечивающий его сохранение и жизнедеятельность в конкретных неадекватных условиях среды.

Этапы адаптации.
Срочная и долговременная адаптация.

В развитии адаптационных реакций, как правило, прослеживается два этапа: этап срочной, но несовершенной адаптации и последующий этап устойчивой и более совершенной долговременной адаптации.

Срочный этап адаптации.

Срочный этап адаптационной реакции возникает непосредственно после начала действия неадекватного фактора (раздражителя) и реализуется лишь на основе готовых, т.е. уже имеющихся физиологических механизмов. Проявлениями срочной адаптации является увеличение теплопродукции в ответ на холод, увеличение теплоотдачи в ответ на тепло, рост легочной вентиляции и минутного объема кровообращения в ответ на гипоксию и т.д.

Важнейшая черта этого этапа адаптации состоит в том, что деятельность организма протекает, как правило, на пределе его функциональных возможностей —при полной мобилизации функционального резерва и далеко не всегда обеспечивает необходимый адаптационный эффект. Следует иметь ввиду, что максимальное напряжение приспособительных реакций определенных физиологических систем само по себе может приводить к серьезным нарушениям в других системах. Например, при шоке и резком падении АД возникает выраженное возбуждение симпатико-адреналовой системы и значительное повышение катехоламинов в крови. Это приводит к резкому сужению периферических сосудов, открытию артерио-венозных анастомозов, расширению сосудов мозга и сердца. Возникает т.н. феномен централизации кровообращения, что обеспечивает преимущественное снабжение кровью мозга и сердца, т.е. имеет срочное приспособительное значение, но включение этой реакции сопровождается резким ограничением кровотока в других органах и в частности, в почках, в результате может вызвать острую почечную недостаточность. Т.о., срочная адаптация либо обеспечивает быстрый выход из контакта с фактором среды, либо, оказавшись несостоятельной, может усугубить повреждение организма в результате расточительной траты энергетических резервов. Пример: продолжительность умирания и успех реанимационных мероприятий очень часто находятся в обратной зависимости, т.е. чем длительнее этот период, чем активнее больной борется со смертью, тем короче период клинической смерти, тем меньше шансов на успех реанимации (можно привести пример с кардиоплегией).

Долговременный этап адаптации.

Долговременный этап адаптации возникает в результате длительного или многократного действия на организм неадекватных факторов среды, т.е. он развивается на основе многократной реализации срочной адаптации и характеризуется тем, что в итоге организм приобретает новое качество —из неадаптированного превращается в адаптированный.

Стадии формирования долговременной адаптации

В процессе формирования долговременной адаптации выделяют три стадии:

Первая стадия —становление компенсации или стадия перехода срочной адаптации в долговременную. В основе формирования этой стадии лежит триада: 1) нарушение функции, обусловленное изменением гомеостаза в поврежденном организме; 2) активация систем, специфически ответственных за ликвидацию возникшего функционального дефекта; 3) выраженная активация адренергической и гипофизирно-адреналовой систем, неспецифически включающихся п ри любом повреждении организма, т.е. синдром стресса.

В результате метаболических изменений в клетках соответствующих органов, при потенцирующем участии стрессорных гормонов (адреналина, норадреналина и др.) возникает увеличение синтеза нуклеиновых кислот и белков, образующих ключевые структуры клетки (например, митохондриальных белков, сократительных и т.д.). Это проявляется гипертрофией или гиперплазией клеток этих органов и в конечном итоге приводит к увеличению мощности систем, ответственных за адаптацию. Более подробно о роли стресса в процессах адаптации и его роли в патологии вы можете прочитать в методпособии «Общая часть»(стр. 27—).

Вторая стадия —стадия сформировавшейся долговременной адаптации. В эту стадию структура органа приходит в соответствие с его функцией, что приводит к устранению нарушений гомеостаза и в результате исчезает ставшая излишней реакция стресса. Эта стадия может длиться годами, поддерживая оптимальную в данных условиях жизнедеятельность организма.

Из практики спортивной и авиационной медицины хорошо известно, что лица с такими диагнозами как начальные формы атеросклероза, компенсированные пороки сердца, язвенная болезнь и т.д. не только активно участвовали в напряженной работе, но и добивались нередко выдающихся успехов. Т.е. эти лица, несмотря на наличие у них заболеваний, находились в состоянии удовлетворительной адаптации к условиям среды.

Был установлен очень важный факт —наличие неперекрестного защитного эффекта долговременной адаптации, т.е. когда адаптация к действию определенного фактора повышает резистентность, т.е. устойчивость организма к повреждающему действию совсем других факторов. Например, адаптация к физическим нагрузкам повышает резистентность к гипоксии, тормозит развитие атеросклероза, гипертонической болезни сердца, диабета, повышает устойчивость к радиационному повреждению.

Этот эффект может проявиться и на фоне уже имеющегося заболевания. Так, в нашей лаборатории установлен выраженный лечебный эффект физических нагрузок на развитие острой фазы адъювантного артрита у крыс.

В основе явления перекрестной адаптации, как показали работы Ф.З. Меерсона лежит активация так называемых стресс-лимитирующих систем и феномен адаптационной стабилизации структур (ФАСС).

Установлено, что в молекулярных механизмах ФАСС важную роль играет экспрессия определенных генов и как следствие —накопление в клетках специальных, т.н. «стресс-белков», которые предотвращают денатурацию белков (поэтому их еще называют —белки теплового шока) и таким образом защищают клеточные структуры от повреждения.

Третья стадия —стадия декомпенсации и снижения адаптационных возможностей организма не является обязательной и характеризуется развитием атрофических и дистрофических изменений в клетках системы, ответственной за адаптацию.

Переходу в эту стадию может способствовать снижение энергетических и пластических ресурсов организма. Наименее благоприятная в этом плане ситуация складывается в поврежденном организме. Так при наличии порока сердце вынуждено постоянно работать в режиме повышенной функциональной нагрузки, что приводит к его гипертрофии. Если порок прогрессирует, то дальнейшее увеличение нагрузки на миокард сопровождается атрофией кардиомиоцитов с развитием кардиосклероза. В итоге снижение функционально-активных структур приводит к развитию порочного круга: чем менее полноценна функциональная система, ответственная за адаптацию, тем больше нагрузка на нее, тем быстрее она изнашивается. Переходу в эту стадию может способствовать и возникновение новой болезни или резкое изменение условий внешней среды, когда организм переключается на борьбу с ней или на адаптацию к новым условиям среды за счет активации других систем ранее не задействованных. В то же время функция этих новых систем может оказаться недостаточной, что будет способствовать затяжному течению болезни. Дело в том, что в процессе адаптации увеличение функциональной активности одной системы приводит к снижению функциональных и структурных резервов в других органах, не участвующих в процессах адаптации.

Так, например, в эксперименте установлено, что при тренировке к физической нагрузке у молодых, растущих животных вместо обычной гипертрофии мышечных клеток сердца происходит их деление —гиперплазия и общее кол-во кардиомиоцитов увеличивается на 30%, т.е. структурный резерв органа возрастает.

Одновременно наблюдаются противоположные изменения в почках, надпочечниках и печени. Так, кол-во нефронов в почках уменьшилось на 25%, а кол-во клеток в надпочечниках и печени на 20—%. Очевидно, что структурный резерв этих органов снижается.

Хорошо известен и то факт, что при тяжелой болезни процесс физического развития ребенка приостанавливается. Следовательно и развитие болезни сопровождается односторонней тратой структурных резервов, направляемых на борьбу с ней и снижается пластическое обеспечение других тканей.

Уменьшение структурного резерва органов снижает адаптационные возможности организма, что приводит к ограничению срока полноценной жизни человека и способствует росту хронических болезней. Отсюда простой практический вывод: чем раньше диагностирована болезнь и устранена, тем ниже цена адаптации, тем более полноценной будет жизнь человека в дальнейшем.

Известно также, что успешная адаптация к определенным факторам внешней среды снижает устойчивость (резистентность) к повреждающему действию других факторов. Например: гипертрофированный миокард менее устойчив к действию гипоксии, у гетерозиготного носителя S‑формы гемоглобина при дефиците О 2 в окружающей среде возникает гемолиз эритроцитов.

С другой стороны включение приспособительных механизмов препятствует появлению клинических симптомов болезни. Человек может жить и считать себя здоровым, несмотря на наличие болезни (иногда очень тяжелой), т.к. до появления ее первых признаков никто, в том числе и сам больной, об этом даже не подозревает (Дж.Пристли: «Быть здоровым и чувствовать себя здоровым —это далеко не одно и тоже). В таких ситуациях включение приспособительных механизмов, резко обедняя и «затушевывая»клиническую картину болезни, встает главным препятствием на пути ранней диагностики болезней —основного принципа, на котором строится система современной клинической медицины.

На вопрос: «Есть ли выход из этого противоречия?»Можно ответить положительно: «Им является профилактика, предупреждающая само зарождение болезни.»

Еще 400— лет назад средняя длительность жизни человека не превышала 30 лет. В начале ХХ столетия средняя продолжительность жизни не достигала 50 лет, тогда как начиная со второй половины нашего века этот показатель в развитых странах превысил 70‑летний рубеж. Очевидно, что столь быстрое увеличение продолжительности жизни не могло быть связано с изменением биологических свойств организма, т.е. с его генотипической адаптацией.

Контролирование эпидемий, прогресс в лечении большинства инфекционных болезней и улучшение питания сыграли решающую роль в этих сдвигах.

В отличие от животного, человек не только приспосабливается в среде, но и преобразует ее, создавая искусственную среду обитания. Люди, как существа социальные, изобрели множество приспособлений для жизни в неадекватных условиях среды и получили возможность жить в условиях ранее не совместимых с жизнью. (В космосе, в глубинах океана, в безвоздушном пространстве и т.д.).

С другой стороны, в процессе адаптации к условиям научно-технического прогресса возникли особые, свойственные только человеку болезни, почти не встречающиеся в естественных условиях у других млекопитающих (инфаркт миокарда, гипертоническая болезнь, язвенная болезнь, бронхиальная астма, лучевая болезнь и большая группа профессиональных болезней).

Социальная адаптация.

Определяющей функцией человека в обществе является его соцально-трудовая деятельность. Для конкретного человека возможность к ней реализуется в процессе обучения и трудовой специализации. Приспособление организма человека к выполнению определенных видов трудовой деятельности и составляет содержание его социальной адаптации.

Возникновение болезни существенно ограничивает возможности к социальной адаптации, поэтому профилактика заболеваний является не только медицинской проблемой, но и общегосударственной. То есть основной целью государственной политики должно являться сохранение и поддержание здоровья.

Здоровье —это не только отсутствие какой-либо патологии. но и возможность организма успешно адаптироваться к изменяющимся условиям среды, в том числе социальным.

Существование человека вне общества является для него экстремальным условием. Только социально-адаптированный человек может выжить вне общества (например, Робинзон). Ребенок, если он жил вне общества людей, например, в стае волков, утрачивает способность к социальной адаптации. Рассказ Киплинга о Маугли —это только красивая легенда. В 1947 году в Индии, в стае волков, были обнаружены две девочки —Амала (2года) и Камала (7лет). После возвращения к людям они так и на смогли осуществлять даже такие элиментарные навыки, как прямохождение и использование рук для приема пищи.

Доказано, что потолок творческих и интеллектуальных возможностей человека задается в возрасте 15— лет, а на 70—% он закладывается в первые два года. Дальше подростка можно поместить в самый лучший пансион, приставить лучших учителей и все равно его творческий потенциал останется прежним.

Интерес к изучению механизмов адаптации постоянно возрастает. Это связано: 1. С развитием научно-технического прогресса, освоением человеком новых видов трудовой деятельности, к которым он оказался неподготовленным программой своего биологического развития (примеры: работа в условиях невесомости, радиации, гравитационных перегрузок и т.д.). 2. С расширением ареала жизнедеятельности (пример: освоение аридных зон). 3. С ухудшением экологической обстановки окружающей среды. 4. С успехами медицины, которые привели к выживанию среди людей таких индивидуумов, которые никогда бы не выжили вне искусственной среды, созданной цивилизацией и научно-техническим прогрессом.

В заключение хотелось бы подчеркнуть, что повреждение и приспособление —это два начала, которые и определяют особенности жизнедеятельности больного, т.е. поврежденного организма, приводящие к изменению биологической и снижению социальной адаптации.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Подобные документы

Основные направления и методы исследования враждебности. Агрессивность и враждебность как симптомы развивающихся патопсихологических изменений личности. Герои Достоевского в зеркале гуманистической психологии. Потребность человека в самоактуализации.

контрольная работа , добавлен 29.03.2010


Эмоциональные состояния человека. Социальные нормы поведения. Эмоции и развитие личности. Теории, функции, классификация и виды эмоций. Ситуативная и личностная тревожность человека. Опросник Спилбергера и исследование тревожности по методике Ханина.

курсовая работа , добавлен 24.06.2009


Развитие эмоций в онтогенезе. Тревожность как проявление эмоциональной сферы и свойство темперамента. Характеристика эмоциональной сферы детей, тест "Дом. Дерево. Человек". Поведение учащихся с выраженными свойствами тревожности, ригидности, экстраверсии.

дипломная работа , добавлен 21.09.2011


Социально-психологические теории агрессивного поведения. Умственное и поведенческое развитие, трудовая и учебная деятельность младшего школьника. Оценка влияния стиля семейного воспитания на эмоциональное развитие ребенка (агрессивность, тревожность).

дипломная работа , добавлен 25.08.2011


Влияние эмоций и желаний на состояние здоровье человека, возможности управления ими. Основные разрушительные страсти человека. Причины проявления суицида среди подростков. Влияние здорового образа жизни на психологическое и физическое развитие человека.

презентация , добавлен 18.03.2011


Понятие "адаптации" и "личностного ресурса" в психолого-педагогических исследованиях. Структура и стадии адаптации. Социальная адаптация личности. Психологические механизмы социальной адаптации человека. Адаптация как процесс, проявление и результат.

реферат , добавлен 01.08.2011


Общая характеристика подросткового возраста. Самооценка: подходы и ее значение в жизни человека. Самооценка в подростковом возрасте. Тревожность как нарушение эмоциональной сферы подростка. Исследование особенностей самооценки и тревожности подростков.

курсовая работа , добавлен 10.11.2011

Фазовый характер адаптации
Процесс адаптации носит фазовый характер. Первая фаза - начальная, характеризуется тем, что при первичном воздействии внешнего, необычного по силе или длительности фактора возникают генерализованные физиологические реакции, в несколько раз превышающие потребности организма. Эти реакции протекают некоординированно, с большим напряжением органов и систем. Поэтому их функциональный резерв скоро истощается, а приспособительный эффект низкий, что свидетельствует о «несовершенстве» данной формы адаптации. Полагают, что адаптационные реакции на начальном этапе протекают на основе готовых физиологических механизмов. При этом программы поддержания гомеостаза могут быть врожденными или приобретенными (в процессе предшествующего индивидуального опыта) и могут существовать на уровне клеток, тканей, фиксированных связей в подкорковых образованиях и, наконец, в коре больших полушарий благодаря ее способности образовывать временные связи.
Примером проявления первой фазы адаптации может служить рост легочной вентиляции и минутного объема крови при гипоксическом воздействии и т. п. Интенсификация деятельности висцеральных систем в этот период происходит под влиянием нейрогенных и гуморальных факторов. Любой агент вызывает активизацию в нервной системе гипоталамических центров. В гипоталамусе информация переключается на эфферентные пути, стимулирующие симпатоадреналовую и гипофизарно-надпочечниковую системы. В результате происходит усиленное выделение гормонов: адреналина, норадреналина и глюкокортикоидов. Вместе с тем возникающие на начальном этапе адаптации нарушения в дифференцировке процессов возбуждения и торможения в гипоталамусе приводят к дезинтеграции регуляторных механизмов. Это сопровождается сбоями в функционировании дыхательной, сердечно-сосудистой и других вегетативных систем.
На клеточном уровне в первой фазе адаптации происходит усиление процессов катаболизма. Благодаря этому поток энергетических субстратов, кислорода и строительного материала поступает в рабочие органы.
Вторая фаза - переходная к устойчивой адаптации. Она проявляется в условиях сильного или длительного влияния возмущающего фактора, либо комплексного воздействия. При этом возникает ситуация, когда имеющиеся физиологические механизмы не могут обеспечить должного приспособления к среде. Необходимо создание новой системы, создающей на основе элементов старых программ новые связи. Так, при действии недостатка кислорода создается функциональная система на основе кислородтранспортных систем.
Основным местом образования новых адаптационных программ у человека является кора больших полушарий при участии таламических и гипоталамических структур. Таламус предоставляет при этом базовую информацию. Кора больших полушарий благодаря способности к интеграции информации, образованию временных связей в форме условных рефлексов и наличию сложного социально обусловленного поведенческого компонента формирует эту программу. Гипоталамус отвечает за реализацию вегетативного компонента программы, заданной корой. Он осуществляет ее запуск и коррекцию. Следует отметить, что вновь образованная функциональная система непрочна. Она может быть «стерта» торможением, вызванным образованием других доминант, либо угашена при неподкреплении.
Адаптивные изменения во второй фазе затрагивают все уровни организма.
. На клеточно-молекулярном уровне в основном происходят ферментативные сдвиги, которые обеспечивают возможность функционирования клетки при более широком диапазоне колебаний биологических констант.
. Динамика биохимических реакций может служить причиной изменения морфологических структур клетки, определяющих характер ее работы, например клеточных мембран.
. На уровне ткани проявляются дополнительные структурно-морфологические и физиологические механизмы. Структурно-морфологические изменения обеспечивают протекание необходимых физиологических реакций. Так, в условиях высокогорья в эритроцитах человека отмечено увеличение содержания фетального гемоглобина.
. На уровне органа или физиологической системы новые механизмы могут действовать по принципу замещения. Если какая-либо функция не обеспечивает поддержание гомеостаза, она замещается более адекватной. Так, увеличение легочной вентиляции при нагрузках может происходить как за счет частоты, так и за счет глубины дыхания. Второй вариант при адаптации является для организма более выгодным. Среди физиологических механизмов можно привести изменение показателей активности центральной нервной системы.
. На организменном уровне либо действует принцип замещения, либо осуществляется подключение дополнительных функций, что расширяет функциональные возможности организма. Последнее происходит благодаря нейрогуморальным влияниям на трофику органов и тканей.
Третья фаза - фаза устойчивой или долговременной адаптации. Основным условием наступления этого этапа адаптации является многократное либо длительное действие на организм факторов, мобилизующих вновь созданную функциональную систему. Организм переходит на новый уровень функционирования. Он начинает работать в более экономном режиме за счет уменьшения затрат энергии на неадекватные реакции. На данном этапе преобладают биохимические процессы на тканевом уровне. Накапливающиеся в клетках под влиянием новых факторов среды продукты распада становятся стимуляторами реакций анаболизма. В результате перестройки клеточного обмена процессы анаболизма начинают преобладать над катаболическими. Происходит активный синтез АТФ из продуктов ее распада.
Метаболиты ускоряют процесс транскрипции РНК на структурных генах ДНК. Увеличение количества информационной РНК вызывает активацию трансляции, приводящую к интенсификации синтеза белковых молекул. Таким образом, усиленное функционирование органов и систем оказывает влияние на генетический аппарат ядер клетки. Это приводит к формированию структурных изменений, которые увеличивают мощность систем, ответственных за адаптацию. Именно этот «структурный след» является основой долговременной адаптации.

Признаки достижения адаптации
По своей физиологической и биохимической сути адаптация - это качественно новое состояние, характеризующееся повышенной устойчивостью организма к экстремальным воздействиям. Главная черта адаптированной системы - экономичность функционирования, т. е. рациональное использование энергии. На уровне целостного организма проявлением адаптационной перестройки является совершенствование функционирования нервных и гуморальных регуляторных механизмов. В нервной системе повышается сила и лабильность процессов возбуждения и торможения, улучшается координация нервных процессов, совершенствуются межорганные взаимодействия. Устанавливается более четкая взаимосвязь в деятельности эндокринных желез. Усиленно действуют «гормоны адаптации» - глюкокортикоиды и катехоламины.
Важным показателем адаптационной перестройки организма является повышение его защитных свойств и способность осуществлять быструю и эффективную мобилизацию иммунных систем. Следует отметить, что при одних и тех же адаптационных факторах и одних и тех же результатах адаптации организм использует индивидуальные стратегии адаптации.

Оценка эффективности адаптационных процессов
С целью определения эффективности адаптационных процессов разработаны определенные критерии и методы диагностики функциональных состояний организма. Р.М. Баевским (1981) предложено учитывать пять основных критериев: 1. Уровень функционирования физиологических систем. 2. Степень напряжения регуляторных механизмов. 3. Функциональный резерв. 4. Степень компенсации. 5. Уравновешенность элементов функциональной системы.
Методы диагностики функциональных состояний направлены на оценку каждого из перечисленных критериев. 1. Уровень функционирования отдельных физиологических систем определяется традиционными физиологическими методами. 2. Степень напряжения регуляторных механизмов исследуется: косвенно методами математического анализа ритма сердца, путем изучения минерало-секреторной функции слюнных желез и суточной периодики физиологических функций. 3. Для оценки функционального резерва наряду с известными функционально-нагрузочными пробами изучают «цену адаптации», которая тем ниже, чем выше функциональный резерв. 4. Степень компенсации можно определить по соотношению специфических и неспецифических компонентов стрессорной реакции. 5. Для оценки уравновешенности элементов функциональной системы важное значение имеют такие математические методы, как корреляционный и регрессионный анализ, моделирование методами пространства состояний, системный подход. В настоящее время разрабатываются измерительно-вычислительные комплексы, позволяющие осуществлять динамический контроль за функциональным состоянием организма и прогнозирование его адаптационных возможностей.

Нарушение механизмов адаптации
Нарушение процесса адаптации носит поэтапный характер:
. Начальный этап - это состояние функционального напряжения механизмов адаптации. Наиболее характерным его признаком является высокий уровень функционирования, который обеспечивается за счет интенсивного или длительного напряжения регуляторных систем. Из-за этого существует постоянная опасность развития явлений недостаточности.
. Более поздний этап пограничной зоны - состояние неудовлетворительной адаптации. Для него характерно уменьшение уровня функционирования биосистемы, рассогласование отдельных ее элементов, развитие утомления и переутомления. Состояние неудовлетворительной адаптации является активным приспособительным процессом. Организм пытается приспособиться к чрезмерным для него условиям существования путем изменения функциональной активности отдельных систем и соответствующим напряжением регуляторных механизмов (увеличение «платы» за адаптацию). Однако вследствие развития недостаточности нарушения распространяются на энергетические и метаболические процессы, и оптимальный режим функционирования не может быть обеспечен.
. Состояние срыва адаптации (полома адаптационных механизмов) может проявляться в двух формах: предболезни и болезни.
. Предболезнь характеризуется проявлением начальных признаков заболеваний. Это состояние содержит информацию о локализации вероятных патологических изменений. Данная стадия обратима, поскольку наблюдаемые отклонения носят функциональный характер и не сопровождаются существенной анатомо-морфологической перестройкой.
. Ведущим признаком болезни является ограничение приспособительных возможностей организма.
Недостаточность общих адаптационных механизмов при болезни дополняется развитием патологических синдромов. Последние связаны с анатомо-морфологическими изменениями, что свидетельствует о возникновении очагов локального изнашивания структур. Несмотря на конкретную анатомо-морфологическую локализацию, болезнь остается реакцией целостного организма. Она сопровождается включением компенсаторных реакций, представляющих физиологическую меру защиты организма против болезни.

Методы увеличения эффективности адаптации
Они могут быть неспецифическими и специфическими. Неспецифические методы увеличения эффективности адаптации: активный отдых, закаливание, оптимальные (средние) физические нагрузки, адаптогены и терапевтические дозировки разнообразных курортных факторов, которые способны повысить неспецифическую резистентность, нормализовать деятельность основных систем организма и тем самым увеличить продолжительность жизни.
Рассмотрим механизм действия неспецифических методов на примере адаптогенов. Адаптогены - это средства, осуществляющие фармакологическую регуляцию адаптивных процессов организма, в результате чего активизируются функции органов и систем, стимулируются защитные силы организма, повышается сопротивляемость к неблагоприятным внешним факторам.
Увеличение эффективности адаптации может достигаться различными путями: с помощью стимуляторов-допингов либо тонизирующих средств.
. Стимуляторы, возбуждающе влияя на определенные структуры центральной нервной системы, активизируют метаболические процессы в органах и тканях. При этом усиливаются процессы катаболизма. Действие данных веществ проявляется быстро, но оно непродолжительно, поскольку сопровождается истощением.
. Применение тонизирующих средств приводит к преобладанию анаболических процессов, сущность которых заключается в синтезе структурных веществ и богатых энергией соединений. Эти вещества предупреждают нарушения энергетических и пластических процессов в тканях, в результате происходит мобилизация защитных сил организма и повышается его резистентность к экстремальным факторам. Механизм действия адаптогенов: они, во-первых, могут действовать на внеклеточные регуляторные системы - ЦНС и эндокринную систему, а также непосредственно взаимодействовать с клеточными рецепторами разного типа, модулировать их чувствительность к действию нейромедиаторов и гормонов). Наряду с этим адаптогены способны непосредственно воздействовать на биомембраны влияя на их структуру, взаимодействие основных мембранных компонентов - белков и липидов, повышая стабильность мембран, изменяя их избирательную проницаемость и активность связанных с ними ферментов. Адаптогены могут, проникая в клетку, непосредственно активизировать различные внутриклеточные системы. По своему происхождению адаптогены могут быть разделены на две группы: природные и синтетические.
Источниками природных адаптогенов являются наземные и водные растения, животные и микроорганизмы. К наиболее важным адаптогенам растительного происхождения относятся женьшень, элеутерококк, лимонник китайский, аралия маньчжурская, заманиха и др. Особой разновидностью адаптогенов являются биостимуляторы. Это экстракт из листьев алоэ, сок из стеблей каланхоэ, пелоидин, отгоны лиманной и иловой лечебных грязей, торфот (отгон торфа), гумизоль (раствор фракций гуминовых кислот) и т. п. К препаратам животного происхождения относятся: пантокрин, получаемый из пантов марала; рантарин- из пантов северного оленя, апилак - из пчелиного маточного молочка. Многие эффективные синтетические адаптогены получены из природных продуктов (нефти, угля и т. п.). Высокой адаптогенной активностью обладают витамины. Специфические методы увеличения эффективности адаптации. Эти методы основаны на повышении резистентности организма к какому-либо определенному фактору среды: холоду, высокой температуре, гипоксии и т. п.
Рассмотрим некоторые специфические методы на примере адаптации к гипоксии.
. Использование адаптации в условиях высокогорья для повышения адаптационных резервов организма. Пребывание в горах увеличивает «высотный потолок», т. е. устойчивость (резистентность) к острой гипоксии. Отмечены различные типы индивидуальной адаптации к гипоксии, в том числе и диаметрально противоположные, направленные в конечном счете как на экономизацию, так и на гиперфункцию сердечно-сосудистой и дыхательной систем.
. Применение различных режимов барокамерной гипоксической тренировки является одним из наиболее доступных методов повышения высотной устойчивости. При этом доказано, что адаптационные эффекты после тренировки в горах и в барокамере при одинаковой величине гипоксического стимула и равной экспозиции весьма близки. В. Б. Малкиным и др. (1977, 1979, 1981, 1983) предложен метод ускоренной адаптации к гипоксии, позволяющий за минимальный срок повысить высотную резистентность. Этот метод получил название экспресс-тренировки. Он включает многократные ступенчатые барокамерные подъемы с «площадками» на различных высотах и спуск до «земли». Такие циклы повторяют несколько раз.
. Принципиально новым режимом гипоксической тренировки следует признать барокамерную адаптацию в условиях сна. Факт формирования тренировочного эффекта во время сна имеет важное теоретическое значение. Он заставляет по-новому взглянуть на проблему адаптации, механизмы формирования которой традиционно и не всегда правомерно связываются лишь с активным бодрствующим состоянием организма.
. Использование фармакологических средств предупреждения горной болезни с учетом того, что в ее патогенезе ведущая роль принадлежит нарушениям кислотно-щелочного равновесия в крови и тканях и связанным с ними изменением мембранной проницаемости. Прием лекарственных препаратов, нормализующих кислотно-щелочное равновесие, должен устранять и расстройства сна в гипоксических условиях, тем самым способствуя формированию адаптационного эффекта. Таким препаратом является диакарб из класса ингибиторов карбоангидразы.
. Принцип интервальной гипоксической тренировки при дыхании газовой смесью, содержащей от 10 до 15 % кислорода, используется для увеличения адаптационного потенциала человека и для повышения физических возможностей, а также для лечения различных заболеваний, таких как лучевая болезнь, ишемическая болезнь сердца, стенокардия и т. д.

Адаптация организма к постоянно изменяющимся условиям cреды (внешним и внутренним) - безостановочно происходящий процесс приспособления организма к данным изменениям, призванный сохранять в нем гомеостатическое равновесие. Физиологический смысл адаптации организма к внешним и внутренним воздействиям заключается именно в поддержании гомеостаза и, соответственно, жизнеспособности организма практически в любых условиях, на которые он в состоянии адекватно реагировать.

Срочная адаптация возникает непосредственно после начала действия раздражителя на организм и может быть реализован лишь на основе ранее сформировавшихся физиологических механизмов. Примерами проявления срочной адаптации являются: пассивное увеличение теплопродукции в ответ на холод, увеличение теплоотдачи в ответ на тепло, рост легочной вентиляции и минутного объема кровообращения в ответ на недостаток кислорода. На этом этапе адаптации функционирование органов и систем протекает на пределе физиологических возможностей организма, при почти полной мобилизации всех резервов, но не обеспечивая наиболее оптимальный адаптивный эффект. Так, бег нетренированного человека происходит при близких к максимуму величинах минутного объема сердца и легочной вентиляции, при максимальной мобилизации резерва глюкогена в печени. Биохимические процессы организма, их скорость, как бы лимитируют эту двигательную реакцию, она не может быть ни достаточно быстрой, ни достаточно длительной.

Долговременная адаптация к длительно воздействующему стрессору возникает постепенно, в результате длительного, постоянного или многократно повторяющегося действия на организм факторов среды. Основными условиями долговременной адаптации являются последовательность и непрерывность воздействия экстремального фактора. По существу, она развивается на основе многократной реализации срочной адаптации и характеризуется тем, что в результате постоянного количественного накопления изменений организм приобретает новое качество - из неадаптированного превращается в адаптированный. Такова адаптация к недостижимой ранее интенсивной физической работе (тренировка), развитие устойчивости к значительной высотной гипоксии, которая ранее была несовместима с жизнью, развитие устойчивости к холоду, теплу, большим дозам ядов. Таков же механизм и качественно более сложной адаптации к окружающей действительности.

Специфические адаптивные механизмы, свойственные человеку, дают ему возможность переносить определенный размах отклонений факторов от оптимальных значений без нарушения нормальных функций организма. Зоны количественного выражения физической нагрузки, отклоняющегося от оптимума, но не нарушающего жизнедеятельности, определяются как зоны нормы. Их две: отклонение в сторону недостатка дозирования физической нагрузки и в сторону избытка. Дальнейший сдвиг может снизить эффективность адаптивных механизмов и даже нарушить жизнедеятельность организма. При крайнем недостатке нагрузки или ее избытке выделяют зоны пессимума. Адаптация к любому фактору связана с затратами энергии. В зоне оптимума активные механизмы не нужны, и энергия расходуется на фундаментальные жизненные процессы, организм находится в равновесии со средой. При увеличении нагрузки и выходе ее за пределы оптимума включается адекватные механизмы.

Общие механизмы адаптации Механизмы обеспечивающие адаптивный характер общего уровня стабилизации отдельных функциональных систем (т. е. увеличивается потребление организмом кислорода, повышается интенсивность обменных процессов. Это происходит на органном уровне: увеличивается скорость кровотока, повышается артериальное давление, увеличивается дыхательный объем легких, учащается дыхание, дыхание становится более глубоким) и организма в целом. Общие адаптационные реакции организма являются неспецифическими, то есть организм аналогично реагирует в ответ на действия различных по качеству и силе раздражителей (физические упражнения).

ГОМЕОСТАЗ.

Проблема адаптации (теоретический аспект). Физиологические механизмы адаптации. Гомеостаз. Физическая тренировка. Специфическая адаптация к физическим нагрузкам. Общие понятия об адаптации и дезадаптации. Адаптивные типы человека.

Биоритмология и здоровье человека. Человек, как «элемент» биосферы. Биоритмы и индивидуальный прогноз работоспособности.

7.1. Механизмы адаптации.

7.2. Срочный и долговременный этапы адаптации.

7.3. Гомеостаз.

7.4. Роль стрессовой реакции в механизме развития адаптации.

7.5. Общие неспецифические адаптационные реакции по Гаркави с соавторами.

7.6. Резервы организма при развитии различных адаптационных реакций.

7.7. Физическая тренировка.

7.7.1. Адаптация к физическим нагрузкам.

7.8. Адаптивные типы.

7.9. Биологические ритмы и работоспособность.

Контрольные вопросы.

Механизмы адаптации.

Адаптация (от лат. Adapto – приспособляю) – процесс приспособления физиологических функций организма к изменению условий окружающей среды, направленный на поддержание гомеостаза.

Адаптация – сложный физиологический процесс приспособления организма к новым условиям внешней среды или к изменениям, происходящим в самом организме человека. То есть это новый уровень работы всех органов и систем организма, который обеспечивает возможность сохранения здоровья и оптимальной жизнедеятельности человека в новых условия существования.

Адаптацию можно рассматривать в трех аспектах:

Адаптация как процесс есть приспособление организма к факторам внешней среды;

Адаптация как характеристика относительного равновесия между организмом и средой;

Адаптация как результат приспособительного процесса.

Способность к адаптации – одно из свойств и условий развития здорового человека. Как универсальное фундаментальное свойство живых организмов адаптация является тем «китом», который вместе с саморегуляцией поддерживает постоянство внутренней среды, увеличивает мощность гомеостатических систем, осуществляет связь с внешней средой. Именно адаптивность и саморегуляция позволяют удерживать существенные параметры организма в физиологических пределах, обеспечивают стабильность систем.

Различают генотипическую и фенотипическую адаптацию.

Генотип – это наследственная основа организма, совокупность генов, локализованных в хромосомах. В более широком смысле под генотипом понимается совокупность всех наследственных факторов организма.

Фенотип - это система признаков и свойств организма, которая является результатом реализации генотипа в конкретных условиях внешней среды.

Генотипическая адаптация является основой эволюции, её достижения закреплены в геноме и передается по наследству. Именно в результате генотипической адаптации сформировались современные виды животных и растений на основе наследственной изменчивости, мутации и естественного отбора. Для его проявления необходимо, чтобы действующий фактор работал на протяжении длительного промежутка времени и понадобиться смена не менее 10 поколений для полного закрепления нового приспособительного признака в геноме человека.

Примером генотипической адаптации могут служить различия между расами и народами. Наиболее выраженными различиями являются различия в пигментации кожи: светлая кожа является результатом адаптации человека к нужному уровню ультрафиолетового облучения.

Светлая кожа лучше пропускает ультрафиолетовые лучи, в глубоких слоях кожи активнее происходит образования витамина Д, что позволило древнему человеку приспособиться к условиям Севера, где мало ультрафиолета и способствовало расселению человека на новых обширных территориях.

Фенотипическая адаптация формируется на протяжении индивидуальной жизни человека, и результаты не передаются по наследству. Приобретенные в течение жизни фенотипические изменения наслаиваются на наследственные признаки организма и в совокупности с ними формируют его индивидуальные особенности.

До начала действия фактора, к которому происходит адаптация, в организме нет готового, вполне сформированного механизма, обеспечивающего совершенное и законченное приспособление, а имеются только генетически предопределенная возможность для формирования такого механизма. Если фактор не подействовал, механизм остается несформированным. Это обеспечивает реализацию только тех адаптационных реакций, которые жизненно необходимы в данный момент. Тем самым достигается экономное расходование энергетических и структурных ресурсов организма. В этой связи организму выгодно, что результаты фенотипической адаптации не передаются по наследству, так как следующее поколение может столкнутся с совершенно иными условиями окружающей среды и ему не пригодятся специфические адаптативные реакции предыдущего поколения, но понадобятся собственные приспособительные усилия.