Механизмы адаптации организма

метки: Организм, Адаптационный, Система, Механизм, Адаптация, Нагрузка, Деятельность, Орган

Введение

Жизнь на всех ступенях ее развития — «постоянное приспособление… к условиям существования» (И.М. Сеченов, 1863), то есть жизнь — непрекращающийся процесс адаптации к постоянно меняющимся условиям среды.

«…Каждый организм представляет собой динамическое сочетание устойчивости и изменчивости, в котором изменчивость служит его приспособительным реакциям и, следовательно, защите его наследственно закрепленных констант» [1].

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.

Адаптационные изменения могут носить и негативный или относительно негативный характер, в том числе и в случаях, когда речь идет о спорте. Так, увеличение процента содержания медленных волокон в мышцах спринтера вследствие избыточного применения в тренировках нагрузок аэробной направленности [24] может расцениваться как негативный эффект адаптационных изменений в ответ на данные нагрузки. О перераспределении клеточного фонда организма (за счет гепатоцитов) в результате адаптационных изменений в ответ на многолетние тренировочные нагрузки упоминает А.Н. Воробьев [8].

В 60-е годы отдельными авторами было замечено, что «не все раздражители вызывают однотипную стандартную гормональную реакцию» и «стремление все неспецифические изменения, возникающие в организме, трактовать как проявление стресс-реакции делает это понятие расплывчатым и крайне неопределенным» [12].

Более поздними работами доказано, что стресс как одна из адаптационных реакций организма на чрезмерные воздействия (в ее классическом понимании) не играет какой-то значительной роли в механизмах развития адаптации организма спортсмена к тренировочным нагрузкам а частота его возникновения даже в соревновательном периоде (на пике эмоциональных и в достаточной степени напряженных физических нагрузок) не превышает. Вместе с тем незнание или непонимание истинных физиологических механизмов адаптации ведет в конечном итоге к непониманию сути собственно адаптационных изменений в ответ на различные по качеству и силе воздействия нагрузки и как следствие в спорте — к использованию алогичных методов тренировки.

адаптация мышечный физиологический

1. Понятие об адаптации

Термин «адаптация» принято понимать, как процесс или свершившийся факт приспособления к чему-либо.

Сресс как фактор адаптации организма к окружающей среде

... По словам Г. Селье, стресс есть неспецифический (т. е. один и тот же на различные воздействия) ответ организма на любое предъявленное ... лишь интенсивность потреб­ности в перестройке или в адаптации. В качестве примера уче­ный приводит волнующую ситуацию: ... органам. Необходимо нейтрализовать гормоны стресса, и лучший помощник здесь — физкультура, интенсивная мышеч­ная нагрузка. В-третьих, из-за ...

Адаптация ( от лат.adaptatio — приспособление) — это приспособление строения и функций живых организмов к условиям существования.

Уровни или под виды адаптации, а также факторы, рассмотрим:

1) Генотипическая адаптация- на основание наследственности, мутационного процесса и естественного отбора, под давлением внешней среды формировались современные биологические виды в том числе человек.

2) Фенотипическая адаптация—приспособительные перестройки в организме на основе существующих физиологических и биохимических систем.

3) Физиологическая адаптация— приспособление организма к условиям существования.

Норма реакции пределы фенотипической адаптации. Определяются генотипом.

Виды адаптации:

• производственная (профессиональная, психофизиологическая, социально-психологическая, организационно административная, экономическая, санитарно-гигиеническая)
• внепроизводственная адаптация (адаптация к бытовым условиям, к внепроизводственному общению с коллегами, в период отдыха)

Факторы, влияющие на адаптацию:

• характер и содержание труда в данной профессии;
• уровень организации и условия труда;
• нормы взаимоотношений в коллективе;
• система организации;
• профессиональная структура коллектива;
• размеры заработной платы;
• дисциплина;
• степень готовности трудового места;
• правила трудового распорядка;
• способы распределения мест в детский сад, школу и.т.д.

возможность получения жилья;

• формы общения в нерабочее время;
• наличие баз отдыха, поликлиник, библиотек, спортивных организаций;

Адаптация изменения бывает четырех видов:

• срочная (используются все резервы, имеющие в настоящее время;)
• долговременная (структурные изменения в организме: например, постоянные нагрузки спортсменов, постоянные упражнения на расслабление мышц ребенка ДЦП. Это многократное повторение срочных адаптационных процессов.
• специфическая (совокупность изменений, обеспечивающих поддержание постоянства внутренней среды организма в условиях внешней среды и влияния факторов напряженной жизнедеятельности;)
• общая (неспецифическая) Это совокупность изменений, приводящих к мобилизации энергетических и пластических ресурсов организма для обеспечения специфических адаптационных реакций человека, а также активации общих защитных сил.

Следует: первой на любой сторонний раздражитель реагирует ЦНС (центральная нервная система), которая подает организму стандартный сигнал тревоги. Первая реакция организма тоже будет стандартной — выброс адреналина. Под действием адреналина, увеличивается частота сердечных сокращений, частота дыхания, а это в свою очередь приводит к увеличению минутного объема крови и минутного объема дыхания. Организм в срочном порядке готовится к тому, что ему придется работать в условиях, отличающихся от обычных. Далее по потоку импульсов ЦНС определяет источник раздражения, и организм переходит из стадии тревоги в следующую стадию — стадию устойчивого состояния.

В этой стадии нормализуется выброс адреналина и начинаются специфические реакции на раздражитель. Как только организм перестает справляться с возрастающим энергетическим запросом, наступает фаза истощения. Тогда организм запускает режим самосохранения, который приводит к снижению интенсивности или полному отказу от работы. Если по каким-то причинам этого не происходит, то может наступить даже смерть. Описанный выше механизм адаптации происходит при каждом однократном воздействии физической нагрузки на организм и называется срочной адаптацией. Изменения в организме, вызванные срочной адаптацией на однократную физическую нагрузку, могут сохраняться, в зависимости от интенсивности и продолжительности нагрузки, от 6 до 48 часов, а в некоторых случаях и более. На этом основан механизм долгосрочной адаптации, который лежит в основе методики тренировки.

Адаптации человеческого организма к физическим нагрузкам

... изменений долговременного характера характерно как проявление генетически обусловленных, так и не запрограммированных природой механизмов. В общих чертах, механизм реакции человеческого организма на выполнение физических нагрузок ... эффекта. Адаптация к физическим нагрузкам систем регуляции движений - особенности функций гипофиза Адаптация ( ... основных параметров ее обеспечения, в так называемом ...

Основу специфической адаптации составляют процессы восстановления растраченных во время мышечной работы энергетических ресурсов, разрушенных структур клеток, смещённого водно-электролитического баланса и др. Наглядно проследить закономерности протекания восстановительных процессов можно на примере восстановления энергетических ресурсов организма, поскольку при физических нагрузках наиболее выраженные изменения обнаруживаются именно в сфере энергетического обмена.

2. Физиологические изменения в организме под влиянием физических нагрузок

Это зависит от интенсивности и длительности физических нагрузок. Чем более интенсивна и длительна нагрузка, чем, соответственно, большие изменения она вызывает в организме. Длительность нагрузки измеряется в единицах времени (минутах, например).

Интенсивность нагрузки измеряется в единицах, оценивающих работу — ваттах, джоулях, калориях и других, сугубо физиологических единицах.

Понять, что такое интенсивность работы, удобно на примере: в течение одной минуты можно идти спокойным шагом или бежать. Во втором случае интенсивность нагрузки будет выше, а длительность в обоих случаях одинакова. Интенсивность нагрузки зависит и от того, какое количество мышечной массы включается в работу. Чем больше это количество, тем интенсивнее работа. Если нагрузка предельно интенсивна или длительна, то все структуры организма начинают работать на обеспечение такого высокого уровня жизнедеятельности. В этих условиях не остается ни одной системы, ни одного органа (!), которые были бы индифферентны по отношению к физической нагрузке. Одни системы увеличивают свою деятельность, обеспечивая мышечное сокращение, а другие — затормаживают, освобождая резервы организма. Даже малоинтенсивная мышечная работа никогда не является работой только одних мышц, это деятельность всего организма. Физиологические системы, увеличивающие свою деятельность во время мышечной работы и помогающие ее осуществлению, называют системами обеспечения мышечной деятельности.

Физиологические изменения в сердечно-сосудистой системе

К сердечно-сосудистой системе относятся сердце, кровеносные сосуды и лимфатическая система. Основной функцией сердечно-сосудистой системы является обеспечение тока физиологических жидкостей — крови и лимфы. Движение крови и лимфы — обязательное условие для жизни высших организмов. Движение крови обеспечивается работой сердца (сокращением сердечной мышцы).

Движение лимфы обеспечивается иными механизмами, о которых речь пойдет ниже. Часто сердечно сосудистую систему называют системой кровообращения. К основной функции вытекают другие функции сердечно-сосудистой системы:

• Обеспечение клеток питательными веществами и кислородом
• Удаление из клеток продуктов жизнедеятельности
• Обеспечение переноса гормонов и, соответственно, участие в гормональной регуляции функций организма
• Участие в процессах терморегуляции (за счет расширения или сужения кровеносных сосудов кожи) и обеспечение равномерного распределения температуры тела
• Обеспечение перераспределения крови между работающими и неработающими органами
• Выработка и передача в кровоток клеток иммунитета и иммунных тел (эту функцию выполняет лимфатическая система — часть сердечно-сосудистой системы)
• Другие функции, описание которых достаточно сложно, поэтому не приводится.

Физиологические изменения в нервной системе

Нервную систему принято подразделять на центральную и периферическую.

К центральной нервной системе относятся головной и спинной мозг.

К периферической нервной системе относятся отходящие от головного и спинного мозга нервы.

В головном и спинном мозге расположено большое количество нервных клеток, тогда как периферические нервы — это отростки этих нервных клеток. Таким образом, очень упрощенно можно сказать, что центральная нервная система — это тела клеток, а периферическая — их отростки. Существует еще одна классификация нервной системы, независимая от первой. По этой классификации нервную систему подразделяют на соматическую и вегетативную. К соматической нервной системе (от латинского слова «сома» — тело) относится часть нервной системы (и тела клеток, и их отростки), которая управляет деятельностью скелетных мышц (тела) и органов чувств. Эта часть нервной системы в большой степени контролируется нашим сознанием. То есть мы способны по своему желанию согнуть или разогнуть руку, ногу и так далее. Однако мы неспособны сознательно прекратить восприятие, например, звуковых сигналов.

Вегетативная нервная система (в переводе с латинского «вегетативный» — растительный) — это часть нервной системы (и тела клеток, и их отростки), которая управляет процессами обмена веществ, роста и размножения клеток, то есть функциями — общими и для животных, и для растительных организмов. В ведении вегетативной нервной системы находится, например, деятельность внутренних органов и сосудов. Вегетативная нервная система практически не контролируется сознанием, то есть мы не способны по своему желанию снять спазм желчного пузыря, остановить деление клетки, прекратить деятельность кишечника, расширить или сузить сосуды.

Основные процессы, происходящие в нервной системе во время интенсивной физической нагрузки

1) Формирование в головном мозге модели конечного результата деятельности.

2) Формирование в головном мозге программы предстоящего поведения.

3) Генерация в головном мозге нервных импульсов, запускающих мышечное сокращение, и передача их мышцам.

4) Управление изменениями в системах, обеспечивающих мышечную деятельность и не принимающих участие в мышечной работе.

5) Восприятие информации о том, каким образом происходит сокращение мышц, работа других органов, как изменяется окружающая обстановка

6) Анализ информации, поступающей от структур организма и окружающей обстановки.

7) Внесение при необходимости коррекций в программу поведения, генерация и посылка новых исполнительных команд мышцам.

Железы внутренней секреции

Изменения активности желез внутренней секреции во время мышечной деятельности зависят от характера выполняемой работы, ее длительности и интенсивности. В любом случае эти изменения направлены на обеспечение максимальной работоспособности организма. Даже если организм еще не начал выполнять мышечную работу, но готовится к ее осуществлению (состояние спортсмена перед стартом), в организме наблюдаются изменения в деятельности желез внутренней секреции, характерные для начала работы.

Таблица 1 Изменения при значительных мышечных нагрузках

Изменение секреции гормона	Физиологический эффект
Гормоны, содержание которых повышается
Повышается выделение адреналина и норадреналина мозгового вещества надпочечников.	Повышается возбудимость нервной системы, увеличивается частота и сила сердечных сокращений, увеличивается частота дыхания, расширяются бронхи, расширяются кровеносные сосуды мышц, головного мозга, сердца, сужаются кровеносные сосуды неработающих органов (кожи, почек, пищеварительного тракта и др.), увеличивается скорость распада веществ, освобождая энергию для мышечного сокращения.
Повышается выделение гормона роста (соматотропного гормона) гипофиза	Усиливается распад жиров в жировой ткани, облегчается их использование как источника энергии для мышечного сокращения. Облегчается усвоение клетками питательных веществ.
Повышается выделение гормона гипофиза, стимулирующего деятельность коркового вещества надпочечников (адренокортикотропного гормона).	Увеличивается выделение гормонов коркового вещества надпочечников.
Повышается выделение глюкокортикоидов и минералокортикоидов коркового вещества надпочечников.	Под влияние глюкокортикоидов увеличивается скорость образования углеводов в печени и выход углеводов из печени в кровяное русло. Из крови углеводы могут поступить в работающие мышцы, обеспечивая их энергией. Под влиянием минералокортикоидов происходит задержка воды и натрия в организме и увеличивается выделение калия из организма, что предохраняет организм от обезвоживания и поддерживает ионное равновесие внутренней среды.
Повышается выделение вазопрессина задней доли гипофиза.	Сужаются кровеносные сосуды (неработающих органов), обеспечивая дополнительный резерв крови для работающих мышц. Уменьшается выделение воды почками, что предотвращает организм от обезвоживания.
Повышается выделение глюкагона внутрисекреторных клеток поджелудочной железы.	Облегчается распад углеводов и жиров в клетках, выход углеводов и жиров из мест их хранения в кровь, откуда они могут быть использованы мышечными клетками в качестве источника энергии.
Гормоны, содержание которых снижается
Снижается выделение гонадотропного гормона гипофиза (гормона регулирующего деятельность половых желез).	Уменьшается активность половых желез.
Снижается выделение половых гормонов половых желез (при силовой нагрузке содержание тестостерона может повышаться, особенно в восстановительный период).	Уменьшается специфическое действие половых гормонов.
Снижается выделение аналогов половых гормонов коркового вещества надпочечников.	Уменьшается специфическое действие половых гормонов.
Снижается выделение инсулина внурисекреторных клеток поджелудочной железы.	Блокируется отложение углеводов в запас, что облегчает их использование в качестве источника энергии для мышечного сокращения.

3. Изменения при истощающей физической нагрузке

Если мышечная работа чрезмерно длительна и/или интенсивна, возможности практически всех желез внутренней секреции выделять свои гормоны истощаются. В этих условиях основной задачей системы желез внутренней секреции становится не поддержание максимальной работоспособности, а сохранение внутренней среды организма в пределах, совместимых с жизнью. В частности, для этих целей повышается выделение тирокальцитонина щитовидной железы, вызывая снижение возбудимости центральной нервной системы и мышечного аппарата. Поскольку без гормональной поддержки протекание физиологических процессов невозможно, истощение желез внутренней секреции в результате выполнения чрезвычайно тяжелой и/или длительной работы является одним из факторов, обуславливающих ее прекращение.

4. Функциональные резервы организма и возможности их использования

Целостность человеческой личности проявляется, прежде всего, во взаимосвязи и взаимодействии психических и физических сил организма. Гармония психофизических сил организма повышает резервы здоровья, создает условия для творческого самовыражения в различных областях нашей жизни. Активный и здоровый человек надолго сохраняет молодость, продолжает созидательную деятельность, не позволяет «душе лениться». Академик Н.М. Амосов предложил ввести новый медицинский термин «количество здоровья» для обозначения меры резервов организма.

Скажем, у человека в спокойном состоянии через легкие проходит 5-9 литров воздуха в минуту. Некоторые высоко тренированные спортсмены могут произвольно в течение 10-11 минут ежеминутно пропускать через свои легкие 150 литров воздуха, т.е. с превышением нормы в 30 раз. Это и есть резерв организма. Возьмем сердце и подсчитаем его мощность. Есть минутные объемы сердца: количество крови в литрах, выбрасываемое в одну минуту. Предположим, что в покое оно дает 4 литра в минуту, а при самой энергичной физической работе -20 литров. Значит, резерв равен 5 (20:4).

Точно также есть скрытые резервы почек, печени. Выявляются они с помощью различных нагрузочных проб. Тогда с этой точки зрения, здоровье — это количество резервов в организме, это максимальная производительность органов при сохранении качественных пределов их функции.

Систему функциональных резервов организма можно разбить на подсистемы:

1. Биохимические резервы (реакции обмена).

2. Физиологические резервы (на уровне клеток, органов, систем органов).

3. Психические резервы.

Физиологические резервы на клеточном уровне у каждого человека разные например, бегун-спринтер. Результат в беге на 100 м — 10 секунд. Его могут показать лишь единицы.

Адаптационный процесс не может продолжаться бесконечно. В каждый момент времени организм обладает определенными резервными возможностями. Способность ответить на внешние воздействия и перейти на новый функциональный уровень возможностей. Величина такого резерва в значительной степени тем абсолютным уровнем адаптационных перестроек организма, на котором он уже находится. Если величина внешних воздействий будет выше резерва (при нерационально выбранной тренировки, не полноценном питание и других причин), то может наступить долговременная адаптация. Она характеризуется изнашиванием отдельных компонентов функциональной системы и выражается чаще всего нарушением процесса обновления структур, гибелью отдельных клеток и замещением их соединительной тканью, что в конечном счете приводит к более или менее выраженной функциональной недостаточности. Такие явления могут наблюдаться при компенсаторной гипертрофии сердца, печени, гипертрофии нервных центров при использовании нагрузок, превышающие пределы адаптационных нагрузок организма.

Фаза протекания процессов адаптации к физическим нагрузкам позволяет несколько разновидностей эффектов в ответ на выполненную работу. Функциональные резервы организма — это диапазон изменения и корреляции физиологических функций (сердечно-сосудистой, дыхательной и других систем. Здоровье человека зависит от резерва адаптационных возможностей его организма к тем или иным условиям окружающей среды и видам деятельности.

Заключение

Лишь непосвященному, либо человеку недалекому может показаться, что изучение механизмов адаптации организма проблема исключительно физиологическая. Реально работающие законы и принципы адаптации организма не могут не учитываться в практике, например, педагогики (включая спортивную), медицины, психологии и других научно-практических направлений, объектом внимания которых является Человек в его сложных взаимоотношениях со Средой. В последние годы внимание представителей естественнонаучных направлений мировой научной общественности приковано к решению прежде всего разнообразных частных проблем физиологии и медицины. Конечно, расшифровка генома может позволить науке и практике выйти на качественно новый уровень, но без знания и овладения принципами, в соответствии с которыми в целом организме происходит реализация генотипа в фенотип этому “запрограммированному” мировым научным сообществом открытию (как и любым “частным” открытиям в физиологии и медицине) уготована роль “вещи в себе”, или, по крайней мере, ни в науке, ни в практике не сможет быть использован весь его потенциал.

Вместе с тем, следует помнить, что любая теория — это не свод законов в окончательной редакции, а прежде всего принцип призванный упорядочить накопленные экспериментальные данные, ответить на стоящие перед практиками и теоретиками вопросы, а также сформулировать новые вопросы, по возможности указав пути для их возможного решения.

И как сказал П.К. Анохин (1971): “Гипотезы стареют, а если они сохраняются, то это вызывает сомнение в их правомочности” [1] .

Использование постулатов системной физиологии и медицины в решении многочисленных задач, стоящих перед спортивными педагогами, физиологами, врачами, может дать возможность едва ли не ювелирного управления тренировочным процессом, процессами восстановления после тренировочных и соревновательных нагрузок, повышения спортивной работоспособности, что в конечном итоге неминуемо приведет к достижению спортсменом высоких спортивных результатов. Лишь непосвященному, либо человеку недалекому может показаться, что изучение механизмов адаптации организма проблема исключительно физиологическая. Реально работающие законы и принципы адаптации организма не могут не учитываться в практике, например, педагогики (включая спортивную), медицины, психологии и других научно-практических направлений, объектом внимания которых является человек в его сложных взаимоотношениях со средой.

Функциональные резервы организма — это диапазон изменения и корреляции физиологических функций (сердечно-сосудистой, дыхательной и других систем. Здоровье человека от резерва адаптационных возможностей его организма к тем или иным условиям окружающей среды и видам деятельности. В работе описана роль и функции адаптации в организме. В организме во время выполнения физических нагрузок происходит множество различных процессов, в разных органах и системах. Все эти процессы играют важную роль в достижении общей цели, развитии адаптации при физических нагрузках. Очень важно к тренировкам спортсменов подходить взвешено и рационально, ведь нарушения тренировочного процесса могут привести к серьезным нарушениям деятельности организма.

Литература

[Электронный ресурс]//URL: https://psychoexpert.ru/referat/adaptatsionnyie-mehanizmyi-organizma/

1. Анохин П.К. Очерки по физиологии функциональных систем. — М.: Медицина, 1975.- 477 с.

2. Анохин П.К. Узловые вопросы теории функциональной системы. — М.: Наука, 1980. — 197 с.

3. Балыкин М., Х. Каркобатов, А. Чонкоева, Е. Блажко, Р. Юлдашев, Ю. Пенкина. Структурная «цена» адаптации к физическим нагрузкам в условиях высокогорья//Человек в мире спорта: новые идеи, технологии, перспективы /Тез. докл. Междунар. конгр. М., 24-28 мая 1998 г.,т.1, с.170-171.

4. Верхошанский Ю.В. Горизонты научной теории и методологии спортивной тренировки //Теор. и практ. физ. культ.» 1998, № 7, с. 41-54.

5. Виру А.А., П.К. Кырге Гормоны и спортивая работоспособность. — М.: ФиС, 1983. — 159 с.

6. Волков Н.И. Закономерности биохимической адаптации в процессе спортивной тренировки: Учебн. пос. для слушат. Высш. шк. тренеров ГЦОЛИФКа. М., 1986. — 63 с.

7. Волков Н.И. Биология спорта на пороге ХХI века: Юбилейный сборник трудов ученых РГАФК, т.1. — М.: ФОН, 1998. — с. 55-60.

8. Воробьев А.Н. Тяжелоатлетический спорт. Очерки по физиологии и спортивной тренировке. Изд. 2-е. — М.: ФиС, 1977. — 255 с.

9. Воронцов А.Р. Теоретические основы воспитания специальной выносливости пловца //Лекции для студ. ИФК. — М.: ГЦОЛИФК, 1981. — 47 с.

10. Гаркави Л.Х., Е.Б. Квакина, М.А. Уколова. Адаптационные реакции и резистентность организма. — Ростов-на-Дону: Ростовский ун-т, 1977. — 109 с.

11. Гаркави Л.Х., Е.Б. Квакина, М.А. Уколова. Адаптационные реакции и резистентность организма. 2-е изд., доп. — Ростов-на-Дону: Ростовский ун-т, 1979. — 128 с.