Реферат: Адаптация к физическим упражнениям
Срочная и долговременная адаптация.
Срочная и долговременная адаптация.Резкое изменение условий внешней среды, несущее угрозу организму, запускает егосложную адаптивную реакцию. Основной регуляторной системой последней являетсягипоталамо — гипофизарноадреналовая система, деятельность которой, в конечномитоге, и перестраивает активность вегетативных систем организма таким образом,что сдвиг гомеостаза устраняется или заблаговременно прекращается. В этойадаптивной перестройке активно участвует и нервная система, особенно еегипоталамический отдел. В центральной нервной системе происходят измененияклеточного обмена, в частности, повышается метаболизм важнейших биологическихмакромолекул — РНК и белков. После ликвидации нарушений гомеостаза метаболизммакромолекул в нервных структурах, участвующих в процессе адаптации, все ещеостается измененным. В этом и заключается механизм адаптации: если угрозаповреждения гомеостаза повторится, она будет протекать уже на фоне измененного,адаптированного к стрессорному воздействию метаболизма клеточных структур.
Поскольку повторное воздействие стресс-фактораприводит к адаптации, а именно на этом основаны тренировки, то сдвиги вметаболизме РНК и белков биологически целесообразны и способствуют болееэффективному развитию физиологических адаптации. В процессе формированияадаптации к природным факторам среды ведущую роль играют реакции корынадпочечников, возбуждаемые секрецией адренокортикотропного гормона гипофиза.Любое интенсивное воздействие на организм приводит к появлению в организмеизменений, лучше всего определяемых по состоянию надпочечников — их весу ихимическому составу или по выделению в кровь и содержанию в тканях гормоновкортикостероидов и катехоламинов. Это касается, в основном, формированияиндивидуальных адаптаций, реакций организма на факторы внешней среды.
Необычные факторы окружающей среды (вданном случае – физическая нагрузка) оказывающие неблагоприятное влияние наобщее состояние, самочувствие, здоровье и работоспособность человека,называются экстремальными факторами. По длительности воздействия на организмэти факторы могут быть кратковременными, воздействие которых организмкомпенсирует за счет имеющихся резервов, и длительные, которые требуютадаптационной перестройки деятельности функциональных систем человека, иногдадаже неблагоприятной для здоровья.
При кратковременных воздействияхэкстремальных факторов на организм человека запускаются все имеющиеся резервныевозможности, направленные на самосохранение, и только после освобожденияорганизма от экстремального воздействия происходит восстановление гомеостаз.
При длительных неадекватныхвоздействиях экстремальных факторов на организм человека функциональные перестройкиопределяются
Своевременным включением процессоввосстановления гомеостаза их силой и продолжительностью.
Большинство адаптационных реакцийчеловеческого организма осуществляются в два этапа: начальный этап срочной, ноне всегда совершенной, адаптации, и последующий этап совершенной,долговременной адаптации.
Срочный этап адаптации возникаетнепосредственно после начала действия раздражителя на организм и может бытьреализован лишь на основе ранее сформировавшихся физиологических механизмов.Примерами проявления срочной адаптации являются: пассивное увеличениетеплопродукции в ответ на холод, увеличение теплоотдачи в ответ на тепло, ростлегочной вентиляции и минутного объема кровообращения в ответ на недостатоккислорода. На этом этапе адаптации функционирование органов и систем протекаетна пределе физиологических возможностей организма, при почти полной мобилизациивсех резервов, но не обеспечивая наиболее оптимальный адаптивный эффект. Так,бег нетренированного человека происходит при близких к максимуму величинахминутного объема сердца и легочной вентиляции, при максимальной мобилизациирезерва глюкогена в печени. Биохимические процессы организма, их скорость, какбы лимитируют эту двигательную реакцию, она не может быть ни достаточнобыстрой, ни достаточно длительной.
Долговременная адаптация к длительновоздействующему стрессору возникает постепенно, в результате длительного,постоянного или многократно повторяющегося действия на организм факторов среды.Основными условиями долговременной адаптации являются последовательность инепрерывность воздействия экстремального фактора. По существу, она развиваетсяна основе многократной реализации срочной адаптации и характеризуется тем, чтов результате постоянного количественного накопления изменений организмприобретает новое качество — из неадаптированного превращается вадаптированный. Такова адаптация к недостижимой ранее интенсивной физическойработе (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 сложнойадаптации к окружающей действительности.
При действии на организм слабых,пороговых раздражений (реакция тренировки) в центральной нервной системеразвивается возбуждение, быстро сменяющееся охранительным торможением, чтообеспечивает снижение ее возбудимости, реактивности по отношению к слабому раздражителю.При действии раздражителей средней силы происходит развитие «реакцииактивации» — активации защитных систем организма, которая, однако, неносит характера патологической гиперфункции. Уровень энергетического обмена приэтой реакции менее экономичен, чем при реакции тренировки, но, в отличие отстресса, не приводит к истощению. Таким образом, адаптация организма к слабым исредним по силе воздействиям происходит без элементов повреждения и истощающихорганизм энергетических трат. При этом отмечается в первом случае (реакциятренировки) — постепенное, а во втором (реакция активации) — быстрое повышениерезистентности организма.
Механизм адаптаций.
Существует три механизма адаптаций:
1.пассивный путь адаптации — по типутолерантности, выносливости;
2.адаптивный путь действует наклеточно-тканевом уровне;
3.резистентный путь – сохраняетотносительное постоянство внутренней среды
Специфические адаптивные механизмы,свойственные человеку, дают ему возможность переносить определенный размахотклонений факторов от оптимальных значений без нарушения нормальных функцийорганизма. Зоны количественного выражения физической нагрузки, отклоняющегосяот оптимума, но не нарушающего жизнедеятельности, определяются как зоны нормы.Их две: отклонение в сторону недостатка дозирования физической нагрузки и всторону избытка. Дальнейший сдвиг может снизить эффективность адаптивныхмеханизмов и даже нарушить жизнедеятельность организма. При крайнем недостаткенагрузки или ее избытке выделяют зоны пессимума. Адаптация к любому факторусвязана с затратами энергии. В зоне оптимума активные механизмы не нужны, иэнергия расходуется на фундаментальные жизненные процессы, организм находится вравновесии со средой. При увеличении нагрузки и выходе ее за пределы оптимумавключается адекватные механизмы.
Механизмы обеспечивающие адаптивныйхарактер общего уровня стабилизации отдельных функциональных систем (т. е.увеличивается потребление организмом кислорода, повышается интенсивностьобменных процессов. Это происходит на органном уровне: увеличивается скоростькровотока, повышается артериальное давление, увеличивается дыхательный объемлегких, учащается дыхание, дыхание становится более глубоким) и организма вцелом. Общие адаптационные реакции организма являются неспецифическими, то естьорганизм аналогично реагирует в ответ на действия различных по качеству и силераздражителей (физические упражнения).
Изменения на клеточном уровне,гормональные изменения.
Адаптационные реакции организма и егорезистентность в связи с мышечной деятельностью.
Организм сохраняет необходимое дляжизни относительное динамическое постоянство внутренней среды, хотя на действиемногочисленных изменяющихся внешних и внутренних факторов отвечает реакцией.Именно реакция — основной путь приспособления, адаптации живого. Каждому издействующих факторов присущи качество и количество. Качество раздражителяотличает данный раздражитель от множества других, определяет специфику егодействия. Количество раздражителя, мера его биологической активности — тообщее, что свойственно любому раздражителю и определяет неспецифическую сторонуего действия на организм.
Мышечная нагрузка не являетсяисключением. При мышечной нагрузке, как и при действии любого раздражителя, ворганизме происходит ряд специфических изменений и развивается неспецифическаяреакция, связанная с количественной мерой нагрузки. Разумеется, понятия«количество», «мера», «сила», «доза» по отношению к организму весьмаотносительны. Степень биологической активности действующего фактораопределяется не только абсолютной величиной этого фактора, но ичувствительностью к нему организма.
По отношению к мышечной нагрузке этоимеет особое значение, так как с помощью тренировок можно управлятьчувствительностью и устойчивостью организма к ней. Хорошо подготовленныйспортсмен может перенести такую мышечную нагрузку, которая для нетренированногоокажется непосильной. Несмотря на это, каждый будет по-разному реагировать нанагрузку в зависимости от изменения ее величины, т. е. сохранитсяколичественно-качественный принцип: зависимость ответной реакции организма отвеличины нагрузки.
Неспецифический характерадаптационной реакции целого организма впервые показал Г. Селье; любые покачеству, но сильные раздражители вызывали в организме развитие одинаковогосимптомокомплекса. Специфическое, особое влияние раздражителя сохранялось, нопри действии любого сильного раздражителя через 6 ч отмечалось уменьшениевилочковой железы, увеличение надпочечников, наличие язв и кровоизлияний вслизистой оболочке пищевого канала. В крови наблюдались лейкоцитоз, лимфопения,анэозинофилия. Селье назвал общую неспецифическую адаптационную реакцию насильный раздражитель — стрессом (реакция напряжения), а ее первую стадию —реакцией тревоги. В реакции тревоги имеются элементы повреждения, угнетения соднобокой резкой стимуляцией оси АКТГ — глюкокортикоидные гормоны. В ответ насильное воздействие необходимо быстро мобилизовать энергетические ресурсыорганизма. Это и происходит при стрессе, но крайне неэкономичным иразрушительным для организма путем. После реакции тревоги наступает втораястадия стресса — стадия резистентности. В этой стадии неспецифическаярезистентность организма повышается. Если же стрессор был чрезмерно сильным илиего действие длительно, то развивается стадия истощения стресса. Стадияистощения может привести к смерти.
Долгие годы стресс считалиединственной адаптационной реакцией и, наряду с его отрицательными чертами,исследователей все больше интересовало положительное — повышениерезистентности. Повышение сопротивляемости организма, да еще неспецифической —не к одному повреждающему фактору, нагрузке, а к разным — это необходимо вспорте. Однако повышение резистентности при стрессе, по выражению Селье,достается ценой повреждений и больших энергетических трат.
Есть ли другой, более мягкий путьповышения неспецифической резистентности организма?
Н. В. Лазарев считает, что такой путьесть. С помощью целого ряда веществ, названных адаптогенами, он вызывалсостояние неспецифически повышенной сопротивляемости (СНПС), при которомрезистентность организма возрастала без элементов повреждения. Этот другой путь— качественный: определенные вещества (адантогены) вызывают СНПС. Установлено,что и адаптогены в зависимости от дозы могут вызывать и СНПС, и другиекомплексы изменении, а большие дозы адаптогенов — даже стресс. Можно былопредположить, что если в эволюции развилась общая неспецифическая адаптационнаяреакция на сильный раздражитель, то должны быть реакции и на более слабые,физиологические раздражители. Наши исследования показали, что кроме стрессасуществуют еще две общие неспецифические адаптационные реакции организма: наслабые раздражители — реакция, названная реакцией тренировки, на средние(промежуточные между сильными и слабыми) — реакция, названная реакцией активации.
Таким образом, была обнаруженаколичественно-качественная закономерность развития общих неспецифическихадаптационных реакции: в зависимости от силы, дозы, биологической активностидействующих факторов, внешней и внутренней среды в организме развиваютсякачественно отличные адаптационные реакции.
Изменения в организме при реакцииактивации имеют и характер, чем при стрессе. Уже в I стадии, — стадии первичнойактивации вместо снижения резистентности происходит ее повышение, вместоуменьшения вилочковой железы — ее значительное увеличение с повышениемфункциональной активности лимфоидных элементов в эндокринной системе —гармоничное и хорошо согласованное умеренное повышение секреции гормоновщитовидной железы, половых гормонов и коркового вещества надпочечников восновном за счет минералокортикоидов, но без снижения уровня глюкокортикоидов.Это связано с преобладанием в мозге (особенно в гипоталамусе, где формируютсяадаптационные реакции) физиологического возбуждения с хорошей функциональнойактивностью нейрональных н глиальных элементов. В стадии стойкой активации,развивающейся при систематическом повторении активационных воздействий,повышение резистентности приобретает стойкий характер. Функциональнаяактивность ЦНС и эндокринных желез достаточно высока, но не чрезмерна. Такоесостояние нейроэндокринной регуляции должно создавать благоприятные условия длямышечной деятельности. Об этом же свидетельствует состояние периферическихрецепторных окончаний (нервно-мышечных окончаний), обеспечивающих мышечные сокращения.Если при стрессе в нервно-мышечных окончаниях количество выявляемых нервныхволокон уменьшается, а в сохранившихся нервных волокнах и окончаниях отмечаетсярезко выраженное набухание и неравномерная импрегнация серебром, то приразвитии реакции активации нервные волокна и окончания хорошо обнаруживаются, ив них импрегнация серебром равномерно усиливается. На это указывает такжевысокая двигательная активность и потребность в движении, характеризующаяреакцию активации и особенно зону повышенной активации.
Реакция тренировки получила своеназвание потому, что для длительного поддержания ее в организме слабые вначалевоздействия приходится систематически, ежедневно повторять, постепенно повышаянагрузку, т. е. используется в общем виде принцип любой тренировки. Эта реакцияимеет признаки сходства с реакцией активации и стрессом, однако еехарактеризует свой комплекс изменений. В I стадии реакции тренировки—стадииориентировки — тимус не угнетен, как при стрессе, но увеличен меньше, чем приреакции активации (разница статистически значима). Повышение резистентности вэтой стадии происходит за счет снижения чувствительности: в мозге преобладаетохранительное торможение. Функция половых органов и щитовидной железы неподавлена, но активность их не так высока, как при реакции активации. Секрецияглюкокортикоидов повышена, но не так резко, как при стрессе; секрецияминералокортикоидов также повышена, хотя и не так существенно, как при реакцииактивации.
4. Понятие резистентности.
Состояние резистентности илиустойчивости – приспособление к физической нагрузке. Это состояние приводит кподдержанию нормального существования организма в новых условиях. Подрезистентностью понимается устойчивость, сопротивляемость организма воздействиювнешних факторов. Специфическая резистентность – устойчивость по отношению копределенному фактору, неспецифическая – по отношению к различным факторам.
При систематическом повторениитренировочных воздействий развивается стадия перестройки, переходящая затем встадию тренированности, при которой резистентность организма более значительноповышена за счет активности защитных систем организма, в первую очередьтимико-лимфатической.
Количественно-качественнаязакономерность развития адаптационных реакций не ограничивается одной триадой(тренировка, активация, стресс). Мы показали, что эта триада является лишьфункциональной единицей, повторяющейся многократно по мере увеличения дозы(силы) воздействия от минимальной до смертельной, т. е. на разных уровнях(«этажах») реактивности. Между триадами отмечается особая зона — зонаареактнвности, когда раздражитель оказывается как бы не действующим.
Организм обладает двойной шкалойотсчета силы (дозы, биологической активности) любого действующего фактора. Однашкала — относительная — определяет характер развивающейся адаптационнойреакции. Если для данного уровня реактивности организма раздражитель слабый,развивается реакция тренировки, если средний — реакция активации, если сильный— стресс. Абсолютная величина раздражителя определяет тот уровень, на которомразвивается реакция. Между одноименными реакциями есть признаки отличия, онизависят от уровня реактивности организма. Прежде всего, это касаетсяэнергетического обеспечения реакций. Реакции, вызываемые раздражителями большейвеличины, т. е. на низких уровнях реактивности (высоких «этажах»), требуютбольших затрат энергии, чем реакции, вызываемые раздражителями, малыми поабсолютной величине, т. е. на высоких уровнях реактивности (низких «этажах»).Таким образом, наиболее физиологическими реакциями являются реакции активации итренировки, развивающиеся на высоких уровнях реактивности организма. Длямолодых здоровых людей реакция активации, развивающаяся на высоких уровняхреактивности, является физиологической нормой.
Дозированная мышечная работа служитпрекрасным средством получения и поддержания реакции активации, однако прибольших мышечных нагрузках организм работает на низких уровнях реактивности(высоких «этажах»), что увеличивает выносливость организма к физическойнагрузке, но требует больших энергетических трат. Реакции тренировки иактивации высоких «этажей» часто бывают напряженными или переходят в стресс.Проведенное нами обследование 112 спортсменов (пловцов, боксеров и хоккеистов)показало, что, наряду с напряженной активацией, часто отмечается развитиестресса, особенно в предсоревновательном и соревновательном периодах. В этипериоды стрессорное воздействие оказывает не только физическое, но ипсихическое перенапряжение. В напряженных реакциях тренировки и активации, аособенно при стрессе, спортсмены чувствуют себя хуже, появляетсяраздражительность, неуверенность в себе, снижаются спортивные результаты,нередки простудные заболевания.
Известно, что для гармоничнойактивации нейрогормональной регуляции и оптимального уровня гомеостаза нужнафизическая нагрузка, не вызывающая чрезмерного напряжения и переутомления.Вместе с тем специфические черты мышечной тренировки требуют систематическогоприменения значительных по величине нагрузок. Можно ли и как защитить организмот перенапряжения, развития стресса? Реальная возможность такой защитыобусловлена в первую очередь тем, что организм реагирует дискретно, а несуммируя действие всех раздражителей. Поэтому малые раздражители действуют,несмотря на наличие сильных. Адаптационные реакции организма имеют суточныйритм. Если с помощью слабого раздражителя выработать необходимую реакцию, то еев течение суток даже трудно; перевести в другую, т. е. по отношению кадаптационным реакциям отмечается своеобразная рефрактерность: из двух раздражителей,последовательно действующих на организм, характер реакции и даже уровеньреактивности организма определяется первым раздражителем. Следовательно, еслибольшой мышечной нагрузке будет предшествовать слабое воздействие, то вздоровом молодом организме в большинстве случаев должна развиться реакцияактивации даже без специального подбора силы (дозы). Если же подбор силыосуществлять по принципу обратной связи с использованием простого показателяадаптационных реакций — соотношения различных форменных элементов крови, тореакцию активации можно целенаправленно вызывать и стойко поддерживать. Мыиспытали такие воздействия на спортсменах (боксерах и хоккеистах). В качествеслабых действующих факторов использовались электромагнитные и магнитные полямалой интенсивности, биостимуляторы растительного и животного происхождения(элеутерококк колючий, пантокрин) в малых дозах (в десятки и сотни раз меньшихтерапевтических) и внутриклеточные метаболические регуляторы типа солейянтарной кислоты. Применение солей янтарной кислоты связано с установленнымувеличением содержания эндогенной янтарной кислоты при реакции активации. Всехспортсменов (39 человек) удалось вывести из стресса и перевести в стойкуюактивацию. Самочувствие и настроение при этом быстро улучшились. Следовательно,установлена целесообразность исследований использования физиологическихадаптационных реакций тренировки и особенно активации для повышениянеспецифической резистентности организма при мышечной деятельности.
Дальнейшее исследование количественно-качественногопринципа развития адаптационных реакций организма в связи с мышечнойдеятельностью может способствовать выявлению скрытых резервов организма иснижению энергетических трат при больших мышечных нагрузках.
Список литературы
Для подготовки данной работы былииспользованы материалы с сайта www.sportreferats.ru