Реферат: Адаптация к физическим упражнениям

1.     Срочная идолговременная адаптация.

Срочная и долговременная адаптация. Резкое изменениеусловий внешней среды, несущее угрозу организму, запускает его сложнуюадаптивную 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 (в данном случае –физическая нагрузка) оказывающие неблаго­приятное влияние на общее состояние,самочувствие, здоровье и работоспособность человека, называются экстремальнымифактора­ми. По длительности воздействия на организм эти факторы могут бытькратковременными, воздействие которых организм компенси­рует за счет имеющихсярезервов, и длительные, которые требуют адаптационной перестройки деятельностифункциональных систем человека, иногда даже неблагоприятной для здоровья.

При кратковременных воздействиях экстремальныхфакторов на организм человека запускаются все имеющиеся резервные возмож­ности,направленные на самосохранение, и только после освобож­дения организма отэкстремального воздействия происходит восста­новление гомеостаза (рис.1.).

                       />

Рис.1. Особенности процессов адаптации прикратковременных (А) и длительных (Б) экстремальных воздействиях. 1 — работа насамосохранение («внешняя»); 2 — процессы восстановления отработанныхструктур; 3 — экстремальный фактор.

При длительных неадекватных воз­действияхэкстремальных факторов     на       организм     человека      функциональные    перестройки   определяются

Своевременным включением процессоввосстановления гомеостаза их силой и продолжительнос­тью.

Большинство адаптационных реакций человеческогоорганизма осуществляются в два этапа: начальный этап срочной, но не всегдасовершенной, адаптации, и последующий этап совершенной, дол­говременнойадаптации.

Срочный этап адаптации возникает непосредственно посленача­ла действия раздражителя на организм и может быть реализован лишь наоснове ранее сформировавшихся физиологических механиз­мов. Примерами проявлениясрочной адаптации являются: пассивное увеличение теплопродукции в ответ нахолод, увеличение теплоот­дачи в ответ на тепло, рост легочной вентиляции иминутного объема кровообращения в ответ на недостаток кислорода. На этом этапеадаптации функционирование органов и систем протекает на пределефизиологических возможностей организма, при почти пол­ной мобилизации всехрезервов, но не обеспечивая наиболее опти­мальный адаптивный эффект. Так, бегнетренированного человека происходит при близких к максимуму величинах минутногообъема сердца и легочной вентиляции, при максимальной мобилизации резерваглюкогена в печени. Биохимические процессы организма, их скорость, как былимитируют эту двигательную реакцию, она не может быть ни достаточно быстрой,ни достаточно длительной.

Долговременная адаптация к длительно воздействующемустрессору возникает постепенно, в результате длительного, постоянного илимногократно повторяющегося действия на организм факторов среды. Основнымиусловиями долговременной адаптации являются после­довательность и непрерывностьвоздействия экстремального фактора. По существу, она развивается на основемногократной реализации срочной адаптации и характеризуется тем, что врезультате посто­янного количественного накопления изменений организм приобре­таетновое качество — из неадаптированного превращается в адап­тированный. Таковаадаптация к недостижимой ранее интенсивной физической работе (тренировка),развитие устойчивости к значи­тельной высотной гипоксии, которая ранее быланесовместима с жизнью, развитие устойчивости к холоду, теплу, большим дозамядов. Таков же механизм и качественно более сложной адаптации к окружающейдействительности.

При действии на организм слабых, пороговых раздражений(реакция тренировки) в центральной нервной системе развивается воз­буждение,быстро сменяющееся охранительным торможением, что обеспечивает снижение еевозбудимости, реактивности по отноше­нию к слабому раздражителю. При действиираздражителей средней силы происходит развитие «реакции активации» —активации за­щитных систем организма, которая, однако, не носит характера па­тологическойгиперфункции. Уровень энергетического обмена при этой реакции менее экономичен,чем при реакции тренировки, но, в отличие от стресса, не приводит к истощению.Таким образом, адаптация организма к слабым и средним по силе воздействиямпроисходит без элементов повреждения и истощающих организм энергетических трат.При этом отмечается в первом случае (реакция тренировки) — постепенное, а вовтором (реакция активации) — быстрое повышение резистентности организма.

2.     Механизм адаптаций.

Существует три механизма адаптаций:

 1.пассивный путь адаптации — по типу толерантности,выносливости;

2.адаптивный путь действует на клеточно-тканевомуровне;

3.резистентный путь – сохраняет относительное постоянствовнутренней  среды

Специфические адаптивные механизмы, свойственныечеловеку, дают ему возможность переносить определенный размах отклоненийфакторов 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 сторонуизбытка. Дальнейший сдвиг может снизить эффективность адаптивных механизмов идаже нарушить жизнедеятельность организма. При крайнем недостатке нагрузки илиее избытке выделяют зоны пессимума. Адаптация к любому фактору связана сзатратами энергии. В зоне оптимума активные механизмы не нужны, и энергия расходуетсяна фундаментальные жизненные процессы, организм находится в равновесии сосредой. При увеличении нагрузки и выходе ее за пределы оптимума включаетсяадекватные механизмы.

Механизмы обеспечивающие адаптивный характер общегоуровня стабилизации отдельных функциональных систем (т. е. увеличиваетсяпотребление организмом кислорода, повышается интенсивность обменных процессов.Это происходит на органном уровне: увеличивается скорость кровотока, повышаетсяартериальное давление, увеличивается дыхательный объем легких, учащаетсядыхание, дыхание становится более глубоким) и организма в целом. Общиеадаптационные реакции организма являются неспецифическими, то есть организманалогично реагирует в ответ на действия различных по качеству и силераздражителей (физические упражнения).

3. Изменения на клеточном уровне, гормональныеизменения.

Адаптационные реакции организма и его резистентность всвязи с мышечной деятельностью.

Организм сохраняет необходимое для жизни относительноеди­намическое постоянство внутренней среды, хотя на действие мно­гочисленныхизменяющихся внешних и внутренних факторов отве­чает реакцией. Именно реакция —основной путь приспособления, адаптации живого. Каждому из действующих факторовприсущи качество и количество. Качество раздражителя отличает данныйраздражитель от множества других, определяет специфику его действия. Количествораздражителя, мера его биологической ак­тивности — то общее, что свойственнолюбому раздражителю и определяет неспецифическую сторону его действия наорганизм.    

Мышечная нагрузка не является исключением. Примышечной нагрузке, как и при действии любого раздражителя, в организмепроисходит ряд специфических изменений и развивается неспеци­фическая реакция,связанная с количественной мерой нагрузки. Разумеется, понятия «количество»,«мера», «сила», «доза» по от­ношению к организму весьма относительны. Степеньбиологиче­ской активности действующего фактора определяется не толькоабсолютной величиной этого фактора, но и чувствительностью к нему организма.

По отношению к мышечной нагрузке это имеет особоезначе­ние, так как с помощью тренировок можно управлять чувствитель­ностью иустойчивостью организма к ней. Хорошо подготовленный спортсмен может перенеститакую мышечную нагрузку, которая для нетренированного окажется непосильной.Несмотря на это, каждый будет по-разному реагировать на нагрузку в зависимостиот изменения ее величины, т. е. сохранится количественно-качест­венный принцип:зависимость ответной реакции организма от величины нагрузки.

Неспецифический характер адаптационной реакции целогоор­ганизма впервые показал Г. Селье; любые по качеству, но сильные раздражителивызывали в организме развитие одинако­вого симптомокомплекса. Специфическое,особое влияние раздра­жителя сохранялось, но при действии любого сильногораздражи­теля через 6 ч отмечалось уменьшение вилочковой железы, увели­чениенадпочечников, наличие язв и кровоизлияний в слизистой оболочке пищевогоканала. В крови наблюдались лейкоцитоз, лимфопения, анэозинофилия. Селье назвалобщую неспецифиче­скую адаптационную реакцию на сильный раздражитель — стрес­сом(реакция напряжения), а ее первую стадию — реакцией тре­воги. В реакции тревогиимеются элементы повреждения, угнете­ния с однобокой резкой стимуляцией осиАКТГ — глюкокортикоидные гормоны. В ответ на сильное воздействие необходимобыст­ро мобилизовать энергетические ресурсы организма. Это и проис­ходит пристрессе, но крайне неэкономичным и разрушительным для организма путем. Послереакции тревоги наступает вторая стадия стресса — стадия резистентности. В этойстадии неспеци­фическая резистентность организма повышается. Если же стрессорбыл чрезмерно сильным или его действие длительно, то разви­вается стадияистощения стресса. Стадия истощения может при­вести к смерти.

Долгие годы стресс считали единственной адаптационнойреак­цией и, наряду с его отрицательными чертами, исследователей все большеинтересовало положительное — повышение резистентности. Повышениесопротивляемости организма, да еще неспецифической — не к одному повреждающемуфактору, нагрузке, а к разным — это необходимо в спорте. Однако повышениерезистентности при стрессе, по выражению Селье, достается ценой повреждений ибольших энергетических трат.

Есть ли другой, более мягкий путь повышениянеспецифиче­ской резистентности организма?

Н. В.Лазарев считает, что такой путь есть. С помощью целого ряда веществ, названныхадаптогенами, он вызывал состояние неспецифически повышенной сопротивляемости(СНПС), при котором резистентность организма возрастала без элементовповреждения. Этот другой путь — качественный: определенные вещества(адантогены) вызывают СНПС. Установлено, что и адаптогены в зависимости от дозымогут вызывать и СНПС, и другие комплексы изменении, а большие дозы адаптогенов— да­же стресс. Можно было предположить, что если в эволюции раз­вилась общаянеспецифическая адаптационная реакция на силь­ный раздражитель, то должны бытьреакции и на более слабые, физиологические раздражители. Наши исследованияпоказали, что кроме стресса существуют еще две общие неспецифическиеадаптационные реакции организма: на слабые раздражители — реакция, названнаяреакцией 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 реакции активации имеют ихарактер, чем при стрессе. Уже в I стадии, — стадии первичной активации вместоснижения резистентности происходит ее повышение, вместо уменьшения вилочковойжелезы — ее значительное увеличение с повышением функциональной активностилимфоидных элементов  в эндокринной системе — гармоничное и хорошосогласованное умеренное повышение секреции гормонов щитовидной железы, половых гормонов и коркового веществанадпочечников в основном за счет минералокортикоидов, но без снижения уровняглюкокортикоидов. Это связано с преобладанием в мозге (особенно в гипоталамусе,где формируются адаптационные реакции) физиологического возбуждения с хорошейфункциональ­ной активностью нейрональных н глиальных элементов. В стадиистойкой активации, развивающейся при систематическом повторении  активационныхвоздействий, повышение резистентности при­обретает стойкий характер.Функциональная активность ЦНС и эндокринных желез достаточно высока, но нечрезмерна. Такое состояние нейроэндокринной регуляции должно создавать благо­приятныеусловия для мышечной деятельности. Об этом же сви­детельствует состояниепериферических рецепторных окончаний (нервно-мышечных окончаний),обеспечивающих мышечные сокращения. Если при стрессе в нервно-мышечныхокончаниях количество выявляемых нервных волокон уменьшается, а в сохранившихсянервных волокнах и окончаниях отмечается резко выраженное набухание инеравномерная импрегнация серебром, то при развитии реакции активации нервныеволокна и окончания хорошо обнаруживаются, и в них импрегнация серебром равно­мерноусиливается. На это указывает также высокая дви­гательная активность ипотребность в движении, характеризую­щая реакцию активации и особенно зонуповышенной активации.

Реакция тренировки получила свое название потому, чтодля длительного поддержания ее в организме слабые вначале воз­действияприходится систематически, ежедневно повторять, посте­пенно повышая нагрузку,т. е. используется в общем виде принцип любой тренировки. Эта реакция имеетпризнаки сходства с реакцией активации и стрессом, однако ее характеризует свойкомплекс изменений. В I стадии реакции тренировки—стадии ори­ентировки — тимусне угнетен, как при стрессе, но увеличен мень­ше, чем при реакции активации(разница статистически значима). Повышение резистентности в этой стадиипроисходит 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 или устойчивости –приспособление к физической нагрузке. Это состояние приводит к поддержаниюнормального существования организма в новых условиях. Под резистентностьюпонимается устойчивость, сопротивляемость организма воздействию внешнихфакторов. Специфическая резистентность – устойчивость по отношению копределенному фактору, неспецифическая – по отношению к различным факторам.

При систематическом повторении тренировочныхвоздействий развивается стадия перестройки, переходящая затем в стадию тре­нированности,при которой резистентность организма более зна­чительно повышена за счетактивности защитных систем организ­ма, в первую очередь тимико-лимфатической.

Количественно-качественная закономерность развитияадапта­ционных реакций не ограничивается одной триадой (тренировка, активация,стресс). Мы показали, что эта триада является лишь функциональной единицей,повторяющейся многократно по мере увеличения дозы (силы) воздействия отминимальной до смер­тельной, т. е. на разных уровнях («этажах») реактивности.Между триадами отмечается особая зона — зона ареактнвности, когда раздражительоказывается как бы не действующим.

Организм обладает двойной шкалой отсчета силы (дозы,био­логической активности) любого действующего фактора. Одна шка­ла —относительная — определяет характер развивающейся адаптационной реакции. Еслидля данного уровня реактивности орга­низма раздражитель слабый, развиваетсяреакция тренировки, если средний — реакция активации, если сильный — стресс. Аб­солютнаявеличина раздражителя определяет тот уровень, на ко­тором развивается реакция.Между одноименными реакциями есть признаки отличия, они зависят от уровняреактивности орга­низма. Прежде всего, это касается энергетического обеспеченияреакций. Реакции, вызываемые раздражителями большей величины, т. е. на низкихуровнях реактивности (высоких «этажах»), требуют больших затрат энергии, чемреакции, вызываемые раз­дражителями, малыми по абсолютной величине, т. е. навысоких уровнях реактивности (низких «этажах»). Таким образом, наибо­леефизиологическими реакциями являются реакции активации и тренировки,развивающиеся на высоких уровнях реактивности ор­ганизма. Для молодых здоровыхлюдей реакция активации, раз­вивающаяся на высоких уровнях реактивности,является физиоло­гической нормой.

Дозированная мышечная работа служит прекрасным средст­вомполучения и поддержания реакции активации, однако при больших мышечныхнагрузках организм работает на низких уров­нях реактивности (высоких «этажах»),что увеличивает выносли­вость организма к физической нагрузке, но требуетбольших энер­гетических трат. Реакции тренировки и активации высоких «эта­жей»часто бывают напряженными или переходят в стресс. Про­веденное намиобследование 112 спортсменов (пловцов, боксеров и хоккеистов) показало, что,наряду с напряженной активацией, часто отмечается развитие стресса, особенно впредсоревновательном и соревновательном периодах. В эти периоды стрессорноевоздействие оказывает не только физическое, но и психическое перенапряжение. Внапряженных реакциях тренировки и актива­ции, а особенно при стрессе, спортсменычувствуют себя хуже, появляется раздражительность, неуверенность в себе,снижаются спортивные результаты, нередки простудные заболевания.

Известно, что для гармоничной активациинейрогормональной регуляции и оптимального уровня гомеостаза нужна физическаянагрузка, не вызывающая чрезмерного напряжения и переутомле­ния. Вместе с темспецифические черты мышечной тренировки требуют систематического применениязначительных по величине нагрузок. Можно ли и как защитить организм отперенапряжения, развития стресса? Реальная возможность такой защиты обуслов­ленав первую очередь тем, что организм реагирует дискретно, а не суммируя действиевсех раздражителей. Поэтому малые раз­дражители действуют, несмотря на наличиесильных. Адаптацион­ные реакции организма имеют суточный ритм. Если с помощьюслабого раздражителя выработать необходимую реакцию, то ее в течение суток дажетрудно; перевести в другую, т. е. по отношению к адаптационным реакциямотмечается своеобразная рефрактерность: из двух раздражителей, последовательнодействующих на организм, характер реакции и даже уровень реактивности орга­низмаопределяется первым раздражителем. Следовательно, если большой мышечнойнагрузке будет предшествовать слабое воздей­ствие, то в здоровом молодоморганизме в большинстве случаев должна развиться реакция активации даже безспециального под­бора силы (дозы). Если же подбор силы осуществлять по принципуобратной связи с использованием простого показателя адап­тационных реакций —соотношения различных форменных элемен­тов крови, то реакцию активации можноцеленаправленно вызывать и стойко поддерживать. Мы испытали такие воздействияна спортсменах (боксерах и хоккеистах). В качестве слабых дей­ствующих факторовиспользовались электромагнитные и магнит­ные поля малой интенсивности,биостимуляторы растительного и животного происхождения (элеутерококк колючий,пантокрин) в малых дозах (в десятки и сотни раз меньших терапевтических) ивнутриклеточные метаболические регуляторы типа солей янтар­ной кислоты.Применение солей янтарной кислоты связано с установленным увеличениемсодержания эндогенной янтарной кислоты при реакции активации. Всех спортсменов(39 чело­век) удалось вывести из стресса и перевести в стойкую актива­цию.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.