Механизмы адаптации и виды адаптации. Адаптация

Человеческий организм является саморегулирующейся системой, зависящей от окружающей среды, В связи с постоянно меняющимися условиями среды в результате продолжительной эволюции у человека выработались механизмы, позволяющие приспособится к данным изменениям. Эти механизмы называют адаптационными. Адаптация - это динамический процесс благодаря которому подвижные системы живых организмов, несмотря на изменчивость условий, поддерживают устойчивость, необходимую для существования, развития и продолжения рода.

Благодаря процессу адаптации достигается сохранение гомеостаза при взаимодействии организма с внешним миром. В этой связи процессы адаптации включают в себя не только оптимизацию функционирования организма, но и поддержание сбалансированности в системе «организм - среда». Процесс адаптации реализуется всякий раз, когда в системе «организм - среда» возникают значимые изменения, которые обеспечивает формирование нового гомеостатического состояния, что позволяет достигать максимальной эффективности физиологических функций и поведенческих реакций. Поскольку организм среда находятся не в статическом, а в динамическом равновесии, их соотношения меняются постоянно, а следовательно, также постоянно должен осуществляться процесс адаптации.

У человека решающую роль в процессе поддержания адекватных отношений в системе «индивидуум - среда», в ходе которого могут изменяться все параметры системы, играет психическая адаптация. Ф.Б. Березин сформулировал следующее определение психической адаптации: «Психическую адаптацию можно определить, как процесс установления оптимального соответствия личности и окружающей среды в ходе осуществления свойственной человеку деятельности, который позволяет индивидууму удовлетворять актуальные потребности и реализовать связанные с ними значимые цели (при сохранении физического и психического здоровья), обеспечивая в то же время соответствие психической деятельности человека, его поведения требованиям среды».

Психическая адаптация является сплошным процессом, который включает в себя следующие аспекты:

• оптимизацию постоянного воздействия индивидуума с окружением;
• установление адекватного соответствия между психическими и физиологическими характеристиками.

Социально-психологический аспект адаптации обеспечивает адекватное построение микросоциального взаимодействия, в том числе - профессионального, достижение социально значимых целей. Он является связующим звеном между адаптацией индивидуума и популяции, способен выступать в качестве уровня регулирования адаптационного напряжения.

Психофизиологическая адаптация - это совокупность различных физиологических (связанных с приспособлением) реакций организма. Данный вид адаптации нельзя рассматривать отдельно от психического и личностного компонентов.

Все уровни адаптации одновременно в различной степени участвуют в процессе регулирования, которое определяется двояко (по Г. Айзенку):

• как состояние, в котором сталкиваются потребности индивида, с одной стороны, и требования среды, с другой;
• как процесс, посредством которого достигается состояние баланса.

В процессе адаптации активно изменяется как личность, так и среда, в результате чего между ними устанавливаются отношения адаптированности.

• Аллопластическая адаптация - осуществляется изменениями внешнего мира под существующие потребности личности.
• Аутопластическая адаптация - осуществляется изменениями структуры личности под условия среды.

Различают общую и ситуативную адаптацию, общая адаптация (и адаптированность) является результатом последовательного ряда ситуативных адаптаций.

Социальную адаптацию можно описать как отсутствие поддерживания конфликта со средой. Социально-психологическая адаптация процесс преодоления проблемных ситуаций личностью, в ходе которого она использует приобретенные на предыдущих этапах своего развития навыки социализации, что позволяет ей взаимодействовать с группой без внутренних или внешних конфликтов, продуктивно выполнять ведущую деятельность, оправдывать ролевые ожидания, и при всем этом, самоутверждаясь, удовлетворять свои основные потребности.

С активизацией и использованием адаптивных механизмов изменяется и психическое состояние личности. По завершении адаптационного процесса оно имеет качественные отличия от состояния психики до адаптации.

Первой составляющей в структуре личности, обеспечивающей адаптивность, являются инстинкты. Инстинктивное поведение индивида можно охарактеризовать как поведение с опорой на естественные потребности организма. Но существуют потребности, адаптивные в данной социальной среде, и потребности, приводящие к дезадаптации. Адаптивность или дезадаптивность потребности зависят от личностных ценностей и объекта-цели, куда они направлены.

Дезадаптивность личности выражается в неспособности ее адаптации к собственным потребностям и притязаниям. Дезадаптированная личность не в состоянии отвечать требованиям, предъявляемым социумом, выполнять свою социальную роль. Признаком возникающей дезадаптации становится переживание личностью длительных внутренних и внешних конфликтов. Причем, пусковой механизм для адаптивного процесса - не наличие конфликтов, а факт того, что ситуация приобретает значение проблемной.

Дня понимания особенностей адаптивного процесса следует знать тот уровень дезадаптированности, отталкиваясь от которого личность начинает свою адаптивную активность.

Адаптивная активность осуществляется двумя видами:

• адаптацией путем преобразования и устранения проблемной ситуации;
• адаптацией с сохранением ситуации - приспособлением.

Адаптивное поведение характеризуется:

• успешным принятием решений,
• проявлением инициативы и ясным представлением своего будущего.

Основными признаками эффективной адаптации являются:

• в сфере социальной активности - приобретение индивидом знаний, умений и навыков, компетентности и мастерства;
• в сфере личностных отношений - установление интимных, эмоционально насыщенных связей с желаемым человеком.

Адаптационный потенциал личности - это копинг поведения, совокупность копинг-ресурсов и способность вырабатывать копинг-стратегии.

Е.К. Завьялова, обобщив основные положения по проблеме адаптации, высказанные в трудах B.C. Аршавского и В.В. Ротенберга, В.И. Медведева и Г.М. Зараковского, Л.А. Китаева-Смык, Ф.Б. Березина, В.Н. Крутько, Е.Ю. Коржовой пришла к заключению, что:

• адаптация является целостным, системным процессом, характеризующим взаимодействие человека с природной и социальной средой;
• механизмом, определяющим уровень развития процесса адаптации, является диалектическое противоречие между интересами различных уровней иерархии: индивида и вида, особи и популяции, человека и общества, этноса и человечества, биологическими и социальными потребностями личности;
• системообразующим фактором, регулирующим и организующим процесс адаптации, является цель, связанная с ведущей потребностью;
• особенности процесса адаптации определяются психологическими свойствами человека, в том числе уровнем его личностного развития, характеризующегося совершенством механизмов личностной регуляции поведения и деятельности;
• критериями адаптированности можно считать не только выживаемость человека и нахождение места в социально-профессиональной структуре, но и общий уровень здоровья, способность развиваться в соответствии со своим потенциалом жизнедеятельности, субъективное чувство самоуважения;
• процесс адаптации человека в новых условиях существования имеет временную динамику, этапы которой связаны с определенными психологическими изменениями, проявляющимися как на уровне состояния, так и на уровне личностных свойств.

Существует три механизма адаптаций:

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

2. адаптивный путь действует на клеточно-тканевом уровне;

3. резистентный путь – сохраняет относительное постоянство внутренней среды

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.

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).

Изменения на клеточном уровне, гормональные изменения

Адаптационные реакции организма и его резистентность в связи с мышечной деятельностью.

Организм сохраняет необходимое для жизни относительное динамическое постоянство внутренней среды, хотя на действие многочисленных изменяющихся внешних и внутренних факторов отвечает реакцией. Именно реакция - основной путь приспособления, адаптации живого. Каждому из действующих факторов присущи качество и количество. Качество раздражителя отличает данный раздражитель от множества других, определяет специфику его действия. Количество раздражителя, мера его биологической активности - то общее, что свойственно любому раздражителю и определяет неспецифическую сторону его действия на организм.

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

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

Неспецифический характер адаптационной реакции целого организма впервые показал Г. Селье; любые по качеству, но сильные раздражители вызывали в организме развитие одинакового симптомокомплекса. Специфическое, особое влияние раздражителя сохранялось, но при действии любого сильного раздражителя через 6 ч отмечалось уменьшение вилочковой железы, увеличение надпочечников, наличие язв и кровоизлияний в слизистой оболочке пищевого канала. В крови наблюдались лейкоцитоз, лимфопения, анэозинофилия. Селье назвал общую неспецифическую адаптационную реакцию на сильный раздражитель - стрессом (реакция напряжения), а ее первую стадию - реакцией тревоги. В реакции тревоги имеются элементы повреждения, угнетения с однобокой резкой стимуляцией оси АКТГ - глюкокортикоидные гормоны. В ответ на сильное воздействие необходимо быстро мобилизовать энергетические ресурсы организма. Это и происходит при стрессе, но крайне неэкономичным и разрушительным для организма путем. После реакции тревоги наступает вторая стадия стресса - стадия резистентности. В этой стадии неспецифическая резистентность организма повышается. Если же стрессор был чрезмерно сильным или его действие длительно, то развивается стадия истощения стресса. Стадия истощения может привести к смерти.

Долгие годы стресс считали единственной адаптационной реакцией и, наряду с его отрицательными чертами, исследователей все больше интересовало положительное - повышение резистентности. Повышение сопротивляемости организма, да еще неспецифической - не к одному повреждающему фактору, нагрузке, а к разным - это необходимо в спорте. Однако повышение резистентности при стрессе, по выражению Селье, достается ценой повреждений и больших энергетических трат.

Есть ли другой, более мягкий путь повышения неспецифической резистентности организма?

Н.В. Лазарев считает, что такой путь есть. С помощью целого ряда веществ, названных адаптогенами, он вызывал состояние неспецифически повышенной сопротивляемости (СНПС), при котором резистентность 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 другие комплексы изменении, а большие дозы адаптогенов - даже стресс. Можно было предположить, что если в эволюции развилась общая неспецифическая адаптационная реакция на сильный раздражитель, то должны быть реакции и на более слабые, физиологические раздражители. Наши исследования показали, что кроме стресса существуют еще две общие неспецифические адаптационные реакции организма: на слабые раздражители - реакция, названная реакцией тренировки, на средние (промежуточные между сильными и слабыми) - реакция, названная реакцией активации.

Таким образом, была обнаружена количественно-качественная закономерность развития общих неспецифических адаптационных реакции: в зависимости от силы, дозы, биологической активности действующих факторов, внешней и внутренней среды в организме развиваются качественно отличные адаптационные реакции.

Изменения в организме при реакции активации имеют и характер, чем при стрессе. Уже в I стадии, - стадии первичной активации вместо снижения резистентности происходит ее повышение, вместо уменьшения вилочковой железы - ее значительное увеличение с повышением функциональной активности лимфоидных элементов в эндокринной системе - гармоничное и хорошо согласованное умеренное повышение секреции гормонов щитовидной железы, половых гормонов и коркового вещества надпочечников в основном за счет минералокортикоидов, но без снижения уровня глюкокортикоидов. Это связано с преобладанием в мозге (особенно в гипоталамусе, где формируются адаптационные реакции) физиологического возбуждения с хорошей функциональной активностью нейрональных и глиальных элементов. В стадии стойкой активации, развивающейся при систематическом повторении активационных воздействий, повышение резистентности приобретает стойкий характер. Функциональная активность ЦНС и эндокринных желез достаточно высока, но не чрезмерна. Такое состояние нейроэндокринной регуляции должно создавать благоприятные условия для мышечной деятельности. Об этом же свидетельствует состояние периферических рецепторных окончаний (нервно-мышечных окончаний), обеспечивающих мышечные сокращения. Если при стрессе в нервно-мышечных окончаниях количество выявляемых нервных волокон уменьшается, а в сохранившихся нервных волокнах и окончаниях отмечается резко выраженное набухание и неравномерная импрегнация серебром, то при развитии реакции активации нервные волокна и окончания хорошо обнаруживаются, и в них импрегнация серебром равномерно усиливается. На это указывает также высокая двигательная активность и потребность в движении, характеризующая реакцию активации и особенно зону повышенной активации.

Реакция тренировки получила свое название потому, что для длительного поддержания ее в организме слабые вначале воздействия приходится систематически, ежедневно повторять, постепенно повышая нагрузку, т.е. используется в общем виде принцип любой тренировки. Эта реакция имеет признаки сходства с реакцией активации и стрессом, однако ее характеризует свой комплекс изменений. В I стадии реакции тренировки-стадии ориентировки - тимус не угнетен, как при стрессе, но увеличен меньше, чем при реакции активации (разница статистически значима). Повышение резистентности в этой стадии происходит за счет снижения чувствительности: в мозге преобладает охранительное торможение. Функция половых органов и щитовидной железы не подавлена, но активность их не так высока, как при реакции активации. Секреция глюкокортикоидов повышена, но не так резко, как при стрессе; секреция минералокортикоидов также повышена, хотя и не так существенно, как при реакции активации.

Адаптационные изменения в сердечно-сосудистой системе. Сердце, адаптированное к физической нагрузке, обладает высокой сократительной способностью. Но оно сохраняет высокую способность к расслаблению в диастоле при высокой частоте сокращений, что обусловлено улучшением процессов регуляции обмена в миокарде и соответствующим увеличением его массы (гипертрофией сердца).

Гипертрофия -- нормальный морфологический феномен усиленной сократительной деятельности (гиперфункции) сердца. Если плотность капиллярного русла на единицу массы сердца при этом повышается или сохраняется на уровне, свойственном нормальному миокарду, гипертрофия происходит в обычных физиологических рамках. Сердечная мышца не испытывает недостатка в кислороде при напряженной работе. Более того, функциональная нагрузка на единицу сердечной массы падает. Следовательно, и тяжелая физическая нагрузка будет переноситься сердцем с меньшим функциональным напряжением.

Истощение источников энергии при напряженных нагрузках стимулирует синтез белковых структур клеточных элементов: как сократительных, так и энергетических (митохондриальных). Если истощение источников энергии превышает физиологические нормы, может наступить перенапряжение, срыв адаптации. В нормально развитом сердце на 1мм3 мышечной массы в покое раскрыты 2300 капилляров. При мышечной работе раскрываются дополнительно около 2000 капилляров. Долговременная адаптация обеспечивается усилением биосинтетических процессов в сердечной мышце и увеличением ее массы. При периодических физических нагрузках адаптация сердца растягивается во времени, периоды отдыха от нагрузок приводят к сбалансированному увеличению структурных элементов сердца. Масса сердца увеличивается в пределах 20-40%. Капиллярная сеть растет пропорционально увеличивающейся массе. Тренированное, умеренно гипертрофированное сердце в условиях относительного физиологического покоя имеет пониженный обмен, умеренную брадикардию, сниженный минутный объем. Оно работает на 15-20% экономичнее, чем нетренированное. При систематической мышечной работе в сердечной мышце тренированного сердца снижается скорость гликолитических процессов: энергетические продукты расходуются более экономно. Морфологические перестройки сердца проявляются в увеличении как мышечной массы, так и клеточных энергетических машин -- митохондрий. Увеличивается также масса мембранных систем. Иначе говоря, чувствительность сердца к симпатическим влияниям, усиливающим его функции, при мышечной работе повышается. Одновременно совершенствуются и механизмы экономизации: в покое и при малоинтенсивной нагрузке сердце работает с низкимиэнергозатратами и наиболее рациональным соотношением фаз сокращения.

Если сократительная масса сердца увеличивается на 20-40%, то функциональная нагрузка на единицу массы уменьшается на соответствующую величину. Это один из наиболее надежных и эффективных механизмов сохранения потенциальных ресурсов сердца.

Увеличение ЧСС и сократительной способности сердца - естественные адаптивные реакции на нагрузку. Не случайно ЧСС сохраняет свою значимость как показатель адаптации сердца при использовании любых, самых современных функциональных проб с физической нагрузкой. Мышечная работа требует повышенного притока кислорода и субстратов к мышцам. Это обеспечивается увеличенным объемом кровотока через работающие мышцы. Поэтому увеличение минутного объема кровотока при работе - один из наиболее надежных механизмов срочной адаптации к динамической нагрузке. В нетренированном сердце взрослого человека резервы повышения ударного объема крови исчерпываются уже при ЧСС 120-130 уд /мин. Дальнейший рост минутного объема происходит только за счет ЧСС. По мере роста тренированности расширяется диапазон ЧСС, в пределах которого ударный объем крови продолжает увеличиваться. У высокотренированных спортсменов и детей он продолжает нарастать и при ЧСС 150-160 уд /мин.

В самой сердечной мышце срочные адаптацтонные изменения проявляются в мобилизации энергетических ресурсов. Первичными субстратами окисления в сердечной мышце служат жирные кислоты, глюкоза, в меньшей степени - аминокислоты. Энергия их окисления аккумулируется митохондриями в виде АТФ, а затем транспортируется к сократительным элементам сердца. При повышении ударного объема крови сокращения сердца учащаются. Происходит это вследствие более эффективного использования энергии АТФ. Повышение сократительной способности сердца сочетается с совершенствованием восстановительных процессов во время диастолы.

Адаптационные изменения системы внешнего дыхания. Мышечная работа вызывает многократное (в 15-20 раз) увеличение объема легочной вентиляции. У спортсменов, тренирующихся преимущественно на выносливость, минутный объем легочной вентиляции достигает 130-150 л/мин и более. У нетренированных людей увеличение легочной вентиляции при работе. Является результатом учащения дыхания. У спортсменов при высокой частоте дыхания растет и глубина дыхания. Это наиболее рациональный способ срочной адаптации дыхательного аппарата к нагрузке. Достижение предельных величин легочной вентиляции, что свойственно высококвалифицированным спортсменам, является результатом высокой согласованности актов с сокращением дыхательных мышц, а также с движениями в пространстве и во времени: расстройство координации в работе дыхательных мышц нарушает ритм дыхания и приводит к ухудшению легочной вентиляции.

Решающая роль в нарастании объема легочной вентиляции в начале работы принадлежит нейрогенным механизмам. Импульсация от сокращающихся скелетных мышц, а также нисходящие нервные импульсы из двигательных зон коры полушарий большого мозга стимулируют дыхательный центр. Гуморальные факторы регуляции включаются позже, при продолжающейся работе и достижении адекватных ей величин легочной вентиляции. Регуляторная роль СО2 проявляется в поддержании необходимой частоты дыхания и установлении необходимого соответствия легочной вентиляции величине физической нагрузки. Систематическая мышечная деятельность сопровождается увеличением силы дыхательной мускулатуры. Отчетливо растет мощность дыхательных движений.

Адаптационные изменения системы крови:

Первичной ответной реакцией системы крови на физическую нагрузку являются изменения в составе форменных элементов крови. Наиболее отчетливы сдвиги в так называемой белой крови -- лейкоцитах. Миогенный лейкоцитоз характеризуется преимущественным увеличением зернистых лейкоцитов в общем кровотоке. Одновременно происходит разрушение части лейкоцитов: при напряженной физической нагрузке резко уменьшается число эозинофилов. Структурный материал, образующийся при их распаде, идет на пластические нужды, на восстановление и биосинтез клеточных структур.

Физическая нагрузка, связанная с эмоциональными напряжениями, вызывает более значительные сдвиги в составе крови. Увеличение числа эритроцитов в крови - надежный инструмент повышения устойчивости к мышечной гипоксии. Нормальная лейкоцитарная формула после физических нагрузок восстанавливается, как правило, в течение суток. Система так называемой красной крови восстанавливается медленнее: через 24 часа отдыха сохраняются и увеличенное число эритроцитов, и незрелые их формы -ретикулоциты, У спортсменов 16-18 лет после напряженной мышечной работы появляются также и незрелые формы тромбоцитов. В результате мышечной деятельности активизируется система свертывания крови. Это одно из проявлений срочной адаптации организма к воздействию физических нагрузок. В процессе активной двигательной деятельности возможны травмы с последующим кровотечением. Программируя «с опережением» такую ситуацию, организм повышает защитную функцию системы свертывания крови. Это своеобразная адаптация впрок, на случай повреждений при мышечной работе. Восстановление системы свертывания крови происходит в течение 24-36 часов после нагрузки.

Роль гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой системы в процессе адаптации. Структурные изменения на клеточном и органном уровнях при физических нагрузках начинаются с мобилизации эндокринной функции, и в первую

очередь -- гормональной системы гипоталамус--гипофиз--надпочечники. Схематически это выглядит следующим образом. Гипоталамус преобразует нервный сигнал реальной или предстоящей физической нагрузки в эфферентный, управляющий, гормональный сигнал. В гипоталамусе освобождаются гормоны, активирующие гормональную функцию гипофиза. Ведущую роль в выработке адаптивных реакций среди этих гормонов играет кортиколиберин. Под его влиянием освобождается адренокортикотропный гормон гипофиза (АКТГ), который вызывает мобилизацию надпочечников. Гормоны надпочечников повышают устойчивость организма к физическим напряжениям. В обычных условиях жизнедеятельности организма уровень АКТГ в крови служит и регулятором его секреции гипофизом. При увеличении содержания АКТГ в крови его секреция автоматически затормаживается. Но при напряженной физической нагрузке система автоматической регуляции изменяется. Интересы организма в период адаптации требуют интенсивной функции надпочечников, которая стимулируется повышением концентрации АКТГ в крови.

Адаптация к физической нагрузке сопровождается и структурными изменениями в тканях надпочечников. Эти изменения приводят к усилению синтеза кортикоидных гормонов. Глюкокортикоидный ряд гормонов активирует ферменты, ускоряющие образование пировиноградной кислоты и использование ее в качестве энергетического материала в окислительном цикле. Одновременно стимулируются и процессы ресинтеза гликогена в печени. Глюкокортикоиды повышают и энергетические процессы в клетке, освобождают биологически активные вещества, которые стимулируют.

Ключевым понятием, объясняющим процесс возникновения болезни, является понятие адаптации.

Адаптация – процесс приспособления организма к меняющимся условиям среды – общеприродным и производственным, социальным.

Адаптация включает все виды врождённой и приобретённой приспособительной деятельности организмов с процессами на клеточном, органном, системном и организменном уровнях, которые поддерживают постоянство гомеостаза.

Любой процесс адаптации начинается с воздействия адаптогенного фактора.

Адаптогенные факторы – условия внешней среды, вызывающие изменения в организме и как следствие – необходимость его перестройки.

Многообразие этих факторов условно можно подразделить на две большие группы: природные и антропогенные.

Природные факторы – это естественные факторы живой и неживой природы, в соответствии с этим различают биотические и абиотические факторы. К биотическим факторам относится всё многообразие животного и растительного мира, включая возбудителей болезней. К абиотическим факторам среды относят воздушную среду, атмосферное давление, световое излучение, магнитные поля, температуру окружающей среды, метеопогодные факторы и различные климатогеографические условия. В этой группе также рассматриваются различные циклические изменения в природе: смена дня и ночи, времён года.

Антропогенные факторы – факторы, созданные в результате деятельности самого человека. В жизни современного человека они весьма разнообразны. К ним относят загрязнение почвы, воздушной и водной среды, бытовые условия, различные виды трудовой и другой социальной деятельности.

В конкретных условиях деятельности человека приходится иметь дело с воздействием на организм не изолированных, а комплексных факторов . Так, сезонные изменения включают в себя изменения освещённости, температуры, влажности и т.п., а в некоторых случаях – и изменения условий труда и отдыха (например в летние месяцы у школьников).

Суммарный эффект влияния адаптогенных факторов на организм в значительной мере определяется взаимодействием их между собой. Возможны синергический, антагонистический и аддитивный виды взаимодействий.

При синергическом взаимодействии суммарный эффект будет больше суммы воздействующих факторов, то есть эти факторы будут усиливать друг друга. Например, негативное воздействие низких температур окружающей среды усиливается при повышенной влажности. Антагонистический – когда действие одного фактора ослабляет эффекты другого. Примером может послужить известное явление, когда жара легче переносится при наличии легкого ветерка. И наконец, при аддитивном взаимодействии суммарный эффект будет практически равен сумме воздействующих факторов – солнечный свет и ветер.

В любом случае имеет значение не только наличие того или иного адаптогенного фактора, но и его количественная характеристика .

Для нормального функционирования организма необходим определённый диапазон значений факторов окружающей среды (газового состава атмосферного воздуха, его влажности, температуры и т.п.). Избыток или недостаток этих факторов неблагоприятно сказывается на жизнедеятельности.

Уровень колебания («доза») факторов, соответствующий потребностям организма и обеспечивающий благоприятные условия для его жизни, считают оптимальным (на рис. – зона оптимума ). При этом организм не тратит свои ресурсы на процессы адаптации.

Адаптационные ресурсы – резервы организма, которые он может расходовать на процесс адаптации.

Среди таких ресурсов можно выделить энергетические (любые вещества, дающие организму энергию) и пластические (к ним относят морфоструктурные элементы организма – макромолекулы и органоиды клеток, сами клетки, ткани и органы).

Отклонения от зоны оптимума в сторону недостаточной или избыточной дозировки факторов без нарушения жизнедеятельности организма называют зонами нормы . Такие отклонения человек способен переносить благодаря наличию специфических адаптивных механизмов, требующих, однако, затрат адаптационных ресурсов.

При дальнейшем сдвиге факторов за пределы нормы в сторону избытка или недостатка наступают зоны пессимума . Они соответствуют развитию и выраженному проявлению патологических изменений, но жизнедеятельность организма ещё сохраняется. Затем адаптивные реакции, несмотря на полное напряжение всех механизмов, становятся малоэффективными, и спустя некоторое время наступает гибель организма. Возможно, граница между «нормой» и «пессимумом» определяется по соотношению расходуемых и восстанавливаемых адаптационных ресурсов. То есть, если на процесс адаптации ресурсов расходуется больше, чем может восстановиться, то в конечном итоге этот процесс может привести к истощению адаптационных резервов, и значит, спровоцировавший его фактор является пессимальным.

Характер приведённых на рисунке зависимостей обусловлен множеством причин. В первую очередь он зависит от природы фактора . Например, колебания температуры окружающей среды на несколько градусов переносятся организмом сравнительно легко, так как адаптация к таким изменениям среды выработалась в ходе эволюционного развития. Если эта адаптация была усилена закаливанием, то диапазон безвредных для организма температурных колебаний может достигать нескольких десятков градусов. Напротив, такой фактор окружающей среды, как уровень ультрафиолетового облучения, на протяжении многих тысячелетий оставался относительно постоянным в каждой климатогеографической зоне. Поэтому даже незначительный сдвиг уровня ультрафиолетовой радиации может вызвать серьёзные негативные изменения в организме (при недостатке – ухудшение процессов роста и развития, при избытке – ожоги и т.д.).

В новых природных и производственных условиях люди нередко испытывают влияние необычных факторов окружающей среды, оказывающих неблагоприятное влияние на их общее состояние, самочувствие и работоспособность. Такого рода факторы принято относить к разряду экстремальных.

Экстремальные факторы – это крайние, весьма жёсткие условия среды, неадекватные врождённым и приобретённым свойствам организма.

Провести чёткую границу между обычными и экстремальными факторами среды не представляется возможным. Одни и те же факторы в одно и то же время для одних индивидуумов могут являться обычными, для других– экстремальными. Различия определяются не только спецификой раздражителей, но и свойствами организма. Например, классическим экстремальным воздействием на организм человека считают прыжок с парашютом. Однако для парашютиста, который совершил несколько тысяч прыжков, подобное испытание уже не является экстремальным. И наоборот, вполне обычным для старшеклассника является учебная нагрузка по 5–7 уроков в день. Для первоклассника же такие условия будут экстремальными и быстро приведут к истощению адаптационных резервов организма. Скорее всего, понятие «экстремальности» должно строиться на количественной оценке фактора и соответствует его пессимальным величинам (см. выше).

В целом, можно сказать, что диапазон приемлемых для организма колебаний фактора тем шире, чем чаще с этими колебаниями организм сталкивался ранее (в ходе индивидуального или эволюционного развития).

Кроме того, этот диапазон зависит от индивидуальных особенностей организма: пола, возраста, конституции и т.п. Так, например, женщины адаптируются иначе, чем мужчины, а взрослые здоровые люди – легче, чем дети, старики и люди с ослабленным здоровьем.

Здесь можно отметить, что по сравнению с взрослыми, процессы адаптации у детей очень пластичны, но крайне невелики адаптационные резервы. Другими словами, детский организм быстро и легко приспосабливается к новым условиям окружающей среды, но ресурсы, обеспечивающие реализацию такой возможности, очень ограничены.

Приспособление организма к различным условиям существования

Понятие адаптации – условия существования – техногенные условия – формы адаптации – фенотипическая адаптация – кратковременная и долговременная адаптация – социальные условия адаптации человека

Адаптация (от лат. adaptatio – приспособлять, прилаживать) – это совокупность морфофизиологических, поведенческих, популяционных и других особенностей вида, обеспечивающая возмож­ность существования в определенных условиях среды.

В понятие "адаптация" входят:

– процессы, с помощью которых организм приспосабливается к окружающей среде;

– состояние равновесия между организмом и окружающей сре­дой;

– реализация нормы реакции в конкретных условиях среды с по­мощью изменения фенотипа;

– результат эволюционного процесса – адаптациогенез (отбор и закрепление генов, кодирующих информацию о развившихся из­менениях).

Явление биологической адаптации присуще всем живым орга­низмам и особенно такому высокоорганизованному, как человече­ский. Условия существования любого живого организма могут быть:

– адекватными (те, которые в данный момент позволяют орга­низму все процессы жизнедеятельности осуществлять в пределах нормы реакции);

– неадекватными (те, которые не соответствуют диапазону свойств организма, определяемых нормой реакции).

В адекватных условиях организм испытывает состояние комфор­та, т.е. оптимального уровня работы всех систем. В неадекватных условиях организму приходится включать дополнительные меха­низмы для обеспечения состояния устойчивости (резистентности), активизировать все процессы. Это состояние носит название "на­пряжения". Если с помощью напряжения организм не достиг состо­яния устойчивости, то развивается состояние "предболезни", а за­тем "болезни". Состояния комфорта, напряжения и адаптации составляют состояние здоровья (но не патологии); состояние адапта­ции – это нормальная физиологическая реакция.

Современные антропогенные (техногенные) условия включают, как правило, не один неблагоприятный фактор, а целый комплекс факторов, к которым должен приспособиться организм. Поэтому и ответ организма должен быть не только многокомпонентным, но и интегрированным. Эта интеграция создается взаимосвязанной и взаимообусловленной работой регулирующих, энергетических и неспецифических компонентов адаптации и составляет стратегию адаптации.

В основе адаптации лежит ряд общих закономерностей протека­ния реакций в организме. В зависимости от того, какие системы вовлекаются в создание состояния адаптации и какова протяжен­ность этого процесса, различают две его главные формы:

– эволюционную (или генотипическую) адаптацию; этот про­цесс является основой эволюции, так как имеющийся комплекс ви­довых наследственных признаков становится исходным пунктом для изменений, вносимых условиями среды и закрепляемых на уровне генотипа; данный процесс занимает тысячи и миллионы лет;

– фенотипическую адаптацию (возникающую в ходе индивиду­ального развития организма, в результате чего организм приобрета­ет устойчивость к определенным факторам среды).

Фенотипическая адаптация тоже обусловлена генетической про­граммой, но не в виде заранее запрограммированной адаптации, а в виде нормы реакции, т.е. диапазона протекания метаболических процессов, потенциальных возможностей для обеспечения ответа организма на изменения условий среды. Вместе с тем превращение таких потенциальных возможностей в реальные, т.е. обеспечение ответа организма на требования среды, также невозможно без акти­визации генетического аппарата (усиления синтеза нуклеиновых кислот, белков и других соединений). Данное явление называют структурным следом адаптации. При этом растет и масса мемб­ранных структур, ответственных за восприятие сигналов, ионный транспорт, энергообеспечение. После прекращения действия фак­тора среды активность генетического аппарата снижается и проис­ходит исчезновение структурного следа адаптации. Это свидетель­ствует о том, что в обеспечении состояния адаптации взаимосвязь между функциями и генетическим аппаратом – ключевое звено. Необходимо подчеркнуть также, что изменения метаболизма, на­правленные на обеспечение состояния фенотипической адаптации, составляют биохимическую стратегию адаптации, являющуюся одним из главных компонентов общей стратегии адаптации.

Различают две формы фенотипической адаптации: кратковре­менную (в том числе немедленную, срочную) и долговременную (акклиматизация).

Кратковременная (срочная) адаптация:

– возникает непосредственно после действия раздражителя;

– осуществляется за счет готовых, ранее сформировавшихся структур и физиологических механизмов. Это означает, что: а) в организме всегда имеется некоторое количество резервных струк­турных элементов, например митохондрий, лизосом, рибосом; б) работа клеток и тканей может осуществляться по типу дублиро­вания; в) имеется некоторое количество готовых веществ: гормонов, нуклеиновых кислот, белков, АТФ, ферментов, витаминов и др.; это так называемый структурный резерв адаптации, который может обеспечить немедленную реакцию. В связи с тем, что этот резерв невелик, деятельность организма происходит на пределе фи­зиологических возможностей.

При срочной адаптации:

– ведущими факторами являются деятельность неспецифических компонентов и формирование стереотипного ответа, независи­мо от природы раздражителя;

– развивается острый адаптационный синдром (Ганс Селье на­звал его "стресс", что в переводе с английского означает "напряже­ние") при этом:

Активизируется система гипоталамус–гипофиз;

Усиливается выработка адренокортикотропного гормона (АКТГ);

Усиливается синтез надпочечниками глюкокортикоидов и ад­реналина;

Сморщиваются тимус и селезенка;

Мобилизуются энергетические и структурные ресуроы;

Состояние адаптации достигается быстро, но она будет устой­чивой только в том случае, если фактор перестал действовать; если фактор продолжает действовать, то адаптация оказывается несовершенной, так как резервы исчерпаны и требуется их попол­нение.

Срочная адаптация проявляется генерализованными двигатель­ными реакциями или эмоциональным поведением (например, бег­ство животного в ответ на боль; увеличение теплопродукции в ответ на холод; увеличение теплоотдачи в ответ на тепло; рост легочной вентиляции и минутного объема кровообращения в ответ на недо­статок кислорода).

Долговременная адаптация развивается на основе реализации этапа срочной адаптации, когда включились системы, реагирующие на данный раздражитель, но не обеспечили устойчивого состояния, или если раздражитель продолжает действовать.

При долговременной адаптации:

– высшие регуляторные центры активизируют гормональную систему и в действие вступают специфические компоненты адапта­ции;

– происходит мобилизация энергетических и структурных ресурсов организма; это возможно только при активации генетического аппарата, который обеспечивает усиленный биосинтез струк­тур на молекулярном (индукция синтеза гормонов, ферментов, РНК, белка и т.д.), органоидном (биосинтез и гиперплазия органелл клетки), клеточном (усиление размножения клеток), ткане­вом и органном (увеличение компонентов органов и тканей) уров­нях;

– биохимическая стратегия адаптации осуществляется за счет синтеза необходимых веществ, координации их количества и вза­имных превращений;

– ведущую роль в обеспечении долговременной адаптации игра­ют центральная нервная система, гормональная система, генетиче­ский аппарат;

– образовавшийся структурный след адаптации (вследствие био­генеза структур) при прекращении усиленной деятельности генети­ческого аппарата постепенно исчезает; состояние устойчивости до­стигается благодаря существованию обратной положительной и от­рицательной связи;

– результатом процесса адаптации является достижение орга­низмом состояния устойчивости, обеспечивающей организму воз­можность существования в новых условиях.

Если интенсивность фактора превышает адаптивные возмож­ности организма и состояние устойчивости не наступает, то орга­низм переходит в состояние истощения (истощаются его структу­ры, системы, функции); затем следует состояние предболезни и бо­лезни.

Обсуждая вопрос об особенностях адаптации у человека, необхо­димо подчеркнуть, что человек имеет и биологическую, и социаль­ную природу. Поэтому механизмы достижения состояния адапта­ции у человека более сложные, чем у других видов живых существ. С одной стороны, у человека, как существа биологического, действуют все приспособительные процессы, определяемые нормой реакции и направленные на достижение устойчивости организма. При этом организм человека, достигший в процессе эволюции наивыс­шей специализации своих органов и систем, наиболее высокого уровня развития нервной системы, в наибольшей степени способен и к приспособлению к меняющимся условиям среды. В то же время социальная природа человека создала ряд особенностей про­цессов адаптации, присущих только человеку:

– количество антропогенных факторов среды резко возросло в последние десятилетия, тогда как системы адаптации формирова­лись в течение миллионов лет при отсутствии этих факторов или значительно меньшей их интенсивности и поэтому в современных экологических условиях оказываются недостаточно эффективны­ми;

– человек меньше связан с природой, меньше зависит от нее; подчинен социальным ритмам, регулирует свое поведение сознани­ем; сознательно выбирает иногда неадекватное поведение;

– человек имеет дополнительные (социальные) механизмы адаптации (одежда, обувь, жилище, организация труда, медицина, физкультура, искусство и др.);

– в адаптации человека ведущую роль играет вторая сигнальная система.