Адаптация. Общие закономерности адаптации человека. Механизмы адаптации. Методы увеличения эффективности адаптации. Закономерности процесса адаптации

Жизнь испытывает человека путём чрезмерного дискомфорта и реже - комфортом, высокими длительным напряжением физических и психических сил, стрессовыми ситуациями. Критерием устойчивости человека в таких условиях является характеристика здоровья населения и его интегральный показатель – вероятная продолжительность жизни.

При проведении анализа различных аспектов влияния окружающей среды на здоровье человека приоритетное значение придаётся факторам риска, непосредственно ведущим к возникновению заболеваний. Устранение или ослабление отрицательного воздействия факторов окружающей среды достигается с помощью различных инженерно-технических мер и средств, систем жизнеобеспечения, адаптации, в том числе и социальной.

(влияние фактора и условий окружающей среды на состояние здоровья)

Начиная с момента рождения, организм сразу попадает в новые условия и вынужден приспособить к ним деятельность всех своих органов и систем. В дальнейшем организм непрерывно перестраивается в ответ на воздействие неблагоприятных факторов, т.е. он адаптируется. Под адаптацией понимают все виды врождённой и приобретённой приспособительной деятельности, которые обеспечиваются определёнными физиологическими реакциями, происходящими на клеточном, органном, системном и организменном уровнях. Защитно-приспособительные реакции регулируются рефлекторным и гуморальными путями, причём главная роль принадлежит ЦНС.

Процесс саморегуляции осуществляется на основе «золотого правила» - всякое отклонение является толчком для немедленной мобилизации многочисленных аппаратов соответствующей функциональной системы, восстанавливающих этот жизненно важный приспособительный результат.

Функциональная система включает в себя рецепторные образования, оценивающие величину регулируемого показателя. Она имеет центральный аппарат – это структуры мозга, которые анализируют поступающие сигналы и принимают решение и программирующие ожидаемый результат.

В функциональной системе действуют исполнительные механизмы – периферические органы, реализующие поступающие команды. Также имеется в системе афферентная (обратная) связь, которая информирует центр об эффективности деятельности исполнительных механизмов и о достижении конечного результата.

Взаимодействуя между собой различные функциональные системы в конечном счёте представляют слаженно работающий организм.

Биологический смысл активной адаптации состоит в установлении и поддержании гомеостаза, позволяющего существовать в изменённой внешней среде.

Гомеостаз – относительное динамическое постоянство внутренней среды и некоторых физиологических функций организма человека (терморегуляция, кровообращения, газообмена и др), поддерживаемое механизмами саморегуляции в условиях колебаний внутренних и внешних раздражителей.

Наибольшее значение имеют внешние раздражители –это температура, влажность, химический состав воздуха, воды, пищи, шум, психогенные факторы и др. основные константы гомеостаза (температура тела, осмотическое давление крови и тканевой жидкости и др) поддерживаются сложными механизмами саморегуляции, в которых участвуют нервная, эндокринная, сенсорные системы.

При отклонении параметров факторов окружающей среды от оптимальных уровней механизмы саморегуляции начинают функционировать с напряжением, и для поддержания гомеостаза включаются механизмы адаптации.

Компенсаторные механизмы – адаптивные реакции, направленные на устранение или ослабление функциональных сдвигов в организме, вызванных неадекватными факторами внешней среды (при воздействии холода происходит сужение периферических сосудов, дрожание мышц).

Эффективность адаптации зависит от дозы воздействующего фактора и индивидуальных особенностей организма.

2. Взаимосвязь человека с окружающей средой .

Информацию о внешней и внутренней среде организма человек получает с помощью сенсорных систем (анализаторов, рецепторов).

Сенсорные органы можно разделить на следующие группы: экстерорецепторы, интерорецепторы, проприорецепторы.

Экстерорецепторы воспринимают раздражения от окружающей среды (свет, тепло, звуки и др. сигналы).

Интерорецепторы воспринимают раздражения, идущие из внутренней среды организма (из органов, тканей, жидкостных сред).

Проприорецепторы воспринимают раздражения, которые возникают вследствие изменения степени сокращения и расслабления мышц и тем самым обеспечивает информацией о положении нашего тела в пространстве.

действуют на действуют на действуют на определяет

(возникновение субъективного ощущения о результате воздействия сенсорного стимула)

Существует понятие абсолютный порог чувствительности или, так называемый порог ощущения, когда рецептор начинает воспринимать раздражение. Величина, на которую один стимул должен отличаться от другого, чтобы их разница воспринималась человеком, называется дифференциальным порогом или порогом различения (по интенсивности, длительности, частоте, форме и т.д.). время, проходящее от начала воздействия раздражителя до появления ощущений, называют латентным периодом.

Отсутствие раздражителей или их низкий уровень интенсивности может привести к снижению резистентности и адаптационных возможностей организма. Так, отсутствие светового раздражителя может привести к атрофии зрительного анализатора, звукового – к атрофии слухового анализатора, отсутствие речевого воздействия (врождённая глухота) делает человека немым.

Многие регуляторные процессы протекают автоматически – это проприорецепция, осязание, двигательная координация, терморецепция.

5.3. Самостоятельная работа по теме:

- изложение рефератов;

Решение ситуационных задач

5.4. Итоговый контроль знаний:

Ответы на вопросы по теме занятия;

Решение ситуационных задач, тестовых заданий по теме.

Тестовые задания:

001.ЗДОРОВЬЕ - ЭТО

1) синтетический показатель

2) интегральный показатель

3) вербальный показатель

4) виртуальный показатель

5) жизненный показатель

002. ПОД АДАПТАЦИЕЙ ПОНИМАЮТ

1) это защитная реакция

2) приспособительная реакция

3) иммунная реакция

4) физическая реакция

5) химическая реакция

003. ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ УЧАСТВУЮТ В

1) акте дыхания

2) процессе пищеварения

3) кроветворения

4) саморегуляции

5) регенерации

004. КОМПЕНСАТОРНЫЙ МЕХАНИЗМ - ЭТО

1) физическая реакция

2) химическая реакция

3) адаптивная реакция

4) иммунная реакция

5) реакция агглютинации

005. РАЗДРАЖЕНИЯ ИЗ ВНЕШНЕЙ СРЕДЫ ВОСПРИНИМАЮТ

1) интерорецепторы

2) экстерорецепторы

3) колбочки

4) проприорецепторы

5) стаканчики

006. РАЗДРАЖЕНИЯ ИЗ ВНУТРЕННЕЙ СРЕДЫ ВОСПРИНИМАЮТ

1) интерорецепторы

2) экстерорецепторы

3) колбочки

4) проприорецепторы

5) стаканчики

007. РАЗДРАЖЕНИЯ ИЗ МЫШЦ ВОСПРИНИМАЮТ

1) интерорецепторы

2) экстерорецепторы

3) колбочки

4) проприорецепторы

5) стаканчики

008. ИНФОРМАЦИЮ О ПОЛОЖЕНИИ ТЕЛА МОЗГ ПОЛУЧАЕТ С ПОМОЩЬЮ

1) интерорецепторов

2) экстерорецепторов

3) колбочек

4) проприорецепторов

5) стаканчиков

009. АБСОЛЮТНЫЙ ПОРОК ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ - ЭТО

2)отсутствие раздражений

Правильный ответ 3

010 ЛАТЕНТНЫЙ ПЕРИОД - ЭТО

1)время, проходящее от начала воздействия до появления ощущений

2)отсутствие раздражений

3)рецептор начинает воспринимать раздражение

4)атрофия зрительного аппарата

5)величина, на которую один стимул должен отличаться от другого

011. ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ СИСТЕМА ВКЛЮЧАЕТ В СЕБЯ

1) компенсаторный механизм

2) рецепторные образования

3) гомеостаз

4) биологическую адаптацию

5) дозу воздействующего фактора

012. ЦЕНТРАЛЬНЫЙ АППАРАТ ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ СИСТЕМЫ - ЭТО

3) гормоны

4) гомеостаз

5) структуры мозга

013. РОЛЬ ИСПОЛНИТЕЛЬНЫХ МЕХАНИЗМОВ ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ СИСТЕМЫ ВЫПОЛНЯЕТ

1) центральные органы

2) периферические органы

3) костная система

4) оксалаты

5) лекарственные средства

014. ЭФФЕКТИВНОСТЬ АДАПТАЦИИ ОРГАНИЗМА ЗАВИСИТ ОТ

1) состава воды

2) состава воздуха

3) дозы воздействующего фактора и индивидуальных особенностей организма

4) проприорецепторов

5) латентного периода

015. ГОМЕОСТАЗ - ЭТО

1) относительное постоянство внешней среды

2) относительное постоянство внутренней среды

3) периферические органы

4) центральные органы

5) структуры мозга

016. ЗАЩИТНО-ПРИСПОСОБИТЕЛЬНАЯ РЕАКЦИЯ РЕГУЛИРУЕТСЯ

1) зрительным путём

2) рефлекторным путём

3) химической ре5акцией

4) электроимпульсами

5) физиопроцедурами

017. СНИЖЕНИЕ РЕЗИСТЕНТНОСТИ И АДАПТАЦИОННЫХ ВОЗМОЖНОСТЕЙ ОРГАНИЗМА ВОЗНИКАЕТ ВСЛЕДСТВИЕ

1) отсутствия раздражителей

2) чрезмерно высокого порога раздражения

3) физиопроцедур

4) миозита

5) целлюлита

018. ОТСУТСТВИЕ СВЕТОВОГО РАЗДРАЖЕНИЯ ПРИВОДИТ К

1) глухоте

3) слепоте

4) глухонемоте

5) куриной слепоте

019. ОТСУТСТВИЕ РЕЧЕВОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ ПРИВОДИТ К

1) атрофии зрительного нерва

3) слепоте

4) куриной слепоте

5) нарушению осязания

020. ВРОЖДЁННАЯ ГЛУХОТА ПРИВОДИТ К

1) атрофии зрительного нерва

3) слепоте

4) куриной слепоте

5) нарушению осязания

Ситуационные задачи.

Задача № 1 . Во время приготовления пищи человек получил ожог пальцев правой кисти.

Вопрос: 1. какие исполнительные механизмы были задействованы, когда человек отдёрнул руку?

2. какая функциональная система выработала данное решение?

Эталон ответа: 1. рецепторы (эктерорецепторы).

2. мозг (центральная нервная система).

Задача № 2.

После20 лет работы стеклодувом у пациента ухудшилось зрение левого глаза.

1. какая причина ухудшения зрения левого глаза?

2. имеет ли место атрофия зрительного нерва?

3. почему ухудшилось зрение именно левого глаза?

Задача № 3 .

Во время движения человек запнулся, но удержался от падения.

1. из каких сенсорных органов получает информацию организм?

Задача № 4.

В кинофильме «Гибель Титаника» в эпизоде где киногерой держится руками за плавучее средство и ведёт разговор. Вода в это время в океане была довольно холодной.

1. какой компенсаторный механизм возникает у человека, находящегося в холодной воде и имело место у киногероев?

6. Домашнее задание для уяснения темы занятия.

(Согласно методическим указаниям для обучающихся к внеаудиторной работе студентов по теме следующего занятия)

Закономерности адаптации организма человека к различным условиям.

Взаимосвязь человека с окружающей средой. Сенсорные системы человека и окружающая среда.

Управление факторами среды.

Человек как элемент системы «человек среда», совместимость элементов системы «человек среда».

План: 1. Общая характеристика адаптации. 2. Адаптогенные факторы – природные факторы. – социальные факторы 3. Формы адаптации 4. Фазы развития процесса адаптации (стресс и общий адаптационный синдром) 5. Механизмы адаптации

Под адаптацией понимают все виды врожденной и приобретенной приспособительной деятельности человека, которые обеспечиваются определенными физиологическими реакциями, происходящими на уровне клеток, органов, систем и организма в целом.

Адаптогенные факторы Природные факторы Климатические: – гравитация – состав атмосферы – ее давление, температура, радиация, инсоляция, – ветер, осадки, влажность, и др. Биологические: – патогенные вирусы, микроорганизмы, – синтетические и генетически модифицированные продукты и напитки, – медикаменты – изменения внутренней среды организма, – отсутствие раздражителей

Адаптация к природным факторам В ходе эволюции организмы адаптировались к действию широкого спектра природных раздражителей: определенному барометрическому давлению и гравитации, уровню космических и тепловых излучений, строго определенному газовому составу окружающей атмосферы и т. д. Действие природных факторов, вызывающих развитие адаптационных механизмов, всегда является комплексным. Животные приобрели способности заранее реагировать на смену времен года, например, приближении зимы. По мнению П. К. Анохина «опережающие» реакции приспособления развиваются благодаря фиксации в организменений окружающего мира и сигнального значения факторов внешней среды.

Адаптация к природным факторам У человека также происходит адаптация к смене времен года, дня и ночи и пр. Но человек, кроме своих физиологических реакций, использует различные защитные средства цивилизации: одежду, сооружение домов и т. д. Это освобождает организм от нагрузки на некоторые адаптивные системы, но вместе с тем и снижает способность адаптироваться к природным факторам (например, к холоду).

Социальные факторы условия труда, вредные привычки, отсутствие контроля над событиями, отсутствие цели в жизни групповое давление, гонение

Факторы, связанные с трудовой деятельностью человека Расширение среды обитания порождает все новые для человеческого организма условия и воздействия. Человек вынужден приспосабливаться к шуму, изменению освещенности, невесомости, ограничению подвижности, ЭМП. Механизированный труд снижает усилия, но усиливает нервно-психическое напряжение. Нервное напряжение связано с возросшими скоростями производственных процессов, а также с повышенными требованиями к вниманию и сосредоточенности человека, осуществляющего процессы управления.

бегство от неблагоприятного раздражителя пассивное подчинение ему активное противодействие за счет развития специфических адаптивных реакций

Биологический смысл активной адаптации состоит в установлении и поддержании гомеостаза, позволяющего существовать в измененной внешней среде. Как только окружающая среда изменяется, или изменяются какие-либо существенные ее компоненты, организм вынужден изменять и некоторые константы своих функций.

Можно представить себе адаптацию как длинную цепь реакций различных систем, из которых одни должны видоизменять свою деятельность, а другие регулировать эти видоизменения. Поскольку основой жизни является обмен веществ, неразрывно связанный с энергетическими процессами, адаптация должна реализовываться через приспособительное изменение метаболизма и поддержание такого его уровня, который лучше всего соответствует новым измененным условиям.

Процесс адаптации метаболизма к измененным условиям существования относительно инертный. Ему предшествуют изменения в «служебных» системах организма. К ним относятся кровообращение и дыхание. Эти функции первыми включаются в реакции, вызываемые действием внешних факторов.

Изменения двигательной активности служат существенным звеном адаптации. Двигательная система, с одной стороны, базируется на метаболизме, с другой - управляет им в интересах адаптации. Особая роль в адаптивном процессе принадлежит – нервной системе, – железам внутренней секреции, их гормонам.

Гормоны гипофиза и мозгового слоя и коры надпочечника вызывают – первоначальные двигательные реакции и одновременно – изменения кровообращения, дыхания и т. д. Изменения деятельности этих систем являются первой реакцией на любое сильное раздражение и предотвращают стабильные сдвиги гомеостаза.

На начальных стадиях влияния на организм измененных условий отмечается интенсификация деятельности всех систем органов. Это обеспечивает существование организма в новых условиях, однако он энергетически невыгоден, неэкономичен и лишь подготавливает почву для другого, более стойкого и надежного тканевого механизма перестройки служебных систем, которые, функционируя в новых условиях, постепенно возвращаются к нормальному исходному уровню деятельности.

Фазы развития процесса адаптации Первая «аварийная» фаза: Эндокринная система ВНС Активация симпатоадренало вой системы Висцеральные служебные системы (кровообращение, дыхание) Усиление катаболизма Двигательный аппарат Тканевые и, тем более, молекулярные процессы в клетках и мембранах организма в эту фазу направленно не изменяются

2 фаза - устойчивой адаптации (резистентности) характеризуется новым уровнем деятельности тканевых, клеточных и мембранных элементов, перестроившихся благодаря временной активации вспомогательных систем. Вспомогательные системы при этом могут практически функционировать на исходном уровне, тогда как тканевые процессы активизируются, обеспечивая новый уровень гомеостаза, адекватный новым условиям.

2 фаза Основными особенностями этой фазы являются: – мобилизация энергетических ресурсов; – повышенный синтез структурных и ферментативных белков; – мобилизация иммунной системы. В организме при этом наблюдаются однотипные изменения, независимо от действующего раздражителя, поэтому она была названа общим адаптационным синдромом. Он приобретает неспецифическую и специфическую устойчивость.

Цена адаптации Несмотря на экономичность - выключение «лишних» реакций и затрат энергии - переключение реактивности организма на новый уровень не дается организму даром, а протекает при определенном напряжении управляющих систем. Это напряжение принято называть ценой адаптации.

3 фаза ― истощения Поскольку фаза стойкой адаптации связана с постоянным напряжением управляющих механизмов, перестройкой нервных и гуморальных соотношений, формированием новых функциональных систем, то, в том в случае, когда цена адаптации превышает функциональные резервы организма, они могут истощаться. Происходит срыв адаптации (дизадаптация). В ходе развития адаптивных процессов важную роль играют гормональные механизмы, поэтому они являются наиболее истощаемым звеном.

Механизмы адаптации 1. 2. Возникновение ориентировочной реакции и генерализованного возбуждения в ЦНС. Возбуждение симпатического отдела ВНС и формирование 1 -й (аварийной) фазы адаптации. Это сопровождается усилением афферентного синтеза, целенаправленными защитными реакциями и изменением гормонального фона (активируется система АКТГ-глюкокортикоиды). Как результат: – – – Усиливается синтез белков и ферментов. Улучшается энергетическое и пластическое обеспечение организма. Повышается иммунитет. Если действие кратковременно, аварийная фаза не переходит в адаптацию.

При длительном или повторном действии достаточно интенсивного фактора эффекты суммируются, формируются «структурные следы» . Развивается переходная, а затем устойчивая адаптация. Она связана с – напряжением управляющих механизмов, – перестройкой нервных и гуморальных соотношений, – формированием новых функциональных систем. Истощение управляющих механизмов, с одной стороны, и клеточных механизмов, связанных с повышенными энергетическими затратами - с другой стороны - приводит к дизадаптации.

Эволюция и формы адаптации

Общие закономерности адаптации организма

При изучении изменений, происходящих в организме под влиянием совокупности экологических (природных и антропотехногенных) факторов, применяют термин «адаптация». Под адаптацией понимают все виды врождённой и приобретённой приспособительной деятельности, которые обеспечиваются физиологическими реакциями, происходящими на клеточном, органном, системном и организменном уровнях.

Подходы к изучению адаптации

При изучении адаптации применяют системный и индивидуальный подходы.

Системный подход к адаптации (рис.1) предполагает необходимость изучения адаптации и как процесса, и как состояния системы, для которой характерно подвижное равновесие, сохраняющее постоянство структур лишь при непрерывном движении всех компонентов системы. В итоге уравновешивание со средой происходит за счёт приобретения нового системного качества.

Рис. 1. Системный характер адаптационных изменений

Индивидуальный подход к адаптации человека можно охарактеризовать как совокупность социально-биологических свойств и особенностей, необходимых для устойчивого существования индивидуума в конкретной экологической среде обитания. Другими словами, для всякого организма существует оптимальная эндогенная (внутренняя) и экзогенная (внешняя) экологическая среда, причём среда обитания не только с оптимальными характеристиками физических условий, но и с конкретными производственными и социальными условиями. По обе стороны от оптимума трудовая и биологическая активность постепенно снижаются, пока, наконец, условия не станут такими, в которых организм вообще не сможет существовать.

Эволюция и формы адаптации

Адаптация тесно связана с эволюцией организмов и устойчиво адаптированными считаются те, которые приспособились к изменённым условиям, размножаются и дают в новой среде обитания жизнестойкое потомство. Существуют две принципиально различные формы адаптации : генотипическая и фенотипическая.

Генотипическая адаптация , в результате которой на основе наследственности, мутаций и естественного отбора формировались современные виды животных.

Фенотипическая адаптация формируется в процессе взаимодействия конкретного организма с окружающей его средой обитания.

Структурные следы адаптации имеют важное биологическое значение, так как защищают человека от предстоящих встреч с неа- декватными и опасными факторами среды. В то же время результаты фенотипической адаптации не передаются по наследству, что следует считать выгодным для сохранения вида, поскольку следующее поколение адаптируется заново к широкому спектру иногда совершенно новых факторов, требующих выработки новых специализированных реакций.

Типы приспособительного поведения.

Различают три типа приспособительного поведения живых организмов в ответ на действие неблагоприятного раздражителя:

§ бегство от неблагоприятного раздражителя,

§ пассивное подчинение раздражителю

§ либо активное противодействие за счёт развития специфических адаптивных реакций.

Гомеостаз и гомеокинез .

Система жизнеобеспечения организма, наряду с механизмами поддержания равновесия внутренней среды (гомеостаз), представлена и генетическими программами развития, осуществление которых невозможно без постоянного изменения этой внутренней среды (гомеокинез), реализуемого посредством многообразных адаптивных процессов (реакций, механизмов, ответов и т.д.). Именно на поддержание генетических программ развития, являющихся ведущей движущей силой в живом организме, направлена деятельность систем репродуктивного, энергетического и адаптационного гомеостата (рис. 2). Оптимальное функционирование систем, обеспечивающих три ведущих гомеостата, реализуется через посреднические системы (кровообращение, дыхание, кровь) и регуляторные механизмы вегетативной и эндокринной систем.

Рис. 2 Обеспечение деятельности основных гомеостатических систем

Другими словами, под адаптацией понимают все виды врождённой и приобретённой приспособительной деятельности, которые обеспечиваются определёнными физиологическими реакциями, происходящими на клеточном, органном, системном и организменном уровнях. Это универсальное определение адаптации отражает необходимость соблюдения в живом мире фундаментального закона биологии, сформулированного ещё Клодом Бернаром, - закона постоянства внутренней среды.

Теории адаптации

При формировании адаптивного гомеостата обеспечивающие адаптацию физиологические процессы развёртываются поэтапно. Например, В.П. Казначеев процесс адаптации при переездах подразделяет на последовательно происходящие фазы: начальную, стабилизации, переходную и истощения.

1-я фаза - начальная - характеризуется дестабилизацией функций организма. Она может обеспечить приспособление к действию неадекватных факторов лишь в течение короткого промежутка времени, длительностью, как правило, не более одного года. В ряде случаев явления дестабилизации, характерные для первой фазы адаптации, остаются на многие годы, что, в частности, служит одной из причин возвращения мигрантов на прежнее место жительства.

2-я фаза - стабилизации - продолжается от 1 года до 4 лет. В этот период наблюдается синхронизация всех гомеостатических процессов, сопровождающаяся не только функциональной, но и структурной перестройкой биосистемы.

3-я фаза - переходная , продолжительностью от 4 до 5-10 лет. В это время у большинства переселенцев происходит стабилизация соматических и вегетативных функций.

4-я фаза - истощения , возможна при длительном проживании на Севере, является следствием перенапряжения в гомеостатических системах организма при недостаточности генетически запрограммированных механизмов долговременной адаптации к возмущающим факторам среды обитания.

В обобщённом виде рассматриваемые физиологические процессы на организменном уровне содержатся в экспериментально обоснованной теории «общего адаптационного синдрома», или стресс-реакции (Ганс Селье, 1936).

Стресс - комплекс неспецифических реакций организма в ответ на действие сильных или сверхсильных раздражителей .

Стресс в классической интерпретации протекает в три стадии (рис. 3), или фазы, а именно «тревоги», переходную, устойчивой адаптации.

Первая фаза - «тревоги» - развивается в самом начале действия как физиологического, так и патогенного фактора или изменённых условий внешней среды. При этом реагируют висцеральные системы (кровообращения, дыхания), реакциями которых управляет ЦНС с широким вовлечением гормональных факторов (в частности, гормонов мозгового вещества надпочечников - глюкокортикоидов и катехоламинов), что в свою очередь сопровождается повышенным тонусом симпатического отдела вегетативной нервной системы.

Рис. 3. Фазы стресса по Г. Селье

Переходная фаза. Часто выделяют фазу, переходную к устойчивой адаптации. Она характеризуется уменьшением общей возбудимости ЦНС, формированием функциональных систем, обеспечивающих управление адаптацией к возникшим новым условиям. В ходе этой фазы приспособительные реакции организма постепенно переключаются на более глубокий тканевый уровень.

Фаза устойчивой адаптации , или резистентности. Формируются новые координационные соотношения, осуществляются целенаправленные защитные реакции. Подключается гипофизарно-надпочечниковая система, мобилизуются структуры, в результате деятельности которых ткани получают повышенное энергетическое и пластическое обеспечение. Эта стадия и является собственно адаптацией - приспособлением - и характеризуется новым уровнем деятельности тканевых, клеточных, мембранных элементов, перестроившихся благодаря временной активации вспомогательных систем, которые при этом могут функционировать практически в исходном режиме, тогда как тканевые процессы активизируются, обеспечивая гомеостаз, адекватный новым условиям существования.

Несмотря на экономичность - выключение «лишних» реакций, а следовательно, и излишней затраты энергии, - переключение реактивности организма на новый уровень осуществляется при определённом напряжении управляющих систем. Это напряжение названо «цена адаптации». Поскольку эта стадия связана с постоянным напряжением регуляторных механизмов, перестройкой соотношений нервных и гуморальных механизмов, формированием новых функциональных систем, то эти процессы при сверхпороговой интенсивности стрессорных факторов могут вызвать развитие стадии истощения.

Адаптогенные факторы

Селье назвал факторы, воздействие которых приводит к адаптации, стресс-факторами. Другое их название - экстремальные факторы. Экстремальными могут быть не только отдельные воздействия на организм, но и изменённые условия существования в целом (например, перемещение человека с юга на Крайний Север и т.д.). По отношению к человеку адаптогенные факторы могут быть природными и социальными, связанными с трудовой деятельностью.

Природные факторы. В ходе эволюционного развития живые организмы адаптировались к действию широкого спектра природных раздражителей. Действие природных факторов, вызывающих развитие адаптационных механизмов, всегда является комплексным, так что можно говорить о действии группы факторов того или иного характера. Например, все живые организмы в ходе эволюции прежде всего приспособились к земным условиям существования: определённому барометрическому давлению и гравитации, уровню космических и тепловых излучений, строго определённому газовому составу окружающей атмосферы и т.д.

Социальные факторы. Помимо того, что человеческий организм подвержен тем же природным влияниям, что и организм животных, социальные условия жизни человека, факторы, связанные с его трудовой деятельностью, породили специфические факторы, к которым необходимо адаптироваться. Их число растёт с развитием цивилизации. Так, с расширением среды обитания появляются совершенно новые для человеческого организма условия и воздействия. Например, космические полёты приносят новые комплексы воздействия. К их числу относится невесомость - состояние, абсолютно неадекватное для любого организма. Невесомость сочетается с гипокинезией, изменением суточного режима жизни и т.д.

ОБЩИЕ ЗАМЕЧАНИЯ

Адаптация или приспособление к условиям существования - одно из основополагаю­щих качеств живой материи. Оно настолько всеобъемлюще, что отождествляется с самим понятием жизни." Начиная с момента рождения, организм внезапно попадает в совершенно новые для себя условия и вынужден приспособить к ним деятельность всех своих органов и систем. В дальнейшем в ходе индивидуального развития факторы, действующие на орга­низм, непрерывно видоизменяются, порой приобретая необычайную силу или необычай­ный характер, что требует постоянных функциональных перестроек. Таким образом, про­цесс приспособления организма к общеприродным (климато-географическим, производст­венным и социальным) условиям представляет собой универсальное явление. Под адапта-цией понимают все виды врожденной и приобретенной приспособительной деятельности человека, которые обеспечиваются определенными физиологическими реакциями, проис­ходящими на клеточном, органном, системном и организменном уровнях. В литературе адаптацией называют как процессы и явления приспособления к жизни индивидуума, так и изменения организмах целых популяций на протяжении их существования. Таким обра­зом, проблема необычайно широка и многогранна. Ею занимаются биологи, физиологи, медики. Биология и экологическая физиология изучают видовую приспособляемость. Фи­зиология исследует, индивидуальную адаптацию, ее формирование н механизмы.

Не меньшее значение имеет проблема адаптации в медицине. Представление об адап­тивных особенностях организма здорового человека, его резервах и понимание механизмов нарушений этих способностей лри патологии должно лежать в основе медицинского мыш­ления каждого врача. В курсе нормальной физиологии на базе информации о деятельности отдельных систем организма студенты должны приобщиться к пониманию принципов функ­ционирования целостного организма во всей сложности взаимодействия его со средой, ко­торое осуществляется путем постоянных адаптивных реакций.

В данном разделе излагаются конкретные стороны адаптации, ее формы, фазы и меха­низмы.

ФОРМЫ АДАПТАЦИИ

Различают три типа приспособительно-адаптивного поведения живых организмов: бег­ство от неблагоприятного раздражителя, пассивное подчинение ему и, наконец, активное противодействие за счет развития специфических адаптивных реакций. Канадский ученый Ганс Селье называл пассивную форму существования с раздражителем синтаксической, а активную форму - борьбы и сопротивления - катотаксической. Приведем простой при­мер. Наступают зимние холода, и в животном мире - от простейших до человека мы най­дем все три формы приспособления. Некоторые животные «уходят» от холода, прячась в теплые норы, большая группа живых существ, называемых пойкилотермными, снижает тем­пературу тела, впадая в сонное состояние до наступления теплых дней. Это - пассивная форма приспособления к холоду. И наконец, другая большая группа животных, в том числе" человек, называемых гомойотермными, реагирует на холод сложным балансированием теп-

лопродукции и теплоотдачи, добиваясь при низкой температуре окружающей среды ста­бильной температуры своего тела. Этот тип адаптации - активный, сопряженный с разви­тием специфических и неспецифических реакций, и послужит предметом дальнейшего об­суждения.

Биологический смысл активной адаптации состоит в установлении и поддержании го-меостаза, позволяющего существовать в измененной внешней среде (напомним, что гомео-стазом называется динамическое постоянство состава внутренней среды и показателей де­ятельности различных систем организма, что обеспечивается определенными регулятор-ными механизмами).

Как только окружающая среда изменяется, или изменяются какие-либо существенные ее компоненты, организм вынужден изменять и некоторые константы своих функций. Го-меостаз в известной мере перестраивается на новый уровень, более адекватный для кон­кретных условий, что и служит основой адаптации.

Можно представить себе адаптацию как длинную цепь реакций различных систем, из которых одни должны видоизменять свою деятельность, а другие регулировать эти видоиз­менения. Поскольку основой основ жизни является обмен веществ - метаболизм, нераз­рывно связанный с энергетическими процессами, адаптация должна реализовываться через стационарное приспособительное изменение метаболизма и поддержание такого уровня, который соответствует и наиболее адекватен новым измененным условиям.

Метаболизм может и должен адаптироваться к измененным условиям существования, но процесс этот относительно инертный. Стойкому, направленному изменению метаболиз­ма предшествуют изменения в системах организма, имеющих посредническое, «служеб­ное» значение. К ним относятся кровообращение и дыхание. Эти функции первыми вклю­чаются в реакции, вызываемые действием внешних факторов.

Следует выделить двигательную систему, которая, с одной стороны, базируется на ме­таболизме, с другой - управляет метаболизмом в интересах адаптации. А сами изменения двигательной активности служат существенным звеном адаптации.

Особая роль в адаптивном процессе принадлежит нервной системе, железам внутрен­ней секреции с их гормонами. В частности, гормоны гипофиза и коры надпочечника вызы­вают первоначальные двигательные реакции и одновременно изменения кровообращения, дыхания и т. д. Изменения деятельности этих систем являются первой реакцией на любое сильное раздражение. Именно эти изменения предотвращают стационарные сдвиги мета­болического гомеостаза. Таким образом, на начальных стадиях действия на организм изме­ненных условий отмечается интенсификация деятельности всех систем органов. Этот меха­низм обеспечивает на первых этапах существование организма в новых условиях, однако он энергетически невыгоден, неэкономичен и лишь подготавливает почву для другого, бо­лее стойкого и надежного тканевого механизма, сводящего к рациональной для данных ус­ловий перестройке служебные системы, которые, функционируя в новых условиях, посте­пенно возвращаются к нормальному исходному уровню деятельности.

ОБЩИЕ ЗАМЕЧАНИЯ

Адаптация или приспособление к условиям существования - одно из основополагаю­щих качеств живой материи. Оно настолько всеобъемлюще, что отождествляется с самим понятием жизни. Начиная с момента рождения, организм внезапно попадает в совершенно новые для себя условия и вынужден приспособить к ним деятельность всех своих органов и систем. В дальнейшем в ходе индивидуального развития факторы, действующие на орга­низм, непрерывно видоизменяются, порой приобретая необычайную силу или необычай­ный характер, что требует постоянных функциональных перестроек. Таким образом, про­цесс приспособления организма к общеприродным (климато-географическим, производст­венным и социальным) условиям представляет собой универсальное явление. Под адапта­цией понимают все виды врожденной и приобретенной приспособительной деятельности человека, которые обеспечиваются определенными физиологическими реакциями, проис­ходящими на клеточном, органном, системном и организменном уровнях. В литературе адаптацией называют как процессы и явления приспособления к жизни индивидуума, так и изменения в организмах целых популяций на протяжении их существования. Таким обра­зом, проблема необычайно широка и многогранна. Ею занимаются биологи, физиологи, медики. Биология и экологическая физиология изучают видовую приспособляемость. Фи­зиология исследует индивидуальную адаптацию, ее формирование и механизмы.

Не меньшее значение имеет проблема адаптации в медицине. Представление об адап­тивных особенностях организма здорового человека, его резервах и понимание механизмов нарушений этих способностей при патологии должно лежать в основе медицинского мыш­ления каждого врача. В курсе нормальной физиологии на базе информации о деятельности отдельных систем организма студенты должны приобщиться к пониманию принципов функ­ционирования целостного организма во всей сложности взаимодействия его со средой, ко­торое осуществляется путем постоянных адаптивных реакций.

В данном разделе излагаются конкретные стороны адаптации, ее формы, фазы и меха­низмы.

ФОРМЫ АДАПТАЦИИ

Различают три типа приспособительно-адаптивного поведения живых организмов: бег­ство от неблагоприятного раздражителя, пассивное подчинение ему и, наконец, активное противодействие за счет развития специфических адаптивных реакций. Канадский ученый Ганс Селье называл пассивную форму существования с раздражителем синтаксической, а активную форму - борьбы и сопротивления - катотаксической. Приведем простой при­мер. Наступают зимние холода, и в животном мире - от простейших до человека мы най­дем все три формы приспособления. Некоторые животные «уходят» от холода, прячась в теплые норы, большая группа живых существ, называемых пойкилотермными, снижает тем­пературу тела, впадая в сонное состояние до наступления теплых дней. Это - пассивная форма приспособления к холоду. И наконец, другая большая группа животных, в том числе человек, называемых гомойотермными, реагирует на холод сложным балансированием теп-

лопродукции и теплоотдачи, добиваясь при низкой температуре окружающей среды ста­бильной температуры своего тела. Этот тип адаптации - активный, сопряженный с разви­тием специфических и неспецифических реакций, и послужит предметом дальнейшего об­суждения.

Биологический смысл активной адаптации состоит в установлении и поддержании гомеостаза, позволяющего существовать в измененной внешней среде (напомним, что гомеостазом называется динамическое постоянство состава внутренней среды и показателей де­ятельности различных систем организма, что обеспечивается определенными регуляторными механизмами).

Как только окружающая среда изменяется, или изменяются какие-либо существенные ее компоненты, организм вынужден изменять и некоторые константы своих функций. Гомеостаз в известной мере перестраивается на новый уровень, более адекватный для кон­кретных условий, что и служит основой адаптации.

Можно представить себе адаптацию как длинную цепь реакций различных систем, из которых одни должны видоизменять свою деятельность, а другие регулировать эти видоиз­менения. Поскольку основой основ жизни является обмен веществ - метаболизм, нераз­рывно связанный с энергетическими процессами, адаптация должна реализовываться через стационарное приспособительное изменение метаболизма и поддержание такого уровня, который соответствует и наиболее адекватен новым измененным условиям.

Метаболизм может и должен адаптироваться к измененным условиям существования, но процесс этот относительно инертный. Стойкому, направленному изменению метаболиз­ма предшествуют изменения в системах организма, имеющих посредническое, «служеб­ное» значение. К ним относятся кровообращение и дыхание. Эти функции первыми вклю­чаются в реакции, вызываемые действием внешних факторов.

Следует выделить двигательную систему, которая, с одной стороны, базируется на ме­таболизме, с другой - управляет метаболизмом в интересах адаптации. А сами изменения двигательной активности служат существенным звеном адаптации.

Особая роль в адаптивном процессе принадлежит нервной системе, железам внутрен­ней секреции с их гормонами. В частности, гормоны гипофиза и коры надпочечника вызы­вают первоначальные двигательные реакции и одновременно изменения кровообращения, дыхания и т. д. Изменения деятельности этих систем являются первой реакцией на любое сильное раздражение. Именно эти изменения предотвращают стационарные сдвиги мета­болического гомеостаза. Таким образом, на начальных стадиях действия на организм изме­ненных условий отмечается интенсификация деятельности всех систем органов. Этот меха­низм обеспечивает на первых этапах существование организма в новых условиях, однако он энергетически невыгоден, неэкономичен и лишь подготавливает почву для другого, бо­лее стойкого и надежного тканевого механизма, сводящего к рациональной для данных ус­ловий перестройке служебные системы, которые, функционируя в новых условиях, посте­пенно возвращаются к нормальному исходному уровню деятельности.

АДАПТОГЕННЫЕ ФАКТОРЫ

Канадский ученый Ганс Селье, подошедший к проблеме адаптации с новых оригиналь­ных позиций, назвал факторы, воздействие которых приводит к адаптации стресс-фактора­ми. Другое их название - экстремальные факторы. Экстремальными могут быть не только отдельные воздействия на организм, но также и измененные условия существования в це­лом (например, перемещение человека с юга на крайний север и т. д.). По отношению к человеку адаптогенные факторы могут быть: природные и связанные с трудовой деятельно­стью самого человека.

Природные факторы. В ходе эволюционного развития организмы адаптировались к дей­ствию широкого спектра природных раздражителей. Действие природных факторов, вызы­вающих развитие адаптационных механизмов, всегда является комплексным, так что мож­но говорить о действии группы факторов того или иного характера. Так, например, все жи-

вые организмы в ходе эволюции прежде всего приспособились к земным условиям сущест­вования: определенному барометрическому давлению и гравитации, уровню космических и тепловых излучений, строго определенному газовому составу окружающей атмосферы и т.д.

Животный мир адаптировался к смене сезонов. Сезоны - времена года - включают в себя изменения целого комплекса факторов окружающей среды: освещенности, температу­ры, влажности, радиации. Животные приобрели способности заранее реагировать на смену времен года, например, при приближении зимы, но еще до наступления холодов у многих млекопитающих развивается значительная прослойка подкожного жира, шерсть становит­ся густой, меняется окраска шерсти и т. д. Сам механизм предварительных изменений, поз­воляющий животным встретить надвигающиеся холода подготовленными, является заме­чательным достижением эволюции. В результате фиксированности в организме изменений окружающего мира и сигнального значения факторов внешней среды и развиваются «опе­режающие» реакции приспособления (П. К. Анохин).

Помимо смены сезонов в течение года животный мир адаптировался к смене дня и ночи. Эти природные изменения определенным образом зафиксированы во всех системах орга­низма.

Следует отметить, что природные факторы действуют как на организм животных, так и на организм человека. В том и другом случаях эти факторы приводят к развитию адаптив­ных механизмов физиологической природы. Однако человек помогает себе приспосабли­ваться к условиям существования, используя, кроме своих физиологических реакций, еще и различные защитные средства, которые дает ему цивилизация: одежду, сооружение до­мов и т. д. Это освобождает организм от нагрузки на некоторые адаптивные системы и не­сет в себе некоторые отрицательные для организма стороны: снижает способность адапти­роваться к природным факторам (например, к холоду).