Раздел XVI Адаптация организма к различным условиям среды. Биоритмология

180. Общие закономерности адаптации организма к различным ус­ловиям среды. Адаптируемость, или адаптивность, как одно из основных качеств организма человека и животных. Устойчивость, или резистентность (толерантность), организма к воздействию неблагоприятных факторов среды. Неспецифическая и специфическая резистентность. Адаптация как физиологический процесс приспособления к действию неблагоприятных факторов среды обитания. Синонимы термина «адаптация» (акклиматизация» и др.). Дезадаптция – нарушение процессов адаптации, срыв адаптации. Деадаптация – обратимость процесса адаптации, утрата устойчивости к адаптациогену. Реадаптация – восстановление устойчивости к адаптациогену. Адаптациогены, или адаптогены, и их виды – природные, или комплексные (смена сезонов, смена дня и ночи и пр.), биологические, производственные, психологические, социальные, физические, химические и другие длительно воздействующие неблагоприятные биотические и абиотические факторы. Классификация адаптаций: в зависимости от адаптациогена - адаптация к низким температурам, к высокогорью и пр.; в зависимости от количества действующих адаптациогенов – простая (к одному фактору) и сложная (к комплексу факторов) адаптация; в зависимости от механизмов адаптации - поведенческая (превентивная), психологическая, физиологическая, биохимическая; в зависимости от взаимодействия с адаптациогеном – активная (или катотаксическая, по Г. Селье) и пассивная (или синтаксическая) адаптация; в зависимости от эффективности – полная и неполная (частичная) адаптация, или – совершенная и несовершенная адаптация; в зависимости от наличия программ адаптации - генетическая (врожденная программа) и фенотипическая (программа формируется в процессе индивидуального развития). Влияние силы адаптациогена на процесс адаптации; оптимум и пессимум силы. Норма адаптивной реакции и цена адаптации. Положительное значение адаптации. Перекрестная адаптация и ее виды – положительная, или перекрестная резистентность (адаптация к конкретному адаптациогену повышает устойчивость организма к другому адаптациогену) и отрицательная, или перекрестная сенсибилизация (явление, противоположенное первому).

181. Общая характеристика процесса адаптации к действию неблагоприятных факторов (адаптациогенов). Первичная реакция организма на действие адаптациогена и ее варианты, или формы адаптации (приспособление за счет активного преобразования адаптациогена; приспособление за счет ослабления или усиления реакции на адптациоген; собственно адаптация, или истинная адаптация). Механизмы адаптации - накопление ошибок при использовании стандартных программ, направленных против адаптациогена (стресс-реакция); активация генома и формирование структурных и функциональных изменений на уроне клетки, органа, системы (структурного следа адаптации, или «вегетативной памяти»), повышающих устойчивость организма к адаптациогену. Зависимость «рисунка» структурного следа адаптации от природы адаптациогена. Значение структурного следа адаптации в формировании условий для положительной и отрицательной адаптации. Значение нервной и эндокринной системы в процессах адаптации. Фазность адаптации. Три фазы адаптации по Г. Селье – «аварийная», переходная и фаза устойчивой адаптации. Четыре этапа (фазы) адаптации по В.И. Медведеву, – начальный, поздний, период стабильной адаптации и срыв адаптации (первичная слабость адаптационных резервов, или болезнь адаптации). Четыре стадии (фазы) адаптации по Ф.З. Меерсону, - срочная (аварийная, несовершенная), долговременная (совершенная), стадия окончательного формирования структурного следа адаптации и стадия изнашивания функциональных систем. Реакции организма на добавочные раздражения в условиях фаз адаптации - адекватная, неадекватная (перекрестная сенсибилизация) и отсутствие реакции (перекрестная резистентность). Активное управление процессом адаптации и его виды - отбор адаптабельных лиц, выбор оптимального пути воздействия адаптациогена, фармакологическая модуляция; использование положительной перекрестной адаптации (физическая тренировка, закаливание, воздействие гипоксии). Критерии адаптации - стабилизация физиологических реакций, рост максимального потребления кислорода (МПК) и работоспособности (физической и умственной), восстановление иммунного статуса и общей резистентности, воспроизводство здорового потомства. Проблема дезадаптации и реадаптации.

182 Адаптация к мышечным нагрузкам аэробной направленности (спортивная тренировка). Физиоло­гическая классификация физических упражнений (циклические и ацик­лические, локальные, региональные, глобальные, статические и ди­намические, силовые, скоростно-силовые, упражнения на выносли­вость). Классификация циклических упражнений (анаэробные - макси­мальной, околомаксимальной и субмаксимальной мощности, аэробные - максимальной, околомаксимальной, субмаксимальной, средней и малой мощности). Классификация ациклических упражнений (взрывные, стан­дартно-переменные, нестандартно-переменные, интервально-повтор­ные). Нарушения гомеостаза при спортивной деятельности в зависимости от направленности тренировок и глубины утомления (повреждение мышц, нарушение ЭМС, истощение запасов гликогена и креатинфосфата, ацидоз, снижение кровоснабжения работающих мышц и других органов). Механизмы адаптации к нагрузкам аэробной направленности (увеличение аэробной выносливости) - повышение синтеза белков и рабочая гипертрофия мышц, увеличение мощности аэробного ресинтеза АТФ в мышцах (за счет увеличения числа митохондрий, активности ферментов окислительного цикла, повышения эффективности окислительного фосфорилирования), повышение эффективности использования пирувата и жиров в качестве источника энергии («жировой сдвиг»), рост содержания миоглобина в мышцах и запасов гликогена в мышцах и печени, повышение капилляризации мышечных волокон, увеличение мощности, скорости активации и эффективности кислородтранспортирующих систем (гипертрофия миокарда, повышение его систолического объема и резервных возможностей, увеличение дыхательной функции легких, в том числе МВЛ, повышение дыхательных объемов, диффузионной способности легких, повышение ОЦК, МОК, МПК и физической работоспособности, рост содержания эритроцитов и гемоглобина, содержания в эритроцитах 2,3-ДФГ, повышение экстракции О₂, повышение реакции сердца на симпатическую систему и катехоламины, повышение возможности двигательных систем мозга, мощности стресс-реализующей и стресс-лимитирующей систем. Перекрестная положительная адаптация (рост устойчивости к гипоксии, к стрессу, низким температурам) и перекрестная отрицательная адаптация (снижение иммунитета, возможность развития патологии сердца при чрезмерных нагрузках, нарушение роста внутренних органов, нарушение полового созревания и менструального цикла).

183. Адаптация к мышечным нагрузкам анаэробной направленности. Анаэробные спортивные нагрузки и их виды. Функциональные и метаболические изменения при этих нагрузка. Механизмы адаптации к нагрузкам анаэробной направленности - увеличение мощности фосфагенной и лактацидной систем, увеличение запасов креатинфосфата и гликогена в мышцах, повышение активности миокиназы, креатинфосфокиназы и гликолитических ферментов, рабочая гипертрофия мышц миофибриллярного типа, увеличение координационных и скоростных качеств (за счет повышения эффективности двигательных навыков и внутримышечных и межмышечных координационных механизмов управления), совершенствование синаптической передачи в ЦНС и в скелетных мышцах, повышение эффективности проприоцептивной и других сенсорных систем.

184. Активное управление процессом адаптации к мышечным нагрузкам (физиологические основы тренировочного процесса) Два ведущих эффекта тренировки - усиление мак­симальных функциональных возможностей организма и повышение эф­фективности деятельности организма. Пороговые тренирующие нагруз­ки. Интенсивность, длительность, частота и объем тренировочных нагрузок. Специфичность и обратимость тренировочных эффектов. Тренируемость и сенситивные периоды. Показатели, характеризующие тренированность организма. Физиологическая и оздоровительная эф­фективность урока физической культуры. Тренировка силы, скорост­но-силовых качеств, выносливости, координационных способностей.

185. Отрицательное влияние гипоксии и проживания в горах на организм человека. Виды гипоксий, или кислородной недостаточности, - гипоксическая гипоксия (снижение рО₂ во вдыхаемом воздухе и рО₂ в крови); анемическая гипоксия (низкий уровень гемоглобина); застойная, или циркуляторная гипоксия (нарушение кровообращения вследствие сердечной недостаточности) и гистотоксическая гипоксия (блокадами ядами процессов митохондриального окисления). Острая гипоксия и примеры ее развития (быстрый подъем на 5000 м, снижение рО2 в альвеолярном воздухе до 30 мм рт. ст.). Хроническая гипоксия. Горная, или высотная, физиология. Горная вертикаль и ее четыре яруса - низкогорье (от 500 м до 1000-1400 м), среднегорье (до 2500 м), обжитое высокогорье (до 4500 м) и нежилое высокогорье, или сверхвысокогорье (более 4500 м). Отрицательное влияние гипоксии и комплекса факторов высокогорья (гипоксия, низкая температура, повышенная инсоляция) на организм человека – снижение энергообразования, повышение потребления О₂ в условиях основного обмена («гипоксический парадокс»), нарушение работы мозга, гипертензия малого круга кровообращения, отек легких и мозга, гипокапния и алкалоз. Горная болезнь - мозговые явления, полицитемия, нарушение кровообращения.

186. Адаптация к гипоксии и к проживанию в горах. Срочные реакции организма на гипоксию в «аварийную» стадию адаптации - повышение МОК, ЧСС, гипервентиляция («борьба за кислород»). Основные механизмы адаптации к гипоксии – рост альвеолярной поверхности и емкости легких, остаточного объема легких и функциональной остаточной емкости («функциональная эмфизема»), рост диффузионной способности легких, повышение мощности дыхательной мускулатуры, чувствительности инспираторных нейронов к гиперкапнии, стойкое повышение давления в малом круге кровообращения, увеличение массы сердца (гипертрофия правого желудочка) и емкости коронарных сосудов, повышение содержания миоглобина и митохондрий в миокарде, рост мощности системы гликолиза в миокарде, повышение эффективности окислительного фосфорилирования, рост использования глюкозы для энергообразования (повышение удельного веса в рационе углеводов), рост активности антиоксидантной системы, повышение устойчивости тканей к повреждающему действию ПОЛ, рост числа эритроцитов и уровня гемоглобина, рост гематокрита, повышение содержания в эритроцитах 2,3-ДФГ, повышение экстракции О₂, рост плотности капилляров в скелетных мышцах, повышение активности симпатической системы и продукции катехоламинов (с последующим снижением), повышение b-адренореактивности миокарда, рост продукции глюкокортикоидов, Т₃ и Т₄ (с последующим снижением), рост мощности стресс-реализующих и стресс-лимитирующих систем. Отрицательная перекрестная адаптация (цена за адаптацию) – уменьшение способности продуцировать АДГ, альдостерон; уменьшение иммунитета, снижение секреторной и двигательных функций пищеварительного тракта. Возможности использования кратковременной гипоксии для повышения перекрестной резистентности. Конституциональный отбор в горах – формирование «высокогорного адаптивного типа» - широкая грудная клетка и повышенная способность кислородтранспортирующих систем.

187. Адаптация к гиподинамии, невесомости и дефициту информации. Гипокинезия и гиподинамия. Условия, ведущие к гиподинамии. Сидячий образ жизни. Степень гиподинамии. Отрицательное влияние гиподинамии на организм человека – снижение резервных возможностей сердечно-сосудистой и респираторной систем, венозный застой, снижение кровотока в пищеварительном тракте и уменьшение его функциональных возможностей, снижение уровня метаболизма, гипотрофия скелетной мускулатуры, снижение подвижности в суставах, повышение активности симпатической системы. Низкие адаптивные возможности организма человека к гиподинамии. Поведенческая адаптация. Профилактика гиподинамического синдрома. Понятие о невесомости. Влияние невесомости на организм человека. Нарушения вестибулярной, проприоцептивной и других сенсорных систем мозга. Нарушение регуляции тонической и фазной активности скелетных мышц. Нарушения в системе кровообращения - снижение венозного возврата, уменьшение ОЦК, неадекватное перераспределение кровотока. Нарушение гормональной регуляции уровня ионов Са²⁺ в крови, явление декальциноза. Низкие адаптивные возможности организма человека к фактору невесомости. Поведенческая адаптация. Профилактика синдрома невесомости. Понятие о дефиците информации. Отрицательное влияние информационной изоляции на организм человека (развитие невротического состояния, нарушения сна, появление зрительных и слуховых галлюцинаций). Ограниченность адаптационных возможностей человека в отношении дефицита информации.

188. Адаптация к действию низких температур и к проживанию в высоких широтах Влияние холода на организм человека. Неблагоприятные факторы при проживании севернее 66^о 33’ (холод, колебания геомагнитных и электромагнитных полей и атмосферного давления, особенности солнечного освещения). Основные механизмы холодовой адаптации, или акклиматизации. Повышение теплообразования - гипертрофия симпатических нейронов, гипертрофия щитовидной железы и рост продукции Т₃ и Т₄, снижение сопряжения окисления и фосфорилирования, увеличение продукции катехоламинов, рост числа митохондрий в буром жире, увеличение объема бурого жира, рост уровня основного обмена, усиление липидного обмена и использование жира как энергетического субстрата, повышенное содержание миоглобина в скелетных мышцах, повышение возможности сократительного термогенеза, рост аппетита и референдум жирной и белковой пищи. Понижение теплоотдачи - увеличение толщины подкожно-жирового слоя, уменьшение кожного кровотока, снижение ОЦК. Снижение продукции АДГ (холодовой диурез). Изменение реакции кожных сосудов на холод (расширение вместо спазма) и на симпатические воздействия, снижение чувствительности периферических терморецепторов и нейронов центра терморегуляции к температуре крови, повышение устойчивости к переохлаждению. Особенности адаптации к проживанию в высоких широтах. Длительность фаз адаптации (начальная – 0,5 лет, переходная - 2–3 года, стабильная –10-15 лет). Синдром полярного напряжения. Конституциональный отбор – формирование «арктического адаптивного типа», или «полярного метаболического типа» (низкий рост, малые размеры конечностей, повышение возможности продукции тепла в митохондриях).

189. Адаптация к действию высоких температур и к проживанию в аридной зоне. Влияние высокой температуры и влажности на организм человека. Основные механизмы тепловой адаптации, или акклиматизации, у работающих в условиях горячих производств и у жителей аридной зоны и тропиков. Совершенствование системы терморегуляции (увеличение возможности физической терморегуляции за счет роста кожного кровотока, ОЦК, роста объема и скорости потоотделения). Уменьшение потери электролитов с потом (за счет снижения их содержания в поте). Повышение чувствительности нефронов к АДГ и альдостерону. Рост чувствительности нейронов центров жажды к дегидратации. Снижение общего периферического сопротивления и показателей артериального давления, уменьшение объема клубочковой фильтрации. Снижение теплообразования за счет уменьшения двигательной активности, аппетита и референдума пищи (предпочтение углеводной диеты). Конституциональный отбор (высокий рост, большие размеры конечности, курчавые волосы, цилиндрическая форма головы).

190. Адаптация к психогенным факторам (эмоциональному стрессу). Психическое напряжение. Особенности эмоционального, или психического, стресса. Отрицательное влияние эмоционального стресса на организм человека (повреждение сердечной мышцы за счет чрезмерного выделения катехоламинов, повышение свертывающей способности крови и тромбообразования, спазм коронарных артерий, развитие инфаркта миокарда, активация ПОЛ и повреждение его продуктами клеток, снижение иммунитета, иммунного надзора). Основные механизмы адаптации к эмоциональному стрессу - увеличение мощности стресс-реализующий и стресс-лимитирующей систем (ГАМК- ергической, опиоидной, антиоксидантной и простагландиновой систем), уменьшение ответной реакции организма на действие стрессора, т.е. десенситизация (за счет снижения продукции адреналина и адренореактивности органов и тканей, в том числе b₁-адренореактивности миокарда. Положительная (рост резистентности к низким температурам) и отрицательная (снижение продукции андрогенов) перекрестная адаптация. Эффективность адаптации к стрессу в зависимости от типа ВНД (нестойкость адаптации у холерического и меланхолического типов).

191. Общие представления о биоритмологии (хронобиологиии). Виды биоритмов. Дискретность различных процессов в организме. Циклические процессы – ритмы мозга, кардиоритм, дыхательный цикл, «голодная» моторика желудка.. Колебательный характер констант, реакций и циклов в связи с внешними условиями (показатели артериального давления, частота сердечного ритма, количество тромбоцитов в крови, уровень фибриногена, фибринолитическая активность крови, температура ядра тела и пр.). Понятие о хронобиологической норме. Хронобиология и хрономедицина. Классификация биоритмов Ф. Халберга - ритмы высокой частоты; ритмы средней частоты- ультрадианный (0,5-20ч), циркадианный (20-28 ч), инфрадианный (28ч – 6 дней); ритмы низкой частоты - циркасептанный (около 7 суток), циркадисептанный (около 14 суток), циркавижинтанный, или циркавигинтанный (около 21дней), циркатригинтанный (около 30 дней), микроциклы (от месяца до года), циркааннуальный (годичный), мегаритмы (свыше 10 лет). Количественная характеристика биоритма - длительность периода; мезор (среднее значение сигнала); амплитуда ритма (наибольшее отклонение сигнала от мезора), фаза (момент цикла, когда регистрируется сигнал); акрофаза, или ортофаза (момент наибольшего подъема), батифаза, или парафаза (момент спада процесса), мезофаза (активность процесса соответствует мезору).

192. Возможные физиологические механизмы биоритмогенеза. Внешние «задаватели времени», или задаватели ритма. Геомагнитные колебания как внешние датчики времени. Сезонные биоритмы. Предполагаемые механизмы восприятия внешних генераторов ритма - роль эпифиза, супрахиазматического ядра гипоталамуса, взаимодействия гормонов. Понятие о внутренних биологических часах и их организации. Биологические часы как результирующая взаимодействия эпифиза, гипофиза и гипоталамуса. Представление о множественности биологических часов (внутренних осцилляторов). Гипотеза хрона, или представление о генетической обусловленности отсчета времени организмом. Метаболическая гипотеза об эндогенных ритмах, порождаемых колебаниями ферментной активности. Субъективное восприятие времени. Роль левого полушария. Социальные генераторы ритма. Стереотипы жизнедеятельности человека. Фактор опережения - основа целенаправленного поведения. Влияние нарушения биоритмов на функциональное состояние организма (при смещении режимов жизни, при трансмеридианных перемещениях). Десинхронозы. Ресинхронизация. Возможности биоримологической адаптации человека.