Следствие закона о триединстве информационного входа

Общие принципы и механизмы адаптации Человека к условиям окружающей среды.

Понятие о стрессоре и стрессорном воздействии

Освоение человеком обширных территорий с разными природно-климатическими условиями, внедрение новых технологий производства, новых форм организации труда существенно преобразовали не только окружающую среду, но и к настоящему времени качественно изменили психофизиологические свойства человеческих популяций, проживающих в разных условиях (климатических, экологических, социально-экономических и т.д.).

Качественнные изменения характеризуются развитием новых общефизиологических закономерностей, их специфической направленностью в тех или иных климато-географических и социально-производственных условиях.

Адаптация – совокупность морфо-физиологических перестроек в связи с изменением факторов окружающей среды; а также изменение взаимоотношений отдельных органов и систем в процессе адаптации.

Термином «адаптивность» или приспособляемость определяют способность живых систем к приспособлению. Внутри человеческой популяции отдельные индивиды могут значительно отличаться по приспособляемости к сдвигам в среде.

В. И. Медведев (1988) разработал общую теорию адаптации с положением о поиске организмом оптимальных вариантов гомеостатического регулирования в условиях действия на него адаптивных факторов, с целью создания новой программы уравновешивания всех звеньев внешней и внутренней среды. В том числе, создание программы максимум, при которой включенные в нее элементы отвечают гиперреакцией. Таким образом, В. И. Медведев рассматривал адаптацию как процесс формирования системы, характеризующейся появлением новых свойств, которыми не обладал ни один из элементов этой системы.

Организм ― единая целостная система. Клетки, ткани и органы могут существовать и нормально функционировать только в определенных условиях, которые создаются внутренней средой, к которой они приспособились в ходе эволюционного развития. Внутренняя среда обеспечивает возможность поступления в клетки необходимых для их жизнедеятельности веществ и вывод продуктов обмена. Благодаря поддержанию определенного состава внутренней среды клетки функционируют в относительно постоянных условиях. Сохранение постоянства внутренней среды называется гомеостазом. (Внутренняя среда ― это кровь, лимфа, тканевая жидкость). Задача процесса адаптации – сохранение относительного гомеостатического равновесия на клеточном, тканевом, органном и организменном уровне.

Нарушение адаптивных реакций организма ― процесс, обратный адаптации называетя дизадаптацией. Дизадаптация возникает в результате воздействия на организм факторов среды, количественно превышающих возможности адаптирующейся системы. Дизадаптация приводит к дисфункции ― изменению возможностей выполнения качественных и количественных функций в результате нарушения морфологических структур, ответственных за адаптацию. Если экстремальное (чрезмерное, предельное) воздействие не вызывает нарушений в органах и системах, то возможна реадаптация, то есть способность организма после прекращения действия травмирующего фактора возвращать вовлеченные в процесс системы в исходное положение. Однако, особенностью реадаптации является то, что организм, испытавший влияние повышенной нагрузки, сохраняет об этом след, память, фиксируя проходящие изменения.

В связи с понятием адаптивности, применяется термин «резистентность», под которым понимается сопротивляемость, устойчивость организма воздействию внешних факторов. Специфическая резистентность ― устойчивость по отношению к определенному фактору, неспецифическая резистентность ― по отношению к различным факторам.

Два типа адаптации (приспособления) к внешним факторам:

І ― заключается в формировании определенной степени устойчивости к данному фактору, способности сохранять функции при изменении силы его действия.

Это адаптация по типу толерантности (выносливость, терпеливость) ― пассивный путь адаптации. Такой тип адаптации действует преимущественно на клеточно-тканевом уровне.

ІІ ― это активный путь адаптации. С помощью специфических адаптивных механизмов организм человека компенсирует изменения воздействующего фактора таким образом, что внутренняя среда остается относительно постоянной. Происходит адаптация по резистентному (сопротивление, противодействие) типу. Здесь активные адаптивные механизмы поддерживают гомеостаз внутренней среды организма.

В организме на относительно постоянном уровне (в здоровом организме – на ровне физиологической нормы) поддерживаются кровяное давление, температура тела, осмотическое давление крови и тканевой жидкости, содержание в них белков, глюкозы, ионов натрия, калия, кальция, хлора и др. Однако при изменении информационного входа, на уровне избытка или дефицита, будут наблюдаться дисфункциональные изменения на уровне различных систем, а при длительном воздействии или значительной силе фактора – патологические изменения. Состояние информации среды можно характеризовать как оптимальное и алиментарно-дефицитное или алиментарно-избыточное. Например, следствием дезадаптации, связанной с йодной недостаточностью является социально-экономическая отсталость. Лица, испытывающие дефицит йода, хуже обучаются, способны выполнять менее квалифицированную работу, их труд менее производителен; у них отмечается снижение интеллектуальной активности, особенно в сфере инициативы и принятия решений.

Физиологическая норма

Патологическое состояние

Дисфункциональное состояние

Рис. 1. Изменения состояния организма при неадекватном (избыточном/дефицитном) входе информации.

Дисфункциональные изменения, приводящие к дисфункциональному состоянию, возможно стабилизировать или нивелировать при использовании определенных релаксационных мероприятий (изменение рациона питания на более адекватный, создание оптимального режима труда и отдыха, стабилизация эмоционально-психического тонуса и т.д.). В то время как патологические изменения возможно стабилизировать, но привести организм на прежний уровень функционирования невозможно.

Специфические адаптивные механизмы, свойственные человеку, дают возможность переносить определенный размах отклонений фактора от оптимальных значений без нарушения функций организма (рис.2).

Зоны количественного выражения фактора, отклоняющегося от оптимума, но не нарушающего жизнедеятельности, определяются как зоны нормы. Таких зон две, соответственно отклонению от оптимума в сторону недостатка дозировки фактора и в сторону ее избытка (зона недостатка, зона избытка). Однако при изменении информационного входа, на уровне избытка или дефицита, будут наблюдаться дисфункциональные изменения на уровне различных систем, а при длительном воздействии или значительной силе фактора – патологические изменения (рис.1). Состояние информации среды можно характеризовать как оптимальное и алиментарно-дефицитное или алиментарно-избыточное. Например, следствием дезадаптации, связанной с йодной недостаточностью является социально-экономическая отсталость. Лица, испытывающие дефицит йода, хуже обучаются, способны выполнять менее квалифицированную работу, их труд менее производителен; у них отмечается снижение интеллектуальной активности, особенно в сфере инициативы и принятия решений.

Значительный сдвиг в сторону недостатка или избытка фактора может снизить эффективность действия адаптивных механизмов и даже нарушить жизнедеятельность организма. При крайнем недостатке или избытке фактора, приводящем к патологическим изменениям в организме, выделяют зоны пессимума (причинять вред, ущерб). Наконец, за пределами этих зон количественное выражение фактора таково, что полное напряжение всех приспособительных систем оказывается неэффективным. Крайние значения приводят к летальному исходу, за пределами этих значений жизнь невозможна (рис. 2).

Адаптация к любому фактору связана с затратой энергии. В зоне оптимума адаптивные механизмы не нужны и энергия расходуется только на фундаментальные жизненные процессы, организм находится в равновесии со средой. При выходе значения фактора за пределы оптимума включаются адаптивные механизмы, требующие тем больше энерготрат, чем дальше значение фактора отклоняется от оптимального (кривая 2, Рис.1). Нарушение энергетического баланса организма, наряду с повреждающим действием недостатка или избытка фактора, ограничивает диапазон переносимых человеком изменений. Если внешние условия в течение достаточно длительного времени сохраняются более или менее постоянными, либо изменяются в пределах определенного диапазона вокруг какого-то среднего значения, то жизнедеятельность организма стабилизируется на уровне, адаптивном по отношению к этому среднему, типичному состоянию среды. Именно такая «настройка», стабилизация и отражает положение зоны оптимума на шкале количественных изменений факторов. Так, разница климата определяет географические отличия индивидуальных параметров организма человека в северных и южных районах страны, т.е. разный уровень стабилизации адаптивных систем. Смена средних условий во времени или в пространстве влечет за собой переход на другой уровень стабилизации (сезонные, температурные адаптации, типы осмо—, терморегуляции и др.)

Рис. 1. Принципиальная схема влияния количественного выражения фактора среды на жизнедеятельность организма.

Примечани е: 1. Степень благоприятствования данных доз для организма; 2. Величина энергозатрат на адаптацию. Схема условная ― предполагается, что все остальные факторы действуют в оптимуме.

Но полной идентичности условий, абсолютной их повторяемости в природе не существует. В этом случае отклонениям конкретных условий от среднего уровня будут соответствовать функциональные адаптации, лабильно отвечающие на эти изменения и направленные на обеспечение максимальной эффективности функционирования организма в пределах определенного стабилизированного состояния. Способность к функциональным адаптациям тем выше, чем более лабилен воздействующий на человека фактор.

Таким образом, по биологической значимости адаптивные механизмы делят на две группы:

1. Механизмы, обеспечивающие адаптивный характер общего уровня стабилизации отдельных функциональных систем и организма в целом по отношению к наиболее генерализованным и устойчивым параметрам внешней среды.

2. Лабильные реакции, поддерживающие относительное постоянство общего уровня систем или организма путем включения адаптивных реакций при отклонениях условий среды от средних характеристик.

Эти два уровня адаптации, действуя совместно и во взаимодействии, обеспечивают «подгонку» функций организма к конкретному состоянию средовых факторов, в конечном счете — устойчивое его существование в условиях сложной и динамичной среды. Так, в системе теплообмена человека определенная группа приспособительных механизмов обеспечивает общий уровень адаптированности организма к средним температурным условиям данного географического района и сезона года. Сюда относят изменения обмена веществ, толщины подкожной жировой прослойки, структуры теплоизолирующих покровов, химические особенности, определяющие общий уровень теплопродукции и возможность ее повышения. Другая группа механизмов обеспечивает ответ организма на быстрые, кратковременные отклонения температуры среды от ее среднего уровня, свойственного сезону года, географическому району и т.п. Эту функцию выполняет комплекс реакций химической и физической терморегуляции и адаптивное поведение человека.

В процессе адаптации в центральную нервную систему постоянно поступает информация о ходе выполнения npoгpaммы адаптации, на основании которой возможны текущие поправки действий (сенсорные коррекции).

Ф.З. Меерсон пришел к выводу об адаптационном заполнении резкого информационного дефицита «информационной пустоты» оборонительной доминантой в поведении, проявляющейся возникновением многочисленных, нередко, несанкционированных (ненужных) двигательных реакций (Меерсон Ф.З. Адаптация, стресс, профилактика ⁄ Ф.З. Меерсон. ─ М.: Наука, 1981. ─ 278 с.). Например, потребление большого количества рафинированных продуктов, таких как сахар (гиперконцентрация углеводов, на фоне дефицита белков), приводит к парадоксальным адаптационным последствиям – гипогликемии, являющейся причиной гиперактивности, двигательной расторможенности детей и множеству других расстройств. Или, наоборот, постоянный углеводный дефицит проявляется приступами депрессии (нервные срывы) у танцовщиц, постоянно вынужденных ограничивать себя в еде.

Основной постулат закона о триединстве информационного входаБрехмана: «информация, действующая на организм, независимо от ее качества, усваивается организмом на определенном биохимическом уровне».

Все 3 потока информации соединяются на некотором химическом уровне и вызывают, в конечном счете, биологические перестройки организма. Известны эффекты «башни молчания» И.П. Павлова (Рис. 22), гиподинамии и т.д., которые можно трактовать как уменьшение вклада информационного потока в общий «информационный котел» организма.

Следствие закона о триединстве информационного входа