Основы системной физиологии

Результат реагирования человеческого организма на комплекс действующих факторов определяется не только характеристиками этих действующих факторов, но, прежде всего, - генотипическими, фенотипическими и функциональными свойствами организма человека. Человеческий организм не является чем-то неизменным. Даже в достаточно короткие промежутки времени он подвержен достаточной изменчивости, прежде всего, в связи с его динамически меняющимися функциональными состояниями и относительно растянутой во времени изменчивости его гомеостаза. Все эти процессы подчиняются строгим физиологическим законам, рассматривающим организм как единое целое со средой его существования. При этом именно законы адаптации человеческого организма с учетом его генотипических и фенотипических особенностей являются определяющими в формировании тех или иных результатов любой деятельности человека, включая и его деятельность в спорте.

Прежде чем представить основные положения современной теории адаптации, следует остановиться на теории функциональных систем П.К.Анохина, положенной в основу теории адаптации. Как показали исследования, всякая компенсация нарушенных функций может иметь место только при мобилизации значительного числа физиологических компонентов, зачастую расположенных в различных отделах центральной нервной системы и рабочей периферии, тем не менее, всегда функционально объединенных на основе получения конечного приспособительного эффекта. Такое функциональное объединение различно локализованных структур и процессов на основе получения конечного (приспособительного) эффекта и было названо «функциональной системой». Ядром функциональной системы является приспособительный эффект, определяющий состав, перестройку эфферентных возбуждений и неизбежное обратное афферентирование о результате промежуточного или конечного приспособительного эффекта. Именно достаточность или недостаточность результата определяет поведение системы: в случае его достаточности организм переходит на формирование другой функциональной системы с другим полезным результатом. В случае недостаточности полученного результата происходит стимулирование активирующих механизмов, возникает активный подбор новых компонентов, создается перемена степеней свободы действующих организаций и, наконец, после нескольких «проб и ошибок» находится совершенно достаточный приспособительный результат. На основе этого определения были сформулированы основные признаки функциональной системы как интегративного образования:

1. Функциональная система является центрально-периферическим образованием, выполняющего роль конкретного аппарата саморегуляции. Она поддерживает свое единство на основе циклической циркуляции от периферии к центрам и от центров к периферии, хотя и не является «кольцом» в полном смысле этого слова.

2. Существование любой функциональной системы непременно связано с получением какого-либо четко очерченного результата. Именно этот результат определяет то или иное распределение возбуждений и активностей по функциональной системе в целом.

3. В функциональной системе присутствуют рецепторные аппараты, оценивающих результаты ее действия. Эти рецепторные аппараты в одних случаях могут быть врожденными, в других это могут быть обширные афферентные образования центральной нервной системы, воспринимающие афферентную сигнализацию с периферии о результатах действия. Характерной чертой такого афферентного аппарата является то, что он складывается до получения самих результатов действия.

4. При подборе наиболее эффективного результата обратная афферентация закрепляющая последнее наиболее эффективное действие становится «санкционирующей афферентацией».

5. Объединение частей каждой жизненно важной функциональной системы (принцип консолидации) становится функционально полноценным на каком-то сроке развития плода еще до момента рождения.

6. Функциональная система всегда гетерогенна. Конкретным механизмом взаимодействия компонентов любой функциональной системы является освобождение их от избыточных степеней свободы, не нужных для получения данного конкретного результата, и, наоборот, сохранение всех тех степеней свободы, которые способствуют получению результата.

7. Результат через характерные для него параметры и благодаря системе обратной афферентации имеет возможность реорганизовать систему, создавая такую форму взаимодействия между ее компонентами, которая является наиболее благоприятной для получения именно запрограммированного результата.

8. «Функциональные системы организма складываются из динамически мобилизуемых анатомических структур в масштабе целого организма. «Компоненты той или иной анатомической принадлежности мобилизуются и вовлекаются в функциональную систему только в меру их содействия получению запрограммированного результата». Именно динамическая изменчивость входящих в функциональную систему структурных компонентов является одним из ее самых характерных и важных свойств.

9. В соответствии с требованиями, которые функция предъявляет структуре, живой организм обладает крайне важным свойством внезапной мобилизуемости его структурных элементов. Это значит, что «функциональный принцип выборочной мобилизации структур является доминирующим».

10. Независимо от уровня своей организации и от количества составляющих их компонентов функциональные системы имеют принципиально одну и ту же функциональную архитектуру, в которой результат является доминирующим фактором, стабилизирующим организацию систем.

Центральная архитектура целенаправленного поведенческого акта развертывается последовательно и включает следующие узловые механизмы:

1. Афферентный синтез.

2. Принятие решения.

3. Формирование акцептора результата действия.

4. Обратная афферентация.

5. Целенаправленное действие.

6. Санкционирующая стадия поведенческого акта.

Функциональные системы обладают свойством относительной лабильности лишь на определенных этапах своего формирования, постепенно теряя это свойство к моменту окончательногоформирования системы. В этом случае целостные функциональные системы организма (по «внешнему» содержанию – его многочисленные поведенческие акты) становятся предельно специфичными и «привязываются» к вполне конкретным структурным образованиям организма. Другими словами пробегание 100-метровой дистанции трусцой и с максимальной скоростью – две совершенно разные функциональные системы бега, обеспечиваемые различными структурными компонентами. Примерами различных функциональных систем являются, например, проплывания с одной скоростью, но разными стилями одной и той же дистанции. Более того, изменение любых параметров двигательного акта при сохранении одинакового конечного результата также будет свидетельствовать о «задействовании» в реализации данных поведенческих актов различных функциональных систем, «собранных» из различных структурно-функциональных компонентов. Все выше изложенное привело к созданию современной теории адаптации.