Срочная и долговременная адаптация к физическим нагрузкам

При всем многообразии индивидуальной фенотипической адаптации развитие ее у человека характеризуется некоторыми общими чертами. Сре­ди таких черт в приспособлении организма к любым факторам среды сле­дует выделять два вида адаптации - срочную, но несовершенную, и дол­говременную, совершенную (Меерсон Ф.З., 1986).

Срочная адаптация возникает непосредственно после нача­ла действия раздражителя и может реализоваться на основе готовых, ранее сформировавшихся физиологических механизмов и программ.

Очевидными проявлениями срочной адаптации являются увеличение теп­лопродукции в ответ на холод, увеличение теплоотдачи в ответ на жару, рост легочной вентиляции, ударного и минутного объемов крови в ответ на физическую нагрузку и недостаток кислорода, приспособление органа зре­ния к темноте, бег человека, обусловленный социально значимой необхо­димостью, и др. Отличительной чертой срочной адаптации является то, что деятельность организма протекает на пределе его возможностей при почти полной мобилизации физиологических резервов, но далеко не всегда обес­печивает необходимый адаптационный эффект. Так, бег неадаптированно­го человека происходит при близких к предельным величинах ударного объема крови и легочной вентиляции, при максимальной мобилизации гликогена в печени. Быстрое накопление молочной кислоты в крови лими­тирует интенсивность физической нагрузки - двигательная реакция не мо­жет быть ни достаточно быстрой, ни достаточно длительной. Таким образом, функциональная адаптивная система, ответственная за двигательную реакцию при срочной адаптации, характеризуется предельным напряжением отдельных ее звеньев и вместе с тем опре­деленным несовершенством самой двигательной реакции.

На уровне нервной и нейрогуморальной регуляции реализуется интен­сивное, избыточное по своему пространственному распространению воз­буждение корковых, подкорковых и нижележащих двигательных центров, которому соответствует значительная, но недостаточно координированная двигательная деятельность. Этот процесс характеризует начальный этап формирования двигательного навыка.

Со стороны двигательного аппарата срочная адаптация проявляется включением в реакцию дополнительной части двигательных единиц, а также генерализованным вовлечением лишних мышечных групп. В резуль­тате сила и скорость сокращения мобилизованных мышц оказываются ог­раниченными, но максимально достижимыми для данного вида адаптации; координация мышц недостаточно совершенна.

На уровне вегетативных систем обеспечения срочной адаптации к физическим нагрузкам наблюдается максимальная мобилизация функцио­нальных резервов органов дыхания и кровообращения, но реализующихся при этом неэкономным путем. Так, увеличение минутного объема крови достигается ростом частоты сердечных сокращений при ограниченном возрастании ударного объема. Увеличение легочной вентиляции осуществ­ляется за счет возрастания частоты дыхания, но не глубины дыхания, при этом наблюдается несоответствие между частотой дыхания и движений. В итоге легочная вентиляция все же не избавляет от развития гипоксии и гиперкапнии.

В целом срочная адаптация к физическим нагрузкам характеризу­ется максимальной по уровню и неэкономной гиперфункцией, ответ­ственной за адаптацию функциональной системы, резким снижением физиологических резервов данной системы, явлениями чрезмерной стресс-реакции организма и возможным повреждением органов и сис­тем. В результате двигательные, т. е. по существу, поведенческие ре­акции организма оказываются в значительной мере лимитированными.

Долговременная адаптация возникает постепенно, в результате длительного или многократного действия на организм факторов среды. Принципиальной особенностью такой адаптации являет­ся то, что она возникает не на основе готовых физиологических механиз­мов, а на базе вновь сформированных программ регулирования. Долго­временная адаптация, по существу, развивается на основе многократной реализации срочной адаптации и характеризуется тем, что в итоге посте­пенного количественного накопления каких-то изменений организм приоб­ретает новое качество в определенном виде деятельности - из неадаптиро­ванного превращается в адаптированный. В результате обеспечивается осуществление организмом ранее недостижимых силы, скорости и вынос­ливости при физических нагрузках, развитие устойчивости организма к значительной гипоксии, которая ранее была несовместима с активной жиз­недеятельностью, способность организма к работе при существенно изме­ненных показателях гомеостаза, развитие устойчивости к холоду, теплу, большим дозам ядов, введение которых ранее было смертельным.

Долговременная адаптация характеризуется возникновением в ЦНС новых временных связей, а также перестройкой аппарата гуморальной регуляции функциональной системы - экономичностью функционирования гуморального звена и повышением его мощности. В ответ на ту же самую нагрузку не возникает резких изменений в организме и мышечная работа сопровождается меньшим увеличением легочной вентиляции, минутного объема крови, ферментов, гормонов, лактата, аммиака, отсутствием выра­женных повреждений. В результате становится возможным длительное и стабильное выполнение физических нагрузок. Переход от срочной к долго­временной адаптации знаменует собой узловой момент адаптационных процессов, так как именно этот переход делает возможной жизнь организ­ма в новых условиях, расширяет сферу его обитания и свободу поведения в меняющейся среде. Этот момент определяется прежде всего тем, что воз­никает активация синтеза нуклеиновых кислот и белков, что приводит к избирательному развитию определенных структур, лимитирующих двига­тельную деятельность. Формируются устойчивые двигательные динамиче­ские стереотипы, развивается экстраполяция, повышающая возможность быстрой перестройки ответных реакций при изменениях среды, происхо­дит умеренная гипертрофия в скелетных мышцах, сердце, дыхательных мышцах и других рабочих органах, увеличение массы митохондрий. Суще­ственно увеличивается аэробная и анаэробная мощность организма. Нор­мализуется гомеостаз организма, уменьшается стресс-реакция. Интенсив­ность и длительность мышечной работы возрастают.

В процессе адаптации организма обмен перестраивается в направле­нии более экономного расходования энергии в состоянии покоя и повы­шенной мощности метаболизма в условиях физического напряжения. Такая перестройка биологически более целесообразна и может явиться общим механизмом физиологической адаптации.

Адаптивные сдвиги энергетического обмена заключаются в переключе­нии с углеводного типа на жировой Ведущую роль в этом играют гормо­ны: глюкокортикоиды ускоряют распад белка, активируя превращение аминокислот в глюкозу, а катехоламины вызывают мобилизацию резерва гликогена в печени и активацию липолиза жировой ткани, увеличивая при­ток кислорода, глюкозы, аминокислот и жирных кислот к работающим

тканям.

Определенные черты фенотипа, сформировавшиеся в результате долго­временной адаптации организма к физическим нагрузкам, становятся фактором профилактики конкретных болезней или патологических синдромов. Повышение расхода жиров приводит к атрофии жировой тка­ни, снижению избыточного веса и, при прочих равных условиях, уменьша­ет развитие атеросклероза. Увеличение емкости и пропускной способности коронарных сосудов, развитие системы экстракардиальных анастомозов способствуют уменьшению вероятности закупорки коронарных артерий и возникновения инфаркта миокарда. Увеличение потенциальных резервов и мощности сердечной мышцы может в течение даже длительного времени воздействия неблагоприятных факторов на организм не приводить к воз­никновению сердечно-сосудистых расстройств у тренированных людей.