Общие принципы и механизмы адаптации

 

Существуют два типа приспособлений к внешним факторам. Первый заключается в формировании определенной степени устой­ чивости к данному фактору, способности сохранять функции при изменении силы его действия. Это адаптация по типу толерант­ ности (выносливость) - пассивный путь адаптации. Второй тип приспособления - активный. С помощью особых специфических адаптивных механизмов организм человека компенсирует измене­ ния воздействующего фактора таким образом, что внутренняя среда остается относительно постоянной. Происходит адаптация по ре­ зистентному (сопротивление, противодействие) типу.

Помимо специфики фактора (влияние на те или иные процес­ сы в организме), зависящей от его физико-химической природы, характер воздействия на организм и реакция на него со стороны организма человека во многом определяются интенсивностью фак­ тора, его <<дозировкой>>. Количественное влияние условий среды определяется тем, что такие факторы как температура воздуха,

наличие в нем кислорода и других жизненно важных элементов, в той или иной дозе необходимы для нормального функционирова­ ния организма, тогда как недостаток или избыток того же фактора тормозит жизнедеятельность. Количественное выражение факто­ ра, соответствующее потребностям организма и обеспечивающее наиболее благоприятные условия для его жизни, рассматривают как оптимальное.

Специфические адаптивные механизмы, свойственные челове­ ку, дают ему возможность переносить определенный размах от­ клонений фактора от оптимальных значений без нарушения нор­ мальных функций организма (рис. 2.1). Диапазон между этими дву­ мя значениями называется пределами толерантности (выносливо-

 

Рис. 2.1. Принuипиальная схема вли­

яния количественного выражения 2

факторов окружающей среды на

жизнедеятельность организма:

1 - степень благоприятствования фак­ торов для организма; 2 - энергозатра­ ты на адаптацию

 

1

Количественное выраЖение фактора

 

сти), а кривая, характеризующая зависимость переносимости от величины фактора, называется кривой толерантности.

Зоны количественного выражения фактора, отклоняющегося

от оптимума, но не нарушающего жизнедеятельности, определя­

ются как зоны нормы. Таких зон две, соответственно отклонению от оптимума в сторону недостатка дозировки фактора и в сторо­ ну его избытка. Дальнейший сдвиг в сторону недостатка или из­ бытка фактора может снизить эффективность действия адаптив­ ных механизмов и даже нарушить жизнедеятельность организма. При крайнем недостатке или избытке фактора, приводящем к патологическим изменениям в организме, выделяют зоны песси­ мума (причинять вред, терпеть ущерб). Наконец, за пределамИ, этих зон количественное выражение фактора таково, что полное напряжение всех приспособительных систем оказывается мало­ эффективным. Эти крайние значения приводят к летальному ис­ ходу, за пределами этих значений жизнь невозможна.

Адаптация к любому фактору связана с затратой энергии. В зоне

оптимума адаптивные механизмы не нужны и энергия расходуется

только на фундаментальные жизненные процессы, организм на­

ходится в равновесии со средой. При выходе значения фактора за пределы оптимума включаются адаптивные механизмы, требую­ щие тем больше энергозатрат, чем дальше значение фактора от­ клоняется от оптимального. Нарушение энергетического баланса организма, наряду с повреЖдающим действием недостатка или избытка фактора, ограничивает диапазон переносимых человеком

изменений.

Если внешние условия в течение достаточно длительного вре-

мени сохраняются более или менее постоянными, либо изменя­ ются в пределах определенного диапазона вокруг какого-то сред­ него значения, то жизнедеятельность организма стабилизируется на уровне, адаптивном по отношению к этому среднему, типич­ ному состоянию среды. Смена средних условий во времени или пространстве влечет за собой переход на другой уровень стабили­ зации (сезонные, температурныt! адаптации и др.).

2 ]<JIIhKO 33

Г. Селье, подошедший к проблеме адаптации с новых пози­ ций, назвал факторы, воздействие которых приводит к адапта­ ции, стресс-факторами. Другое их название- экстремальные фак­ торы, т. е. необычные факторы окружающей среды, оказывающие неблагаприятное влияние на общее состояние, самочувствие, здо­ ровье и работоспособность человека. Причем это могут оказывать не только отдельные воздействия на организм, но и измененные условия существования в целом (например, переезд человека с юга на Крайний Север). Он же установил четыре стадии фазового

течения.

1. Срочная, включающая стресс. Под термином «СтресС>> (на­ пряжение) понимаются неспецифические психофизиологические проявления адаптивной активности при действии любых, значи­ мыхдля организма факторов. Примерами проявления срочной адап­ тации являются: пассивное увеличение теплопродукции в ответ на холод, рост легочной вентиляции и минутного объема кровообра­ щения в ответ на недостаток кислорода.

2. Формирование долговременной адаптации -переходная фаза к устойчивой адаmации. Она характеризуется формированием функ­ циональных систем, обеспечивающих управление адаптацией к возникшим новым условиям.

3. формированная долговременная адаптация, или фаза устой­ чивои адаптации, резистентности, когда системы саморегуляции гамеостаза функционируют на новом уровне. Основными условия­ ми долговременной адаптации являются последовательность и не­ прерывность воздействия экстремального фактора. По существу, она развивается на основе многократной реализации срочной адап­ тации и характеризуется тем, что в результате постоянного коли­ чественного накопления изменений организм приобретает новое качество - из неадаптированного превращается в адаптирован­ ный. Такова адаптация к недостижимой ранее интенсивной физи­ ческой работе (тренировка), развитие устойчивости к холоду, теп­

лу и т.д.

4. Истощение, которое может развиться в результате сильного и длительного воздействия экстремальных факторов. При сильном и длительном стрессе такое воздействие может привести к болезни или смерти.

Комплекс адаптивных реакций организма человека обеспечи­ вающий его существование в экстремальных услови х, получил название нормы адашивной реакции. Процесс индивидуальной адап­ тации обеспечивается формированием изменений в организме, не­ редко носящих характер предпатологических или даже патологи­ ческих реакций. Эти изменения, как следствие общего стресса или напряжения отдельных физиологических систем представляют со­ бой своеобразную <<цену адаптации>>. Например, роцесс адаптации к условиям Крайнего Севера может длиться десятки лет. При этом

 

 

возможны временные срывы адаптации - повышенная заболевае­ мость органов дыхания, язвенная и сердечно-сосудистые болезни.

Если уровни воздействия факторов окружающей среды выхо­

дят за пределы адаптационных возможностей организма, и адап­

тация переходит в четвертую стадию - стадию истощения, вклю­

чаются дополнительные защитные механизмы. Это механизмы ком­ пенсации, противодействующие возникновению и прогрессиро­

ванию патологического процесса, т. е. ответные силы организма на изменения окружающей среды в зависимости от степени этих из­ менений качественно различны и колеблются от физиологически

оптимальных до патологических.

Таким образом, если адаптация обеспечивает гомеостаз в усло­

виях здоровья, то к о м п е н с а ц и я - это борьба организма за гомеостаз в измененных условиях - условиях болезни. Если воз­ действие факторов среды на организм количественно превышает уровень нормы адаптации организма, то он теряет способность в дальнейшем адаптироваться к среде, так как возможность пере­ стройки структурных связей системы исчерпана.

В естественных условиях обитания организм человека всегда подвержен влиянию сложного комплекса факторов, каждый из которых выражен в разной степени относительно своего оптималь­ ного значения. В природе сочетание всех факторов в их оптималь­ ных значениях - явление практически невозможное. Это означа­ ет, что в естественных условиях организм всегда затрачивает ка­ кую-то часть энергии на работу адаптивных механизмов. Важно и то, что при комплексном воздействии между отдельными факто­ рами устанавливаются особые взаимоотношения, при которых действие одного фактора в какой-то степени изменяет (усилива­ ет, ослабляет и т.п.) характер воздействия другого. Например, тренировка к физическим нагрузкам вызывает устойчивость к гипоксии (кислородному голоданию), и наоборот, тренировка к гипоксии создает устойчивость к большим мышечным нагрузкам.

Важен не только качественный критерий фактора, но и режим воздействия этого фактора на организм. Реакция организма значи­ тельно возрастает, если фактор воздействует не в виде непрерыв­ ного сигнала, а дискретно, т. е. с определенными интервалами. Этот прерывистый характер воздействия широко используется в прак­ тике при выработке адаптации к холоду, гипоксии, физическим

нагрузкам и т. п.

 

2.3. Общие меры повышения устойчивости организма

 

Управлять адаптацией, сnособствовать повышению выносли­ вости своего организма - эту цель должны ставить перед собой люди. Самое главное условие для по;::держания устойчивого гамео­ стаза организма, а следовательно, и механизма адаптационных про-

 

цессов, - гармонизация жизнедеятельности человека со средой его обитания. Одно из необходимых условий для этого- своевре­ менное и рациональное питание. Недостаточность или избыточ­ ность питания и нарушение соотношений питательных веществ в рационе питания сказываются на деятельности организма, снижа­ ют его сопротивляемость и, следовательно, способности к адапта­ ции. Благоприятные условия труда и отдыха, в том числе режим сна и бодрствования, отдыха и труда - также необходимое усло­ вие нормального функционирования организма.

Особую роль играет физическая активность. Она формирует не­ рвные механизмы управления, активизирует взаимодействие орга­ низма с внешней средой, способствует развитию организма в це­ лом. Движение -обязательный компонент работы всех анализато­ ров, оно необходимо для получения информации, развития пси­ хики. Особенности двигательной деятельности делают ее средством повышения тренированности обмена веществ, достаточно эконо­ мичной траты энергии в покое, способности организма наиболее совершенно утилизировать кислород, усиления функционирова­ ния ферментативных систем. Резистентность как результат физи­ ческой активности обусловлена также повышением координации и более тонкой регуляцией в деятельности систем кровообраще­ ния, дыхания и т. д. Все эти механизмы в значительной мере явля­ ются неспецифическими. Благодаря их наличию облегчается ста­ новление адаптационных реакций по отношению к широкому спек­ тру факторов.

 

Жизнь современного человека весьма мобильна, и в обычных условиях его организм непрерывно адаптируется к целому комп­ лексу природно-климатических и социально- производственных факторов (рис. 2.2). <<Цена адаптации» зависит от дозы воздейству­ ющего фактора и индивидуальных особенностей организма. Доза воздействия и переносимость зависят от наследственных - гене­ тических - особенностей организма, продолжительности и силы (интенсивности) воздействия фактора. Стресс из звена адаптации может при чрезмерно сильных воздействиях среды трансформиро­ ваться в развитие разнообразных заболеваний.

Разработка и применение методов и средств повышения неспе­

цифической и специфической устойчивости организма, его адап­

тационных возможностей, а также разработка методов и средств,

повышающих компенсаторные возможности организма к действию чрезмерных, выходящих за пределы адаптационных возможностей,

уровней и концентраций повреждающих факторов среды, приве­

дет к улучшению жизнедеятельности организма.

 

Контрольные вопросы

 

1. Объясните, что такое гомеостаз?

2. Адаптация - благо или вред?

3. Расскажите о периодах развития адаптации.

4. Какую роль играет физическая активность в повышении выносливо­

сти организма?

 

 

Контроль за уровнем здоровья и заболеваемостью

 

Управление здоровьем и трудовыми ресурсами

 

 

Контроль

Факторы среды:

Управление

за средой природно-климатические, производственные

факторами среды

 

 

Адаптация, неспецифи­ ческие обратимые реакции, приспособления		Специфические необра­ тимые реакции, снижение трудоспособности, экономический ущерб

 

Рис. 2.2. Адаптация к условиям окружающей среды и управление здоро­ вьем человека

 

Г ЛАВА 3

 

НАУЧНЫЕ ОСНОВЫ ГИГИЕНИЧЕСКОГО НОРМИРОВАНИЯ ФАКТОРОВ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ (СРЕДЫ ОБИТАНИЯ)