Адаптационные резервы организма

Человеческий организм, представляя собой сложную биосоциальную систему, обладает большими возможностями приспособления к окружающей среде. Человек может адаптироваться к значительным физическим нагрузкам, к условиям измененной газовой среды, к высокой и низкой температуре, повышенной влажности, пониженной и повышенной освещенности и т. д. Хорошо известно, что адаптированный организм легче, чем неадаптированный, переносит воздействия различных неблагоприятных факторов внешней среды, а под влиянием чрезвычайного усилия, эмоционального напряжения или при высокой мотивации деятельности организм человека способен продемонстрировать функциональную активность, недоступную для него в спокойном состоянии. Все это говорит о том, что организм человека обладает скрытыми возможностями (резервами) и что адаптированный человек обладает большими резервами и умеет их лучше использовать в процессе адаптации.

Адаптационные резервы в общем виде представляют собой возможности клеток, тканей, органов, систем органов и целостного организма противостоять воздействию различного вида нагрузок, адаптироваться к этим нагрузкам, минимизируя их воздействие на организм и обеспечивая должный уровень эффективности деятельности человека. Адаптационные резервы организма — это, по существу, критерий физического здоровья.

Следует выделять структурные (морфологические) и функциональные резервы.

Структурные резервы — особенности строения отдельных элементов организма (клеток, тканей, органов и систем органов), проявляющиеся в развитии и прочности мышечной и костной ткани, в особенностях строения миофибрилл и мышечных волокон, в прочности связочного и подвижности суставного аппарата, в характере васкуляризации скелетных и сердечной мышц, в развитии межнейронных связей и т. д., которые, в свою очередь, оказывают существенное влияние на функциональные возможности организма.

В качестве структурных резервов организма выступает парность ряда органов, обеспечивающая викарное замещение функций (почки, легкие, уши, глаза, некоторые железы внутренней секреции и т. п.). Каждый из этих органов при выходе из строя своего «напарника» может обеспечить нормальное функционирование организма в обычных условиях, а в ряде случаев и при выраженных нагрузках. Для эндокринной системы эти возможности особенно выражены: даже небольшая часть одной из парных желез внутренней секреции может полностью обеспечить нормальное состояние организма. К глубоким и мощным структурным резервам организма относится резистентность его клеток и тканей к различным внутренним изменениям условий их функционирования.

Функциональные резервы представляют собой возможности изменения функциональной активности структурных элементов организма, возможности взаимодействия их, используемые организмом для достижения результата деятельности человека, для адаптации к физическим, психоэмоциональным нагрузкам и воздействию на организм различных факторов внешней среды. Эти возможности проявляются в изменении интенсивности и объема протекания энергетических и пластических процессов обмена на клеточном и тканевом уровнях, в изменении интенсивности протекания физиологических процессов на уровне органов, систем органов и организма в целом, в повышении физических (сила, быстрота, выносливость) и улучшении психических (осознание цели, готовность бороться за ее достижение и т. д.) качеств, в способности к выработке новых и совершенствованию уже имеющихся двигательных и тактических навыков и т. д. Функциональные резервы организма включают три относительно самостоятельных вида резервов: биохимические, физиологические и психические, интегрирующиеся в систему резервов адаптации организма.

Биохимические резервы — это возможности увеличения скорости протекания и объема биохимических процессов, связанных с экономичностью и интенсивностью энергетического и пластического обмена и их регуляцией. Биохимические резервы определяются мощностью энергетических систем организма: анаэробной фосфагенной (алактатной) и лактацидной (гликолитической) и аэробной (кислородной, окислительной), а также биохимическими процессами, направленными на восполнение энергетических ресурсов организма и воспроизводство разрушенных при адаптации и вновь синтезируемых клеточных структур. Индуцирование наиболее нагруженных структурных и ферментных белков, увеличение общей метаболизирующей массы тканей и возникновение специфических структурных перестроек приводит к увеличению морфологических (структурных) резервов организма. В результате мобилизации и использования биохимических резервов при адаптации поддерживается динамическое постоянство внутренней среды организма. Если в организме накапливаются продукты обмена веществ, включаются гуморальные механизмы сохранения гомеостазиса. Таким образом, биохимические резервы обеспечивают не только энергетический и пластический обмен, но и гомеостаз организма и связаны в основном с клеточным и тканевым уровнями.

Физиологические резервы представляют собой возможности органов и систем органов изменять свою функциональную активность и взаимодействовать между собой с целью достижения оптимального функционирования организма в конкретных условиях. Материальными носителями физиологических резервов является органы и системы органов, а также механизмы, обеспечивающие поддержание гомеостазиса, переработку информации и координацию вегетативных функций и двигательных актов. Это обычные механизмы регуляции физиологических функций, которые используются организмом в качестве резервов адаптации в процессе приспособления его к изменяющимся условиям внешней среды, а также
д ля нивелирования сдвигов во внутренней среде.

Психические резервы могут быть представлены как возможности психики, связанные с проявлением таких качеств, как память, внимание, мышление и т. д., с волей и мотивацией деятельности человека и определяющие тактику его поведения, особенности психологической и социальной адаптации. Психические резервы можно рассматривать как переходное звено функциональных возможностей человека, которое соединяет его организм с окружающей средой. Это дает основание рассматривать психические резервы человека как фактор, определяющий надежность деятельности, под которой понимается интегральное качество эффективно и стабильно выполнять поставленные задачи в экстремальных условиях.

Функциональные резервы организма могут быть представлены в виде сложной системы резервов , фундамент которой — биохимические , а вершина — психические резервы. Физиологические резервы за счет механизмов нейрогуморальной регуляции объединяют в единое целое систему функциональных резервов. Системообразующим фактором выступает результат деятельности или результат адаптации. Отсутствие результата, как и систематически недостаточный результат, могут не только стимулировать формирование системы функциональных резервов, но и разрушать ее, прекращать ее функционирование в зависимости от воли, установок, системы ценностей и т. д.

Согласно теории функциональных систем, отдельное проявление скрытых возможностей организма человека не может быть оценено как резерв. Только отношение данного функционального проявления к результату целостной деятельности позволяет говорить о собственно резервах адаптации. Из этого следует, что под резервами адаптации организма понимаются такие изменения функциональной активности органов и систем органов, которые вносят вклад в достижение приспособительного результата. Результат адаптации не может быть сведен к результатам функционирования отдельных органов, а выступает как интегративное образование, определяющее и формирующее ту своеобразную организацию физиолого-биохимических процессов, которая необходима для его достижения.

В процессе адаптации (например, к мышечной деятельности) в организме формируется и совершенствуется система функциональных резервов (рис. 3.1), специфические черты которой определяются уровнем и характером адаптированное организма, его половыми, возрастными и конституциональными особенностями.

Отдельные части формирующейся сложной системы функциональных резервов взаимодействуют между собой. Некоторые из них обусловливают взаимные (двусторонние) положительные и отрицательные, т. е. стимулирующие и угнетающие, воздействия, а некоторые оказывают односторонние влияния (только положительные или только отрицательные). Так, сенсорные системы могут активировать или угнетать деятельность системы организации движений, в то время как на систему поддержания гомеостазиса они могут оказывать только активирующее влияние. Мышечная система, активируя систему поддержания гомеостазиса, может оказывать (как и система поддержания гомеостазиса) угнетающее воздействие на систему организации движений и т. д.

Адаптация организма должна рассматриваться как двуединый процесс. С одной стороны, организм приспосабливается к удержанию жизненно важных констант внутренней среды, а с другой — к выполнению специализированной деятельности или к воздействующим факторам внешней среды в условиях измененного гомеостазиса путем вовлечения резервов различного уровня организации, поскольку предотвратить сдвиги гомеостазиса все равно часто не удается. В процессе адаптации происходит расширение диапазона резервных возможностей организма и повышается способность к их мобилизации и использованию.

Физиологические резервы можно классифицировать по разным признакам (классификаторам).

1. По соответствующим уровням организма могут быть выделены клеточные, тканевые, органные, системные, межсистемные резервы и резервы целостного организма, т. е. можно говорить о физиологических резервах клеток (мышечных, нервных и т. д.), тканей (нервной, мышечной, железистой и т. д.), органов (сердца, легких, почек и т. д.), систем органов (сердечно-сосудистой, дыхательной, выделительной и т. д.) и о приспособительных (адаптивных) резервах целостного организма.

2. По физическим качествам:

• физиологические резервы силы — это включение дополнительных двигательных единиц в мышце, синхронизация возбуждения двигательных единиц в мышце, своевременное вытормаживание мышц-антагонистов, координация (синхронизация) сокращения мышц-агонистов, повышение энергетических ресурсов мышечных волокон, переход от одиночных сокращений мышечных волокон к тетаническим, переход в сокращение их положения оптимального растяжения мышечных волокон;
• физиологические резервы быстроты (скорости) — это время проведения возбуждения через синапсы, синхронизация возбуждения двигательных единиц, скорость перехода возбуждения в сокращение, скорость укорочения мышечных фибрилл, скорость переработки информации в соответствующей ситуации;
• физиологические резервы выносливости — это мощность и устойчивость механизмов, обеспечивающих поддержание постоянства внутренней среды (гомеостазиса), резервы энергетических веществ в организме и возможность их использования, процессы биоэнергетики (анаэробные и аэробные возможности организма), координация работы анимальных (соматических) и вегетативных систем.

3. По характеру (мощности, длительности) выполняемой мышечной работы:

• физиологические резервы работы максимальной мощности: клеточные
  резервы, резервы поддержания гомеостазиса и энергетики, а также резервы скорости перехода возбуждения с нервной клетки на нервную или мышечную клетку (активность холинэстеразы, скорость деполяризации и реполяризации мембран);
• физиологические резервы работы субмаксимальной мощности: тканевые резервы поддержания гомеостазиса (буферные системы и резервная щелочность крови) и энергетики (гликолиз);
• физиологические резервы работы большой мощности: органные и системные резервы поддержания гомеостазиса (предельное усиление работы прежде всего кардиореспираторной системы) и энергетики (аэробные и анаэробные процессы, резерв глюкозы);
• физиологические резервы работы умеренной мощности: резервы целостного организма поддержания гомеостазиса (терморегуляция, водно-солевой обмен) и энергетики (переключение на преимущественное использование жиров, глюкогенез).

4. По очередности мобилизации физиологические резервы могут быть подразделены на три эшелона. Первый эшелон резервов мобилизуется сразу же при переходе от состояния покоя к привычной деятельности до появления чувства усталости. Второй эшелон — в экстремальной ситуации, а третий — в борьбе за жизнь, в агональном состоянии.

5. По степени специфичности физиологические резервы можно разделить на общие (неспецифические) и специальные. Первые реализуются через общие д ля всех видов деятельности качества и являются определяющими для физического здоровья, вторые — через навыки в специфической деятельности. В процессе адаптации происходит расширение диапазона резервных возможностей организма и повышается способность к их мобилизации. Некоторые сдвиги в функциях органов, рассматриваемые как возможный уровень мобилизации физиологических резервов организма, могут быть продемонстрированы на примере мышечной деятельности (табл. 3.1).