Тема: Дослідження фізіологічних резервів організму. Адаптація до фізичних навантажень



Сторінка4/5
Дата конвертації26.04.2016
Розмір0.85 Mb.
1   2   3   4   5

Терміновий етап адаптаційної реакції виникає безпосередньо після початку дії подразника, а отже, може реалізуватися тільки на основі готових, раніше сформованих фізіологічних механізмів. Таким проявом термінової адаптації є втеча тварини у відповідь на біль, збільшення теплопродукції у відповідь на холод, збільшення тепловіддачі у відповідь на тепло, зростання легеневої вентиляції і хвилинного об’єму у відповідь на нестачу О2 і т.д.

Негайний етап адаптації («аварійний») розвивається на самому початку дії як фізіологічного, так і патогенного фактора або змінених умов середовища. При цьому реагують вісцеральні службові системи допоміжного значення: кровообіг, дихання. Цими реакціями керує ЦНС із широким використанням гормональних факторів, а саме гормонів мозкової речовини наднирників (катехоламінів), що, в свою чергу, супроводжується підвищеним тонусом симпатичної нервової системи. Наслідком цієї активації симпато-адреналової системи і є такі зміни вегетативних функцій, які мають катаболічний характер і забезпечують організм необхідною енергією, як би в передбаченні в майбутньому збільшення витрат. Ці попереджувальні міри є яскравою ілюстрацією «випереджуючого» збудження. В цю стадію підвищена активність допоміжних систем протікає некоординовано, з елементами хаотичності. Реакції генералізовані та неекономні і часто перевищують необхідний для даних умов рівень. Число змінених показників у діяльності різних систем невиправдано велике. Керування функціями з боку ЦНС і гуморальних факторів недостатньо синхронізовано і весь етап у цілому носить як би пошуковий характер і уявляється як спроба адаптуватися до нового фактора або до нових умов, головним чином, за рахунок органних, системних допоміжних механізмів. Тканинні процеси і, тим більше, молекулярні процеси в клітинах і мембранах організму в цей час направлено не змінюються, так як для їх стаціонарної перебудови необхідний більш значний час. Негайний етап адаптаційної відповіді організму на дію стресового фактора в основному протікає на фоні підвищеної емоційності (частіше негативної модальності). Відповідно, в механізмі протікання цього етапу також включаються всі елементи ЦНС, які забезпечують саме емоційні зсуви в організмі. Цей етап адаптації може бути виражений по-різному, в залежності не тільки від індивідуальних особливостей організму, але також від сили стресових факторів (чим сильніші вони, тим більше виражена реакція). Відповідно він може супроводжуватися сильно або слабо вираженим емоційним компонентом, від якого, в свою чергу, залежить мобілізація вегетативних механізмів.

Адаптація організму до дії екстремальних факторів зовнішнього середовища.

Здатність людини до адаптації в екстремальних умовах зовнішнього середовища визначається адаптивною пластичністю та резистентністю нейродинамічних процесів, які відображають властивості центральних механізмів саморегуляції, їх здатністю до направлених перебудов функцій відповідно потребам організму в даних конкретних умовах. Уважають, що ці властивості нервової системи генетично детерміновані, що пластичність та резистентність нейродинамічних процесів відносяться до основних індивідуально - типологічних властивостей нервової системи людини і можуть бути одним із прогностичних критеріїв адаптоздібності людини до екстремальних умов зовнішнього середовища. Індивідуальна фізична працездатність, в основному, визначається генетичними факторами, однак великий вплив на неї може здійснювати тренування або відсутність фізичної активності. Якщо на початковому етапі підготовки спортсменів інформативними критеріями прогнозування фізичної працездатності є морфологічні показники, то на етапі вищих досягнень значимість морфологічних і навіть деяких функціональних показників перестає відігравати вирішальну роль. У цьому випадку зростає значимість таких факторів, як гіпоксична резистентність та активність окисно-відновних ферментів.

При прогнозуванні функціонального стану і працездатності організму використовують 10 критеріїв, які дозволяють оцінити функціональні резерви організму. Це критерії виявлення індивідуальних меж фізіологічних напруг; стабільності функціональних відповідей організму на тестові впливи; оцінки пропорційних відношень і взаємозв’язаних ознак; конституційні; основані на оцінці числа та резистентності еритроцитів; оцінки функціональних можливостей ЦНС по динаміці повільного електричного потенціалу; оцінки пластичності нейродинамічних процесів; біоритмологічні, енергетичні можливості організму; прогнозування функціональних можливостей ЦНС людини-оператора, основані на оцінці об’єктивності і продуктивності пізнавальної діяльності.

Екстремальні умови середовища викликають підвищення навантаження різних систем організму, що сприяє виявленню багатьох прихованих морфофункціональних змін діяльності організму. У деяких людей, які потрапляють у такі умови, можуть виникнути явища дезадаптації. Встановлено, що одна категорія людей легко переносить пересування із заходу на схід та з півдня на північ, інша - важко пристосовується до північних, середньоазіатських або сибірських умов, а третя (незначна частина) - не може адаптуватися і вимушена повернутися на місце постійного проживання. Фізична працездатність суттєво залежить від вихідного місця міграції. Чим ближче клімато-географічні зони мігрантів до кліматичної зони нового ройону, тим швидше розвивається адаптація. Це пояснюється вузькістю рамок фізіологічного резерву функціональних систем, детермінованих генетично і зв’язаних з достатньо високим рівнем сприятливих кліматичних умов. Мінімалізація функціональної напруги обумовлює високий запас надійності фізіологічних систем, але тільки для цих кліматичних умов, що, можливо, і є однією із чисельних причин довголіття жителів у середньогірських районах Кавказу.



Переїзд людини в екстремальні умови життя на тривалий термін викликає циклічні зміни фізіологічних функцій. При цьому можна виділити 4 періоди. Перший триває до 6 міс. і характеризується значною дестабілізацією багатьох функцій. У другому періоді відносна стабілізація і синхронізація регуляторних та гомеостатичних процесів триває протягом наступних 2,5-3 років, а у декотрих людей явища дестабілізації залишаються на багато років. Співставлення ряду показників на клітинному та молекулярному рівнях дало можливість уважати, що протягом цього періоду в організмі поряд з функціональною перебудовою здійснюється цілий ряд змін на основі генетичних механізмів. Слід зазначити, що зворотня міграція людей, які не зуміли з тих чи інших причин адаптуватися до нового середовища, складає до 32% від числа прибулих. Після 3 років життя (третій період) в умовах півночі наступні 10-15 років настає відносно стабільний стан з деяким новим рівнем регуляторно-гомеостатичних функцій. Виявляються більш постійні зміни в біохімічних показниках крові атерогенного характеру, змінюється функція проникності капілярів, зростає резистентність еритроцитарних мембран до впливу вільнорадикальних сполук. Четвертий період (після 10-15 років) характеризується поступовим виснаженням резервних можливостей, появою хронічних захворювань, які можуть поєднуватися у деяких з ознаками раннього старіння, недостатністю глибинних клітинно-генетичних резервів здоров’я. У той же час, немало людей, які успішно проходять усі періоди адаптації у нових умовах і залишаються здоровими до глибокої старості. Наведені дані, в основному, стосуються перебування людини в умовах Півночі та Сибіру. За кліматичними умовами, а також віддаленими періодами адаптації, висоти Паміру і Тянь-Шаню на рівні 3200-4000 м також можуть бути віднесені до цих регіонів; тому розроблені для північних районів профілактичні міроприємства, які направлені на попередню підготовку організму до адаптації, з урахуванням специфіки можна використовувати і для високогір’я.

Адаптація до гіпоксії. При акліматизації людини до умов високогір’я наступає адаптація фізіологічних механізмів регуляції функцій внутрішніх органів та систем організму до гіпоксії. У зв’язку з збільшенням висоти над рівнем моря падає барометричний тиск і парціальний тиск О2, однак насичення альвеолярного повітря водяними парами при нормальній температурі тіла не змінюється. На висоті 20 000 м вміст О2 у вдихуваному повітрі падає до нуля. Якщо жителі рівнин піднімаються у гори, гіпоксія збільшує у них вентиляцію легень, стимулюючи артеріальні хеморецептори. Зміна дихання при висотній гіпоксії у різних людей різна. Виникаючі у всіх випадках реакції зовнішнього дихання визначаються рядом факторів: 1) швидкість, з якою розвивається гіпоксія; 2) ступінь споживання О2 (спокій чи фізичне навантаження); 3) тривалість гіпоксичного впливу. Початкова гіпоксична стимуляція дихання, яка виникає при підйомі на висоту, призводить до вимивання із крові СО2 і розвитку дихального алкалозу. Це в свою чергу викликає збільшення рН позаклітинної рідини мозку. Центральні хеморецептори реагують на подібний зсув рН в цереброспінальній рідині мозку різким зниженням своєї активності, що гальмує нейрони дихального центру настільки, що він стає нечутливим до стимулів, які надходять від периферичних хеморецепторів. Доволі швидко гіперпное змінюється недовільною гіповентиляцією, не зважаючи на існуючу гіпоксемію. Подібне зниження функції дихального центру збільшує ступінь гіпоксичного стану організму, що надзвичайно небезпечно, перш за все для нейронів кори великих півкуль. До основних факторів довготривалої адаптації належать: збільшення вмісту СО2 і зменшення вмісту О2 в крові на фоні зниження чутливості периферичних хеморецепторів до гіпоксії, а також ріст концентрації гемоглобіну. Окрім цього, зниження парціального тиску О2 в альвеолярному повітрі здійснює негативний вплив на серцево-судинну систему. Зменшується ефективний ріст частоти серцевих скорочень та систолічного об’єму крові. Окрім цього, гіпоксія, зменшуючи роботу серця, збільшує кисневу коштовність роботи міокарда. Виникає синдром гіподинамії. Виникає гіпертензія в судинах малого кола кровообігу, зростає в’язкість крові (із-за викиду формених елементів із депо), зростає опір кровотоку. Все це на початку адаптації призводить до сповільнення об’ємної швидкості кровотоку в капілярах, що в сукупності з іншими факторами викликає недостатнє кисневе забезпеченя міокарда і обмежує функціональні можливості серцево-судинної системи. Поряд з основними механізмами, які знижують на початку адаптації фізіологічний резерв серцево-судинної системи, існують і фактори, які лімітують у цей період можливості системи дихання у зв’язку з особливою її роллю в забезпеченні працездатності людини в горах. Так, в умовах високогір’я важливим фактором, який визначає рівень працездатності, є легенева вентиляція, але справа в тому, що ефективний ріст гіпервентиляції за рахунок збільшення частоти дихання обмежений необхідністю посиленого забезпечення киснем дихальних м’язів. Слід зазначити, що вимивання СО2 призводить до гіпокапнії, яка також лімітує частоту дихання. Разом з тим, надмірна гіпервентиляція дорого обходиться організму і виграш за її рахунок у забезпеченні киснем практично невеликий. Наприклад, для підтримки вентиляції в 150 л/хв на м’язи, що приймають участь в акті дихання, витрачається 1,3 л/хв, що складає 25% від усього спожитого кисню. При подальшому збільшенні гіпервентиляції кількість кисню, яка необхідна для дихальних м’язів, зростає з експоненційною залежностю, що, природньо, не може бути отримано в умовах високогір’я. Це і обмежує підвищення ефективної частоти дихання значенями 40-45 вдихів за 1 хв.

Суттєвими компонентами комплексу по попередженню дезадаптаційних явищ у горах можна вважати шляхи та строки переміщення в екстремальні умови середовища. Думка про те, що багатоступенева адаптація до високогір’я більш ефективна, ніж неступенева, вперше висловлена Н.Н.Сиротиніним (1939р.). Під багатоступеневою високогірною адаптацією автор вважав підйом у гори із зупинками (площадками) на висотах 2000, 3000, 3700 і 4300 м із перебуванням на кожній із них приблизно тиждень і більше. Це суттєво підвищує резистентність організму до екстремальних факторів середовища і зменшує стресову реакцію, яка спостерігається при переміщенні в умовах високогір’я. Важливу роль відіграє пора року, тобто, врахування сезонних ритмів, коли відбувається міграція. Бажано здійснювати переміщення в літню пору року, щоб організм акліматизувався до зимового періоду, коли кліматичні фактори у горах вкрай суворі і можуть викликати зрив адаптації.

При здійсненні підводних робіт водолаз дихає під тиском вище атмосферного на 1 атм на кожні 10 м занурення. Якщо людини вдихає повітря звичайного складу, то відбувається розчинення азоту в жировій тканині. Дифузія азоту з тканин відбувається повільно, тому підйом водолаза на поверхню повинен здійснюватися дуже повільно. В протилежному випадку можливе внутрішньосудинне утворення пухирців азоту (кров «закипає»). Газова емболія судин викликає важкі пошкодження функції ЦНС, органів зору, слуху, супроводжується сильними болями в області суглобів. Виникає так звана кесонна хвороба. Для лікування постраждалого необхідно знову помістити в середовище з високим тиском. Поступова декомпресія може тривати декілька годин або діб. Ймовірність виникнення кесонної хвороби може бути значно знижена при диханні спеціальними газовими сумішами, наприклад, киснево-гелієвою сумішшю. Це пов’язано з тим, що розчинність гелію менша, ніж азоту, тому він швидше дифундує із тканин, так як його молекулярна маса в 7 разів менша, ніж в азоту. Окрім того, ця суміш володіє меншою щільністю, тому зменшується робота, яка витрачається на зовнішнє дихання.

Слід зазначити, що в клінічній практиці іноді виникає потреба у підвищенні рО2 в артеріальні крові. При цьому підвищення парціального тиску О2 у вдихуваному повітрі спричиняє лікувальний ефект. Однак тривале дихання чистим О2 може мати негативні наслідки. У здорових людей виникають після цього болі за грудиною, особливо при глибоких вдихах, зменшується життєва ємкість легень. Можливе перезбудження ЦНС та поява судом. Вважають, що кисневе отруєння пов’язано з інактивацією деяких ферментів, зокрема дегідрогеназ. У недоношених новонароджених при тривалому впливі надлишку О2 утворюється фіброзна тканина за кришталиком і розвивається сліпота.



Фактор часу є вирішальним у розвитку тих чи інших дезадаптаційних порушень, особливо коли існує необхідність збільшувати фізичні навантаження і інтенсифікацію робочої діяльності на фоні ще несформованих адаптаційних перебудов.

Адаптація до життя в полярних широтах. Людина знаходиться під дією не тільки низької температури, але й зміненого режиму освітлення та рівня радіації, внаслідок чого спостерігається спочатку незбалансованість теполопродукції та тепловіддачі. Посилюється ліпідний обмін, що вигідно організму для інтенсифікації енергетичних процесів. У крові зростає вміст жирних кислот, зменшується рівень цукру. За рахунок посилення «глибинного» кровотоку при звуженні периферичних судин жирні кислоти більш активно вимиваються із жирової тканини. Мітохондрії в клітинах людей, адаптованих до життя на Півночі, також включають у себе жирні кислоти. Це призводить до змін характеру окисних реакцій, до розладу фосфорилювання та вільного окислення. І з цих двох процесів домінуючим стає вільне окислення. У тканинах жителів Півночі відносно багато радикалів. Підвищується активність щитовидної залози (тироксин забезпечує ріст теплопродукції) і наднирників (катехоламіни дають катаболічний ефект). Крім цього, ці гормони стимулюють ліполітичні реакції. Вважають, що в умовах Півночі кортикотропін та гормони наднирників виробляються особливо активно, обумовлюючи мобілізацію механізмів адаптації і підвищуючи чутливість тканин до тироксину. Для людини характерні такі симптоми, як лабільність психічних та емоційних реакцій, швидка втома, задуха та інші гіпоксичні явища. У цілому, ці симптоми відповідають синдрому «північної напруги». Вважають, що неостанню роль у розвитку цього стану відіграє космічне випромінення. При зриві адаптації до дії низької температури виникає ряд патологічних явищ, що називаються «полярною хворобою».

Адаптація до дії високої температури. Висока температура може діяти на організм людини в штучних та природних умовах, наприклад при переміщенні в південні широти. У залежності від вологи повітря, під дією високої температури виникають такі зміни в організмі як дегідратація та втрата солей, зокрема NaCl. Відповідно процес адаптації йде в напрямку збільшення вироблення АДГ та альдостерону. У результаті здійснюється економне виділення цих гормонів, яке дозволяє знизити втрату води та NaCl, у той же час зберегти механізм потовиділення як основу для збільшення віддачі тепла. У цих умовах активно функціонує гіпоталамічний центр терморегуляції, якому належить роль у керуванні теплопродукцією та тепловіддачею. Під дією гістаміну та серотоніну в тканинах зростає віддача води із інтерстицію, зростає лімфовідтік, зростає ОЦК. Це сприяє збільшенню притоку крові до поверхні шкіри, що сприяє потовиділенню. У людей при адаптації до гіпертермії зростає вміст азоту в крові, спостерігається зниження рівня кров’яного тиску. У випадках дезадаптації людини в умовах високої температури виникає загроза перегрівання - підвищення кровонаповнення судин мозку, втрата свідомості тощо.

Адаптація до різних режимів рухової активності.

Підвищена активність викликає специфічну адаптацію, яка веде до перебудови структури м’язової тканини, точніше, її маси у відповідності з підвищеною функцією. В основі цього механізму лежить активація синтезу м’язових білків. Ф.З.Меєрсон описав закономірність у відношення функції органа та генетичного апарату складаючих його клітин. Збільшення функції на одиницю ваги тканини викликає зміни активності генетичного апарату, внаслідок чого наростає маса м’язової тканини, іншими словами, виникає гіпертрофія. При цьому в мітохондіях зростає використання пірувату, що запобігає підвищенню вмісту лактату в крові і забезпечує мобілізацію та використання жирних кислот, а це, в свою черегу, приводить до підвищення працездатності. У результаті об’єм функції приходить у відповідність з об’ємом структури органа і організм у цілому стає адаптованим до навантаження даної величини. При навантаженні в об’ємі значно перевищуючому фізіологічний, об’єм м’язових волокон зростає настільки, що кровопостачання стає недостатнім. Це призводить до того, що енергетика м’язових скорочень послабляється (так, наприклад, може бути при занятті культуризмом). Таке явище можна вважати дезадаптацією.

Адаптація до невагомості, при якій виникає перебудова системи регулюваня, адекватній існуванню в умовах на Землі, - це питання, що потребує ще свого вирішення. Людина народжується, росте і розвивається в природних умовах тільки під дією сили земного тяжіння. Воно формує топографію функцій скелетної мускулатури та гравітаційні рефлекси, сприяє току крові в артеріях, але перешкоджає току крові у венах, у зв’язку з чим в організмі розвиваються механізми, що сприяють венозному кровотоку. Коли при космічному польоті людина потрапляє в умови невагомості, це різко порушує як соматичну діяльність, так і роботу внутрішніх органів. Під впливом незвичайної імпульсації від екстеро- та інтерорецепторів у фазу гострої адаптації спостерігається високий ступінь дезорганізації рухової діяльності та роботи внутрішніх органів, що має тенденцію прогресувати. Дезорганізація характеризується зміною регіонального тонусу судинної системи. Виникає прилив до голови, ряд вестибулярних порушень, зміна обміну речовин, що проявляється у зниженні рівня енергетичного обміну. Виникає порушення мінерального, в тому числі кальцієвого, обміну внаслідок недовантаження кісткової системи кінцівок, особливо нижніх, що веде до деструкції кісток (можливо у зв’язку з порушенням співвідношення паратгормону та тиреокальцитоніну, порушенням обміну вітаміну Д). Змінюється не тільки координація рухів, але навіть почерк. В експериментах були знайдені порушення структури передніх рогів сірої речовини спинного мозку, показано зниження резистентності фізіологічних систем в умовах фізичних навантажень. Адаптація в таких умовах можлива тільки при кардинальній перебудові керуючих механізмів ЦНС, формуванні нових функціональних систем при обов’язковому використанні комплексу технічних та тренувальних захисних міроприємств. Необхідно застосовувати різні штучні способи життєзабезпечення в такій незвичній та неадекватній для організма ситуації (невагомість, зміна магнітного поля, умов радіації, освітлення, десинхроноз.)

Адаптація до гіпоксії. Розрізняють 4 класи гіпоксії:

1. Гіпоксична гіпоксія (знижений вміст кисню в атмосферному повітрі, а значить, в альвеолах та артеріальній крові).

2. Анемічна гіпоксія (нестача еритроцитів або гемоглобіну як основнного переносчика кисню).

3. Застійна, або циркуляторна, гіпоксія (виникає внаслідок порушень кровопостачання із-за серцевої недостатності).

4. Гістотоксична гіпоксія [в результаті дії отрут (цианіди), блокуючих ферменти дихального ланцюга в тканинах, а саме, кінцева ланка в переносі кисню - цитохромоксидаза].

Окрім цього, розрізняють гостру та хронічну гіпоксію. Гостра гіпоксія виникає при різкому зменшенні кисню в організмі (при знаходженні досліджуваного в барокамерфі, звідки викачується повітря, при отруєнні СО, при гострому порушенні кровопостачання або дихання). Хронічна гіпоксія виникає при тривалому перебуванні в горах або при будь-яких інших умовах недостатнього постачання кисню. Це посилить роботу тих органів та систем, які здійснюють транспорт кисню до клітин: посилиться кровообіг та дихання. Перш за все зростає частота серцевих скорочень, систолічний та хвилинний об’єми крові. Ця реакція направлена на ліквідацію нестачі кисню в тканинах. Якщо парціальний тиск кисню у вдихуваному повітрі менший 80 мм рт.ст. виникає поглиблення та збільшення частоти дихання (задуха). Це пояснюється тим, що посилення дихання в гіпоксичній атмосфері супроводжується гіпокапнією, яка стримує збільшення легеневої вентиляції і тільки через певний час (1-2 тижні) перебувння в умовах гіпоксії відбувається значне збільшення легеневої вентиляції внаслідок підвищення чутливості центрів дихання до вуглекислого газу. Зросте киснева ємкість крові внаслідок збільшення кількості еритроцитів і гемоглобіну, зміниться форма кривої дисоціації оксигемоглобіну із зсувом вправо, підвищиться активність ферментів дихального ланцюга, зміниться центральна регуляція вегетативних функцій, що направлена на більш економне використання кисню, відбудеться модифікація поведінки (обмеження рухової активності, уникнення впливу високих температур).



Адаптація до психогенних факторів, дефіциту інформації.

Психічний стрес (перенавантаження інформацією, розумова робота, ускладнення в людський стосунках, негативні емоції) викликають адаптацію, що протікає не одинаково в осіб з різним типом вищої нервової діяльності (холериків, сангвініків, флегматиків, меланхоліків). У крайніх типів (холериків, меланхоліків) адаптація не є стійкою, рано чи пізно фактори, які діють на психіку, призведуть до зриву вищої нервової діяльності і розвитку неврозів. Неврози характеризуються дезорганізацією як психічних, так і вегетативних функцій.

Зміни, які спостерігаються при гіподинамії, мають спільні принципи із змінами, які є результатом дефіциту інформації. Повна ізоляція людини від будь-яких подразників швидко призводить до порушення режиму сну, появи зорових та слухових галюцинацій та інших психічних порушень, які можуть стати незворотними. Таким чином, обмеження рухів та інформації - фактори, які порушують умови розвитку адаптації організму, призводять до зворотного розвитку - деградації відповідних функцій. Адаптація по відношенню до цих факторів не носить компенсаторного характеру, переважають тільки реакції, що пов’язані із зниженням функцій і ведуть до патології. Керувати адаптацією, сприяти підвищенню резистентності організму - цю мету повинні ставити перед собою гігієністи, валеологи, тобто представники усіх спеціальностей, що закликані забезпечувати здоров’я населення. Перш за все, це своєчасне раціональне харчування, нестача чи надлишок якого або порушення співвідношення поживних речовин у раціоні - все це сприяє зниженню опору організму, а, значить, і здатності до адаптації. Режим зміни сну та неспання, відпочинку та праці - необхідна умова нормального функціонування організму. Особливу роль відіграє фізичне тренування та закалювання.

1   2   3   4   5


База даних захищена авторським правом ©shag.com.ua 2016
звернутися до адміністрації

    Головна сторінка