Понятие адаптации. Факторы, типы и характерные черты адаптации.

                 Понятие адаптации. Факторы, типы и характерные черты адаптации.

  Адаптация - это процесс приспособления организма к воздействиям окружающей среды, направленной на сохранение его жизнедеятельности.

Адаптация (Меерсон) – процесс приспособления организма к внешней среде или к изменениям внутри организма.

На процесс адаптации  влияют разные факторы внешней  и внутренней среды: температура, высота, шум, характер питания, пол, возраст, род мышечных волокон, тип нервной системы, мотивация, структура, продолжительность, интенсивность тренировочных нагрузок и т.д.

 Физические нагрузки - универсальный, самый естественный и древнейший фактор адаптации, воздействующий на организм.  Сначала – как фактор земной гравитации, а затем бытовая, трудовая и спортивная деятельность. К ним человек приспосабливается всю жизнь.

Различают процесс и состояние адаптации. Процесс – это время, в течение которого происходят изменения в организме в ответ на действующие факторы. Состояние – это свершившаяся адаптация.

Типы адаптации: 1) по механизмам возникновения различают генотипическую и фенотипическую адаптацию; 2) по срокам возникновения – срочную и долговременную.

ГА связана с врожденными механизмами функционирования систем. Она возникает на основе наследственных изменений, мутаций и естественного отбора. Врожденные рефлексы – это результат адаптации генотипической. Генетическую адаптацию надо развивать (умственные способности, физиологические функции).

ФА возникает на основе приобретения в ходе индивидуальной жизни устойчивости к определенному фактору внешней среды.

В адаптационных механизмах можно выделить быструю (срочную, незавершенную) фазу адаптации и медленную (долговременную, завершенную) фазу адаптации.

Срочную адаптацию рассматривают как стрес-реакцию:  даже при выполнении непредельной работы происходит максимальная мобилизация функциональных и физиологических систем. В работу вовлекаются лишние группы мышц, сильно активируется ЦНС, гормональная система. В результате неэкономной гиперфункции систем работоспособность организма быстро падает, происходит отказ от работы.

Долговременная адаптация возникает постепенно в результате многократной реализацией срочной адаптации. 

В результате чего одно и тоже упражнение выполняется более экономно, эффективно, а максимальная работа – выводит организм на новый уровень функционирования.

В процессе адаптации повышается также резистентность клеток и органов к изменениям внутренней среды происхо­дящим при работе. Благодаря этому тренированный организм может продолжать работу при значительном О₂^_долге, изменении рН, умень­шении концентрации глюкозы в крови к пр. Нетренированный же при этих изменениях обычно вынужден прекратить работу.

Характерные черты адаптации к физическим нагрузкам (структурные, био­химические и функциональные) в работающих органах: 1) гипертрофия органа;  2) увеличение соотношения  капилляры - мышечные волокна; 3) увеличение концентрации миоглобина; 4) повышение активности ферментов; 5) увеличение АТФазной активности миозина; 5) увеличение мощности механизмов ответственных за транспорт ионов Са⁺ и расслабление мышц; 6) повышение эффективности и использования О₂ и др. изменения.

2.       Морфофункциональные механизмы  адаптации  к физическим нагрузкам

Согласно концепции  Меерсона об адаптации, повышение интенсивности функционирования работающих систем при тренировке приводит к формированию в них структурных изменений, которые принципиально увеличивают мощ­ность систем, ответственных за адаптацию к нагрузке. Активирующее влияние увеличенной функ­ции на структуру органа происходит через генетический аппарат клетки (ГА).

ГА через систему РНК "формирует структуры", а структуры "формируют" функцию. "Интенсивность функционирования структуры" - количество функции, которое приходится на единицу массы органа, управляет активностью генетического аппарата.

Пока "функции тесно в структуре", до тех пор будет происходить гипертрофия и увеличение массы органа. Количе­ство функции через ГА стимулирует структурные изменения органа. Увеличенная структура обеспечивает более высокую функцию, что и составляет основу роста тренированности.

Но как только прек­ращается увеличение функции на единицу массы органа, останавливается рост органа. Прекращается рост спортивных результатов. Отсюда, постоянное увеличение физических нагрузок - залог повышения тренированности спортсмена, снижение тренировочных нагрузок, приводящее к уменьшению количества функции выполняемое 1 г ткани, соответствует ситуации, когда функции слишком "прос­торно в структуре", в результате чего снижается интенсивность синтеза белков с последующим устранением избытка структуры.

3.       Понятие о перекрестной адаптации.

Адаптация к ФУ является перекрестной. Так, при адаптации к ФУ повышается устойчивость к теплу, холоду, гипоксии, к токсическим веществам и к радиоактивному облучению, повышается умственная работоспособность, иммунитет и снижаются инфекционные заболевания. Это положительные перекрестные эффекты адаптации.

Однако при длительной адаптации к чрезмерным на­грузкам могут наблюдаться явления отрицательной пере­крестной адаптации - нарушения  в системах, не связанных непосредственно с физической нагрузкой.

У спортсменов может наблю­даться чаще чем у людей, не занимающихся большим спортом, внезапная сердечная смерть во время, или  после физических нагрузок.

Исследования показали, что у тяжелоатлетов, тренированных к статическим силовым нагрузкам, наблюдается снижение выносливости к динамическим нагруз­кам; утомление при таких нагрузках развивается быстрее, чем у нетренированных здоровых людей. Это «цена адаптации» к силовым нагрузкам. У тяжелоатлетов возникает выраженная гипертрофия и рост массы мышечной ткани и снижение удельной плотности в ней митохондрий и капилляров.

На «пике» тренированности у тяжелоатлетов, борцов и других спорт­сменов нередко наблюдается снижение резистентности к дейст­вию холода и простудным заболеваниям, снижается  иммунитет.

У тренированных марафонцев нередко наблюдаются нарушения функции органов пищеварения (спазм пищевода, желудка, кишеч­ника, нарушения перистальтики, язвенные поражения), связанные с уменьшением их кровоснабжения во время бега.

Авторы связывают эти явления с неадекватно высокой интенсивностью применяемых нагрузок.

Примером «цены» адаптации к физическим нагрузкам могут служить нарушения по­лового созревания и менструального цикла у спортсменок высокого класса, занимающихся видами спорта, связанными с похудением и уменьшением содержания жира в организме (у гимнасток высокого класса).

Отрицатель­ные перекрестные эффекты адаптации можно предупредить правильным дозированием физи­ческих нагрузок и использованием комбинированной адаптации, когда организм адаптируется одновременно к нескольким факто­рам. Такова, например, адаптация в процессе лыжных тренировок, когда организм адаптируется одновременно к холоду и физическим нагрузкам. 

4.       Характерные черты адаптации к физическим нагрузкам в отдельных физиологических системах.

Центральная нервная система. Систематическая мышечная деятельность сопровождается повы­шением лабильности нервных клеток, активности окислительных и некоторых других ферментов. У адаптированных, особенно к скоростной работе, увеличена подвижность нервных процессов. Это проявляется в укорочении скры­того периода двигательных реакций, уточнении дифференцировок и повышении скорости переработки информации. Для спортсменов-стайе­ров характерна высокая уравновешенность нервных процессов.

Двигательный аппарат.  Морфологическкие изменения. Костная ткань утолщается, на костях образуются шероховатости, выступы, увеличиваются поперечные раз­меры костей, утолщается корковый слой, что способствует увеличе­нию механической прочности костей.

Увеличивается масса и объем скелетных мышц, особенно выполняющих силовые и статические напряжения, что сопровождается увеличением удельного веса тела. Этому способствуют потери воды и жира при физических наг­рузках. . Увеличивается количество капилляров и улучшается кровоснабжение в скелетных мышцах.

Биохимические сд­виги: а) повышается содержание белков саркоплазмы и сократитель­ного белка миофибрилл-миозина; б) увеличивается количество миоглобина, что повышает кисло­родную емкость мышц и способствует интенсификации окислительных процессов;

Функциональные сд­виги: а) повышается возбудимость и лабильность мышц; б) повышается сила мышц; б) улучшается способность мышц к быстрому расслаблению; г) у тренированных твердость мышцы при произвольном напряжении больше, а при расслаблении меньше, чем  у нетренированных.

Система крови.  С ростом тренированности увеличивается общий объем крови, содержание в ней эритроцитов и гемоглобина, стано­вится больше кислородная емкость крови.

Лейкоцитарная формула у тренированных, особенно у стайеров, изменена в сторону увеличения количества лимфоцитов.

В плазме крови повышается мощность буферных систем, предо­храняющих кровь от резких сдвигов РН в кислую сторону. Щелочной резерв крови у спортсменов увеличен.

Обмен веществ и энергии. При нормальном питании у спортсме­нов обычно наблюдается азотистое равновесие. В тренированном ор­ганизме увеличены запасы углеводов, что очень важно для повышения работоспособности. Запасы жира относительно уменьшены.

Основной обмен находится в пределах стандартных величин или несколько понижен.

Дыхательная система. У адаптированных к физическим нагрузкам спортсменов хорошо раз­виты дыхательные мышцы, увеличена жизненная емкость легких (ЖЕЛ)  и максимальная вентиляция легких (МВЛ). Наибольшей величины этот показатель достигает у специализирующихся в видах спорта цикли­ческого характера. МВЛ у тренированных спортсменов составляет 150-250 л/мин. Этот показатель более изменчив, чем ЖЕЛ, и в процессе роста тренированности повышается.

Рост тренированности сопровождается уменьшением частоты ды­хания в покое до 8-10 в 1 мин и увеличением глубины дыхания до 700-800 мл . Минутный  объем дыхания (МОД) при этом у спортсменов изменяется незначительно и составляет 6-9 л.

Потребление 0₂ в состоянии покоя в процессе тренировки, как правило, почти не изменяется.

Сердечно-сосудистая система (ССС). Адаптивные изменения проявля­ются в виде: а) гипертрофии мышечных волокон; б) васкуляризации; в) повышении количества миоглобина, гликогена; г) увеличении адренэргической чувствительности мышечных волокон; д) брадикардии; е) синусовой аритмии; ж) уменьшении систолического (СО) и минут­ного объема (МОК) кровообращения; з) изменении показателей ЭКГ: снижение зубца Р, увеличение зубцов -R,Т, смещении сегмента  SТ выше изолинии.

Гипертрофия миокарда и брадикардия в большей степени выраже­ны у тренирующихся к длительной циклической работе.  У трениро­ванных спортсменов брадикардия нередко сочетается с синусовой аритмией, что свидетельствует о способности сердца быстро адапти­роваться к изменяющимся условиям деятельности.

Показатели артериального давления (АД) у спортсменов в преде­лах возрастных норм. С ростом тренированности наблюдается тенден­ция к повышению, особенно диастолического, что обусловлено умень­шением потребности тканей в кровоснабжении.

5.       Физиологические критерии адаптации при стандартных нагрузках.

Стандартная нагрузка - это непредельная нагрузка, доступная для всех испы­туемых.

У тренированного человека: 1) более короткий период врабатывания; 2) при работе более низкий уровень физиологических процессов; 3) восстановление заканчивается  относительно быстрее.

Для определения физической работоспособности используются различные методы. Наибольшее  распространение получили тесты: проба PWC₁₇₀, гарвадский тест, степ-тест, тест на тредмилле.

У спортсменов-стайеров высокой квалификации МПК составля­ет 5-6 л/мин' (на 1 кг веса-83-85 мл/мин). Максимальные величины этого показателя у спортсменов достигают почти 7 л/мин (или 90 мл/мин/кг). У лиц не занимающихся спортом, эта величина не превы­шает 3-3,5 л/мин (менее 40 мл/мин/кг).

Для оценки уровня выносливости спортсмена пред­ложен тест, который заключается в определении длительности работы при сердечном ритме 180 уд в 1 мин (потребление кислорода составляет около 90-100% МПК), выполняемой без снижения мощнос­ти, что также  отражает возможность спортсмена поддерживать потребление кислорода на уровне близком к его МПК.  Это также характеризует резервные возможности спортсмена.

6.       Физиологические критерии адаптации при предельных нагрузках.

При выполнении предельной работы превосходство тренированного определяется:

1. способностью более быстро мобилизовать и максимально использовать свои резервы;

2. более высокой производительностью и экономичностью работы его организма;

3.   более совершенной техникой движений;

4.   адаптацией организма к продолжению работы при резко изменен­ной внутренней среде.

При работе субмаксимальной и максимальной мощности, наибольшее значение имеют анаэробные процессы, освобождающие энергию. Очень велика роль адапта­ции организма к деятельности при измененном составе внутренней среды.

При работе большой и умеренной мощности главным фактором обеспечивающим высокую работоспособность является своевременная доставка кислорода.

При работе переменной мощности наиболее важна способность организма стремительно повышать свои функции при увеличении тре­бований к ним и снижать их в интервалах отдыха и при уменьшении мощности работы.

В видах спорта, в которых оценка результата производиться в баллах,  высокая техника выполнения движений является решающим фактором.

Дыхательная система. - При циклической работе субмаксимальной и большой мощности у тренированных спортсменов-мужчин ЛВ может достигать 150-200 л/мин, у женщин - 90-130 л/мин. При этом эффективность ЛВ падает. У тренированных КИО₂ снижается незна­чительно.

Сердечно-сосудистая система (ССС). Наибольшие сдвиги наблю­даются при циклической работе, когда потребление О₂ становится близким к МПК. Систолический объем крови при этом может нарастать до 150-200 мл, минутный до 30-35л.

Кровоснабжение органов брюшной полости при этом резко снижается. То же происходит и в неактивных скелетных мышцах. У более трени­рованных сосудистые реакции более эффективны, чем у нетренированных.

Система крови. При тяжелой работе у тренированных содержа­ние эритроцитов и Hb в крови несколько нарастает. Это способствует увеличению КЕК (до 20-22 мл). Однако если работа очень тяжела, то количество эритроцитов и Hb может уменьшаться. Это происходит в результате разру­шения эритроцитов. У нетренированных тяжелая работа сопровожда­ется более значительным уменьшением количества эритроцитов и ге­моглобина в крови.

При циклической работе субмаксимальной и большой мощности накапливается большой кислородный долг, молочная кислота, изме­няется в кислую сторону РН.

У нетренированных максимальный О2-долг обычно не превышает 5-7 л. У тренированных не может достигать 20 и более литров. Соответственно повышается и концентрация молочной кисло­ты в крови (до 250-300 и более мг%).  В этом проявляется адаптация организма к работе в условиях резко измененной внутренней среды.

При предельно напряженной мышечной деятельности происходят значительные изменения и в других системах организма. Обычно эти изменения более выражены у менее тренированных. Например, коли­чество лейкоцитов в крови у них может достигать 30-50 тыс. в мм³ (ин­токсикационная фаза). У нетренированных может резко уменьшаться содержание глюкозы в крови.

Таким образом, в процессе адаптации к напряженной мышечной деятельности в организме человека происходит увеличение морфофункциональных резервов, которые могут быть мобилизованы в экстре­мальных условиях и, в результате которых приобретается способность организма в  целом и составляющих его органов, и систем нести по­вышенную по сравнению с обычной функцией нагрузку.