Адаптация – как биологическая основа оздоровительного эффекта физических упражнений

Адаптация – как биологическая основа оздоровительного эффекта физических упражнений

1. Понятие и виды адаптации

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

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

Виды 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.

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.

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.

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. Механизмы адаптации к физическим упражнениям

Каждый орган тренируется интенсивностью своей специфической функции, но все органы тренируются через внешнюю деятельность целого организма, т.е. через его мы­шечную деятельность.

Какой же механизм адаптации к физическим упражнениям?

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) (рис.2)

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 токсическим веществам, к радиоактивному облучению, к теплу, холоду и гипоксии, повышается умственная работоспособность, иммунитет и снижаются инфекционные заболевания.  Это положительные перекрестные эффекты адаптации.

Однако при адаптации к чрезмерным на­грузкам приспособительные изменения могут проявляться в двух различных формах: 1) в прямом «изна­шивании» функциональной системы, на которую при адаптации падает главная нагрузка, и 2) в явлениях отрицательной пере­крестной адаптации — отрицательных перекрестных эффектах, т. е. в нарушении у адаптированных к физической нагрузке лю­дей и животных других функциональных систем и адаптационных реакций, не связанных непосредственно с физической нагрузкой.

При длительной устойчивой адаптации могут наблю­даться явления повреждений структур в функциональной систе­ме, ответственной за адаптацию: у спортсменов внезапная сердечная смерть после физических нагрузок или во время физических упражнений отмечается чаще, чем у людей, не занимающихся большим спортом.

В исследованиях  на жи­вотных показано, что в результате тренировки молодых крыс плаванием  по 1 ч в день 5 раз в нед. в течение 10 нед. у них развива­лись две группы изменений: 1) увеличение массы сердца на 20°/о, с одно­временным ростом числа мышечных волокон на единицу площади миокар­да на 36%; 2) увеличение структур­ного резерва сердца сопровождалось уменьшением массы и числа клеток в печени, почках и надпочечниках. Т.о., структурный резерв почек, печени и надпо­чечников оказался сниженным.

Исследования показали, что у тяжелоатлетов, тренированных к статическим силовым нагрузкам, наблюдается снижение выносливости к динамическим нагруз­кам, требующим быстрых движений; утомление при таких нагрузках развивается быстрее, чем у нетренированных здоровых людей. Это «цена адаптации» к силовым нагрузкам. У т/а 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, снижение иммунологической ре­активности организма. Показано, что у спортсменов высокого класса в результате соревнований может снижаться активность Т-лимфоцитов, В- и Q-лимфоцитов и нейтрофилов периферической крови и др. Авторы связывают это явление с неадекватно высокой интенсивностью применяемых нагрузок.

Аналогичное значение имеют данные о том, что у высокотренированных на выносливость людей — бегунов на длинные дистан­ции (марафонцев) — нередко наблюдаются нарушения функции органов пищеварения в форме спазма пищевода, желудка, кишеч­ника, нарушений перистальтики, язвенных поражений и т. д., связанные с уменьшением кровоснабжения этих органов во время бега. Принцип доминирования функциональной системы, ответственной за адаптацию к физиче­ской нагрузке проявляется в данном случае в форме преиму­щественного кровоснабжения доминирующей системы — двига­тельного аппарата — за счет кровоснабжения органов пищеваре­ния, кровоток в которых во время длительного бега уменьшен. Организм «расплачивается» за возможность выполнять длительную мышечную работу «неблагополучием» органов, не участвующих непосредственно в этой работе.

Примером «цены» адаптации к физическим нагрузкам, реализующейся на гормональном уровне, может служить известное явление нарушения по­лового созревания и менструального цикла у спортсменок высокого класса, занимающихся видами спорта, связанными с похудением и уменьшением содержания жира в организме, и в частности у гимнасток высокого класса.

«Цена» адаптации к физическим нагрузкам и ее отрицатель­ные перекрестные эффекты представляют собой возможное, но вовсе не обязательное явление. Наиболее рациональный путь к их предупреждению заключается в разумном дозировании физи­ческих нагрузок и правильном  использовании так называемой комбинированной адаптации, когда организм адаптируется одновременно к нескольким факто­рам. Такова, например, адаптация, осуществляющаяся в процессе лыжных тренировок, когда организм адаптируется одновременно к холоду и физическим нагрузкам. 

Таблица 1. Предельная длительность физических нагрузок разной интенсивности

Интенсивность мышечной работы в % от МПК	Предельное время работы
	нетренированные	тренированные
100 90 75 50	1—5 мин 10 мин 20 мин 1 ч	10—15 мин 50 мин 3 ч 8,5 ч

4. Общая  характеристика функциональных резервов  организма  спортсменов

Любая адаптация, в том числе и  адаптация  к  интенсивной мышечной деятельности, осуществляется через мобилизацию его физиологических  резервов. Они возрастают по  мере созревания организма  и снижаются  при старении.

Повышение резервных возможностей спортсмена при тренировке обусловлено тем, что во время работы происходят не только  про­цессы диссимиляции, но и процессы ассимиляции (рис…).

Адаптация к нагрузкам явление очень сложное, оно включает в себя не только физиологические резервы.

Функциональные резервы (ФР) – это скрытые возможности, обретенные в ходе эволюции и онтогенеза, усиливать функционирование своих органов и систем в целях совершения необычно большой работы, приспособление к необычайным сдвигам во внешней и внутренней среде организма.

Физиологические резервы – выработанная в процессе эволюции адаптационная способность организма  в целом усиливать во много раз  интенсивность своей деятельности  по  сравнению с состоянием относительного  покоя.

Состояние организма в процессе адаптации определяется тремя параметрами: уровнем функционирования функциональной системы, степенью напряжения регуляторных механизмов и тратами физиологических резервов.

Приспособительные изменения  в здоровом организме бывают двух видов: изменения в привычной зоне колебаний факторов среды, когда система функционирует в обычном составе, и изменения при действии неблагоприятных факторов с включением в функциональную  систему дополнительных элементов и механизмов. 

Физиологическим резервам  организма  принадлежит  важная  роль  в сложной структуре приспособительных реакций. Стабильность гомеостаза при физиологической  адаптации,  его  биологически целесообразная инертность должны сочетаться со столь же  целесообразной способностью организма к использованию физиологических резервов. Пределы адаптивных  возможностей человека и уровень его работоспособности в значительной мере зависят от величины физиологических  резервов  организма.

5. Характеристика  и  классификация функциональных резервов  спортсмена.

6. Эшелоны физиологических резервов.

ФР могут количественно оценены разностью между максимально достигшим результатом системы и уровнем этих функций в покое.

По очередности включения физиологические резервы могут быть подразделены на три очереди, эшелоны.

Первые физиологические резервы в виде усиления деятельности органов включаются сразу же при переходе от состояния относительного покоя к  привычной повседневной деятельности. Это первая очередь, -  эшелон физиологических резервов. Его включение в работу не вызывает трудностей у организма, а механизмом его включения является система условных и безусловных рефлексов.

Второй эшелон физиологических резервов включается в том случае, когда организм попадает в экстремальную ситуацию, связанную с резким изменением условий среды, а также при изменениях во внутренней среде организма. Резервы этой очереди, эшелона могут быть охарактеризованы энерготратами и состоянием физиологических функций при работе до произвольного отказа.

Третий эшелон резервов используется организмом только в борьбе за жизнь.

Приведенное деление весьма условно. Работников в области физкультуры и спорта интересуют в первую очередь резервы второго эшелона, которые реализуются в соревновательной деятельности, и механизмы перехода части резервов второго эшелона в первый.

На сегодня перспективными направлениями разработки проблемы ФР могут быть:

1) Анализ структуры мобилизуемых резервов организма в зависимости от характера спортивной деятельности;

2)  Характеристика ФР клеточного, тканевого, органного, системного и межсистемного уровней, их взаимодействия.

3) Изучения динамики включения резервов различного уровня и механизмов их мобилизации.

4) Изучение тренируемости резервов.

5) Поиск методических подходов к оценке ФР организма различного уровня и.

Занятия спортом значительно расширяют ФР и возможность их использования:

Контингент	Деятельность без стресса (%)	Стрессовые ситуации (%)	Потерянные резервы (%)
Спортсмены	30	70	30
Не занимающиеся спортом	30	55	45
Лица, ведущие пассивный образ жизни	30	30	70