Общие принципы и характеристика процессов адаптации
Адаптация представляет собой совокупность физиологических реакций, обеспечивающих приспособление строения и функций организма, его систем или органа к изменению окружающей среды. Она может происходить на гено- и фенотипическом уровне. Под генотипомпонимается совокупность всех генов организма или его наследственных факторов, а фенотип- это результат реализации генотипа в определенных условиях среды.
Фенотипическую адаптациюможно определить как развивающийся в ходе индивидуальной жизни процесс, в результате которого организм приобретает отсутствующую ранее устойчивость жить и работать в таких условиях, которые ранее были для него недоступны.
Генотипическая адаптация,в результате которой на основе наследственной изменчивости сформировались современные виды животных и растений, стала основой эволюции, потому что ее достижения закреплены генетически ипередаются по наследству. Комплекс видовых наследственных признаков становится исходным пунктом следующего этапа адаптации, приобретаемой в ходе индивидуальной жизни.
Таким образом, генетическая программа предусматривает не заранее сформировавшуюся адаптацию, а возможность ее реализации на основе ряда признаков, обусловленных генетически. Это обеспечивает только те адаптационные реакции, которые жизненно необходимы, способствуют экономному расходованию энергетических и структурных ресурсов организма и формированию фенотипа. В соответствии с этим следует считать выгодным для сохранения вида тот факт, что результаты фенотипической адаптации не передаются по наследству.
Замечательным свойством адаптации является то, что она только соизмеряет изменения деятельности организма с силой и характером воздействия на него извне.
Различают два вида адаптивных изменений: срочную и долговременную адаптацию.
Срочная адаптацияхарактеризуется непрерывно протекающими приспособительными изменениями, возникающими как ответные реакции организма на непрерывно меняющиеся условия внешней среды. Примером срочной адаптации может служить изменение теплопродукции, потоотделения и распределения крови в сосудах в ответ на повышение или понижение температуры окружающего воздуха. В.В. Петровский (1978) выделяет следующие характерные свойства срочной адаптации:
1. Срочные приспособительные изменения не закрепляются в организме. Они возникают только при непосредственном внешнем воздействии определенного характера и тотчас исчезают, как только устраняется вызвавшее их внешнее обстоятельство.
2. Характер и интенсивность срочной адаптивной реакции точно соответствует характеру и силе внешнего воздействия.
3. Срочными изменениями организм способен отвечать только на те внешние воздействия, которые по своему характеру, силе и времени действия не превышают физиологических возможностей организма.
Например, при длительном воздействии очень высокой температуры может произойти перегревание организма, и в результате этого будет тепловой удар. В этом случае сила и продолжительность действия неблагоприятного внешнего фактора окажутся выше пределов адаптивных возможностей человеческого организма. Подобный эффект можно представить себе и в связи с неадекватными адаптивным способностям организма физическими нагрузками, которые могут привести к заболеваниям сердца и травмам мышц и суставов.
Долговременная адаптацияхарактеризуется такими приспособительными изменениями, которые возникают под влиянием регулярно повторяющихся внешних воздействий. Примерами долговременной адаптации могут служить приспособление к высокогорью альпинистов, закаливание, повышение работоспособности под воздействием тренировки и т.п.
Приобретенные в результате долговременной адаптации свойства носят устойчивый характер и сохраняются некоторое время после прекращения серии внешних воздействий. Это сопровождается значительными морфологическими и функциональными преобразованиями на клеточном уровне и в деятельности различных систем организма.
Если процесс долговременной адаптации не подкрепляется новой серией аналогичных раздражителей длительное время, то организм теряет приобретенные свойства и приспосабливается к новым условиям «спокойной жизни».
Из этого следует важный для понимания сущности спортивной тренировки вывод: тренировочный процесс не должен прерываться на длительное время, интервалы отдыха между сериями нагрузок должны быть оптимальными.
В процессе долговременной адаптации организм не только приобретает способность отвечать более быстрыми, точными и всеобъемлющими ответными реакциями на уровне имеющихся функциональных возможностей, но существенно повышает уровень этих возможностей и оказывается в состоянии выполнить большой объем более интенсивной и сложной работы. Другими словами, происходит переход адаптированных систем организма в качественно новое состояние, то есть прогрессивное повышение возможностей организма, его развитие.
Организм спортсмена в процессе тренировок и соревнований подвергается многим внешним воздействиям, из которых важнейшее - физические нагрузки. Адаптация к ним - приведение строения и функций организма в соответствие с потребностями спортивной деятельности.
Адаптация к нарастающим физическим нагрузкам, меняющемуся температурному режиму, изменению состава воздуха или действию иных факторов будет иметь как общие (в связи с неспецифической защитой организма от этих влияний), так и специфические проявления. Наличие общих реакций позволяет одними факторами среды подготовить организм к действию других. Например, пребывание в условиях низкого содержания кислорода - фактор гипоксии - создает состояние перекрестной адаптации к высоким двигательным нагрузкам. Занятия одними видами спорта могут формировать перекрестную адаптацию к успехам в других (борьба и тяжелая атлетика, велосипедный спорт и бег на коньках представляют собой подобные сочетания).
Адаптация к какому-либо воздействию отражается на состоянии организма в целом, на всех его органах и системах: системе исполнения, к которой относится опорно-двигательный аппарат, системе обеспечения, включающей пищеварительную, дыхательную, выделительную и сердечно-сосудистую системы, системах регулирования и управления (железы внутренней секреции, нервная система и сенсорные системы).
Любой двигательный акт осуществляется при участии органов опорно-двигательного аппарата (костей, их соединений, мышц), выполняющих движения, сердечно-сосудистой системы и крови, обеспечивающих питание исполнительных органов, центральной и периферической нервной системы, регулирующей движения. В регуляции и обеспечении движений участвует, в известном смысле, весь организм, а не только названные органы и системы.
Адаптация зависит от многих условий, из которых важнейшими являются специфика и интенсивность внешнего воздействия и норма реакции организма, определяющая восприимчивость или устойчивость организма к данному фактору среды.
Норма адаптивной реакции
Физические нагрузки неодинаковой интенсивности оказывают разное воздействие на организм. Слабые нагрузки не вызывают заметных изменений, нагрузки средней интенсивности стимулируют морфофункциональную перестройку организма соответственно новому уровню деятельности, ускоряют рост. Сильные нагрузки тормозят эти процессы, в результате чего возникает разрыв между биологическими возможностями организма и объемом деятельности.
Сверхсильные нагрузки вызывают функциональные и структурные нарушения. Несоответствие между тем, что может организм, итем, что он должен выполнять, становится чрезмерно большим. Это служит источником скрытых и явных повреждений, травм, нередко вынуждающих надолго отстранить спортсмена от привычной для него деятельности. Поэтому оптимальным уровнем нагрузки является средний уровень. Однако восприимчивость организма к действию любого средового воздействия индивидуальна. То, что для одного будет нагрузкой средней интенсивности, на другого повлияет как слабая, а на третьего - как сильная нагрузка. Принято считать, что это связано с различиями в норме реакции организма на внешние воздействия (его реактивности).
Норма адаптивной реакции - это индивидуальные особенности восприимчивости организма к действию конкретного фактора среды. Она зависит oт наследственных особенностей, возраста, пола, предварительного опыта, конституции, физического состояния, уровня здоровья и других факторов.
Норма адаптивной реакции организма определяет порог его восприимчивости к действию фактора среды, уровень оптимальной ичрезмерной дозировки фактора, степень изменяемости функций и структур при адаптации – к новым условиям деятельности. Как правило, существует обратная связь между уровнем восприимчивости организма квнешнему воздействию и степенью генетической обусловленностипроцессов его жизнедеятельности на данном этапе онтогенеза. Исследование близнецов показало, что степень генетической детерминации жизненных процессов изменяется с возрастом: она мала в первые годы жизни и вновь снижается в период полового созревания. Поэтому первые годы жизни и период полового созревания делают детский организм более восприимчивым к внешним воздействиям, в том числе физическим нагрузкам.
Степень восприимчивости организма к внешним воздействиям зависит также от пола. Существует мнение, что женский организм более устойчив биологически к внешним воздействиям. У женщин выше средняя продолжительность жизни, они менее подвержены многим заболеваниям (например, заболеваниям сердечно-сосудистой системы). Хотя имеются и факты иного рода. Например, женщины более эмоционально неустойчивы в неблагоприятных условиях среды: во время спортивных соревнований психологические изменения уних выражены больше, чем у мужчин.
Важным фактором, определяющим реактивность организма и динамику процессов роста и развития, является конституция, последняя представляет собой целостность морфологических ифункциональных признаков, врожденных и приобретенных. Как видно из определения, норма адаптивной реакции организма – это составная часть конституции человека.
Норма адаптивной реакции организма на внешние воздействия зависит также от его физического состояния,которое с определенной закономерностью изменяется на протяжении суток, месяца, года, выявляя определенную цикличность, - суточную, месячную и т.д. Она также испытывает циклические изменения.
Норма адаптивной реакции зависит от уровня тренированности, от предварительного опыта общения с воспринимаемым фактором среды. Все люди обладают осязательной чувствительностью, но у некоторых путем тренировки она может быть доведена до совершенства. Особенно сильно она развита у слепых и слепоглухонемых. Несомненно, в ходе спортивной тренировки восприимчивость организма к физическим нагрузкам изменяется, но наследственность при этом определяет пределы возможных колебаний нормы реакции.
Норма адаптивной реакции изменяется и при некоторых патологических состояниях организма. Она неодинакова для разных структур и функций организма, это связано с тем, что каждая из них имеет свои особенности развития, генетической обусловленности и т.п.