Тема 2. Загальнотеоретичні основи вчення про адаптацію План

1. Загальне визначення адаптації та гомеостазу.

2. Поняття «норма реакції», її роль в адаптації.

3. Раціональна та нераціональна форми адаптації.

4. Розвиток адаптації в деяких тканинх.

Адаптація (від латів. Adaptatio -пристосування) -пристосування організму,популяциі або іншої біологічної системи до змін умов існування.

Адаптація відбувається на гено- і фенотипічному рівні. Генотипична адаптація характерна для частин людства і виникає впродовж багатьох поколінь, історично як пристосування до певних екологічних умов. Приклад — формування расових ознак: кольори шкіри, форми тіла і черепа і інш. Фенотипична адаптація спостерігається в ході індивідуального розвитку організму ; не закріплюється в генотипі людини.

Організм спортсмена в процесі тренувань і змагань зазнає багатьох зовнішних дій, з яких важливе — фізичні навантаження. Адаптація до них — приведення будови і функцій організму у відповідність з потребами спортивної діяльності.

Перш ніж перейти до опису адаптації, зупинимося на основному біологічному понятті "гомеостаз". У широкому біологічному розумінні гомеостаз розглядується як процес, що створює стійкий стан цілого організму до змінних умов зовнішньої середи. Гомеостаз може забезпечуватися шляхом багатопараметричної регуляції, що не вимагає стійкості кожного параметра, що входить в систему організму. Він визначається утриманням комплексу життєвих показників обміну речовин, енергії і інформації в даний момент часу. При переході до наступного моменту часу спостерігаються зрушення в показниках окремих систем, але вся макросистема зберігає життєвість. . Змінюються в основному "гнучкі" процеси просторово-часової моделі організму. Встановлено, що всі гомеостатичні системи мають спільний принцип їх керування - регульована конкуренція. У основі цього управлінського взаємовпливу лежить многоконтурность управління ієрархічних систем, у тому числі і пристосованість до навколишнього середовища шляхом підтримки необхідного рівня життєдіяльності. Постійність внутрішнього середовища є умовою незалежного існування індивідуальності. Організм прагне не до абсолютної стабілізації функцій, а до утримання їх в певних межах, при безперервній зміні констант. Заняття фізичною культурою не приводить до цих змін, систематичні тренування стимулюють і направляють зміни окремих систем.

Цікаве питання про пристосування організму до навантажень і до бездіяльності, тобто до станів, з якими часто доводиться стикатися. Поглиблені вивчення цих зв'язків - морфологічного і функціонального - знайшли своє віддзеркалення в роботах І.М. Сеченова, що показав, що гомеостаз і адаптація є взаємозв'язаними фундаментальними властивостями біологічних об'єктів. Ці процеси не лише взаємозв'язані, але і доповнюють одне одного. Гомеостатичне регулювання зрештою визначає процеси адаптації, тобто в організмі є прістосувальні процеси адаптації.

Адаптація в прямому значенні означає пристосовність до середовища. В разі повного пристосування до середовища треба говорити про втрату (відсутность) впливу середовища, оскільки адаптація досягла свого межі.

При регулярних тренувальних навантаженнях процес адаптації не може бути довге постійним, необхідні чинники, які заставляють організм пристосовуватися до нових (раціональни для виду спорту і кваліфікації спортсмена) умов тренування. Адаптоспроможність визначається в основному пластичністю нервової системи, особливостями гормонального регулювання, активністю ферментатівної системи, стійкістю до гіпоксії. Критерієм оцінки раціональності адаптивного процесу є мінімальна "плата" за цю діяльність. Рухове навантаження - це специфічний подразник, що впливає на внутріклітинну енергетику, яка удосконалює внутріклітинні процеси і приводить до помірної гіпертрофії. Посилений синтез структурних і ферментатівних білків в активно функціонуючій клітині відбувається шляхом накопичення в м'язах креатину, який розширює функціональні потужності клітинних структур і підвищує регуляцію обмінних процесів. Доцільно виділяти термінову адаптивну реакцію і довготривалу. Основою тривалої адаптації є число функціонуючих структур, їх гиперплазія, що призводить до підвищення функціональної потужності. Саме у цьому полягає процес тренування. "Структурна ціна адаптації" у спортсменів, що тренуються з перервами, вища, ніж у спортсменів, що тренуються безперервно з використанням мікро-, макро- і мезоциклов. У зв'язку з цим зміни об'єму і інтенсивності тренувальних навантажень, а на думку окремих авторів і годинй тренувань, дають кращий ефект, чим строго планові навантаження з монотонними завданнями. Єдиного уявлення про зміни при адаптації про це необхідний і складний процес немає. Існує маса визначень, пристосованих до конкретних навантажень, але немає єдиного, визнаного всіма. Пов'язано це з труднощами побудови узагальнювального визначення типовий, а тим більш індивідуальній адаптації. Деякі автори стоять на стороні онтогенетичних чинників адаптації, інші - схиляються до генетичної, треті - пов'язують з глибинними біохімічними процесами. Набор фізіологічних тлумачень обмежує морфологічну суть. Як і увязанность феномену адаптації з проблемами спортивної морфології є слабо освітленою адаптація структур організму, яка, ймовірно, пов'язана з нормою їх реакції на зовнішні дії.

Норма реакції - поняття, введене генетиками, має і фенотипичний сенс. Норма реакції не лише успадковується, але і виховується при різносторонньому спілкуванні організму з середовищем. Встановлення середнього вікового навантаження, процес надзвичайно багатоплановий і тонко пов'язаний із зрілістю як окремих структур нервової системи, так і установкою взаємодії з ендокринною системою. Індивідуальна мінливість ростових процесів окремих систем організму тісно пов'язана з варіантом біологічного розвитку.

У відповідь реакції організму на зовнішні (тренувальні) навантаження в значно більшому ступені регламентуються правилом "конфлікту організму з середою", згідно якому, співвідношення чинника сліду і індивідуальної (генетичної) норми реакції може мати помірний характер, стимулюючи ростову активність. Якщо роздратування зрушуються убік середовищного чинника, ростова активність гальмується. Це положення спробували використовувати для пояснення феномену акселерації - проте ця гіпотеза має дуже багато "проти". Основне "проти" полягає в тому, що норма реакції різних тканин міняється не синхронно, а послідовно, і у відповідь, реакції в кожному віковому періоді розрізнятимуться.

Концепцію про акселерацію розвивав Г. Селье, вказуючи, що її механізм зводиться до помірного конфлікту, що викликається екзо- і ендогенними чинниками, - "фізіологічний стрес" і подальше насичення організму кортикостероїдами - гормонами, стимулюючими зростання. Логічність побудови концепції збільшення зростання в умовах забруднення середовища, не витримує критики.

Адаптаційні реакції організму на фізичні навантаження ніколи не обмежуються їх впливом на одну якусь систему, оскільки між окремими системами існує чітко виражений взаємозв'язок. Не менш важливим чинником служить закон про те, що для різних органів або різних функціональних показників перехід від стимуляції до гальмування функціональної активності відбувається при неоднаковому рівні тренувальних навантажень.

Структури, що виникли в ході адаптації до тренувальних навантажень, можуть по своєму вкладу в життєдіяльність на вивченому відрізку часу істотно відрізнятися. Тренувальні навантаження в осіб різних конституціональних (соматичних) типів і варіантів біологічного розвитку мають різну "енергетіко-пластічну" стійкість до перебудови. Наприклад, раціональна форма адаптації довгої трубчастої кісті до навантаження виявляється розширенням епіфізов, діафіза і кістковомозковій порожнині, довгим збереженням потенційного подовжнього зростання. При цьому на зовнішній поверхні кістки остеобласти активно будують кістку. Кісткоутворення перевищує кісткоруйнування, а на внутрішній стороні (з сторони порожнини кістки) перевищує кісткоруйнування. Різкого потовщення під час кісткоутворення не відбувається. Збільшивши свій зовнішній розмір, кістка, відповідно до законів механіки, підвищує міцність при тій же або схожій товщині компактної речовини. Ця форма адаптації найбільш економічна.. На мікроскопічному рівні вона визначається утворенням остеонов великого діаметру, тонкостінних і з широким внутрішним каналом.

Нераціональна форма адаптации кістки характеризуеться збереженням наружних поперечних розмірів або ж їх зменьшенням - за счет зменшення підокістевого кісткоутворення чи активації руйнування кістки. Стінка диафизу потовщується під час формування нової кістової сполуки з боку кістковомозкової порожнини, що веде к зменшенню костковомозкового каналу. Рост кісток в длину тормозиться при більш ранньому зниканню зони росту. Цей процес вимагає більшої витрати кісткової речовини для забезпечення необхідного рівня міцності. Зменшення кістковомозкової порожнини звужує вмістище для кісткового мозку і, можливо, порушує живлення кісткової речовини. Нерациональна форма адаптації менш надійна і веде до її зриву. Вона служить причиною кісткового травматизму і передчасного старіння суглобів. Лежача під тиском ділянка кістки піддається постійному перевантаженню і травмується. Подальша зміна суглоба може йти з виникненням по краях суглобової поверхні кісткових виростків - остеофітів, що завершується деформуючим артрозом. Інколи над хрящовою пластинкою можуть утворитися гроновидні розрідження. Утворення остеофітів можна вважати раціональним, оскільки кісткові розростання по краях мають компенсаторне значення, і лише збільшившись вони створюють неприємні больові відчуття. Стирання кісток з віком у спортсменів різних спеціалізацій дає ясне уявлення про "спортивні деструкції".

Адаптація до наростаючих фізичних навантажень, змінного температурного режиму, зміну складу повітря або до дії інших чинників матиме як спільні, так і специфічні прояви. Наявність спільних реакцій дозволяє одним чинниками середовища підготувати організм до дії других. Наприклад, перебування з умовах низького вмісту кислороду — чинника гіпоксії — створює достаток адаптациі до з інших (боротьба і важка атлегика. велосипедний спорт і біг на ковзанах є подібним поєднанням).

Адаптація до якої-небудь дії відбивається на достатку організму в цілому, на всіх його органах і системах: системі виконання, до якої відноситься опорно-руховий апарат, системі забезпечення, (травної, дихательної, системи виділення, серцево-судинній), системах регулювання і управління - органах внутрішній секреції, нервовій системі з органами відчуття.

Будь-який руховий акт здійснюється за участю органів опорно-рухового апарату (кісток, їх з'єднань, м'язів), що виконують рухи, серцево-судинної системи і крові, органів, що забезпечують живлення центральної і периферичної нервової системи, регулюючої рухи. У регуляциі і забезпеченні рухів бере участь, в певном сенсі, весь організм, а не лише названі органи і системи.

Ендокринний апарат забезпечує гуморальну регуляцію (додатково до нервової), травна система сприяє насиченню крові речовинами, необхідними для живлення робочих органів, дихальна — насиченню крові киснем, органи чуств корректують рухи, органи виділення сприяють очищенню організма від шкідливих продуктів обміну речовин.

При вживанні надалі терміну «адаптация» маються на увазі зміни будови і функцій організму, що виникають в ході індивідуального розвитку організму на фенотипічному рівні.

Виділяють раціональну і нерациональную форми адаптації (від латів. rationalis — розумний). Краще всього вивчені ці форми адаптації до підвищених фізичних навантажень для. кісток і сердечного м'яза .

Раціональна форма адаптації трубчастої к і с тк и до механічних навантажень, що поступово підвищуються, виявляється тривалим збереженням механізмів нормального зростання — подовженням кісті, розширенням епіфізов і діафіза за рахунок підокостівого відкладення кісткової речовини, розширенням кістковомозкової порожнини завдяки руйнуванню компактної речовини зсередини. Біомеханічна виправданість цієї форми пристосування кісті до навантаження полягає в тому, що, збільшуючи свій зовнішній діаметр,кость підвищує міцність. Ця форма економічна, так руйнуючись з боку кістковомозкової порожнини, кість повертає до обміну речовин в організмі мінеральні солі.

Нерациональная форма адаптації кісткі виявляється дуже швидкою. Спостерігається стрімке її зростання в умовах значних- механічних дій і передчасне завершення його. Маючи менший зовнішній діаметр, така кість відрізняється меншою міцністю.

У частині випадків вона компенсує цей недолік відкладенням кісткової речовини зсередини, з боку кістковомозкової порожнини, що

менш економічно.

Раціональна форма адаптації серцевого м’язу протікає без виразної гіпертрофії міокарду. Вона розвивається поступово, з використання механізмів внутріклітинної (молекулярной, внутріорганоїдной, органоїдной) регенерації.

Відбувається нормалізація органелл за рахунок швидкого їх обновлення в кардіоміоцитах. Повне використання цих можливостей поряд з іншими змінами серця робить зайвою появу нових органелл і гіпертрофію кардіоміоцитів.

Нерациональная форма адаптації серцевого м ' я з а характеризується як провідною ознакою гіпертрофією кардіоміоцитів і міокарду в цілому. Можливості внутріклітинного оновлення органелл повністю не використовуються. Мабуть, ця форма адаптації відрізняється нестримністю становлення. Розмежовує раціональну і нерациональну форми адаптації ч и н н и к часу, похідний від чинника відповідності рівня навантаження біологичним можливостям органу. Невідповідність навантаження порушує п р а в і ло про поступовість розгортання онтогенетичних процесів з їх прискоренням. Для сердечного м'яза це означає неможливість використання величезного резерву внутріклітинної регенерації, для кістки— нормальних механізмів підокістевого утворення кісткової речовини.

Відомо, що при інтенсивних заняттях спортом імунологичний захист організму може погіршуватися, що підвищує захворюваність спортсменів, що діють, і спортсменів, що припинили активні заняття (серед останніх захворювання алергічної природи зустрічаються частіше в спортивних іграх і легкій атлетиці; можливо, це пояснюється тим, що ці види спорту мають більше передумов для розвитку психоемоційного стресу.