Рис. 106. Факторы, действующие на организм в условиях космического полета, и изменения в различных системах организма.

риод адаптации отмечается прилив крови к голове, целый ряд вестибулярных расстройств, изменение обмена веществ, которое проявляется в снижении уровня энергетического об­мена. В тяжелых условиях отмечают нарушение минерального, в том числе кальциевого обмена, что зависит от двигательной активности в условиях недогрузок костной системы конечностей, особенно нижних. По-видимому, отрицательный баланс Са2+ в условиях космических полетов может быть связан и с эндокринными сдвигами (дезорганизация в соотношениях паратгормона и тиреокальцитонина, нарушение обмена витамина Д, эти изменения ведут к деструкции костей). Изменяется не только координация движений, но даже почерк. В экспериментах были обнаружены нарушения структуры передних рогов серого вещества спинного мозга, показано также снижение устойчивости физиологичес­ких систем в условиях физических нагрузок. Адаптация в этих условиях возможна лишь при кардинальной перестройке управляющих механизмов центральной нервной системы, формировании новых функциональных систем при обязательном использовании комплекса технических и тренировочных защитных мероприятий. Необходимо применять различ­ные искусственные способы жизнеобеспечения в такой необычной и неадекватной для организма ситуации.

Возникает вопрос: возможна ли истинная адаптация к условиям невесомости, при кото­рой возникает перестройка системы регулирования, адекватной существованию в условиях на Земле. Этот вопрос еще требует своего решения.

401

АДАПТАЦИЯ К ГИПОКСИИ

Недостаток кислорода — один из часто встречающихся факторов внешней среды; в са­мом деле, гипоксия сопровождает очень многие физиологические и патологические про­цессы (подъем в горы и дыхание разреженным воздухом — классические примеры гипо­ксии); при интенсивных физических нагрузках также возникает недостаток кислорода, вслед­ствие того, что мышцы поглощают кислород интенсивнее, чем он приносится кровью; ане­мия вследствие кровопотери или любой другой причины также вызывает гипоксию тканей; почти все болезни сердца и дыхания, как правило, сопровождаются развитием гипоксии.

Таким образом, можно констатировать, что гипоксия — универсальный действующий фактор, и в организме на протяжении многих веков эволюции выработались эффективные приспособительные механизмы к данному экстремальному воздействию.

Охарактеризуем кратко гипоксические состояния. Наиболее известна классификация гипоксии, включающая 4 больших класса:

1. Гипоксическая гипоксия (снижено содержание кислорода в атмосферном воздухе, а значит, в альвеолах и артериальной крови).

2. Анемическая гипоксия (недостаток эритроцитов или гемоглобина как основного пере­носчика кислорода).

3. Застойная, или циркуляторная, гипоксия (возникает вследствие нарушений кровообра-щения из-за сердечной недостаточности).

4. Гистотоксическая гипоксия (в результате действия ядов (цианиды) блокированы фер­менты дыхательной цепи в тканях, в частности, конечное звено в переносе кислорода — цитохромоксидаза).

Помимо этих классов, различают острую и хроническую гипоксию. Острая гипоксия возникает при резком уменьшении доступа кислорода в организм (при помещении исследу­емого в барокамеру, откуда выкачивается воздух, при отравлении окисью углерода, при остром нарушении кровообращения или дыхания). Хроническая гипоксия возникает при длительном пребывании в горах или при любых других условиях недостаточного снабже­ния кислородом.

Как же организмы реагируют на гипоксическое воздействие? Для простоты возьмем в качестве модели гипоксии подъем в горы. При этом в качестве ответных мер на недостаток кислорода организм усилит работу тех органов и систем, которые осуществляют транспорт кислорода к клеткам: усилится кровообращение и дыхание, увеличится кислородная ем­кость крови вследствие роста концентрации эритроцитов и гемоглобина, изменится форма кривой диссоциации оксигемоглобина со сдвигом вправо, повысится активность ферментов дыхательной цепи, изменится центральная регуляция вегетативных функций, направлен­ная на более экономное использование кислорода, произойдет модификация поведения (ог­раничение двигательной активности, избегание воздействия высоких температур).

Ответные реакции на дефицит кислорода охватывают многие важнейшие физиологичес­кие системы организма. Остановимся более подробно на характеристике ответных реакций организма.

Первой компенсаторной реакцией на гипоксию является увеличение частоты сердечных сокращений, несколько увеличивается ударный объем сердца и минутный объем крови. Эта реакция направлена на ликвидацию недостатка кислорода в тканях. Так, если организм че­ловека потребляет в покое 300 мл кислорода в минуту, а его парциальное давление во вды­хаемом воздухе (а, следовательно, и в крови) уменьшилось на 1/3, достаточно увеличить на 30% минутный объем крови, чтобы к тканям было доставлено то же количество кислорода. Раскрытие дополнительных капилляров в тканях реализует увеличение кровотока, так как при этом повышается скорость диффузии кислорода.

Увеличение интенсивности дыхания при гипоксии незначительно и только при выраженных степенях кислородного голодания (парциальное давление кислорода во вдыхае­мом воздухе менее 80 мм рт. ст.) возникает углубление и учащение дыхания (одышка).

402

Объясняется это тем, что усиление дыхания в гипоксической атмосфере сопровождается гипокапнией, которая сдерживает увеличение легочной вентиляции и только через опреде­ленное время (1—2 недели) пребывания в условиях гипоксии происходит существенное увеличение легочной вентиляции из-за повышения чувствительности центров дыхания к углекислому газу.

При гипоксии возрастает количество эритроцитов и концентрация гемоглобина в крови в первые 3—5 дней (острый период) за счет опорожнения кровяных депо и сгущения крови, |а далее за счет интенсификации кроветворения (выяснено, что уменьшение атмосферного давления на 100 мм рт. ст. вызывает нарастание содержания гемоглобина в крови на 10%). Изменяются также кислородтранспортные свойства гемоглобина, увеличивается сдвиг кри­вой диссоциации оксигемоглобина вправо, что способствует более полной отдаче кислоро­да тканям. В клетках возрастает количество митохондрий, увеличивается содержание фер­ментов дыхательной цепи, что позволяет интенсифицировать процессы использования энер­гии в клетке. И, наконец, происходит перестройка в центральной регуляции дыхания и кро­вообращения. Наиболее демонстративно это проявляется в изменении чувствительности дыхательного центра к углекислому газу. При адаптации к гипоксии чувствительность по­вышается; это позволяет увеличить легочную вентиляцию, поднять содержание кислорода в крови, улучшить снабжение организма кислородом и, что не менее важно, ослабить ин­тенсивность работы сердечно-сосудистой системы и тем самым повысить резервные воз­можности организма.

Таким образом, в результате воздействия всех звеньев нейрогуморальной системы про­исходят структурно-функциональные перестройки в организме, в результате которых формируются адаптивные реакции к данному экстремальному воздействию.

СПЕЦИФИКА АДАПТАЦИИ К ПСИХОГЕННЫМ ФАКТОРАМ

Возрастающая перегрузка информацией, производственные процессы, требующие но­шенного умственного напряжения, а также повышенная нагрузка на психическую деятельность, характерная в настоящее время для людей, занятых в производстве и в науке, приводит к тому, что психический стресс, а, следовательно, факторы, вызывающие психи­ческие напряжения, выдвигаются на первый план среди многочисленных факторов, требу­ющих адаптации организма.

Особого внимания заслуживают осложнения в человеческих отношениях, а также дру­гие моменты социального плана. Факторы подобного рода могут являться причиной воз­никновения отрицательных эмоций и психологических реакций, имеющих защитный адап­тивный характер.

Состояние психологического напряжения сопровождается особыми реакциями в сфере высшей нервной деятельности, сопровождающимися вегетатиными компонентами.

Адаптация к воздействию психогенных факторов протекает неодинаково у лиц с разным типом высшей нервной деятельности (холериков, сангвиников, флегматиков, меланхоли­ков). У крайних типов (холериков, меланхоликов) такая адаптация не является стойкой, рано или поздно факторы, воздействующие на психику, приводят к срыву высшей нервной деятельности и развитию неврозов. Неврозы характеризуются дезорганизацией как психи­ческих, так и вегетативных функций.

Психическая адаптация в широком смысле изучается и социологами, и управление ею является в наш век не менее актуальным, чем управление механизмами физиологической адаптации.

АДАПТАЦИЯ К ДЕФИЦИТУ ИНФОРМАЦИИ

Изменения, наблюдаемые при гиподинамии, имеют общие принципы с изменениями, которые являются результатом дефицита информации.

403

Человек развивался в ходе эволюции благодаря информации. Получение информации тесно связано с различными видами функциональной активности (двигательной и умствен­ной деятельностью, эмоциями и др.).

Полная изоляция человека от каких бы то ни было раздражений быстро приводит к на­рушению режима сна, появлению зрительных и слуховых галлюцинаций и к другим психи­ческим расстройствам, которые могут стать необратимыми.

Таким образом, ограничения движения и информации — факторы, нарушающие условия развития организма, приводящие к обратному развитию — деградации соответствующих функций.

Адаптация по отношению к этим факторам не носит компенсаторного характера. В ней не проявляются типичные черты активного приспособления, преобладают лишь реакции, связанные со снижением функций и приводящие в конечном итоге к патологии.

Особенности адаптации человека

К особенностям адаптации человека относится сочетание развития физиологических адаптивных свойств организма с искусственными способами, преобразующими среду в ин­тересах организма.

Не всегда, однако, такие искусственные мероприятия абсолютно позитивны для чело­века. Так, например, в наш век санитарно-гигиенические мероприятия становятся настоль­ко эффективными, что встреча организма с патогенным микробом перестает быть повсед­невным явлением. Организм прекращает вырабатывать иммунитет, который в прежние времена обязательно активировался в процессе повседневных контактов с болезнетвор­ными агентами.

Другим примером подобного рода может служить искусственная иммунизация. Полу­чение вакцин и сывороток извне человеком приводит к детренированности его собственных иммунологических механизмов.

Искусственные меры создания температурного гомеостаза в помещениях, а также одеж­да, защищающая человека от внешних колебаний температуры, негативно сказываются на естественных терморегуляторных механизмах человеческого организма.

Эти примеры позволяют говорить о том, что достижения науки и техники в наши дни помогают человеку преодолевать сложные, требующие приспособления, ситуации, но в то же время ослабляют естественные защитные силы и адаптационные механизмы организма.

Таким образом, прогресс науки и техники не снимает необходимость тренировать есте­ственные защитные силы организма и его способность к неспецифической резистентности.

УПРАВЛЕНИЕ АДАПТАЦИЕЙ

Управлять адаптацией, способствовать повышению резистентности организма — эту цель должны ставить перед собой врачи, гигиенисты, валеологи, т. е. представители всех специальностей, призванные обеспечивать здоровье населения. Одним из необходимых ус­ловий для укрепления резистентности является своевременное и рациональное питание. Недостаточность или избыточность питания, нарушение соотношений питательных веществ в рационе — все это сказывается на деятельности организма в целом и способствует сниже­нию его сопротивляемости, а, следовательно, и способности к адаптации.

Режим смены сна и бодрствования, отдыха и труда — необходимое условие нормального функционирования организма. Особую роль играет физическая тренировка и закаливание.

Физическая тренировка. Наиболее эффективным средством повышения неспецифичес­кой резистентности являются физкультура и спорт. Организм человека, занимающегося спортом на научной основе (без злоупотребления, без переутомления, при гармоническом включении в повышенную активность всех систем организма), приобретает высокую сте­пень резистентности.

404

Физическая тренировка — прежде всего двигательная активность, оказывающая влия­ние на многие системы организма. Она распространяется на сбалансированность метабо­лизма, активизирует вегетативные вспомогательные системы: кровообращения и дыхания. Чем совершеннее двигательные акты, тем слаженнее, сочетаннее работают эти системы.

Одним из важнейших свойств двигательной активности является установление в цент­ральной нервной системе сложнейших координационных соотношений. Организация дви­гательных актов требует формирования специальных функциональных систем, формирова­ния афферентного синтеза и «акцептора» действия (П. К. Анохин) и реализации двигатель­ного акта в плане совпадения с акцептором действия. Сам по себе двигательный акт форми­рует нервные механизмы управления. Кроме того, двигательная активность служит посто­янным средством взаимодействия организма с внешней средой, средством развития самого организма. Движение входит обязательным компонентом в работу всех анализаторов. Оно необходимо для получения информации, развития психики.

Перечисленные особенности двигательной деятельности делают ее мощным средством неспецифической резистентности. Эта резистентность связана с тренированностью обмена веществ, достаточно экономичной тратой энергии в покое, способностью организма наибо­лее совершенно утилизировать кислород, эффективностью функционирования фермента­тивных систем. Резистентность как результат физической тренированности обусловлена также повышением координации в деятельности вспомогательных систем — кровообраще­ния, дыхания, крови и т. д. Эти системы взаимодействуют у тренированных людей особенно четко и точно. Наконец, физическая тренированность, развивая механизм координации в нервной системе, обуславливает повышение обучаемости, тренируемости нервной систе­мы. Все эти механизмы являются в значительной мере неспецифическими. Благодаря нали­чию таких механизмов облегчается становление адаптационных реакций по отношению к широкому спектру факторов.

Закаливание. Существует целый ряд мероприятий, направленных на повышение сопро­тивляемости человеческого организма, объединенных понятием «закаливание».

Классическим примером закаливания является постоянная тренировка холодом, вод­ные процедуры, зарядка под открытым небом в любую погоду. Физиологический смысл использования холодового закаливания сводится к тренировке адаптации — «блокирова­нию» раздражителя. Терморецепторы (холодовые), постоянно подвергаясь действию низ­кой температуры, настолько понижают свою возбудимость по отношению к холоду, что, например, для человека, купающегося зимой в проруби, в дальнейшем не страшен ни сквоз­няк, ни пребывание под дождем. Резистентность к действию низкой температуры, вырабо­танная в процессе закаливания, зависит также от сведения к минимуму сосудистых реак­ций, сбалансированности теплопродукции и теплоотдачи и т. д. Особенно эффективно зака­ливание чередованием действия низких и высоких температур. Однако исследования спе­циалистов показывают, что именно низкие температуры являются ведущими в повышении неспецифической резистентности.

Существуют и другие способы закаливания организма. Все они способствуют повыше­нию его неспецифической резистентности.

Воздействие гипоксии. Одно из средств повышения тренированности человека и укрепления его здоровья — использование гипоксии. Достаточно вспомнить долгожителей — горцев, что­бы оценить положительное действие гипоксического фактора на организм. В последние годы вопросам влияния гипоксической тренировки было посвящено немало научных исследова­ний (Н. А. Агаджанян, 3. И. Барбашева и др.).

Выявлено, что дозированное использование гипоксии, в частности в виде тренировочно­го пребывания человека на высоте около 2—2,5 тыс. метров (в сочетании с умеренной фи­зической нагрузкой, когда речь идет о спортсменах), увеличивает неспецифическую резис­тентность организма. Гипоксический фактор способствует повышенной отдаче кислорода тканям, высокой утилизации его в окислительных процессах, активизации ферментативных тканевых реакций, экономичному использованию резервов сердечно-сосудистой и дыхатель­ной систем. Разумеется, что, как и во всех случаях воздействия на организм сильных раз-

405

дражителей или значительно измененных условий, при гипоксии активизируется гипофизо-адреналовая система, обеспечивающая общую устойчивость организма.

Таким образом, сложнейший процесс адаптации в определенной мере управляем. Разра­ботанные учеными способы закаливания организма служат улучшению его адаптивных воз­можностей. При этом надо учитывать, что адаптация к любому неадекватному фактору со­пряжена с тратой не только энергии, но и структурных — генетически детерминированных ресурсов организма. В каждом конкретном случае научно обоснованное определение стра­тегии и тактики, а также количества и качества («дозы») адаптации является столь же от­ветственным мероприятием, как и определение дозы сильнодействующего фармакологиче­ского препарата.

Жизнь современного человека весьма мобильна, и в обычных естественных условиях его организм непрерывно адаптируется к целому комплексу природно-климатических и социально-производственных факторов. «Цена адаптации» зависит от дозы воздействую­щего фактора и индивидуальных особенностей организма. Доза воздействия и переноси­мость зависят от наследственных — генетических — особенностей организма, продолжи­тельности и силы (интенсивности) воздействия факторов.

Стресс-реакция из звена адаптации может при чрезмерно сильных воздействиях среды трансформироваться в звено патогенеза и индуцировать развитие болезней — от язвенных до тяжелых сердечно-сосудистых и иммунных.

Одна из главенствующих задач экологической физиологии и медицины состоит в глубо­ком изучении механизмов адаптации с целью использования защитных эффектов для лечения и профилактики болезней, а также изыскания адекватных методов воспроизведения защит­ных эффектов адаптации с помощью фармакологических средств и природных адаптогенов.

Рис. 107. Адаптация и управление здоровьем человека.

406