Адаптационная энергия. Природа адаптации.
Адапта́ция (лат. adapto — приспособляю) — процесс приспособления к изменяющимся условиям внешней среды.
Каждый из нас когда-нибудь загорал на пляже. Хотя причина такого длительного нахождения на солнце чисто косметическая, природа считает совсем иначе. Процесс загара - это пример адаптации, призванной защитить нас от вызванного ультрафиолетовыми лучами стресса, воздействующего на клетки кожи.
Процесс адаптации оборонительный по своей природе, и степень адаптации прямо пропорциональна интенсивности стрессового фактора. Вы когда-нибудь пробовали загорать посреди зимы? Можно часами лежать на солнце без каких-либо заметных изменений. Это становится возможным потому, что солнце невысоко, и ультрафиолетовые лучи не так интенсивны. Даже повторные продолжительные выходы на солнце мало к чему приведут.
Совсем другая реакция проявится летом, когда солнце находится прямо над головой. Она будет немедленной и мощной. Вначале кожа покраснеет и воспалится. Это, конечно же, соответствует стадии тревоги, согласно генеральному адаптационному синдрому Селье. Наш организм накапливает адаптивные силы в районе воздействия стресса. В случае с загаром это мобилизация меланина (кожного пигмента) для противодействия дальнейшему воздействию ультрафиолетового излучения солнца. Если воздействие продолжается, наступает вторая стадия - стадия сопротивления. Именно теперь происходит суперкомпенсация в виде потемнения кожи. Количество энергии, используемой во время адаптации, как считает Селье, ограничено. Если мы продолжим загорать на солнце, то закончится это переходом в третью стадию - стадию истощения.
На этом этапе местные адаптационные резервы энергии уже использованы, а резервов, залегающих глубже, может не хватить. Вместо суперкомпенсации в виде загара происходит декомпенсация и потеря тканей с появлением волдырей, затем ожог. Дальнейшее нахождение на солнце приведет к смерти. Подводя итог, можно сказать, что, подвергая себя стрессу в виде облучения ультрафиолетом солнца, мы получаем суперкомпенсацию в виде загара. Но если мы продолжаем находиться на солнце, то организм теряет эту способность и начинается обратный процесс - декомпенсация. Для того, чтобы запустить адаптивный механизм, стресс должен быть достаточно интенсивным, но коротким, и повторяться нечасто, чтобы не исчерпать резервы адаптационной энергии, которая обеспечивает суперкомпенсацию.
Концепция адаптационной энергии позволяет описывать индивидуальные адаптационные различия как различия в распределении адаптационной энергии по структурно-функциональной схеме системы адаптации (а также в количестве этой энергии). Сама эта схема может быть сложна, но едина внутри данного вида (для определенности, Селье рассматривает взрослых особей одного пола).
Г. Селье предложил различать "поверхностную" и "глубокую" адаптационную энергию. Первая доступна по первому требованию и восполнима за счет второй - "глубокой". Последняя мобилизуется путем адаптационной перестройки гомеостатических механизмов организма. Ее истощение необратимо, как считает Г. Селье. Однако тезис об абсолютной необратимости затрат гипотетической "адаптационной энергии" в настоящее время является скорее символическим, чем экспериментально обоснованным. При непрекращающемся действии стрессогенного фактора проявления "триады стресса" изменяются по интенсивности.
При кратковременных сильных экстремальных воздействиях ярко проявляются разные симптомы стресса. Кратковременный стресс - это как бы всестороннее проявление начала длительного стресса. При действии стрессоров, вызывающих длительный стресс (а длительно можно выдержать только сравнительно несильные нагрузки), начало развития стресса бывает стертым, с ограниченным числом заметных проявлений адаптационных процессов. Поэтому кратковременный стресс можно рассматривать как усиленную модель начала длительного стресса. И хотя по своим бросающимся в глаза проявлениям кратковременный и длительный стресс отличаются друг от друга, тем не менее в их основе лежат идентичные механизмы, но работающие в разных режимах (с разной интенсивностью). Кратковременный стресс - бурное расходование "поверхностных" адаптационных резервов и наряду с этим начало мобилизации "глубоких". Если "поверхностных" резервов недостаточно для ответа на экстремальные требования среды, а темп мобилизации "глубоких" недостаточен для возмещения расходуемых адаптационных резервов, то особь может погибнуть при совершенно неизрасходованных "глубоких" адаптационных резервах.
Длительный стресс - постепенные мобилизация и расходование и "поверхностных", и "глубоких" адаптационных резервов. Его течение может быть скрытым, т. е. отражаться, в изменении показателей адаптации, которые удается регистрировать только специальными методами. Максимально переносимые длительные стрессоры вызывают выраженную симптоматику стресса. Адаптация к таким факторам может быть при условии, что организм человека успевает, мобилизуя глубокие адаптационные резервы, "подстраиваться" к уровню длительных экстремальных требований среды. Симптоматика длительного стресса напоминает начальные общие симптомы соматических, а подчас психических болезненных состояний. Такой стресс может переходить в болезнь. Причиной длительного стресса может стать повторяющийся экстремальный фактор. В этой ситуации попеременно "включаются" процессы адаптации и реадаптации. Их проявления могут казаться слитными. В целях совершенствования диагностики и прогноза течения стрессогенных состояний предложено рассматривать как самостоятельную группу состояния, вызванные длительными прерывистыми стрессорами.
В ряде конкретных физиологических экспериментов Селье показал, что перераспределение этого ресурса повышает сопротивляемость одним факторам и в то же время снижает сопротивляемость другим. Концепция адаптационной энергии приобрела «аксиоматическую» форму:
1. Адаптационная энергия имеется в ограниченном количестве, заданном от рождения.
2.Существует верхнее ограничение на количество адаптационной энергии, которое может быть использовано индивидом в любой момент (дискретного) времени. Это количество может быть сконцентрировано на одном направлении или распределено между различными направлениями ответа на множественные вызовы окружающей среды.
3.Существует порог воздействия внешнего фактора, который должен быть перейден, чтобы вызвать адаптационный ответ.
4.Адаптационная энергия может быть активна при двух различных уровнях компетентности: первичный уровень, при котором порождение ответа происходит в ответ на высокий уровень фактора, с высокими затратами адаптационной энергии и вторичный уровень, на котором ответ порождается на низком уровне воздействия, при малых расходах адаптационной энергии.
В 1952 году Голдстоун предложил критику и развитие теории Селье. Он дополняет лабораторные эксперименты Селье описанием типичных клинических случаев, подтверждающих эту картину. Голдстоун утверждает, что такое описание адаптации с помощью адаптационной энергии чрезвычайно полезно. При этом он опровергает первую аксиому, согласно которой адаптационная энергия имеется в ограниченном количестве, заданном от рождения.
Голдстоун предлагает концепцию постоянной продукции адаптационной энергии, которая может также накапливаться и храниться в ограниченном количестве, и демонстрирует что эта концепция даже лучше описывает эксперименты Селье, чем исходная идея постоянного адаптационного капитала. Он также использует работы Каррела, который изучал адаптацию к стимулам, лежащим ниже порога тревоги, и показал, что такие упражнения неспецифически усиливают («пробуждают») общую адаптационную реакцию, что противоречит чисто затратной концепции Селье, недостатки которой он впоследствии пытался преодолеть в своей концепции эустресса.
Голдстоун утверждает, что постоянно поступающие слабые негативные стимулы постоянно встречаются и преодолеваются непрерывно действующей адаптацией. Инициализирующий эффект стимулов состоит в пробуждении системы адаптации и в приведении ее в состояние готовности к более быстрому и эффективному ответу. Более сильные стимулы могут потребовать большего расхода адаптационной энергии, чем ее производится; тогда адаптационный резерв пускается в дело, а если он израсходуется, то наступает смерть. Существует максимально возможная скорость потребления адаптационной энергии, и на этом максимуме организм не может справиться ни с каким дополнительным стимулом. Описано, как один стимул может влиять на индивидуальную возможность адаптационного ответа на другие стимулы, исход зависит от конкретной ситуации:
Пациент, который не может справиться с болезнью, способен ее преодолеть после умеренного дополнительного стимула.
В процессе адаптации к этому новому стимулу он может приобрести способность реагировать более интенсивно на все стимулы.
В результате воздействия сильного стимула пациент может быть не в состоянии адаптироваться к дополнительному сильному стимулу.
Если он успешно адаптируется к болезни, то эта адаптация может быть разрушена воздействием второго сильного стимула.
Для некоторых заболеваний (в частности, заболеваний адаптации) воздействие свежего сильного стимула может победить заболевание. Это воздействие всегда связано с риском, но оно также может нормализовать работу системы адаптации.
Аксиома Голдстоуна. Адаптационная энергия может производиться, хотя ее производство снижается в старости, она также может сохраняться в форме адаптационного капитала, хотя емкость для этого капитала ограничена. Если индивид тратит свою адаптационную энергию быстрее, чем производит, то он расходует свой адаптационный капитал и умирает при его полном истощении.
Современные модели адаптации и адаптационной энергии базируются на идее лимитирующих факторов (впервые предложенной в 1828 г. К. Шпенглером и получившей известность в приложении к агроценозам после работ фон Либиха, 1840) и эволюционных принципах оптимальности, ведущих начало от работ Дж. Б. С. Холдейна. Адаптация представлена как эволюционно оптимальная система распределения адаптационной энергии на нейтрализацию наиболее вредных факторов.