Фазы развития процесса адаптации

Первая фаза — «аварийная» — развивается в самом начале действия как физиологического, так и патогенного фактора или из­мененных условий внешней среды. При этом реагируют висцеральные служебные системы: кровообращение, дыхание. Этими реакциями управляет центральная нервная система с широким вовлечением гормо­нальных факторов, в частности гормонов мозгового вещества надпочечника (катехоламинов), что в свою очередь сопровождается повышенным тонусом симпатической системы. Следствием активации симпатико-адреналовой системы являются такие сдвиги вегетативных функций, которые имеют катаболический характер и обеспечивают организм нужной ему энергией как бы в предвидении необходимых в скором будущем затрат. Эти предупредительные меры являются яркой иллюстрацией проявления «опережающего» возбуждения.

В аварийной фазе повышенная активность вегетативных систем протекает некоординированно, с элементами хаотичности. Реакции генерализованы и неэкономны и часто превышают необходимый для данных условий уровень. Число измененных показателей в деятель­ности различных систем неоправданно велико. Управление функциями со стороны нервной системы и гуморальных факторов недостаточно синхронизировано, вся фаза в целом носит как бы поисковый характер и представляется как попытка адаптироваться к новому фактору или к новым условиям, главным образом за счет органных и системных механизмов.

Тканевые, а тем более молекулярные процессы в клетках и мем­бранах организма в этой фазе направленно не изменяются, так как для их стационарной перестройки требуется более значительное время.

Аварийная фаза адаптации в основном протекает на фоне повы­шенной эмоциональности (чаще отрицательной модальности). Следо­вательно, в механизмы протекания этой фазы также включаются все элементы центральной нервной системы, которые обеспечивают именно эмоциональные сдвиги в организме.

Аварийная фаза адаптации может быть выражена по-разному, в зависимости не только от индивидуальных особенностей организма, но и от силы раздражающих факторов (чем они сильнее, тем эта фаза выраженнее). Соответственно она может сопровождаться сильно или слабо выраженным эмоциональным компонентом, от которого, в свою очередь, зависит мобилизация вегетативных- механизмов.

Вторая фаза - переходная к устойчивой адаптации. Она ха­рактеризуется уменьшением общей возбудимости центральной нервной системы, формированием функциональных систем, обеспечивающих управление адаптацией к возникшим новым условиям. Снижается интенсивность гормональных сдвигов, постепенно выключается ряд систем и органов, первоначально вовлеченных в реакцию. В ходе этой фазы приспособительные реакции организма постепенно переключа­ются на более глубокий тканевый уровень. Гормональный фон видо­изменяется, усиливают свое действие гормоны коры надпочечников — «гормоны адаптации».

Вслед за переходной фазой наступает третья фаза - фаза ус­тойчивой адаптации, или резистентности. Она и является собственно адаптацией — приспособлением — и характеризуется новым уровнем деятельности тканевых клеточных мембранных элементов, перестро­ившихся благодаря временной активации вспомогательных систем, которые при этом могут функционировать практически в исходном режиме, тогда как тканевые процессы активизируются, обеспечивая гомеостазис, адекватный новым условиям существования.

Основными особенностями этой фазы являются:

1) мобилизация энергетических ресурсов;

2) повышенный синтез структурных и ферментативных белков;

3) мобилизация имунных систем.

В третьей фазе организм приобретает неспецифическую и специ­фическую резистентность — устойчивость организма.

Управляющие механизмы в ходе третьей фазы скоординированны. Их проявления сведены к минимуму. Однако в целом и эта фаза требует напряженного управления, что и обусловливает невозможность ее бес­конечного протекания. Несмотря на экономичность — выключение «лиш­них» реакций, а следовательно, и излишней затраты энергии,— пере­ключение реактивности организма на новый уровень не дается организму даром, а протекает при определенном напряжении управляющих систем. Это напряжение принято называть «цена адаптации». Любая активность в адаптируемом к той или иной ситуации организме обходится ему много дороже, чем в нормальных условиях (требует, например, при физических нагрузках в горных условиях на 25 % больше затрат энергии, чем в норме).

Нельзя, однако, рассматривать эту фазу как нечто абсолютно ста­бильное. В процессе жизни организма, находящегося в фазе стойкой адаптации, возможны отклонения — флюктуации: временная дезадап­тация (снижение устойчивости) и реадаптация (восстановление ус­тойчивости). Эти флюктуации связаны как с функциональным со­стоянием организма, так и с действием различных побочных фак­торов.

В результате адаптивных реакций в организме наблюдается пе­рестройка его систем и органов. Изучая разнообразие проявления адаптации в процессе эволюции, в условиях различной среды оби­тания и в онтогенезе, физиологи выдвинули принцип симморфоза, т.е. согласованности морфологических и функциональных адаптив­ных изменений. Согласно этому принципу, изменения в системе ды­хания связаны с адекватными изменениями в системе кровообра­щения, а те в свою очередь — с аналогичными изменениями в сис­теме гормональной регуляции и т.д. Таким образом, гармоничное приспособление за счет изменения только одной структуры невоз­можно — при этом обязательно изменится многое. Причем иссле­дования генома человека позволили установить, что возможности реализации разнообразных адаптивных вариантов у нас огромны, но не беспредельны. И пределы эти установлены наследственными характеристиками, которые специфичны для каждого биологичес­кого вида. Человек по своим биологическим свойствам — одно из самых выносливых существ, обладающих огромной для его разме­ров силой и быстротой, а уж в сфере мыслительных процессов он просто не имеет равных среди живущих на Земле, организмов. Од­нако для того, чтобы полностью реализовать любую из заложенных в генетическом коде человека потенциальных возможностей, необ­ходима длительная и упорная тренировка, т.е. адаптация. Так как любое приспособительное свойство, если оно длительное время не используется, утрачивается вследствие экономного использования своих ресурсов организмом. Например, человек, живущий в горах, адаптирован к низкому содержанию кислорода в атмосфере: у него выше уровень гемоглобина в крови, более активны окислительные ферменты и т.д. Но стоит ему спуститься с гор и прожить несколь­ко месяцев — все эти адаптивные особенности пропадают. Попав вновь в горы, человек вынужден адаптироваться к ним заново. Хо­тя в этом случае адаптация проходит обычно легче и быстрее, т.к. любая адаптация оставляет в организме след, который облегчает последующую нервную и гуморальную перестройку.

С возрастом механизмы адаптации человека претерпевают су­щественные изменения. Так, в раннем возрасте (до полового созре­вания) две важнейшие особенности отличают адаптивный процесс: недостаточность ресурсов и генерализация адаптационного ответа.

Недостаточность ресурсов детского организма приводит к тому, что любое воздействие внешней среды, требующее адаптивных ре­акций организма, заставляет его функциональные системы акти­визироваться до уровня резервных возможностей. А поскольку у детей зона резервных возможностей значительно уже, чем у взрос­лых, поэтому резервов их организма чаще всего не хватает для ре­шения адаптивных задач. Обусловлено это тем, что организм ре­бенка в процессе взросления непрерывно «обучается», не только в смысле приобретения навыков и знаний, но и его функциональные системы учатся взаимодействовать между собой и подчиняться единой нейрогуморальной регуляции. На ранних этапах развития практически любое воздействие на организм вызывает очень бур­ную реакцию, в которую вовлекаются чуть ли не все органы и сис­темы. Такого рода реакции физиологи называют генерализованны­ми, т.е. обобщенными или всеобщими. По-видимому, эта особен­ность связана с тем, что нервные центры еще не умеют качествен­но дифференцировать стимулы и «на всякий случай» приказывают всем периферическим органам и тканям активизировать свои функции. Недостаточно дифференцированными являются в ран­нем возрасте и гормональные стимулы: огромное количество кле­ток в самых разных тканях имеют гормональные рецепторы и как бы служат органами-мишенями для широкого спектра гормонов.

Такая неспецифическая, генерализированная реакция крайне неэкономична, она вынуждает активизироваться большое число органов и тканей, никак не способных помочь в решении стоящей перед организмом адаптивной задачи. При том, что резервные воз­можности детского организма и без того невелики, такая стратегия адаптации кажется просто абсурдной и неминуемо ведет к пере­напряжению. В раннем возрасте, действительно, порой невозмож­но по физиологическим реакциям понять, к какому именно факто­ру адаптируется организм. Специфические компоненты адаптации почти не проявляются, а неспецифические во всех этих случаях одинаковы.

С течением времени, по мере созревания нервных структур, они дифференци-руются и становятся более избирательными по отношению к приходящим стимулам. Благодаря этому более адрес­ной, прицельной становится реакция вегетативной и других исполнительных систем организма. Адаптационный ответ перестает быть генерализированным, а делается все более локальным и спе­цифическим, т.е. строго направленным на устранение конкретного фактора, на решение конкретной и узкой адаптационной задачи.

3. Термин «общий адаптационный синдром» был предложен Г. Селье в 1936 г. Г. Селье, подошедший в проблеме адаптации с но­вых позиций, назвал факторы, воздействие которых приводит к адаптации, стресс-факторами. Стрессовый фактор или стрессор - это любое воздействие на организм, которое вызывает реакцию стресса.

В своей работе Г. Селье писал: «Стресс является неспецифичес­ким (физиологическим) ответом организма на любое требование, которое к нему предъявляется». Совокупность физиологических ответных реакций на воздействие факторов-стрессоров он назвал общим адаптационным синдромом развитие которого соп­ровождается сменой трех периодов:

- мобилизации — реакция тревоги;

- сопротивления — реакция резистентности — начало адаптации организма к стрессору;

- истощения — возникает в случае длительного воздействия од­ного и того же стрессора и истощения адаптивных возможностей организма.

Рис. 12. Общий адаптационный синдром Г. Сельс

4. В настоящее время выделяют несколько подходов в выделе­нии различных видов адаптации. Так, в зависимости от особеннос­тей приспособлений к внешним факторам выделяют два вида: пер­вый заключается в формировании определенной степени устойчи­вости к данному фактору, способности сохранять функции при из­менении силы его действия. Это адаптация по типу толерантности (выносливости) - пассивный путь адаптации. Второй вид приспо­собления - активный. С помощью особых специфических адап­тивных механизмов организм человека компенсирует изменения воздействующего фактора таким образом, что внутренняя среда остается относительно постоянной. Происходит адаптация по резистентному (сопротивление) типу.

В зависимости от условий и механизмов адаптации выделяют следующие виды: физиологическая адаптация — взаимодействие различных систем организмов; биологическая — изменение в обме­не веществ и функциях органов; психологическая — приспособление человека к новым условиям и задачам на уровне психических про­цессов и состояний; социально-психологическая — приспособление личности к взаимоотношениям в новом коллективе в зависимости от требований этого общества и собственных потребностей, моти­вов, интересов.

По длительности формирования приспособлений различают биологическую адаптацию и акклиматизацию, индивидуальную (фенотипическую) и эволюционную (генотипическую или популяционную). Под первой предлагается понимать адаптацию, возникаю­щую в ходе эволюционного процесса приспособления человека к условиям окружающей среды. Она наследственно закреплена в сте­реотипе морфофизиологических реакций. Сюда же относят и вне-генетическую адаптированность, которая включает передаваемую из поколения в поколение особенность питания, одежды, черт об­раза жизни людей той или иной территории.

Акклиматизацию некоторые ученые определяют как негенети­ческую биосоциальную адаптацию к сложному комплексу условий внешней среды, среди которых центральное место занимает кли­матический фактор. Другие исследователи под акклиматизацией понимают однотипные индивидуальные реакции, являющиеся первой и непосредственной приспособительной реакцией на изме­няющиеся условия среды.

Индивидуальная адаптация - это процесс приспособления от­дельного индивидуума к меняющимся условиям среды. Обеспечи­вает она постоянство гомеостаза вне зависимости от изменений d окружающей среде. В развитии большинства фенотипических адаптивных реакций прослеживается два этапа: срочный (началь­ный) этап — несовершенная адаптация, и долговременный - со­вершенная адаптация.

Эволюционная (популяционная) адаптация — это любые необра­тимые, генетически закрепленные формы приспособлений, обус­ловленные естественным отбором, устойчивые во времени и пространстве. В результате эволюционной адаптации сформирова­лись современные виды животных и человека. Примером такого вида адаптации служат расовые и видовые приспособления челове­ка, а также невосприимчивость человека к некоторым возбудите­лям заболеваний.

Особое место среди проблем эволюционной адаптации занима­ют вопросы наследственности и генетической адаптации к действию факторов внешней среды. Хорошо известно, что перво­источником индивидуального и личностного многообразия чело­века является его генетический полиморфизм, который, с одной стороны, является условием для выживания человеческого общест­ва, а, с другой стороны, он свидетельствует об эволюции человека и является условием ее продолжения в соответствии с требования­ми окружающей среды.

Генетический полиморфизм — это особое реактивное состоя­ние наследствен-ности человека, чувствительное к малейшим изме­нениям во внешней среде.

При адаптации популяции людей к условиям природной среды происходят изменения ее генетической структуры, отражающие процесс генетической адаптации к действию наиболее важных факторов среды. Направлен он на снижение потерь в популяции и реализуется путем перестройки популяционного генофонда с уменьшением вероятности возникновения слабо адаптированных генотипов. Этот процесс происходит довольно длительный отрезок времени по сравнению с жизнью отдельного человека, т.к. основан на механизме естественного отбора.

Известно, что любая популяция живых организмов (в том чис­ле и человека) подвержена воздействию со стороны спонтанных мутаций (изменений генетичес-кого материала), которые могут снижать их жизнеспособность. Определенная доля таких носите­лей неблагоприятных (для данной среды) генов, носящая назва­ние генетического груза, снижает жизнеспособность популяции. Кроме того, снижение жизнеспособности популяции может вы­зываться: появлением неадаптированных к новым условиям среды особей; возникновением потомства с новыми комбинациями генов, которые отрицательно влияют на их физиологическое развитие.

В стабильных условиях генетический груз поддерживается на постоянном низком уровне, поэтому он не угрожает существова­нию популяции. При изменении среды новые условия могут при­вести к увеличению частоты врожденных пороков физического и умственного развития у населения, повышению детской смертнос­ти, предрасположенности к ряду тяжелых заболеваний, а все это в итоге усиливает вероятность вырождения популяции.

В настоящее время проблема генетического груза в человечес­кой популяции очень актуальна, т.к. современные люди в повсед­невной жизни испытывают воздействия различных антропогенных факторов, которые могут выступать в роль мутагенов — то есть по­ражать генетические структуры. Например, факт увеличения частоты врожденных пороков развития у горожан по сравнению с сельскими жителями указывает на повышение генетического груза у городского населения.

Кроме генетических проблем у современного человека «срыв» популяционной адаптации может быть связан с быстро меняющи­мися условиями окружающей среды, т.к. человеку, как биологичес­кому виду, необходимо за очень короткий срок (охватывающий всего несколько поколений) приспособиться к новой «агрессив­ной» среде, а адаптивные возможности Homo sapiens, приобретен­ные в ходе эволюции, ограничены.

Еще одним фактором, отрицательно влияющим на адаптаци­онные возможности популяции человека, являются миграционные потоки. В современном обществе наблюдается изменение истори­чески сложившихся направлений и интенсивности миграции насе­ления. Процессы миграции и смешения различных этнических компонентов в естественных для человека, как органического вида с точки зрения генетики, считаются благоприятным явлением, приводящим к обогащению генофонда популяции. Однако в усло­виях ухудшения среды обитания активизация межэтнических ре­продуктивных контактов может иметь отрицательные последствия. Рекомбинация генов, с одной стороны, приводит к акселерации, с другой — вызывает появление биологически менее приспособлен­ных генотипов. В результате этого величина генетического груза в человеческой популяции возрастает.

Таким образом, в современных условиях обострились пробле­мы эволюционной адаптации человека, что может сказаться в бу­дущем на состоянии вида Homo sapiens.

Человек — это биосоциальный вид биосферы, поэтому совре­менные ученые предлагают выделить особый тип адаптации — со­циальный, который относится к группе внебиологической адапта­ции. Необходимость выделения социальной адаптации обусловле­на наличием нарушений адаптированности человека в условиях научно-технического прогресса. Однозначного определения поня­тия «социальной адаптации» пока не существует, но чаще всего ее рассматривают как процесс активного приспособления личности (или социальной группы) к окружающей среде, направленного на обеспечение условий, которые способствуют реализации потреб­ностей и жизненных установок. Она основывается на сложном вза­имодействии многих компонентов: медико-биологических, психи­ческих, общественно-производственных, природных.

Социальную адаптацию необходимо рассматривать как систему, состоящую из двух подсистем: экологической и социальной. Первая включает че­ловека на фенотипическом и популяционном уровнях и природ­ную среду, а вторая — качественно более сложная и состоит из че­ловека (социального существа), способов производства и общест­венных отношений, средств и продуктов труда в их социальном значении, природы как объекта приложения труда и результата де­ятельности человека. Обе эти подсистемы находятся в тесном вза­имодействии.

Таким образом, социальная адаптация отличается от всех видов биологической адаптации содержанием, формой, организацией и направленностью. Она оказывает влияние на формирование и ви­доизменение специфической биологической (эволюционной и ин­дивидуальной) адаптации, т.к. влияние окружающей среды на че­ловека опосредовано рядом социальных моментов.

5. Понятие «адаптивные типы» человека было предложено Т.И. Алексеевой (1977) для обозначения территориально приуро­ченных сочетаний бесспорно адаптивных морфофизиологических признаков популяций людей, проживающих в близких по ха­рактеру условиях существования. Адаптивный тип представляет собой норму биологической реакции на комплекс условий окру­жающей среды. Он независим от расовой и этнической принад­лежности.

Адаптивные типы имеют, как правило, очень большие ареалы, вытянутые в широтном направлении из-за приспособленности к однородным условиям географической среды. Эти ареалы приуро­чены к определенным природным зонам. Но есть и азональные адаптивные типы, например, комплекс приспособлений к высоко­горью, который не имеет сплошного ареала и приурочен только к горным районам.

Т.И. Алексеева выделила и описала пять адаптивных типов людей:

1) тип умеренной зоны — для людей этого типа характерно более или менее гармоничное развитие морфофизиологических адаптив­ных признаков, соответствующих среднемировым;

2)тип арктического пояса — у людей данного типа лучше разви­ты скелет и мускулатура, выше уровень жироотложения у женщин, повышенная активность обменных процессов, а высокое содержа­ние белка в сыворотке крови обеспечивает жизнестойкость орга­низма;

3)тип континентальной зоны — для него характерна тенденция к жироотложению и понижение уровня активности метаболизма;

4) экваториальный тип — отличается повышенной пигментаци­ей тела, снижение отношения массы тела к площади поверхности, уменьшение интенсивности основного обмена и газообмена, по­ниженное жироотложение;

5) высокогорный тип — образовался при адаптации к гипоксии (недостатку кислорода) на больших высотах, поэтому люди этого типа устойчивы к гипоксии, у них минимальное жироотложение, сравнительно низкий уровень газообмена и повышенное содержа­ние гемоглобина и количества крови.