Курсовик Общие закономерности адаптации организма человека к различным условиям. Адаптация. Общие закономерности адаптации человека. Механизмы адаптации. Методы увеличения эффективности адаптации
ОБЩИЕ ЗАМЕЧАНИЯ
Адаптация или приспособление к условиям существования - одно из основополагающих качеств живой материи. Оно настолько всеобъемлюще, что отождествляется с самим понятием жизни." Начиная с момента рождения, организм внезапно попадает в совершенно новые для себя условия и вынужден приспособить к ним деятельность всех своих органов и систем. В дальнейшем в ходе индивидуального развития факторы, действующие на организм, непрерывно видоизменяются, порой приобретая необычайную силу или необычайный характер, что требует постоянных функциональных перестроек. Таким образом, процесс приспособления организма к общеприродным (климато-географическим, производственным и социальным) условиям представляет собой универсальное явление. Под адапта-цией понимают все виды врожденной и приобретенной приспособительной деятельности человека, которые обеспечиваются определенными физиологическими реакциями, происходящими на клеточном, органном, системном и организменном уровнях. В литературе адаптацией называют как процессы и явления приспособления к жизни индивидуума, так и изменения организмах целых популяций на протяжении их существования. Таким образом, проблема необычайно широка и многогранна. Ею занимаются биологи, физиологи, медики. Биология и экологическая физиология изучают видовую приспособляемость. Физиология исследует, индивидуальную адаптацию, ее формирование н механизмы.
Не меньшее значение имеет проблема адаптации в медицине. Представление об адаптивных особенностях организма здорового человека, его резервах и понимание механизмов нарушений этих способностей лри патологии должно лежать в основе медицинского мышления каждого врача. В курсе нормальной физиологии на базе информации о деятельности отдельных систем организма студенты должны приобщиться к пониманию принципов функционирования целостного организма во всей сложности взаимодействия его со средой, которое осуществляется путем постоянных адаптивных реакций.
В данном разделе излагаются конкретные стороны адаптации, ее формы, фазы и механизмы.
ФОРМЫ АДАПТАЦИИ
Различают три типа приспособительно-адаптивного поведения живых организмов: бегство от неблагоприятного раздражителя, пассивное подчинение ему и, наконец, активное противодействие за счет развития специфических адаптивных реакций. Канадский ученый Ганс Селье называл пассивную форму существования с раздражителем синтаксической, а активную форму - борьбы и сопротивления - катотаксической. Приведем простой пример. Наступают зимние холода, и в животном мире - от простейших до человека мы найдем все три формы приспособления. Некоторые животные «уходят» от холода, прячась в теплые норы, большая группа живых существ, называемых пойкилотермными, снижает температуру тела, впадая в сонное состояние до наступления теплых дней. Это - пассивная форма приспособления к холоду. И наконец, другая большая группа животных, в том числе" человек, называемых гомойотермными, реагирует на холод сложным балансированием теп-
лопродукции и теплоотдачи, добиваясь при низкой температуре окружающей среды стабильной температуры своего тела. Этот тип адаптации - активный, сопряженный с развитием специфических и неспецифических реакций, и послужит предметом дальнейшего обсуждения.
Биологический смысл активной адаптации состоит в установлении и поддержании го-меостаза, позволяющего существовать в измененной внешней среде (напомним, что гомео-стазом называется динамическое постоянство состава внутренней среды и показателей деятельности различных систем организма, что обеспечивается определенными регулятор-ными механизмами).
Как только окружающая среда изменяется, или изменяются какие-либо существенные ее компоненты, организм вынужден изменять и некоторые константы своих функций. Го-меостаз в известной мере перестраивается на новый уровень, более адекватный для конкретных условий, что и служит основой адаптации.
Можно представить себе адаптацию как длинную цепь реакций различных систем, из которых одни должны видоизменять свою деятельность, а другие регулировать эти видоизменения. Поскольку основой основ жизни является обмен веществ - метаболизм, неразрывно связанный с энергетическими процессами, адаптация должна реализовываться через стационарное приспособительное изменение метаболизма и поддержание такого уровня, который соответствует и наиболее адекватен новым измененным условиям.
Метаболизм может и должен адаптироваться к измененным условиям существования, но процесс этот относительно инертный. Стойкому, направленному изменению метаболизма предшествуют изменения в системах организма, имеющих посредническое, «служебное» значение. К ним относятся кровообращение и дыхание. Эти функции первыми включаются в реакции, вызываемые действием внешних факторов.
Следует выделить двигательную систему, которая, с одной стороны, базируется на метаболизме, с другой - управляет метаболизмом в интересах адаптации. А сами изменения двигательной активности служат существенным звеном адаптации.
Особая роль в адаптивном процессе принадлежит нервной системе, железам внутренней секреции с их гормонами. В частности, гормоны гипофиза и коры надпочечника вызывают первоначальные двигательные реакции и одновременно изменения кровообращения, дыхания и т. д. Изменения деятельности этих систем являются первой реакцией на любое сильное раздражение. Именно эти изменения предотвращают стационарные сдвиги метаболического гомеостаза. Таким образом, на начальных стадиях действия на организм измененных условий отмечается интенсификация деятельности всех систем органов. Этот механизм обеспечивает на первых этапах существование организма в новых условиях, однако он энергетически невыгоден, неэкономичен и лишь подготавливает почву для другого, более стойкого и надежного тканевого механизма, сводящего к рациональной для данных условий перестройке служебные системы, которые, функционируя в новых условиях, постепенно возвращаются к нормальному исходному уровню деятельности.
АДАЛТОГЕННЫЕ ФАКТОРЫ
Канадский ученый Ганс Селье, подошедший к проблеме адаптации с новых оригинальных позиций, назвал факторы, воздействие которых приводит к адаптации стресс-факторами. Другое их название - экстремальные факторы. Экстремальными могут быть не только отдельные воздействия на организм, но также и измененные условия существования в целом (например, перемещение человека с юга на крайний север и т. д.). По отношению к человеку адаптогенные факторы могут быть: природные и связанные с трудовой деятельностью самого человека.
Природные факторы. В ходе эволюционного развития организмы адаптировались к действию широкого спектра природных раздражителей. Действие природных факторов, вызывающих развитие адаптационных механизмов, всегда является комплексным, так что можно говорить о действии группы факторов того или иного характера. Так, например, все жи-
вые организмы в ходе эволюции прежде всего приспособились к земным условиям существования: определенному барометрическому давлению и гравитации, уровню космических и тепловых излучений, строго определенному газовому составу окружающей атмосферы и т.д.
Животный мир адаптировался к смене сезонов. Сезоны - времена года - включают в себя изменения целого комплекса факторов окружающей среды: освещенности, температуры, влажности, радиации. Животные приобрели способности заранее реагировать на смену времен года, например, при приближении зимы, но еще до наступления холодов у многих млекопитающих развивается значительная прослойка подкожного жира, шерсть становится густой, меняется окраска шерсти и т. д. Сам механизм предварительных изменений, позволяющий животным встретить надвигающиеся холода подготовленными, является замечательным достижением эволюции. В результате фиксированное™ в организме изменений окружающего мира и сигнального значения факторов внешней среды и развиваются «опережающие» реакции приспособления (П. К. Анохин).
Помимо смены сезонов в течение года животный мир адаптировался к смене дня и ночи. Эти природные изменения определенным образом зафиксированы во всех системах организма.
Следует отметить, что природные факторы действуют как на организм животных, так и на организм человека. В том и другом случаях эти факторы приводят к развитию адаптивных механизмов физиологической природы. Однако человек помогает себе приспосабливаться к условиям существования, используя, кроме своих физиологических реакций, еще и различные защитные средства, которые дает ему цивилизация: одежду, сооружение домов и т. д. Это освобождает организм от нагрузки на некоторые адаптивные системы и несет в себе некоторые отрицательные для организма стороны: снижает способность адаптироваться к природным факторам (например, к холоду).
Человек постоянно испытывает на себе влияние факторов окружающей среды. Многообразие этих факторов условно можно подразделить на две большие группы: природные и социальные.
Природные факторы объединяют факторы живой и неживой природы. В соответствии с этим различают биотические и абиотические факторы. К абиотическим факторам среды относят воздушную среду, атмосферное давление, световое излучение, магнитные поля, температуру окружающей среды, метеопогодные факторы и т.п. Человек адаптировался к различным климато-географическим условиям. Он приспособился к циклическим изменениям в природе: к смене ДНЯ и ночи, времен года. К биотическим факторам относится все многообразие животного и растительного мира, включая возбудителей болезней. Как правило, на человека действует комплекс природных факторов. Так, сезонные изменения включают в себя изменения освещенности, температуры, влажности и т.п.
Социальные факторы в жизни современного человека весьма разнообразны. В последнее время большое значение приобрели антропогенные факторы и особенно – загрязнение почвы, воздушной и водной среды. Различны условия жизни в городе и селе. Традиционно социальными факторами считают виды трудовой деятельности. Технический прогресс характерен тем, что изменяется соотношение физического и умственного труда, а значит И комплекс сопровождающих их факторов. Освоение труднодоступных районов, богатых полезными ископаемыми, глубоководные погружения, полеты в космос – все это сопряжено с экстремальными воздействиями на организм. Это может быть влияние высоких и низких температур, шумов, вибраций, изменение газовой среды И барометрического давления, действие измененной гравитации – перегрузок или невесомости. Вместе с тем и обычная трудовая деятельность, осуществляемая в нормальных условиях, включая учебный процесс, также требует адаптации К ней организма.
Физиологическая адаптация - одно из фундаментальных качеств живой материи. Оно присуще всем известным формам жизни и настолько всеобъемлюще, что нередко отождествляется с самим понятием жизни.
Существует множество определений адаптации. Это связано с тем, что данный феномен является предметом исследования многочисленных научных направлений. В соответствии с этим, имеются и разнообразные классификации адаптации, в зависимости от того, какие критерии положены в их основу. Различные авторы выделяют такие типы адаптации, как биологическая, физиологическая, биохимическая, психологическая, социальная.
Для экологической физиологии наибольший интерес представляет физиологическая адаптация, под которой понимают устойчивый уровень активности физиологических систем, органов в тканей, а также механизмов управления, который обеспечивает возможность длительной активности жизнедеятельности организма человека и животного в измененных условиях существования {общеприродных и социальных) и способность к воспроизведению потомства.
Однако следует учитывать, что физиологическая адаптация – широкое понятие. Оно включает изучение явлений индивидуальных адаптации; видовых, наследственно закрепленных адаптации и популяционных адаптации. Вместе с тем, исследование механизмов адаптационных процессов указывает на то, что невозможно судить об адаптации человека, не учитывая психологических, биохимических и других аспектов.
В связи с этим, в экологической физиологии человека, как правило, принято ограничиваться изучением адаптации, приобретаемой в ходе индивидуальной жизни организма – онтогенеза. Этот вид адаптации наиболее изучен. В отношении других видов физиологической адаптации информации гораздо меньше. Однако следует упомянуть об очень ценных данных относительно отдельных популяций людей, жизнь которых исторически складывалась в сложных, порой экстремальных климато-географических условиях. Это медико-биологические исследования жителей высокогорья, различных изолятов индейцев Северной и Южной Америки, малых народностей Крайнего Севера, Европы и Азии, аборигенов Австралии, некоторых островов и т.д. Итоги таких исследований можно найти в материалах, подготовленных на основе Международной медико-биологической программы (1964-1974).
Новые перспективы в изучении адаптивных процессов в популяциях человека были открыты Международной биологической программой «Человек и биосфера», принятой в 1971 году на сессии ЮНЕСКО. Результаты отечественных исследований, выполненных в рамках этой программы, приведены в сборниках, посвященных антропометрическим, физиологическим и медико-генетическим характеристикам коренного населения различных географических зон.
В основе индивидуальной адаптации лежит генотип – комплекс видовых признаков, закрепленных генетически и передающихся по наследству. В результате генотипической адаптации, на основе наследственной изменчивости, мутаций и естественного отбора сформировались современные виды животных.
Однако генетическая программа организма предусматривает не заранее сформировавшуюся адаптацию, а возможность ее реализации под влиянием среды. Это согласуется с суждением И. И. Шмальгаузена (1968) о наследуемости нормы реакции. По его мнению, наследственным является не внешнее проявление какого-либо признака, а способность реагировать определенными изменениями на определенные изменения во внешней среде, то есть норма реакции на условия внешней среды. Наличие такой пластичности позволяет сохранить относительное постоянство вид о специфических характеристик, то есть поддерживать гомеостаз, несмотря на неизбежные различия, в которых протекает развитие отдельных особей.
По А. С. Севердову «нормой реакции называют пределы, в которых может изменяться фенотип без изменения генотипа». Такая норма реакции вырабатывается в онтогенезе по отношению к любым колеблющимся факторам среды: атмосферному давлению, климатическим и метеорологическим условиям и т.п. Широкой нормой реакции обладают почти все онтогенетические реакции, обычно именуемые модификациями, а также физиологические реакции и большинство поведенческих реакций. Под нормой адаптивной реакции понимают пределы изменения системы под влиянием действующих на нее факторов среды, при которых не нарушаются ее структурно-функциональные связи. Если воздействие факторов среды на организм превышает норму адаптивной реакции, он теряет способность к адаптации.
Адаптация, приобретаемая в ходе индивидуальной жизни организма при его взаимодействии с окружающей средой, называется фенотипической. При этом изменения, которые накапливаются в организме, не передаются по наследству, а как бы накладываются на наследственные признаки. Это позволяет следующим поколениям приспособиться к новым условиям, используя не специализированные реакции предков, а потенциальную возможность адаптации,
При воздействии нового фактора первой включается в реакцию психофизиологическая сфера. Речь идет об адаптивных формах поведения, которые выработались в ходе эволюции и направлены на экономизацию затрат организма. От результатов действия этой сферы зависит, будут ли в адаптационный процесс вовлечены физиологические и биохимические реакции, обладающие большой стоимостью и требующие немалого напряжения организма.
Существует несколько классификаций адаптивных форм поведения. В соответствии с одной из них различают три типа приспособительного поведения живых организмов: бегство от неблагоприятного раздражителя, пассивное подчинение ему, активное противодействие за счет развития специфических адаптивных реакций. Примером первого типа у человека может быть ношение одежды, обитание в помещениях, преобразование среды с помощью технических средств, миграции в наиболее благоприятные районы существования и др. Второй тип состоит в формировании устойчивости, способности сохранять функции при изменении силы воздействия экологического фактора по принципу толерантности. Третий тип – активная адаптация по принципу резистентности – включается, когда организм не имеет возможности использовать первые два типа адаптивного поведения. Он заключается в компенсации с помощью специфических адаптивных механизмов изменений, вызванных воздействующим фактором, и тем самым в поддержании гомеостаза.
Адаптивное поведение человека характеризуется тем, что постоянно существует компромисс между биологическими и социальными аспектами его существования. В связи с этим была предложена более сложная классификация адаптивных форм поведения.
I.Превентивная поведенческая адаптация
А.Глобальное изменение активности
1) уменьшение
3) усиление
Б.Реакция избегания
1) сужение ареала
2) локальное избегание
В.Реакция активного поиска преферендума
1) поиск естественного преферендума
б) регуляционный, заместительный, разгружающий
2) создание преферендума
3) создание сенсорного преферендума
а) коррективный
б) формирующий
II.Стабилизационная поведенческая адаптация
А.Сохранность общей структуры поведения
1) темповые изменения
2) ритмические изменения
3) внутриструктурные изменения
а) обособленных форм поведения
б) циркадные режимные
в) трудовые режимные
Б.Изменение структуры поведения
1) введение коррегирующих реакций
а) включающих внутренние механизмы регулирования
б) использующих внешние возможности:
природного характера
средств деятельности
объекта деятельности
2) оптимизация двигательного акта
а)на базе выработанного навыка:
оптимизация силовых характеристик
оптимизация скоростных характеристик
оптимизация точностных характеристик
б) на базе преобразованного навыка:
глобальное преобразование
частное преобразование алгоритма
3) реорганизация поведения
а) преобразование структуры деятельности:
операциональное временное
б)временной сдвиг деятельности
III.Социально-обусловленные формы поведения
А.Формирование навыка
Б.Создание индивидуальной среды
В.Создание коллективной среды
Г.Преобразование воздействующего фактора
IV.Психологически обусловленные формы поведения
А.Индивидуальные
1) перестройка мотивов поведения
2) формирование установки
3) формирование бдительности
4) изменение эмоциональных характеристик
5) изменение концептуальных моделей
Б.Групповые
1) формирование синтальности
2) переориентировка на лидера
3) групповые и индивидуальные изменения ролевых ожиданий.
Вместе с тем, выявлены индивидуальные особенности выраженности психофизиологических и физиологических реакций в ответ на действие неблагоприятного фактора. Так, есть группа людей, у которых роль поведения невелика, и доминируют физиологические («вегетативные») изменения. В другой группе поведенческие реакции позволяют несколько ослабить проявление «вегетативной адаптации». Такое разделение связывают с конституционными и типологическими характеристиками индивидуумов.
Итак, если адаптивные формы поведения не позволяют избежать неблагоприятного фактора, включаются физиологические механизмы адаптации. Такой тип адаптации является активным. Он связан с развитием неспецифических и специфических реакций и направлен на поддержание гомеостаза в изменяющихся условиях среды.
Неспецифические и специфические компоненты адаптации. Перекрестная адаптация.
По мере развития адаптации наблюдается определенная последовательность изменений в организме: сначала возникают неспецифические адаптационные изменения, затем – специфические. Между тем, среди ученых долгое время шла дискуссия относительно роли неспецифических и специфических, компонентов в адаптационном процессе. По мнению одних исследователей, ответные реакции организма, независимо от особенностей раздражителя, содержат много общего. По мнению других, адаптационные изменения, возникающие при действии того или иного фактора, носят сугубо специфический характер. Изучение неспецифических компонентов адаптации принято связывать с именем канадского ученого Ганса Седье (1936), хотя отдельные аспекты данной проблемы разрабатывались Н. Е. Введенским, У. Кэнноном, Д. Н. Насоновым и В. Я. Александровым, Л. А. Орбели и другими.
Еще в 1901 году Н. Е. Введенский впервые указал на однообразие реакций живого организма на действие различных агентов. У. Кэнион (1929) полагал, что разнообразные воздействия на организм могут формировать однотипную картину симпато-адреналового синдрома. В соответствии с учением Л. А. Орбели (1949), неоднородные факторы среды вызывают со стороны симпатической нервной системы адаптационную реакцию, которая выражается в изменении ее трофической регуляции. Д. Н. Насонов и В. Я. Александров (1940) создали теорию, согласно которой раздражители любой природы вызывают денатурацию клеточных белков. В результате обратимой альтерации в клетках возникает комплекс однотипных изменений, названных авторами «паранекрозом».
Однако наиболее подробно неспецифические компоненты адаптации были исследованы Г. Селье. Он показал, что в ответ на действие раздражителей самой различной природы {механических, физических, химических, биологических и психических), в организме возникают стереотипные изменения. Комплекс этих сдвигов получил название «общего адаптационного синдрома». Такое приспособление выработалось в ходе эволюции как способ адаптации организма с минимизацией затрат морфофизиологических структур.
Состояние организма, вызываемое неблагоприятными воздействиями, Г. Селье (1960) назвал реакцией напряжения или стресс-реакцией. Независимо от качества «стрессора», то есть фактора, вызвавшего стресс, он сопровождается совокупностью постоянных симптомов. Важнейшими из них являются: увеличение коркового слоя надпочечников с уменьшением в них липоидов и холестерина, инволюция тимико-лимфатического аппарата, эозинопения и возникновение язв желудочно-кишечного тракта.
Механизм развития общего адаптационного синдрома по Г. Селье представлен на рисунке 2.
Рис.2 Схема общего адаптационного синдрома (по: Селье Г., 1960) 1-стрессор, 2-гипоталамус; 3-гипофлэ (адренокортикотропный гормон); 4-корковый слой надпочечников (глюкокортикоиды и минералокортикоиды); 5-лимфоцит; 6-эозинофил; 7-желудок и двенадцатиперстная кишка.
В 1936 году Г. Селье описал общий адаптационный синдром как процесс, состоящий из трех последовательных стадий. «Стадия тревоги» («аларм-реакция») по мысли Г. Селье в свою очередь характеризуется двумя фазами: «фазой шока» и «фазой противотока». При значительной силе стрессора стадия тревоги может закончиться гибелью организма. Если организм переживает эту по сути защитную стадию синдрома, наступает «стадия резистентности». При продолжительном действии стрессора она переходит в «стадию истощения».
Исследования последних лет несколько дополнили классическую модель общего адаптационного синдрома Г. Селье. В настоящее время она выглядит следующим образом.
I. Стадия тревоги или стадия напряжения: а) усиленный выброс адреналина в кровь, обеспечивающего мобилизацию углеводных и жировых ресурсов для энергетических целей и активирующего деятельность р-клеток инсулярного аппарата с последующим повышением содержания инсулина в крови; б) повышенное выделение в кровь секреторных продуктов кортикальными клетками, приводящее к истощению в них запасов аскорбиновой кислоты, жиров и холестерина; в) понижение деятельности щитовидной и половых желез; г) увеличение количества лейкоцитов, эоэинофилия, лимфопения; д) усиление каталитических процессов в тканях, приводящее к снижению веса тела; е) уменьшение тимико-лимфатического аппарата; ж) подавление анаболических процессов, главным образом, снижение образования РНК и белковых веществ.
Рис. 3. Принципиальная схема влиянии количественного выражения фактора среды на жизнедеятельность организма (по: Шипов И. А., 1985),
ІІ. Стадия резистентности: а) накопление в корковом слое надпочечников предшественников стероидных гормонов (липоидов, холестерина, аскорбиновой кислоты) и усиленное секретирование гормональных продуктов в кровяное русло; б) активизация синтетических процессов в тканях с последующим восстановлением нормального веса тела и отдельных его органов; в) дальнейшее уменьшение тимико-лимфатического аппарата; г) снижение инсулина в крови, обеспечивающее усиление метаболических эффектов кортикостероидов.
III. Стадия истощения – в этой стадии преобладают, главным образом, явления повреждения, явления распада.
Во время стадии тревоги неспецифическая сопротивляемость организма повышается, при этом он делается более устойчивым к различным воздействиям. С переходом в стадию резистентности неспецифическая сопротивляемость уменьшается, но возрастает устойчивость организма к тому фактору, которым был вызван стресс.
Учение Г. Селье о «стрессе» получило широкое распространение. В разных странах было издано около 40 книг ученого, посвященных общему адаптационному синдрому. Г. Селье и его сотрудники опубликовали свыше 2000 работ по этой проблеме.
К 1979 году по данным Международного института стресса в мире вышло в свет более 150 000 публикаций, касающихся стресса.
По мнению сторонников специфического характера адаптации ее основой является избирательное действие качественно различных физических и химических факторов на определенные физиологические системы организма и клеточный метаболизм. Они полагают, что при повторном действии раздражителя включается определенная функциональная система. Причем ее защитный эффект проявляется только при действии этого раздражителя. Отмеченная закономерность подчеркивает, таким образом, принцип специфичности в развитии повышенной устойчивости организма. Примером специфических адаптационных изменений является адаптация к гипоксии, физическим нагрузкам, высоким температурам и т.д. Специфичность адаптационных изменений может быть весьма высокой.
По данным И. А. Шилова (1985), существует как бы два уровня специфической адаптации. Первый уровень относится к обычным условиям существования организма, второй – к чрезвычайным (экстремальным, изменяющимся, лабильным).
Для нормального функционирования организма необходим определенный диапазон колебаний факторов окружающей среды (газового состава атмосферного воздуха, его влажности, температуры и т.п.). Избыток или недостаток этих факторов неблагоприятно сказывается на жизнедеятельности.
Уровень колебания («доза») факторов, соответствующий потребностям организма и обеспечивающий благоприятные условия для его жизни, считают оптимальным (см. на рисунке 3 зона оптимума).
Отклонения от зоны оптимума в сторону недостаточной или избыточной дозировки факторов без нарушения жизнедеятельности организма называют зонами нормы. Такие отклонения человек способен переносить благодаря наличию специфических адаптивных механизмов, требующих затрат энергии. При этом их диапазон индивидуально обусловлен и зависит от пола, возраста, конституции и т.п. Именно эти физиологические механизмы обеспечивают адаптивный характер общего уровня стабилизации отдельных функциональных систем и организма в целом по отношению к наиболее генерализованным и устойчивым параметрам окружающей среды (I группа адаптивных механизмов).
При дальнейшем сдвиге факторов за пределы нормы в сторону избытка или недостатка наступают зоны пессимума. Они соответствуют нарушению гомеостаза и проявлению патологических изменений, но жизнедеятельность организма еще сохраняется. Вне зон пессимума адаптивные реакции, несмотря на полное напряжение всех механизмов, становятся мало эффективными, и наступает гибель.
В зонах пессимума добавляются лабильные реакции, обеспечивающие гомеостаз благодаря включению дополнительных функциональных адаптивных реакций (II группа адаптивных механизмов).
Взаимодействие двух рассмотренных уровней специфической адаптации обеспечивает соответствие функций организма конкретным факторам в его устойчивое существование в сложных и динамичных условиях окружающей среды.
В качестве примера можно привести людей, недавно попавших в горы (лабильные реакции) и горцев (стабильная адаптация). Для стабильной адаптации жителей гор характерны стойкая перестройка уровня эритропоэза, сдвиги сродства гемоглобина к кислороду, изменение тканевого дыхания, направленное на поддержание эффективного газообмена в условиях гипоксемии. У равнинных жителей при подъеме в горы наблюдается учащение дыхания, тахикардия, позже – выброс в кровь депонированных эритроцитов и ускорение эритропоэза.
О наличии в адаптационном процессе как неспецифических, так и специфических компонентов свидетельствуют явления, получившие названия «перекрестная адаптация», «покрывающая адаптация», «перенос адаптации» и т.п. Речь идет о том, что организм, адаптированный к действию какого-либо одного фактора, становится в результате этого более устойчивым к действию другого или других факторов. Так, было показано, что у человека, адаптированного к гипоксии, повышается устойчивость к статической и динамической мышечной работе. В свою очередь мышечная работа ускоряет и усиливает адаптацию к гипоксии, к холоду Гипоксия увеличивает устойчивость к теплу. Адаптация к теплу способствует адаптации к гипоксии.
По данным В. И. Медведева (1982), гипоксические явления и развитие антигипоксических реакций у человека в той или иной степени наблюдаются при действии холода, тепла, сдвигах барометрического давления, изменении влажности, газовой среды (кислород, углекислый газ), светового режима, гравитации, при влиянии сильных эмоциогенных раздражителей, уменьшении или увеличении информационного потока, необходимого для формирования различных видов деятельности при физической и умственной работе. Он полагает, что изменение энергетики является составной {неспецифической) частью всех адаптационных процессов, а антигипоксические реакции формируют аппарат защиты энергетического обмена.
Однако Г. Селье (1960) и другие исследователи отмечают, что не всегда повышенная резистентность к одному фактору обеспечивает устойчивость организма к действию раздражителей другой природы. Наоборот, эта так называемая перекрестная резистентность в ряде случаев отсутствует и проявляется «перекрестная сенсибилизация». При этом резистентноеть к определенному агенту сопровождается повышением чувствительности к другому агенту. Это явление дало основание Г. Селье высказать мысль о существовании «адаптационной энергии», мера которой для каждого организма ограничена и обусловлена генетическими факторами. По мнению В. И. Медведева (1982), неспецифический компонент адаптации может перекрываться специфическим. Несмотря на наличие общего неспецифического компонента, специфические механизмы антагонистичны и могут снимать явления перекрестной адаптации.
Конец работы -
Эта тема принадлежит разделу:
Экологическая физиология
И М Сеченов.. Введение.. Экологическая физиология это совокупность знаний о физиологических основах приспособлений к природным факторам среды..
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ:
Что будем делать с полученным материалом:
Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:
Факторы, влияющие на успешность адаптации, как правило, разделяют на две группы: субъективные и факторы среды. К первой группе относят возраст, пол, физиологические и психологические характеристики человека; ко второй - условия труда, режим и характер деятельности, особенности социальной среды.
Адаптация як ответ на влияние какого-нибудь фактора встречается крайне редко и является естественной только в модельных условиях лабораторного эксперимента. Преимущественно на организм влияет целая группа факторов, взаимозависимых и тесно связанных один с другим.
Характерной чертой адаптированной системы является экономичность функционирования с целью максимальной экономии ресурсов организма. Эта черта обнаруживается как на уровне отдельных функциональных структур, так и на уровне нейрогуморальной регуляции .
Определение начальных проявлений нарушений адаптации будет затруднено если не опираться на понятия адаптированной нормы. Адаптированная норма, есть индивидуальная для каждого человека и представляет собой функционально-динамическое образование, которое включает в себя потенциальные возможности реагирования, отражает особенности, связанные с конституционно-генетическими признаками, а также адекватные реакции на социальные факторы и влияния среды.
С этим созвучно обобщенное понимание нормы как процесса нахождения соответствия активной системы и среды, их упрочненной формы отношений. При этом норма, как зона оптимального функционирования живых систем с одной стороны, детерминированная генотипичными нормами реакций, а с другой - отображает моделирующее действие среды.
Рассматривая динамику изменений гомеостатического адаптационного регулирования в возрастном аспекте, В.Ы. Медведев делает вывод, что тезис про уменьшение адаптации не совсем правильный. Ибо хотя физиологические компоненты адаптации и характеризуются уменьшением функционального диапазона, но это в значительной мере компенсируется поведенческими компонентами, что дает возможность достаточно долго осуществлять необходимую деятельность.
В роботах М.О. Агаджаняна и В.П. и С.В. Казначеева выделяются три качественно разных типа адаптационного реагирования человека: «спринтер», «стайер» и «промежуточный» тип (на основе критерия времени исполнения субмаксимальной работы). Первый тип отмечается способностью индивида хорошо выдерживать действие кратковременных и сильных нагрузок, но неспособностью противостоять продолжительно действующим слабым раздражителям. Другой - способностью сохранять высокий уровень стойкости перед сильными непродолжительно действующими раздражителями. Третий - способностью объединять в своих реакциях на внешние раздражители черты реакций индивида, которые свойственны первому и второму типам реагирования, которые не всегда дополняют (чаще не дополняют) друг друга.
В исследованиях , на примере спорта высших достижений, было отмечено шесть адаптационных типов: 1) «улучшение» - характеризуется стабильным и постоянным улучшением ПФС на протяжении продолжительного тренировочного процесса (он был характерным для 23 % из тех 26 спортсменов, которые на протяжении 7 месяцев принимали участие в исследованиях); 2) «стабильный» - относительно стабильным содержанием хорошего уровня ПФС (19 %); 3) «ухудшение» - относительно стабильным ухудшением ПФС (15 %); 4) «улучшение-ухудшение» - сначала улучшением, а потом ухудшением ПФС (15 %); 5) «ухудшение-улучшение» - сначала ухудшением, а затем улучшением ПФС (15 %); 6) «нестабильный» - очень нестабильной динамикой ПФС (12 %).
Сравнение спортсменов с разными типами адаптационного реагирования по эффективности тренировочно-соревновательной деятельности засвидетельствовало, что высшие и стабильные результаты показывают спортсмены, которые принадлежат к адаптационным типам «улучшения» и «стабильного», а спортсмены с типами «ухудшения», «улучшения-ухудшения» и «нестабильным», как правило, имеют недостаточную успешность тренировочно-соревновательной деятельности.
Согласно концепции Ж. П”яже адаптация рассматривается как единство двоих противоположно направленных процессов - аккомодации и ассимиляции. Процесс аккомодации обеспечивает модификацию функционирования организма или действий субъекта соответственно условиям среды. Процесс ассимиляции обуславливает изменения тех или иных компонентов этой среды согласно со структурой организма или включая их в схему поведения субъекта. Исходя из вышесказанной концепции, Г.О. Балл считает, что определяющую роль в социальном поведении для личностей среднего уровня играют процессы аккомодации, а для личностей высшего уровня - процессы ассимиляции .
Подобные взгляды перекликаются со взглядами В.И. Медведева , который выделяет три типа адаптационного реагирования (биологического), отличия которых связаны с преимущественной направленностью изменений на один из элементов системы «среда - человек».
С целью подчеркивания доминирования тех или иных компонентов в целостной системе при осуществлении адаптации, а также с целью удобства при изучении адаптации человека к определенной группе однородных факторов, разными исследователями преимущественно выделяются такие виды адаптации, как физиологическая (биологическая), психическая и психологическая, психофизиологическая, социально-психологическая.
Т.Г. Дичев и К.Е. Тарасов отмечают, что могут выделяться также другие виды адаптации: унаследованная и приобретенная, пренатальная и постнатальная, индивидуальная и популяционная (видовая), универсальная (широкая) и специализированная (узкая), специфическая и неспецифическая, единичная и общая, односторонняя и разносторонняя, внутренняя и внешняя, целостная и частичная, условная и безусловная, потенциальная и актуальная, нормальная и стрессовая, реактивная и активная, и др. .
Приспособительные реакции человеческого организма (реакции адаптации) можно разделить на срочные и долговременные, врожденные и приобретенные. Усиление дыхания или перераспределение кровотока в ответ на физическую нагрузку, повышение порога слухового восприятия при шуме, усиление ЧСС при психическом возбуждении и т.п. - это все срочные врожденные реакции. С помощью тренировки их можно лишь изменить, тогда как срочные приобретенные реакции (например, сложные технико-тактические навыки) самим своим существованием обязаны обучению и тренировке.
Долговременная адаптация возникает постепенно, в результате длительного или многократного действия на организм определенных раздражителей. По сути, долговременная адаптация развивается на основе многократной реализации срочной адаптации и характеризуется тем, что в результате постепенного количественного накопления определенных изменений организм приобретает новое качество - из неадаптированного превращается в адаптированный.
Рассматривая взаимодействие срочной и долговременной адаптации, следует указать на то, что переход от срочного, во многом несовершенного, этапа адаптации к долговременному - узловой момент адаптационного процесса, так как является свидетельством эффективного приспособления к соответствующим факторам внешней среды. Для перехода срочной адаптации в гарантированную долговременную внутри возникшей функциональной системы должен произойти важный процесс, связанный с комплексом структурных и функциональных изменений в организме, обеспечивающий развитие, фиксацию и увеличение мощности системы в соответствии с предъявляемыми ей требованиями. Установлено, что морфофункциональные перестройки при долговременной адаптации обязательно сопровождаются следующими процессами: а) изменением взаимоотношений регуляторных механизмов; б) мобилизацией и использованием физиологических резервов организма; в) формированием специальной функциональной системы адаптации к конкретной деятельности. Эти три физиологические реакции являются главными и основными составляющими процесса адаптации. В достижении устойчивой и совершенной адаптации большую роль играют перестройка регуляторных приспособительных механизмов и мобилизация физиологических резервов, а также последовательность их включения на разных функциональных уровнях. По-видимому, вначале включаются обычные физиологические реакции и лишь затем - реакции напряжения механизмов адаптации, требующие значительных энергетических затрат с использованием резервных возможностей организма, что в результате приводит к формированию специальной функциональной системы адаптации, обеспечивающей конкретную деятельность человека. Такая функциональная система у спортсменов представляет собой вновь сформированное взаимоотношение нервных центров, гормональных, вегетативных и исполнительных органов, необходимое для решения задач приспособления организма к физическим нагрузкам (Солодков, Судзиловский, 1996).
Физиологическая адаптация по М.О. Агаджаняну представляет собой стойкий уровень активности и взаимосвязи функциональных систем, органов и тканей, а также механизмов управления, что обеспечивает нормальную жизнедеятельность организма и трудовую активность человека в разных (в том числе и социальных), условиях существования .
По определению С.Д. Максименко, психическая адаптация - «… это процесс взаимодействия личности со средой, при котором личность должна учитывать особенности среды и активно влиять на нее, чтобы обеспечить удовлетворение своих основных потребностей и реализацию значимых цепей». Ю.А. Александровский и Л.Г. Дика подчеркивают системный характер психической адаптации и указывают, что она может быть представлена как результат деятельности целостной самоуправляемой системы.
Наиболее полно, на наш взгляд, сущность психической адаптации отображена в определении Ф.Б. Березина, хотя этому определения и не достает системности: «Психическую адаптацию можно определить как процесс установления оптимального соответствия личности и окружающей среды в ходе осуществления деятельности, свойственной человеку, который позволяет индивидууму удовлетворять актуальные потребности и реализовывать связанные с ними значимые цели (при сохранении психического и физического здоровья), обеспечивая в то же время ответственность психической деятельности человека, его поведения требованиям среды .
Система психической адаптации динамическая и всегда находиться в развитии, ибо функциональные возможности ее ведущих и второстепенных подсистем и цепочек все время изменяются вследствие нестабильности биологической и социально-психологической основы, которая их определяет (темперамента, способностей, личностной направленности, совокупности потребностей, моральных, волевых и эмоциональных качеств) .
Отмечается, что психическая адаптация человека является наиболее завершенным и сложным приспособительным процессом, который зависит от психологического развития человека. При неблагоприятных условиях этот вид адаптации может нарушаться, в первую очередь приводя к нарушению других адаптационных уровней .
Понятие социально-психологической адаптации в литературе сравнительно менее освещенное. Ф.Б. Березин определяет ее как аспект психической адаптации, что обеспечивает организацию микросоциального взаимодействия, формирования адекватных межличностных отношений, учет экспектаций окружения и достижения социально значимых целей.
Что касается осмысливания и определения такого понятия, как психофизиологическая адаптация, то оно в научной литературе тоже не приобрело достаточного освещения. Это можно считать существенным пробелом, ибо, на наш взгляд, само понятие адаптации по своей сути есть психофизиологическим. Ведь, исходя из системного понимания адаптации, адаптационные процессы, которые чаще всего рассматриваются отдельно, - процессы, которые преимущественно относят к психической или физиологической сфере, как правило, неотъемлемы друг от друга и тесно взаимосвязаны во время приспособления человека к постоянно изменяющимся условиям существования. Адаптационный процесс касается всех уровней организма: от молекулярной до психической регуляции деятельности.
В научной литературе встречается только несколько определений понятия психофизиологической адаптации. По Ц.П. Короленко, психофизиологическая адаптация - это адаптация не только на уровне психической сферы, но и на уровне связанных с ней физиологических функций. Ф.Б. Березин определяет психофизиологическую адаптацию как оптимальное соотношение между психическими и физиологическими адаптационными процессами. И, по его мнению, она является только одним из трех аспектов психической адаптации (он выделяет еще социально-психологическую и собственно психическую) .
Подобные трактования понятия психофизиологической адаптации значительно суживает его содержание, не раскрывает должной мерой его сущность и значение. Поэтому содержание психофизиологической адаптации наиболее адекватно можно определить отталкиваясь от содержания понятия ПФС, которое рассмотрено с позиции теории функциональных систем.
Опираясь на обозначенный подход, было предложено такое определение психофизиологической адаптации: «… это процесс, который обусловленный изменением в психофизиологическом состоянии человека под влиянием дезадаптационных факторов, требующий одновременного и согласованного взаимодействия функциональных подсистем на всех уровнях целостной системы психофизиологического состояния с целью эффективного обеспечения деятельности в новых условиях» .
Подобное определение отвечает полностью благоприятному требованию рассматривать адаптацию в диалектическом объединении трех уровней - биологического. Психологического и социального. Тесная взаимосвязь разных компонентов адаптации подчеркивается также другими исследователями . Хотя при этом указывается, что подобные компоненты имеют относительную независимость.
Именно из таких позиций, как правило, понимается профессиональная адаптация, которая являет собой единство адаптации индивида к физическим условиям профессиональной среды (психофизиологический аспект) адаптации к профессиональным заданиям, выполняющихся операций, профессиональной информации и т.п. (профессиональный аспект), и адаптации личности к социальным компонентам профессиональной среды (социально-психологический аспект). Важное место среди психологических механизмов адаптации отводиться самооценке, поскольку неадекватность самооценки обычно становится преградой на пути профессиональной адаптации, особенно в условиях деятельности, имеющей стрессовый характер.
Жизнь испытывает человека путём чрезмерного дискомфорта и реже - комфортом, высокими длительным напряжением физических и психических сил, стрессовыми ситуациями. Критерием устойчивости человека в таких условиях является характеристика здоровья населения и его интегральный показатель – вероятная продолжительность жизни.
При проведении анализа различных аспектов влияния окружающей среды на здоровье человека приоритетное значение придаётся факторам риска, непосредственно ведущим к возникновению заболеваний. Устранение или ослабление отрицательного воздействия факторов окружающей среды достигается с помощью различных инженерно-технических мер и средств, систем жизнеобеспечения, адаптации, в том числе и социальной.
(влияние фактора и условий окружающей среды на состояние здоровья)
Начиная с момента рождения, организм сразу попадает в новые условия и вынужден приспособить к ним деятельность всех своих органов и систем. В дальнейшем организм непрерывно перестраивается в ответ на воздействие неблагоприятных факторов, т.е. он адаптируется. Под адаптацией понимают все виды врождённой и приобретённой приспособительной деятельности, которые обеспечиваются определёнными физиологическими реакциями, происходящими на клеточном, органном, системном и организменном уровнях. Защитно-приспособительные реакции регулируются рефлекторным и гуморальными путями, причём главная роль принадлежит ЦНС.
Процесс саморегуляции осуществляется на основе «золотого правила» - всякое отклонение является толчком для немедленной мобилизации многочисленных аппаратов соответствующей функциональной системы, восстанавливающих этот жизненно важный приспособительный результат.
Функциональная система включает в себя рецепторные образования, оценивающие величину регулируемого показателя. Она имеет центральный аппарат – это структуры мозга, которые анализируют поступающие сигналы и принимают решение и программирующие ожидаемый результат.
В функциональной системе действуют исполнительные механизмы – периферические органы, реализующие поступающие команды. Также имеется в системе афферентная (обратная) связь, которая информирует центр об эффективности деятельности исполнительных механизмов и о достижении конечного результата.
Взаимодействуя между собой различные функциональные системы в конечном счёте представляют слаженно работающий организм.
Биологический смысл активной адаптации состоит в установлении и поддержании гомеостаза, позволяющего существовать в изменённой внешней среде.
Гомеостаз – относительное динамическое постоянство внутренней среды и некоторых физиологических функций организма человека (терморегуляция, кровообращения, газообмена и др), поддерживаемое механизмами саморегуляции в условиях колебаний внутренних и внешних раздражителей.
Наибольшее значение имеют внешние раздражители –это температура, влажность, химический состав воздуха, воды, пищи, шум, психогенные факторы и др. основные константы гомеостаза (температура тела, осмотическое давление крови и тканевой жидкости и др) поддерживаются сложными механизмами саморегуляции, в которых участвуют нервная, эндокринная, сенсорные системы.
При отклонении параметров факторов окружающей среды от оптимальных уровней механизмы саморегуляции начинают функционировать с напряжением, и для поддержания гомеостаза включаются механизмы адаптации.
Компенсаторные механизмы – адаптивные реакции, направленные на устранение или ослабление функциональных сдвигов в организме, вызванных неадекватными факторами внешней среды (при воздействии холода происходит сужение периферических сосудов, дрожание мышц).
Эффективность адаптации зависит от дозы воздействующего фактора и индивидуальных особенностей организма.
2. Взаимосвязь человека с окружающей средой .
Информацию о внешней и внутренней среде организма человек получает с помощью сенсорных систем (анализаторов, рецепторов).
Сенсорные органы можно разделить на следующие группы: экстерорецепторы, интерорецепторы, проприорецепторы.
Экстерорецепторы воспринимают раздражения от окружающей среды (свет, тепло, звуки и др. сигналы).
Интерорецепторы воспринимают раздражения, идущие из внутренней среды организма (из органов, тканей, жидкостных сред).
Проприорецепторы воспринимают раздражения, которые возникают вследствие изменения степени сокращения и расслабления мышц и тем самым обеспечивает информацией о положении нашего тела в пространстве.
действуют на действуют на действуют на определяет
(возникновение субъективного ощущения о результате воздействия сенсорного стимула)
Существует понятие абсолютный порог чувствительности или, так называемый порог ощущения, когда рецептор начинает воспринимать раздражение. Величина, на которую один стимул должен отличаться от другого, чтобы их разница воспринималась человеком, называется дифференциальным порогом или порогом различения (по интенсивности, длительности, частоте, форме и т.д.). время, проходящее от начала воздействия раздражителя до появления ощущений, называют латентным периодом.
Отсутствие раздражителей или их низкий уровень интенсивности может привести к снижению резистентности и адаптационных возможностей организма. Так, отсутствие светового раздражителя может привести к атрофии зрительного анализатора, звукового – к атрофии слухового анализатора, отсутствие речевого воздействия (врождённая глухота) делает человека немым.
Многие регуляторные процессы протекают автоматически – это проприорецепция, осязание, двигательная координация, терморецепция.
5.3. Самостоятельная работа по теме:
- изложение рефератов;
Решение ситуационных задач
5.4. Итоговый контроль знаний:
Ответы на вопросы по теме занятия;
Решение ситуационных задач, тестовых заданий по теме.
001.ЗДОРОВЬЕ - ЭТО
1) синтетический показатель
2) интегральный показатель
3) вербальный показатель
4) виртуальный показатель
5) жизненный показатель
002. ПОД АДАПТАЦИЕЙ ПОНИМАЮТ
1) это защитная реакция
2) приспособительная реакция
3) иммунная реакция
4) физическая реакция
003. ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ УЧАСТВУЮТ В
1) акте дыхания
2) процессе пищеварения
3) кроветворения
4) саморегуляции
5) регенерации
004. КОМПЕНСАТОРНЫЙ МЕХАНИЗМ - ЭТО
1) физическая реакция
2) химическая реакция
3) адаптивная реакция
4) иммунная реакция
5) реакция агглютинации
005. РАЗДРАЖЕНИЯ ИЗ ВНЕШНЕЙ СРЕДЫ ВОСПРИНИМАЮТ
1) интерорецепторы
2) экстерорецепторы
3) колбочки
4) проприорецепторы
5) стаканчики
006. РАЗДРАЖЕНИЯ ИЗ ВНУТРЕННЕЙ СРЕДЫ ВОСПРИНИМАЮТ
1) интерорецепторы
2) экстерорецепторы
3) колбочки
4) проприорецепторы
5) стаканчики
007. РАЗДРАЖЕНИЯ ИЗ МЫШЦ ВОСПРИНИМАЮТ
1) интерорецепторы
2) экстерорецепторы
3) колбочки
4) проприорецепторы
5) стаканчики
008. ИНФОРМАЦИЮ О ПОЛОЖЕНИИ ТЕЛА МОЗГ ПОЛУЧАЕТ С ПОМОЩЬЮ
1) интерорецепторов
2) экстерорецепторов
3) колбочек
4) проприорецепторов
5) стаканчиков
009. АБСОЛЮТНЫЙ ПОРОК ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ - ЭТО
2)отсутствие раздражений
Правильный ответ 3
010 ЛАТЕНТНЫЙ ПЕРИОД - ЭТО
1)время, проходящее от начала воздействия до появления ощущений
2)отсутствие раздражений
3)рецептор начинает воспринимать раздражение
4)атрофия зрительного аппарата
5)величина, на которую один стимул должен отличаться от другого
011. ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ СИСТЕМА ВКЛЮЧАЕТ В СЕБЯ
1) компенсаторный механизм
2) рецепторные образования
3) гомеостаз
4) биологическую адаптацию
5) дозу воздействующего фактора
012. ЦЕНТРАЛЬНЫЙ АППАРАТ ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ СИСТЕМЫ - ЭТО
3) гормоны
4) гомеостаз
5) структуры мозга
013. РОЛЬ ИСПОЛНИТЕЛЬНЫХ МЕХАНИЗМОВ ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ СИСТЕМЫ ВЫПОЛНЯЕТ
1) центральные органы
2) периферические органы
4) оксалаты
014. ЭФФЕКТИВНОСТЬ АДАПТАЦИИ ОРГАНИЗМА ЗАВИСИТ ОТ
1) состава воды
2) состава воздуха
3) дозы воздействующего фактора и индивидуальных особенностей организма
4) проприорецепторов
5) латентного периода
015. ГОМЕОСТАЗ - ЭТО
1) относительное постоянство внешней среды
2) относительное постоянство внутренней среды
3) периферические органы
4) центральные органы
5) структуры мозга
016. ЗАЩИТНО-ПРИСПОСОБИТЕЛЬНАЯ РЕАКЦИЯ РЕГУЛИРУЕТСЯ
1) зрительным путём
2) рефлекторным путём
3) химической ре5акцией
4) электроимпульсами
5) физиопроцедурами
017. СНИЖЕНИЕ РЕЗИСТЕНТНОСТИ И АДАПТАЦИОННЫХ ВОЗМОЖНОСТЕЙ ОРГАНИЗМА ВОЗНИКАЕТ ВСЛЕДСТВИЕ
1) отсутствия раздражителей
2) чрезмерно высокого порога раздражения
3) физиопроцедур
4) миозита
5) целлюлита
018. ОТСУТСТВИЕ СВЕТОВОГО РАЗДРАЖЕНИЯ ПРИВОДИТ К
1) глухоте
3) слепоте
4) глухонемоте
5) куриной слепоте
019. ОТСУТСТВИЕ РЕЧЕВОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ ПРИВОДИТ К
1) атрофии зрительного нерва
3) слепоте
4) куриной слепоте
5) нарушению осязания
020. ВРОЖДЁННАЯ ГЛУХОТА ПРИВОДИТ К
1) атрофии зрительного нерва
3) слепоте
4) куриной слепоте
5) нарушению осязания
Ситуационные задачи.
Задача № 1 . Во время приготовления пищи человек получил ожог пальцев правой кисти.
Вопрос: 1. какие исполнительные механизмы были задействованы, когда человек отдёрнул руку?
2. какая функциональная система выработала данное решение?
Эталон ответа: 1. рецепторы (эктерорецепторы).
2. мозг (центральная нервная система).
Задача № 2.
После20 лет работы стеклодувом у пациента ухудшилось зрение левого глаза.
1. какая причина ухудшения зрения левого глаза?
2. имеет ли место атрофия зрительного нерва?
3. почему ухудшилось зрение именно левого глаза?
Задача № 3 .
Во время движения человек запнулся, но удержался от падения.
1. из каких сенсорных органов получает информацию организм?
Задача № 4.
В кинофильме «Гибель Титаника» в эпизоде где киногерой держится руками за плавучее средство и ведёт разговор. Вода в это время в океане была довольно холодной.
1. какой компенсаторный механизм возникает у человека, находящегося в холодной воде и имело место у киногероев?
6. Домашнее задание для уяснения темы занятия.
(Согласно методическим указаниям для обучающихся к внеаудиторной работе студентов по теме следующего занятия)
Закономерности адаптации организма человека к различным условиям.
Взаимосвязь человека с окружающей средой. Сенсорные системы человека и окружающая среда.
Управление факторами среды.
Человек как элемент системы «человек среда», совместимость элементов системы «человек среда».
При изучении изменений, происходящих в организме под влиянием совокупности экологических (природных и антропотехногенных) факторов, применяют термин «адаптация». Под адаптацией понимают все виды врождённой и приобретённой приспособительной деятельности, которые обеспечиваются физиологическими реакциями, происходящими на клеточном, органном, системном и организменном уровнях. В этой главе рассмотрены подходы к изучению адаптации, эволюция и формы адаптации, теории адаптации, адаптогенные факторы, механизмы адаптации.
Подходы к изучению адаптации
При изучении адаптации применяют системный и индивидуальный подходы.
Системный подход к адаптации (рис. 2-1) предполагает необходимость изучения адаптации и как процесса, и как состояния системы, для которой характерно подвижное равновесие, сохраняющее постоянство структур лишь при непрерывном движении всех компонентов системы. В итоге уравновешивание со средой происходит за счёт приобретения нового системного качества.
Рис. 2-1. Системный характер адаптационных изменений
Индивидуальный подход к адаптации человека можно охарактеризовать как совокупность социально-биологических свойств и особенностей, необходимых для устойчивого существования индивидуума в конкретной экологической среде обитания. Другими словами, для всякого организма существует оптимальная эндогенная (внутренняя) и экзогенная (внешняя) экологическая среда, причём среда обитания не только с оптимальными характеристиками физических условий, но и с конкретными производственными и социальными условиями. По обе стороны от оптимума трудовая и биологическая активность постепенно снижаются, пока, наконец, условия не станут такими, в которых организм вообще не сможет существовать.
Эволюция и формы адаптации
Адаптация тесно связана с эволюцией организмов и устойчиво адаптированными считаются те, которые приспособились к изменён- ным условиям, размножаются и дают в новой среде обитания жиз- нестойкое потомство. Существуют две принципиально различные формы адаптации: генотипическая и фенотипическая.
Генотипическая адаптация, в результате которой на основе наследственности, мутаций и естественного отбора формировались современные виды животных.
Фенотипическая адаптация формируется в процессе взаимодействия конкретного организма с окружающей его средой обитания.
Структурные следы адаптации имеют важное биологическое значение, так как защищают человека от предстоящих встреч с неа- декватными и опасными факторами среды. В то же время результаты фенотипической адаптации не передаются по наследству, что следует считать выгодным для сохранения вида, поскольку следующее поколение адаптируется заново к широкому спектру иногда совершенно новых факторов, требующих выработки новых специализированных реакций.
Типы приспособительного поведения. Различают три типа приспособительного поведения живых организмов в ответ на действие неблагоприятного раздражителя: бегство от неблагоприятного раздражителя, пассивное подчинение раздражителю либо активное противодействие за счёт развития специфических адаптивных реакций.
Гомеостаз и гомеокинез. Система жизнеобеспечения организма, наряду с механизмами поддержания равновесия внутренней среды
(гомеостаз), представлена и генетическими программами развития, осуществление которых невозможно без постоянного изменения этой внутренней среды (гомеокинез), реализуемого посредством многообразных адаптивных процессов (реакций, механизмов, ответов и т.д.). Именно на поддержание генетических программ развития, являющихся ведущей движущей силой в живом организме, направлена деятельность систем репродуктивного, энергетического и адаптационного гомеостата (рис. 2-2). Оптимальное функционирование систем, обеспечивающих три ведущих гомеостата, реализуется через посреднические системы (кровообращение, дыхание, кровь) и регуляторные механизмы вегетативной и эндокринной систем.
Рис. 2-2. Обеспечение деятельности основных гомеостатических систем
Другими словами, под адаптацией понимают все виды врож- дённой и приобретённой приспособительной деятельности, которые обеспечиваются определёнными физиологическими реакциями, происходящими на клеточном, органном, системном и организменном уровнях. Это универсальное определение адаптации отражает необходимость соблюдения в живом мире фундаментального закона биологии, сформулированного ещё Клодом Бернаром, - закона постоянства внутренней среды.
Теории адаптации
При формировании адаптивного гомеостата обеспечивающие адаптацию физиологические процессы развёртываются поэтапно. Например, В.П. Казначеев процесс адаптации при переездах подразделяет на последовательно происходящие фазы: начальную, стабилизации, переходную и истощения.
1-я фаза - начальная - характеризуется дестабилизацией функций организма. Она может обеспечить приспособление к действию неадекватных факторов лишь в течение короткого промежутка времени, длительностью, как правило, не более одного года. В ряде случаев явления дестабилизации, характерные для первой фазы адаптации, остаются на многие годы, что, в частности, служит одной из причин возвращения мигрантов на прежнее место жительства.
2-я фаза - стабилизации - продолжается от 1 года до 4 лет. В этот период наблюдается синхронизация всех гомеостатических процессов, сопровождающаяся не только функциональной, но и структурной перестройкой биосистемы.
3-я фаза - переходная, продолжительностью от 4 до 5-10 лет. В это время у большинства переселенцев происходит стабилизация соматических и вегетативных функций.
4-я фаза - истощения, возможна при длительном проживании на Севере, является следствием перенапряжения в гомеостатических системах организма при недостаточности генетически запрограммированных механизмов долговременной адаптации к возмущающим факторам среды обитания.
В обобщённом виде рассматриваемые физиологические процессы на организменном уровне содержатся в экспериментально обоснованной теории «общего адаптационного синдрома», или стресс-реакции (Ганс Селье, 1936).
Стресс - комплекс неспецифических реакций организма в ответ на действие сильных или сверхсильных раздражителей.
Стресс в классической интерпретации протекает в три стадии (рис. 2-3), или фазы, а именно «тревоги», переходную, устойчивой адаптации.
Первая фаза - «тревоги» - развивается в самом начале действия как физиологического, так и патогенного фактора или изменённых условий внешней среды. При этом реагируют висцеральные системы (кровообращения, дыхания), реакциями которых управляет ЦНС с широким вовлечением гормональных факторов (в частности, гормонов мозгового вещества надпочечников - глюкокортикоидов и катехоламинов), что в свою очередь сопровождается повышенным тонусом симпатического отдела вегетативной нервной системы.
Рис. 2-3. Фазы стресса по Г. Селье
Переходная фаза. Часто выделяют фазу, переходную к устойчивой адаптации. Она характеризуется уменьшением общей возбудимости ЦНС, формированием функциональных систем, обеспечивающих управление адаптацией к возникшим новым условиям. В ходе этой фазы приспособительные реакции организма постепенно переключаются на более глубокий тканевый уровень.
Фаза устойчивой адаптации, или резистентности. Формируются новые координационные соотношения, осуществляются целенаправленные защитные реакции. Подключается гипофизарно-надпочечниковая система, мобилизуются структуры, в результате деятельности которых ткани получают повышенное энергетическое и пластическое обеспечение. Эта стадия 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 гомеостаз, адекватный новым условиям существования.
Несмотря на экономичность - выключение «лишних» реакций, а следовательно, и излишней затраты энергии, - переключение реактивности организма на новый уровень осуществляется при определённом напряжении управляющих систем. Это напряже-
ние названо «цена адаптации». Поскольку эта стадия связана с постоянным напряжением регуляторных механизмов, перестройкой соотношений нервных и гуморальных механизмов, формированием новых функциональных систем, то эти процессы при сверхпороговой интенсивности стрессорных факторов могут вызвать развитие стадии истощения.
Адаптогенные факторы
Селье назвал факторы, воздействие которых приводит к адаптации, стресс-факторами. Другое их название - экстремальные факторы. Экстремальными могут быть не только отдельные воздействия на организм, но и изменённые условия существования в целом (например, перемещение человека с юга на Крайний Север и т.д.). По отношению к человеку адаптогенные факторы могут быть природными и социальными, связанными с трудовой деятельностью.
Природные факторы. В ходе эволюционного развития живые организмы адаптировались к действию широкого спектра природных раздражителей. Действие природных факторов, вызывающих развитие адаптационных механизмов, всегда является комплексным, так что можно говорить о действии группы факторов того или иного характера. Например, все живые организмы в ходе эволюции прежде всего приспособились к земным условиям существования: определённому барометрическому давлению и гравитации, уровню космических и тепловых излучений, строго определённому газовому составу окружающей атмосферы и т.д.
Социальные факторы. Помимо того, что человеческий организм подвержен тем же природным влияниям, что и организм животных, социальные условия жизни человека, факторы, связанные с его трудовой деятельностью, породили специфические факторы, к которым необходимо адаптироваться. Их число растёт с развитием цивилизации. Так, с расширением среды обитания появляются совершенно новые для человеческого организма условия и воздействия. Например, космические полёты приносят новые комплексы воздействия. К их числу относится невесомость - состояние, абсолютно неадекватное для любого организма. Невесомость сочетается с гипокинезией, изменением суточного режима жизни и т.д.
Механизмы адаптации
Адаптация начинает развиваться на фоне генерализованной ориентировочной реакции, активации неспецифического, а также специфического ответа на причинный фактор. В последующем формируются временные и функциональные системы, обеспечивающие организму либо «уход» от действующего чрезвычайного агента, либо преодоление патогенных его эффектов, либо оптимальный уровень жизнедеятельности, несмотря на продолжающееся влияние этого агента, т.е. собственно адаптацию.
Аварийная фаза адаптации (тревоги) заключается в мобилизации компенсаторных, защитных и приспособительных механизмов. Это проявляется триадой закономерных изменений - активации, гиперфункции, мобилизации.
Активация «исследовательской» поведенческой деятельности индивида, направленная на получение максимума информа- ции о чрезвычайном факторе и возможных последствиях его действия.
Гиперфункция многих систем организма, но преимущественно тех, которые непосредственно (специфически) обеспечивают приспособление к данному фактору. Эти системы (физиологические и функциональные) называют доминирующими.
Мобилизация органов и физиологических систем (сердечнососудистой, дыхательной, крови, системы иммунобиологи- ческого надзора, метаболизма и др.), которые реагируют на воздействие любого чрезвычайного для данного организма фактора.
В основе развития аварийной фазы адаптации лежит несколько взаимосвязанных механизмов, запуск которых осуществляется в результате активации под действием чрезвычайного фактора вегетативной нервной (симпатического отдела) и эндокринной систем и как следствие - значительного увеличения в крови и других жидкостях организма так называемых стрессорных, активирующих функцию и катаболические процессы гормонов и нейромедиаторов - адреналина, норадреналина, глюкагона, глюко- и минералокортикоидов, тиреоидных гормонов.
Биологический смысл реакций, развивающихся в аварийную фазу адаптации (несмотря на их неспецифичность, несовершенство, высокую энергетическую и субстратную «стоимость»), заключается в создании условий, необходимых для того, чтобы
организм «продержался» до этапа формирования его устойчивой адаптации (резистентности) к действию экстремального фактора.
Переходная фаза адаптации характеризуется уменьшением возбудимости ЦНС, формированием функциональных систем, обеспечивающих управление адаптацией к новым условиям. Снижается интенсивность гормональных сдвигов, постепенно выключается ряд систем и органов, первоначально вовлечённых в реакцию. В ходе этой фазы приспособительные реакции организма постепенно переключаются на более глубокий - тканевый - уровень. Гормональный фон видоизменяется, усиливают своё действие гормоны коры надпочечников - «гормоны адаптации».
Стадия устойчивой, или долговременной адаптации организма к действию чрезвычайного фактора реализуется следующим образом. Происходят:
Формирование состояния специфической устойчивости организма как к конкретному агенту, вызвавшему адаптацию, так нередко и к другим факторам - перекрестная адаптация;
Увеличение мощности и надёжности функций органов и доминирующих физиологических систем, обеспечивающих адапта- цию к определённому фактору. В таких системах наблюдается увеличение числа и/или массы структурных элементов (т.е. гипертрофия и гиперплазия), желёз внутренней секреции, эффекторных тканей и органов.
Комплекс таких изменений обозначают как структурный след процесса адаптации. Устраняются признаки стрессорной реакции, формируется эффективное приспособление организма к чрезвычайному фактору, вызвавшему процесс адаптации. В результате формируется надёжная и устойчивая адаптация организма к меняющимся социально-биологическим условиям среды. Реализуются процессы как активировавшиеся ранее, так и включающиеся дополнительно. К числу последних относятся реакции, обеспечивающие преимущественное энергетическое и пластическое обеспечение клеток доминирующих систем. Это сочетается с лимитированием снабжения кислородом и субстратами метаболизма других систем организма и осуществляется за счёт реакций двух категорий:
Перераспределения кровотока - увеличения его в тканях и органах доминирующих систем за счёт снижения в других;
Активации генетического аппарата длительно гиперфункционирующих клеток и последующей гипертрофии и гиперплазии субклеточных структурных элементов при одновременном торможении экспрессии генов в клетках недоминирующих систем и органов (например, пищеварения, мышечной системы, почек и др.).
Дизадаптация. В большинстве случаев процесс адаптации завершается формированием долговременной устойчивости организма к действующему на него чрезвычайному фактору. И в то же время фаза стойкой адаптации связана с постоянным напряжением управляющих и исполнительных структур, что может привести к их истощению. Истощение управляющих механизмов, с одной стороны, и клеточных механизмов, связанных с повышенными энергетическими затратами, с другой стороны, приводит к дезадаптации.
Незавершённая адаптация возникает при истощении функциональных резервов организма и включает централизацию управления и повышение реактивности механизмов вегетативной регуляции. Состояние незавершённой адаптации свойственно не только значительной части лиц, проживающих в экстремальных климатогеографических условиях, экспедиционно-вахтовым рабочим, но и части населения мегаполисов средней климатической полосы, экологическая обстановка в которых неблагополучна.
ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ
1. Дайте определение адаптации.
2. Какие вы знаете формы адаптации?
3. В чём суть индивидуального подхода к адаптации?
4. Какие теории адаптации существуют?
5. Назовите фазы общего адаптационного синдрома.
6. Какие вы знаете адаптогенные факторы?
7. Что такое незавершённая адаптация?
