1612728091-0a30a7783a7be2aec2f68b0436b9c3b2 (827859), страница 114
Текст из файла (страница 114)
3. Фаза устойчивой адаптации. Является собственно адаптацией - приспособлением и характеризуется новым уровнем деятельности тканевых, мембранных, клеточных элементов, органов и систем организма, перестроившихся под прикрытием вспомогательных систем. Эти сдвиги обеспечивают новый уровень гомеостазиса, адекватного организма и к другим неблагоприятным факторам - развивается так называемая перекрестная адаптация. Переключение реактивности организма на новый уровень функционирования не дается организму "даром", а протекает при напряжении управляющих и других систем. Это напряжение принято называть ценой адаптации. Любая активность адаптированного организма обходится ему много дороже, чем в нормальных условиях. Например, при физической нагрузке в горных условиях требуется на 25% больше энергии.
Поскольку фаза устойчивой адаптации связана с постоянным напряжением физиологических механизмов, функциональные резервы во многих случаях могут истощаться, наиболее истощаемым звеном являются гормональные механизмы.
Вследствие истощения физиологических резервов и нарушения взаимодействия нейрогормональных и метаболических механизмов адаптации возникает состояние, которое получило название дезадаптация. Фаза дезадаптации характеризуется теми же сдвигами, которые наблюдаются в фазе начальной адаптации - вновь в состояние повышенной активности приходят вспомогательные системы - дыхание и кровообращение, энергия в организме тратиться неэкономно. Чаще всего дезадаптация возникает в тех случаях, когда функциональная активность в новых условиях чрезмерно или действие адаптогенных факторов усиливается, и они по силе приближаются к экстремальным.
В случае прекращения действия фактора, вызывавшего процесс адаптации, организм постепенно начинает терять приобретенные адаптации. При повторном воздействии субэкстремального фактора способность организма к адаптации может быть повышена и адаптивные сдвиги при этом могут быть более совершенными. Таким образом, мы можем говорить о том, что адаптационные механизмы обладают способностью к тренировке и поэтому прерывистое действие адаптогенных факторов является более благоприятным и обусловливает наиболее стойкую адаптацию.
Системный структурный след. Резкое изменение условий внешней среды, несущее угрозу организму, запускает сложную адаптивную реакцию. В этой адаптивной перестройке главным является повышение метаболизма важнейших биологических макромолекул – РНК и белков. Механизм адаптации заключается в том, что при повторении угрозы нарушения гомеостаза функции организма будут протекать уже на фоне измененного – адаптированного к стрессорному воздействию – метаболизма клеточных структур. Поскольку повторные воздействия стресс-фактора приводят к адаптации, то сдвиги в метаболизме РНК и белков биологически целесообразны и способствуют более эффективному развитию физиологических адаптаций.
Возможность и качество перехода срочной адаптации в гарантированную долговременную определяются надежностью закрепления адаптационных изменений и тем, насколько приблизилась мощность исполнительных механизмов к уровню, соответствующему новым условиям среды обитания. Здесь центральным моментом является то, что нарушение функций органов и систем при воздействии на организм человека экстремальных факторов влечет за собой активацию генетического аппарата клетки, увеличение синтеза нуклеиновых кислот и определенных, функционально необходимых белков в клетках этих органов и систем. Это приводит к формированию адаптивных физиологических и морфологических изменений, увеличивающих возможности систем, ответственных за переход от срочной адаптации к долговременной.
В процессе адаптации все вовлеченные в нее органы, изменяясь количественно и качественно, образуют функциональную систему, ответственную за адаптацию. Развивающиеся в функциональной системе структурные изменения представляют собой системный структурный след, образующийся при переходе срочной, но ненадежной адаптации в долговременную. Системный структурный след составляет общий фундамент различных долговременных адаптаций организма. В основе адаптации к конкретным факторам среды лежат структурные следы разнообразной локализации и архитектуры, соответствующие требованиям среды. Следовательно, увеличение функциональной мощности клетки, ткани и органа достигается с помощью повышения относительной массы функционирующих микроструктур и ферментативной мощности биохимических реакций.
Чрезвычайную важность имеет формирование структурного следа при адаптации к химическим факторам. Как известно, защита организма от химических стрессоров осуществляется с помощью реакций свободного окисления. В результате природные субстраты или неприродные – ксенобиотики – подвергаются частичному или полному разрушению специальной системой окисления. Главная роль в ней принадлежит особому веществу – цитохрому Р-450. Хроническое поступление таких веществ многократно увеличивает мощность дезинтоксикационного окисления с помощью системы цитохрома Р-450. В результате формирования данного структурного следа значительно возрастает сопротивляемость организма человека к ряду снотворных и успокаивающих препаратов, алкоголю, никотину и многим другим ксенобиотикам.
Норма адаптивной реакции и цена адаптации. Норма адаптивной реакции – это пределы изменения системы под влиянием действующих на нее факторов среды, при которых не нарушаются структурно-функциональные связи со средой. Если воздействие факторов среды на организм количественно превышает уровень нормы адаптации организма, то он теряет способность в дальнейшем адаптироваться к среде, так как возможность перестройки структурных связей системы исчерпана. В этом случае система дизадаптируется.
Процесс индивидуальной адаптации обеспечивается формированием ряда изменений в организме, нередко носящих характер предпатологических или даже патологических реакций. Эти изменения, как следствие общего стресса или напряжения отдельных физиологических систем, представляют собой своеобразную «цену адаптации». Цена адаптации – это предпатологические или патологические изменения в организме, вызванные повышением его специфической устойчивости на действие стресс-фактора. Патологические изменения в организме могут появляться при адаптации человека к факторам внешней среды в высоких широтах, высокогорье, жарком климате и в других условиях.
Сложные и перекрестные адаптации. В естественных условиях обитания организм человека всегда подвержен влиянию сложного комплекса факторов, каждый из которых выражен в разной степени относительно своего оптимального значения. В природе сочетание всех факторов в их оптимальных значениях – явление практически невозможное.
При комплексном воздействии между отдельными факторами устанавливаются особые взаимоотношения, при которых действие одного фактора в какой-то степени изменяет – усиливает или ослабляет характер воздействия другого. Сочетание воздействия различных факторов на организм получило наименование перекрестных, или кросс-адаптаций. Типичным примером таких ситуаций могут быть случаи, когда адаптация к одному фактору оказывает положительное влияние на устойчивость к другому. Например, тренировка к мышечным нагрузкам вызывает устойчивость к гипоксии, теплу, но снижает устойчивость к холоду, и наоборот, тренировка к гипоксии создает повышенную устойчивость к большим мышечным нагрузкам, но понижает устойчивость к холоду. Процесс обезвоживания организма (дегидратация) приводит к снижению устойчивости к теплу. Адаптация к холоду снижает устойчивость к гипоксии, мышечной нагрузке, теплу. Тепловая адаптация, в свою очередь, повышает устойчивость к гипоксии, мышечной работе, а дегидратация повышает устойчивость к гипоксии.
Климатическая адаптация человека. Климатические условия на земном шаре чрезвычайно разнообразны, и только благодаря наличию у человека определенных приспособлений он способен существовать в более широком интервале условий внешней среды, чем все другие виды крупных млекопитающих.
Например, система терморегуляции в условиях сильной жары или холода эффективно поддерживает температуру внутренних областей тела в относительно узких пределах. В условиях жизни на больших высотах система органов дыхания поддерживает в стабильных пределах давление кислорода и углекислоты в жидкостях и тканях организма. Первостепенную физиологическую роль среди всех факторов играют те, которые оказывают прямое влияние на интенсивность теплового обмена между поверхностью тела и окружающей средой.
Адаптивные приспособления человеческого организма к температуре среды обитания бывают трех типов:
1. Общие физиологические приспособления, обеспечиваемые работой систем терморегуляции и кровообращения. Они создают возможность жить и работать в самых разнообразных условиях температурной среды. Приспособления такого рода могут быть как кратковременными, так и длительными.
2. Специализированные физиологические и анатомические адаптивные реакции, в основе которых лежат особенности генотипа.
3. Культурные и социальные приспособления, связанные с обеспечением человека жильем, одеждой, теплом, системой вентиляции.
Эффективная адаптация организма человека к климату обеспечивает состояние комфорта, создает возможность выполнения физической работы без повышенной утомляемости, предопределяет выполнение различных видов квалифицированной работы, требующей внимания и сноровки, с минимумом ошибок, обеспечивает нормальные условия для роста и развития.
Высокая способность приспособления человека к климату видна на примере крайних, наиболее трудных условий среды. Например, в Верхоянске (республика Саха – Якутия), находящемся вблизи Полярного круга, средняя температура самого холодного месяца, января, на 35°С ниже средней годовой (-18°С). В оазисе Ин-Салах в алжирской Сахаре температура самого жаркого месяца, июля, достигает 38°С, или на 12°С превышает среднюю годовую температуру. Несмотря на столь резкие изменения внешней температуры в различных областях, человеческие сообщества в них успешно выживают. При этом внутренняя температура тела на холоде и в тепле изменяется в относительно небольших пределах, а суточные колебания температуры внутренних областей тела не превышают 2°С.
Человек в жарком климате. Жаркий и влажный пояс простирается до 10° южной и северной широт и представляет влажную среду с максимальными температурами, изменяющимися в течение всего года в узком диапазоне от +24 до +28°С; ночью относительная влажность в этих районах приближается к 100%.
В пустынях сочетается действие на организм высокой температуры, ультрафиолетового и теплового излучения, крайней сухости воздуха, к ним добавляется ветер с пылью. Поступление тепла в организм человека в пустыне просто под воздействием горячего воздуха и излучения тепла нагретыми камнями и песком может превысить теплообразование организма в 3,5 раза. Физиологическая защита от высокой температуры может быть только одна – увеличение теплоотдачи. При этом термическая нагрузка для одетого человека в пустыне на солнце в 2,4 раза больше, чем во влажных тропиках.
Пришлое население в пустыне. У находящегося в покое человека высокая тепловая нагрузка за 30 мин вызывает подъем температуры кожи до 40°С, а ректальной температуры – до 39°С. Поэтому в норме немедленной физиологической реакцией на перегрев служит увеличение отдачи тепла организмом. Под действием атмосферного тепла раздражаются температурные рецепторы кожи, которые вместе с повышающейся температурой циркулирующей крови активируют центры терморегуляции в гипоталамусе. В итоге возникает пассивное и активное расширение кровеносных сосудов кожи – вазодилатация, и кровоток в коже увеличивается до 8 л/мин по сравнению с 0,5 л/мин в термонейтральном диапазоне.
В случае недостаточности указанных процессов для сохранения теплового баланса температура тела возрастает и начинается усиленное потоотделение. Интенсивность отдачи тепла при испарении пота зависит от разности давления паров воды на поверхности кожи и давления воздуха, от размеров увлажненной поверхности и от скорости движения воздуха. Увеличение температуры кожи повышает давление паров воды на ее поверхности. Теплоотдача за счет скрытой теплоты парообразования может сильно повыситься вследствие увеличения числа функционирующих потовых желез и прогрессирующего увеличения активности каждой железы. Максимально возможная потеря воды достигает примерно 1 л за 1 ч, что эквивалентно отдаче 2500 кДж тепла за 1 ч. Общее число потовых желез у разных людей неодинаково, но не имеется сколько-нибудь существенных различий между разными расовыми группами. Число потовых желез на одних и тех же участках поверхности тела у представителей разных групп приблизительно одинаково.
При постоянном или многократном воздействии тепловой нагрузки происходит улучшение в приспособлении организма к ней. Особенно заметно улучшается способность выполнять физическую работу. Главная причина улучшения системы регуляции состоит в том, что потовые железы становятся более чувствительными к тепловому раздражению. Это проявляется в ускорении и усилении потоотделения. Следовательно, площадь, с которой происходит испарение, увлажняется гораздо быстрее и равномернее, а теплоотдача за счет испарения возрастает, что минимизирует увеличение температуры тела и накопление тепла.
Аборигенное население тропиков и пустынь. Повышенную устойчивость коренного населения тропиков к действию на организм влажного и сухого тепла объясняют морфофункциональными особенностями, приобретенными популяциями в ходе их длительного существования в зоне тропиков, выразившимися в формировании «тропического» адаптивного типа человека. Под адаптивным типом понимают норму биологической реакции на комплекс условий окружающей среды, обеспечивающей состояние равновесия популяции с этой средой и имеющей внешнее выражение в морфофункциональных особенностях популяции.
По сравнению с жителями умеренного пояса, аборигенное население тропических широт характеризуется
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
