Кандидат медицинских наук Е.А. Дудина Ижевский факультет Чайковского государственного института физической культуры, Ижевск
Жизнь, несмотря на большое разнообразие ее проявлений, построена на одном и том же ограниченном числе основных принципов, где бы и в каком виде мы ее ни встретили. Именно поэтому всякая сколько-нибудь существенная теория должна носить в том числе и мировоззренческий характер. Знание этого позволит избежать существенных упрощений в исследуемой области и определит возможности решения вопроса. Это относится и к эволюционной теории, определяющей понимание адаптивной организации человека.
Проблемы адаптации неразрывно связаны с проблемами здоровья, актуальность которых в настоящее время несомненна. Снижение резервов приспособительных возможностей в современных исследованиях рассматривается в качестве главного фактора, формирующего степень вероятностных или уже существующих патофизиологических изменений. Последнее определило стратегию современной адаптивной медицины, направленной не только на устранение специфических проявлений болезни, но прежде всего и на повышение адаптивного потенциала организма человека в целом, уровня его здоровья. Изучение особенностей адаптивных реакций имеет принципиальное значение и в вопросах профессионального ( в том числе и спортивного) отбора, ориентированного на выявление неординарных негоэнтропических возможностей, служащих предпосылкой для достижения высокого уровня спортивного мастерства. Однако сегодня вопросы определения, оценки, возможности коррекции и прогноза физического здоровья носят в большинстве своем дискутабельный характер, а научные исследования в этой области нередко ограничиваются констатацией фактов, не имеющих логического объяснения. Причина этого видится в недооценке исторической обусловленности адаптивной организации человека как биологического явления, сформированного в процессе эволюции.
Говоря о теории развития живой материи, необходимо отметить, что целостной теории сегодня не существует. Имеется множество учений, концепций и принципов. При этом признается тот факт, что каждая научная версия вносит определенный вклад в понимание научной картины мира.
Целью настоящей работы явилось выдвижение одной из возможных гипотез, предполагающих объяснение адаптивной организации современного человека, выражающееся через оптимальность среднего уровня энергетических возможностей, как результата эволюционного процесса с использованием основных методов эволюционики: моделирования, логического синтеза и прогноза.
Эволюция предусматривает морфофункциональный прогресс и такое явление, как негоэнтропия - повышение организованности структур с увеличением запасов энергии. Объясняющий это закон устойчивого неравновесия живых систем, сформулированный Э. Бауэром [2], стал уже хрестоматийным. Согласно последнему биологическая система находится в состоянии термодинамического неравновесия, которое характеризуется наличием перепадов градиентов (давления, температуры, объема и т.д.), обладает потенциальной энергией и, следовательно, работоспособна. Действие на организм вариабельных условий внешней среды приводит к дополнительным энерготратам. Живая система вынуждена совершать работу, в зависимости от особенностей которой выравнивается по отношению к окружающей среде соответствующий потенциал, после чего запускаются процессы, восстанав ливающие его до исходного уровня. Неравновес ная система, в условиях которой лежат обратимые процессы, диссаптивна, т. е. связана с расходом энергии, поступающей извне. Механизмы, задействованные в извлечении энергии химических соединений и трансформации ее в различные виды физиологической работы, действуют в организме в соответствии с первым законом термодинамики, предполагающим неизменность численного значения энергии во времени и возможность ее превращения из одного вида в другой. В состоянии устойчивого неравновесия биосистема может находиться до тех пор, пока она способна извлекать свободную энергию химических соединений и превращать ее в полезную работу.
Биологическая система в процессе эволюции вынуждена организовываться в новые диссаптивные структуры и функции, обеспечивающие наибольшую приспособленность к среде обитания, а значит, повышение энергии жизнедеятельности организма, так как более высокий уровень энергетических процессов создает преимущество в борьбе за существование. Иными словами, чем более неравновесна система, тем она более адаптивна и может сохранять устойчивость к вариабельным условиям внешней среды.
Если учесть, что аэробное энергообразование является преобладающим в сумме энергопотенци ала и существует прямая корреляционная связь между анаэробной и аэробной способностями, то при характеристике системы энергообеспечения допустимо ограничиваться лишь величиной максимального потребления кислорода [1]. Аэробный энергопотенциал, согласно существующим представлениям, может служить основой устойчивости организма к вариабельным условиям внешней среды, в снижении которого определяют причину "эпидемии" хронических заболеваний [10]. Следовательно, можно было бы говорить о том, что чем более неравновесен в термодинамическом отношении организм человека, чем больший аэробный потенциал присущ ему, тем более он адаптивен и может сохранять устойчивость к неблагоприятным факторам внешней среды.
Именно на этих концептуальных установках строится система оценки физического здоровья, основным критерием которого считаются мощность и емкость энергопотенциала организма человека, а также эффективность его использования.
Современные исследования убеждают нас в том, что вопрос зависимости адаптивности от уровня энергетики организма не столь однозначен и еще недостаточно изучен. Остановимся на ряде примеров, характеризующих зависимость состояния процессов адаптации от уровня энергетических процессов и типа физических нагрузок, формирующих его.
Так, исследования, проведенные более чем за 10-летний период в клинике Купера, явились свидетельством того, что средние значения энергетических возможностей, которые достижимы для большинства мужчин и женщин, уменьшают риск преждевременной смерти, тогда как высокий уровень физической работоспособности, характерный для спортсменов, не является необходимым условием для увеличения продолжительности жизни [11]. Сравнительный анализ антропометрических, биохимических, кардиофункциональных показателей мужчин, занимающихся рекреационно -спортивным тренингом с преобладанием работы на выносливость, показал, что для достижения физиологических эффектов, благополучных в плане профилактики болезней, достаточен тренинг, продолжительность и интенсивность которого не должны быть большими [7, 12]. Кроме того, по мнению ряда авторов [13], у лиц, профессиональная деятельность которых связана с интенсивными физическими нагрузками, возникают отклонения в состоянии здоровья, выражающиеся в гипотензии, снижении функции гонад, аменорее у женщин и аспермии у мужчин. Именно поэтому высокая работоспособность спортсменов в молодом возрасте рассматривается в качестве предпосылки для развития низкой работоспособности в старости [14]. Наконец, в этой связи становятся понятными рекомендации ВОЗ по активной профилактике неинфекционных заболеваний, предполагающие использование нагрузок именно умеренной интенсивности и продолжительности [3].
Таким образом, можно было бы признать оптимальность среднего уровня аэробных возможностей, отклонение которого как в сторону увеличения, так и в сторону уменьшения не способствует повышению жизнеспособности индивида и увеличивает вероятность развития болезней. Представляется, что обозначенное явление есть не что иное, как результат эволюционного процесса, который может и должен иметь объяснение с точки зрения теоретической биологии.
Согласно Ч. Дарвину, действие отбора приводит к трем основным результатам: создает новые адаптивные признаки, уничтожает признаки, утратившие свое приспособительное значение, сохраняет приспособления, полезные в данных условиях среды. Механизм, обеспечивающий сохранение признаков, несмотря на мутационный процесс, был вскрыт И.И. Шмальгаузеном в теории стабилизирующего отбора, обусловливающей преимущественное переживание организмов, обладающих признаками, не имеющими заметного отклонения от нормы. Изменчивость признака в популяции описывается кривой нормального распределения, которое формируется в результате того, что нормальный генотип и связанный с ним нормальный онтогенез в подходящих для данного вида условиях среды в конечном итоге приводят к развитию особи, близкой по своим признакам к средней норме [9].
Большая часть условий среды, в которой существует популяция, испытывает колебания, причем эти колебания по многим параметрам незакономерны во времени и в пространстве, поэтому адаптация должна происходить не к конкретным значениям того или иного внешнего фактора, а к некоторому диапазону его изменений. Необходимо отметить, что абсолютная часть приспособлений организмов к меняющимся условиям внешней среды достигается за счет онтогенетических, физиологических и поведенческих реакций, т. е. пластичных признаков фенотипа, обладающих более или менее широкой нормой реакции [9]. Другими словами, выживание обусловлено не только индивидуальной генотипической, но и паратипической изменчивостью [6]. Говоря о ширине нормы реакции, можно привести пример разброса косвенного показатели физической работоспособности - частоты сердечных сокращений у высококлассных спортсменов, тренирующихся "на общую выносливость", которая при предельной нагрузке возрастает в 3-5 раз [5]. Отсутствие четких пределов адаптивных реакций организма и постоянство действия отбора на расширение нормы реакции ставят вопрос о пределах, до которых она может расширяться.