Некоторые итоги исследований физиологической адаптации в спорте
Заслуженный деятель науки РФ, доктор медицинских наук, профессор А. С. Солодков
Санкт-Петербургский государственный университет физической культуры им. П. Ф. Лесгафта,
Санкт-Петербург
На протяжении последних 20 лет сотрудниками кафедры физиологии СПбГУФКа им. П. Ф. Лесгафта изучались особенности физиологических механизмов и закономерности приспособительных процессов к физическим нагрузкам у спортсменов разных специализаций. За эти годы было обследовано более 3000 человек. По результатам этих исследований выполнено и успешно защищено пять докторских и около 30 кандидатских диссертаций, подготовлено 12 научных отчетов; полученные материалы опубликованы в учебнике и учебных пособиях по физиологии человека для вузов физической культуры, в медико-биологических журналах Англии, Германии, Китая, стран СНГ. Кроме того, установленные закономерности адаптации успешно реализованы : улучшены приспособительные процессы спортсменов в экстремальных условиях их деятельности, о чем имеется патент РФ на изобретение.
В физиологическом отношении адаптация к мышечной деятельности является системным ответом организма, направленным на достижение высокой тренированности и минимизацию физиологической цены за это. С учетом этого адаптацию к физическим нагрузкам следует рассматривать как динамический процесс, в основе которого лежит формирование новой программы реагирования, а сами приспособительные изменения, их динамика и физиологические механизмы определяются состоянием и соотношением внешних и внутренних условий деятельности [2, 4, 10-13].
Проведенные за эти годы исследования механизмов адаптации людей к различным условиям деятельности привели нас к убеждению в том, что физиологические факторы при долговременной адаптации обязательно сопровождаются следующими процессами: а) перестройкой регуляторных механизмов, б) мобилизацией и использованием физиологических резервов, в) формированием специальной функциональной системы адаптации к конкретной трудовой (спортивной) деятельности человека [1, 12, 14, 15]. По сути дела, эти три физиологические реакции являются главными и основными составляющими процесса адаптации, а общебиологическая закономерность таких приспособительных перестроек относится к любой деятельности человека [15, 16, 18].
Механизмы реализации этих физиологических процессов представляются следующими. 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. Повидимому, вначале включаются обычные физиологические реакции и лишь затем - реакции напряжения механизмов адаптации, требующие значительных энергетических затрат с использованием резервных возможностей организма, что приводит к формированию специальной функциональной системы адаптации, обеспечивающей конкретную деятельность человека [17, 19, 20].
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. Формирование функциональной системы адаптации с вовлечением в этот процесс различных морфофункциональных структур организма составляет принципиальную основу долговременной адаптации к физическим нагрузкам и реализуется в виде повышения эффективности деятельности различных органов и систем и организма в целом. Зная закономерности формирования функциональной системы, можно различными средствами эффективно влиять на ее отдельные звенья, ускоряя приспособление к физическим нагрузкам, т. е. - управлять адаптационным процессом [16, 17, 20].
Функциональная система, ответственная за адаптацию к физическим нагрузкам, включает в себя три звена: афферентное, центральное регуляторное и эффекторное. Каждое звено представлено конкретными структурными образованиями и их функциональными проявлениями, о чем более подробно изложено в наших предыдущих публикациях [13, 16, 19-21].
Адаптивные перестройки - динамический процесс, поэтому в динамике приспособительных изменений у спортсменов целесообразно выделять несколько стадий. Мы предлагаем четыре стадии (преадаптации, адаптированности, дизадаптации и реадаптации), каждой из которых присущи свои функционально-структурные изменения и регуляторно-энергетические механизмы. Применительно к общей системе адаптации такие стадии, очевидно, свойственны людям в процессе приспособления к любым условиям деятельности. Это положение было нами теоретически обосновано, экспериментально доказано и опубликовано еще в 1974 г [11].
У спортсменов в стадии преадаптации (физиологического напряжения организма) преобладают процессы возбуждения в коре головного мозга, возрастают функции гипофиза и коры надпочечников, увеличиваются показатели вегетативных систем и уровень обмена веществ; спортивная работоспособность неустойчива. На эндокринном фоне преобладают продукция катехоламинов и глюкокортикоидов, которые играют ведущую роль в адаптивных сдвигах углеводного обмена. Одновременно эти гормоны повышают активность гормоночувствительной липазы жировой ткани.
Возросший жиромобилизующий эффект подготавливает следующую метаболическую фазу приспособительных изменений - фазу усиления липидного обмена, что соответствует преимущественно стадии адаптированности организма. Физиологическую основу этой стадии составляет вновь установившийся уровень функционирования различных органов и систем для поддержания гомеостаза в конкретных условиях деятельности. Определяемые в это время функциональные показатели в состоянии покоя не выходят за рамки физиологических колебаний, а работоспособность спортсменов стабильна и даже повышается. Следовательно, в процессе долговременной адаптации спортсменов к физическим нагрузкам гормоны играют ведущую роль в механизмах переключения энергетического обмена с углеводного типа на жировой. При этом, если катехоламины подготавливают такое переключение, то глюкокортикоиды его реализуют.
При длительном воздействии на организм интенсивных и больших по объему тренировочных и соревновательных нагрузок или недостаточном отдыхе между ними может происходить нарушение нейроэндокринной регуляции, перенапряжение адаптационных механизмов и включение компенсаторных реакций, а также уменьшение содержания катехоламинов и глюкокортикоидов и снижение уровня энергетического обмена. В результате этого в организме спортсменов могут возникать различные нарушения, характеризующие наступление третьего периода адаптационных изменений - стадии дизадаптации. В это время наблюдаются неблагоприятно направленные изменения функций организма, существенное снижение общей и специальной работоспособности спортсменов и их адаптивных возможностей, а также развитие преморбидных состояний и профессионально обусловленных заболеваний.
После длительного перерыва в систематических тренировках или их окончательного прекращения возникает стадия реадаптации, которая характеризуется приобретением некоторых исходных свойств и качеств организма. Физиологический смысл этой стадии - снижение уровня тренированности и возвращение отдельных показателей функций организма к исходным значениям. Можно полагать, что спортсменам, систематически тренировавшимся многие годы и оставляющим большой спорт, требуются специальные, научно обоснованные оздоровительные мероприятия для возвращения организма к нормальной жизнедеятельности.
Следует иметь в виду, что возникшие в процессе длительных и интенсивных физических нагрузок структурные изменения в миокарде, костях, связках и скелетных мышцах, нарушенный уровень обмена веществ, гормональные и ферментативные перестройки, своеобразно закрепленные механизмы регуляции к исходным значениям, как правило, не возвращаются. За систематические чрезмерные физические нагрузки, а затем за их прекращение организм спортсменов платит определенную биологическую цену, что может проявляться в развитии кардиосклероза, ожирении, снижении резистентности клеток и тканей к различным неблагоприятным воздействиям и повышении уровня общей заболеваемости.
Не имея возможности более подробно изложить в данной статье материалы по затронутой проблеме, мы отсылаем читателей к нашим предыдущим публикациям [13, 15 - 20, 21].
Учение об адаптации человека к физическим нагрузкам составляет одну из важнейших методических основ теории и практики спорта. Именно в них ключ к решению конкретных медико-биологических и педагогических задач, связанных с сохранением здоровья и повышением работоспособности в процессе систематических мышечных напряжений. Рассматривая адаптацию как физиологическую основу тренированности, необходимо подчеркнуть ряд практически важных положений, имеющих существенное значение для физиологии спорта: установление количественных критериев функций организма для различных стадий адаптации, определение параметров функционального состояния организма в процессе адаптации в сочетании с показателями психической деятельности, иммунологической резистентности и физической работоспособности спортсменов, выявление значимости афферентных систем в выработке новых приспособительных двигательных навыков, принятие во внимание универсальности адаптационных влияний нервной системы в процессе приспособления к физическим нагрузкам. Решение этих задач, которые уже сейчас являются весьма актуальной практической проблемой, во многом будет способствовать сохранению здоровья и поддержанию высокой работоспособности спортсменов в различных условиях их деятельности.