В целом адаптация, ее морфофизиологическая и биохимическая феноменология позволяют организму существовать (и выживать) и эффективно функционировать в постоянно изменяющихся условиях внешней и внутренней среды. Эти биологические особенности, генетически обусловленные или благоприобретенные в онтогенезе, направлены «на уменьшение общего напряжения организма» – стресса.
1.1. Механизмы адаптации организма человека
В современном понимании стресс (Г. Селье) представляет собой «комплекс биологических (структурных, функциональных, биохимических, информационных) откликов», возникающих в организме при воздействии различных по интенсивности, силе, скорости проявления и восстановления, направленности, характеру факторов внешней и внутренней среды – природной, социальной, ментальной, эндокринной и др. (М.Г. Колпаков, Н.И. Моисеева, A.J. Dunn, Н. Selye, H. Weiner). В табл. 1 показаны некоторые агенты (стрессоры), формирующие в определенных условиях «синдром адаптации» – комплекс биологических свойств организма, обеспечивающих его целесообразное поведение, оптимальную работоспособность и физическую производительность.
Практически все реакции, формирующие «синдром адаптации», имеют системный характер – они зависят от индивидуальных особенностей структурной организации и специфики функционирования клеток и тканей, отдельных органов и систем и всего организма в целом.
Таблица 1 – Стрессоры, определяющие «синдром адаптации» организма к внешним и внутренним воздействиям среды (выборочно)
| Внешние воздействия | Внутренние воздействия |
| Природно-климатические: – тепло (жара), холод, влажность; – отсутствие, повышенное (пониженное) содержание кислорода; – атмосферные давление, геомагнетизм, смог; – средне- и высокогорье; – ландшафтное окружение. Физические: – шум, свет, темнота, электрошок; – внешнее время. Биофизические: – травмы, заболевания, инфекции (бактерии, вирусы и т.д.); – мутации. | Терморегуляция (жара, холод, влажность). Питание (ферментативные процессы), голод, водный баланс (жажда). Фармакология, гормональный статус, эргогенетика. Иммунитет. Мышечные напряжения, двигательная активность. Психика (эмоции, тревога, переживания, страх и др.). Циркадные ритмы (десинроноз). Образ жизни. |
Но в то же время эволюционно процессы адаптации в зависимости от комплекса стрессорных факторов обеспечиваются «избирательной активизацией» (L.E.Armstrong, А.V. McArdle, M.R.Y. Katch, J.L. Katch) деятельности центральной нервной системы, вегетативных функций и двигательного поведения. Эти феномены можно проиллюстрировать данными табл. 2, где (как пример) показана разнонаправленность мобилизации некоторых гормонов в зависимости от специфики физической нагрузки – продолжительности и интенсивности двигательной деятельности.
Таблица 2 – Качественные характеристики гормональной активности при некоторых видах физических нагрузок (A.V. McArdle a. F. Toates)
Гормоны | Концентрация в крови при физической работе | |
| непродолжительной, высокой интенсивности | длительной, малой интенсивности | |
| Адреналин (эпинефрин) | Повышается | Без выраженных изменений |
| Норадреналин (норэпинефрин) | Без выраженных изменений | Повышается |
| Кортизол | Повышается | Без выраженных изменений |
| Гормон роста | Без выраженных изменений | Повышается |
| Тироксин | Тоже | Тоже |
| Пролактин | То же | Тоже |
Однако показанная общая биохимическая (гормональная, L.E. Armstrong, M.R.Y. Katch) картина мышечного напряжения не является целевой функцией, и носит лишь оценочный характер (J.L. Katch) и отражает феноменологию: а) индивидуальных особенностей организма (В.Г. Кассиль, S.R. Bloom, R.H.Johnson, D.M. Park, J.O. Holloszy et al.) и б) только лишь «направленность» процессов (F. Gyntelberg, L.L. Rennie, R.C. Hicksona. J.O. Holloszy).
Адаптационные отклики, как ответные реакции на действие различных стрессоров внешней и внутренней среды, во многом зависят от специфической «локализации воздействий» (С. Blatteis, M.J. Fregly) и эволюционно проявляются на уровне различных регулируемых систем – клеточном, тканевом, органном, системном, организменном (табл. 3).
Таблица 3 – Уровни локализации адаптационного отклика
| Характеристика | Локализация воздействия | Характер реакций | Время формирования и развития | Примеры |
| Приобретенные в онтогенезе | Клетки, ткани (молекулярный уровень) | Биохимические, мембранные процессы, энергия активации | Секунды, минуты, часы | Гормональная регуляция, ферментная активность, метаболизм (обмен веществ и энергии) |
| Тоже | Ткани, органы | Формирование структуры и взаимодействия | Часы, дни, недели | Гиперплазия, гипертрофия |
| Тоже | Системы органов, организм | Функциональное развитие | Недели, месяцы | Сердечно-сосудистая дыхательная и др. системы |
| Врожденные (генетически обусловленные) | Популяция | Генотип, мутагенез | Годы, генерация | Естественный отбор |
Эти данные свидетельствуют, что достижение гомеостаза, поддержание жизненных и функциональных проявлений, соответствующего двигательного поведения организма посредством «приспособления, акклиматизации и адаптации» (А.Д. Слоним, С. L. Prosser) осуществляется на всех уровнях физиологической интеграции. Однако сенситивность различных тканей и органов к адекватной регуляции изменяемых параметров различных стрессоров определяется, главным образом:
а) биологической активностью ткани (на молекулярном и клеточном уровнях), реагирующей на воздействия различных факторов внутренней и внешней среды;
б) функциональным состоянием органа или системы;
в) их виртуальной лабильностью, т.е. подвижностью, способностью к целесообразному (в общебиологическом, физиологическом смысле) функционированию и «взаимосвязанными с этим ...пределами колебаний параметров жизнедеятельности» (С. L. Prosser);
г) особенностями метеорологической обстановки;
д) физическими условиями окружающей среды и характером стрессоров.
Эти составляющие механизма адаптации и конечный эффект ее формирования обусловливают образование более прочной стабилизации параметров внутренней среды, уровня жизнедеятельности и двигательного поведения (двигательной активности). В определенной степени эти эффекты определяются также «критериями совершенства той или иной формы или стадии адаптации» (А.Д. Слоним, C.L. Prosser, К. Schmidt-Nielsen).
Создавая предпосылки для исследования «эволюции адаптации физиологических процессов», Л.А. Орбели и сотрудники его школы обосновали значимость «новых элементов» (мозжечка, лимбической системы коры головного мозга) в деятельности центральной нервной системы (ЦНС) в регуляции различных функций организма при адаптации к внешним условиям существования. В данном контексте само понятие среды обитания значительно осложнилось именно в связи с выделением как физических (стрессорных, материальных), так и сигнальных ее факторов, воздействующих на организм человека при перемене среды обитания.
Переводя на уровень образования условных рефлексов, модифицирующих в процессе адаптации деятельность отдельных органов и систем (пищеварительная, кардиореспираторная, система крови и др.), а также и общую жизнедеятельность организма (общий обмен веществ и энергии, углеводный и белковый баланс), К.М. Быкове сотр. установили специфические адаптационные закономерности взаимоотношений между внешней средой и организмом. Эти эмпирические понятия были дополнены и развиты Д.А. Бирюковым, который предложил при изучении феноменологии адаптационных процессов человека включить представления о значимости «адекватности природных раздражителей» (стрессоров – авт.) при формировании так называемой «безусловнорефлекторной деятельности» организма и образовании «условных рефлексов адаптации». Эти исследования позволили выявить довольно сложную взаимосвязь между адаптивными свойствами нервной системы (возбудимость отражение, сила, реактивность, лабильность нервных процессов и т.д.), уровнем биологической организации и условиями окружающей внешней среды.
Попадая в особые условия среды, или специально создавая их в культурных условиях жизни (олимпийское движение, физкультурно-спортивная деятельность, подготовка квалифицированных спортсменов, напряженные соревнования и тренировочный процесс), человек не только сознательно сильно осложняет многие вопросы собственной адаптации (естественного приспособления) к природным факторам окружающей среды (P.M. Баевский, ДА. Бирюков, К.М. Быков, А.Д. Слоним, E.S.E. Hafez), но и посредством выбора адекватных способов действия (Н.И. Волков, Ц. Желязков, X. Созански) эффективно решает эти проблемы.