Адаптация (от лат. adaptatio — приспособление) — приспособление организма, популяции или другой биологической системы к изменившимся условиям существования (деятельности). Представления материалистической диалектики о диалектическом единстве структуры и функции предусматривают их одновременные и согласованные изменения в ходе адаптации.
Адаптация происходит на гено- и фенотипическом уровне. Генотипическая адаптация характерна для определенной части человечества и возникает на протяжении многих поколений, исторически как приспособление к определенным экологическим условиям. Пример — формирование расовых признаков: цвета кожи, формы лица и черепа и др. Фенотипическая адаптация происходит в ходе индивидуального развития организма и не закрепляется в генотипе человека*.
Организм спортсмена в процессе тренировок и соревнований подвергается многим внешним воздействиям, из которых важнейшее — физические нагрузки. Адаптация к ним — приведение строения и функций организма в соответствие с потребностями спортивной деятельности.
Адаптация к нарастающим физическим нагрузкам, меняющемуся температурному режиму, изменению состава воздуха или действию иных факторов будет иметь как общие (в связи с неспецифической защитой организма от этих влияний, так и специфические проявления. Наличие общих реакций позволяет одними факторами среды подготовить (преадаптировать) организм к действию других. Например, пребывание в условиях низкого содержания кислорода — фактор гипоксии — создает состояние преадаптации к высоким двигательным нагрузкам. Занятия одними видами спорта могут формировать преадаптацию к успехам в других (борьба и тяжелая атлетика, велосипедный спорт и бег на коньках представляют собой подобные сочетания).
Адаптация к какому-либо воздействию отражается на состоянии организма в целом, на всех его органах и системах: системе исполнения, к которой относится опорно-двигательный аппарат, системе обеспечения, (пищеварительной, дыхательной, выделительной, сердечно-сосудистой), системах регулирования и управления (органах внутренней секреции, нервной системе с органами чувств).
Любой двигательный акт осуществляется при участии органов опорно-двигательного аппарата (костей, их соединений, мышц), выполняющих движения, сердечно-сосудистой системы и крови, обеспечивающих питание исполнительных органов, центральной и периферической нервной системы, регулирующей движения. В регуляции и обеспечении движений участвует, в известном смысле, весь организм, а не только названные органы и системы. Эндокринный аппарат обеспечивает гуморальную регуляцию (дополнительно к нервной), пищеварительная система способствует насыщению крови веществами, необходимыми для питания рабочих органов, дыхательная — насыщению крови кислородом, органы чувств корректируют движения, органы выделения способствуют очищению организма от вредных продуктов обмена веществ:
Адаптация зависит от многих условий, из которых важнейшие — специфика и интенсивность внешнего воздействия и норма реакции организма, определяющая восприимчивость или устойчивость организма к данному фактору среды.
Зависимость адаптации от интенсивности воздействия.Физические нагрузки неодинаковой интенсивности оказывают разное действие на организм. Слабые нагрузки не вызывают заметных изменений, нагрузки средней интенсивности стимулируют морфофункциональную перестройку организма соответственно новому уровню деятельности, ускоряют рост. Сильные нагрузки тормозят эти процессы, в результате чего возникает разрыв между биологическими возможностями организма и объемом деятельности. Сверхсильные нагрузки вызывают функциональные и структурные нарушения. Несоответствие между тем, что может организм, и тем, что он должен выполнить, становится чрезмерно большим. Это служит источником скрытых и явных повреждений, травм, нередко вынуждающих надолго отстранить спортсмена от привычной для него деятельности. Из сказанного следует, что оптимальным уровнем нагрузки является средний. Однако восприимчивость организма к действию любого средового воздействия индивидуальна. То, что для одного будет нагрузкой средней интенсивности, на другого повлияет как слабая, а на третьего — как сильная нагрузка. Принято считать, что это связано с различиями в норме реакции организма на внешние воздействия (его реактивности).
Норма реакции и факторы, ее регулирующие.Норма реакции — это индивидуальные особенности восприимчивости организма к действию конкретного фактора среды. Норма реакции организма, его реактивность, зависит от наследственных особенностей, возраста, пола, предварительного опыта, конституции, физиологическою состояния, состояния здоровья и других факторов.
Норма реакции организма определяет порог его восприимчивости к действию фактора среды, уровень оптимальной и чрезмерной дозировки фактора, степень изменяемости функций и структур при адаптации к новым условиям деятельности. Как правило, существует обратная связь между уровнем восприимчивости организма к внешнему воздействию и степенью генетической обусловленности процессов его жизнедеятельности на данном этапе онтогенеза. Исследование близнецов показало, что степень генетической детерминации жизненных процессов изменяется с возрастом: она мала в первые годы жизни и вновь снижается в период полового созревания. Поэтому первые годы жизни и период полового созревания делают детский организм более восприимчивым к внешним воздействиям, в том числе физическим нагрузкам.
Степень восприимчивости организма к внешним воздействиям зависит также от пола. Существует мнение, что женский организм более устойчив биологически к внешним воздействиям. У женщин выше средняя продолжительность жизни, они менее подвержены многим заболеваниям (например, заболеваниям сердечнососудистой системы). Хотя имеются и факты иного рода. Например, женщины более эмоционально неустойчивы в отягощенных условиях среды. Во время спортивных соревнований психологическая перестройка женского организма выражена больше, чем мужского.
Важным фактором, определяющим реактивность организма и динамику процессов роста и развития, является конституция. Это — целостность морфологических и функциональных признаков, врожденных и приобретенных. Как видно из самого определения, норма реакции организма есть составная часть конституции человека.
Норма реакции организма на внешние воздействия зависит также от его физиологического состояния, которое с определенной закономерностью изменяется на протяжении суток, месяца, года, выявляя определенную цикличность — суточную, месячную и т. д. Норма реакции также испытывает циклические изменения.
Норма реакции зависит и от уровня тренированности, от предварительного опыта общения с воспринимаемым фактором среды. Все люди обладают осязательной чувствительностью, но у некоторых путем тренировки она может быть развита до совершенства. Особенно сильно она развита у слепых и слепоглухонемых. Несомненно, в ходе спортивной тренировки восприимчивость организма к физическим нагрузкам изменяется. Наследственность определяет при этом пределы возможных колебаний нормы реакции.
Норма реакции изменяется и при некоторых патологических состояниях организма.
Остается добавить, что норма реакции неодинакова для разных структур и функций организма. Это связано с тем, что каждая из них имеет свои особенности развития, генетической обусловленности и т. п.
Стресс как механизм адаптации
Внешнее воздействие на организм вызывает в нем функциональные и структурные изменения, нарушения гомеостаза — постоянства внутренней среды.
При сильных воздействиях извне организм нуждается в защите, в сохранении гомеостаза. Механизмом самозащиты служит так называемая реакция-стресс, подробно описанная еще в 30-е годы канадским патофизиологом Г. Селье. Реакция-стресс, или общий адаптационный синдром, представляет собой перестройку нейроэндокринной регуляции организма, проходящую последовательно три фазы: фазу тревоги, фазу сопротивления и фазу истощения. Морфологически стресс проявляется утолщением и повышением активности коры надпочечников, атрофией органов иммунологической защиты — вилочковой железы и лимфатических узлов, образованием изъязвлений на поверхности слизистой оболочки органов желудочно-кишечного тракта.
Реакция тревоги сопровождается усиленной выработкой мозговым веществом надпочечников гормона адреналина. Он близок по своему эффекту медиатору автономной нервной системы — норадреналину и оказывает сосудосуживающее действие, которое и приводит к образованию изъязвлений на поверхности слизистой.
Гормоны коркового вещества надпочечников — кортикоиды — обладают защитным и антивоспалительным действием и стимулируют рост. Поэтому в фазе сопротивления жизнедеятельность организма и ростовые процессы активизируются. Однако способность организма к приспособлению не беспредельна. Длительность фазы сопротивления зависит от врожденной приспособляемости организма и силы внешнего воздействия. В ответ на очень сильное или длительное воздействие происходит истощение надпочечниковой активности и защитный эффект пропадает.
Адаптация организма к фактору среды приводит к тому, что последний перестает вызывать реакцию-стресс. Выработка гормонов корковым веществом надпочечников снижается, тормозится образование новых структур организма.
Таким образом, существует следующая последовательность процессов, связанных с реакцией-стресс: внешний фактор —>• стресс-реакция —>- выброс в кровь большого количества кортикоидов —>-активизация клеточного деления -> адаптация к внешнему воздействию —>- прекращение стресс-реакции —> уменьшение выработки кортикоидов -> торможение клеточного деления.
Тренировочный процесс имеет своей целью адаптацию организма спортсмена к возрастающим нагрузкам. Его физиологическим механизмом служит стресс-реакция, залогом проявления которой является постепенное повышение уровня нагрузки.
Пути приспособления организма к физическим нагрузкам.Неоспоримо формирующее влияние на организм физической, в том числе спортивной, деятельности.
В эволюционной фазе онтогенеза это происходит в основном благодаря дифференцирующим ростовые процессы в так называемых ростовых зонах (например, зонах эпифизарного и суставного хряща, определяющих рост трубчатых костей в длину) воздействиям физических нагрузок. Они оказывают не только локальный, но и генерализованный эффект, опосредованный перестройкой нейроэндокринных регуляторных систем.
В стабильной фазе онтогенеза, когда процессы роста в основном завершены, физические нагрузки влияют на организм через совершающиеся в нем компенсаторно-приспособительные процессы.
В инволюционной фазе онтогенеза физические нагрузки действуют на организм, регулируя процессы старения в органах и системах.
Адаптация организма включает создание одних структурных образований и разрушение других. Это служит иллюстрацией известного положения Ф. Энгельса о том, что жить — это значит умирать.
Компенсаторно-приспособительные процессы реализуются по тем же морфологическим законам, которые отражены в учении о регенерации, т. е. обновлении структур организма. Выделяют следующие формы регенерации:
-молекулярную — обновление молекул;
-внутриорганоидную — нормализацию строения отдельных органелл клетки и их гипертрофию;
-органоидную — увеличение числа органелл и гиперплазию ядерного аппарата;
-клеточную — деление клеток.
Первые три формы объединяют единым понятием внутриклеточная регенерация.
Регенерация, обеспечивающая жизнедеятельность организма в обычных условиях, называется физиологической, а при повреждениях тканей — репаративной (восстановительной). При полной регенерации дефект заполняется тканью, идентичной погибшей. При неполной регенерации дефект заполняется соединительной тканью.
В середине XIX в. в морфологии были конкретизированы два механизма увеличения размера органа: гипертрофия (за счет увеличения объема клеток) и гиперплазия (за счет увеличения их числа). Однако увеличение любой структуры организма всегда • основывается на увеличении числа ее более мелких компонентов: гипертрофия клетки связана с нарастанием числа ее органелл, гипертрофия каждой органеллы связана с увеличением числа ее ультраструктур. Уменьшение числа органелл клетки и самих клеток ведет к атрофии.