АДАПТАЦИЯ, РЕСУРСЫ ПРИРОДЫ, РЕЗИСТЕНТНОСТЬ И

Естественные и точные науки
АДАПТАЦИЯ, РЕСУРСЫ ПРИРОДЫ, РЕЗИСТЕНТНОСТЬ И РЕЗЕРВЫ ОРГАНИЗМА
Химич Г.З., Хлущевская О.А.
Инновационный Евразийский университет г. Павлодар Республика Казахстан
В статье показано, что адаптивные возможности проявляются в реальных
условиях жизни. Только в конкретных условиях среды обитания можно глубоко
исследовать резервные приспособительные возможности организма, когда для
выживания, сохранения жизнедеятельности требуется максимальная мобилизация
и напряжение его потенциальных возможностей. Свойство адаптации живой
системы служит мерой индивидуального здоровья.
Всевозрастающая забота о гарантиях здоровья, продолжительной жизни, а
также необходимость длительного оседлого освоения экстремальных территорий
ставят перед медико-биологической наукой новые фундаментальные теоретические и
практические задачи. Возникает комплексная проблема: адаптация и
продолжительность жизни, адаптация и здоровье всей жизни.
Адаптация нередко отождествляется с самим понятием жизни. Это и понятно,
так как жизнь на всех этапах эволюционного развития несла в себе
приспособительные свойства.
Видимо, не случайно важнейшее понятие «норма здоровья» определяется «как
оптимальное состояние живой системы, при котором обеспечивается максимальная
адаптивность»
За последние десятилетия сложилась такая экологическая ситуация, что теперь
уже организму приходится адаптироваться не только к постоянно меняющейся
окружающей природной среде, но и к технологической. В свою очередь, и внутренняя
среда организма современного человека испытывает дополнительное напряжение,
дополнительную нагрузку, реагируя и на природные, и на технологические факторы
среды обитания.
Природная среда меняется в связи с трудовыми процессами человека.
Прекратить воздействие на природу — это значит прекратить труд, прекратить
человеческую деятельность. Об этом не может быть и речи, ибо без труда
немыслимо существование человека. Следовательно, выход один: нужно найти пути
разумного отношения к природе, исключающие противоречия между человеком и
средой.
Природа для человека — не просто окружающая среда, а как бы его
продолжение. Человек живет природой, с которой должен в процессе постоянного
общения быть в согласии. Природа внутренним, системным образом связана с
жизнью человека, представляющего собой органическую часть природы. Ведь там,
где нет свежего воздуха, чистой воды, добротных пищевых продуктов, нормальных
условий жизни, там, в конечном итоге, страдает жизнь.
Темп современной жизни приводит к тому, что нервно-эмоциональное
напряжение и повседневный психический стресс буквально съедают здоровье
человека и сокращают его жизнь. В наш век бурного научно-технического прогресса,
широкого освоения труднодоступных районов планеты, океанских глубин и
11
Сборник научных трудов «Проблемы современной науки»
космического пространства возрастает роль постоянного физического и психического
самосовершенствования, исходным моментом которого является познание человеком
скрытых сил своего организма. Поэтому вполне закономерно появление новой науки
о резервах организма человека — антропомаксимологии.
Центральной проблемой антропомаксимологии является изучение главного
резерва нашего организма — умения жить не болея, искусства вернуть и сохранить
свое здоровье даже при самых тяжелых, практически неизлечимых никакими другими
известными методами болезнях.
Различают как бы три эшелона физиологических резервов.
Первый эшелон резервов в виде усиления деятельности органов включается
сразу же при переходе от состояния относительного покоя к привычной повседневной
деятельности. К этому эшелону относятся так называемые «резервы тела»,
мобилизация которых происходит, как правило, по типу «реакции тренировки». Сюда
можно отнести физические тренировки, нормализацию питания, различные системы
закаливания. Для реакции тренировки характерно преобладание процессов
биосинтеза (анаболизма).
Второй эшелон физиологических резервов характеризуется дополнительным
включением мощнейшего механизма, каким являются человеческие эмоции.
Мобилизация резервов этого эшелона проводится по типу «реакции активизации»,
для которой характерно взаимное уравновешивание распада веществ (катаболизма)
и анаболизма, а также более быстрое и значительное, чем для реакции тренировки,
увеличение неспецифической сопротивляемости организма. Использование второго
эшелона резервов позволяет намного повысить эффективность физических
тренировок, закаливания, перехода на непривычное для многих, но единственно
правильное питание и т. д.
Третий эшелон физиологических резервов используется организмом только в
экстремальных ситуациях, например в борьбе за жизнь. Известно немало случаев,
когда под страхом смертельной опасности люди буквально проявляли чудеса —
нечеловеческую силу и выносливость. Правда, эти «чудеса» достигаются дорогой
ценой, так как мобилизация резервов третьего эшелона происходит по типу реакции
«острый стресс». Стрессовая реакция на повседневные жизненные трудности и
неприятности, когда далеко не всегда есть возможность реализовать резервы
третьего эшелона в конкретных физических действиях, снижает сопротивляемость
организма, разрушает здоровье, сокращает длительность жизни.
Существуют два принципиально возможных пути устранения неблагоприятного
влияния на организм человека хронического стресса. Первый — перевести реакцию
организма на различные повседневные воздействия с уровня «стресс» на уровень
«тренировка». Задача эта в определенной мере может быть выполнена не только с
помощью физических воздействий, но и с помощью аутогенной тренировки. Второй
путь, который считается более эффективным, — перевести реакцию организма с
уровня «стресс» на уровень «реакция активации», широко используя для этого
резервы человеческих эмоций.
Искусство создания оптимального душевного «настроя» в рамках драматургии
достигло своего расцвета благодаря знаменитой системе работы актера над собой,
по К. С. Станиславскому. Однако с подмостков сцены в жизнь и, притом, в
12
Естественные и точные науки
усовершенствованном виде оно сошло сравнительно недавно благодаря энтузиазму
и многолетней поисковой работе советского актера-исследователя А. В. Бояршинова.
Он разработал актерскую гимнастику гармонического совершенства, суть которой
заключается в выработке способности в любой ситуации произвольно нейтрализовать
отрицательные эмоции, генерировать и поддерживать эмоции положительные. Не зря
знаменитый ученый XVII века Сиденгам говорил: «Прибытие паяца в город значит для
здоровья его жителей гораздо больше, чем десятки нагруженных лекарствами
мулов». Интересно, что в США при отборе кандидатов в астронавты, специально
проверяют, умеет ли кандидат шутить и обладает ли он чувством юмора. Согласно
теории американских ученых Р. Мелзак и П. Уолл, если отрицательные эмоции как бы
открывают «болевой шлагбаум» в сером веществе спинного мозга, то положительные
эмоции, наоборот, закрывают его.
Положительные эмоции вызывают встряску целой гаммы самых сложных
чувств. Тем самым человек помимо приятных ощущений может еще, и стимулировать
свою творческую активность.
Известно, например, что М. И. Глинка свою выдающуюся оперу «Руслан и
Людмила» написал за относительно короткий период, вдохновленный любовью к
Екатерине Керн. Знаменитый русский физиолог И. М. Сеченов свой выдающийся труд
«Рефлексы головного мозга» — этот, по словам И. П. Павлова, «гениальный взмах
русской научной мысли» — создал за лето 1863 года, будучи горячо влюбленным в
свою будущую жену.
Как свидетельствовал Гете, любовь стимулировала творческую активность на
протяжении всей его жизни. И прав был Вольтер, говоря, что «любовь есть самая
сильная страсть, потому что она атакует сразу голову, сердце и тело».
Академик И. Р. Тарханов считал наиболее долголетними живущих в браке,
менее долголетними — холостых и еще менее долголетними — вдовых. Самое
продолжительное супружество (147 лет) зарегистрировано у венгерской четы Джона и
Сарры Ровель: жена умерла в возрасте 164 лет, а муж — в 172 года.
Проблема повышения резистентности организма человека и животных к
экстремальным факторам среды является одной из актуальных и вместе с тем
сложных медико-биологических проблем современности. Важным стимулом для
разработки этой проблемы явилось развитие авиации, космонавтики, подводного
флота, интенсивное освоение высокогорных районов нашей планеты, а также
интересы клинической и спортивной медицины.
Успешные поиски средств повышения резистентности организма могут быть
достигнуты лишь при условии знания самой сущности физиологической адаптации,
представляющей собой относительно устойчивый уровень активности и взаимосвязи
функциональных систем и механизмов управления, обеспечивающий нормальную
жизнедеятельность организма в новой конкретной экологической среде обитания.
Если подойти к рассматриваемой проблеме с широких позиций, то, в сущности,
жизнь есть не что иное, как постоянное приспособление к непрерывно меняющимся
условиям окружающей среды. Все явления, совершающиеся в живом организме,
адаптивные —приспособительные и направлены на уравновешивание,
прилаживание, гармоничное взаимодействие организма и среды для сохранения
относительного динамического постоянства внутренней среды. Как указывает Клод
13
Сборник научных трудов «Проблемы современной науки»
Бернар, «жизнь отдельного организма — лишь фрагмент жизни Вселенной». В
биосфере нашей планеты приспособляемость является универсальным свойством
живых систем — свойством, проникающим во все жизненные явления — от
молекулярного уровня до уровня целого организма. И в этом принципиальная,
основная, специфическая особенность и великая мудрость живого тела.
Благодаря комплексным адаптивным реакциям различных систем организма
человек сохраняет в довольно узких границах «константы» основных параметров
внутренней среды, находясь в условиях высокогорья и в обитаемой кабине
космического летательного аппарата, на ледяном плато Антарктиды и знойного
экватора, в глубине пещер и на подводных сооружениях. Необходимое для жизни
относительное постоянство внутренней среды обеспечивается за счет адаптивных
сдвигов, возникающих в ответ на бесчисленное множество раздражителей. При
изучении количественных и качественных особенностей адаптивных сдвигов в ответ
на воздействие того или иного фактора среды необходимо учитывать
последовательность включения различных компенсаторных реакций, их
взаимодействие, развитие этих реакций во времени и их интенсивность, период
последействия и, наконец, проявление клеточных или тканевых модификаций.
Адаптивные сдвиги варьируют в зависимости от интенсивности и скорости
воздействия того или иного фактора. В результате этого адаптивные реакции
регулируются и устанавливаются на новом уровне обмена информации, и лишь затем
возникают энергетические, обменные и структурные нарушения.
Комплекс изменений, возникающих в организме в ответ на действие разных по
качеству, но сильных — экстремальных —раздражителей, Г. Селье [7] назвал общим
адаптационным синдромом, или реакцией напряжения — реакцией стресса. Н. В.
Лазарев[1] изучал состояние неспецифически повышенной сопротивляемости
организма (СНПС), которое развивается под влиянием различных «адаптогенов».
Исследования Н. В. Лазарева показали, что при развитии СНПС практически
отсутствуют признаки «полома», не наблюдаются существенные изменения в системе
гипофиз — надпочечники, в щитовидной железе и тимусе. Это состояние
принципиально отличается по качеству от общего адаптационного синдрома,
наблюдаемого при реакции стресс. Если повышение резистентности при СНПС
достигается физиологическим путем, то при реакции напряжения в ответ на
экстремальные воздействия, как правило, возникают патологические сдвиги.
Следует подчеркнуть, что при всем многообразии ответных реакций в организме
все же имеется биологически целесообразный единый — универсальный — принцип
однотипных стандартных ответных реакций для различных по качеству
раздражителей, но примерно одинаковой степени биологической активности живых
систем. Эти универсальные реакции основаны, прежде всего, на достаточно
константных уровнях метаболизма тканей. Поскольку в осуществлении
энергетических процессов важная роль принадлежит кислороду, то, видимо, любые
однонаправленные изменения кислородного режима организма будут приводить к
единому конечному результату. Это необходимо учитывать при дальнейшем изучении
физиологических механизмов адаптации к высокогорному, климату и
целенаправленном поиске эффективных средств повышения резистентности
организма к действию экстремальных факторов. Есть основания полагать, что работа
14
Естественные и точные науки
в условиях пониженного парциального давления кислорода сопровождается рядом
физиологических сдвигов, лежащих в основе изменения работоспособности и общей
резистентности организма. Физиологическая реакция каждой функциональной
системы организма уже филогенетически имеет определенные потенциальные
границы возможной адаптивной регуляции [2].
Накопленный к настоящему времени большой экспериментальный материал
дает основание утверждать, что высокогорье также является своеобразным
биостимулятором широкого спектра действия. В зависимости от уровня рО2 в
окружающем воздухе, режима работы и индивидуальных особенностей организма в
этих условиях могут возникать в одном случае физиологические сдвиги, в другом —
патологические. Генотипически запрограммированные в процессе эволюции
адаптивные свойства организма проявляются не только в ответ на качество
раздражителей, но и на их интенсивность и скорость нарастания [3]. Это
обстоятельство весьма важно учитывать при выработке стратегии и тактики
физиологической адаптации к различным воздействиям.
Анализ экспериментальных данных позволил выделить физиологическую
гипоксию, при которой отклонения ряда констант организма полностью
компенсируются и не вызывают напряжения и «полома» функциональных систем.
Механизмы, лежащие в основе адаптивно-приспособительных сдвигов,
обеспечивающих повышение резистентности организма, достигаются при этом
физиологическим путем [5].
Несмотря на наличие в отечественной и зарубежной литературе обстоятельных
клинико-физиологических исследований, до сего времени еще нет полной ясности в
стратегии и тактике физиологической адаптации к условиям высокогорья. Нет четких
критериев в вопросе о том, какой уровень высокогорья считать критическим с точки
зрения перехода от нормальной физиологической адаптации к дезадаптации —
«полому» и «порче». Наконец, нет четкого определения зависимости между уровнем
гипоксии, двигательным режимом, динамикой физиологических реакций и характером
изменения работоспособности, а также соотношения специфических и
неспецифических реакций при адаптации к различным условиям.
По мнению Л. X. Гаркави с соавт. [6] развившиеся в процессе эволюции общие
приспособительные реакции организма являются неспецифическими, а специфика,
качество каждого раздражителя, лишь накладывается на общий неспецифический
фон. Исследования показали, что в зависимости от силы (дозы) воздействия в
организме могут развиваться следующие типы адаптивных реакций: реакции на
слабые воздействия, реакции на воздействия средней силы и реакции на сильные,
чрезвычайные воздействия (стресс). Было показано, что кроме общей
неспецифической реакции на сильные раздражители существует также общая
неспецифическая адаптивная реакция на слабые раздражители, названная авторами
«реакцией тренировки», а на раздражители средней силы — «реакцией активации».
Авторы приходят к заключению, что количество (мера, биологическая активность)
является общим в действии на организм самых различных по качеству
раздражителей и служит основой формирования нескольких стандартных ответов
организма. Качество раздражителя, по их мнению, накладывается на этот
стандартный ответ как на основу.
15
Сборник научных трудов «Проблемы современной науки»
Многочисленные исследования различных авторов показали, что
экстремальные воздействия вызывают большие энергетические траты.
Следовательно, возникающее при этом повышение резистентности достигается
слишком дорогой ценой, а иногда и с последующим угнетением защитных систем
организма.
Известно, что влияние подавляющего большинства экстремальных факторов на
организм сводится в конечном итоге к недостаточности снабжения тканей
кислородом. Поэтому повышение резистентности организма к гипоксии одновременно
способствует и повышению его устойчивости к действию целого комплекса
экстремальных факторов.
Существует два принципиальных пути изыскания способов повышения
устойчивости к гипоксии: а) улучшение доставки кислорода в клетки, к митохондриям,
с сохранением адекватного уровня рО2 и б) изменение метаболизма в тканях,
обеспечивающего сохранение жизнеспособности организма при нарушенной доставке
О2 в клетки [4]. Для этой цели могут использоваться фармакологические препараты
— антигипоксанты и адаптогены, минимизация физиологических функций с помощью
гипотермии или гипобиоза, физические упражнения, баракамерная тренировка в
адаптациях высокогорному климату.
Повышение резистентности организма к гипоксии и связанным с ней таким
экстремальным факторам, как ускорения, ионизирующая радиация, высокие
температуры окружающей среды, при минимизации физиологических функций
обеспечивается, прежде всего, снижением потребности организма в кислороде.
Наиболее простым и эффективным способом снижения потребления организмом
кислорода является искусственная гипотермия, при которой в энергетическом
отношении достигается значительный выигрыш. Однако если при минимизации
физиологических функций резистентность организма к экстремальным воздействиям
повышается в результате снижения реактивности, то при активной адаптации к
горному климату — в результате активации всех резервных возможностей.
Высокогорная адаптация, вероятно, также может осуществляться на уровне трех
реакций: тренировка, активация и стресс [6,7,8]. Если рассматриваемую проблему
анализировать с этих позиций, то на первых этапах адаптации иеспецифическая
резистентность к экстремальным воздействиям повышается как бы пассивно, на
фоне снижения общей возбудимости и отсутствия гармоничного взаимодействия
организма с окружающей средой, а в последующие фазы — за счет истинного
повышения активности защитных систем организма.
И, наконец, справедливо утверждение Л. X. Гаркави с соавт. [6], что
резистентность может быть активной, основанной на различной активности защитных
систем организма, или пассивной, основанной на измененной чувствительности,
реактивности организма, и прежде всего высших отделов головного мозга. Ведь
хорошо известно, что более устойчив тот организм, который или лучше
сопротивляется, или менее чувствителен. При этом имеют место разнонаправленные
изменения скорости метаболизма — энергетического обмена. Если в последнем
случае исходное стабилизированное состояние — устойчивое гомеостатическое
равновесие между запросами организма и функциональными возможностями их
удовлетворения — протекает на сниженном уровне жизнедеятельности, то в первом,
16
Естественные и точные науки
наоборот — на фоне активации резервных возможностей и повышения
дееспособности организма. Конечный результат во многом определяется
функциональным состоянием ЦНС, так как нервная система не только формирует
патологический процесс, но и организует защиту от вредящего воздействия.
Литература и источники:
1. Агаджанян Н.А. Адаптация и резервы организма. – М., Физкультура и спорт,
1983. – 176 с.
2. Агаджанян Н.А., И.Г. Власова, А.М. Алпатов. Адаптация и биоритмы. В кн.:
Адаптация человека и животных к экстремальным условиям внешней среды / Под
редак. Н.А. Агажаняна. – М., Издательство УДН, 1985. – 184 с.
3. Агаджанян Н.А., Тель Л.З., Циркин В.И., Чеснокова В.А. Физиология человека.
М.6 МЕДИЦИНСКАЯ КНИГА. Н. Новгород: Издательство НГМА, 2003, - 528 с.
4. Барбашова З.И., Жуков Е.К., Бакланова С.М. и др. Изменения резистентности
организма, функционального состояния тканей и биохимических процессов в них при
гипокинезии и мышечной деятельности и гипокинезии. – Новосибирск, 1970. – С. 2635.
5. Башкиров А.А. Физиологические механизмы адаптации к гипоксии. – В.кн.:
Адаптация человека и животных к экстремальным условиям внешней среды / Под
редак. Н.А. Агаджаняна. – М., Издат. УДН, 1985, -184 с.
6. Гаркави Л.Х., Квакина Е.Б., Уколова М.А. Адаптационные реакции и
резистентность организма /Под редак. А.Б. Кочана – Ростов-на-дону: Изд. Ростовского
университета, 1990. – 223 с.
7. Селье Г. Очерки об адаптационном синдроме – М.: Медгиз, 1960, - 254 с.
8. Селье Г. Стресс без дистресса. М.: Прогресс, 1982, - 125 с
17