Адаптация и адаптогенные факторы

Ключевым понятием, объясняющим процесс возникновения болезни, является понятие адаптации.

Слайд 2.

Адаптация – процесс приспособления организма к меняющимся условиям среды – общеприродным и производственным, социальным.

Адаптация включает все виды врождённой и приобретённой приспособительной деятельности организмов с процессами на клеточном, органном, системном и организменном уровнях, которые поддерживают постоянство гомеостаза.

Любой процесс адаптации начинается с воздействия адаптогенного фактора.

Адаптогенные факторы – условия внешней среды, вызывающие изменения в организме и как следствие – необходимость его перестройки.

Слайд 3.

Многообразие этих факторов условно можно подразделить на две большие группы: природные и антропогенные.

Природные факторы – это естественные факторы живой и неживой природы, в соответствии с этим различают биотические и абиотические факторы. К биотическим факторам относится всё многообразие животного и растительного мира, включая возбудителей болезней. К абиотическим факторам среды относят воздушную среду, атмосферное давление, световое излучение, магнитные поля, температуру окружающей среды, метеопогодные факторы и различные климатогеографические условия. В этой группе также рассматриваются различные циклические изменения в природе: смена дня и ночи, времён года.

Антропогенные факторы – факторы, созданные в результате деятельности самого человека. В жизни современного человека они весьма разнообразны. К ним относят загрязнение почвы, воздушной и водной среды, бытовые условия, различные виды трудовой и другой социальной деятельности.

В конкретных условиях деятельности человека приходится иметь дело с воздействием на организм не изолированных, а комплексных факторов. Так, сезонные изменения включают в себя изменения освещённости, температуры, влажности и т.п., а в некоторых случаях – и изменения условий труда и отдыха (например в летние месяцы у школьников).

Слайд 4.

Суммарный эффект влияния адаптогенных факторов на организм в значительной мере определяется взаимодействием их между собой. Возможны синергический, антагонистический и аддитивный виды взаимодействий.

При синергическом взаимодействии суммарный эффект будет больше суммы воздействующих факторов, то есть эти факторы будут усиливать друг друга. Например, негативное воздействие низких температур окружающей среды усиливается при повышенной влажности. Антагонистический – когда действие одного фактора ослабляет эффекты другого. Примером может послужить известное явление, когда жара легче переносится при наличии легкого ветерка. И наконец, при аддитивном взаимодействии суммарный эффект будет практически равен сумме воздействующих факторов – солнечный свет и ветер.

Слайд 5.

В любом случае имеет значение не только наличие того или иного адаптогенного фактора, но и его количественная характеристика.

Для нормального функционирования организма необходим определённый диапазон значений факторов окружающей среды (газового состава атмосферного воздуха, его влажности, температуры и т.п.). Избыток или недостаток этих факторов неблагоприятно сказывается на жизнедеятельности.

Уровень колебания («доза») факторов, соответствующий потребностям организма и обеспечивающий благоприятные условия для его жизни, считают оптимальным (на рис. – зона оптимума). При этом организм не тратит свои ресурсы на процессы адаптации.

Адаптационные ресурсы – резервы организма, которые он может расходовать на процесс адаптации.

Среди таких ресурсов можно выделить энергетические (любые вещества, дающие организму энергию) и пластические (к ним относят морфоструктурные элементы организма – макромолекулы и органоиды клеток, сами клетки, ткани и органы).

Отклонения от зоны оптимума в сторону недостаточной или избыточной дозировки факторов без нарушения жизнедеятельности организма называют зонами нормы. Такие отклонения человек способен переносить благодаря наличию специфических адаптивных механизмов, требующих, однако, затрат адаптационных ресурсов.

При дальнейшем сдвиге факторов за пределы нормы в сторону избытка или недостатка наступают зоны пессимума. Они соответствуют развитию и выраженному проявлению патологических изменений, но жизнедеятельность организма ещё сохраняется. Затем адаптивные реакции, несмотря на полное напряжение всех механизмов, становятся малоэффективными, и спустя некоторое время наступает гибель организма. Возможно, граница между «нормой» и «пессимумом» определяется по соотношению расходуемых и восстанавливаемых адаптационных ресурсов. То есть, если на процесс адаптации ресурсов расходуется больше, чем может восстановиться, то в конечном итоге этот процесс может привести к истощению адаптационных резервов, и значит, спровоцировавший его фактор является пессимальным.

Характер приведённых на рисунке зависимостей обусловлен множеством причин. В первую очередь он зависит от природы фактора. Например, колебания температуры окружающей среды на несколько градусов переносятся организмом сравнительно легко, так как адаптация к таким изменениям среды выработалась в ходе эволюционного развития. Если эта адаптация была усилена закаливанием, то диапазон безвредных для организма температурных колебаний может достигать нескольких десятков градусов. Напротив, такой фактор окружающей среды, как уровень ультрафиолетового облучения, на протяжении многих тысячелетий оставался относительно постоянным в каждой климатогеографической зоне. Поэтому даже незначительный сдвиг уровня ультрафиолетовой радиации может вызвать серьёзные негативные изменения в организме (при недостатке – ухудшение процессов роста и развития, при избытке – ожоги и т.д.).

В новых природных и производственных условиях люди нередко испытывают влияние необычных факторов окружающей среды, оказывающих неблагоприятное влияние на их общее состояние, самочувствие и работоспособность. Такого рода факторы принято относить к разряду экстремальных.

Экстремальные факторы – это крайние, весьма жёсткие условия среды, неадекватные врождённым и приобретённым свойствам организма.

Провести чёткую границу между обычными и экстремальными факторами среды не представляется возможным. Одни и те же факторы в одно и то же время для одних индивидуумов могут являться обычными, для других – экстремальными. Различия определяются не только спецификой раздражителей, но и свойствами организма. Например, классическим экстремальным воздействием на организм человека считают прыжок с парашютом. Однако для парашютиста, который совершил несколько тысяч прыжков, подобное испытание уже не является экстремальным. И наоборот, вполне обычным для старшеклассника является учебная нагрузка по 5–7 уроков в день. Для первоклассника же такие условия будут экстремальными и быстро приведут к истощению адаптационных резервов организма. Скорее всего, понятие «экстремальности» должно строиться на количественной оценке фактора и соответствует его пессимальным величинам (см. выше).

В целом, можно сказать, что диапазон приемлемых для организма колебаний фактора тем шире, чем чаще с этими колебаниями организм сталкивался ранее (в ходе индивидуального или эволюционного развития).

Кроме того, этот диапазон зависит от индивидуальных особенностей организма: пола, возраста, конституции и т.п. Так, например, женщины адаптируются иначе, чем мужчины, а взрослые здоровые люди – легче, чем дети, старики и люди с ослабленным здоровьем.

Здесь можно отметить, что по сравнению с взрослыми, процессы адаптации у детей очень пластичны, но крайне невелики адаптационные резервы. Другими словами, детский организм быстро и легко приспосабливается к новым условиям окружающей среды, но ресурсы, обеспечивающие реализацию такой возможности, очень ограничены.

2. Виды и механизмы адаптации.

Адаптация есть, несомненно, одно из фундаментальных качеств живой материи. Есть различные классификации адаптации в зависимости от того, какие критерии положены в их основу.

Слайд 6.

По степени врождённости различают генотипическую и фенотипическую адаптации. Генотипическая адаптация – это совокупность врожденных признаков, которые помогают организму приспособиться к конкретным условиям обитания. Наглядным примером здесь является большинство расовых признаков (чёрная кожа, узкие глаза и т.д.). Фенотипическая адаптация  – это совокупность признаков, приобретённых организмом в течение жизни. К фенотипической адаптации относят, например, все изменения организма, связанные с трудовой или спортивной деятельностью.

По продолжительности формирования и проявления адаптационных реакций различают краткосрочную и долгосрочную адаптацию. Так, при физической нагрузке проявлениями краткосрочной адаптации будут являться: увеличение частоты сердечных сокращений, повышение давления крови, учащение дыхание. Многократные физические упражнения приведут к формированию таких долгосрочных адаптационных признаков, как увеличение мышечной массы, укрепление кровеносных сосудов, увеличение мощности сердца.

Слайд 7.

По характеру проявления адаптационных реакций предлагаю различать несколько видов адаптации: биохимическую, морфологическую, физиологическую, психологическую и социальную.

Биохимическая адаптация подразумевает различные перестройки метаболических процессов, вызванные тем или иным воздействием. Например, в условиях голода, когда в организме возникает недостаток энергетических ресурсов, активизируются процессы расщепления жиров, а в условиях избыточного питания, наоборот, процессы их накопления.

Морфологическая адаптация  – проявляется в виде различных структурных изменений на клеточном, тканевом, органном или организменном уровнях. К этому виду можно отнести увеличение толщины рогового слоя кожи при частых механических воздействиях, увеличение мышц при занятиях спортом, потемнение кожи (наличие загара) под влиянием ультрафиолетовых лучей и т.п.

Физиологическая адаптация  – это изменение характера функционирования различных систем организма, например тренировка системы терморегуляции под влиянием закаливания или изменение диаметра зрачка глаза при различной освещенности.

Психологическая адаптация осуществляется на уровне психических процессов, таких, как мышление, память, эмоции, речь и т.д. Например, наши эмоции быстро и точно передают окружающим информацию о нашем состоянии и наших намерениях. Это облегчает приспособление к окружающей среде. К механизмам психологической адаптации относят также различные формы поведения. Например, спасаясь от жары, человек находит укрытие, пьёт воду, включает кондиционер.

Социальная адаптация подразумевает участие в адаптационном процессе нескольких организмов, когда приспособление возникает в результате их совместной деятельности. Например, детёнышу не нужно искать тепло, защиту, пищу и т.д. – он получает все это от родителей, то есть в результате социальной адаптации. Более сложные формы социальной адаптации – это знание языка и традиций окружающих, получение профессии и т.п.

В целом процесс адаптации представляет собой сложную многокомпонентную систему, включающую одновременно несколько механизмов. Причём с целью экономизации адаптационных ресурсов организма сначала срабатывают механизмы социальной адаптации, если они малоэффективны (или их нет вообще) – поведенческие реакции и т.д.

Так, для защиты от холода в нашем организме существует множество приспособительных реакций, назначение которых – повышение уровня обмена веществ, приводящее в итоге к разогреванию организма. Это биохимическая адаптация. Но такие изменения даются организму с большим трудом, к тому же они долго формируются. Более «дешёвый» для организма способ – физиологическая адаптация, например сужение кровеносных сосудов кожи, приводящее к уменьшению теплоотдачи. Ещё более простой является поведенческая адаптация – ношение одежды, обогрев у различных источников тепла. Но и эти адаптационные реакции не нужны в тех случаях, когда высокоэффективна адаптация социальная – наличие помещений, отопления в них и т.д. Именно эти механизмы используются нами в первую очередь.

Механизмы адаптации

Изучение процесса адаптации связывают с именем канадского ученого Ганса Селье. Он показал, что в ответ на действие раздражителей самой различной природы (механических, физических, химических, биологических и психических) в организме возникают стереотипные изменения. Комплекс этих сдвигов получил на­звание «общего адаптационного синдрома» или «стресс­реакции».

Слайд 8.

«Стресс» (от английского - stress – давление, напряжение, нажим) – очень модное сейчас слово, оно обозначает напряжение, давление, прикладываемое к системе. Понятие «стресса» широко, но часто неправильно используется во многих популярных журналах и книгах. Тысячи пособий по практической психологии обещают научить, как избежать стресса или справиться с ним. Но, согласно Г. Селье, стресс – это «неспецифический ответ организма на любое предъявленное ему требование».

Вы хотите от вашего мозга и тела такой реакции, которая помогла бы вам справляться с требованиями, предъявляемыми болезнью или такими событиями, как выпускные экзамены, решающая подача в теннисном матче или важное деловое интервью? Иными словами, стресс далеко не всегда плох, он составляет важную часть повседневной жизни. Требования и изменения, порождающие стресс, открывают возможность для адаптации организма к новым условиям жизни. Потенциально опасным для человека может быть только слишком продолжительный стресс или комплексное воздействие стрессогенных факторов («стрессоров»), затрудняющих или делающих невозможным приспособление к требованиям ситуации.

Итак, согласно учению об общем адаптационном синдроме, независимо от качества «стрессора», то есть фактора, вызывавшего стресс, этот процесс сопровождается совокупностью постоянных симптомов и состоит из трёх последовательных стадий.

Слайд 9.

I. Стадия тревоги, или стадия напряжения. Состоит в мобилизации адаптационных возможностей организма и выражается в реакциях надпочечников, иммунной системы и других органов системы адаптации. Происходит ряд следующих процессов.

ü Повышенное выделение в кровь гормональных продуктов надпочечников (адреналина, кортикальных гормонов). Усиленный выброс адреналина в кровь обеспечивает усиление каталитических процессов в тканях, т.е. процессов расщепления различных веществ с выделением энергии. Усиленное выделение энергии необходимо организму для борьбы со стрессором, но в то же время имеются «побочные эффекты» – повышение температуры тела, быстрое истощение энергетических запасов, снижение веса тела. В коре надпочечников истощаются запасы аскорбиновой кислоты, жиров и холестерина. Здесь не лишним будет добавить, что витамин С – не лекарство, но при его недостатке борьба со стрессором малоэффективна.

ü Активация адреналином клеток инсулярного аппарата с последующим повышением содержания инсулина в крови. Это приводит к повышению сахара в крови (источник энергии).

ü Увеличение количества лейкоцитов, выполняющих защитные функции в организме. При этом происходит быстрое истощение их запасов (тимико-лимфатического аппарата).

ü Понижение активности половых желез. Биологическая значимость такой реакции – снижение вероятности появления потомства в неблагоприятных условиях среды. К тому же, половые гормоны обладают анаболическим эффектом, т.е. усиливают синтез нуклеиновых кислот и белка, а значит, ускоряют процессы роста, развития. В стрессорных условиях важность таких процессов уходит на второй план.

Данная фаза характеризуется тем, что при первичном воздействии внешнего необычного по силе или длительности фактора, возникают генерализованные физиологические реакции, в несколько раз превышающие потребности организма. Эти реакции протекают некоординированно, с большим напряжением органов и систем. Поэтому их функциональный резерв скоро истощается, а приспособительный эффект низкий.

При значительной силе стрессора (тяжёлые ожоги, крайне высокая или низкая температура, опасная инфекция) по причине ограниченности резервов стадия тревоги может закончиться гибелью организма. Если организм переживает эту защитную стадию синдрома, наступает следующая стадия.

II. Стадия резистентности (сопротивления) возникает, если действие стрессора совместимо с возможностями адаптации. При этом должны включаться специализированные механизмы, позволяющие организму эффективно противостоять конкретному стрессору. Возможно, что в организме таких механизмов нет. Тогда необходимо создание новой системы, в которой на основе элементов старых программ создаются новые связи. Новые механизмы вырабатываются постепенно, при многократном воздействии адаптогенного фактора, они представляют собой избранную организмом наилучшую стратегию противодействия конкретному изменению условий внешней среды. Иными словами, организму нужна тренировка. Он переходит на новый уровень функционирования и начинает работать в более экономном режиме за счёт уменьшения затрат энергии на неадекватные реакции. Каждый человек проходит через эту стадию множество раз. Когда сопротивление оказывается успешным или действие стрессора прекращается, организм возвращается к нормальному состоянию. Если же действие стрессора таково, что в процессе адаптации происходит перерасход энергетических и пластических резервов организма, то ресурсы организма могут истощиться и через какое-то время наступает следующая стадия.

III. Стадия истощения. В этой стадии преобладают необратимые явления повреждения и распада, которые могут привести к гибели организма. В случае психологического стресса истощение принимает форму нервного срыва, иногда приводит к соматическому (т.е. «телесному») заболеванию.

3. Биологические аспекты заболеваний.

Адаптационный процесс обусловливает такие состояния организма, как здоровье и болезнь.

Слайд 10.

Здоровье – естественное состояние организма, характеризующееся его уравновешенностью с окружающей средой и отсутствием болезненных изменений.

В наиболее общем смысле болезнь – это следствие нарушения исторически выработанных форм связи организма с окружающей средой, то есть следствие нарушения адаптации. Болезни могут развиваться как разные формы неудовлетворительной адаптации.

Слайд 11.

Наиболее распространены болезни адаптации при длительном пребывании людей в неблагоприятных условиях. В этом случае происходит перерасход энергетических и пластических резервов организма, то эти ресурсы могут истощиться и наступает стадия истощения, а затем и гибель организма. Подобное развитие патологических состояний происходит поэтапно.

В настоящее время разрабатываются многочисленные измерительно­вычислительные комплексы, позволяющие осуществлять точный контроль за функциональным состоянием организма и прогнозирование его адаптационных возможностей еще до наступления болезненных состояний.

Иногда болезни бывают вызваны не слабостью адаптационных механизмов, а их чрезмерной активностью, когда реакция на раздражающий фактор превышает свою биологически полезную меру. Так, например, аллергия – это результат чрезмерно активной защитной реакции организма на воздействие какого­либо вещества.

В некоторых случаях сам адаптационный процесс является причиной возникновения патологий. Например, клетки организма человека, систематически принимающего алкоголь, «адаптируются» к присутствию этилового спирта и включают его в свой метаболизм (вспомните: этиловый спирт – хороший растворитель, его свойства во многом сходны со свойствами воды!). При этом у клеток возникает постоянная необходимость в этом веществе, то есть развивается физическая алкогольная зависимость как один из компонентов алкоголизма.

4. Методы увеличения эффективности адаптации

Слайд 12.

Чтобы при действии на организм неблагоприятных факторов среды не возникло различных патологий, процесс адаптации должен характеризоваться высокой эффективностью. Существуют различные методы увеличения эффективности адаптации. Они могут быть специфическими и неспецифическими.

Специфические методы основаны на повышении устойчивости организма к определённому фактору среды: холоду, высокой температуре, гипоксии и т.п. Это достигается путём многочисленных тренировок.

И не важно, к какому из факторов необходимо выработать специфические адаптационные механизмы: к физическим или умственным нагрузкам, к воздействию невесомости или низких температур, к условиям подводных погружений или влиянию электромагнитных полей. Важно, что в процессе регулярного и дозированного воздействия любого из них в организме вырабатывается специальная программа успешного приспособления к действию данного фактора.

Роль тренировки организма сложно переоценить. Например, известно, что опытные змееловы практически нечувствительны к змеиному яду. Такая особенность их организма развивается в течение многих лет в результате неоднократно перенесённых змеиных укусов.

К неспецифическим методам увеличения эффективности адаптации относятся все виды воздействий на организм, повышающие его адаптационную устойчивость в целом, вне зависимости от природы негативного воздействия.

Устранение уже имеющихся негативных воздействий на организм – один из наиболее лёгких и верных путей увеличения эффективности адаптации. Таких воздействий можно перечислить очень много. Как правило, они не вызывают видимого ухудшения самочувствия, но, затрачивая адаптационные резервы организма, снижают его адаптационные способности в целом. Это нерациональное питание, приводящее к нарушению обмена веществ, ожирению, гиповитаминозу и т. д. гиподинамия, переохлаждение организма, вредные привычки, нарушение биоритмов, психоэмоциональное напряжение, переутомление, высокий риск инфекционных заболеваний (при несоблюдении правил личной гигиены) и др.

Чем больше затраты адаптационных резервов на эти и другие «безобидные» факторы, тем меньше ресурсов остаётся у организма на борьбу с другими негативными воздействиями.

Слайд 13.

Приём адаптогенов – средств, осуществляющих фармакологическую регуляцию адаптивных процессов организма, – ещё один способ повышения адаптационных возможностей организма. Наверное, вы уже обращали внимание, что в аптеках продаются особые препараты, не являющиеся лекарствами, но способные повышать устойчивость организма к инфекционным и другим заболеваниям. В результате их действия активизируются функции органов и систем, стимулируются защитные силы организма, повышается сопротивляемость к неблагоприятным внешним факторам. Этот эффект может достигаться различными путями: с помощью стимуляторов-допингов, либо тонизирующих средств.

Стимуляторы, возбуждающе влияя на определенные структуры центральной нервной системы, активизируют катаболические процессы в органах и тканях. Действие данных веществ проявляется быстро, но оно непродолжительно, поскольку сопровождается истощением функциональных резервов.

Применение тонизирующих средств приводит к усилению анаболических про­цессов, сущность которых заключается в синтезе структурных веществ и богатых энергией соединений. Эти вещества предупреждают нарушения энергетических и пластических процессов в тканях, в результате происходит мобилизация защитных сил организма и повышается его резистентность к экстремальным факторам.

Источниками природных адаптогенов являются наземные и водные растения, животные и микроорганизмы. К наиболее важным адаптогенам растительного происхождения относятся женьшень, элеутерококк, лимонник китайский, аралия маньчжур­ская, заманиха и др. Большой интерес представляют различные виды шиповника – помимо обильного содержания витамина С, в нем находится каротин, Р-активные продукты, фолиевая кислота и другие биологически активные вещества. Основу некоторых адаптогенных препаратов составляют экстракты пыльцы растений. Особой разновидностью адаптогенов являются биостимуляторы. Это экстракты листьев алоэ, сок из стеблей коланхоэ, пелоидин, отгоны лиманной и иловой лечебных грязей, торфот (отгон торфа), гумизоль (раствор фракций гуминовых кислот) и т.п.

К препаратам животного происхождения относятся: пантокрин, получаемый из пантов марала; рантарин — из пантов северного оленя; апилак, перга, прополис — из продуктов пчеловодства. Широкое применение получили вещества, выделенные из различных микроорганиз­мов и дрожжей (продигиозан, зимозан и др.).

В целом, адаптогены, вследствие различных адаптационных превращений, формируют состояние неспецифи­чески повышенной сопротивляемости к различным неблагоприятным воздействиям. Но важно помнить, что их действие, а значит и стратегия применения существенно различаются. Без знания этого, мы может подвергнуть свой организм серьёзному риску.

Так например, многие подростки и даже взрослые считают одним из эффективных средств укрепления организма так называемые «энергетические напитки». И не случайно: такие напитки якобы снимают усталость, вызывают прилив энергии, улучшают настроение. Однако такое мнение ошибочно. «Энергетические напитки» действуют совсем по­другому. Например, они содержат кофеин – вещество, запрещающее мозгу снижать свою активность, защищаясь от переутомления. Применять кофеин при утомлении – это то же самое, что обезболить уколом сломанную ногу, чтобы продолжать танцевать. Часто такие напитки содержат различные стимуляторы растительного происхождения (женьшень, лимонник), которые действительно вызывают прилив энергии, только вот крайне опасным способом: они искусственно заставляют организм исчерпывать все адаптационные ресурсы. В результате такого истощения человек может неожиданно потерять сознание или даже впасть в кому. Кроме того, частое употребление стимуляторов может привести к возникновению раковых опухолей, потому что клетки организма, чрезмерно активируясь, начинают неограниченно делиться. И это лишь малая часть примеров негативного воздействия «энергетических напитков». Если вы внимательно прочтете их состав, то увидите, как много других опасных веществ они содержат.

Слайд 14.

Таким образом, наше здоровье – это своеобразная копилка, где хранятся так тяжело достающиеся нашему организму адаптационные ресурсы. Любые неблагоприятные воздействия среды – переохлаждение или чрезмерное пребывание на солнце, выкуренная сигарета или бутылка пива, отмененная пешая прогулка или слишком плотный ужин – образуют в ней прореху, через которую убывает бесценное содержимое. Конечно же, «размер» и другие особенности такой копилки нам достаются по наследству. Но во многом от нас зависит, насколько копилка будет полна и хватит ли её ресурсов для борьбы с угрозой заболеть.

Так «Болеть или не болеть?». Надеюсь, я убедила Вас в том, что ответ на этот вопрос каждый дает себе сам.

Слайд 15.