Реферат механизмы адаптации. Общие закономерности адаптации организма человека к различным условиям: общие принципы и механизмы адаптации

ЛЕКЦИЯ №7

ТЕМА: ПОНЯТИЕ ОБ АДАПТАЦИИ И АКЛИМАТИЗАЦИИ ЧЕЛОВЕКА

ПЛАН:

1. Понятие об адаптации и акклиматизации человека

2. Общие закономерности адаптивного процесса. Механизмы адаптации

3. Условия, влияющие на адаптацию

4. Типы адаптаций

4.1. Биологическая адаптация человека

4.2. Социальная адаптация человека

4.3. Этническая адаптация

1. Понятие об адаптации и акклиматизации человека.

Под адаптацией понимают все виды врожденной и приобретенной приспособительной деятельности, которые обеспечиваются определенными физиологическими реакциями, происходящими на клеточном, органном, системном и организменном уровнях. В литературе адаптацией называют как процессы и явления приспособления в жизни индивидуума, так и изменения в организмах целых популяций на протяжении их существования.

Адаптация организма к условиям среды может носить самый различный характер и затрагивать все стороны организации и жизнедеятельности человека и животных.

Современный человек в поисках новых сырьевых и энергетических ресурсов, расширяя хозяйственную и производственную деятельность, необычайно раздвинул границы своего обитания и освоил практически все регионы нашей планеты.

Адаптация человека – одно из ключевых понятий в экологии человека, а также во многих других дисциплинах (физиологии, антропологии, медицинской географии, социологии, этнографии и пр.).

Адаптация человека к новой для него среде – сложный социально-биологический процесс, в основе которого лежит изменение систем и функций организма, а также привычного поведения.

Адаптация человека процесс двухсторонний; человек не только сам приспосабливается к новой экологической обстановке, но и приспосабливает эту обстановку к своим нуждам и потребностям, создает систему жизнеобеспечения (жилища, одежда, транспорт, инфраструктура, питание и т. д.

2. Общие закономерности адаптивного процесса. Механизмы адаптации

Фазное течение реакций адаптации, впервые выявлено Г. Селье (1938).

Первая фаза адаптации - аварийная развивается в самом начале действия как физиологического, так и патогенного фактора.

Вторая фаза (переходная) - стойкой адаптации характеризуется тем, что формируются новые координационные отношения: усиленный эфферентный синтез приводит к осуществлению целенаправленных защитных реакций.

Основу третьей фазы - устойчивой адаптации или резистентности составляет изменение гормонального фона за счет включения гипофизирно - адреналовой системы.

3. Условия, влияющие на адаптацию

П р и р о д н ы е ф а к т о р ы . В ходе эволюционного развития живые организмы адаптировались к действию широкого спектра природных раздражителей

Действие факторов, вызывающих развитие адаптационных механизмов, всегда является комплексным, так что можно говорить о действии группы факторов того или иного характера. Так, например, все живые организмы в ходе эволюции прежде всего приспособились к земным условиям существования: определенному барометрическому давлению и к гравитации, уровню космических и тепловых излучений, строго определенному газовому составу окружающей атмосферы и т. д.

С о ц и а л ь н ы е ф а к т о р ы. Помимо того, что человеческий организм подвижен, тем же природным влияниям, что и организмы животных, социальные условия жизни человека, факторы. Связанные с его трудовой деятельностью, породили специфические факторы, к которым необходимо адаптироваться. Их число растет с развитием цивилизации.

Так, с расширением среды обитания появляются совершенно новые для человеческого организма условия и воздействия. Например, космические полеты приносят новые комплексы воздействий. К их числу относится невесомость - состояние, абсолютно неадекватное для любого организма. Невесомость сочетается с гиподинамией, изменениями суточного режима жизни и др.

Люди, проникающие в недра Земли или совершающие глубоководные погружения, подвергаются воздействию непривычно высокого давления, влажности , дышат воздухом с повышенным содержанием кислорода.

Работа в горячих цехах или холодном климате создает факторы, требующие расширенного диапазона адаптации к крайним температурам. Выполняя свои служебные обязанности, человек вынужден приспосабливаться к шуму, изменению освещенности.

Загрязнение окружающей природы, включение в пищу большого числа синтетических продуктов, алкогольных напитков, злоупотребление медикаментами, курение - все это дополнительная нагрузка для гомеостазируемых систем организма современного человека.

В ходе развития общества видоизменяется и производственная деятельность людей. Физический труд во многом заменяется работой машин и механизмов. Человек становится оператором у пульта управления. Это снимает физическую нагрузку, но одновременно на первый план выходят новые факторы, например гиподинамия, стресс, отрицательно сказывающиеся на всех системах организма.

Другой стороной социальных влияний механизированного труда является нарастание нервно-психического напряжения, пришедшего на смену физическому. Оно связано с возросшими скоростями производственных процессов, а также с повышенными требованиями к вниманию и сосредоточенности человека.

4. Типы адаптаций

Механизмы адаптаций человека весьма различны, поэтому применительно к человеческим общностям выделяют: 1)биологические, 2) социальные и 3) этнические (как особый вариант социальной) адаптации.

4.1. Биологическая адаптация человека

Биологическая адаптация человека – эволюционно возникшее приспособление организма человека к условиям среды, выражающееся в изменении внешних и внутренних особенностей органа, функции или всего организма к изменяющимся условиям среды. В процессе приспособления организма к новым условиям выделяют два процесса – фенотипическую или индивидуальную адаптацию, которую более правильно называют акклиматизацией и генотипическую адаптацию , осуществляемую путем естественного отбора полезных для выживания признаков . При фенотипической адаптации организм непосредственно реагирует на новую среду, что выражается в фенотипических сдвигах, компенсаторных физиологических изменениях, которые помогают организму сохранить в новых условиях равновесие со средой. При переходе к прежним условиям восстанавливается и прежнее состояние фенотипа, компенсаторные физиологические изменения исчезают. При генотипической адаптации в организме происходят глубокие морфо-физиологические сдвиги, которые передаются по наследству и закрепляются в генотипе в качестве новых наследственных характеристик популяций, этнических групп и рас.

В процессе индивидуальной адаптации человек создает запасы памяти и навыков, формирует векторы поведения в результате образования в организме на основе селективной экспрессии генов банка памятных структурных следов.

Адаптационные памятные структурные следы имеют важное биологическое значение. Они защищают человека от предстоящих встреч с неадекватными и опасными факторами среды.

Различают три типа приспособительного поведения живых организмов: 1) бегство от неблагоприятного раздражителя; 2) пассивное подчинение ему; 3) активное противодействие за счет развития специфических адаптивных реакций.

Г. Селье назвал пассивную форму сосуществования с раздражителем синтаксической , а активную форму борьбы и сопротивления - катотаксической.

Биологический смысл активной адаптации состоит в установлении и поддержании гомеостаза, позволяющего существовать в измененной внешней среде. Как только окружающая среда или какие-либо существенные ее компоненты изменяются, организм вынужден менять и некоторые константы своих функций. Происходит перестройка гомеостаза, адекватная конкретным условиям среды, что и служит основой адаптации.

4.2. Социальная адаптация

Социальная адаптация – процесс становления личности, обучения индивида и усвоения им ценностей, норм, установок, образцов поведения, присущих данному обществу, социальной общности, группе. Социальная адаптация осуществляется как в ходе целенаправленного воздейтсвия на человека в системе воспитания, так и под влиянием широкого круга других воздействующих факторов (семейного и внесемейного общения, искусства, средств массовой информации и др.). Расширение и углубление социальной адаптации индивида происходит в трех основных сферах: деятельности, общения, самосознания. В сфере деятельности осуществляется как расширение видов последней, с которыми связан человек, так и ориетировка в системе каждого вида деятельности , т. е. выделение главного в ней, ее осмысления и т. д. В сфере общения происходит расширение круга общения человека, обогащение его содержания, углубление познания других людей, развитие навыков общения. В сфере самосознания осуществляется формирование образа собственного «Я» как активного субъекта деятельности, осмысления своей социальной принадлежности, социальной роли, формирование самооценки и пр. В процессе социальной адаптации выделяются три стадии: дотрудовая (охватывающая период жизни человека до начала его трудовой деятельности и включающая раннее детство и период обучения), трудовая (условные границы – период зрелости человека, его активного участия в трудовой деятельности) и послетрудовая, которая относится к периоду жизни человека, совпадающая, как правило, с пенсионным возрастом. Правда, возрастающая доля лиц пенсионного возраста сохраняет активность и принимает участие не только в передаче социального опыта, но и в его воспроизводстве. На каждой стадии существуют особые институты социальной адаптации: семья, дошкольные детские учреждения, школа, трудовые коллективы , неформальные объединения, группы «по интересам» и др. Воздействие каждого из таких институтов обусловлено системой общественных отношений, существующих в обществе. Наличие стихийных воздействий делает актуальной в практическом плане проблему «эффектов социальной адаптации», т. е. характера и глубины этого процесса, его результативности, в частности, преодоления негативных влияний, приводящих к отклоняющемуся поведению, антиобщественным влияниям.

4.3. Этническая адаптация

Этническая адаптация – приспособление этнических групп (общностей) к природной и социально-культурной среде районов их обитания. Изучение этого процесса и связанных с ним проблем входит главным образом в задачу этнической экологии. В социально-культурной адаптации этносов много своеобразного, обусловленного языково-культурными, политическими, экономическими и другими параметрами окружающей среды. Наиболее отчетливо это проявляется при этнической адаптации групп иммигрантов в странах их оседания, например в США, Канаде, Аргентине и др. В настоящее время появились проблемы при реадаптации представителей единого этноса среди этнически однородного населения, но иной культурой. Таковы, например, немцы из бывшего СССР, переезжающие на жительство в Германию, или русские из Средней Азии и Казахстана, возвращающиеся в Россию. При этом принято выделять адаптацию, связанную с занятостью (устройством на работу), а также языково-культурную адаптацию, получившую название «аккультурация».

Нормальный ход этнической адаптации может быть сильно осложнен и задержан проявлением национализма и расизма в виде дискриминации, сегрегации и т. п. Резкое изменение среды обитания может привести к дезадаптации.

Одним из ключевых свойств человека в его отношениях со средой выступает адаптивность – способность к активному приспособлению к окружающей среде и её изменениям. Понятие механизмы адаптации – отражает представление о способах приспособления человека и общества к изменениям, происходящим в окружающей среде. Всё множество таких механизмов условно может быть подразделено на две большие группы: биологических и внебиологических механизмов. К биологическим относят механизмы морфологической, физиологической, генетической, поведенческой, иммунологической адаптации, ко второй группе – социальное поведение и механизмы культурной адаптации. На современном этапе наиболее изучены биологические механизмы адаптации. Механизмы внебиологической адаптации изучены недостаточно, хотя большинство исследователей полагает, что ведущая роль в адаптации человека к окружающей среде принадлежит им.

Основными биологическими механизмами приспособления являются механизмы саморегуляции . Внутренняя среда организма относительно постоянна (гомеостаз) . При воздействии какого-либо внешнего фактора происходит изменение в пределах физиологических колебаний функций органов, систем и организма в целом, но сохраняется при этом относительное постоянство внутренней среды, что обеспечивает нормальный ход обмена веществ. Все функциональные системы организма взаимосвязаны. Процесс клеточной саморегуляции не является автономным, он подчиняется регулирующему влиянию нервной, эндокринной и иммунной систем. Включение различных уровней адаптации во многом зависит от интенсивности возмущающего действия и степени отклонения физиологических параметров. На рис.8 приведена схема, отражающая взаимосвязь интенсивности воздействия и включения адаптивных механизмов.

Например, регулируемая величина – уровень сахара в крови. На снижение сахара в крови срабатывает гомеостатический механизм печени, который самоуправляется до известных пределов уровнем сахара в крови. Если снижение значительное, то включается следующий этап регуляции на уровне аппарата поджелудочной железы. Здесь управление идёт за счёт гормонов инсулина и глюкагона. Последний обеспечивает ткани глюкозой, а инсулин способствует быстрейшей утилизации. Резкое падение сахара в крови при воздействии экстремального фактора включает высшие центры регуляции: гипофиз – промежуточный мозг. Повышение функции нервной системы, выброс в определенном сочетании и количестве целого ряда гормонов способствуют мобилизации энергетических ресурсов и перераспределению их в органы и ткани, участвующие в механизмах приспособления. Это нейроэндокринная стресс-реакция. Одновременно присоединяются также и другие органы и системы, способные компенсировать временно или постоянно утраченную функцию повреждённого органа. Это снижает функциональную нагрузку на больной орган и создаёт условия для формирования долговременной адаптации.

Нейроэндокринная стресс-реакция,

мобилизация всех систем

Рис. 8. Взаимосвязь интенсивности воздействия и включения адаптивных механизмов

Адаптация организма человека осуществляется также за счёт большого “запаса прочности”. Организм устроен по двум принципам: ограниченного лимита и строжайшей экономии. Примеров этому множество. Сердце может увеличить число сокращений в 2 раза без нарушения процесса жизнедеятельности, возможно повышение давления на 30–40 %, артериальная кровь содержит кислорода в 3,5 раза больше, чем необходимо для нормального уровня обмена веществ; организм переносит удаление ¾ печени, полное удаление селезёнки, 1/10 надпочечников достаточно для сохранения жизни. Способность организмов к приспособлению заложена изначально и не связана со средой обитания.

Какие существуют типы адаптаций? Различают генотипическую, фенотипическую, климатическую, социальную и другие адаптации.

Адаптация генотипическая – это генетически детерминированный процесс, развивающийся в ходе эволюционного развития (глубокие сдвиги в морфологии и физиологии, передающиеся по наследству) . Процесс генотипической адаптации контролируется естественным отбором, а не протекает под давлением непосредственно физиологических механизмов. Наиболее древние видовые (генотипические) адаптации Homo sapiens связаны с приспособлением к географически контрастным природным условиям и образованием рас – европеоидной, монголоидной, негроидной, близкой к ней австралоидной и малых рас (надэтносов) внутри этих больших рас. В населении мира европеоиды составляют 42,3 %, монголоиды – 36 %, негроиды – 7,4 %, австралоиды – 0,3 %.

Расовые различия касаются небольшого числа второстепенных признаков – цвета кожи, волос, глаз, формы носа, губ, разреза глаз, роста и пропорций тела, а также особенностей группы крови и активности некоторых ферментов. Для каждого из этих признаков может быть прослежена определённая связь с факторами географического распространения, климата и особенностей питания. Так, пропорции тела – коренастость или вытянутость, длина рук и ног, средняя толщина подкожного жира зависит от средней годовой температуры обитания .

Европеоиды светлокожи, для них характерны прямые или волнистые русые волосы, серые, серо-зелёные или каре-зелёные широко открытые глаза, узкий и сильно выступающий нос, нетолстые губы, умеренно развитый подбородок, широкий таз. Выступающий узкий нос у европеоидов удлиняет носоглоточный путь, что способствует нагреванию холодного воздуха и защищает от переохлаждения гортань и лёгкие. Негроиды темнокожи, для них характерны курчавые тёмные волосы, длинная голова, толстые губы, широкий и плоский нос, карие или чёрные глаза, узкий таз, большие ступни. Широкий и плоский нос у негроидов способствует большей теплоотдаче, их курчавые волосы предохраняют голову от перегрева. Длинные конечности обеспечивают индивидов дополнительной площадью тела, способствующей более быстрой потере тепла, это имеет преимущество в жарком климате. Монголоиды смуглокожи, обладают жёлтой или жёлто-коричневой кожей, плоским скуластым лицом, прямыми жёсткими иссиня-чёрными волосами, узкими и слегка раскосыми карими глазами со складкой верхнего века во внутреннем углу глаза, плоский и довольно широкий нос. Австралоиды почти также темнокожи как негроиды (их кожа имеет шоколадный цвет), но для них характерны крупная голова и массивное лицо с очень широким и плоским носом, выступающим подбородком, тёмными волнистыми волосами. Австралоиды являются аборигенами Австралии.

Расовые особенности не связаны с периодизацией, уровнями физического и умственного развития и плодовитостью. Для современного человека характерен процесс заметной метисации – смешения рас.

Климатическая адаптация (акклиматизация) – процесс приспособления человека к климатическим условиям. Акклиматизация – это начальный срочный этап при изменении климата географических условий (Крайний Север или экваториальная зона). Обмен веществ и энергии у человека очень пластичен. Человек может приспособиться к широкому диапазону факторов среды – температуры, атмосферного давления концентрации кислорода, состава пищи и т. д. Физиологическая адаптация людей к холодному климату сопровождается повышением обмена веществ, изменением температурной чувствительности открытых частей тела, глубины дыхания, сдвигом пищевого предпочтения в сторону повышенной калорийности пищи. Благодаря увеличению слоя подкожного жира улучшается теплоизоляция организма.

Приспособление к жаркому климату достигается изменением кровообращения, водно-солевого обмена, изменением кровяного давления, улучшением работы почек и потовых желёз. Все эти сдвиги находятся под контролем нервной и эндокринной систем. При быстром изменении климатических условий может ухудшаться состояние организма. При смене условий прежними организм возвращается к прежнему состоянию. Подобные изменения и называют акклиматизацией. Способность к индивидуальной пищевой или климатической адаптации зависит от расовой принадлежности, пола, возраста и общего физического здоровья.

Однако в большинстве случаев приспособление к тому или иному климату, характеру питания и деятельности происходит не за счёт функциональной адаптации, а за счёт психологической мотивации, приспособительного поведения.

Среда обитания человека не ограничивается лишь климатическими условиями. Человек может жить и в городе, и в селе. В процессе эволюционного развития он приспосабливается прежде всего к спокойным ритмам сельской жизни. Человек адаптируется и к жизни в городе, но при этом испытывает стресс: отрицательные эмоции, дискомфортные ощущения физиологического и психического характера при столкновении с устойчивыми раздражителями. К этой сфере адаптации относится и переезд в другую страну. Одни быстро адаптируются, другие – с большим трудом, третьи – внешне адаптировавшись, испытывают чувство ностальгии.

Особо следует выделить социальную адаптацию – приспособление личности или социальной группы к социальной среде. Человек может приспособиться к группе, усвоив и приняв её нормы, правила поведения и ценности и т. п. В качестве механизмов адаптации выступают, с одной стороны, внушаемость, комфортность как формы подчинительного поведения, а с другой – умение найти своё место, проявить решительность. Большое значение имеет согласование самооценок и притязаний субъекта с его возможностями и реалиями социальной среды.

Итак, сделаем несколько выводов о возможности физиологического приспособления человека к быстро изменяющимся в результате техногенной деятельности условиям окружающей среды:

1. Эволюция человека в биологическом плане почти завершена, она протекает очень медленно и на неё требуются поколения.

2. Человек для приспособления использует не только свои генетические возможности, но и прибегает к помощи культуры.

3. Адаптация – тоже медленный процесс, иногда невозможный. Чаще всего человек адаптируется за счёт психологической мотивации.

Термин «адаптация» означает приспособление. Это фундаментальное свойство живого организма, обеспечивающее его непрерывное приспособление к изменяющимся условиям окружающей среды. Наиболее ярко значение адаптации проявляется при повреждении организма. В отличие от здорового, поврежденный организм 1) вынужден приспосабливаться к новым для него условиям существования, т.к. обычные условия среды становятся для него неадекватными и он не может их избежать. 2) в ответ на повреждение включаются такие приспособительные механизмы как воспаление, лихорадка, тромбоз и т.д. Являясь по сути патологическими процессоми, они в отсутствие врачебных мероприятий являются единственным естественным процессом, который может предотвратить гибель организма. У здорового человека условия для включения этих приспособительных процессов отсутствуют. 3) в процессе адаптации к повреждению могут измениться и основные параметры гомеостаза с выработкой других новых констант, иногда не совместимых с жизнью здорового человека, как например, при хронических болезнях. (Пример: острая и хроническая гипоксия). Это приспособление формируется на основе гено- и фенотипической адаптации, а для человека и социальной. При генотипической адаптации требуется возникновение новой генетической информации за счет мутаций или рекомбинаций генов. Она, т.е. генотипическая адаптация, стала основой эволюции, потому что ее достижения закреплены генетически и передаются по наследству. Именно в результате адаптации к изменяющимся условиям среды на основе наследственности, мутаций и естественного отбора возникло современное многообразие животных и растений. Поэтому организм и среда —это единое целое . Для организма, существующего в адекватных условиях среды необходимость адаптации отсутствует, поскольку он к этим условиям уже адаптирован его генетической программой (генотипическая адаптация) или созданием специальных условий, исключающих необходимость адаптации.

Во-вторых, в процессе индивидуальной жизни человек подвергается различным возмущающим неадекватным воздействиям, которые могут нарушить нормальную жизнедеятельность организма и саму генетическую программу индивида. Чтобы ограничить рамки жизнедеятельности адекватных условий от процессов жизнедеятельности в неадекватных необходимо уточнить, что следует понимать под адекватными условиями среды.

Тогда неадекватными являются условия среды не соответствующие в данный момент гено-фенотипическим свойствам организма. Следует подчеркнуть —именно в данный момент его существования, т.к. например, в зависимости от возраста люди по разному переносят действие тепла и холода (новорожденный и старик). Т.е. при оценке адекватности или неадекватности условий необходимо учитывать и такое свойство организма как реактивность. Следует также оговориться, что неадекватность есть понятие относительное и может быть применимо только к конкретному инидивидууму, в определенных случаях к популяции или виду.

Например, у человека отсутствует ген (или снижена его функция) ответственный за синтез продукта, необходимого для обеспечения жизнедеятельности организма. Это может привести к нарушению гомеостаза и развитию наследственной болезни. Но если этот продукт в достаточном количестве поступает из внешней среды заболевания не возникает. Т.е. в первом случае условия среды будут неадекватными для данного индивидуума, а во втором адекватными. (Пример с заменимыми и незаменимыми аминокислотами, при отсутствии фермента, участвующего в синтезе аминокислоты, она становится незаменимой). Этот пример приведен для того, чтобы подчеркнуть, что неадекватные условия могут возникнуть не только при появлении нового фактора в окружающей среде (к новому организм не адаптирован) или в результате чрезмерного усиления уже имеющихся, но и в результате отсутствия фактора, необходимого для осуществления процессов жизнедеятельности. (Другой пример: снижение концентрации О 2). В этих определениях наряду с врожденными свойствами, определяемых генотипом фигурирует и термин приобретенные, т.е. фенотипические свойства организма.

Хорошо известно, что в процессе жизни, под влиянием различного вида тренировок организм может приобрести отсутствующую ранее устойчивость к определенному фактору или факторам внешней среды, т.е. ранее неадекватный фактор становится для данного организма адекватным. Это новое свойство организма является проявлением фенотипической индивидуальной адаптации, которую можно определить как развивающийся в ходе индивидуальной жизни процесс, в результате которого организм приобретает отсутствующую ранее устойчивость к определенному фактору внешней среды. Это повышение устойчивости приобретается в процессе взаимодействия особи с окружающей средой и генотип становится исходным пунктом ее формирования. Сказанное можно подтвердить результатами экспериментальных исследований.

Так показано, что однократное 6‑часовое плавание нетренированных животных вызывает повреждение мышечных клеток сердца, а именно: набухание митохондрий, разрушение их крист, отек саркоплазмы, местами разрушение сарколеммальной мембраны и набухание сегментов СПР. У животных, которых в течение 3— месяцев тренировали плаванием, в последующем такая же по интенсивности 6‑часовая нагрузка плаванием уже не вызывала повреждений в клетках миокарда. Введение животным 3‑ей группы нетоксичных доз актиномицина —антибиотика, который прикрепляясь к гуаниловым нуклеотидам ДНК делает невозможной транскрипцию, т.е. лишает возможности генетический аппарат отреагировать на эти воздействия, исключало и возможность формирования повышенной устойчивости к физической нагрузке.

Таким образом, в отличие от генотипической адаптации фенотипическая адаптация предусматривает не заранее сформированную наследственную адаптивную реакцию, а возможность ее формирования под влиянием среды. Это свойство не передается по наследству. Общим как для генотипической, так и фенотипической адаптации является приобретение организмом нового качества. Это новое качество проявляется прежде всего в том, что организм не может быть поврежден тем фактором, к которому приобретена адаптация, т.е. адаптационные реакции по существу своему являются реакциями, предупреждающими повреждение организма, они составляют основу естественной профилактики заболеваний, поэтому изучение этих процессов весьма актуально для медицины.

Многовековой опыт клинической медицины не может дать представления о действительных возможностях этих реакций, поскольку он основан почти исключительно на изучении болезней человека, т.е. тех случаев, когда защитные силы организма оказались в той или иной мере несостоятельными и «показали»себя с отрицательной стороны. Иначе говоря, мы хорошо знаем, сколько раз мы болели и совсем не представляем, как часто создавалось опасное для жизни стечение обстоятельств, когда мы могли заболеть, но этого не случилось.

При повреждении организма, т.е. при болезни возникает стойкое нарушение гомеостаза, следствием чего является изменение отношений больного с внешней средой. В результате ранее адекватные факторы этой среды становятся неадекватными для поврежденного организма. Например, при поражении сердечной мышцы способность организма к физической нагрузке резко снижается и обычная физическая нагрузка становится чрезмерной неадекватной.

В процессе развития болезни организм вынужден приспосабливаться к новым для него условиям существования путем изменения уровня функционирования отдельных систем и соответствующего напряжения регуляторных механизмов.

Таким образом, жизнедеятельность как больного, так и здорового организма в неадекватных условиях среды требует включения дополнительных приспособительных механизмов, т.е. адаптацию.

Эти механизмы могут быть направлены: 1. На поддержание основных констант организма, определяющих постоянство его внутренней среды (газов. сост. крови, КЩР, электролит. состава и т.д.). 2. На сохранение гомеостаза в результате включения приспособительных механизмов, направленных на устранение или ограничение действия повреждающих факторов. Эти реакции могут носить местный или общий характер. (Избегание контакта, воспаление или лихорадка). 3. На изменение гомеостаза, приводящие к повышеннию устойчивости организма, к повреждению или на сохранение оптимальных форм взаимодействия организма и среды при его повреждении. (Пример: выработка эритроцитов в условиях высокогорья, приобретенный иммунитет после перенесенной болезни, гипертрофия органа в ответ на повреждение).

Таким образом, адаптация —это процесс поддержания функционального состояния гомеостатических систем и организма в целом, обеспечивающий его сохранение и жизнедеятельность в конкретных неадекватных условиях среды.

Этапы адаптации.
Срочная и долговременная адаптация.

В развитии адаптационных реакций, как правило, прослеживается два этапа: этап срочной, но несовершенной адаптации и последующий этап устойчивой и более совершенной долговременной адаптации.

Срочный этап адаптации.

Срочный этап адаптационной реакции возникает непосредственно после начала действия неадекватного фактора (раздражителя) и реализуется лишь на основе готовых, т.е. уже имеющихся физиологических механизмов. Проявлениями срочной адаптации является увеличение теплопродукции в ответ на холод, увеличение теплоотдачи в ответ на тепло, рост легочной вентиляции и минутного объема кровообращения в ответ на гипоксию и т.д.

Важнейшая черта этого этапа адаптации состоит в том, что деятельность организма протекает, как правило, на пределе его функциональных возможностей —при полной мобилизации функционального резерва и далеко не всегда обеспечивает необходимый адаптационный эффект. Следует иметь ввиду, что максимальное напряжение приспособительных реакций определенных физиологических систем само по себе может приводить к серьезным нарушениям в других системах. Например, при шоке и резком падении АД возникает выраженное возбуждение симпатико-адреналовой системы и значительное повышение катехоламинов в крови. Это приводит к резкому сужению периферических сосудов, открытию артерио-венозных анастомозов, расширению сосудов мозга и сердца. Возникает т.н. феномен централизации кровообращения, что обеспечивает преимущественное снабжение кровью мозга и сердца, т.е. имеет срочное приспособительное значение, но включение этой реакции сопровождается резким ограничением кровотока в других органах и в частности, в почках, в результате может вызвать острую почечную недостаточность. Т.о., срочная адаптация либо обеспечивает быстрый выход из контакта с фактором среды, либо, оказавшись несостоятельной, может усугубить повреждение организма в результате расточительной траты энергетических резервов. Пример: продолжительность умирания и успех реанимационных мероприятий очень часто находятся в обратной зависимости, т.е. чем длительнее этот период, чем активнее больной борется со смертью, тем короче период клинической смерти, тем меньше шансов на успех реанимации (можно привести пример с кардиоплегией).

Долговременный этап адаптации.

Долговременный этап адаптации возникает в результате длительного или многократного действия на организм неадекватных факторов среды, т.е. он развивается на основе многократной реализации срочной адаптации и характеризуется тем, что в итоге организм приобретает новое качество —из неадаптированного превращается в адаптированный.

Стадии формирования долговременной адаптации

В процессе формирования долговременной адаптации выделяют три стадии:

Первая стадия —становление компенсации или стадия перехода срочной адаптации в долговременную. В основе формирования этой стадии лежит триада: 1) нарушение функции, обусловленное изменением гомеостаза в поврежденном организме; 2) активация систем, специфически ответственных за ликвидацию возникшего функционального дефекта; 3) выраженная активация адренергической и гипофизирно-адреналовой систем, неспецифически включающихся п ри любом повреждении организма, т.е. синдром стресса.

В результате метаболических изменений в клетках соответствующих органов, при потенцирующем участии стрессорных гормонов (адреналина, норадреналина и др.) возникает увеличение синтеза нуклеиновых кислот и белков, образующих ключевые структуры клетки (например, митохондриальных белков, сократительных и т.д.). Это проявляется гипертрофией или гиперплазией клеток этих органов и в конечном итоге приводит к увеличению мощности систем, ответственных за адаптацию. Более подробно о роли стресса в процессах адаптации и его роли в патологии вы можете прочитать в методпособии «Общая часть»(стр. 27—).

Вторая стадия —стадия сформировавшейся долговременной адаптации. В эту стадию структура органа приходит в соответствие с его функцией, что приводит к устранению нарушений гомеостаза и в результате исчезает ставшая излишней реакция стресса. Эта стадия может длиться годами, поддерживая оптимальную в данных условиях жизнедеятельность организма.

Из практики спортивной и авиационной медицины хорошо известно, что лица с такими диагнозами как начальные формы атеросклероза, компенсированные пороки сердца, язвенная болезнь и т.д. не только активно участвовали в напряженной работе, но и добивались нередко выдающихся успехов. Т.е. эти лица, несмотря на наличие у них заболеваний, находились в состоянии удовлетворительной адаптации к условиям среды.

Был установлен очень важный факт —наличие неперекрестного защитного эффекта долговременной адаптации, т.е. когда адаптация к действию определенного фактора повышает резистентность, т.е. устойчивость организма к повреждающему действию совсем других факторов. Например, адаптация к физическим нагрузкам повышает резистентность к гипоксии, тормозит развитие атеросклероза, гипертонической болезни сердца, диабета, повышает устойчивость к радиационному повреждению.

Этот эффект может проявиться и на фоне уже имеющегося заболевания. Так, в нашей лаборатории установлен выраженный лечебный эффект физических нагрузок на развитие острой фазы адъювантного артрита у крыс.

В основе явления перекрестной адаптации, как показали работы Ф.З. Меерсона лежит активация так называемых стресс-лимитирующих систем и феномен адаптационной стабилизации структур (ФАСС).

Установлено, что в молекулярных механизмах ФАСС важную роль играет экспрессия определенных генов и как следствие —накопление в клетках специальных, т.н. «стресс-белков», которые предотвращают денатурацию белков (поэтому их еще называют —белки теплового шока) и таким образом защищают клеточные структуры от повреждения.

Третья стадия —стадия декомпенсации и снижения адаптационных возможностей организма не является обязательной и характеризуется развитием атрофических и дистрофических изменений в клетках системы, ответственной за адаптацию.

Переходу в эту стадию может способствовать снижение энергетических и пластических ресурсов организма. Наименее благоприятная в этом плане ситуация складывается в поврежденном организме. Так при наличии порока сердце вынуждено постоянно работать в режиме повышенной функциональной нагрузки, что приводит к его гипертрофии. Если порок прогрессирует, то дальнейшее увеличение нагрузки на миокард сопровождается атрофией кардиомиоцитов с развитием кардиосклероза. В итоге снижение функционально-активных структур приводит к развитию порочного круга: чем менее полноценна функциональная система, ответственная за адаптацию, тем больше нагрузка на нее, тем быстрее она изнашивается. Переходу в эту стадию может способствовать и возникновение новой болезни или резкое изменение условий внешней среды, когда организм переключается на борьбу с ней или на адаптацию к новым условиям среды за счет активации других систем ранее не задействованных. В то же время функция этих новых систем может оказаться недостаточной, что будет способствовать затяжному течению болезни. Дело в том, что в процессе адаптации увеличение функциональной активности одной системы приводит к снижению функциональных и структурных резервов в других органах, не участвующих в процессах адаптации.

Так, например, в эксперименте установлено, что при тренировке к физической нагрузке у молодых, растущих животных вместо обычной гипертрофии мышечных клеток сердца происходит их деление —гиперплазия и общее кол-во кардиомиоцитов увеличивается на 30%, т.е. структурный резерв органа возрастает.

Одновременно наблюдаются противоположные изменения в почках, надпочечниках и печени. Так, кол-во нефронов в почках уменьшилось на 25%, а кол-во клеток в надпочечниках и печени на 20—%. Очевидно, что структурный резерв этих органов снижается.

Хорошо известен и то факт, что при тяжелой болезни процесс физического развития ребенка приостанавливается. Следовательно и развитие болезни сопровождается односторонней тратой структурных резервов, направляемых на борьбу с ней и снижается пластическое обеспечение других тканей.

Уменьшение структурного резерва органов снижает адаптационные возможности организма, что приводит к ограничению срока полноценной жизни человека и способствует росту хронических болезней. Отсюда простой практический вывод: чем раньше диагностирована болезнь и устранена, тем ниже цена адаптации, тем более полноценной будет жизнь человека в дальнейшем.

Известно также, что успешная адаптация к определенным факторам внешней среды снижает устойчивость (резистентность) к повреждающему действию других факторов. Например: гипертрофированный миокард менее устойчив к действию гипоксии, у гетерозиготного носителя S‑формы гемоглобина при дефиците О 2 в окружающей среде возникает гемолиз эритроцитов.

С другой стороны включение приспособительных механизмов препятствует появлению клинических симптомов болезни. Человек может жить и считать себя здоровым, несмотря на наличие болезни (иногда очень тяжелой), т.к. до появления ее первых признаков никто, в том числе и сам больной, об этом даже не подозревает (Дж.Пристли: «Быть здоровым и чувствовать себя здоровым —это далеко не одно и тоже). В таких ситуациях включение приспособительных механизмов, резко обедняя и «затушевывая»клиническую картину болезни, встает главным препятствием на пути ранней диагностики болезней —основного принципа, на котором строится система современной клинической медицины.

На вопрос: «Есть ли выход из этого противоречия?»Можно ответить положительно: «Им является профилактика, предупреждающая само зарождение болезни.»

Еще 400— лет назад средняя длительность жизни человека не превышала 30 лет. В начале ХХ столетия средняя продолжительность жизни не достигала 50 лет, тогда как начиная со второй половины нашего века этот показатель в развитых странах превысил 70‑летний рубеж. Очевидно, что столь быстрое увеличение продолжительности жизни не могло быть связано с изменением биологических свойств организма, т.е. с его генотипической адаптацией.

Контролирование эпидемий, прогресс в лечении большинства инфекционных болезней и улучшение питания сыграли решающую роль в этих сдвигах.

В отличие от животного, человек не только приспосабливается в среде, но и преобразует ее, создавая искусственную среду обитания. Люди, как существа социальные, изобрели множество приспособлений для жизни в неадекватных условиях среды и получили возможность жить в условиях ранее не совместимых с жизнью. (В космосе, в глубинах океана, в безвоздушном пространстве и т.д.).

С другой стороны, в процессе адаптации к условиям научно-технического прогресса возникли особые, свойственные только человеку болезни, почти не встречающиеся в естественных условиях у других млекопитающих (инфаркт миокарда, гипертоническая болезнь, язвенная болезнь, бронхиальная астма, лучевая болезнь и большая группа профессиональных болезней).

Социальная адаптация.

Определяющей функцией человека в обществе является его соцально-трудовая деятельность. Для конкретного человека возможность к ней реализуется в процессе обучения и трудовой специализации. Приспособление организма человека к выполнению определенных видов трудовой деятельности и составляет содержание его социальной адаптации.

Возникновение болезни существенно ограничивает возможности к социальной адаптации, поэтому профилактика заболеваний является не только медицинской проблемой, но и общегосударственной. То есть основной целью государственной политики должно являться сохранение и поддержание здоровья.

Здоровье —это не только отсутствие какой-либо патологии. но и возможность организма успешно адаптироваться к изменяющимся условиям среды, в том числе социальным.

Существование человека вне общества является для него экстремальным условием. Только социально-адаптированный человек может выжить вне общества (например, Робинзон). Ребенок, если он жил вне общества людей, например, в стае волков, утрачивает способность к социальной адаптации. Рассказ Киплинга о Маугли —это только красивая легенда. В 1947 году в Индии, в стае волков, были обнаружены две девочки —Амала (2года) и Камала (7лет). После возвращения к людям они так и на смогли осуществлять даже такие элиментарные навыки, как прямохождение и использование рук для приема пищи.

Доказано, что потолок творческих и интеллектуальных возможностей человека задается в возрасте 15— лет, а на 70—% он закладывается в первые два года. Дальше подростка можно поместить в самый лучший пансион, приставить лучших учителей и все равно его творческий потенциал останется прежним.

Интерес к изучению механизмов адаптации постоянно возрастает. Это связано: 1. С развитием научно-технического прогресса, освоением человеком новых видов трудовой деятельности, к которым он оказался неподготовленным программой своего биологического развития (примеры: работа в условиях невесомости, радиации, гравитационных перегрузок и т.д.). 2. С расширением ареала жизнедеятельности (пример: освоение аридных зон). 3. С ухудшением экологической обстановки окружающей среды. 4. С успехами медицины, которые привели к выживанию среди людей таких индивидуумов, которые никогда бы не выжили вне искусственной среды, созданной цивилизацией и научно-техническим прогрессом.

В заключение хотелось бы подчеркнуть, что повреждение и приспособление —это два начала, которые и определяют особенности жизнедеятельности больного, т.е. поврежденного организма, приводящие к изменению биологической и снижению социальной адаптации.

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

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.

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.