Глава 1. Механизм адаптации к физическим нагрузкам

Проблема адаптации к физическим нагрузкам, или «тренированности», с давних пор привлекала внимание исследователей и в настоящее время остается одной из актуальных проблем биологии и медицины. Существо ее заключается в раскрытии механизмов, за счет которых нетренированный организм становится тренированным, т. е. механизмов, лежащих в основе формирования положительных сторон адаптации, обеспечивающих тренированному организму преимущества перед нетренированным, и отрицательных сторон, которые составляют так называемую цену адаптации. Преимущества тренированного организма достаточно хорошо изучены и характеризуются тремя основными чертами: 1) тренированный организм может выполнять мышечную работу такой продолжительности или интенсивности, которая не под силу нетренированному; 2) тренированный организм отличается более экономным функционированием физиологических систем в покое и при умеренных, непредельных физических нагрузках и способностью достигать при максимальных нагрузках такого высокого уровня функционирования этих систем, который недостижим для нетренированного организма; 3) у тренированного организма повышается резистентность к повреждающим воздействиям и неблагоприятным факторам.

Если первые иве черты отражают особенности выполнения тренированным организмом мышечной работы и представляют преимущественный интерес для физиологии труда и спорта, то третья черта, являющаяся выражением положительных перекрестных эффектов адаптации, имеет непосредственное значение для здоровья человека и составляет основу использования адаптации к физическим нагрузкам в медицине как средства профилактики заболеваний здоровых людей и как средства лечения и реабилитации больных.

«Цена» адаптации отражает общебиологическую закономерность, которая состоит в том, что все приспособительные реакции организма обладают лишь относительной целесообразностью. «Цена» адаптации к физическим нагрузкам может проявляться как в прямом «изнашивании» функциональной системы, на которую при адаптации падает главная нагрузка, так и в виде отрицательных перекрестных эффектов, т. е. в нарушении функционирования органов и систем, не связанных непосредственно с выполнением мышечной работы.

Очевидно, что понимание механизма формирования тренированности составляет необходимую предпосылку активного управления этим процессом, которое может обеспечить наиболее рациональное достижение преимуществ адаптации и снижение ее «цены».

Существенно, что в процессе развития адаптации к любому фактору среды определяются два основных этапа: начальный этап — «срочная», но несовершенная адаптация И последующий этап — «долговременная», устойчивая адаптация. Во всех случаях «срочная» адаптация реализуется мгновенно, но реакция организма протекает «на пределе», с утратой резервов, с низким, кратковременным результатом, и сопровождается выраженной стресс-реакцией. «Долговременная», устойчивая адаптация характеризуется более совершенной экономной реакцией организма на данный фактор среды, отсутствием выраженной стресс-реакции и возможностью нормальной жизнедеятельности в условиях действия этого фактора. В основе перехода «срочной» адаптации в «долговременную», устойчивую лежит обеспечиваемое активацией синтеза нуклеиновых кислот и белков формирование разветвленного структурного «следа» (структурного базиса адаптации) в функциональной системе, ответственной за адаптацию к данному фактору среды.

При адаптации к физическим нагрузкам ответственная за нее функциональная система формируется при первоначальном действии любого сигнала, вызывающего интенсивную и длительную двигательную реакцию. При этом в ответ на действие сигнала на рецепторы возникает возбуждение соответствующих афферентных, моторных и вегетативных центров, активация функции эндокринных желез, что приводит к мобилизации скелетной мускулатуры, непосредственно осуществляющей данную двигательную реакцию, а также органов дыхания и кровообращения, обеспечивающих энергетический метаболизм работающих мышц. Таким образом, функциональная система, ответственная за адаптацию к физическим нагрузкам, включает в себя афферентное звено — рецепторы, центральное регуляторное звено — центры нейрогуморалъной регуляции на разных уровнях ЦНС, и эффекторное звено — скелетные мышцы, органы дыхания, кровообращения. Переход от «срочного» этапа адаптации к устойчивой, «долговременной» основан на формировании структурных изменений, — «следа», — во всех этих звеньях.

Формирование структурного «следа» обеспечивается активацией синтеза нуклеиновых кислот и белков, закономерно возникающей в ответ на действие физической нагрузки в клетках органов и тканей, составляющих функциональную систему. Эти структурные изменения «расширяют» в процессе развития адаптации звенья, лимитирующие на этапе срочной адаптации интенсивность в длительность мышечной работы, и в результате — организм приобретает указанные выше преимущества.

В соответствии с изложенным в данной главе мы кратко¹ ознакомим читателей с основными стадиями процесса формирования адаптации к физическим нагрузкам и охарактеризуем особен-

¹Пшенникова М. Г. Адаптация к физическим нагрузкам. — В кн.: Физиология адаптационных процессов. Руководство по физиологии. М.; Наука. 1986, с. 124—221.

ности структурного «следа» адаптации, которые играют решающую роль как в приспособлении организма к выполнению мышечной работы, так и в повышении его резистентности к повреждающим воздействиям. На этой основе во 2-й главе будут подробно проанализированы возможности и пути использования адаптации к физическим нагрузкам как средства профилактики, лечения и реабилитации при различных заболеваниях.