Адаптация и её эффективность

Гипофизом руководит гипоталамус, используя нервные связи и  систему кровеносных сосудов. Кровь, поступающая в переднюю долю гипофиза, обязательно проходит через срединное  возвышение гипоталамуса, обогащаясь там гипоталамическими нейрогормонами.

Нейрогормоны – это вещества пептидной природы, представляющие собой части белковых молекул. Обнаружено семь нейрогормонов, так называемых либеринов (то есть освободителей), которые стимулируют в гипофизе синтез тропных гормонов, а три нейрогормона – пролактостатин, меланостатин и соматостатин - напротив, тормозят их выработку. К нейрогормонам относят также вазоприссин и окситоцин. Продуцируют их нервные клетки ядер гипоталамуса, а затем по собственным нервным отросткам, транспортируют в заднюю долю гипофиза, и уже от сюда эти гормоны поступают в кровь, оказывая сложное действие на системы организма.

При физических нагрузках повышается нейросекреция в клетках ядер гипоталамуса. Этот нейросекрет по гипоталамо-гипофизарным путям перемещается в заднюю долю гипофиза, где используется при образовании гормонов – вазопрессина (АДГ) и окситоцина, которые влияют на сокращение гладкой мускулатуры  стенок сосудов, внутренних органов  и на центральную нервную систему.

В результате мышечной деятельности и потоотделения в плазме крови  повышается концентрация электролитов, что увеличивает осмотическое давление плазмы. Это является основным стимулом для выделения АДГ. Повышение  осмотического давления чувствуют  осморецепторы, которые расположены в гипоталамусе. В результате этого гипоталамус посылает импульсы в нейрогипофиз стимулируя выделение АДГ в кровь, по которой гормон перемещается в почки и обеспечивает задержку воды для того, чтобы нормализовать концентрацию электролитов в плазме. Эта способность АДГ сохранять воду в организме существенно снижает риск обезвоживания в условиях значительного потоотделения во время выполнения интенсивных физических нагрузок.

Физические нагрузки вызывают усиленную  продукцию аденогипофизом соматотропного (СТГ), тиеротропного (ТТГ) и адренокортикотропного (АКТГ) гормонов, но угнетают секрецию гонадотропных гормонов. Соматотропный гормон обеспечивает рост и гипертрофию мышц. Кроме этого он повышает синтез белков, способствует оптимальному использованию клетками питательных веществ, усиливает освобождение жирных кислот из жировой ткани и в определенных условиях угнетает использование тканями углеводов.

Повышенное выделение ТТГ во время физических нагрузок, приводит к повышению тироксина в плазме. Под влиянием тироксина усиливаются  окислительные процессы в организме. Также он увеличивает синтез белков и повышает возбудимость центральной  нервной системы.

 

При достаточно интенсивных нагрузках  усиливается продукция адренокортикотропного  гормона, который в свою очередь  повышает продукцию глюкокортикоидов(кортизон и кортикостерон) корой надпочечников. Благодаря увеличению содержания кортизона и кортикостерона в крови мобилизируются белковые и жировые ресурсы организма; усиливается образование гликогена в печени; обеспечивается удаление из клеток воды, которая образуется в результате усиления окислительных процессов; тонизируются многие приспособительные реакции, в том числе и реакции сердечно-сосудистой системы.

В состоянии утомления секреция АКТГ угнетается и как следствие  наблюдается угнетение продукции  глюкокортикоидов. Это является защитной реакцией, которая направлена на предотвращение чрезмерных затрат ресурсов организма.

Действие на гипофиз умеренных  и высоких однократных нагрузок различно. При однократных умеренных  физических нагрузках интенсивность  кровотока в аденогипофизе снижается. При этом ее клетки – аденоциты – активизируются, что проявляется в увеличении размера их ядер и числа клеточно-капиллярных контактов. При однократной интенсивной нагрузке капиллярный кровоток в аденогипофизе нарастает. Кровеносные капилляры расширены. Аденоциты увеличиваются в размерах и еще больше контактируют с кровеносными капиллярами, что облегчает выделение в кровь гормонов. Это свидетельствует о повышении функциональной активности передней доли гипофиза при физических нагрузках.

При длительном воздействии умеренных  физических нагрузок происходит снижение функциональной активности аденогипофиза. Это говорит о том, что организм уже адаптируется к таким условиям двигательного режима.

 

 

 

 

2. Адаптация к физическим  нагрузкам в органах.

Избыточная нагрузка на органы, участвующие  в ДА, может приводить к неадекватному возрастанию их массы (гипертрофии) с последующим развитием склеротических изменений и недостаточности функции. Проявления указанного процесса наиболее хорошо изучены на сердце. Развитие склеротических изменений и недостаточности функции в данном случае обусловлено комплексом факторов.

 

Среди них большое значение имеют  снижение обеспечения миокарда кислородом вследствие уменьшения числа капилляров на единицу массы ткани и увеличения диффузионного расстояния для кислорода, поскольку масса мышечных клеток резко возрастает; ослабление энергообеспечения  миокарда в результате уменьшения числа  митохондрий на единицу массы  и, возможно, снижения в них эффективности  биологического окисления; снижение активности ионных насосов мембран, так как  масса клеток возрастает в большей  степени, чем их поверхность, что  в дальнейшем может приводить  к нарушению удаления Са2+ из цитоплазмы и накоплению его в митохондриях; нарушение утилизации АТФ в акте сокращения, поскольку при перетренировке снижается АТФ-азная активность миозина.

 

При перетренировке еще до возникновения  сердечной недостаточности наблюдается  опережающее нарушение в системах, регулирующих сердечную деятельность, поэтому в таких условиях реакция  органа на нервные влияния ограничивается, а его приспособляемость снижается.

 

 

При неадекватно интенсивных тренировках  во время сформированной адаптации  может возникать снижение функциональных возможностей систем, не принимающих  участия в приспособлении к гипоксии: иммунной, выделительной, пищеварительной  и др. Это нередко происходит и  при отсутствии явных нарушений  режима тренировки. Так, в условиях адаптации к физической нагрузке, когда гипоксический фактор имеет  немаловажное значение, концентрация нуклеиновых кислот, белков и определенных органелл в клетках работающих скелетных мышц, миокарде и легких возрастает, а в клетках почек и печени снижается, вследствие чего масса и функциональные возможности последних уменьшаются.

 

Вместе с тем адаптированный организм может подвергаться действию не только гипоксического фактора, к  которому он высокоустойчив, но и других факторов. Это могут быть инфекционные агенты, яды, нарушения пищевого рациона  и пр., которые вызывают напряжения деятельности соответственно иммунной системы, печени, системы выделения, пищеварения и др. Снижение функциональных возможностей последних может стать  основой неблагоприятных последствий  ДА к гипоксии.

 

Примером подобных состояний могут  быть склонность высокотренированных спортсменов к инфекционным поражениям слизистых оболочек верхних дыхательных путей, повышенная чувствительность к некоторым лекарственным препаратам и др.

 

Таким образом, несмотря на преимущества, которые получает адаптированный организм, ДА к гипоксии по критерию реальной полезности является неоднозначным  состоянием, поскольку может приводить  к одностороннему совершенствованию  организма. Вопрос о том, можно ли избежать "расплаты за адаптацию", а если нельзя, то какова "цена адаптации" для организма, в настоящее время  имеет не только теоретическое, но и  важное практическое значение.

 

К сердечно-сосудистой системе относятся сердце, кровеносные сосуды и лимфатическая система.

Основной функцией сердечно-сосудистой системы является обеспечение тока физиологических жидкостей - крови и лимфы.

Движение крови и лимфы - обязательное условие для жизни высших организмов. Движение крови обеспечивается работой  сердца (сокращением сердечной мышцы). Движение лимфы обеспечивается иными  механизмами, о которых речь пойдет ниже.

Часто сердечно сосудистую систему  называют системой кровообращения.

Из основной функции вытекают другие функции сердечно-сосудистой системы:

  Обеспечение клеток питательными  веществами и

   кислородом

  Удаление из клеток продуктов  жизнедеятельности

 

  Обеспечение переноса гормонов  и, 

   соответственно,  участие  в гормональной

   регуляции функций организма

  Участие в процессах терморегуляции (за счет

   расширения или сужения  кровеносных сосудов

   кожи) и обеспечение равномерного  распределения

   температуры тела

  Обеспечение перераспределения  крови между

   работающими и неработающими  органами

  Выработка и передача в  кровоток клеток 

   иммунитета и иммунных тел (эту функцию

   выполняет лимфатическая  система - часть

   сердечно-сосудистой системы)

  Другие функции, описание  которых достаточно

   сложно, поэтому не приводится.

 

Деятельность сердечно-сосудистой системы регулируется собственными регуляторными механизмами сердца и сосудов, а также нервной системой и системой желез внутренней секреции.

Физиологические изменения в нервной  системе

 

Нервную систему принято подразделять на центральную и периферическую.

К центральной нервной системе  относятся головной и спинной  мозг.

К периферической нервной системе  относятся отходящие от головного  и спинного мозга нервы.

 

В головном и спинном мозге расположено  большое количество нервных клеток, тогда как периферические нервы - это отростки этих нервных клеток. Таким образом, очень упрощенно  можно сказать, что центральная  нервная система - это тела клеток, а периферическая - их отростки.

Существует еще одна классификация  нервной системы, независимая от первой. По этой классификации нервную  систему подразделяют на соматическую и вегетативную.

К соматической нервной системе (от латинского слова «сома» - тело) относится  часть нервной системы (и тела клеток, и их отростки), которая управляет  деятельностью скелетных мышц (тела) и органов чувств. Эта часть  нервной системы в большой  степени контролируется нашим сознанием. То есть мы способны по своему желанию  согнуть или разогнуть руку, ногу и так далее.

Однако мы неспособны сознательно  прекратить восприятие, например, звуковых сигналов.

Вегетативная нервная система (в  переводе с латинского «вегетативный» - растительный) - это часть нервной  системы (и тела клеток, и их отростки), которая управляет процессами обмена веществ, роста и размножения  клеток, то есть функциями - общими и  для животных, и для растительных организмов. В ведении вегетативной нервной системы находится, например, деятельность внутренних органов и сосудов.

Вегетативная нервная система  практически не контролируется сознанием, то есть мы не способны по своему желанию  снять спазм желчного пузыря,

остановить деление клетки, прекратить деятельность кишечника, расширить  или сузить сосуды.

Основные процессы, происходящие в  нервной системе во время интенсивной  физической нагрузки

  Формирование в головном  мозге модели конечного

   результата деятельности.

  Формирование в головном  мозге программы

   предстоящего поведения.

  Генерация в головном мозге  нервных импульсов,

   запускающих мышечное сокращение, и передача их 

   мышцам.

  Управление изменениями в  системах,

   обеспечивающих мышечную деятельность и не

   принимающих участие в мышечной работе.

 

  Восприятие информации о  том, каким образом

   происходит сокращение мышц, работа других

   органов, как изменяется  окружающая обстановка.

  Анализ информации, поступающей  от структур

   организма и окружающей  обстановки.

  Внесение при необходимости  коррекций в программу

   поведения, генерация и  посылка новых

   исполнительных команд мышцам.

Железы внутренней секреции

 

Изменения активности желез внутренней секреции во время мышечной деятельности зависят от характера выполняемой  работы, ее длительности и интенсивности. В любом случае эти изменения  направлены на обеспечение максимальной работоспособности организма.

Даже если организм еще не начал  выполнять мышечную работу, но готовится  к ее осуществлению (состояние спортсмена перед стартом), в организме наблюдаются  изменения в деятельности желез  внутренней секреции, характерные для  начала работы.

Изменения при значительных мышечных нагрузках

Изменение секреции гормона

Физиологический эффект

Гормоны, содержание которых повышается

Повышается выделение адреналина и норадреналина мозгового вещества надпочечников.

Повышается возбудимость нервной  системы, увеличивается частота  и сила сердечных сокращений, увеличивается  частота дыхания, расширяются бронхи, расширяются кровеносные сосуды мышц, головного мозга, сердца, сужаются кровеносные сосуды неработающих органов (кожи, почек, пищеварительного тракта и др.), увеличивается скорость распада  веществ, освобождая энергию для  мышечного сокращения.

Повышается выделение гормона  роста (соматотропного гормона) гипофиза

Усиливается распад жиров в жировой  ткани, облегчается их использование  как источника энергии для  мышечного сокращения. Облегчается  усвоение клетками питательных веществ.

Повышается выделение гормона  гипофиза, стимулирующего деятельность коркового вещества надпочечников (адренокортикотропного гормона).