Формирование механизмов срочной и долговременной адаптации

Энергетический обмен, энергетический баланс организма; особенности энерготрат при занятиях физической культурой и спортом.

Первый закон термодинамики гласит, что энергия не может быть ни создана, ни уничтожена. Живые организмы потребляют из окружающей среды энергию, преобразуют одну форму энергии в другую, а затем возвращают в среду эквивалентное количество энергии в форме, наименее пригодной для них. Энергия, возвращаемая клеткой в окружающую среду, обычно выделяется в форме тепла, которое является окончательным результатом всех превращений энергии в организме. Тепло образуется при превращении химической энергии в механическую, а также возникает в результате трения. Часть механической энергии также превращается в тепло.

Энергия, затрачиваемая при выполнении актов жизнедеятельности – результат расщепления аденозинтрифосфорной кислоты (АТФ) и превращения химической энергии этого соединения в какую-либо другую форму (механическую, тепловую, электрическую, осмотическую). Чем интенсивнее деятельность клеток, тем больше необходимо тратить и синтезировать АТФ. Ресинтез АТФ осуществляется либо анаэробно, т.е. без участия кислорода, либо аэробно, то есть за счет окислительных процессов.

Соотношение количества энергии, поступающей с пищей, и энергии, расходуемой организмом, называется энергетическим балансом.

В организме должен поддерживаться энергетический ба­ланс поступления и расхода энергии. Живые организмы получают энергию в виде ее потенциальных запасов, аккумулированных в хи­мических связях молекул углеводов, жиров и белков. В процессе биологического окисления эта энергия высвобождается и использу­ется прежде всего для синтеза АТФ.

Запасы АТФ в клетках невелики, поэтому они должны постоянно восстанавливаться. Этот процесс осуществляется путем окисления питательных веществ. Запас энергии в пище выражается ее калорий­ностью, т. е. способностью освобождать при окислении то или иное количество энергии. Расход энергии зависит от возраста и пола, ха­рактера и количества выполняемой работы, времени года, состояния здоровья и других факторов.

При избыточном питании, превышающем действительные расходы энергии, происходит накопление энергетических запасов (в основном – увеличение массы жировой ткани). В условиях недостаточного питания запасы жира, а также углеводов уменьшаются, человек теряет в весе.

Основным обменом называется количество энергии, которое тра­тит организм при полном мышечном покое, через 12-14 часов после приема пищи и при окружающей температуре 20-22°С. У взрослого человека он в среднем равен 1 ккал на 1 кг массы тела в 1 час. У людей при массе тела в 70 кг основной обмен в среднем равен около 1700 ккал. Нормальные его колебания составляют 10%. У женщин ос­новной обмен несколько ниже, чем у мужчин; у детей он выше, чему взрослых.

Энерготраты в состоянии относительного покоя превышают ве­личину основного обмена. Это обусловлено влиянием на энергообмен процессов пищеварения, терморегуляцией вне зоны комфорта и тратами энергии на поддержание позы тела человека.

Энерготраты при различных видах труда определяются харак­тером деятельности человека. Суточный расход энергии в таких случаях включает величину основного обмена и энергию, необхо­димую для выполнения конкретного вида труда. По характеру производственной деятельности и величине энерготрат взрослое население может быть разделено на 4 группы: 1) люди умственно­го труда, их суточный расход энергии составляет 2200-3000 ккал; 2) люди, выполняющие механизированную работу и расходующие за сутки 2300-3200 ккал; 3) люди частично механизированно­го труда с суточным расходом энергии 2500-3400 ккал; 4) люди немеханизированного тяжелого физического труда, энерготраты которых достигают 3500-4000 ккал. При спортивной деятельнос­ти расход энергии может составлять 4500-5000 ккал и более. Это обстоятельство следует учитывать при составлении пищевого ра­циона спортсменов, который должен обеспечивать восполнение расходуемой энергии.

Адаптация - совокупность физиологических реакций, обеспечивающих приспособление строения и функций организма или его органа к изменении) окружающей среды (к общеприродным, производственным или социальным условиям, в том числе и к занятиям физической культурой и спортом).

При действии любых, значимых для организма факторов, в нем происходят неспецифические психофизиологические проявления адаптационной активности, обозначаемые термином "стресс" (напряжение). Совокупность защитных реакций организма, направленных на ликвидацию стресса, получила название "общего адаптационного синдрома", который является неспецифическим (организм аналогично реагирует в ответ на действие различных раздражителей).

Стресс имеет три стадии.

Первая стадия "реакция тревоги" развивается через 6 часов после стрессорного воздействия, происходит мобилизация защитных сил, которая длится до 1-2 суток. Ни один организм не может находиться в состоянии тревоги длительное время, и если он выживает, то возникает стадия резистентности или устойчивости, т.е. приспособления к трудной ситуации. Если стрессорное воздействие продолжается, то может наступить третья стадия - стадия истощения, в течение которой происходит снижение секреции глюкокортикоидов (называют адаптивными гормонами (кортизол и кортикостерон), вырабатываются корой надпочечников, при их недостатке затрудняется развитие адаптации и организм становится чувствительным к воздействию любых изменений внешней среды, адаптивное их влияние заключается во влиянии их на белковый и углеводный обмен).

Большинство адаптационных реакций организма осуществляется в два этапа. Начальный этап - срочная, по не всегда совершенная адаптация, реализуется на основе ранее сформированных физиологических механизмов, а функционирование органов и систем протекает на пределе физиологических возможностей организма, при почти полной мобилизации всех резервов, но наиболее оптимальный адаптивный эффект не обеспечивается.

На втором этапе долговременная (совершенная) адаптация к длительно воздействующему раздражителю возникает постепенно па основе многократной реализации срочной адаптации. Переход от срочной к долговременной адаптации осуществляется при формировании адаптивных морфологических и физиологических изменений, основанных на активации синтеза нуклеиновых кислот и белков в клетках тех органов и систем, где произошло нарушение функций при действии экстремальных факторов на организм человека.

Систематические занятия физической культурой и спортом приводят к адаптации организма к физическим нагрузкам, в основе которой лежат морфологические и функциональные изменения. Срочная адаптация протекает на пределе возможностей организма, реализуясь на основе готовых, ранее сформированных физиологических механизмах, и проявляется включением дополнительной чаете двигательных единиц и генерализованным включением большого количества мышечных групп, недостаточно совершенной координацией движений, ростом уровня лактата, увеличением распада, белка в скелетных мышцах, неэкономной мобилизацией функциональных резервов органов дыхания и кровообращения (рост ЧСС, частоты дыхания).

Долговременная адаптация развивается на основе многократной реализации срочной адаптации и сопровождается перестройкой аппарата гуморальной регуляции (экономичность функционирования и повышение его мощности), активацией синтеза белка, ростом клеточных структур и повышением функциональных возможностей клеток, В результате этих процессов возникает умеренная гипертрофия, увеличение васкуляризации, рост массы клеточных систем транспорта кислорода и количества митохондрий. В процессе долговременной адаптации гормоны (катехоламины и глюкокортикоиды) играют ведущую роль в механизме переключения энергетического обмена с углеводного типа на жировой, что ведёт к уменьшению жировой ткани. Одновременно увеличивается ёмкость и пропускная способность сосудов сердца.

Адреналин и норадреналин играют важную роль в адаптации орга­низма к чрезвычайным напряжениям — стрессам, т. е. они являются адаптивными гормонами.

Адреналин вызывает целый ряд эффектов, обеспечивающих деятельное состояние организма:

• учащение и усиление сердечных сокращений, облегчение ды­хания путем расслабления бронхиальных мышц, что обеспечи­вает увеличение доставки кислорода тканям;

• рабочее перераспределение крови — путем сужения сосудов кожи и органов брюшной полости и расширения сосудов моз­га, сердечной и скелетных мышц;

• мобилизация энергоресурсов организма за счет увеличения выхода в кровь глюкозы из печеночных депо и жирных кислот из жировой ткани;

• усиление в тканях окислительных реакций и повышение теп­лопродукции;

• стимуляция анаэробного расщепления глюкозы в мышцах, т. е. повышение анаэробных возможностей организма;

• повышение возбудимости сенсорных систем и ЦНС.

Норадреналин вызывает сходные эффекты, но сильнее действует на кровеносные сосуды, вызывая повышение артериального давления, и менее активен в отношении метаболических реакций.

Активация выброса адреналина и норадреналина в кровь обеспечи­вается симпатической нервной системой, вместе с которой эти гор­моны функционально составляют единую симпато- адреналовую систему, обеспечивающую приспособительные реакции организма к любым изменениям внешней среды.

Дата добавления: 2014-01-04