Лекция 4. Адаптация, ее формы и механизмы

Приспособление организма к различным условиям существования

Понятие адаптации – условия существования – техногенные условия – формы адаптации – фенотипическая адаптация – кратковременная и долговременная адаптация – социальные условия адаптации человека

Адаптация (от лат. adaptatio – приспособлять, прилаживать) – это совокупность морфофизиологических, поведенческих, популяционных и других особенностей вида, обеспечивающая возмож­ность существования в определенных условиях среды.

В понятие "адаптация" входят:

– процессы, с помощью которых организм приспосабливается к окружающей среде;

– состояние равновесия между организмом и окружающей сре­дой;

– реализация нормы реакции в конкретных условиях среды с по­мощью изменения фенотипа;

– результат эволюционного процесса – адаптациогенез (отбор и закрепление генов, кодирующих информацию о развившихся из­менениях).

Явление биологической адаптации присуще всем живым орга­низмам и особенно такому высокоорганизованному, как человече­ский. Условия существования любого живого организма могут быть:

– адекватными (те, которые в данный момент позволяют орга­низму все процессы жизнедеятельности осуществлять в пределах нормы реакции);

– неадекватными (те, которые не соответствуют диапазону свойств организма, определяемых нормой реакции).

В адекватных условиях организм испытывает состояние комфор­та, т.е. оптимального уровня работы всех систем. В неадекватных условиях организму приходится включать дополнительные меха­низмы для обеспечения состояния устойчивости (резистентности), активизировать все процессы. Это состояние носит название "на­пряжения". Если с помощью напряжения организм не достиг состо­яния устойчивости, то развивается состояние "предболезни", а за­тем "болезни". Состояния комфорта, напряжения и адаптации составляют состояние здоровья (но не патологии); состояние адапта­ции – это нормальная физиологическая реакция.

Современные антропогенные (техногенные) условия включают, как правило, не один неблагоприятный фактор, а целый комплекс факторов, к которым должен приспособиться организм. Поэтому и ответ организма должен быть не только многокомпонентным, но и интегрированным. Эта интеграция создается взаимосвязанной и взаимообусловленной работой регулирующих, энергетических и неспецифических компонентов адаптации и составляет стратегию адаптации.

В основе адаптации лежит ряд общих закономерностей протека­ния реакций в организме. В зависимости от того, какие системы вовлекаются в создание состояния адаптации и какова протяжен­ность этого процесса, различают две его главные формы:

– эволюционную (или генотипическую) адаптацию; этот про­цесс является основой эволюции, так как имеющийся комплекс ви­довых наследственных признаков становится исходным пунктом для изменений, вносимых условиями среды и закрепляемых на уровне генотипа; данный процесс занимает тысячи и миллионы лет;

– фенотипическую адаптацию (возникающую в ходе индивиду­ального развития организма, в результате чего организм приобрета­ет устойчивость к определенным факторам среды).

Фенотипическая адаптация тоже обусловлена генетической про­граммой, но не в виде заранее запрограммированной адаптации, а в виде нормы реакции, т.е. диапазона протекания метаболических процессов, потенциальных возможностей для обеспечения ответа организма на изменения условий среды. Вместе с тем превращение таких потенциальных возможностей в реальные, т.е. обеспечение ответа организма на требования среды, также невозможно без акти­визации генетического аппарата (усиления синтеза нуклеиновых кислот, белков и других соединений). Данное явление называют структурным следом адаптации. При этом растет и масса мемб­ранных структур, ответственных за восприятие сигналов, ионный транспорт, энергообеспечение. После прекращения действия фак­тора среды активность генетического аппарата снижается и проис­ходит исчезновение структурного следа адаптации. Это свидетель­ствует о том, что в обеспечении состояния адаптации взаимосвязь между функциями и генетическим аппаратом – ключевое звено. Необходимо подчеркнуть также, что изменения метаболизма, на­правленные на обеспечение состояния фенотипической адаптации, составляют биохимическую стратегию адаптации, являющуюся одним из главных компонентов общей стратегии адаптации.

Различают две формы фенотипической адаптации: кратковре­менную (в том числе немедленную, срочную) и долговременную (акклиматизация).

Кратковременная (срочная) адаптация:

– возникает непосредственно после действия раздражителя;

– осуществляется за счет готовых, ранее сформировавшихся структур и физиологических механизмов. Это означает, что: а) в организме всегда имеется некоторое количество резервных струк­турных элементов, например митохондрий, лизосом, рибосом; б) работа клеток и тканей может осуществляться по типу дублиро­вания; в) имеется некоторое количество готовых веществ: гормонов, нуклеиновых кислот, белков, АТФ, ферментов, витаминов и др.; это так называемый структурный резерв адаптации, который может обеспечить немедленную реакцию. В связи с тем, что этот резерв невелик, деятельность организма происходит на пределе фи­зиологических возможностей.

При срочной адаптации:

– ведущими факторами являются деятельность неспецифических компонентов и формирование стереотипного ответа, независи­мо от природы раздражителя;

– развивается острый адаптационный синдром (Ганс Селье на­звал его "стресс", что в переводе с английского означает "напряже­ние") при этом:

- активизируется система гипоталамус–гипофиз;

- усиливается выработка адренокортикотропного гормона (АКТГ);

- усиливается синтез надпочечниками глюкокортикоидов и ад­реналина;

- сморщиваются тимус и селезенка;

- мобилизуются энергетические и структурные ресуроы;

- состояние адаптации достигается быстро, но она будет устой­чивой только в том случае, если фактор перестал действовать; если фактор продолжает действовать, то адаптация оказывается несовершенной, так как резервы исчерпаны и требуется их попол­нение.

Срочная адаптация проявляется генерализованными двигатель­ными реакциями или эмоциональным поведением (например, бег­ство животного в ответ на боль; увеличение теплопродукции в ответ на холод; увеличение теплоотдачи в ответ на тепло; рост легочной вентиляции и минутного объема кровообращения в ответ на недо­статок кислорода).

Долговременная адаптация развивается на основе реализации этапа срочной адаптации, когда включились системы, реагирующие на данный раздражитель, но не обеспечили устойчивого состояния, или если раздражитель продолжает действовать.

При долговременной адаптации:

– высшие регуляторные центры активизируют гормональную систему и в действие вступают специфические компоненты адапта­ции;

– происходит мобилизация энергетических и структурных ресурсов организма; это возможно только при активации генетического аппарата, который обеспечивает усиленный биосинтез струк­тур на молекулярном (индукция синтеза гормонов, ферментов, РНК, белка и т.д.), органоидном (биосинтез и гиперплазия органелл клетки), клеточном (усиление размножения клеток), ткане­вом и органном (увеличение компонентов органов и тканей) уров­нях;

– биохимическая стратегия адаптации осуществляется за счет синтеза необходимых веществ, координации их количества и вза­имных превращений;

– ведущую роль в обеспечении долговременной адаптации игра­ют центральная нервная система, гормональная система, генетиче­ский аппарат;

– образовавшийся структурный след адаптации (вследствие био­генеза структур) при прекращении усиленной деятельности генети­ческого аппарата постепенно исчезает; состояние устойчивости до­стигается благодаря существованию обратной положительной и от­рицательной связи;

– результатом процесса адаптации является достижение орга­низмом состояния устойчивости, обеспечивающей организму воз­можность существования в новых условиях.

Если интенсивность фактора превышает адаптивные возмож­ности организма и состояние устойчивости не наступает, то орга­низм переходит в состояние истощения (истощаются его структу­ры, системы, функции); затем следует состояние предболезни и бо­лезни.

Обсуждая вопрос об особенностях адаптации у человека, необхо­димо подчеркнуть, что человек имеет и биологическую, и социаль­ную природу. Поэтому механизмы достижения состояния адапта­ции у человека более сложные, чем у других видов живых существ. С одной стороны, у человека, как существа биологического, действуют все приспособительные процессы, определяемые нормой реакции и направленные на достижение устойчивости организма. При этом организм человека, достигший в процессе эволюции наивыс­шей специализации своих органов и систем, наиболее высокого уровня развития нервной системы, в наибольшей степени способен и к приспособлению к меняющимся условиям среды. В то же время социальная природа человека создала ряд особенностей про­цессов адаптации, присущих только человеку:

– количество антропогенных факторов среды резко возросло в последние десятилетия, тогда как системы адаптации формирова­лись в течение миллионов лет при отсутствии этих факторов или значительно меньшей их интенсивности и поэтому в современных экологических условиях оказываются недостаточно эффективны­ми;

– человек меньше связан с природой, меньше зависит от нее; подчинен социальным ритмам, регулирует свое поведение сознани­ем; сознательно выбирает иногда неадекватное поведение;

– человек имеет дополнительные (социальные) механизмы адаптации (одежда, обувь, жилище, организация труда, медицина, физкультура, искусство и др.);

– в адаптации человека ведущую роль играет вторая сигнальная система.

Дата добавления: 2014-01-20