Примеры физической адаптации у человека. Реферат: Адаптация человека и функциональное состояние организма
Научно-техническая революция привела к значительному увеличению числа неблагоприятных для человека факторов и создала условия, часто противоречащие приобретенным им в ходе эволюции физиологическим особенностям. Поэтому стала актуальной разработка мероприятий, способствующих оптимальному приспособлению людей к окружающим условиям с учетом сущности механизмов адаптации.
Автор подчеркивает неизменную значимость классической физиологии, из которой биофизика и биохимия являются лишь специализированными отраслями, и напоминает, что целостная точка зрения и системный подход остаются конечной целью физиологии. Как сравнительная физиология, претензии о невыполнении первоначальной первоначальной цели должны быть отвергнуты с учетом достигнутых успехов в отслеживании эволюции функций и того факта, что со временем сравнительная физиология приобрела новые коннотации, в основном экологические, касающиеся конвергенции а не филогенетические выравнивания.
Физиологическая адаптация – это совокупность физиологических реакций, направленных на формирование и сохранение оптимального баланса между животным и окружающей его внешней средой.
Каждый действующий фактор характеризуется качеством (природой раздражителя) и количеством (биологической активностью влияния на организм).
Кроме того, в этой отрасли физиологии постоянно представлены модели животных для фундаментальных исследований. Таким образом, не было бы кризиса в философском смысле изменения целей или парадигмы, а скорее кризиса роста к молекулярным подходам. По существу, не новые тенденции, а новые экспериментальные разработки. Также делается краткая ссылка на преобладающий позитивистский характер физиологии.
В редакционной статье «Физиолог» Фрэнк выразил свою озабоченность по поводу будущего физиологии как традиционно рассмотренного. Он напомнил математика Юбера, для которого «пока наука предлагает множество проблем, она будет жива, отсутствие того же конфигуратора вымирания или прекращения его независимости». Признавая, что до сих пор существуют глубокие вопросы для ответа в физиологии, прежде чем дать полное представление о том, как работают живые существа, она спросила, есть ли у нее впереди еще светлое будущее.
При слабых (пороговых) раздражениях в ЦНС развивается возбуждение, быстро сменяющееся торможением, что обеспечивает снижение чувствительности к таким воздействиям и для получения новых реакций приходится постепенно повышать силу воздействия (реакции тренировки ). В этой стадии медленно растет резистентность (сопротивляемость неблагоприятному влиянию), а также несколько увеличивается активность иммунной и эндокринной систем человека.
Сомнение было обусловлено недавними ограничениями на физиологию такого будущего, а также общим впечатлением, что оно современно расчленяет себя в смежных науках, таких как биофизика, биохимия, фармакология и даже иммунология, в ущерб исследования системного характера, подразумевающего целостное видение, в котором оно практиковалось ранее. Да, с некоторых точек зрения физиология, как это классически понимается, сравнивалась в функциональных эквивалентах с грубой анатомией в том смысле, что в ее системном аспекте все меньше и меньше проводилось бы исследование с детализацией процессов каждый раз больше к смежным наукам, действующим независимо.
При средней силе раздражений развивается выраженная, но не истощающая организм стимуляция защитных систем организма (стадия активации ). Если средние по силе раздражения становятся регулярными, то неспецифическая резистентность быстро возрастает и создает условия для дальнейшего роста устойчивости к различным по силе и природе воздействиям.
На самом деле, выяснение интимных механизмов функционирования живого организма движется все больше и неумолимо молекулярного подхода или биофизики и Фрэнк видит это как угрозу выживанию физиологичных отделений в университетах, с точки зрения обезображивание и последующей дисквалификации в конкурсе на финансирование исследования с агентствами развития. Этот страх перед Фрэнком за опорожнение отделов физиологии из-за сложности проведения передовых исследований основан на том, что, чтобы справиться с ситуацией, такие отделы уже начинают деноминироваться, например, отдел физиологии и биофизики, как это происходит в Университете Сан-Паулу.
Таким образом, слабые и средние по силе воздействия обычно не причиняют вреда собственному организму, но повышают его резистентность.
Однако, для людей с разными типами ВНД одинаковое по силе раздражение могут быть как слабыми, так и чрезмерными (например, новая обстановка, вызывает у одного человека ощущение тревоги, а у другого - паники).
Таким образом, физиология, по крайней мере, общая и системная, была бы в кризисе, и этот кризис возник бы, как ни парадоксально, из эволюции его исследований, чтобы углубить и смягчить проблемы, которые он всегда занимал. Признаюсь, однако, за исключением опасности потери средств для исследования в пользу наук, в которых он расчленял, не видя никакого возникновения в этом кризисе, думая о философии и истории науки. Со временем постепенно смысл этого термина был сужен, чтобы обозначить изучение функций живых существ и в настоящее время даже искажен, чтобы олицетворять деятельность постоянных политических приверженцев.
Даже слабое, отклонение от «привычного» режима у слабого типа, вызывает замедленные, быстро истощающиеся и часто неадекватные ситуации приспособительные реакции.
Сильный неуравновешенный безудержный тип реагирует быстро, часто чрезмерно.
Сильный уравновешенный подвижный тип дает быстрые и адекватные реакции даже при часто меняющихся неблагоприятных условиях.
Первоначально исследованный и преподаваемый для диагностики и терапии, то есть для того, чтобы знать организм, чтобы попытаться обнаружить отклонения его функций, физиология все чаще также имела академические цели для выяснения процессов в строго биологических терминах. В этом отношении нельзя забывать о биологической стороне работы Аристотеля, известной как отец естественной истории, которая сделала интересные размышления о физиологическом характере с фундаментальными академическими намерениями.
На самом деле было бы необоснованным напомнить, что когда философия и наука были смущены, у ученых всегда были академические проблемы со стороны тех, кто даже с медицинскими намерениями изучал эти функции. Из-за этого давняя физиология была частью учебных планов медицинских школ с целью дать студентам биологическую основу для клинических и хирургических дисциплин. Таким образом, по его основному условию трудно, что физиология может полностью уступить место в учебных программах молекулярным дисциплинам, в которых она развернулась.
Сильный уравновешенный инертный тип реагирует медленно, но адекватно.
Сформировавшуюся в процессе эволюции неспецифическую защитную реакцию организма, подготавливающую его к активной борьбе с неблагоприятными воздействиями различной природы, Канадский ученый Ганс Селье назвал термином стресс (напряжение), а вызывающие его факторы - стрессорами . Ни один живой организм не может постоянно находиться в состоянии «стресса», он приспосабливается или погибает. Если стрессор действует долго, а человек не заболевает и не погибает, можно утверждать, что данный раздражитель уже перестал вызывать стресс, и наступила адаптация.
Наконец, следует подчеркнуть, что исследование физиологии систем никоим образом не исчерпывается, и большая часть его классических экспериментов по-прежнему важна в передовых исследованиях, а также в дидактическом ключе. Но это не только физиология, как традиционно считается, что она будет в кризисе. Это, похоже, также относится к тому, что было названо сравнительной физиологией животных, изучению того, как одни и те же функции выполняются у животных разных фил, направленных на гомологичные или аналогичные структуры или в особых случаях.
Но, будучи серьезным, он заслуживает того, чтобы его прокомментировали и в конечном итоге оспаривали. Росс первоначально указал, что сравнительная физиология была одним из самых активных секторов биологии на протяжении большей части этого столетия, появившись как «новая зоология» в сочетании со старой структурной зоологией, которая привела бы к соответствующим открытиям, предлагая проблемы экспериментирование. Со статусом, сопоставимым со статусом физиков, сравнительные физиологи, в дополнение к реформированию биологии, расширили бы основу физиологии, до сих пор экспериментально сосредоточенной на собаке, лягушке и человеке.
Неблагоприятные, а также полезные для человека раздражения чрезмерной силы, вызывают специфические (определяются природой неблагоприятного фактора ) и неспецифические (определяются силой неблагоприятного фактора ) адаптивные реакции.
Совокупность врожденных, неспецифических механизмов адаптации Селье назвал общим адаптационным синдромом (ОАС) и разделил его на три стадии развития:
И здесь критики Росса начинаются. Фактически, по его словам, во многих случаях результатом исследования было изучение того, как животные имеют дело со специфическими обстоятельствами, в то время, когда были обнаружены многочисленные новые типы животных и многие исследованные среды впервые, без значительных выводов о происхождении и филогении функций.
Получив понятие что великие вопросы в биологии - это происхождение жизни, эволюция, наследственность, адаптация, жизнеспособность и механизм, не были бы замечены в Кембридже, с ними связаны. Однако он был одним из самых опытных и хорошо осведомленных исследователей, занимавшихся экспериментами, требующими изобретательности и тонкого суждения о научных принципах. Прежде всего, отношение начальника отдела, великого Дж. Было неоднозначным.
Тревоги или мобилизации (продолжается до двух суток) - характеризуется активацией защитных механизмов организма: усилением распада органических веществ в тканях, увеличением концентрации в крови гормонов мозгового слоя (катехоламинов) и коры (особенно глюкокортикоидов) надпочечников, мобилизацией энергетических ресурсов, повышением устойчивости организма к большинству неблагоприятных факторов и снижением массы тела. Если действие стрессора продолжается, а человек не погибает, то начинается следующая стадия.
Он работал над функцией, которая подразумевала действительно сравнительный подход, в котором механические принципы, связанные с движением различных животных, анализировались с большой изобретательностью и точностью, считают, что он принял механизм как философию. Итак, думая, что он выбрал процветающую область зоофизиологии, Росс пришел только для того, чтобы стать неустроенным перед лицом отношения и обстоятельств. Чаще всего функциональные сравнения стали филогенетическими парадоксами, а не параллелями.
С другой стороны, физиологические механизмы, служащие одной и той же цели, демонстрируют большое разнообразие и, реже, развиваются вдоль заметной филогенетической линии. Таким образом, создается впечатление, что животные всех уровней обладают оборудованием, необходимым для их конкретного образа жизни, без особого упоминания о филогенетической истории.
Резистентности или адаптации (может длиться несколько недель) - характеризуется ростом неспецифической устойчивости организма к раздражителям. При этом начинается преобладание анаболических процессов, восстанавливающих массу тела.
Если стрессор ослабляет механизмы адаптации, то наступает стадия истощения или дистресс (страдание). Это приводит к развитию болезни или даже гибели человека.
В последнем смысле организмы эволюционировали в рамках определенных структурных планов, чтобы выжить при всех возможных условиях. Однако, по словам Росса, описание и интерпретация адаптации не приведут к открытию новых общих биологических принципов. Это не было бы связано с необходимостью создания физиологического аналога сравнительных и палинологических морфологических исследований, которые приводили бы к спекуляциям на филогенезе животных. Возможно, это была одна из его мотивов, хотя и поздняя.
Эта деятельность, очевидно, предполагает знание базовой зоологии и сравнительной морфологии. Поэтому необходимо попытаться продемонстрировать, что функции также развивались параллельно с формами и могут быть даже объяснены путем использования более ранних этапов.
Все адаптационные процессы начинаются на уровне рецепторного отдела наиболее чувствительного к стрессору анализатора (рис. 18). Информация от него поступает в ЦНС, которая активирует гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковую и симпатоадреналовую системы.
Гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковая система , является важнейшим гуморальным звеном физиологической адаптации, которое стремится перестроить организм так, что сдвиг параметров гомеостаза при действии стрессора устраняется или даже не допускается. Выделение катехоламинов (преимущественно адреналина) мозговым слоем надпочечников регулируется симпатоадреналовой системой , основными звеньями которой являются симпатическая вегетативная нервная система и мозговой слой надпочечников.
Среди наиболее цитируемых случаев следует отметить. Кажущееся непонимание, что в почках верхних позвоночных существует довольно большая фильтрация водного содержимого крови, которая затем почти полностью реабсорбируется, что объясняется эволюционной основой от пресноводных рыб, где эта большая фильтрация позволяет избежать гидратации, но в случае наземных позвоночных угрожает спасению воды, эволюция самой экскреторной системы в серии животных, основанная на анатомофункциональной плоскости, от протонефрида беспозвоночных до метанефронов позвоночных животных; эволюция нервной системы нейронной сети кишечнополостных до централизованного типа, согласующаяся с прохождением радиальной симметрии к двусторонней и появлением цефализации. Можно привести и другие примеры, и если с Раффини считать, что «форма - это пластический образ функции», можно принять эволюцию формы и подразумевать функцию, которая, однако, его всегда легко продемонстрировать, провоцируя критику Росса.
Российский ученый Леон Абгарович Орбели установил, что симпатическая нервная система мобилизует энергетические ресурсы организма, повышает работоспособность мышц, стимулирует сердечнососудистую систему, активизирует иммунологические процессы (адаптационно-трофическая роль ).
Таким образом, ЦНС обеспечивает восприятие раздражений и их оценку, а затем стремится формировать адекватный ответ. После прекращения действия раздражителя, вызванные им изменения, некоторое время сохраняются. Поэтому новое подобное воздействие вызывает более сильный ответ мозга на него.
Их цели, по сути, идут задолго до появления современной доктрины эволюции, стремление людей науки быть древними для сравнительных целей или нет, знать, как животные едят, переваривают, дышат, выделяют, чувствуют и проявляют поведения, без филогенетических проблем. Спалланзани, изучая физиологию дыхания, кровообращения и пищеварения у разных животных, электрический орган рыбы и подозревал шестое чувство в летучих мышах. Описывают различные способы удовлетворения различных видов животных своими функциональными потребностями; для выяснения эволюционных отношений животных путем сопоставления физиологических и биохимических характеристик; обеспечить физиологическую основу для экологии, описывая механизмы толерантности к стрессам в конкретных местах обитания и функциональные адаптации, которые лежат в основе широкого круга населения; обратить внимание на препараты животных, особенно подходящие для демонстрации конкретных функций; и приводят к широким биологическим обобщениям, которые выходят из животного типа в качестве экспериментальной переменной. Что касается обеспечения физиологической основы для экологии, следует помнить, что эколог Маргалеф считает синекологию физиологией, практикуемой на открытом воздухе.
Адаптация к повторяющимся воздействиям одной природы осуществляется в два этапа. Первым этап развивается быстро (срочная адаптация), а второй – постепенно (долговременная адаптация).
Срочная адаптация неспецифична. В её основе лежит ОАС. На данном этапе организм функционирует на пределе своих возможностей, нерационально расходует энергию и часто не обеспечивает оптимальный приспособительный эффект. В некоторых случаях механизмы срочной адаптации чрезмерны и сами вызывают нарушение гомеостаза.
Долговременная адаптация возникает при систематическом повторении умеренных по силе и продолжительности неблагоприятных воздействий определенной природы. Она повышает специфическую и неспецифическую резистентность животного.
При завершении формирования механизмов долговременной адаптации даже очень сильный специфический раздражитель не нарушает гомеостаз, а стрессовая реакция на него отсутствует. При этом исчезают ненужные проявления ОАС, а наиболее рациональные реакции используются с максимальной эффективностью. Благодаря долговременной адаптации, человек может существовать даже в таких условиях, которые до этого были несовместимы с жизнью. Например, развитие устойчивости к холоду, жаре, ядам.
Долговременная адаптация приводит к накоплению определенных структурных изменений в регулярно участвующих в адаптации органах и тканях. Это обеспечивает рост мощности систем, ответственных за специфическую резистентность. Следовательно, при долговременной адаптации возможно формирование структурного следа . В нервных центрах он проявляется гипертрофией реагирующих на данный раздражитель нейронов, повышением в них ферментативной активности, а также снижением чувствительности нейронов к раздражителю. На эндокринном уровне наблюдается гипертрофия коркового и мозгового вещества надпочечников. В исполнительных органах - происходит увеличение их функциональных возможностей. Например, при адаптации к физическим нагрузкам происходит гипертрофия определенных групп скелетных мышц. В клетках - стимулируется синтез АТФ и снижается повреждающее действие ее дефицита.
Для долговременной адаптации характерно резкое снижение затрат на приспособление к определенным неблагоприятным воздействиям.
Следует учитывать, что прекращение действия факторов, вызвавших формирование структурного следа, приводит к постепенному восстановлению прежних размеров, участвовавших в этом процессе структур, но память об имевшихся изменениях остается. Поэтому при возобновлении тех же воздействий наблюдается более быстрая адаптация данного организма.
Таким образом, повторные и длительные, но совместимые с жизнью воздействия, вызывают адаптацию, которая расширяет границы существования организма. Знание механизмов общей и специфической адаптации позволяет с минимальными потерями обеспечивать наиболее высокие показатели деятельности в меняющихся условиях.
Изменениям барометрического давления и др. факторам. Изучение Адаптация физиологическая имеет большое значение для понимания процессов саморегуляции организма, его взаимодействия с окружающей средой. Большой практический интерес получили исследования Адаптация физиологическая в связи с полётами человека в космос (см. Космическая биология ). Реакции, которыми организм отвечает на раздражения значительной интенсивности, имеют общие неспецифические черты и называется адаптационным синдромом . Процесс Адаптация физиологическая к необычным, экстремальным (крайним) условиям проходит несколько стадий или фаз: вначале преобладают явления декомпенсации (нарушения функций), затем неполного приспособления - активный поиск организмом устойчивых состояний, соответствующих новым условиям среды, и, наконец, фаза относительно устойчивого приспособления. Это хорошо прослеживается, например, при Адаптация физиологическая к высоте. Изменения условий в этом случае комплексны, но наибольшую роль играет недостаточность парциального давления кислорода (см. Гипоксия ) в связи с общим понижением барометрического давления. При подъёме на высоту наблюдаются головокружения, нарушения зрительного и слухового восприятия, одышка и др. явления, характерные для высотной болезни . Постепенно в результате Адаптация физиологическая явления декомпенсации стихают и возникает приспособленность к этим необычным условиям: увеличивается количество эритроцитов (у человека с 4-5 до 8 млн. в 1 мм ), растет способность гемоглобина связывать кислород, усиливается лёгочная вентиляция, нормализуются сердечная деятельность, состояние нервной системы и т. д.
Сдвиги, происходящие в организме в процессе Адаптация физиологическая , касаются всех уровней организма - от субклеточно-молекулярного до целостного организма. Значительную роль в Адаптация физиологическая играет тренировка как к воздействию каждого данного фактора, так и к изменению среды вообще. Так, тренировка к высотным условиям, к действиям ускорений и т. п. помогает космонавтам переносить перегрузки в космическом полёте; тренированные спортсмены лучше справляются с новыми трудными условиями, в том числе с вынужденной неподвижностью и др.
Огромное значение в Адаптация физиологическая имеют реактивность организма, его исходное функциональное состояние (возраст, тренированность и пр.), в зависимости от них изменяются и ответные реакции организма на различные воздействия. В процессе Адаптация физиологическая проявляется пластичность нервной системы, позволяющая организму восстанавливать контакт и равновесие с изменившимися условиями среды.
Под влиянием повторных и относительно длительных экстремальных воздействий, совместимых с нормальной жизнедеятельностью, возникает адаптивная перестройка функций, которая раздвигает границы существования организма. Однако колебания условий среды, в которых может происходить Адаптация физиологическая , имеют определённые пределы, характерные для каждого вида (см. Стенобионты и Эврибионты ), а также для каждого данного организма. Механизмы, раскрывающие процесс Адаптация физиологическая , позволяют в определенной мере понять и явления приспособления организмов в ходе эволюции (см. Адаптация ). Возвращение организма после Адаптация физиологическая к исходному состоянию называется дезадаптацией.
Большое биологическое значение имеет Адаптация физиологическая анализаторов (называют иногда адаптацией рецепторов или органов чувств) к действию специфических раздражителей, например зрительного анализатора - к свету или темноте, слухового - к звуку, кожного анализатора - к механическим и температурным раздражителям, вестибулярного аппарата - к вращательному движению. Адаптация физиологическая анализаторов связана с изменением чувствительности периферически воспринимающих образований - рецепторов и с процессами, происходящими в центральной нервной системе. Так, световая адаптация, вызываемая пребыванием на ярком свету, ведёт к понижению чувствительности глаза к свету, темновая адаптация, наоборот, - к её повышению. В темноте чувствительность глаза к свету повышается в течение часа во много тысяч раз, что связано как с восстановлением зрительных пигментов, так и с изменениями в нервных элементах и нервных клетках коры головного мозга (см. Зрение ). Адаптация физиологическая в слуховом анализаторе выражается в повышении порога раздражения под влиянием звука большой силы. Явление постепенного изменения чувствительности, т. е. Адаптация физиологическая , наблюдается и при воздействиях на кожу холодом, теплом и др. Большое значение в этом процессе имеет и скорость нарастания интенсивности раздражителя (см. Аккомодация физиологическая).
Лит.: Барбашева З. И., Акклиматизация к гипоксии и её физиологические механизмы, М. - Л., 1960; Слоним А. Д., О физиологических механизмах природных адаптаций животных и человека, М. - Л., 1964; Тихомиров И. И., Очерки по физиологии человека в экстремальных условиях, М., 1965; Парин В. В., Пути развития космической физиологии, «Космическая биология и медицина», 1968, № 1.
В. В. Ларин, С. П. Ландау.
Статья про слово "Адаптация физиологическая " в Большой Советской Энциклопедии была прочитана 13324 раз