ФИЗИОЛОГИЯ АДАПТАЦИИ

Слово адаптация происходит от латинского adaptacio - приспособление. Вся жизнь человека, как здорового, так и больного сопровождается адаптацией. Адаптация имеет место к смене дня и ночи, временам года, изменениям атмосферного давления, физическим нагрузкам, длительным перелетам, новым условиям при смене места жительства..

В 1975 году на симпозиуме в Москве была принята следующая формулировка: физиологическая адаптация - это процесс достижения устойчивости уровня активности механизмов управления функциональных систем, органов и тканей, который обеспечивает возможность длительной активной жизнедеятельности организма животного и человека в измененных условиях существования и способность к воспроизведению здорового потомства .

Всю сумму разнообразных воздействий на организм человека и животного принято делить на две категории. Экстремальные факторы несовместимы с жизнью, приспособление к ним невозможно. В условиях действия экстремальных факторов жизнь возможна только при наличии специальных средств жизнеобеспечения. Например, полет в космос возможен только в специальных космических кораблях, в которых поддерживается необходимое давление, температура и т.д. Адаптироваться же к условиям космоса человек не может. Субэкстремальные факторы - жизнь при действии этих факторов возможна за счет перестройки физиологически адаптивных механизмов, которыми располагает сам организм. При чрезмерной силе и длительности действия раздражителя субэкстремальный фактор может превратиться в экстремальный.

Процесс приспособления во все времена существования человека играет решающую роль в сохранении человечества и развитии цивилизации. Адаптация к недостатку пищи и воды, холоду и жаре, физической и интеллектуальной нагрузке, социальная адаптация к друг другу и, наконец, адаптация к безвыходным стрессовым ситуациям, которая красной нитью проходит через жизнь каждого человека.

Существует генотипическая адаптация в результате когда, на основе, наследственности мутаций и естественного отбора происходит формирование современных видов животных и растений. Генотипическая адаптация стала основой эволюции, потому что ее достижения закреплены генетически и передаются по наследству.

Комплекс видовых наследственных признаков - генотип - становится пунктом следующего этапа адаптации, приобретаемой в процессе индивидуальной жизни. Эта индивидуальная или фенотипическая адаптация формируется в процессе взаимодействия особи с окружающей средой и обеспечивается глубокими структурными изменениями организма.

Фенотипическую адаптацию можно определить как развивающийся в ходе индивидуальной жизни процесс, в результате которого организм приобретает отсутствовавшую ранее устойчивость к определенному фактору внешней среды и таким образом получает возможность жить в условиях, ранее несовместимых с жизнью и решать задачи, ранее неразрешимые.

При первой встрече с новым фактором среды в организме нет готового, вполне сформированного механизма, обеспечивающего современное приспособление. Имеются только генетически детерминированные предпосылки для формирования такого механизма. Если фактор не подействовал, механизм остается несформированным. Иными словами, генетическая программа организма предусматривает не заранее сформировавшуюся адаптацию, а возможность ее реализации под влиянием среды. Это обеспечивает реализацию только тех адаптационных реакций которые жизненно необходимы. В соответствие с этим следует считать выгодным для сохранения вида тот факт, что результаты фенотипической адаптации не передаются по наследству.

В быстро меняющейся среде следующее поколение каждого вида рискует встретиться с совершенно новыми условиями, в которых потребуется не специализированные реакции предков, а потенциальная, оставшаяся, до поры и времени неиспользованная возможность адаптации к широкому спектру факторов.

Срочная адаптация немедленный ответ организма на действие внешнего фактора, осуществляется путем ухода от фактора (избегание) или мобилизацией функций которые позволяют существовать, несмотря на действие фактора.

Долговременная адаптация - постепенно развивающийся ответ фактора обеспечивает осуществление реакций, которые ранее были невозможны и существование в условиях, которые ранее были несовместимыми с жизнью.

Развитие адаптации происходит через ряд фаз.

1.Начальная фаза адаптации - развивается в самом начале действия как физиологического, так и патогенного фактора. В первую очередь при действии какого - либо фактора возникает ориентировочный рефлекс, который сопровождается торможением многих видов деятельности, проявляющихся до этого момента. После торможения наблюдается реакции возбуждения. Возбуждение ЦНС сопровождается повышенной функцией эндокринной системы, особенно мозгового слоя надпочечников. При этом усиливаются функции кровообращения, дыхания, катоболические реакции. Однако, все процессы протекают в эту фазу некоординированно, недостаточно синхронизированно, неэкономно и характеризуются срочностью реакций. Чем сильнее факторы, действующие на организм, тем больше выражена эта фаза адаптации. Характерным для начальной фазы является эмоциональный компонент, причем, от силы эмоционального компонента зависит "запускание" вегетативных механизмов, которые опережают соматические.

2.Фаза - переходная от начальной к устойчивой адаптации. Характеризуется уменьшением возбудимости ЦНС, снижением интенсивности гормональных сдвигов, выключением ряда органов и систем, первоначально включенных в реакцию. В ходе этой фазы приспособительные механизмы организма как бы постепенно переключаются на более глубокий, тканевый уровень. Эта фаза и сопровождающие ее процессы относительно мало изучены.

3. Фаза устойчивой адаптации . Является собственно адаптацией - приспособлением и характеризуется новым уровнем деятельности тканевых, мембранных, клеточных элементов, органов и систем организма, перестроившихся под прикрытием вспомогательных систем. Эти сдвиги обеспечивают новый уровень гомеостазиса, адекватного организма и к другим неблагоприятным факторам - развивается так называемая перекрестная адаптация. Переключение реактивности организма на новый уровень функционирования не дается организму "даром", а протекает при напряжении управляющих и других систем. Это напряжение принято называть ценой адаптации. Любая активность адаптированного организма обходится ему много дороже, чем в нормальных условиях. Например, при физической нагрузке в горных условиях требуется на 25% больше энергии.

Поскольку фаза устойчивой адаптации связана с постоянным напряжением физиологических механизмов, функциональные резервы во многих случаях могут истощаться, наиболее истощаемым звеном являются гормональные механизмы.

Вследствие истощения физиологических резервов и нарушения взаимодействия нейрогормональных и метаболических механизмов адаптации возникает состояние, которое получило название дезадаптация . Фаза дезадаптации характеризуется теми же сдвигами, которые наблюдаются в фазе начальной адаптации - вновь в состояние повышенной активности приходят вспомогательные системы - дыхание и кровообращение, энергия в организме тратиться неэкономно. Чаще всего дезадаптация возникает в тех случаях, когда функциональная активность в новых условиях чрезмерно или действие адаптогенных факторов усиливается и они по силе приближаются к экстремальным.

В случае прекращения действия фактора, вызывавшего процесс адаптации, организм постепенно начинает терять приобретенные адаптации. При повторном воздействии субэкстремального фактора способность организма к адаптации может быть повышена и адаптивные сдвиги при этом могут быть более совершенными. Таким образом, мы можем говорить о том, что адаптационные механизмы обладают способностью к тренировке и поэтому прерывистое действие адаптогенных факторов является более благоприятным и обусловливает наиболее стойкую адаптацию.

Ключевым звеном механизма фенотипической адаптации является существующая в клетках взаимосвязь между функцией и генотипическим аппаратом. Через эту взаимосвязь функциональная нагрузка, вызванная действием факторов среды, а также прямое влияние гормонов и медиаторов приводят к увеличению синтеза нуклеиновых кислот и белков и как следствие к формированию структурного следа в системах специфически ответственных за адаптацию организма к данному конкретному фактору среды. В наибольшей мере при этом растет масса мембранных структур ответственных за восприятие клеткой управляющих сигналов, ионный транспорт, энергообеспечение, т.е. именно те структуры, которые имитируют функцию клетки в целом. Формирующийся в итоге системный след представляет собой комплекс структурных изменений, обеспечивающих расширение звена имитирующего функцию клеток и тем самым увеличивающий физиологическую мощность доминирующей функциональной системы, ответственной за адаптацию.

После прекращения действия данного фактора среды на организм активность генетического аппарата в клетках, ответственных за адаптацию системы, довольно резко снижается и происходит исчезновение системного структурного следа.

Стресс .

При действии чрезвычайных или патологических раздражителей приводящих к напряжению адаптационных механизмов, возникает состояние, называемое стрессом.

Термин стресс введен в медицинскую литературу в 1936 году Гансом Селье, который определил стресс как состояние организма, возникающее при предъявлении к нему любых требований. Различные раздражители придают стрессу свои особенности обусловленные возникновением специфических реакций на качественно различные воздействия.

В развитии стресса отмечаются последовательно развивающиеся стадии.

1. Реакция тревоги, мобилизации . Это аварийная фаза, для которой характерно нарушение гомеостаза, усиление процессов распада тканей (катаболизм). Об этом свидетельствует уменьшение общего веса, сокращение жировых депо, уменьшение некоторых органов и тканей (мышечной, тимуса и т.д.). Такая генерализованная мобильная адаптационная реакция не экономна, а лишь аварийная.

Продукты распада тканей, видимо становятся строительным материалом для синтеза новых веществ, необходимых при формировании общей неспецифической устойчивости к повреждающему агенту.

2.Стадия резистентности . Характеризуется восстановлением и усилением анаболических, направленных на образование органических веществ, процессов. Повышение уровня резистентности наблюдается не только к данному раздражителю, но и к любому другому. Этот феномен, как уже указывалось, получил название

перекрестной резистентности.

3.Стадия истощения с резким усилением распада тканей. При чрезмерно сильных воздействиях первая аварийная стадия может сразу перейти в стадию истощения.

Более поздними работами Селье (1979) и его последователями установлено, что механизм реализации стресс - реакции запускается в гипоталамусе под влиянием нервных импульсов, поступающих из коры головного мозга, ретикулярной формации, лимбической системы. Происходит активация системы гипоталамус - гипофиз - кора надпочечников и возбуждается симпатическая нервная система. Наибольшее участие в реализации стресса принимают кортиколиберин, АКТГ, СТЧ, кортикостероиды, адреналин.

Гормонам, как известно, принадлежит ведущая роль в регуляции активности ферментов. Это имеет важное значение в условиях стресса когда возникает необходимость в изменении качества какого - либо фермента или увеличении его количества, т.е. в адаптивном изменении обмена веществ. Установлено, например, что кортикостероиды могут влиять на все этапы синтеза и распада ферментов обеспечивая тем самым "настройку" обменных процессов организма.

Основное направление действия этих гормонов заключается в срочной мобилизации энергетических и функциональных резервов организма, причем, происходит направленная передача энергетических и структурных резервов организма в ответственную за адаптацию доминирующую функциональную систему, где формируется системный структурный след. При этом стрессовая реакция, с одной стороны, потенцирует формирование нового системного структурного следа и становление адаптации, а с другой - за счет своего катаболитического эффекта способствует "стиранию" старых, утративших биологическое значение структурных следов - следовательно, эта реакция является необходимым звеном в целостном механизме адаптации организма в меняющейся среде обитания (перепрограммирует адаптационные возможности организма на решение новых задач).

Биологические ритмы .

Колебания смены и интенсивности процессов и физиологических реакций, в основе которых лежат изменения метаболизма биологических систем, обусловленные влиянием внешних и внутренних факторов. К внешним факторам относятся изменение освещенности, температуры, магнитного поля, интенсивности космических излучений, сезонные и солнечно - лунные влияния. Внутренние факторы - это нейро - гуморальные процессы, протекающие в определенном, наследственно закрепленном ритме и темпе. Частота биоритмов - от нескольких секунд до нескольких лет.

Биологические ритмы, вызываемые внутренними факторами изменения активности с периодом от 20 до 28 часов называются околосуточными или циркадными. Если период ритмов совпадает с периодами геофизических циклов, а также близок или кратен им, их называют адаптивными или экологическими. К ним относятся суточные, приливные, лунные и сезонные ритмы. Если период ритмов не совпадает с периодическими изменениями геофизических факторов, их обозначают как функциональные (например, ритм сердечных сокращений, дыхания, циклы двигательной активности - ходьба).

По степени зависимости от внешних периодических процессов выделяют экзогенные (приобретенные) ритмы и эндогенные (привычные).

Экзогенные ритмы обусловлены изменением факторов окружающей среды и могут исчезать при некоторых условиях (например, анабиоз при понижении внешней температуры). Приобретенные ритмы возникают в процессе индивидуального развития по типу условного рефлекса и сохраняется в течение определенного времени в постоянных условиях (например, изменения мышечной работоспособности в определенные часы суток).

Эндогенные ритмы являются врожденными, сохраняются в постоянных условиях среды и передаются по наследству (к ним относятся большинство функциональных и циркадных ритмов).

Для организма человека характерно повышение в дневные и снижение в ночные часы физиологических функций, обеспечивающих его физиологическую активность частоты сердечных сокращений, минутного объема крови, АД, температуры тела, потребление кислорода, содержание сахара в крови, физической и умственной работоспособности и т.д.

Под действием меняющихся с суточной периодичностью факторов происходит внешнее согласование циркадных ритмов. Первичным синхронизатором у животных и растений служит, как правило, солнечный свет, у человека им становятся также социальные факторы.

Динамика суточных ритмов у человека обусловлена не только врожденными механизмами, но и выработанным в течение жизни суточным стереотипом деятельности. По мнению большинства исследователей, регуляция физиологических ритмов у высших животных и человека осуществляется в основном гипоталамо - гипофизарной системой.

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

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.

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).

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.

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.

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).

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.

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.

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:

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.

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.

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.

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.

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.

АДАПТАЦИЯ ФИЗИОЛОГИЧЕСКАЯ, совокупность реакций организма, которые обеспечивают его приспособление к меняющимся условиям среды. Благодаря адаптации физиологической достигается существование и воспроизводство организмов при регулярных (суточных и сезонных) или спорадических изменениях климатических факторов и условий питания, смене мест обитания (например, у проходных рыб во время миграции из реки в море или из моря в реку), при освоении человеком космического пространства, занятиях спортом.

Многообразие путей приспособления к изменениям условий среды объединяется в две альтернативные стратегии адаптивного реагирования. Регуляторная (активная) стратегия адаптации физиологической направлена на поддержание постоянства параметров внутренней среды организма (содержание ионов, pH, температура и другое) и обеспечивает независимость организма от диктата внешних условий.

Конформационная (пассивная) стратегия адаптации физиологической заключается в том, что параметры внутренней среды меняются вслед за изменениями внешней среды. У млекопитающих, вынужденных экономить энергетические ресурсы во время зимней спячки, наблюдается сезонная перенастройка терморегуляции: летом они поддерживают температуру тела на уровне 37°С, зимой - 5-7°С. В определённом диапазоне вариаций среды конформационная стратегия позволяет стабилизировать обменные процессы, обеспечивающие реализацию жизненно важных функций организма. Так, благодаря так называемой температурной компенсации скорость катализируемых рядом ферментов реакций меняется в меньшей степени, чем следовало бы ожидать исходя из законов химической кинетики. Ряд организмов способны переживать в неактивном состоянии существенные отклонения параметров среды. Представители многих видов беспозвоночных и позвоночных животных возвращаются к активной жизни при наступлении благоприятных условий (смотри Анабиоз). У некоторых видов накопление в жидких средах организма природных антифризов предотвращает образование льда при падении температуры ниже точки кристаллизации воды или имеются механизмы, обеспечивающие быстрое замерзание внеклеточной жидкости, что предохраняет клетки от разрушения и обезвоживания.

Новые условия среды вызывают генерализованную компенсаторную реакцию, в которую вовлекаются как специфические для данного воздействия, так и неспецифические (смотри Стресс) физиологические процессы. При длительных или повторяющихся воздействиях развивается долговременная адаптация физиологическая, в основе которой лежат структурные преобразования ряда систем организма. В итоге повышаются его компенсаторные возможности, и подавляется высокозатратная генерализованная реакция, ранее вызываемая данным воздействием (например, изменения в системе кровообращения и дыхания обеспечивают феноменальные способности марафонцев длительно поддерживать высокую скорость бега). У многих обитателей высоких и средних широт адаптация физиологическая к сезонным изменениям температурных и кормовых условий формируется в ответ на изменение продолжительности светового дня, являющегося наиболее точным индикатором времени года.

Исследования адаптации физиологической представляют не только общебиологический интерес; их прикладное значение обусловлено потребностью сохранения здоровья и работоспособности людей, в том числе при освоении новых территорий, антропогенном изменении среды обитания и освоении новых форм деятельности, при разведении животных и растений в новых для них условиях. В результате изучения температурной адаптации физиологической растений были открыты симбиотические бактерии, ускоряющие кристаллизацию внеклеточной воды и тем самым обеспечивающие выживание растений при замерзании. Данные об особенностях жизнедеятельности этих бактерий позволили разработать новые технологии получения искусственного снега.

Лит.: Хочачка П., Сомеро Дж. Стратегия биохимической адаптации. М., 1977; Сравнительная физиология животных: В 2 т. М., 1977; Физиология адаптационных процессов. М., 1986; Шилов И. А. Экология. М., 2001; Randall D., Burggren W., French. Ecket animal physiology: mechanisms and adaptations. 5th ed. N. Y., 2002.

М. П. Мошкин, В. Б. Носков.