Адаптация к нагрузке и резервы функциональной системы.

Важный вопрос, имеющий отношение к двигательной активности – «Адаптация и резервные возможности человека». Прежде всего, надо дать определение понятий, связанных с термином «физическая нагрузка».

 

Физическая нагрузка – это степень интенсивности и продолжительность мышечной работы, она определяется величиной энергетических затрат организма, развиваемой мощности или произведенной работы. Под физической нагрузкой следует понимать некую величину физической работы, выполненной определенным способом, который выражается в динамических, пространственных и временных характеристиках.

Физическая тренировка - это собственно и есть процесс управляемой адаптации. При этом мышечная нагрузка является средством, а приспособление к ней — целью. Тренированность осуществляется на основе генетически закрепленных адаптационных реакций, которые развиваются при действии любых достаточно сильных раздражителей. Сильными раздражителями называют те, которые способны изменить постоянство внутренних констант.

Адаптация организма - непрерывный процесс приспособления организма к постоянно изменяющимся условиям среды, с целью сохранения гомеостаза (постоянства внутренней среды). Физиологический смысл адаптации организма к внешним и внутренним воздействиям заключается именно в поддержании наследственно закрепленных констант и, соответственно, жизнеспособности организма практически в любых условиях, на которые он в состоянии адекватно реагировать.

Теория адаптации неразрывно связана с работами Ганса Селье, посвященными изучению неспецифическому реагированию организма на чрезмерные по силе воздействия и возникающих при этом функциональных изменений и состояний. В работах Г. Селье (1937, 1950) аргументировано доказывается, что под влиянием разных экстремальных факторов в организме возникает качественно одинаковый синдром, не зависящий от специфики воздействия и названный им «стрессом». Стресс — это состояние, которое возникает под влиянием любых сильных воздействий, и которое сопровождается мобилизацией защитных сил организма.

Привлекательность предложенной Селье теории о роли стресса в процессах адаптации организма оказалась так велика, что эта теория безоговорочно была принята современной наукой, в том числе и спортивной. В теории физической культуры утвердилось мнение о том, что "нагрузка, для того, чтобы оказать тренировочный эффект, должна оказывать стрессорное воздействие и ...стресс - типичное явление во время тренировочных и соревновательных нагрузок".

Очень важный закон биологических систем: Организм всегда реагирует на нагрузку с функциональной избыточностью. Согласно основным положениям теории функциональных систем П.К. Анохина функциональная система достигает состояния устойчивости организма к конкретному возмущающему фактору и чуть-чуть превышает эту способность. Так как изображено на рисунке: Функциональная система под влияние нагрузки переходит на новый функциональный уровень с большими резервными возможностями, теперь она способна противостоять большей по величине нагрузке за счет функциональной избыточности.

Адаптация к воздействию физических нагрузок происходит согласно общей биологической закономерности, описываемой зависимостью "доза - эффект". Доза – это величина, продолжительность, интенсивность, повторяемость нагрузки. Эффект – это адаптация к нагрузке, которая сопровождается переходим организма на новый уровень функционирования, более высокими показателями физической подготовленности, с большими резервами здоровья.

Небольшие по объему физические нагрузки не стимулируют развитие тренируемой функции и считаются неэффективными. Для достижения выраженного кумулятивного тренировочного эффекта необходимо выполнить объем работы, превышающий величину неэффективных нагрузок. Дальнейшее наращивание объемов выполняемой работы сопровождается, до определенного предела, пропорциональным увеличением тренируемой функции. Если же нагрузка превышает предельно допустимый уровень, то развивается состояние перетренированности, происходит срыв адаптации.

return false">ссылка скрыта

Специфический и неспецифический эффект тренировки. Тренируясь, человек приобретает специфическую способность выполнять физическую работу, ранее не доступную по интенсивности, длительности, координационной сложности. Например, любой здоровый человек способен пробежать дистанцию 100 метров, но преодолеть ее быстрее 11 секунд может только высоко тренированный спринтер. В обыденной жизни человек практически не использует эти приобретенные физические возможности. Ценность физических упражнений как средства оздоровления связана с эффектом достижения высокой физической подготовленности. Это – неспецифический эффект тренировки.

Физиологические механизмы адаптации к действию на человека различных экстремальных факторов представляет собой сложный, многоуровневый процесс, затрагивающий самые различные функциональные системы организма. При этом ведущее место среди них занимают неспецифическая реакция, в результате которой выработка повышенной сопротивляемости к какому-либо одному фактору внешней среды, влечет за собой и одновременное возрастание устойчивости организма и к другим неблагоприятным воздействиям. Другими словами, при адаптации в организме происходят одинаковые функциональные сдвиги и при гипоксической тренировке, и при физических нагрузках, и при закаливании и в при других видах стрессорных воздействий.

Срочный и долговременный этап адаптации.

Нагрузки, применяемые в процессе физической подготовки, играют роль раздражителя, возбуждающего приспособительные изменения в организме. Процесс адаптации включает два этапа: 1 - этап срочной, но несовершенной адаптации; 2 - этап устойчивой и долговременной адаптации.

Срочная адаптация - это немедленный ответ организма в виде усиления функции той или иной системы на действие какого-либо внешнего фактора без существенных морфологических изменений. Это - функциональная адаптация. В случае сильного воздействия и при недостаточной к нему подготовленности организму приходится функционировать на пределе своих возможностей. Если воздействие значительно превышает функциональные возможности, то срочная адаптация может закончиться срывом или даже повреждением организма. Например, у недостаточно подготовленного спортсмена или физкультурника даже относительно небольшая нагрузка может привести к развитию острой сердечной недостаточности. Этап срочной адаптации сводится преимущественно к изменениям энергетического обмена и связанных с ним функций вегетативного обеспечения на основе уже сформированных механизмов их реализации. Это - непосредственный ответ организма на однократные воздействия физических нагрузок.

В срочных адаптационных реакциях выделяют три стадии. На первой стадии происходит активизация деятельности органов и функциональных систем, обеспечивающих выполнение заданной работы (увеличивается частота сердечных сокращений (ЧСС), вентиляция легких, потребления кислорода и т.д.). Вторая стадия наступает, когда органы и системы организма функционируют в относительно стабильном состоянии. Эта стадия не может продолжаться бесконечно долго. Истощаются энергетические источники, происходит утомление нервных центров, обеспечивающих регуляцию движений и деятельности внутренних органов, накапливается лактат (соли молочной кислоты) в крови (изменяется внутренняя среда организма) и т.д. — наступает третья стадия срочной адаптации истощение.

Долговременная адаптация. Для перехода срочной адаптации в устойчивую, долговременную необходимо, чтобы внутри специфической функциональной системы произошли структурные изменения, которые бы повысили резервные возможности этой системы до необходимого уровня, что позволило бы организму успешно и длительно справляться с воздействиями внешней среды. А это возможно лишь при длительном или многократном воздействии того или иного фактора. Таким образом, долговременная адаптация - это постепенно развивающийся ответ организма на многократное или длительное воздействие внешнего фактора, что приводит к расширению функциональных возможностей организма за счет морфологических изменений. В основе этого процесса лежит активация синтеза нуклеиновых кислот и белков в клетках органов и систем, ответственных за адаптацию, что ведет к структурным изменениям, к образованию системного структурного следа и, в конечном итоге, является материальной основой надежного и устойчивого совершенствования функций организма.

В результате суммирования эффектов многократно повторяющейся срочной адаптации происходит стимуляция механизмов долговременной адаптации. Выделяют четыре стадии долговременной адаптации. - стимуляция механизмов долговременной адаптации - структурная и функциональная перестройка - формирование резервных возможностей - изнашивание механизмов адаптации.

Эффекты тренировочных нагрузок. Стадийность протекания процессов адаптации к физическим нагрузкам позволяет выделить три разновидности эффектов в ответ на выполняемую работу срочный, отставленный и кумулятивный. Эта классификация применяется для практического применения, для анализа тренировочного процесса. 83. Срочный тренировочный эффект. Он возникает непосредственно во время выполнения физических упражнений и в период срочного восстановления в течение 0,5–1,0 часа после окончания работы. В это время происходит устранение образовавшегося во время работы кислородного долга. Этап срочной адаптации сводится преимущественно к изменениям энергетического обмена и связанных с ним функций вегетативного обеспечения на основе уже сформированных механизмов их реализации, и представляет собой непосредственный ответ организма на однократные воздействия физических нагрузок.

Отставленный тренировочный эффект. В этот период активизируются пластические процессы для избыточного синтеза разрушенных при работе клеточных структур и восполнение энергетических ресурсов организма. Этот эффект наблюдается на поздних фазах восстановления (обычно в пределах до 48 часов после окончания нагрузки).

Кумулятивный тренировочный эффект (от лат. Сumulo — собираю, накапливаю) является результатом последовательного суммирования срочных и отставленных эффектов повторяющихся нагрузок. В результате кумуляции следовых процессов физических воздействий на протяжении длительных периодов тренировки (более одного месяца) происходит прирост показателей работоспособности и улучшение спортивных результатов. Небольшие по объёму физические нагрузки не стимулируют развитие тренируемой функции и считаются неэффективными. Для достижения выраженного кумулятивного тренировочного эффекта необходимо выполнить объём работы, превышающий величину неэффективных нагрузок.

Цена адаптации. Адаптационный процесс не может продолжаться бесконечно. В каждый момент времени организм обладает определенными резервными возможностями, т.е. способностью ответить на внешние воздействия и перейти на новый функциональный уровень возможностей. Величина такого резерва в значительной степени определяется тем абсолютным уровнем адаптационных перестроек организма, на котором он уже находится. Если величина внешних воздействий будет выше резерва (при нерационально построенной тренировке, неполноценном питании и восстановлении и т.п.), то может наступить изнашивание отдельных компонентов функциональной системы. Это проявляется нарушением процесса обновления структур, гибелью отдельных клеток и замещением их соединительной тканью. Такие явления могут наблюдаться при компенсаторной гипертрофии сердца, печени, гипертрофии нервных центров, гипофизарно-адреналового комплекса, если нагрузки, превышают пределы адаптационных ресурсов организма.

При выполнении чрезмерных для данного организма нагрузок проявляется общебиологическая закономерность, заключающаяся в том, что все приспособительные реакции организма обладают лишь относительной целесообразностью и даже сформировавшаяся долговременная устойчивая адаптация к физическим нагрузкам может иметь свою повышенную биологическую "цену". При этом "цена" адаптации может проявляться в двух различных формах. Во-первых, в прямом изнашивании функциональной системы, на которую при адаптации падает основная нагрузка, в результате чего возможны прямые повреждения структур организма. Во-вторых, "цена" адаптации может проявиться в нарушениях, возникающих в функциональных системах, непосредственно не связанных с физической нагрузкой, вследствие чего возможны болезни.

Известно, что процесс адаптации к физическим нагрузкам при длительных и тем более частых перерывах в тренировках. Подобные перерывы требуют подчас возникновения нового системного структурного следа. Для этого, как известно, необходимы большие энергетические и пластические затраты. То есть, будет иметь место высокая структурная "цена" адаптации, что особенно плохо в детском и пожилом возрасте и при наличии болезней. Частая смена незаконченных программ адаптации ведет к истощению организма. В связи с этим принцип непрерывности тренировки - это не только основа сохранения спортивной формы, но и условие экономии структурных ресурсов организма.

Кроме того, нарушение устойчивой адаптации может быть обусловлено сочетанием значительных нагрузок с интенсивными стрессорными ситуациями, психоэмоциональными напряжениями - экзаменами, соревнованиями и т. д. Чрезмерные для данного организма нагрузки, предъявляемые к нему в течение длительного времени, могут привести к истощению симпатоадреналовой системы, к астении, те к срыву адаптации.

Известно, что стресс-реакция играет важнейшую роль в механизмах адаптации организма к физическим нагрузкам. Между тем установлено, что стрессовые воздействия больших физических нагрузок способствуют атрофии лимфоидных органов, что приводит к снижению неспецифической и специфической резистентности организма. Это - один из примеров отрицательных перекрестных эффектов адаптации к физическим нагрузкам. Показано, что у спортсменов степень неспецифической сопротивляемости организма, устойчивость к простудным заболеваниям, инфекциям возрастает до определенного уровня тренированности, а затем снижается. Обнаружена параболическая зависимость иммунологических реакций от двигательной активности.

Таким образом, физическая нагрузка сходна с лекарством, которое может привести к заболеванию, если его выбрать неправильно или принимать в чрезмерных дозах. Неправильно организованные тренировки могут привести к значительным отрицательным перекрестным эффектам адаптации.