Двигательная активность -- основное свойство животных и человека, неотъемлемая часть жизни и развития каждого организма. В течение жизни нередко под влиянием каких-либо требований внешней среды уровень двигательной активности изменяется в сторону его повышения или понижения.

Если человек изменяет образ жизни так, что его двигательная активность по необходимости становится высокой, то его организм должен приспосабливаться к новому состоянию. В этих случаях развивается специфическая адаптация, сводящаяся к перестройке мышечной ткани, точнее ее массы, в соответствии с повышенной функцией.

В основе этого механизма лежит активация синтеза мышечных белков. Увеличение их функции на единицу массы ткани вызывает изменение активности генетического аппарата, что приводит к увеличению числа рибосом и полисом, в которых происходит синтез белков. В конечном итоге клеточные белки растут в объеме и количестве, нарастает масса мышечной ткани, другими словами, возникает гипертрофия. При этом в митохондриях мышечных клеток увеличивается использование пирувата, что предотвращает повышение содержания лактата в крови и обеспечивает мобилизацию и использование жирных кислот, а это, в свою очередь, приводит к повышению трудоспособности. В результате объем функции приходит в соответствие с объемом структуры органа, и организм в целом становится адаптированным к нагрузке данной величины. Если человек проводит усиленную тренировку в объеме, значительно превышающем физиологический, то структура мышц подвергается особенно выраженным изменениям. Объем мышечных волокон возрастает в такой степени, что кровоснабжение не справляется с задачей столь высокого обеспечения мышц. Это приводит к обратному результату: энергетика мышечных сокращений ослабевает. Такое явление можно считать дезадаптацией.

В целом, хорошо дозируемые мышечные нагрузки способствуют повышению неспецифической резистентности к действию самых различных факторов. Иногда человек и животное бывают вынуждены адаптироваться и к пониженной двигательной активности -- гипокинезии.

3.2 Пониженная активностъ

Ограничения двигательной активности живого организма называют гипокинезией (синоном термина «гиподинамия»).

Степени гипокинезии в естественных условиях и в опыте могут быть различными -- от небольшого ограничения подвижности до почти полного ее прекращения. Полной гипокинезии можно добиться, лишь используя фармакологические вещества типа миорелаксина.

Можно говорить о различных видах гипокинезии. К числу таковых относятся: отсутствие необходимости движения; невозможность двигаться в связи со спецификой внешних условий; запрет движений при режиме покоя в связи с заболеванием; невозможность двигаться в связи с заболеванием.

Примером гипокинезии, связанной с отсутствием необходимости в двигательной активности, является режим нашей повседневной жизни. Разумеется, речь идет о людях, занимающихся умственным трудом, ведущим так называемый «сидячий образ жизни». Однако современная высокоразвитая техника, используемая на производстве, приводит к тому, что рабочие и крестьяне в процессе трудовой деятельности прилагают все меньше и меньше физических усилий, так как труд человека постепенно заменяется работой различных машин. Таким образом, научно-техническая революция несет с собой гипокинезию, являющуюся отрицательным моментом для человека как биологической системы.

Аварийная фаза адаптации к гипокинезии отличается первоначальной мобилизацией реакций, компенсирующих недостаток двигательных функций.

В реакцию организма на гипокинезию вовлекается, прежде всего, нервная система с ее рефлекторными механизмами. Взаимодействуя с гуморальными механизмами, нервная система и организует защитные реакции адаптации на действие гипокинезии.

Исследования показали, что к числу таких защитных реакций относится возбуждение симпатоадреналовой системы, связанное большей частью с эмоциональным напряжением при гипокинезии. Во вторую очередь защитные реакции включают гормоны адаптации.

Симпатоадреналовая система обусловливает временную частичную компенсацию нарушений кровообращения в виде усиления сердечной деятельности, повышения сосудистого тонуса и, следовательно, кровяного давления, усиления дыхания (повышение вентиляции легких). Выделение адреналина и возбуждение симпатической системы способствуют повышению уровня катаболизма в тканях. Однако эти реакции кратковременны и быстро угасают при продолжающейся гипокинезии.

Дальнейшее развитие гипокинезии можно представить себе следующим образом. Неподвижность способствует, прежде всего, снижению катаболических процессов. Выделение энергии уменьшается, и интенсивность окислительных реакций становится незначительной. Поскольку в крови снижается содержание углекислоты, молочной кислоты и других продуктов метаболизма, в норме стимулирующих дыхание и кровообращение (интенсивность деятельности сердца, скорость кровотока и кровяное давление), то эти показатели также снижаются. У людей в состоянии гипокинезии уменьшается вентиляция легких, падает частота сердечных сокращений, ниже становится кровяное давление.

Если при этом питание остается таким же, как при активной деятельности, наблюдается положительный баланс, накопление в организме жиров и углеводов. При продолжающейся гипокинезии такое превышение ассимиляции довольно скоро приводит к ожирению.

Характерным изменениям подвергается сердечно-сосудистая система. Постоянная недогрузка сердца в связи с уменьшением венозного возврата в правое предсердие служит причиной недорастяжения его кровью, уменьшения минутного объема. Сердечная мышца начинает работать ослабленно. В волокнах сердечной мышцы снижается интенсивность окислительных реакций, и это приводит к изменению по типу атрофии (слово «атрофия» означает отсутствие питания). Уменьшается масса мышц, снижается их энергетический потенциал, и, наконец, возникают деструктивные изменения.

В опытах на кроликах, подвергавшихся длительное время действию гипокинезии, было установлено, что сердце подопытного кролика уменьшается в объеме на 25% по сравнению с сердцем кролика из контрольной группы. Аналогичные результаты были получены Н.А. Агаджаняном (1962) у обследуемых после 60-суточного их пребывания в замкнутых камерах малого объема.

Изменения происходят и в сосудистой системе. В условиях гипокинезии, когда выброс крови из сердца снижается, и количество циркулирующей крови уменьшается в связи с ее депонированием и застаиванием в капиллярах, тонус сердца постепенно ослабляется. Это снижает кровяное давление, что, в свою очередь, приводит к плохому снабжению тканей кислородом и падению в них интенсивности обменных реакций (порочный круг).

Застои крови в капиллярах и емкостном отделе сосудистого русла -- мелких венах -- способствуют повышению проницаемости сосудистой стенки для воды и электролитов и выпотеванию их в ткани. В результате возникают отеки различных частей тела. Ослабление работы сердца служит причиной повышения давления в системе полых вен, что, в свою очередь, к застою в печени. Последнее способствует снижению ее обменной, барьерной и других очень важных для состояния организма функций. Кроме того, плохое кровообращение в печени вызывает застой крови в бассейне воротной вены. Отсюда повышение давления в капиллярах кишечной стенки и уменьшение всасывания веществ из кишечника.

Ухудшение условия кровообращения в пищеварительной системе снижают интенсивность сокоотделения, вследствие чего возникают расстройства пищеварения. Уменьшение кровяного давления и объема циркулирующей крови является причиной снижения мочеобразования в почках. В организме при этом повышается содержание остаточного азота, не выводимого с мочой.

4. Адаптация к гипоксии

Классификация гипоксии.

По длительности и интенсивности течения выделяют функциональную, деструктивную и метаболическую гипоксию.

Деструктивная гипоксия является тяжелой формой и приводит к необратимым изменениям в организме.

Функциональная гипоксия возникает при нарушении гемодинамики, т.е. в результате нарушения кровотока по различным причинам, например при переохлаждении, травмах, ожогах и пр.

Метаболическая гипоксия развивается как результат нарушения снабжения кислородом тканей. При этом в них происходит изменение обменных процессов.

И функциональная и метаболическая гипоксия имеют обратимый характер. Это значит, что после проведения необходимого лечения или изменения понуждающих к гипоксии факторов все процессы в организме восстанавливаются.

По причинам возникновения гипоксия подразделяется на:

- экзогенную гипоксию, зависящую от парциального давления кислорода. К такому виду относится высотная гипоксия, развивающаяся при низком атмосферном давлении, например в горах. Высотная гипоксия может возникнуть в замкнутом пространстве - шахте, лифте, подводной лодке и пр. Причинами высотной гипоксии являются снижение содержания в крови кислорода и углекислого газа СО2, приводящие к усилению частоты и глубины вздоха.

- респираторную гипоксию, возникающую на фоне дыхательной недостаточности.

- гистотоксическую гипоксию, обусловленную неправильным использованием тканями кислорода.

- гемическую, возникающую при анемии и подавлении гемоглобина угарным газом или окислителями.

- циркуляционную гипоксию, развивающуюся при недостаточности кровообращения в сопровождении артериовенозного отличия по кислороду.

- перегрузочную, причиной развития которой являются приступы эпилепсии, нагрузки от тяжелой работы и др. подобны причины.

Техногенные гипоксии возникают при постоянном пребывании человека в экологически неудовлетворительной среде.

Часто встречаются в медицинской практике гипоксии головного мозга и гипоксии новорожденных.

Гипоксия головного мозга нарушает деятельность всего организма и в первую очередь центральной нервной системы.

Гипоксия у новорожденных встречается довольно часто в акушерской и гинекологической практике и имеет серьезные последствия. Основными причинами хронической гипоксии плода являются такие заболевания матери как сахарный диабет, анемия, профессиональная интоксикация, порки сердца и пр. заболевания.

К причинам хронической гипоксии плода относят осложненную беременность, вызванную расстройством маточно-плацентарного кровообращения. Кроме того патологическое развитие плода в виде гипотрофии, резус-конфликта, инфицирования плода при прорыве защитных барьеров и многоплодие также могут быть причинами хронической гипоксии плода.

Признаки гипоксии.

Симптомы кислородного голодания выражаются постоянной усталостью и депрессией, сопровождающиеся бессонницей.

Отмечается ухудшение слуха и зрения, появляются головные боли и боли в груди. На электрокардиограмме выявляется синусовая аритмия. Пациенты испытывают отдышку, тошноту и дезориентацию в пространстве. Дыхание может быть тяжелым и глубоким.

В начальной стадии развития гипоксии головного мозга признаки ее выражаются высокой энергичностью, преходящей в эйфорию. Теряется самоконтроль за двигательной деятельностью. Признаки гипоксии головного мозга могут проявляться шаткой походкой, сердцебиением, бледностью, граничащей с синюшностью, или наоборот кожа становиться темно-красной.

Кроме общих для всех, признаки гипоксии головного мозга, по мере прогрессирования заболевания, выражаются обмороками, отеком головного мозга, отсутствием кожной чувствительности. Нередко такое состояние завершается комой с летальным исходом.

Любой вид гипоксии требует незамедлительного лечения, основанного на ликвидации ее причины.

температура адаптация гипоксия невесомость

5. Адаптация к невесомости

В тяжелых условиях отмечают нарушение минерального, в том числе кальциевого обмена, что зависит от двигательной активности в условиях недогрузок костной системы конечностей, особенно нижних. По-видимому, отрицательный баланс ионов Са2+ в условиях космических полётов может быть связан и с эндокринными сдвигами. Изменяется не только координация движений, но даже почерк. В экспериментах были обнаружены нарушения структуры передних рогов серого вещества спинного мозга, показано также снижение устойчивости физиологических систем в условиях физических нагрузок. Адаптация в этих условиях возможна лишь при кардинальной перестройке управляющих механизмов центральной нервной системы, формировании функциональных систем при обязательном использовании комплекса технических и тренировочных защитных мероприятий. Необходимо применять различные искусственные способы жизнеобеспечения в такой необычной и неадекватной для организма ситуации.

В результате формируется гипогравитационный двигательный синдром, который включает изменения 1) сенсорных систем, 2) моторного контроля, 3) функции мышц, 4) гемодинамики.

1) Изменения работы сенсорных систем:

- снижение уровня опорной афферентации;

- снижение уровня проприоцептивной активности;

- изменение функции вестибулярного аппарата;

- изменение афферентного обеспечения двигательных реакций;

- расстройство всех форм зрительного слежения;

- функциональные изменения в деятельности отолитового аппарата при изменении положения головы и действии линейных ускорений.

2) Изменение моторного контроля:

- сенсорная и моторная атаксия;

- спинальная гиперрефлексия;

- изменение стратегии управления движениями;

- повышение тонуса мышц-сгибателей.

3) Изменение функционирования мышц:

- снижение скоростно-силовых свойств;

- атония;

- атрофия, изменение композиции мышечных волокон.

4) Гемодинамические нарушения:

- увеличение сердечного выброса;

- снижение секреции вазопрессина и ренина;

- увеличение секреции натрийуретического фактора;

- увеличение почечного кровотока;

- уменьшение объёма плазмы крови.

Возможность истинной адаптации к невесомости, при которой происходит перестройка системы регулирования, адекватная существованию на Земле, гипотетична и требует научного подтверждения.

Список литературы

1. Б.В. Петровский. БМЭ -- Москва издательство «Советская энциклопедия» 1989г.

2. Григорьев А. И. Экология человека.- М.: ГЭОТАР-Медиа,2008. - 240 с.

3. Агаджанян Н.А., Тель Л.З., Циркин В.И., Чеснокова С.А. Физиология человека. - М,: Медицинская книга, 2009. - 526 с.

4. Н.А. Агаджанян, А. И. Воложин, Е.В. Евстафьева. Экология человека и концепция выживания. - М .: ГОУ ВУНМЦ МЗ РФ, 2001. - 240 с.

5. Л.И. Цветкова, М.И. Алексеев и др.; Под ред. Л.И. Цветковой Экология: Учебник для технических вузов. - М.: Изд-во АСВ; СПб.: Химиздат, 1999. - 488 с.

6. Кормилицын В.И., Цицкишвили М.С., Яламов Ю.И. Основы экологии: Учебное пособие/ - М.: МПУ, 1997. 1 - 368 с.

7. Захаров В.Б., Мамонтов С.Г., Сивоглазов В.И. «Биология: общие закономерности»: Учебник для 10 - 11 кл. общеобразовательных учебных заведений. - М.: Школа-Пресс, 1996. - 625 с.

Размещено на Allbest.ru