Физиологические механизмы адаптации к физическим нагрузкам и физиологические резервы организма

1.

Физиологические механизмы
адаптации к физическим
нагрузкам и физиологические
резервы организма (до 57
слайда конспект)

2.

Адаптация – это совокупность
физиологических
реакций,
лежащих в основе приспособления
организма
к
изменяющимся
условиям окружающей среды и
направленных на сохранение
гомеостаза.

3. Адаптация – это общебиологическое свойство живых организмов, заключающееся в формировании относительно устойчивого уровня

активности в постоянно изменяющихся
условиях среды.
ФИЗИЧЕСКИЕ
НАГРУЗКИ
ФАКТОРЫ
ВНЕШНЕЙ СРЕДЫ
ВНУТРЕНЯЯ СРЕДА
ОРГАНИЗМА
АДАПТАЦИЯ
ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ
ИЗМЕНЕНИЯ
УСЛОВИЯ СРЕДЫ
ОБИТАНИЯ
Физиологический смысл адаптации организма
поддержании гомеостаза в любых условиях.
СТРУКТУРНЫЕ
ИЗМЕНЕНИЯ
заключается
в

4.

• В 1920-х годах американский физиолог Уолтер Кеннон
описал, как организм справляется со стрессом.
• Он назвал этот механизм «реакцией борьбы или бегства»
(или реакцией острого стресса). По мнению физиолога,
под воздействием сильного стресса (даже если он не
настоящий) в организме запускается физиологическая и
психологическая реакция.
• В кровь выбрасываются химические вещества: адреналин,
норадреналин и кортизол, что приводит к увеличению
частоты сердечных сокращений, учащению дыхания, росту
артериального давления и снижению кровотока.
Благодаря этому вырабатывается энергия, необходимая
для защитной реакции организма в момент опасности - это
либо бегство, либо вступление в борьбу.
• Непроизвольная реакция организма регулируется тремя
системами: иммунной, эндокринной и центральной
нервной.

5.

6.

2. Механизмы неспецифической адаптации: общий адаптационный синдром
Формирование неспецифической адаптации наиболее полно изложено
канадским физиологом Г.Селье (1936) в работах, посвященных теории
стресса.
Стресс (от англ. «stress» – напряжение) –,
особое состояние напряжения живого
организма, возникающее в ответ на
сильный внешний раздражитель.
Ганс Селье
физиолог-эндокринолог, основоположник теории стресса
Согласно Селье любой достаточно сильный внешний стимул (стрессор),
вызывает состояние стресса, проявляющееся в определенном неспецифическом
(т. е. не зависящем от характера стрессора) ответе организма – общем
адаптационным синдроме.

7.

Какой эффект производит стресс на организм живого существа, впервые в
1936 году описал канадский ученый венгерского происхождения Ганс Селье.
Селье предположил, что хронический стресс приводит к долгосрочным
химическим изменениям в организме, а значит, его можно считать одной из
главных причин самых разных заболеваний.
Селье пришел к этому выводу при работе с крысами. Будучи ассистентом
биохимического отделения Университета Мак-Гилла, он проводил
эксперименты, в ходе которых крысам вводили овариальный экстракт в
расчете выявить реакцию, которая приведет к созданию полового гормона
нового типа.
И крысы действительно реагировали на инъекции: их селезенка, зобные
железы, лимфатические узлы и кора надпочечников увеличивались, а в
двенадцатиперстной кишке и желудке появлялись кровоточащие язвы.
Селье уменьшал и увеличивал количество вводимого экстракта, и эти реакции
ослаблялись и усиливались соответственно. Исследователю показалось, что
он открыл новый гормон, но потом он решил попробовать ввести
плацентарный и гипофизарный экстракты.
К его удивлению, реакция крыс была совершенно такой же.
Все еще думая, что ему удалось открыть новый гормон, исследователь провел
эксперимент еще раз, теперь с применением экстрактов нескольких органов, в
том числе печени и селезенки.
Реакции животных всегда были одинаковыми.
Озадаченный полученными результатами, Селье сделал еще одну,
последнюю попытку: ввел крысам раствор формальдегида.
Реакция была прежней.

8.

9.

10.

11.

12.

• Решив, что его эксперименты с крысами не привели к успеху
(в конце концов, новый гормон он не открыл), Ганс Селье
принялся искать другие возможные причины обнаруженных
им симптомов.
• Но через несколько лет, уже будучи студентом-медиком в
Праге, он вспомнил о своих экспериментах с крысами. Дело в
том, что многие пациенты больницы, где он работал,
жаловались на проблемы с желудком, а также на боли
общего характера.
• При дальнейшем обследовании выяснялось, что у всех
повышена температура, увеличена печень или селезенка,
воспалены миндалины и на теле появилась кожная сыпь. И
только несколько позднее начинали появляться симптомы
конкретных заболеваний.
• Селье заинтриговал тот факт, что, независимо от
заболевания, врачи рекомендовали пациентам лечение,
предписывавшее отдых, питание легкими для пищеварения
продуктами и избегание сильных перепадов температуры.
• Основываясь на экспериментах с крысами и знаниях,
полученных в медицинской школе, Селье идентифицировал
общую реакцию организма на стресс и назвал ее общим
адаптационным синдромом, который делится на три фазы

13.

14.

15.

• Научные определения
• Эустресс — защитная реакция организма,
возникающая под воздействием, как правило,
слабых и умеренных внешних стимулов и не
вызывающая расстройств организма, например:
реакция на просмотр фильма ужасов, катания на
«американских горках», неожиданное повышение
по службе.
• Дистресс — резко выраженная реакция адаптации,
возникающая в ответ на сильные и чрезмерные
внешние стимулы и приводящая к различным
расстройствам, например: переживание смерти
близкого человека, серьезной обиды, увольнения
и других негативных событий.

16.

17. Определение ВОЗ

• Стресс - это неспецифическая
реакция организма на любое
предъявленное к нему
требование.

18. Стрессовые факторы

1) Гипоксия;
2) Высокая и низкая to окружающей
среды;
3) Повышенная и пониженная влажность;
4) Солнечная радиация;
5) Высокое
и
низкое
атмосферное
давление;
6) Сильное эмоциональное возбуждение;
7) Неспецифические
непредельные
бытовые физические нагрузки.

19.

20. Стресс - три ключевых момента:

Стресс три ключевых момента:
• Стресс - звено в механизме
адаптации;
• Стресс - основа патогенеза
многих заболеваний;
• Адаптация к стрессу - основа
профилактики связанных с ним
патологий.

21.

Виды адаптации
Генотипическая
Фенотипическая

22. ВИДЫ АДАПТАЦИИ генотипическая, фенотипическая

3. Виды адаптации: генотипическая и фенотипическая; срочная и долговременная
ВИДЫ АДАПТАЦИИ
генотипическая, фенотипическая
Генотипическая адаптация – это приспособления к условиям
жизни популяции, составляющие основу эволюции вида.
Генотипическая адаптация по своей сути является
своеобразным «набором» программ развития живого
организма, формируемых на протяжении многих поколений
и передаваемых по наследству.
Условием для реализации генотипической программы является наличие
раздражителя и необходимых условий, повышающих мотивацию к действию
(пример родителей, социально-экономические мотивы и пр.).

23. ВИДЫ АДАПТАЦИИ генотипическая, фенотипическая

3. Виды адаптации: генотипическая и фенотипическая; срочная и долговременная
ВИДЫ АДАПТАЦИИ
генотипическая, фенотипическая
Фенотипическая
адаптация
–
это
приспособительные
изменения у отдельной особи к постоянно меняющимся условиям
существования.
ГЕНОТИП
ЗНАНИЯ
МЫСЛИ
ОПЫТ
ДЕЙСТИВЯ
ФЕНОТИП
Фенотипическая адаптация – это реализация генетических программ
индивидуального развития в ответ на действие того или иного раздражителя. В
результате организм совершенствует свои свойства и способности, позволяющие с
меньшими затратами поддерживать гомеостаз.

24.

Виды адаптации
Срочная адаптация
Долговременная
адаптация

25. Срочная адаптация – это реакции, для осуществления которых в организме существуют готовые, сформированные на протяжении

3. Виды адаптации: генотипическая и фенотипическая; срочная и долговременная
ВИДЫ АДАПТАЦИИ
срочная, долговременная
Срочная адаптация – это реакции, для осуществления которых
в организме существуют готовые, сформированные на протяжении
эволюционного развития, механизмы.
HR,
уд/мин
Работа 2 мин
Восстановление 30 мин
180
160
140
120
100
80
60
0
1
20
5
10
15
20
25
30
t, мин
К ним можно отнести большое количество двигательных реакции
животных и человека в ответ на действие раздражителей внешней среды
(безусловные
рефлексы),
мобилизацию
систем
дыхания
и
кровообращения в ответ на недостаток кислорода, увеличение
теплопродукции в ответ на холод и т.п.

26.

27.

28. Энергообеспечение приспособительных реакций организма

Энергопродукция
Симпато-адреналовая
системы (СНС и мозговой
слой надпочечников)
Повышается концентрация
адреналина и норадреналина в
крови
Активизируется распад
углеводов с
высвобождением энергии
Гипоталамо-гипофизарнонадпочечниковая система
(гипоталамус, передняя доля
гипофиза - АКТГ, кора
надпочечников)
Повышается концентрация
кортизола в крови
Усиливается распад сократительных
и иммунных белков до аминокислот.
Затем они в печени подвергаются
неоглюкогенезу
Энергообеспечение приспособительных реакций организма

29. Эффекты адреналина и норадреналина (гормонов стресса)

30. Долговременная (кумулятивная) адаптация охватывает реакции, для реализации которых в организме нет готовых механизмов

3. Виды адаптации: генотипическая и фенотипическая; срочная и долговременная
ВИДЫ АДАПТАЦИИ
срочная, долговременная
Долговременная
(кумулятивная)
адаптация
охватывает
реакции, для реализации которых в организме нет готовых
механизмов реагирования, а в наличии лишь генетически
детерминированные предпосылки, реализуемые при многократном
использовании имеющихся механизмов срочной адаптации.
Примерами долговременной адаптации являются:
• формирование
тренированности,
которая
обеспечивает
осуществление
организмом раньше недосягаемого уровня физической работоспособности;
• адаптация к нехватке кислорода, который
обеспечивает
жизнедеятельность на высотах, раньше не совместных с жизнью;
активную
• качественно более сложная адаптация, которая проявляется в создании системы
временных связей и новых поведенческих реакций (двигательные стереотипы,
стиль поведения, темперамент и т.п.).

31.

4. Тренированность как проявление адаптации в спорте
Тренированность – состояние, возникающее в результате
адаптации при систематической тренировки и позволяющее
совершать мышечную работу заданной интенсивности и
длительности.
Δf
Реакция на
максимальную
нагрузку
• тренированный организм способен
выполнять работу такой интенсивности
и длительности, которая не под силу
нетренированному (увеличение
мощности);
Реакция на
стандартную
нагрузку
• тренированный организм отличается
более экономным функционированием
систем в покое, при непредельных
нагрузках (экономизация);
тренированный
нетренированный
Δt
• у тренированного организма
повышается устойчивость к
неблагоприятным факторам среды
(повышение резистентности).

32.

4. Тренированность как проявление адаптации в спорте
В свете современных представлений, тренированность выражается в
достижении организма спортсмена принципиально нового уровня
адаптации и образования функциональной системы с другим
уровнем физиологических констант.
Особой чертой адаптации к физическим нагрузкам (т.е. – развития
тренированности) является ее строгая специфичность, относительно
содержания тренировки и требования вида спорта (С.Е. Павлов, 2003).

33.

2. Механизмы неспецифической адаптации: общий адаптационный синдром
Результатом стресс-реакции на уровне клеток организма является
мобилизация пластического резерва и формирование системного
структурного следа (Ф.З. Меерсон, 1967, 1986; А.А. Виру, 1976)
Ф
Ф
С
Ф
Ф
Ф
Ф
с.с.с.
С
адаптация
С
С
С
деадаптация
С

34.

35.

2. Механизмы неспецифической адаптации: общий адаптационный синдром

36. Специфические механизмы адаптации регуляторных и сенсорных систем к тренировочным нагрузкам различной направленности

Усиление парасимпатических влияний на
работу вегетативных систем организма при
развитии аэробной выносливости;
Гипертрофия надпочечников при развитии
аэробной выносливости;
Повышение вестибулярной устойчивости у
гимнастов и акробатов;
Расширение поля зрения у игровиков и
единоборцев;
Повышение (художественная
гимнастика,
баскетбол, плавание) или снижение (тяжелая
атлетика, бокс) кожной чувствительности.

37. Специфические механизмы адаптации опорно-двигательного аппарата к тренировочным нагрузкам различной направленности

Уплотнение
костной
ткани
и
увеличение
бугристости
костей
у
Специфические механизмы
адаптации
опорно-двигательного
представителей
силовых
видов
спорта;
аппарата к тренировочным нагрузкам
Миофибриллярная
или саркоплазматиразличной направленности
ческая гипертрофия мышц;
Увеличение количества и активности
окислительных или гликолитических
ферментов в зависимости от специфики
тренировочного
процесса
(развитие
аэробной
или
анаэробной
выносливости).

38.

а, б – увеличение плотности суставной стенки в ходе 8-недельной тренировки;
г, д - динамика плотности капилляров в мышце в ходе 11-месячной тренировки.

39. Специфические механизмы адаптации кислородтранспортной системы к тренировочным нагрузкам различной направленности

Специфические механизмы адаптации
• Тоногенная
дилятация или утолщение стенок миокарда при
кислородтранспортной
системы к тренировочным
развитии аэробной
выносливости или скоростно-силовых
качеств;
нагрузкам различной направленности
• Развитие брадикардии при тренировке на выносливость;
Повышение устойчивости миокарда к сдвигу pН в кислотную сторону у
спортсменов развивающих анаэробную выносливость;
• Увеличение ЖЕЛ и диффузионной способности легких при
развитии аэробной выносливости;
• Активизация органов кроветворения при развитии аэробной
выносливости;
Увеличение емкости буферных систем крови при развитии анэробной
выносливости;
• Особенности
терморегуляции
в
зависимости
от
специфики
тренировочного процесса (у лыжников совершенствуются механизмы
теплопродукции, у бегунов - теплоотдачи, у пловцов - конвекции);
Сглаживание феномена статических усилий при силовой тренировке.

40. Размеры сердца обусловлены объемом его полостей и толщиной стенок. Стенка левого желудочка 10 - 13 мм, правый желудочек – 5-8

мм, предсердия – 2-3 мм.

41. Занятия спортом способствуют развитию гипертрофии миокарда и ведут к увеличению объема полостей сердца.

42. Основные морфофункциональные перестройки, лежащие в основе формирования долговременной адаптации к мышечной деятельности

Гипертрофия мышц, сердца и надпочечников;
Основные морфофункциональные перестройки, лежащие в
Увеличение
размеров лёгких;
основе формирования
долговременной адаптации к мышечной
деятельности
Расширение
капиллярной и коронарной сети;
Изменение исходного вегетативного тонуса:
усиление парасимпатических влияний в покое;
Снижение степени напряжения механизмов
вегетативной регуляции сердечной деятельности в
покое и при нагрузке;
Повышение эффективности работы буферных
систем крови и устойчивости миокарда к сдвигу
Рh;
Более быстрый переход от углеводов к жирам в
качестве источника энергии для работающих
мышц.

43.

Адаптация к физическим нагрузкам
Краткосрочная
Специфические
механизмы
адаптации
Общие
механизмы
адаптации
Долговременная
Увеличение резервов организма
Функциональные
Энергетические
Пластические
Повышение физ.
работоспособности
Психические
Иммунные
Повышение умственной
работоспособности
Достижение долголетия
Увеличение резервов
здоровья

44. В целом долговременная адаптация к мышечной деятельности характеризуется

В целом долговременная регуляторных
адаптация к
I. Совершенством
мышечной деятельности характеризуется
механизмов;
II. Высокой
экономичностью
и
согласованностью работы мышц и
КТС;
III.Рациональным
использованием
и
быстрым
восстановлением
энергетических
и
пластических
резервов.

45.

5. «Цена» адаптации
«ЦЕНА» АДАПТАЦИИ
При систематическом повторении отдельных технических действия в
определенном
тренировочном
режиме,
специфичность
реакций
адаптации приводит к гипертрофии тканей за счет их собственных
запасов, но после их исчерпания используются резервы тех тканей,
функционирование которых для данного упражнения является
второстепенным.
Такая «атрофия» второстепенных тканей есть «ценой»
адаптации к отдельному виду спортивной деятельности.
Превышение «цены» адаптации, или нарушение системы
предопределяет развитие такого явления как деадаптация.
Основным его признаком является снижение трудоспособности, а в
отдельных случаях – развитие передпаталогических состояний,
нарушение сна, аппетита, формирование психологических
дисфункций, профессиональные заболевания.

46. Изменения в энергетическом обмене при выполнении мышечной работы

Рис. 1
• Рис. 1

47. Повторные воздействия в фазе утраченной суперкомпенсации

Рис. 2
• Рис. 2

48. Слишком частые тренировки функций, прерывают стадию восстановления

Рис. 3
• Рис. 3

49. Повторные тренировки с учетом фазы суперкомпенсации

50. Выделяют два основных фактора, лимитирующие приспособительные возможности спортсмена

Функциональные
возможности
системы
кровообращения
Функциональные
возможности
регуляторных
систем

51.

Дизадаптация - срыв механизмов адаптации.
Возникает в случае перенапряжения
механизмов адаптации:
при чрезмерных нагрузках;
при
недостаточном
отдыхе
между
нагрузками;
при форсированных нагрузках (когда
тренировочные
нагрузки
(объем,
интенсивность)
растут
быстрее,
чем
формируются
приспособительные
перестройки в организме спортсмена).

52.

53. Основные и первые признаки дизадаптации

1) Рост ЧСС, АД и повышение основного
обмена
в покое,
изменения
надизадаптации
ЭКГ;
Основные
и первые
признаки
2) Нарушение вегетативных реакций на
нагрузку, повышение функциональной
стоимости работы;
3) Эмоциональная
неустойчивость
спортсмена;
4) Потеря аппетита и снижение массы тела;
5) Нарушение сна;
6) Снижение
иммунитета,
обострение
хронических заболеваний;
7) Резкое снижение работоспособности.

54. Цена адаптации

Специфические
Общие заболевания:
заболевания:
Цена адаптации
наблюдается
рост
числа простудных - при развитии выносливости
чаще
страдает
ЖКТ,
заболеваний.
печень;
- в силовых видах спорта
развивается гипертония,
деформация
суставов,
грыжи;
- в плавании – заболевания
ЛОР-органов и почек;
в
гимнастике
–
заболевания суставов.

55. Физиологические резервы организма

1. Энергетические резервы – определяются запасом энергетических
веществ в организме (КрФ, гликогена, жирных кислот), скоростью их
утилизации во
время работы и восстановления
в период
отдыха.
Физиологические
резервы
организма
2.Пластические резервы – определяются запасом структурных
белков, которые во время работы могут использоваться для получения
энергии, а также степенью гипертрофии органов.
3.Функциональные резервы – определяются диапазоном изменения
функции при мышечной деятельности (предельные значения МОК,
МОД, СОК, МПК).
4.Иммунные резервы – определяется запасом иммунных белков
(лимфоцитов, антител), которые при нагрузке используются для
получения энергии. При неадекватных нагрузках именно они снижаются
первыми.
резервы
–
определяются
совершенством
нейрогуморальной регуляции, скоростью обработки информации в ЦНС,
психоэмоциональной устойчивостью организма.
5.Психические

56.

57.

СПАСИБО
ЗА ВНИМАНИЕ!!!

58. Типы общих адаптационных реакций

– реакция тренировки
– реакция активации
– стресс-реакция (на сильные,
чрезвычайные воздействия
по Г. Селье.)

59. Двенадцать стрессогенных ситуаций

• 1) необходимость ускоренной
переработки информации;
• 2) вредное окружение;
• 3) осознанная угроза;
• 4) нарушение физиологических
функций (возможно, как результат
бессонницы, болезни);
• 5) изоляция;
• 6) тюремное заключение;

60. Двенадцать стрессогенных ситуаций (продолжение)

• 7) остракизм (изгнание и
преследование);
• 8) групповое давление;
• 9) отсутствие контроля над событиями;
• 10)ощущение бессилия и
невозможности изменить ситуацию;
• 11) необходимость принятия особенно
ответственных решений;
• 12) быстрого изменения стратегии
поведения.

61. СТЕПЕНИ СТРЕССА

1. Слабая степень стресса
2. Средней степени стресса
3. Сильный или чрезмерный стресс

62. УСПЕШНЫЕ СПОСОБЫ ПРЕОДОЛЕНИЯ СТРЕССА

1) активное взаимодействие со
стрессором или влияние на саму
проблему;
2) изменение взгляда на проблему,
отношения к ней, другая интерпретация
проблемы;
3) принятие проблемы и уменьшение
физического эффекта стресса;
4) комплексные способы.

63. Изменение взгляда на проблему

• Первый способ -переоценка
проблемы;
• Второй способ - социальное
сравнение;
• Третий способ – избежание;
• Четвертый способ - юмор.

64. Принятие проблемы и уменьшение физического эффекта стресса

• Употребление лекарств.
• Релаксация или расслабление.
• Физические упражнения
• Воздух и вода.

65. КОМПЛЕКСНЫЕ СПОСОБЫ ПРЕОДОЛЕНИЯ СТРЕССА

• Помощь другим.
• Вера в Бога.
• Изменение образа жизни.