Адаптация к физическим нагрузкам.

Физическая нагрузка – самый естественный и древний фактор, воздействующий на человека. Вместе с тем, это не означает, что каждый человек способен справиться с длительной и интенсивной мышечной нагрузкой. Будучи обусловленным самой природой земной гравитации, этот фактор во все времена сопровождал человека, и двигательная мышечная активность всегда была важным звеном приспособления человека к окружающему миру.

Двигательная активность как атрибут жизнедеятельности не означает, что все люди или животные заведомо могут выполнять длительную и интенсивную мышечную работу.

Вместе с тем и другая сторона тренированности давно известна человеку – организм, тренированный к физическим нагрузкам, не только способен осуществлять интенсивную мышечную работу, но и оказывается более устойчив к ситуациям, вызывающим болезни и к жизненным невзгодам.

Существо проблемы адаптации к физическим нагрузкам, в конечном счете, сводится к вопросу о механизмах, обеспечивающих тренированному организму преимущества над нетренированным. Эти преимущества характеризуются двумя основными чертами:

1. Первая – тренированный организм может выполнять мышечную работу такой продолжительности или интенсивности, которая не под силу нетренированному. Так, нетренированный человек не в состоянии пробежать марафонскую дистанцию или поднять штангу весом, значительно превышающим его собственный. Другой пример, Дистанцию 100 метров может пробежать любой здоровый человек, но пробежать её за время менее 10 секунд способен только бегун-спринтер и др. примеры.

2. Вторая – тренированный организм характеризуется более экономным функционированием физиологических систем в покое и при умеренных непредельных нагрузках и способностью достигать при максимальных нагрузках такого уровня функционирования этих систем, который недостижим для нетренированного организма.

Тренированный человек осуществляет мышечную работу при меньшем увеличении потребления организмом кислорода и с большей эффективностью. Так при пробеге на лыжах одинаковой дистанции у тренированных людей при большей скорости бега расход кислорода был почти на 40% меньше. И потребление кислорода в миокарде при интенсивной нагрузке меньше, чем у нетренированных почти в 2 раза. У тренированных людей при стандартной работе наблюдается меньшее увеличение вентиляции лёгких и частоты дыхания, меньший подъем артериального давления, чем у нетренированных. Выполнение стандартной мышечной работы сопровождается у тренированного организма в 2-2,5 раза меньшим повышением уровня лактата в крови, что способствует предупреждению утомления и повышению работоспособности. Реакция симпато-адреналиновой системы и соответственно повышение уровня катехоламинов в крови в ответ на такие нагрузки у тренированных людей и животных значительно меньше, чем у нетренированных. Таким образом, при выполнении одинаковой по интенсивности работы тренированный организм работает более экономно, с меньшей мобилизацией физиологических функций.

При предельно напряженной работе наблюдается обратное: в тренированном организме происходит значительно большая мобилизация систем кровообращения, дыхания и большая трата энергии по сравнению с нетренированным. Так, при максимальной работе потребление кислорода у тренированного человека может возрастать до 5-6 л/мин, а у нетренированного не превышает 3 л/мин, минутный объем крови может возрастать до 45-47 л/мин, а ударный объем – до 200 мл, тогда как у нетренированного максимальное значение этих показателей 20-25 л/мин и 140-145 мл соответственно; легочная вентиляция может достигать 150 л/мин, а частота дыхания – 60 дых/мин; в ответ на предельные нагрузки у тренированных людей и животных наблюдается более мощная реакция симпато-адреналиновой системы, чем у нетренированных и т. д. Все это обеспечивает тренированному организму возможность выполнять работу такой интенсивности, которая не под силу нетренированному.

Для понимания механизма адаптации к физическим нагрузкам, т. е. тренированности, с позиции молекулярной физиологии существенно, что в процессе развития адаптации к любому фактору среды, и в частности к физическим нагрузкам определяются два основных этапа: начальный этап – срочная, несовершенная адаптация и последующий этап – долговременная устойчивая адаптация.

Во всех случаях срочная адаптация реализуется мгновенно, но реакция организма протекает (на пределе), с утратой резервов, низким, кратковременным результатом и сопровождается выраженной стресс-реакцией. Устойчивая, долговременная адаптация характеризуется: 1) более современной экономной реакцией организма; 2) отсутствием выраженной стресс-реакцией; и 3) возможностью нормальной жизнедеятельности в условиях действия данного фактора среды.

Применительно к физическим нагрузкам на этапе срочной адаптации основная двигательная реакция организма сопровождается ярко выраженной стресс-реакцией с избыточным высвобождением в кровь катехоламинов, кортикостероидов и т.д. Максимальным увеличением легочной вентиляции и минутного объема крови, приближением к максимуму уровня лактата и аммиака в крови, явлениями боле или менее выраженных повреждений клеточных мембран, которые проявляются ферментемией. В результате реакция организма быстро истощается, и он оказывается неспособным осуществлять длительную мышечную работу. Развивающаяся в дальнейшем долговременная адаптация, или тренированность характеризуется тем, что в ответ на туже самую нагрузку не возникает резкой стресс-реакции, и мышечная работа сопровождается меньшими, далекими от максимума величинами легочной вентиляции, минутного объема, содержание лактата и аммиака в крови, отсутствием выраженных повреждений, ферментемией и т. д. В результате становится возможным длительное, стабильное выполнение работы.

Исследования последних 20 лет позволили приблизиться к решению коренного вопроса проблемы адаптации. Оказалось, что в ответ на нагрузку, создаваемую факторами среды в клетках органов и тканей, на которые непосредственно падает нагрузка, закономерно происходит активация синтеза нуклеиновых кислот и белков, которая приводит к избирательному росту клеточных структур, лимитирующих физиологическую мощность системы, ответственной за реализацию адаптации к данному фактору среды. В результате функциональные возможности этой системы возрастают, и срочная адаптация переходит в долговременную.