Морфологические проявления компенсаторно-приспособительных процессов

Компенсаторно-приспособительные процессы с морфологической точки зрения могут быть двух видов: гипертрофией и атрофией. Некоторые авторы к компенсаторно-приспособительным процессам относят гиперплазию, которая характеризуется увеличением количества клеток в органе.

Гипертрофиейназывается увеличением массы функциональных единиц органа, которая сопровождается интенсификацией его функции. Гипертрофия характеризуется увеличением объема и веса органа, объема клеточных элементов, при этом функциональные возможности органа повышаются, благодаря чему он может более эффективно выполнять работу. Например, гипертрофия скелетной мышцы, которая развивается при занятиях спортом за счет увеличения ее физиологического поперечника, способствует увеличению силы, с которой данная мышца способна сокращаться.

Различают два основных вида рабочей гипертрофии мышц: саркоплазматический и миофибриллярный.

Саркоплазматическая гипертрофия происходит преимущественно за счет увеличения объема участка мышечного волокна, которое не сокращается – саркоплазмы. При этом типе гипертрофии наблюдается существенное повышение метаболических резервов в мышце (увеличение содержания креатинфосфата, гликогена и т.п.), увеличение числа функционирующих капилляров. Саркоплазматическая гипертрофия мало влияет на рост силы мышц, в большинстве случаев она не изменяется или несущественно изменяется.

Миофибриллярная гипертрофия развивается преимущественно за счет увеличения числа и объема миофибрилл, увеличения плотности их укладки в мышечном волокне. Данный тип гипертрофии мышц способствует значительному увеличению силы мышц. Наиболее склонны к миофибриллярной гипертрофии быстрые мышечные волокна.

В обычных условиях жизни у человека развивается смешанная (саркоплазматически-миофибриллярная) гипертрофия с преимуществом определенного вида, в зависимости от профессиональной деятельности. У спортсменов направленность гипертрофии определяется характером тренировок, видом спорта. Саркоплазматическая гипертрофия развивается при выполнении большого объема динамических упражнений, упражнений с большими мышечными напряжениями (около 70% от максимальной силы мышц). При тренировке силы гипертрофируются преимущественно быстрые мышечные волокна, а при тренировке выносливости – медленные. Таким образом, высокий процент быстрых волокон в мышцах – важная предпосылка развития мышечной силы, а высокое содержимое в мышцах медленных волокон – свидетельство больших потенциальных возможностей развития выносливости.

Атрофияхарактеризуется уменьшением количества структурных элементов клеток, их частичной деструкцией, уменьшением функциональной активности, объема и размеров органа.

Физиологические гипертрофия и атрофия, как правило, процессы обратимые. После устранения причин, которые их вызвали, размеры органов и тканей возвращаются к предшествующим величинам. Истинную гипертрофию, которая характеризуется перестройкой паренхиматозных клеток, выполняющих специфическую для органа функцию (для мышц это миоциты, для костей – остеоциты), необходимо отличать от мнимой, при которой происходит увеличение промежуточной ткани (жировой или соединительной).

Усиление функциональной активности органов двигательного аппарата и систем обеспечения, которые наблюдаются при повышенной мышечной работе, обусловлены ростом энергетических затрат организма. При этом усиливается расщепление сложных белково-липидных комплексов клеточной протоплазмы на большее количество мелких молекул, которые легко окисляются. Эти процессы ведут к повышению осмотического давления и ацидоза, который сопровождается набуханием клеточной протоплазмы.

Ацидотические сдвиги, вызывая гиперемию тканей, способствуют развитию гипертрофии. Набухание клетки, связанное с поглощением воды, уменьшает концентрацию структурных элементов цитоплазмы. В результате включаются механизмы ауторегуляции, и все внутриклеточные процессы становятся ориентированными на синтез новых внутриклеточных структур, т.е. автоматически осуществляется активизация синтеза с последующим увеличением массы функционирующих, энергообразующих и опорных структур в клетке. Данный синтез обеспечивается генетическим аппаратом клетки по известной схеме: ДНК ¢РНК ¢ белок.

Следует отметить, что биохимические процессы предшествуют морфологическим проявлениям гипертрофии. Если объем и поверхность гипертрофированной клетки не удовлетворяют возросшие нужды в газообмене и метаболизме, то вслед за ресинтезом ДНК клетка иногда делится. Это восстанавливает нормальные соотношения между ее объемом и поверхностью. Если клетка не способна делиться, то она может наращивать свой внутриклеточный аппарат (например, увеличивать количество миофибрилл, митохондрий, как это имеет место в мышечных волокнах).

Мышечная деятельность при выполнении физических упражнений целеустремленно влияет на цикл самообновления клеток, поэтому, дозируя физическую нагрузку, можно поддерживать этот процесс на определенном уровне, создавая тем самым оптимальные условия для синтеза внутриклеточных структур. Изучение морфологических особенностей тела спортсменов разных специализаций является необходимой задачей, так как, в зависимости от индивидуальных характеристик организма и вида специализации, тренировки по-разному влияют на структурные свойства организма.

В условиях патологии, гипертрофия имеет такое же назначение, как и в норме. Но при патологии гипертрофический процесс чаще развивается более интенсивно, и при этом энергетические нужды гипертрофированного органа не всегда могут быть обеспечены достаточным кровообращением. В результате, в гипертрофированном органе могут образовываться участки с относительно сниженным кислородным обеспечением и, как следствие, развивается некроз отдельных клеток с их замещением соединительной тканью, поэтому в этих случаях эффективность гипертрофии органа снижается.