2 курс / Нормальная физиология / Функциональное_состояние_и_регуляторно_адаптивные_возможности_организма

ций и форм организма человека (Р. М. Баевский, Г. Г. Иванов, 2000; Э. М. Казин и др., 2006; А. В. Шаханова, Т. Г. Глазун, 2008):

 по данным длины, массы тела, динамометрии кисти, ЧСС, артериального давления (Р. М. Баевский, 1979);

 по показателям адаптационного потенциала (П. А. Филеши, Н. Н. Сивакова, 1989);

по показателям, отражающим вегетативный статус и функциональные возможности сердечно-сосудистой системы (Г. Л. Апанасенко,

Л. А. Попова, 2000);

по данным клинического и функционального диагноза, физической подготовленности и физической работоспособности (Р. Е. Мотылянская, Л. А. Ерусалимский, 1980).

Использование методов оценки функционального состояния организма позволяет по-новому подойти к определению здоровья с использованием дозированных функциональных нагрузок, с обязательным контролем качества их выполнения и оценкой адаптивных возможностей и цены адаптации, которую платит организм в процессе деятельности (О. А. Гуро, 2001; А. В. Шаханова и др., 2001, 2009; Т. Н. Галкина, 2008).

Понятие функционального состояния организма является фундаментальным в современной физиологии, психофизиологии и различных областях медицины. Однако в настоящее время не существует его исчерпывающего определения, которое бы в равной степени удовлетворяло различных специалистов (А. Г. Ильин, Л. А. Агапова, 2000; Д. А. Тимофеев, 2002;

Л. Б. Дыхан, 2006; А. В. Шаханова и др., 2008; З. Ф. Дудченко, 2009; Е. А. Евстифеева, С. И. Филипченкова, 2009).

Наиболее общепризнанным является представление о функциональном состоянии как интегральном комплексе наличных характеристик тех функций и качеств человека, которые прямо или косвенно обусловливают

10

выполнение деятельности (В. И. Медведев, 2003; С. Г. Марьинских, 2007; Л. Н. Шафиева, А. Ф. Кагомова, 2009).

Не вызывает сомнения, что особенности функционального состояния организма в конкретный момент времени можно описать с помощью многообразных проявлений. Объективной регистрации и контролю доступны изменения в функционировании различных физиологических систем. Наиболее существенными для выявления специфики функционального состояния являются показатели деятельности различных отделов ЦНС, сер- дечно-сосудистой, дыхательной, двигательной, эндокринной систем. При этом для разных состояний характерны определенные сдвиги в протекании основных психических процессов: восприятия, внимания, памяти, мышления и изменения в эмоционально-волевой сфере (А. Б. Леонова, 1984; О. В. Визгалов, 2002; Д. В. Богатенков, М. А. Негашева, 2003; Г. А. Кураев

идр., 2003; С. Г. Данько и др., 2005; Н. А. Кочурина и др., 2005).

Спозиций системного подхода, функциональное состояние представляет собой результат динамического взаимодействия организма с

внешней средой и отражает состояние «организованного» целого (К. В. Судаков, 1999). В русле данной логики обычный, или нормальный, уровень функционирования физиологических систем означает оптимальное взаимодействие высших и низших звеньев управления. Автономность низших уровней освобождает высшие уровни от необходимости постоянно участвовать в локальных регуляторных процессах. Вмешательство высших механизмов управления в работу низших происходит только в том случае, когда поток информации превышает возможности управляющего механизма. Оптимальное сочетание принципов централизации и автономности управления в живом организме обеспечивает максимальную адаптивность целостной системы при ее взаимодействии с факторами внешней среды

(Ф. З. Меерсон, 1986).

11

М. М. Филиппов (2006), рассматривая виды функционального состояния по отношению к деятельности, выделяет два вида:

состояние адекватной мобилизации, когда состояние всей системы и каждого звена оптимальны и адекватны требованиям деятельности;

состояние динамического рассогласования, при котором система или не полностью обеспечивает деятельность, или работает на излишне высоком уровне напряжения.

Оптимальную деятельность внутренних систем организма, обеспечивающих устойчивость в изменяющихся условиях деятельности, осуществляют специальные механизмы сохранения в определенных пределах структурной организации обмена веществ, энергии и информации. Целе-

вой функцией деятельности этих механизмов является гомеостаз (В. П. Казначеев и др., 1980; Н. А. Агаджанян и др., 2003; Н. А. Кочурина, 2005; И. К. Рапопорт, 2006).

А. А. Виру (1981) подчеркивает, что нельзя отождествлять гомеостаз покоя и деятельности, так как каждое деятельное состояние организма имеет свой гомеостаз и свойственную ему характеристику гомеостатической регуляции. В ряде случаев оказывается, что для обеспечения постоянства одного параметра необходимо временно, но весьма значительно, вывести из устойчивого уровня другие параметры. Во всех этих случаях организм выводится из рамок гомеостаза покоя на новые уровни гомеостаза.

При действии факторов внешней среды, гомеостатируемые параметры жизнедеятельности организма могут сохраняться в пределах нормы, однако, при этом существенно изменяются показатели, характеризующие состояние регуляторных механизмов, то есть за сохранение гомеостаза организм платит определенную «цену», которая зависит от индивидуальных адаптационных возможностей (С. В. Булатецкий, 2003; М. А. Сорокина, 2007). Организм непрерывно реагирует на воздействия множества раздражителей, и в нем происходит сложная перестройка всех его функциональ-

12

ных систем, подчиненная единым закономерностям (В. П. Казначеев, 1997). При этом, в первую очередь, реагируют висцеральные служебные системы: кровообращение, дыхание. Этими реакциями управляет центральная нервная система с широким вовлечением гормональных факторов, в частности, гормонов мозгового вещества надпочечников (катехоламинов), что, в свою очередь, сопровождается повышенным тонусом симпатической системы (Н. А. Агаджанян и др., 2003).

Перестройка организма на новый уровень функционирования идет через стадию дестабилизации, возрастание вариабельности, изменение гомеостатических режимов. Основная задача такого уровня регулирования – поиск оптимального режима работы с преобладанием либо парасимпатического, либо симпатического компонентов регуляции. Необходимость длительного поддержания активности функциональных адаптивных систем приводит к напряжению регуляторных механизмов (М. Г. Пшенникова, 2000; Д. Н. Давиденко и др., 2005; А. В. Шаханова, Т. В. Глазун, 2008).

Для практических исследований первостепенное значение имеет проблема оценки изменения состояния, расходования функциональных резервов, которые происходят в интересах поддержания необходимого уровня функционирования основных систем организма. В неадекватных условиях организм вынужден адаптироваться, приспосабливаться к окружающей среде путем изменения уровня функционирования отдельных систем, что требует расходования функциональных резервов (Н. А. Агаджанян и др., 2003; Л. Н. Шафиева, А. Ф. Кагомова, 2009). Как отмечает В. Н. Новосельцев (1978), в реальных ситуациях функционирование биосистем происходит в условиях непрерывных изменений как вне, так и внутри системы. При этом переходные процессы, приводящие к изменению переменных состояния в физиологических системах, возникают в следующих случаях:

13

при вариациях условий окружающей среды;

при изменении режима функционирования системы;

при изменениях параметров системы.

Вответ на эти изменения в биосистеме происходят сдвиги, направленные, прежде всего, на сохранение стационарного неравновесия – система адаптируется, приспосабливается к новым условиям существования. Приспособительные процессы при изменении условий окружающей среды

ирежима функционирования системы можно назвать адаптацией системы к внешним возмущениям, а при изменении параметров системы – процессами компенсации.

Врусле рассматриваемой проблемы особенно важно остановиться на классификации исходов адаптивного поведения биосистемы Р. М. Баевского, которая представлена следующим образом:

 состояние удовлетворительной адаптации;  состояние неполной или частичной адаптации (пограничные со-

стояния);  состояние напряжения регуляторных механизмов (кратковремен-

ная или неустойчивая адаптация);  состояние неудовлетворительной адаптации;

 состояние истощения (астенизации) и полома адаптационных механизмов (срыв адаптации).

«…Эти состояния отражают только одну сторону процесса адаптации – его конечный результат. В практическом плане исключительно важное значение имеет распознавание степени адаптации организма в конкретных условиях его деятельности. Такое распознавание на основе использования представленной классификации исходов адаптивного поведения получило название донозологической диагностики, так как при этом определяются состояния организма, предшествующие развитию определенных нозологических форм заболеваний» (Р. М. Баевский, 1979, с. 62).

14

Функциональное состояние организма является интегральной характеристикой поведенческого акта, лимитируемой регуляторно-адаптивными возможностями в первую очередь кардиореспираторной системы, ответственной за обеспечение тканей и органов кислородом и питательными веществами (Н. А. Агаджанян и др., 2003). Система кровообращения организма особенно чувствительна к влиянию внешней среды. Обладая сложными нервно-рефлекторными и нейрогуморальными механизмами, система кровообращения обеспечивает своевременное адекватное кровоснабжение соответствующих структур. Ее деятельность можно рассматривать как индикатор адаптационных реакций целостного организма (Р. М. Баевский, А. П. Берсенева, 1997; Э. М. Казин и др., 2000).

На основе трехуровневой модели управления в организме, предложенной С. Н. Брайнесом и др. (Кибернетические модели…, 1974), именно аппарат кровообращения вместе с другими висцеральными системами является тем согласующим звеном между управляющими (ЦНС, вегетативная нервная система, гуморально-гормональные подсистемы) и управляемыми, обеспечивающими непосредственное взаимодействие организма с внешней средой, звеньями, обеспечивая необходимый конечный результат деятельности целостного организма.

Специфика регуляции сердечной активности со стороны ЦНС обеспечивает возможность получения прогностической информации как о деятельности сердца, так и об изменениях состояния всего организма (А. И. Федоров, 2008; Н. Б. Пиковская, 2011), поскольку информационные процессы в сердечно-сосудистой системе, в том числе нервная и гуморальная регуляции кровообращения, изменяются раньше, чем выявляются гемодинамические, метаболические или энергетические нарушения (Р. М. Баевский, 1979). В тех случаях, когда организм постоянно испытывает дефицит функциональных резервов для достижения уравновешивания с окружающей средой, возникают состояния функционального напряже-

15

ния, которые характеризуются смещением вегетативного равновесия в сторону преобладания адренергических механизмов, а также соответствующим изменением гормонального статуса (Д. Морман, Л. Хеллер, 2000; Э. М. Казин и др., 2002; А. И. Федоров, 2008).

Процесс адаптации является функцией временной, на разных его этапах могут включаться различные физиологические механизмы. При этом основная нагрузка ложится на регуляторные механизмы. Именно центральные регуляторные механизмы обеспечивают диапазон адаптации, надежность и запас прочности (В. П. Казначеев, 1980).

Длительность адаптационных процессов обусловлена многообразием и глубиной происходящих перемен в организме. В развитии большинства адаптационных реакций определенно прослеживается два этапа: начальный этап – «срочная», но несовершенная адаптация; последующий этап – совершенная долговременная адаптация.

Срочный этап адаптации заключается в изменениях функций и обменных процессов непосредственно во время воздействия на организм. Он осуществляется за счет готовых (в основном, генетически обусловленных) регуляторных механизмов (Ф. З. Меерсон, 1981, 1986). Основная цель срочной адаптации – обеспечение выполнения необходимого акта жизнедеятельности и поддержание постоянства внутренней среды организма (Л. Н. Кузнецова, 2003).

«Долговременный» этап адаптации возникает постепенно, в результате длительного или многократного действия на организм факторов окружающей среды. Он развивается на основе многократной реализации «срочной» адаптации и характеризуется тем, что в итоге постепенного количественного накопления каких-то изменений организм приобретает новое качество – из неадаптированного превращается в адаптированный.

По существу адаптация – это формирование определенной функциональной системы (Ф. З. Меерсон, М. Г. Пшенникова, 1988) с вовлечением

16

субсистем поведенческого и гомеостатического уровней, которая складывается в каждом конкретном случае в зависимости от внешней ситуации, исходного состояния организма и предшествующего опыта (К. В. Судаков, 1987). Долговременная адаптация обязательно сопровождается следующими физиологическими процессами:

перестройкой регуляторных механизмов;

мобилизацией и использованием резервных возможностей ор-

ганизма;

формированием специальной функциональной системы адаптации к конкретной трудовой деятельности человека.

По сути дела, эти три физиологические реакции являются главными

иосновными составляющими процесса адаптации, а общебиологическая закономерность таких приспособительных перестроек относится к любой деятельности человека (А. С. Солодков, Е. Б. Сологуб, 2005). Например, специальная функциональная система адаптации спортсменов (А. С. Солодков, 2000) представляет собой вновь сформированное взаимоотношение нервных центров, гормональных, вегетативных и исполнительных органов, необходимое для решения задач приспособления организма к физическим нагрузкам. Морфофункциональной основой такой системы является образование в организме системного структурного следа (Ф. З. Ме-

ерсон, 1981).

Эффективная адаптация обеспечивает поддержание нормальной жизнедеятельности и приспособление к различным факторам внешней среды, а применительно к человеку также сохранение высокого уровня работоспособности в конкретных, в том числе социальных условиях. Особую актуальность эта проблема приобретает в отношении учащейся молодежи

Влияние многочисленных факторов социальных, экологических, образовательной среды, существенной модификации ценностных установок приводит к адаптивным функциональным изменениям, которые сопровождаются значительным напряжением компенсаторно-приспособительных систем и, как следствие, приводят к значительному ухудшению состояния здоровья студенческой молодежи (Ю. В. Щербатых, 2000; А. В. Шаханова

идр., 2001; С. А. Батрымбетова, Л. Н. Семченко, 2008).

Вданном аспекте наиболее важным является выявление снижения функционального состояния и работоспособности у молодых людей в условиях современной жизни и деятельности для своевременного проведения соответствующих профилактических и коррекционных мероприятий с целью сохранения благоприятной динамики здоровья на протяжении всего периода обучения в вузе.

18

Глава 2

КАРДИО-РЕСПИРАТОРНАЯ СИСТЕМА КАК ИНДИКАТОР РЕГУЛЯТОРНО-АДАПТИВНЫХ ВОЗМОЖНОСТЕЙ ОРГАНИЗМА

Динамика параметров системы внешнего дыхания в условиях образовательного процесса в высшем учебном заведении

Концепция профессионального здоровья предполагает соответствие состояния здоровья характеру профессиональной деятельности. При этом всегда встает проблема определения отклонений в состоянии здоровья, при которых трудоспособность не страдает (Г. М. Коновалова и др., 2010).

В период освоения учебной программы студенты испытывают воздействие целого комплекса факторов образовательной среды, негативно влияющих на состояние их физического и психического здоровья. Деятельность студентов требует концентрации внимания, активации процессов мышления, памяти и других психических функций. В этих условиях возникает необходимость постоянных адаптивных изменений функционирования организма и в период перехода от срочных реакций к долговременным ключевое значение имеет повышение эффективности каскада транспорта кислорода (В. С. Новиков и др., 1998; Н. А. Агаджанян и др., 2004; И. Э. Есауленко и др., 2009).

Изучение реакций системы внешнего дыхания в сочетании с показателями сердечно-сосудистой системы позволит выяснить, какие изменения

19