Коллектив авторов - Руководство по спортивной медицине

Двигательный аппарат характеризуется выраженной гипертрофией скелетных мышц с увеличением количества и массы митохондрий на единицу ткани и накоплением мембранных белков; растет АТФазная активность миофибрилл за счет изменения субъединичного состава миозина; из-за увеличения популяции ферментов активируется гликолиз и гликогенолиз. Растет плотность капилляров и концентрация миоглобина в мышцах, т. е. возрастает эффективность транспорта кислорода. Увеличение мощности системы энергообеспечения в ответ на большие, но привычные нагрузки в этой стадии адаптации не вызывает ни снижения концентрации гликогена и КрФ, ни подъема концентрации аммиака и лактата.

В дыхательной системе возрастает коэффициент утилизации кислорода – благодаря увеличению жизненной емкости легких (ЖЕЛ), гипертрофии дыхательной мускулатуры и увеличению скорости и амплитуды ее сокращения. Рост максимальной вентиляции легких при физической работе и массы митохондрий в скелетных мышцах обеспечивает значительную аэробную мощность организма. В адаптированном организме потребление большого количества кислорода обеспечивается меньшим объемом легочной вентиляции и минутным объемом сердца. Экономизация реакций поддерживается ростом массы митохондрий и миоглобина в скелетных мышцах, способных извлекать из протекающей крови бüльшее количество кислорода.

Структурный след в ССС выражается умеренной гипертрофией сердца (на 20 – 40 %), увеличением васкуляризации и концентрации в нем миоглобина, избирательным ростом мембранной системы Са 2+-насоса, ответственного за расслабление сердечной мышцы, изменением спектра миозина и увеличением его АТФазной активности. Сердце приобретает бóльшую максимальную скорость сокращения и расслабления и в условиях предельных нагрузок бüльший конечный диастолический, ударный и максимальный минутный объемы. Высокий минутный объем и экономное функционирование скелетных мышц, эффективно извлекающих кислород из крови, при максимальных нагрузках не приводят к уменьшению кровотока во внутренних органах и сокращают степень их анемии.

Структурные изменения при долговременной адаптации образуют системный структурный след сложной архитектуры, который создает возможность интенсивной и экономной физической работы. Это составляет основу адаптации к физическим нагрузкам.

Четвертая стадия процесса — стадия изнашивания системы , ответственной за адаптацию, не является обязательной; устойчивая адаптация к физической нагрузке может сохраняться в течение многих лет. Вероятность реализации стадии изнашивания возрастает при длительных перерывах между тренировками. В этом случае системный структурный след и его компоненты в исполнительных органах утрачиваются. Восстановление этого следа заново после возобновления интенсивных нагрузок имеет для организма большую структурную цену, т. е. вновь требует активации синтеза нуклеиновых кислот и белков, и может протекать неудовлетворительно, особенно в зрелом и пожилом возрасте и при болезнях. Принятый в спорте принцип непрерывности тренировок является основой сохранения спортивной рабочей формы и условием экономии структурных ресурсов организма. Нарушению устойчивой адаптации к физической нагрузке способствуют условия, сочетающиеся со стрессорными ситуациями.

В становлении устойчивой адаптации к физической нагрузке выделяется решающая роль активации синтеза нуклеиновых кислот и белков и системного структурного следа, формирующегося как следствие этой активации. Как результат, воздействуя химическими или иными факторами на активность генетического аппарата клетки, можно в той или иной степени управлять адаптацией к физической нагрузке. Введение адаптирующимся к плаванию животным комбинации предшественников и кофакторов синтеза нуклеиновых кислот – фолиевой и оротовой кислот, витамина В 12– в 1,5 – 2 раза увеличивает максимальную длительность плавания тренированных животных. Ингибитор синтеза РНК – актиномицин D, – напротив, полностью исключает развитие адаптации. На процесс влияют получившие не всегда обоснованное применение анаболические гормоны, которые, в отличие от упомянутых витаминов, могут вызвать нежелательные изменения в системе нейроэндокринной регуляции. Проблема управления процессом адаптации к физическим нагрузкам с помощью химических и др. факторов требует дальнейшего многостороннего изучения.

Адаптация к факторам, вызывающим интенсивную мышечную работу, представляет реакцию целого организма, направленную на обеспечение мышечной деятельности и поддержание постоянства внутренней среды организма, его гомеостаза. Данные задачи решаются путем мобилизации специфической функциональной системы, ответственной за выполнение мышечной работы, а также реализации неспецифической стресс-реакции организма. Эти процессы запускаются и регулируются центральным управляющим механизмом, имеющим нейрогенное и гуморальное звенья.

В ответ на сигнал о необходимости совершения мышечной работы центральное (нейрогенное) звено управления включает двигательную реакцию и вызывает мобилизацию кровообращения, дыхания и др. компонентов функциональной системы организма, обеспечивающей выполнение работы. Одновременно активизируются гипоталамо-гипофизарный и симпатоадреналовый комплексы, т. е. гормонально-гуморальное звено управления процессом адаптации. Это звено реализует стресс-реакцию организма и потенцирует мобилизацию и работу функциональной системы за счет влияния на адаптационные изменения на клеточном и молекулярном уровнях в органах и тканях.

Совокупность процессов закономерно возникает в ответ на нагрузку в любом организме, однако характер управления процессами и их течение в нетренированном организме на этапе срочной адаптации будет отличаться от таковых в организме тренированном при сформировавшейся долговременной адаптации.

Центральное (нейрогенное) звено адаптации.Формирование двигательных и мобилизация вегетативных реакций в ответ на физическую нагрузку обеспечиваются у человека ЦНС на основе рефлекторного принципа координации функций. Этот принцип эволюционно обусловлен структурой ЦНС: отдельные рефлекторные дуги различных областей связаны между собой вставочными нейронами, а количество сенсорных нейронов в несколько раз превышает двигательные. Вставочные нейроны обеспечивают морфологическую целостность и координированное реагирование ЦНС на воздействие внешней среды, так как создают возможность преимущественного осуществления «полезных» рефлексов путем торможения одновременно протекающих «лишних» рефлексов. Значительное преобладание сенсорных нейронов также является морфологическим условием для координирования функций, поскольку каждый эффекторный путь может входить в состав многих рефлекторных дуг. Так, скелетные мышцы туловища и конечностей работают только под влиянием нервных импульсов, приходящих к ним по аксонам мотонейронов, тела которых расположены в сером веществе спинного мозга. Однако сами мотонейроны получают импульсацию от афферентных и вставочных нейронов и могут быть связаны со многими структурами на разных уровнях ЦНС. В реализации различных движений у человека могут принимать участие структуры продолговатого мозга и четверохолмия, подбугровой области, мозжечка, стриопаллидарной системы, ретикулярной формации, лимбического мозга, гиппокампа и миндалевидного ядра и, наконец, структуры моторной зоны коры больших полушарий.