Внутренняя среда организма
Шрифт:
Рис. 19. Схема гуморально-гормональных взаимоотношений при короткой физической нагрузке.
1 — адреналин; 2 — норадреналин; 3 — кортикостероиды; 4 — трофотропные метаболиты (ацетилхолин, гистамин, серотонин).
Рис. 20. Схема гуморально-гормональных взаимоотношений при длительной физической нагрузке.
А — оптимальный вариант; Б — неоптимальный вариант. Остальные обозначения те же, что на рис. 19.
Встречающийся
При длительных тренировках по мере адаптации организма к физическим нагрузкам происходит некоторое снижение в крови и моче биологически активных веществ как эрго-, так и трофотропного ряда. Сходные явления были отмечены со стороны гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой системы. Так, например, спортсмены, показавшие высокие результаты при плавании на длинные дистанции, экскретировали с мочой меньшие количества кортикостероидов, чем спортсмены, работавшие на коротких дистанциях. В этом проявляется адаптация организма к стрессовым ситуациям. Организм экономит силы и обходится меньшим количеством гормонов и медиаторов. Но здесь возникает парадоксальное явление. Ведь и при хроническом утомлении экскреция катехоламинов и кортикостероидов значительно снижается. Как же так? И адаптация, и утомление ведут к однозначному изменению гуморальногормональных систем.
Если при утомлении происходит постепенное снижение физической активности на фоне ослабления эрготропных механизмов и усиления трофотропных, то при адаптации возрастает способность организма обходиться меньшим количеством энергетических ресурсов — метаболитов, гормонов, медиаторов, ферментов. Организм как бы бережет расходование биологически активных соединений. Через стадию избыточной или повышенной суперкомпенсации, столь свойственной всем живым системам при стрессовых и экстремальных ситуациях, возникает какое-то компенсаторное равновесие. Происходит как бы экономизация расходования энергетических ресурсов, переход от баланса очень высокого к менее высокому, умеренному и даже несколько сниженному. Это может привести к уменьшению образования и использования гормонов и медиаторов (катехоламинов, кортикостероидов, серотонина и т. д.) организмом хорошо тренированных спортсменов. Организм охраняет свои регуляторные системы от перенапряжения, но в то же время легко мобилизует резервные возможности. Реактивность всего нейро (вегетативно)-гуморально-гормонального комплекса у высококвалифицированных спортсменов, как мы уже указывали, очень велика. И при малейшей тревоге происходит мгновенное усиление наличных и потенциальных возможностей. В этом-то и заключается различие, сходство и единство процессов возбуждения и торможения гомеостатических механизмов, регулирующих относительное постоянство внутренней среды организма.
Однако существует еще один аспект проблемы, необязательный, нежелательный, но все-таки возможный. Экономное расходование, протекающее на фоне высокого образования биологически активных веществ (катехоламинов, ацетилхолина, гистамина, серотонина, кортикостероидов и т. д.), о чем можно судить по уменьшению экскреции продуктов их обмена, приводит иногда к значительному накоплению их во внутренней среде. Поступая в кровь и тканевую жидкость, неиспользуемые эрго- и трофотропные вещества непрерывно воздействуют на тканевые рецепторы. Поток сигналов, поступающих в центральную нервную систему, возрастает, нервные клетки получают информацию о дискомфорте, надвигающемся неблагополучии, напряжении гомеостатических механизмов. Неблагоприятные условия, получившие название «факторов риска», повышают вероятность возникновения тех или других патологических процессов в организме.
Так, например, при длительных физических упражнениях хорошо адаптированный организм, экономно расходующий гормоны и медиаторы симпатоадреналовой системы, в той или иной степени подвержен факторам риска, связанным с развитием сердечно-сосудистых заболеваний, например гипертонии. Быть может (это только пока предположение, а не проверенный экспериментом факт), не совсем понятный высокий уровень гистамина и серотонина у некоторых категорий спортсменов также зависит от экономного их использования. Отсюда и фактор риска, выражающийся в возможной аллергизации организма при некоторых видах спортивной деятельности.
Как правило, соотношение эрго- и трофотропных метаболитов во внутренней среде взаимно компенсировано. Безупречно работающие гомеостатические механизмы сбалансированы. Динамическое равновесие между ними сохраняется даже при экстремальных условиях. Но могут возникнуть ситуации, когда относительное постоянство состава и свойств внутренней среды нарушается и вот почему столь обязательны систематические физиологические, биохимические и медицинские обследования спортсменов, необходимые для поддержания оптимальных условий во внутренней среде. Можно высказать и другое предположение. Активация и ускорение ферментных реакций при спортивной деятельности, нарастающий темп биохимических реакций при повышенных требованиях, предъявляемых организму, приводят к стремительно нарастающему образованию, мгновенному использованию и распаду биологических соединений. Как известно, в момент образования они влияют на рецептор более эффективно, более действенно. Происходит примерно то же самое, что имеет место при химических реакциях в неорганическом мире, т. е. в момент образования вещества более активны и организм использует их в меньшем количестве, но с тем же эффектом, чем вещества, длительно сохраняющиеся в крови. Биологически активные вещества медленнее взаимодействуют с рецепторами или клетками-мишенями, если сравнительно долго циркулируют в жидких средах организма. Убыстрение кругооборота приводит к повышению коэффициента полезного действия и, следовательно, более экономному расходованию необходимых организму при спортивной деятельности разнообразных нейрогуморальных факторов. В этом, возможно, и заложен ведущий механизм адаптации организма к повторным стрессорным воздействиям, в частности, к напряженным физическим нагрузкам.
В процессе длительной тренировки у спортсменов происходит убыстрение гуморально-гормональных механизмов регуляции функций на всех этапах: синтеза и освобождения биологически активных веществ из связанных форм, взаимодействия их с рецепторами, включения в метаболические процессы клеток-мишеней, разрушения путем ферментативного гидролиза, превращения в неактивные продукты обмена веществ, связывания с белками, лейкоцитами, эритроцитами, тромбоцитами, захвата нервными окончаниями, ресинтеза, выведения из организма. Конечно, очень трудно сказать при современном уровне знаний, в каком звене, при каких видах спорта, у каких спортсменов и при каких условиях происходит перестройка отдельных звеньев всей этой цепи физиологических и биохимических превращений. Возможно, что это дело будущего, даже далекого будущего. Но можно считать доказанным, что при адаптации к спортивной деятельности одно и то же количество метаболита, медиатора или гормона совершает свой кругооборот быстрее, чем это происходит в организме нетренированном и неадаптированном.
Рис. 21. Различия в реакциях гуморально-гормональных систем у лиц, не занимающихся спортом, и у спортсменов при состояниях утомления и адаптации организма при спортивной деятельности.
Объяснения в тексте.
Чем же все-таки отличается по гуморально-гормональным показателям состояние адаптации от состояния утомления? Как различить, утомлен ли спортсмен или адаптирован к физическим нагрузкам? Схематически это представлено на рис. 21. Изображенные на нем варианты показывают колебания эрго- и трофотропной активности внутренней среды у лиц, не занимающихся систематически спортом (1, 2), и у спортсменов (3, 4, 5, 6). Прямые линии условно ограничивают границы гомеостаза (эрго-и трофотропные), стрелкой отмечено возмущающее воздействие (в данном случае напряженная физическая нагрузка). Легко заметить, что границы гомеостаза у спортсменов значительно шире, чем у лиц, не занимающихся спортом, физическая нагрузка, вызывающая у «неспорсменов» фазовое повышение эрготропной активности (1), при резком ее усилении может привести к выходу эрготропной активности за пределы гомеостаза (2).
У тренированных спортсменов сдвиги, вызванные даже самыми сильными воздействиями, остаются в границах гомеостаза (3, 4). При выраженном утомлении (5) сниженная эрготропная активность под влиянием физической нагрузки не повышается вследствие недостаточности резервов, в то время как у адаптированного спортсмена (6) нагрузка ведет к значительному усилению эрготропных механизмов. Решить этот вопрос можно, используя ту или другую функциональную пробу (велоэргометр, третбан, инсулиновую пробу) с последующим определением экскреции катехоламинов. Отсутствие реакции при возмущающем воздействии говорит об утомлении. Выраженная же реакция показывает, что организм адаптирован, реактивен и способен мобилизовать свои резервы.