Приспособленность к физической нагрузке, как эволюционный фактор для дальнейшего выживания.

Время нещадно «выбивает» землю у нас из-под ног, создавая условия проживания в городах без должной физической активности. Стрессы и нагрузки могут быть эффективными тренажерами, а наша с вами функциональная система, я имею ввиду телесную организацию, может использовать их в качестве тренировочной площадки. Но все это если мы готовим себя, тренируем свое тело постоянно, регулярно осваивая новые движения. Осваивая функциональные особенности нашего тела в разных условиях среды, в разных проявлениях двигательной активности.

Проводя регулярные тренировки по гимнастике йогов часто сталкиваюсь с вопросом от только начинающих тренироваться людей. Зачем синхронизировать движения и дыхания, в чем есть положительные стороны этого процесса? Каковы положительные результаты от постоянных тренировок? У меня есть на этот счет некоторые соображения. Конечно же в двух словах это не сказать, хотя, краткость сестра таланта могла бы и помочь мне в этом деле. Но коль скоро увы мне увы, попробую расписать в меру своих сил.

Начать нужно с того, что вообще-то некоторое новое движение и реакции на него, всегда  в сущности, могут являться неким «стрессором» в организме, который если присмотреться получше, может приводить к приспособительной реакции на физическую нагрузку. Приспособительная реакция и есть адаптация, которая формируется на первоначальном действии любого сигнала, вызывающего интенсивную и длительную двигательную реакцию. В развитии большинства адаптивных реакций можно увидеть две основные линии развития адаптационных механизмов. Начальный этап «срочная» или несовершенная адаптация и следующий за ним «долговременная» адаптация, более совершенного характера.

Первый этап («срочная» адаптация) практически всегда может протекать на пределе физиологического резерва организма, и скорее всего может не обладать адаптационным эффектом. Например, убегать неадаптированному к специфической от бега нагрузке животному и человеку очень сложно, тут все в совокупности рождает трудности. Это и биохимические реакции связанные с максимумом сердечной деятельности, легочной вентиляции, выброса лактата (молочной кислоты) в кровь, который не способствует быстроте реакции и, наверно что самое немало важное, длительности работоспособности функциональных систем в организме. Следует также указать, что этап «срочной» адаптации осуществляется на уровне головного мозга по средствам механизма «генерализации двигательных реакций», т.е. сложившихся стереотипных механизмов, которые и помогают выжить, подключая бессознательную рефлекторную операционную деятельность организма. И это по существу есть адаптация, формирование определённой максимально эффективной функциональной системы на основе установочных реакций.

«Долговременный» этап и все его положительные свойства, возникают в результате постепенно и на длительной дистанции, многократно повторяющихся, в своем воздействии на организм стресирующих факторов окружающей среды. Начинается это с того, что много раз повторяющаяся «срочная» адаптация случается и случается, и случается, и случается, в конце концов подводя организм к необходимости приобретать новое качество, а именно из неадаптированного превращаться в адаптативный. Происходит качественное изменение организма. На основе развивающихся обучающих процессов и памяти мозга, в ходе адаптации к окружающей действительности, возникают новые устойчивые временные связи, реализующиеся в виде соответствующих поведенческих реакций. Ох мудрено получается, но сложность делает наш мозг по утверждению Т.Черниговской и краше, и лучше. Как- то так.

Вывод думается из всего этого получается такой — переход от «срочно» адаптативной модели поведения к «долговременной» делает жизнь биологического организма в новых условиях более сносной, позволяя расширять сферу своего обитания и проявляя «свободу» своего поведения в меняющейся биологической и социальной среде. Стерсерующие факторы создают по сути физическую нагрузку, которая на определенных этапах развития организма увеличивает шансы на его выживаемость, а значит и на дальнейшее эволюционное развитие всего вида.

Теперь вернемся к движению. Как мы уже знаем первоначальным эффектом от воздействия любого безусловного раздражителя, является чаще всего значительная и длительная двигательная реакция. Вот захотелось поесть, погулять и проверить свою территорию, задуматься о продолжении рода и что … А вот что, происходит возбуждение и мобилизация соответствующих афферентных и моторных центров скелетной мускулатуры через активацию вегетативных центров, включая функции эндокринных желез, а также органов кровообращения и дыхания обеспечивающих энергетический метаболизм работающих мышц. В совокупности они образуют единую функциональную систему, т.е. меня самого, «ответственного» за реализацию данной двигательной реакции. И вот повстречал я в процессе своей прогулки на любимой моему сердцу тропинке, врага-соперника. И что же будет с моей функциональной системой, как она будет справляться с этим крайне мало приятным событием?  Как мы поняли, рассматривая «срочную» мобилизационную адаптацию эффективность этой системы будет невелика, бежать мы долго не сможем, интенсивно махать руками и кричать, т.е. драться тоже скорее всего долго не получится.

И вот на помощь к нам приходит чудесно организованный миллионами лет эволюционных изменений, побед и порожний, механизм «долгосрочного» адаптационного встраивания в окружающую среду. После многократных повторений ситуаций, событий в ходе проб и ошибок формируется пока не совершенная функциональная система, «функциональный орган» биологической системы организма. Все эти миллионы лет тренировок, подводят нас к развитию «долговременной» адаптации, которая в сущности должна всего лишь повысить наш статус, как энергетически эффективно существующих, а также похоже, и социально обусловленных существ на этой планете. Для этого должны произойти длительные структурные изменения, формирующие так называемый «след», который позволит расширить наши возможности и предоставив нам в этой связи небольшое преимущество, расширяющее наш адаптативный механизм.

Что же мы по сути, так сказать в натуре (in rerum natura) получили. Длительно, на протяжении продолжительного времени, создаваясь на предпосылках более быстрой адаптации, мы создаем в организме так называемый структурный «след», который обеспечивает нам увеличение физиологических возможностей доминирующей функциональной системы. Так уж сложилось, что в ответ на требования окружающей среды возрастает функция ответственная за адаптацию доминирующих систем, в связи с чем, в них развивается активация синтеза нуклеиновых кислот и белков. Основной же причиной данного изменения является по сути увеличение физиологической функциональности клеток структур, ответственных за адаптацию, вызывая в качестве первого изменения увеличение скорости транскрипции РНК на структурных генах ДНК в ядрах этих клеток. Рост количества информационной РНК приводит к интенсивно протекающему синтезу клеточных белков. В результате чего масса структур увеличивается и происходит увеличение функциональных возможностей клетки, составляющей их основу «долговременной» адаптации. Это похоже помогло нам сохранять полезный результат на протяжении длительного времени, предавая его через поколения.

В итоге мы получили образовавшуюся уравновешенную систему целостного центрального регулирования, которая характеризуется экономизацией, облегчением процесса управления адаптационными реакциями, в совокупности позволяющая обеспечивать выполнение мышечной работы во благо нашего процветания. Это приводит наши системные механизмы к адаптации организма, в различных звеньях подвергающихся физической нагрузке. Так аппарат нейрогормональной регуляции функциональной системы, ответственный за адаптацию, развивает определённые структурные изменения, которые повышают функциональную мощность этого аппарата и обеспечивая его устойчивое экономное функционирование в ходе мышечной работы. Также, структурные изменения происходят в аппарате управления мышечной работой, на уровне ЦНС, создавая возможности мобилизовать наибольшее число моторных единиц при нагрузке, что приводит в результате к совершенствованию мышечной координации.

На уровне самой скелетной мышцы, на основе активации синтеза нуклеиновых кислот и белков, развивается выраженная рабочая гипертрофия, реализующаяся за счет увеличения массы имеющихся мышечных волокон «быстрого» или «медленного» типа, в зависимости от вида нагрузки.  Очень важно указать, что увеличивается энергообеспечение мышц. Это происходит вследствие роста мощности системы преобразования энергии, выражаясь в увеличении количества и массы митохондрий. В 1,5-2 раза возрастает число митохондрий при адаптации к физическим нагрузкам на выносливость в скелетных мышцах. Конечно же это не во всех мышечных звеньях, а избирательно, но тем самым все же «расширяя» лимитирующую работоспособность мышц и организма в целом.

Структурная адаптация также характеризуется увеличением мощности, и одновременно, экономностью функционирования аппарата внешнего дыхания и кровообращения. В ходе развивающейся гипертрофии дыхательной мускулатуры увеличивается ее скорость и амплитуда сокращения; увеличивается жизненная емкость лёгких и возрастает коэффициент утилизации кислорода. С увеличением максимальной вентиляции лёгких при физической работе и ростом массы митохондрий в скелетной мускулатуре, мы достигаем значительного увеличения аэробной мощности организма. Также повышается способность дыхательного центра длительно поддерживать возбуждение, на предельном уровне, обеспечивая в тренированном организме возможность осуществлять, в течении продолжительного времени, максимальную гипервентиляцию при сверхинтенсивных мышечных нагрузках.

Достигая данного уровня адаптации, сочетающего в себе экономизацию функционирования аппарата внешнего дыхания в покое и при нагрузках мы приобретаем следующие две основные особенности тренированного организма:
1) увеличивается объем вдоха и емкость лёгких, что позволяет поддерживать адекватный минутный объем вентиляции при меньшей частоте дыхания, а при меньшей работе дыхательной мускулатуры нет соответственно энергетических затрат.
2) повышается кислородная емкость крови и способность скелетной мускулатуры , а также и других тканей, утилизовать кислород из притекающей крови, создавая тем самым условия для уменьшения легочной вентиляции в покое и при стандартных нагрузках.

Кроме того, адаптационная перестройка на уровне ЦНС обеспечивает ритмичность дыхания и четкую координацию его с работой двигательного аппарата, что также способствует экономности функционирования аппарата дыхания позволяя эффективно реализовывать двигательные поведенческие реакции.

Далее, на уровне систем кровообращения адаптация выражена, прежде всего, в развитии структурных изменений в самом сердце. При адаптации на выносливость она представлена умеренной гипертрофией миокарда, увеличением числа коронарных капилляров и их плотности, сопровождаясь ростом просвета крупных коронарных артерий. Этот комплекс изменений адаптации приводит к «расширению» лимитирующих звеньев в функционировании сердца. Так мы получаем в свое усмотрение тот факт, что из-за высокого минутного объема и более экономического функционирования скелетной мышцы, которая способна извлекать кислород из крови более эффективно, перераспределение крови при интенсивных нагрузках не приводит, в тренированном организме, к резкому уменьшению кровотока во внутренних органах и степень анемизации этих органов, таким образом снижается. Этому также способствуют адаптационные изменения в системе регионального кровообращения в органах и тканях.

Итого получается. Я попробовал показать, что тренированный организм лучше, эффективнее и экономичнее нетренированного. Надеюсь вы смогли отметить тот огромный положительный эффект от постоянно повторяющихся стресирующих обстоятельств, в которых, как мы все знаем, современному человеку приходится постоянно существовать, не только проживать эти нагрузки, но их грамотно их трансформировать в личный опыт. Все накопленные от тренировок положительные составляющие, ка-то структурные и функциональные изменения, позволяют выводить организм на оптимизационную направляющую жизнедеятельности. Этот уровень повседневной работоспособности со временем становится основным богатством, в котором мы можем быть уверенны, на фундаменте которого дальнейший действия во времени могут быть вами эффективно направлены позволяя достигать поставленных целей.

P.S. Все рассмотренные положительные адаптационные изменения составляют преимущества тренированного организма, и развиваются, как правило, при тренировках на выносливость. Однако при некоторых видах физических нагрузок, например, при направленной тренировке к силовым нагрузкам, культуризме и т.п., адаптация в большинстве случаев не приводит к повышению резистентности организма к повреждающим воздействиям.