Адаптация к физическим нагрузкам и резервные возможности организма. Стадии адаптации

Другим абсолютным признаком функциональной системы является наличие рецепторных аппаратов, оценивающих результаты ее действия. Эти рецепторные аппараты в одних случаях могут быть врожденными, в других это могут быть обширные афферентные образования центральной нервной системы, воспринимающие афферент-ную сигнализацию с периферии о результатах действия. Характерной чертой такого афферентного аппарата является то, что он складывается до получения самих результатов действия.

Каждый результат действия такой функциональной системы формирует поток обратных афферентаций, представляющих все важнейшие призна-ки (параметры) полученных результатов. В том случае, когда при подборе наиболее эффективного результата эта обратная афферентация закреп-ляет последнее наиболее эффективное действие, она становится “санк-ционирующей афферентацией” [П. К. Анохин, 1935].

В поведенческом смысле функциональная система имеет ряд дополнительных широко разветвленных аппаратов.

Жизненно важные функциональные системы, на основе которых строится приспособительная деятельность новорожденных животных к характерным для них экологическим факторам, обладают всеми указанными выше чертами и архитектурно оказываются созревшими точно к моменту рождения. Из этого следует, что объединение частей функциональной системы (прин-цип консолидации) должно стать функционально полноценным на каком-то сроке развития плода еще до момента рождения [П. К. Анохин, 1968].

Функциональная система всегда гетерогенна. Конкретным механизмом взаимодействия компонентов любой функциональной системы является освобождение их от избыточных степеней свободы, не нужных для получения данного конкретного результата, и, наоборот, сохранение всех тех степеней свободы, которые способствуют получению результата. В свою очередь, результат через характерные для него параметры и благодаря системе обратной афферентации имеет возможность реорганизовать систему, создавая такую форму взаимодействия между ее компонентами, которая является наиболее благоприятной для получения именно запрограммированного результата. Смысл системного подхода состоит в том, что элемент или компонент функционирования не должен пониматься как самостоятельное и независимое образование, он должен пониматься как элемент, чьи оставшиеся степени свободы подчинены общему плану функционирования системы, направляемому получением полезного результата. Таким образом, результат является неотъемлемым и решающим компонентом системы, создающим упорядоченное взаимодействие между всеми другими ее компонентами.

Все ранее известные формулировки систем построены на принципе взаимодействия множества компонентов. Вместе с тем элементарные расчеты показывают, что простое взаимодействие огромного числа компонентов, например, человеческого организма, ведет к бесконечно огромному числу степеней их свободы. Даже оценивая только число степеней свобод основных компонентов центральной нервной системы, но, принимая при этом во внимание наличие по крайней мере пяти возможных изменений в градации состояний нейрона [T. Bullock, 1958], можно получить совершенно фантастическую цифру с числом нулей на ленте длиной более 9 км [П. К. Анохин, 1978]. То есть простое взаимодействие компонентов реально не является фактором, объединяющим их в систему. Именно поэтому в большинство формулировок систем входит термин “упорядочение”. Однако, вводя этот термин, необходимо понять, что же “упорядочивает” “взаимодействие” компонентов системы, что объединяет эти компоненты в систему, что является системообразующим фактором. П. К. Анохин (1935, 1958, 1968, 1978, 1980 и др.) считает, что “таким упорядочивающим фактором является результат деятельности системы”. Согласно предложенной им концепции, только результат деятельности системы может через обратную связь (афферентацию) воздействовать на систему, перебирая при этом все степени свободы и оставляя только те, которые содействуют получению результата. “Традиция избегать результат действия как самостоятельную физиологическую категорию не случайна. Она отражает традиции рефлекторной теории, которая заканчивает “рефлекторную дугу” только действием, не вводя в поле зрения и не интерпретируя результат этого действия” [П. К. Анохин, 1958]. “Смешение причины с основанием и смешение действия с результатами распространено и в нашей собственно повседневной речи” [M. Bunge, 1964]. “Фактически физиология не только не сделала результаты дей-ствия предметом научно объективного анализа, но и всю терминологию, выработанную почти на протяжении 300 лет, построила на концепции дугообразного характера течения приспособительных реакций (“рефлекторная дуга”)” [П. К. Анохин, 1968]. Но “результат господствует над системой, и над всем формированием системы доминирует влияние результата. Результат имеет императивное влияние на систему: если он недостаточен, то немедленно эта информация о недостаточности результата перестраивает всю систему, перебирает все степени свободы, и в конце концов каждый элемент вступает в работу теми своими степенями свободы, которые способствуют получению результата” [П. К. Анохин, 1978].

“Поведение” системы определяется прежде всего ее удовлетворенностью или неудовлетворенностью полученным результатом. В случае удовлетворенности системы полученным результатом, организм “переходит на формирование другой функциональной системы, с другим результатом, представляющим собой следующий этап в универсальном непрерывном континууме результатов” [П. К. Анохин, 1978]. Неудовлетворенность системы результатом стимулирует ее активность в поиске и подборе новых компонентов (на основе перемены степеней свободы действующих синаптических организаций - важнейшего звена функциональной системы) и достижении достаточного приспособительного результата. Более того, одно из главнейших качеств биологической самоорганизующейся системы состоит в том, что система в процессе достижения окончательного результата непрерывно и активно производит перебор степеней свободы множества компонентов, часто даже в микроинтервалах времени, чтобы включить те из них, которые приближают организм к получению конкретного запрограммированного результата. Получение системой конкретного результата на основе степени содействия ее компонентов определяет упорядоченность во взаимодействии множества компонентов системы, а, следовательно, любой компонент может быть задействован и войти в систему только в том случае, если он вносит свою долю содействия в получение запрограммированного результата. В соответствии с этим, в отношении компонентов, входящих в систему, более пригоден термин “взаимосодействие” [П. К. Анохин, 1958, 1968 и др.], отражающий подлинную кооперацию компонентов множества отобранных ею для получения конкретного результата. “Системой можно назвать только комплекс таких избирательно вовлеченных компонентов, у которых взаимодействие и взаимоотношения принимают характер взаимосодействия компонентов для получения фокусированного полезного результата” [П. К. Анохин, 1978]. Именно потому, что в рассматриваемой концепции результат оказывает центральное организующее влияние на все этапы формирования системы, а сам результат ее функционирования является по сути функциональным феноменом, вся архитектура системы была названа функциональной системой [П. К. Анохин, 1978].

Следует подчеркнуть, что “функциональные системы организма складываются из динамически мобилизуемых структур в масштабе целого организма и на их деятельности и окончательном результате не отражается исключительное влияние какой-нибудь участвующей структуры анатомического типа”, более того, “компоненты той или иной анатомической принадлежности мобилизуются и вовлекаются в функциональную систему только в меру их содействия получению запрограммированного результата” [П. К. Анохин, 1978]. Введение понятия структуры в систему приводит к ее пониманию как чего-то жестко структурно детерминированного. Вместе с тем, именно динамическая изменчивость входящих в функциональную систему структурных компонентов является одним из ее самых характерных свойств. Кроме того, в соответствии с требованиями, которые функция предъявляет структуре, живой организм обладает крайне важным свойством внезапной мобилизуемости его структурных элементов. “…Существование результата системы как определяющего фактора для формирования функциональной системы и ее фазовых реорганизаций и наличие специфического строения структурных аппаратов, дающего возможность немедленной мобилизации объединения их в функциональную систему, говорят о том, что истинные системы организма всегда функциональны по своему типу”, а это значит, что “функциональный принцип выборочной мобилизации структур является доминирующим” [П. К. Анохин, 1978].

Не менее важным обстоятельством является то, что функциональные системы, обеспечивающие какой-то результат на данном уровне иерархии, можно изолировать только с дидактической целью. В конечном итоге единственно полноценной функциональной системой является собственно живой организм, существующий в непрерывном пространственно-временном континууме получаемых приспособительных результатов. Выделение любых функциональных систем в организме в достаточной степени искусственно и может быть оправдано лишь с позиций облегчения их исследования. Вместе с тем, эти “функциональные системы” сами по себе являются взаимосодействующими компонентами целостных функциональных систем используемых организмом в процессе своего существования в Среде. Поэтому, по мнению П. К. Анохина (1978), говоря о составе функциональной системы, необходимо иметь в виду тот факт, что “...каждая функциональная система, взятая для исследования, неизбежно находится где-то между тончайшими молекулярными системами и наиболее высоким уровнем системной организации в виде, например, целого поведенческого акта”.

Независимо от уровня своей организации и от количества составляющих их компонентов функциональные системы имеют принципиально одну и ту же функциональную архитектуру, в которой результат является доминирующим фактором, стабилизирующим организацию систем [П. К. Анохин, 1978].

Центральная архитектура целенаправленного поведенческого акта, развертывается последовательно и включает следующие узловые механизмы:

Афферентный синтез.

Принятие решения.

Формирование акцептора результата действия.

Обратная афферентация (эфферентный синтез).

Целенаправленное действие.

Санкционирующая стадия поведенческого акта [П. К. Анохин, 1968].

Таким образом функциональная система по П. К. Анохину (1935) это - законченная единица деятельности любого живого организма и состоящая из целого ряда узловых механизмов, которые обеспечивают логическое и физиологическое формирование поведенческого акта. Образование функциональной системы характеризуется объединением частных физиологических процессов организма в единое целое, обладающее своеобразием связей, отношений и взаимных влияний именно в тот момент, когда все эти компоненты мобилизованы на выполнение конкретной функции.

3.3.Основные положения современной теории адаптации

Организм человека не является чем-то неизменным, а даже в достаточно короткие промежутки времени подвержен достаточной изменчивости прежде всего в связи с его динамически меняющимися функциональными состояниями [С. Е. Павлов, 2000 и др.], не говоря уже об относительно растянутой во времени гомеоретической изменчивости его гомеостатических констант [К. Уоддингтон, 1957, 1970]. Все эти процессы подчиняются строгим физиологическим законам, рассматривающим организм как единое целое со средой его существования - “организм без внешней среды, поддерживающей его существование, невозможен; поэтому в научное определение организма должна входить и среда, влияющая на него” [Сеченов И. М., 1952]. При этом именно законы адаптации человеческого организма с учетом его генотипических и фенотипических особенностей являются определяющими в формировании тех или иных результатов любой деятельности человека, включая и его деятельность в спорте [С. Е. Павлов, Т. Н. Кузнецова, 1998; С. Е. Павлов, 1999; С. Е. Павлов, 2000].

Однако прежде чем представить основные положения современной теории адаптации [С. Е. Павлов, 2000], следует еще раз вернуться к теории функциональных систем П. К. Анохина (1935, 1958, 1968, 1970, 1980 и др.), лежащей в основе данной теории адаптации. В частности, по мнению С. Е. Павлова (2000), необходимо обратить внимание на одно из высказываний великого физиолога: “Как целостное образование любая функциональная система имеет вполне специфические для нее свойства, которые в целом придают ей пластичность, подвижность и в какой-то степени независи-мость от готовых жестких конструкций различных связей как в пределах самой центральной системы, так и в масштабе целого организма” [П. К. Анохин, 1958, 1968]. Именно здесь кроется ошибка П. К. Анохина и это именно тот момент, который до настоящего времени обусловливал фактическую невозможность реального использования теории функциональных систем как в физиологии, так и в других дисциплинах. П. К. Анохин (1958, 1968) наделил функциональные системы свойством практически безграничной лабильности (возможности неограниченного выбора компонентов для получения одного и того же “полезного результата”) и таким образом лишил функциональные системы присущих им черт функционально-структурной специфичности [С. Е. Павлов, 2000].

Тем не менее функциональные системы обладают свойством относительной лабильности лишь на определенных этапах своего формирования, постепенно теряя это свойство к моменту окончательного формирования системы [С. Е. Павлов, 2000]. В этом случае целостные функциональные системы организма (по “внешнему” содержанию - его многочисленные поведенческие акты) становятся предельно специфичными и “привязываются” к вполне конкретным структурным образованиям организма [С. Е. Павлов, 2000, 2001]. Другими словами пробегание 100-метровой дистанции трусцой и с максимальной скоростью - две совершенно разные функциональные системы бега, обеспечиваемые различными структурными компонентами. Равно как примерами различных функциональных систем являются например проплывания с одной скоростью, но разными стилями одной и той же дистанции. Более того, изменение любых параметров двигательного акта при сохранении одинакового конечного результата также будет свидетельствовать о “задействовании” в данных поведенческих актах различных функциональных систем, “собранных” из различных структурно-функциональных компонентов. Однако это положение не принимается сегодня спортивными педагогами (в противном случае им придется кардинальным образом пересмотреть свои позиции по вопросам теории и методики спортивной тренировки). Так В. Н. Платоновым (1988, 1997) в защиту концепции абсолютной лабильности функциональных систем приводятся данные о проплывании соревновательной дистанции Линой Качюшите, свидетельствующие лишь о том, что одного и того же конечного результата можно достичь при разной частоте гребковых движений. Однако, здесь г-н В. Н. Платонов проигнорировал как ряд положений теории функциональных систем П. К. Анохина (1935, 1958, 1968 и др.), описывающих особенности формирования целостных функциональных систем поведенческих актов, так и дополнения к теории функциональных систем, сделанные В. А. Шидловским (1978, 1982) и обязывающие оценивать не только конечный результат, но и максимум его параметров [С. Е. Павлов, 2000]. Указанные положения и дополнения требуют оценки максимума параметров всего рабочего цикла функциональной системы. Пример же, приведенный В. Н. Платоновым (1988, 1997) свидетельствует лишь о том, что один и тот же конечный результат может быть достигнут с использованием различных функциональных систем. Не одно и то же идти за водой к колодцу во дворе или к роднику за несколько километров, хотя конечные результаты и той и другой деятельности - наличие воды в доме - будут одинаковыми [С. Е. Павлов, 2000].

П. К. Анохин (1968) писал: “совершенно очевидно, что конкретные механизмы интеграции, связанные с определенными структурными обра-зованиями, могут менять свою характеристику и удельный вес в процессе динамических превращений функциональной системы”. В связи с этим следует вспомнить о свойстве функциональной системы изменяться в процессе своего формирования и признать, что на начальных этапах своего формирования функциональная система обязательно должна быть в достаточной степени лабильна. В противном случае окажется невозможным перебор множества всевозможных сочетаний исходно “свободных” компонентов с целью поиска единственно необходимых формирующейся системе. В то же время сформированная функциональная система всегда должна быть предельно жестка и обладать минимумом лабильности. Следовательно на разных этапах своего формирования функциональная система будет обладать различными уровнями лабильности, а сам процесс формирования любой функциональной системы должен сопровождаться сужением пределов ее лабильности, определяемых уже исключительно параметрами промежуточных и конечного результатов.

Может показаться, что разногласия между различными авторами по вопросу лабильности функциональных систем несущественны. Однако в том числе ошибочная точка зрения по данному вопросу не дает возможности В. Н. Платонову (1988, 1997) и другим последователям Ф. З. Меерсона (1981) занять реальные физиологические позиции во взгляде на сущность процесса адаптации. С другой стороны принципиальная позиция по вопросу о лабильности функциональных систем и “придание” целостным функциональным системам абсолютной специфичности [С. Е. Павлов, 2000] позволила внести обоснованные изменения в собственно теорию функциональных систем, раскрыть системные механизмы адаптации [С. Е. Павлов, Т. Н. Кузнецова, 1998; С. Е. Павлов, 1999, 2000 и др.] и доказать на практике [С. Е. Павлов, Т. Н. Кузнецова, А. В. Афонякин, 2001] работоспособность предложенной теории адаптации [С. Е. Павлов, 2000].

С. Е. Павловым с соавт. (2001) изложены основные положения современной теории адаптации:

В основе процесса адаптации высокоорганизованного организма всегда лежит формирование абсолютно специфической функциональной системы (точнее - функциональной системы конкретного поведенческого акта), адаптационные изменения в компонентах которой служат одним из обязательных “инструментов” ее формирования [С. Е. Павлов, 2000а,б]. Имея в виду тот факт, что адаптационные изменения в компонентах системы “обеспечиваются” всеми видами обменных процессов, следует поддержать и концепцию о “взаимосвязи функции и генетического аппарата” [Ф. З. Меерсон, 1981], обозначив при этом, что в целостных системах (а тем более - в организме в целом) далеко не всегда можно вести речь об “увеличении мощности системы” и интенсификации белкового синтеза в ней в процессе адаптации организма [Ф. З. Мерсон, 1981], а потому принцип, на основании которого осуществляется “взаимосвязь функции и генетического аппарата”, на наш взгляд, гораздо более корректно может быть представлен как принцип “модуляции генома” [Н. А. Тушмалова, 2000а,б].

Системообразующими факторами любой функциональной системы являются конечный [П. К. Анохин, 1935, 1958, 1968, 1975 и др.] и промежуточные результаты ее “деятельности” [С. Е. Павлов, 2000], что обуславливает необходимость всегда мультипараметрической оценки не только конечного результата работы системы [В. А. Шидловский, 1982], но и характеристик “рабочего цикла” любой функциональной системы и определяет ее абсолютную специфичность.

Системные реакции организма на комплекс одновременных или (и) последовательных средовых воздействий всегда специфичны, причем неспецифическое звено адаптации [Л. Х. Гаркави, Е. Б. Квакина, М. А. Уколова, 1977, 1979; С. Е. Павлов, 2000; Г. Селье, 1960; и др.], являясь неотъемлемым компонентом любой функциональной системы, также определяет специфику его реагирования [С. Е. Павлов, 200а,б].

Можно и нужно говорить об одновременно действующих доминирующем и обстановочных афферентных влияниях, но следует понимать, что организм реагирует всегда на весь комплекс средовых воздействий формированием единой специфичной к данному комплексу функциональной системы [С. Е. Павлов, 2000]. Таким образом, доминирует всегда целостная деятельность организма [П. К. Анохин, 1958], осуществляемая им в конкретных условиях. Но, поскольку конечный и промежуточные результаты этой деятельности являются системообразующими факторами [П. К. Анохин, 1935, 1958, 1968, 1975; С. Е. Павлов, 2000], то следует принять, что любая деятельность организма осуществляется предельно специфической (формирующейся или сформированной) функциональной системой, охватывающей весь спектр афферентных влияний и которая только в момент осуществления своего “рабочего цикла” и является доминирующей. В последнем мы противостоим мнению Л. Матвеева, Ф. Меерсона (1984), считающих, что “система, ответственная за адаптацию к физической нагрузке, осуществляет гиперфункцию и доминирует в той или иной мере в жизнедеятельности организма”.

Функциональная система предельно специфична и в рамках этой специфичности относительно лабильна лишь на этапе своего формирования (совершающегося процесса адаптации организма). Сформировавшаяся функциональная система (что соответствует состоянию адаптированности организма) теряет свойство лабильности и стабильна при условии неизменности ее афферентной составляющей [С. Е. Павлов, 2000]. В этом мы расходимся с мнением П. К. Анохина (1958, 1968, 1975 и др.), наделившего функциональные системы свойством абсолютной лабильности и, тем самым, лишившего функциональные системы их “права” на структурную специфичность.

Страницы: 1, 2, 3, 4