Адаптационные возможности человека

Лекция 2. АДАПТАЦИОННЫЕ ВОЗМОЖНОСТИ ЧЕЛОВЕКА Сущность понятия «Адаптация» Приспособленность живых существ к естественным условиям внешней среды была осознана людьми ещё в античные времена. Вплоть до середины XIX века это объяснялось изначальной целесообразностью природы. В теории эволюции Чарльза Дарвина было предложено научное объяснение адаптационного процесса на основе естественного отбора. Адаптация — понятие чрезвычайно широкое. Оно включает в себя огромный массив проблем биолого-медицинских, социальных, психологических, технических, географических, исторических. По существу, сам процесс развития жизни на земле предполагает адаптацию организмов, начиная с самых примитивных, к окружающей среде и к существующим условиям, потому что их возникновение и выживание возможно только при соответствии окружающей среде, а это соответствие достигается путем адаптации. Выживают, осваивают место под солнцем те организмы, которые вырабатывают лучшие формы своего сохранения. Их развитие, переход организмов на более высокую ступень обусловлены необходимостью адаптации. Иначе говоря, эволюция и адаптация суть процессы, неотделимые друг от друга. В бесчисленном множестве проявлений человек, как индивидуум и как социум, сталкивается с необходимостью адаптироваться в меняющихся условиях. Но только человек уже не приспосабливается к среде через отбор, а начал приспосабливать среду к себе. При этом иногда возникает необычный кругооборот — человек сам меняет условия жизни, и сам же вынужден приспосабливаться к вызванным изменениям. В глубокой древности человек, по мере истребления естественных ресурсов того или иного региона, перекочевывал в другой регион, приспосабливаясь к новым климатическим условиям, к иной флоре и фауне. Переходя от собирательства и охоты к скотоводству и земледелию, создавая новые условия жизни, человек приспосабливался к ним, создавая новые орудия производства, при этом меняя свою ментальность. Человечество, например, осуществило в XX столетии автомобилизацию практически всей планеты, насытив ее миллионами автомашин, которые превратились из роскоши не только в средство передвижения, но и в неотъемлемую часть быта миллиардов людей. А это привело к появлению новых условий, к которым сам человек должен был адаптироваться, — строить новые дороги (что в свою очередь преобразило жизнь), форсировать добычу топлива (что также преображает жизнь целых регионов), менять структуру производства материалов в соответствии с потребностями автомобилестроения, менять планировку городов для строительства гаражей, менять архитектуру домов и другое). Адаптация перманентна и присуща человечеству на всех этапах его развития. Она шла на протяжении всей истории человечества, отличаясь осознанностью действий от происходившего и происходящего повсеместно в живой природе адаптациогенеза. Методы исследования здоровья Современные принципы и методы исследования состояния здоровья основаны на использовании комплекса морфофункциональных показателей. Комплексная система оценки уровня здоровья, включающая исследование уровня физического развития, физиологических и физических показателей в покое и их изменение под воздействием физической нагрузки, позволяет выражать количественно уровень здоровья. Учет этих показателей, вместе с особенностями образа жизни и состоянием иммунной системы, позволяет человеку объективно оценить состояние каждой из сторон жизнедеятельности, принять меры для воздействия на самую слабую из них, оценить эффективность принятых мер по оздоровлению и наметить тактику своих действий на следующем этапе. Дает возможность оценить свое нынешнее состояние здоровья и проследить его в динамике. 2 Для получения объективных данных о физическом развитии человека, уровне его физического здоровья используют антропометрические показатели, т.е. показатели измерений человеческого тела. Разнообразные антропо- и физиометрические показатели позволяют рассчитывать индексы, указывающие на развитие тех или иных морфофункциональных качеств организма, играющих важную роль в его приспособлении к физическим нагрузкам. К антропометрическим показателям относят соматометрические, физиометрические и самотоскопические признаки. Соматометрия морфологических – совокупность особенностей методов человеческого и приемов тела и измерений его частей. Соматометрия включает определение длины тела, диаметров, окружностей и взвешивание. Наиболее часто используемые соматометрические показатели - рост (длина тела) стоя и сидя, масса тела, окружность грудной клетки. Рост процесс увеличения размеров и массы организма или его частей за счет увеличения числа и размеров клеток и неклеточных структур в результате преобладания процессов анаболизма в обмене веществ и энергии. Измерение роста сидя в сопоставлении с другими продольными размерами дает представление о пропорциях тела. Так, определение пропорциональности телосложения проводят, используя индекс Пирке (индекс пропорциональности телосложения). Масса тела - один из важнейших показателей физического развития человека, зависящий от возраста, морфологических и физиологических особенностей организма и позволяющий судить о состоянии здоровья. Эпидемиологическое проспектовое наблюдение 2 млн. норвежцев в течение 10 лет выявило связь смертности со степенью упитанности тела, оцениваемой по индексу массы тела (ИМТ). При этом более высокие показатели смертности среди лиц с избыточной массой тела определялись наличием сердечно-сосудистых заболеваний, а при недостаточной массе тела – легочных и онкологических. В интервале индекса массы тела 22 – 30 3 условных единиц (у.е.) смертность была наименьшая. В настоящее время ИМТ признан наиболее объективной характеристикой массы тела. Для определения ИМТ необходимо вес в килограммах разделить на рост в метрах, возведенный в квадрат. Физиологи и диетологи оперируют понятиями идеального (или модельного) веса, физиологически нормального веса, который подразумевает адекватное количество жировой ткани, и предельно допустимого веса. При ИМТ 20 условных единиц (у.е.) вес тела модельный. Если ИМТ ниже 17-18 единиц у женщин прекращаются менструации из-за недостатка жира, необходимого для правильного обмена веществ. При Индексе массы тела в пределах от 22 до 24 у.е. у женщин и 23-25 у мужчин масса тела человека нормальная. ИМТ, равный 25 единицам у женщин и 26 у мужчин свидетельствует о предельно допустимом весе. Дальнейшее увеличение ИМТ вызывает ожирение, которое в настоящее время считается одним из факторов риска для здоровья как ребенка, так и взрослого человека. Выделяют три степени ожирения. Если вес превышает нормальную массу тела (при которой ИМТ составляет 25 ед.) на 10%, то это ожирение первой степени. Если на 20-25% - второй. И превышение свыше 50% тяжелое ожирение третьей степени. И для мужчин, и для женщин превышение ИМТ чревато избыточной полнотой и синдромом Х. Синдром Х включает повышенный вес, пониженную мышечную массу, одышку, гиподинамию, гипертонию, гипергликемию (повышенный уровень глюкозы в крови), психосоматические проявления: приступы раздражительности, сонливость или бессонница, нередко плохое качество волос и ногтей, проблемы с кожей. Вне зависимости от возраста люди с ИМТ 35 единиц умирают в два раза чаще, чем с нормальным ИМТ. Синдром Х устраняется с помощью простых мер, направленных на изменение режима дня, питания. Окружность грудной клетки характеризует объем тела, развитие грудных и спинных мышц и функциональное состояние органов грудной 4 полости. Определение уровня развития грудной клетки проводят по индексу пропорциональности грудной клетки. Физиометрия - определение функциональных показателей. При изучении уровня здоровья основными функциональными показателями являются жизненная емкость легких, мышечная сила рук, частота сердечных сокращений, артериальное давление и др. Жизненной емкостью легких (ЖЕЛ) называют максимальный объем воздуха, который можно выдохнуть после максимального вдоха. Она является показателем вместимости легких и силы дыхательных мышц. Морфологическим критерием степени развития системы внешнего дыхания является показатель жизненный (Пжизн.), который определяется отношением ЖЕЛ (см3) к массе тела (кг). Мышечная сила рук характеризует степень развития мускулатуры. По максимальному мышечному усилию можно определить и степень физического развития человека. Мышечную силу человека определяют путем проведения динамометрии. Динамометрия – измерение мышечной силы при помощи специальных приборов динамометров. Чаще всего используют кистевые динамометры. Кистевой динамометр состоит из стальной пружины, которая подвергается сжатию; шкалы и стрелки, показывающей силу в килограммах. Использование силового индекса (СИ) или динамометрического индекса (ДИ) позволяет оценить степень развития силы мышц сгибателей кисти с учетом массы тела. Динамометрический индекс мышц сгибателей кисти определяется отношением силы мышц кисти руки (кг) к массе тела (кг). Частота сердечных сокращений отражает ритм сердца, который зависит главным образом от функционального состояния симпатического и парасимпатического отделов вегетативной нервной системы, состояния коры больших полушарий, гуморальных воздействий, возраста, пола, состояния 5 организма и т.д. У здорового человека в возрасте от 16 до 62 лет ЧСС колеблется в пределах 68-72 уд/мин. Определение ЧСС проводят путем измерения артериального пульса методом пальпации. Пальпация – метод исследования органов путем ощупывания руками через кожные покровы. Пальпаторным методом частоту пульса чаще всего определяют на лучевой, сонной или височной артериях. Пульс — это ритмические толчкообразные колебания стенок артерий, вызываемые выбрасыванием крови в артериальную систему в результате сокращения сердца. Артериальный пульс отражает такие параметры деятельности сердечно-сосудистой системы, как силу, ритм, частоту сердечных сокращений, состояние стенки артерии, артериальное давление. Частота пульса служит надежным показателем степени соответствия заданной нагрузки физическому состоянию человека. Артериальное давление (АД) - давление, развиваемое кровью в артериальных сосудах организма. Артериальное давление является важнейшим энергетическим параметром сердечно-сосудистой системы, отражающим деятельность сердца (сердечный растяжению стенок аорты сопротивление и выброс), артерий, упругое суммарное сопротивление кровотоку, вязкость и гидростатическое давление крови. На величину АД оказывают влияние возраст, время суток, состояние организма, центральной нервной системы и т.д. В нагрузочных тестах для оценки приспособляемости сердечно-сосудистой системы к физической работе анализируют изменения (увеличение или уменьшение) показателей артериального давления и время восстановления АД после выполнения пробы. Самый высокий уровень артериального давления, регистрируемый в момент завершения систолы, называется систолическим, а самый низкий – диастолическим. Если систолическое давление в большей мере отражает работу сердца (а также ригидность аорты), то диастолическое – состояние периферического сопротивления. Величины систолического и 6 диастолического давления записывают через косую черту и выражают в миллиметрах ртутного столба, например, АД=110/70 мм рт. ст. Нормальные показатели АД – 100–120 мм рт. ст. - систолическое и 60–80 мм рт. ст. – диастолическое. Артериальное давление человека определяют аускультативным методом Н.С. Короткова. Аускультация – выслушивание непосредственно ухом или при помощи различных устройств (фонендоскопа, стетоскопа и др.) низкочастотных колебаний (шумов и звуков), возникающих при физиологической деятельности внутренних органов. Соматоскопия – метод изучения вариаций строения тела путем рассматривания и точного описания. Соматоскопия выявляет состояния опорно-двигательного аппарата (форма позвоночника, грудной клетки, ног, состояние осанки, развитие мускулатуры), степень жироотложения и полового созревания. Антропометрические исследования необходимо проводить в первой половине дня, т.к. длина тела к концу дня уменьшается на 1-2 см в связи с уплощением свода стопы, межпозвоночных хрящей, снижением тонуса мускулатуры, а масса тела увеличивается в среднем на 1 кг. В современных учебно-методических пособиях для оценки индивидуального уровня физического здоровья используется комплекс методов, включающий определение антропо - и физиометрических показателей, выполнение пробы с физической нагрузкой и определением времени восстановления ЧСС после ее проведения. Результаты исследований позволяют определить индексы некоторых антропо- и физиометрических соотношений обследуемого. Используя таблицу оценки уровня здоровья Г.Л. Апанасенко и Р.Г. Науменко, сначала указывают балл за каждый индекс соотношения, затем подсчитывают их сумму и, учитывая сумму баллов, дают общую оценку здоровья. 7 Определение индивидуального уровня физического здоровья проводится по методике, разработанной Е. А. Пироговой. Она позволяет произвести экспресс-оценку уровня физического состояния по показателям системы кровообращения. Методы исследования адаптационных возможностей человека. Адаптационные возможности человека чаще всего исследуются благодаря психологическим тестированиям или наблюдению. Метод наблюдения позволяет понять, как человек адаптируется к окружающей среде и как он ведет себя в обществе в целом. Метод наблюдения — это метод сбора информации путем непосредственного, целенаправленного и систематического восприятия и регистрации социально-психологических явлений (фактов поведения и деятельности) наблюдения в естественных может или использоваться лабораторных как один условиях. из Метод центральных, самостоятельных методов исследования. Классификация наблюдения производится по различным основаниям. В зависимости от степени стандартизации техники наблюдения, принято выделять две основные разновидности этого метода: стандартизированное и не стандартизированное наблюдение. Стандартизированная техника предполагает наличие разработанного списка признаков, которые предстоит наблюдать, определение условий и ситуаций наблюдения, инструкции для наблюдения, единообразных кодификаторов для регистрации наблюдаемых явлений. Сбор данных при этом предполагает последующую их обработку и анализ посредством приемов математической статистики. Не стандартизированная техника наблюдения определяет лишь общие направления наблюдения, где результат фиксируют в свободной форме, непосредственно в момент восприятия или по памяти. Данные этой техники 8 обычно представлены в свободной форме, возможна также и их систематизация с помощью формальных процедур. Что касается психологического тестирования, то данный метод является более конкретизированным. В основном, для исследования адаптационных возможностей используется опросник Рождерса-Даймонда. Данный опросник позволяет выяснить не только адаптационные возможности человека, но и его отношение к окружающим. Тестирование в оценке адаптационных возможностей может быть основано на двух подходах: оценка результата деятельности (педагогический подход) и оценка «стоимости» деятельности (биомедицинский подход). Одной из ведущих теорий, с позиции которой рассматривается понятие «здоровья», является адаптационная. Переход от здоровья к болезни рассматривается в данном случае как процесс снижения степени адаптации организма к окружающей условиям, результат недостаточности адаптационных механизмов, их истощения и срыва Идея использования адаптивности как интегрального показателя здоровья возникла в 70-е годы. Согласно этим взглядам, здоровье рассматривается как способность организма адаптироваться к условиям внешней среды, а болезнь - как результат срыва адаптации. Адаптивные реакции организма при этом предлагалось оценивать преимущественно по показателям системы кровообращения. Дальнейшее развитие этот подход получил в работах Н. М. Амосова, И. А. Аршавского, Г. Л. Апанасенко, предложивших определять "количество здоровья" физиологическими резервами организма, т.е. максимальной производительностью органов при сохранении качественных пределов их функций в ответ на физиологическое стрессовое воздействие, чаще всего в виде физической нагрузки. К настоящему времени на основе приведенных методов разработаны различные варианты автоматизированных программ и рабочих мест для количественной оценки здоровья, которые широко используются в практике профилактических обследований населения. 9 Как показал анализ исследований по изучаемой проблеме, до настоящего времени автоматизированных применением отсутствует систем общая методология медико-биологического математического аппарата. создания назначения В с большинстве автоматизированных систем оценочные критерии носят эвристический характер, что не обеспечивает их надежность. Одной из первых, кто попытался оценить диагностическую эффективность и информативность современных методов количественной оценки адаптационных возможностей и индивидуального здоровья, была Безматерных Л. Э. Большинство современных методов количественной оценки здоровья характеризуются высокой зависимостью величины интегрального показателя от состояния сердечно-сосудистой системы. Из распространенных методов количественной оценки здоровья наиболее значимую корреляционную связь друг с другом и достаточную степень надежности имеют методы Р. М. Баевского (уровень адаптационного потенциала); Г. Л. Апанасенко (уровень соматического здоровья); К. Купера (максимальное потребление кислорода). Безматерных Л.Э. физиологические были показатели, установлены величина наиболее которых информативные наиболее отчетливо реагирует на утрату здоровья при развитии заболевания: артериальное давление, частота сердечных сокращений в покое и при дозированной физической нагрузке, интегративный показатель эффективности обеспечения организма кислородом, максимальное потребление кислорода, индекс напряжения, индекс Кетле, уровень физической, психической и социальной удовлетворенности. Исследования, проведенные Л. Э. Безматерных на здоровых и больных интегративный индекс индивидуумах, позволили построить основе линейной здоровья на утраты дискриминационной модели Фишера. И. Б. Ушаков и О. В. Сорокин вводят термин адаптационный потенциал человека, который определяется как «…количественное выражение уровня функционального состояния организма и его систем, 10 характеризующее его способность адекватно и надежно реагировать на комплекс неблагоприятных факторов при экономной трате функциональных резервов, что позволяет предотвратить развитие этого состояния». Хотя определение адаптационного потенциала, данное в этой работе, довольно точно отражает суть оценки адаптационных возможностей и донозологической диагностики, АП организма определяется по изменению состава крови (т.е. изменению формулы крови). Метод является инвазивным и требует дорогостоящей аппаратуры. Наиболее разработанными методологиями оценки адаптационных возможностей организма являются теоретические и практические базы многолетних исследований, проводившихся проф. Г. Л. Апанасенко на кафедре спортивной медицины и санологии (медицинской валеологии) Киевской медицинской академии последипломного образования им. П. Л. Шупика и проф. Р. М. Баевским в Институте медико-биологических проблем Российской академии наук. Необходимо отметить, что Г. Л. Апанасенко использует педагогический подход в оценке адаптационных возможностей (оценивается ориентируется результат на деятельности), биомедицинский а Р. подход М. Баевский (оценивается больше «стоимость деятельности»). Рассматривая более подробно методику Р. М. Баевского, отметим, что для оценки адаптационных возможностей и уровня здоровья используется следующая классификация функциональных состояний организма: 1. Состояния физиологической нормы. 2. Донозологические состояния. 3. Преморбидные состояния. 4. Срыв (полом) механизмов адаптации. Представленная классификация получила довольно широкое распространение, и на ее основе создана система оценки здоровья типа «Светофор». Здесь зеленый, желтый и красный свет отражает соответственно состояния нормы (З), пограничных состояний (Ж) и патологии (К). В зоне 11 пограничных состояний выделяются донозологические (Ж1) и преморбидные (Ж2) состояния. Переход от нормы к патологии условно отображается движением вниз по «лестнице состояний», где каждая из 10 ступеней соответствует определенному уровню здоровья (рис. 1). При этом напряжение регуляторных систем растет вплоть до их перенапряжения и истощения. Методика, предложенная Р. М. Баевским и соавторами, базируется на оценке показателей вариабельности сердечного ритма. В медицине и физиологии анализ вариабельности сердечного ритма широко применяется при оценке функционального состояния организма, которое осуществляется на основе интегрального подхода к системе кровообращения как к индикатору адаптационной деятельности организма. Рис. 1. Система индивидуальной оценки уровня здоровья типа «Светофор». Возможностям вариабельности сердечного ритма в оценке адаптационных способностей организма посвящена обширная литература. В целом, исследователями признается, что качественный анализ регуляции работы сердечно-сосудистой системы является ведущим в общей оценке адаптационного потенциала человека. 12 В монографии Агаджаняна Н. А., Баевского Р. М., Берсеневой А. П. подчеркивается, что функциональное состояние организма рассматривается как положение точки в пространстве состояний, определяемой тремя координатами: уровнем функционирования (УФ), степенью напряжения (СН) и функциональным резервом (ФР) организма. Количественная оценка уровня здоровья или текущего функционального состояния организма (можно сказать адаптационного потенциала) может быть осуществлена путем определения конкретных значений УФ, СН и ФР организма. Таким образом, поставив вопрос о возможности количественной оценки функционального состояния организма с учетом трех перечисленных выше компонентов, авторы не пошли дальше теоретических рассуждений и специальных исследований по оценке этих компонентов в отдельности, так и не приведя окончательного решения по интегральному показателю функционального состояния. В связи со сказанным, определенный интерес представляют данные А. Р. Галеева. Диагностика адаптационных возможностей по А. Р. Галееву полностью основана на анализе различных сторон вариабельности сердечного ритма с учетом УФ, СН и ФР сердечнососудистой системы (аппаратно-программный комплекс CardioExpert). Но, хотя сердечно-сосудистая система является индикатором адаптационных реакций организма, необходимо учитывать и такие важные интегральные показатели, как рост, вес, возраст организма. Помимо перечисленных выше методик, необходимо отметить также автоматизированную интегральную систему «Мониторинг здоровья», предложенную Московченко О. Н. Автором разработан алгоритм и создана автоматизированная интегральная система «Мониторинг здоровья» на принципиально новой технологии совместного применения технологий информационных, экспертных систем и аппаратно-программного комплекса для оценки функционального состояния систем организма. Комплекс объединяет восемь самостоятельных систем, каждая из которых имеет свою базу данных и интегрирована в централизованную систему управления 13 базами данных с помощью локальной сети для получения комплексной оценки об уровне донозологического адаптивного состояния индивида (термин, предложенный Московченко О. Н). На основе методов анализа вариабельности сердечного ритма и оценки уровня соматического здоровья по Г. Л. Апанасенко разработаны различные аппаратно-программные комплексы (АПК) для оценки адаптационных возможностей, которые имеют в своем составе различный набор тестов для оценки физического, психофизиологического и психического компонентов здоровья. Например, в Таврическом национальном университете им. В. И. Вернадского для оценки функционального состояния организма человека и его адаптационных возможностей используется аппаратно-программный комплекс «Омега-М», разработанный НПФ «Динамика, Санкт-Петербург». В целом для оценки функционального состояния человека с помощью аппаратного комплекса «Омега-М» возможно использование следующих методов: методы временного анализа вариабельности ритма сердца (статистические и геометрические); вариабельности ритма сердца нелинейные методы анализа (анализ корреляционной ритмографии; автокорреляционный анализ); вариационной пульсометрии по Р. М. Баевскому; анализ волновой структуры сердечного ритма (спектральный анализ); нейродинамический и фрактальный анализы; картирование биоритмов мозга. Таким образом, состояние современной науки и практики в сфере диагностики уровня здоровья человека позволяет использовать научно обоснованные современные диагностические аппаратно-программные комплексы в практике специалистов в области фитнеса и физического воспитания различных категорий населения. В своей работе, мною были рассмотрены современные подходы к интегральной оценке уровня здоровья организма человека и их реализация в аппаратно-программных комплексах. 14 Оценка адаптационных возможностей и индивидуального здоровья остается одной из самых актуальных задач современной медицины и физиологии труда. С этой целью предложено множество различных методик. Список литературы: 1. Агаджанян Н.А. Проблемы адаптации и учение о здоровье / Н. А. Агаджанян, Р. М. Баевский, А. П. Берсеньева. –М.: Изд-во РУДН, 2006.–284 с. 2. Апанасенко г. Л., Волгина л. Н. но др. Экспресс-скрининг уровня соматического здоровья детей и подростков. Методические рекомендации. –, 2000. – 11 с. 3. Апанасенко, Л. А. Попова, А. В. Магльований. – LAMBERT Academic Publishing, 2012. – 404 с. 4. Безматерных Л. Э. Информативность методов количественной оценки индивидуального здоровья: автореф. дис. на соиск. науч. степени канд. мед. наук : спец. 14.00.17 “Нормальная физиология” / Л. Э. Безматерных., 2005. 5. Брин В. Б, Б. И. Ткаченко, Ю. М.Захаров. Нормальная физиология. Учебник» - ГЭОТАР-Медиа, 2016 г. – 972 с. 6. Малахов Геннадий Петрович Здоровье человека / Г.П. Малахов. Москва: Сталкер, 2005. - 638 с. 7. Медик, В.А. Общественное здоровье и здравоохранение.: Учебник / В.А. Медик, В.К. Юрьев. - М.: ГЭОТАР-Медиа, 2013. - 288 c. 8. Петрушин, В. И. Психология здоровья: учебник для среднего профессионального образования / В. И. Петрушин, Н. В. Петрушина. — 2-е изд., испр. и доп. — Москва: Издательство Юрайт, 2019. — 381 с. 9. Соколовский В.С., Н.А. Романова, В.С. Владова. Врачебный контроль в физическом воспитании и спорте: методические рекомендации для 15 студентов ИУ курса медицинского факультета / Сост.: И.И. Бондарев. – гос. мед. ун-т, 2001. – 93с. 10.Туманян Г.С. Здоровый образ жизни и физическое совершенствование: учебное пособие для студентов высших учебных заведений / Г.С. Туманян. – Москва: Академия, 2006. – 336 с. 11. Ушаков И. Б. Адаптационный потенциал человека / И. Б. Ушаков, О. Г. Сорокин // Вестник РАМН. – 2004. – №3. – С. 8–13. 12. Фаллер А., М. Шюнке «Анатомия и физиология человека» - Бином. Лаборатория знаний, 2014 г. – 537 с. Интернет-источники: 1. Виртуальная образовательная лаборатория. URL: http://www.virtulab.net/ 2. Электронно-библиотечная система «КнигаФонд» URL: http://www.knigafund.ru 16