Про гомеостаз, аллостаз и цену тренированности

Гомеостаз – понятие, хорошо знакомое тем, кто изучал физиологию. Это способность организма сохранять постоянство всех параметров внутренней среды: температуры, химического состава и других характеристик. Внутри и на поверхности тела сотни тысяч «датчиков» – рецепторов, определяющих эти параметры и передающих информацию регулирующим системам организма. Включаются механизмы, запускаются гомеостатические процессы, отклонившиеся от нормы параметры восстанавливаются. 

Вот, например, зашел человек в баню. Терморецепторы определили опасное повышение температуры, передали информацию регуляторам, даётся команда на охлаждение: уменьшается выработка тепла мышцами, увеличивается отдача тепла за счет расширения сосудов кожи и усиления потоотделения.

Другой пример: повысился уровень глюкозы в крови после обеда. Другие датчики – хеморецепторы – регистрируют это, даётся сигнал поджелудочной железе, бета-клетки которой выделяют в кровь инсулин. Тот, в свою очередь, дает сигнал другим клеткам разных тканей к тому, чтобы они эту глюкозу забрали из крови.

В нормальных, обычных условиях гомеостатические механизмы быстро восстанавливают гомеостаз, обеспечивая человеку комфортное функционирование, с минимумом рисков и опасностей. Собственно, и реакция на нагрузку в тренировке (так называемая срочная адаптация) – пример работы этого механизма. Побежал человек, мышцы начали тратить много энергии – тут же изменился химический состав их внутренней среды: появились метаболиты, изменилась кислотность. Клетки и весь организм немедленно стали решать эту проблему: клетки начали «выбрасывать» метаболиты в кровь, мозг активировал работу дыхательных мышц и кровотока, доставляя к мышцам дополнительный кислород (он нужен для более эффективного энергообеспечения и восстановления нормальной кислотности внутри мышечных клеток).

Короче, сохраняется гомеостаз – организму хорошо, изменились какие-то параметры – плохо. Включились гомеостатические механизмы – все пришло в норму, опять хорошо.

Однако есть еще одно состояние – так называемая аллостатическая нагрузка. Значений понятия «аллостаз» много, зачастую они не совсем точны и понятны. В контексте этой статьи я буду называть аллостазом удержание параметров внутренней среды на таком уровне, который обеспечивает функционирование в различных условиях жизни, далеких от нормы, в отличие от гомеостаза – сохранения в неком «идеальном» состоянии. Т.е. тоже поддержание организма в состоянии равновесия, но не только тогда, когда отклонения незначительны или непродолжительны, а и в тяжелых и изнурительных условиях, сохраняющихся продолжительное время. Например, в условиях чрезмерного холода или жары, нехватки сна, значительных физических или психоэмоциональных перегрузок. В этих случаях на организм ложится та самая аллостатическая нагрузка, обусловленная форсированием работы многих его систем, ускоренным расходованием ресурсов и конкуренцией за них внутри организма.

Это как в жизни человека: он может жить и в комфортной квартире с нормальной зарплатой, и в развалюхе, перебиваясь случайными заработками. В первом случае примером поддержания гомеостаза его жизни будет ситуация, когда у него дома закончились продукты – он пошел и купил их, стало прохладно – закрыл окно, усилил работу батарей. Во-втором, когда сделать это невозможно, жизнь человека станет другой: он будет мерзнуть, кутаясь в лохмотья, питаться плохо, жить впроголодь.  Так он может жить очень долго… нет, не жить, а выживать. Результат понятен: износ организма, частые болезни, ранняя смерть.

Вот так же и организм. Если изменения гомеостаза незначительные – равновесие восстанавливается легко. Если нагрузки большие, но кратковременные – тоже без проблем, регуляторные механизмы очень эффективны. В конце концов ощущение сильного изнурения заставит прекратить тренировку, голода – поесть, холода – включать обогреватель или надеть пальто.

Однако человек может находиться в тяжелом для своего организма состоянии очень долго. Постоянные недосыпы из-за ненормированного рабочего дня или просто отсутствия дисциплины. Длительное ограничение в питательных веществах в желании «высушиться».  Чрезмерные физические нагрузки при спортивной тренировке. Имея запас устойчивости, организм может сопротивляться таким состояниям очень долго, неделями, месяцами.  Но итог неизбежен: износ, снижение устойчивости, истощение ресурсов, жизненных сил. «Порвется» там, где «тонко».

В ситуации такой аллостатической нагрузки происходит конкуренция между разными процессами в организме за энергетические и другие ресурсы. Назовем их условно «жизненными силами». Они ограничены: если требуются для одного, приоритетного, может не хватить на другое. Как в моем примере про бедняка: потратил на еду, не хватило на одежду. Потратил на одежду – не хватило на лекарства.

Представьте, что организму нужны ресурсы, чтобы восстанавливаться после предыдущей тренировки (синтезировать гликоген, белки) и еще для того, чтобы преодолевать текущую нагрузку. А если еще днем раньше на него начихал (в буквальном смысле) кто-то в метро, то организму еще нужны ресурсы для борьбы с инфекцией.

На что потратить в первую очередь? В чем приоритет? Если нужно преодолевать нагрузку – будет преодолевать нагрузку. Задачу восстановиться после предыдущей переставит на потом. Хотя тоже нужно: биологическая целесообразность, а вдруг хищник нападёт. Борьба иммунитета с вирусом – по остаточному принципу, если хватит энергии.  Опять же иммунитет много чем занят: нужно и с вирусом бороться, и собственные «сломавшиеся» клетки контролировать, чтобы не образовалась опухоль.

Повторю мысль еще раз: ресурсы ограничены, организм расходует их с учетом приоритетов, на каких-то важных, но не срочных процессах может и сэкономить. Но при этом будет функционировать приемлемо, адекватно сложившимся обстоятельствам. Выживать. Это и есть функционирование при избыточной аллостатической нагрузке. Сколько протянет, пока что-то не «поломается» окончательно и что это будет: нервная, эндокринная, иммунная система, мышечная или соединительная ткани – неизвестно. Но что-то в конце концов нарушится обязательно.

Кроме не эффективного с точки зрения здоровья расходования ресурсов, организм изнашивается еще и по другим причинам. Он постоянно находится в состоянии «сражайся или беги»: форсирована симпато-адреналовая система, повышен гормон стресса кортизол. В кровь из депо постоянно выбрасываются жиры, глюкоза: а вдруг действительно понадобится сражаться или убегать, думает организм. Нарушается работа эндокринной системы, падает чувствительность к инсулину, воспаляются, фиброзируются и образуют холестериновые бляшки сосуды, активируются воспалительные агенты иммунной системы, повышая тем самым риски онкологических заболеваний.

В мире природы такое происходит редко: убежал – проблемы закончились. Не убежал – проблемы тоже закончились: тебя съели. И только человек, безо всяких хищников загоняя себя чрезмерными нагрузками, отсутствием отдыха, стрессами и недосыпами, может находиться в таком состоянии очень долго.

В спортивной физиологии и медицине это явление хорошо знакомо: нахождение спортсмена в таком состоянии продолжительное время переводит его в стадию дизадаптации. Солодков и Сологуб в «Физиологии человека» объясняют: «Стадия дизадаптации организма развивается в результате перенапряжения адаптационных механизмов и включения компенсаторных реакций вследствие интенсивных тренировочных нагрузок и недостаточного отдыха между ними… Это состояние может быть отнесено к предболезненному. При дизадаптации наблюдаются эмоциональная и вегетативная неустойчивость, раздражительность, вспыльчивость, головные боли, нарушение сна. Снижается умственная и физическая работоспособность».

Повторюсь, некоторые проявления такого состояния – это не болезнь, состояние вполне адекватное ситуации. Просто ситуация сложная, нагрузки тяжелые, работа систем форсирована, а ресурсы ограничены. Что-то нужно обеспечивать, на чем-то – экономить.

Хорошие примеры в книге Роберта Сапольски «Психология стресса», например, о таком состоянии иммунитета: «Иммунная система, защищающая нас от инфекций и болезней, прекрасно умеет отслеживать раковые клетки, способные уничтожить нас через год, или выделять антитела, чтобы защитить нас от болезней в течение нескольких следующих недель. Но нужно ли это прямо сейчас? Кажется, логика здесь та же: давайте поищем раковые клетки попозже; сейчас нужно распоряжаться энергией более рационально».

Понимание этой ситуации объясняет отличие спортивной тренировки от оздоровительной. В спортивной тренировке ориентируются на максимальное развитие структур и функций, необходимых для конкретной соревновательной деятельности. Аллостатическая перегрузка, состояние, близкое к дизадаптации, риски – нормальные явления при спортивной тренировке. Соревнования прошли, можно восстановиться.

Оздоровительная – та, где нагрузка не превышает уровня, за которым организм впадёт в хроническую ресурсную «нищету» и будет вынужден постоянно на чем-то экономить.

К сожалению, в последнее время стало модным нагружать себя по максимуму даже в фитнесе, в любительском спорте. Популярны идиотские лозунги: «Все, что не убивает, делает тебя сильнее», «Без боли нет роста».

Спортсменов в таких обстоятельствах спасает то, что, начав заниматься с детства, их организмы приобретают фантастическую устойчивость, огромный запас прочности. Остальные, те, кто приступил к тренировкам во взрослом возрасте, такими способностями не обладают и вряд ли их приобретут в такой степени. Поэтому они часто находятся в зоне риска, в ситуации, когда появление проблемы со здоровьем – дело времени.

В заключение повторю рекомендацию из предыдущих статей, которую, как мне кажется, нужно возвести в принцип: «Тренируйтесь не много, а умно». Циклируйте нагрузки, проводите функциональные тесты, объективно оценивайте свои ощущения, не поддавайтесь модным стереотипам. Берегите себя!