Елена Хромова – Тепловой стресс. Баня как инструмент адаптации и восстановления организма (страница 2)

Реакция на тепло начинается с работы температурных рецепторов кожи. Эти рецепторы фиксируют повышение температуры окружающей среды и передают сигнал в центральную нервную систему. Основным центром, который регулирует температуру тела, является гипоталамус. Это структура мозга, которая постоянно получает информацию о температуре кожи, температуре крови и состоянии внутренних органов. Гипоталамус сравнивает текущую температуру тела с той температурой, которую организм должен поддерживать для нормальной работы клеток и ферментов.

Когда температура окружающей среды повышается, гипоталамус воспринимает это как ситуацию, при которой возникает риск перегрева. После этого он запускает реакции, направленные на отдачу тепла и защиту внутренних органов. Расширяются сосуды кожи, кровь начинает активнее поступать к поверхности тела, усиливается потоотделение, изменяется работа сердца и дыхания, меняется распределение кровотока. Вся система начинает работать так, чтобы вывести тепло и сохранить стабильную температуру внутри организма. В этот момент организм перестраивает приоритеты своей работы, и основной задачей становится сохранение температурного равновесия.

Повышение температуры влияет не только на сосуды и потоотделение. При изменении температуры меняется скорость биохимических реакций, изменяется активность ферментов, меняются свойства клеточных мембран, изменяется работа митохондрий и энергетических процессов. Организм начинает работать в другом температурном режиме, и для сохранения устойчивости ему приходится перестраивать обмен веществ, сосудистые реакции и работу нервной системы. Именно эта перестройка и составляет суть теплового стресса как физиологического процесса. Тепловой стресс – это не просто нагрев тканей, это реакция всего организма на тепловую нагрузку.

Если представить этот процесс как последовательность, то он выглядит как цепочка: тепло воспринимается рецепторами кожи, сигнал поступает в гипоталамус, гипоталамус запускает реакции регуляции, после чего изменяется работа сосудов, нервной системы, обмена веществ и энергетических процессов. Через эту цепочку запускаются все физиологические реакции, которые возникают в организме при тепловом воздействии.

В биологии существует понятие гормезис. Этим термином называют реакцию организма на умеренную нагрузку, при которой эта нагрузка приводит к повышению устойчивости организма. К таким нагрузкам относятся:

• Физическая нагрузка

• Холод

• Тепло

• Гипоксия

• Ограничение питания

Все эти факторы являются нагрузкой, но при умеренном воздействии они запускают процессы адаптации и делают организм более устойчивым к внешним воздействиям. Тепловой стресс относится к факторам гормезиса, потому что тепло является нагрузкой, на которую организм отвечает перестройкой своей работы и включением защитных механизмов. Смысл гормезиса заключается в том, что умеренная нагрузка заставляет организм включать механизмы защиты и восстановления. За счет этого повышается устойчивость к нагрузкам, улучшается переносимость стресса и быстрее происходит восстановление.

Когда человек регулярно подвергается умеренному тепловому воздействию, организм постепенно начинает переносить его легче. Это связано с процессом, который называется адаптация. Адаптация означает, что при повторном воздействии высокой температуры организм реагирует на нее быстрее и более устойчиво. Сосудистая система быстрее реагирует на тепло, потоотделение начинается раньше, нервная система легче переносит тепловую нагрузку, а восстановление после теплового воздействия происходит быстрее. Организм запоминает эту нагрузку и учится переносить ее с меньшими затратами.

За счет адаптации у людей, которые регулярно используют тепловые процедуры, постепенно меняется реакция на тепло. Улучшается переносимость высокой температуры, быстрее происходит расслабление после теплового воздействия, легче переносится физическая и эмоциональная нагрузка. Это связано с тем, что тепловой стресс при правильной дозировке запускает механизмы адаптации, а адаптация повышает устойчивость организма к различным видам нагрузки.

Влияние регулярных тепловых процедур на здоровье изучалось в крупных исследованиях. Одно из самых известных исследований было проведено в Финляндии, где баня является частью образа жизни. В этом исследовании наблюдали за людьми, которые регулярно посещали сауну на протяжении многих лет. Выяснилось, что у людей, которые регулярно подвергались тепловому воздействию:

• Ниже риск инфаркта

• Ниже риск инсульта

• Ниже риск деменции

• Ниже общая смертность

Эти данные показывают, что регулярное умеренное тепловое воздействие связано с работой сосудов, нервной системы, обмена веществ и адаптационных механизмов организма. Это означает, что тепловые процедуры влияют на организм через физиологические механизмы адаптации, а не только через субъективное ощущение расслабления.

Все это позволяет рассматривать тепловой стресс как механизм тренировки и адаптации организма. Через тепловой стресс организм тренирует сосудистую систему, нервную систему, обмен веществ, клеточные защитные системы и процессы восстановления. Положительный эффект тепловых процедур связан с реакцией организма на тепловую нагрузку и с формированием адаптации к этой нагрузке.

Чтобы понять, почему тепловые процедуры могут по-разному влиять на людей и какие именно эффекты возникают в организме при тепловом воздействии, необходимо подробно рассмотреть, какие изменения происходят на уровне сосудов, нервной системы, обмена веществ и систем выведения веществ. Именно через эти механизмы формируются основные эффекты теплового стресса, о которых пойдет речь дальше.

Основные эффекты теплового стресса

1. Синтез белков теплового шока

Одним из центральных эффектов теплового стресса является синтез белков теплового шока. При повышении температуры прежде всего изменяется структура белков внутри клетки, потому что белки являются наиболее чувствительными к температуре структурами клетки. Белковая молекула имеет сложную пространственную форму, и эта форма удерживается за счёт слабых химических связей. При повышении температуры эти связи становятся менее устойчивыми, белок начинает менять свою форму, может частично разворачиваться и терять свою функцию. Для клетки это опасная ситуация, потому что белки выполняют практически всю работу внутри клетки. Ферменты ускоряют химические реакции, рецепторы передают сигналы, транспортные белки переносят вещества, структурные белки поддерживают форму клетки, белки мембран обеспечивают передачу сигналов и транспорт веществ.

Важно понимать, что этот механизм включается не только при посещении бани. Точно такой же механизм включается при повышении температуры тела во время инфекции, при лихорадке, при воспалении, при интенсивной физической нагрузке. Клетка реагирует не на баню как на событие, а на повышение температуры как на физический фактор.

Когда температура повышается, часть белков начинает менять свою структуру, и в клетке появляются неправильно свернутые белки. Для клетки это сигнал повреждения. В этот момент активируется фактор теплового шока – специальный регуляторный белок, который реагирует на появление повреждённых белков. Этот фактор перемещается в ядро клетки и связывается с участками ДНК, которые отвечают за синтез белков теплового шока. После этого начинается активный синтез белков теплового шока.

Наиболее изученные белки теплового шока – это HSP70, HSP90, HSP27. Эти белки относятся к группе молекулярных шаперонов. Их задача – контролировать состояние белков внутри клетки и предотвращать повреждение клетки при повышении температуры.

Белки теплового шока выполняют несколько очень важных функций:

● Связываются с повреждёнными белками

● Помогают белкам восстановить правильную пространственную структуру

● Предотвращают склеивание и агрегацию повреждённых белков

● Участвуют в удалении белков, которые уже невозможно восстановить

● Защищают клетку от гибели при стрессовом воздействии

Когда температура повышается, клетка переходит в режим защиты. Синтез белков теплового шока – это система защиты клетки от повреждения при высокой температуре. Эти белки помогают клетке пережить стрессовое воздействие, восстановить повреждённые структуры и сохранить работоспособность.

Кроме этого, белки теплового шока влияют на работу иммунной системы, на процессы воспаления и на процессы восстановления тканей, потому что они участвуют в распознавании повреждённых белков и клеток и в процессах их удаления.

При регулярных тепловых воздействиях синтез белков теплового шока происходит быстрее. Клетка как бы «запоминает» этот механизм и при следующем тепловом воздействии быстрее включает защитные системы. Это один из механизмов адаптации организма к теплу. Организм становится более устойчивым к нагрузке, легче переносит тепловое воздействие и быстрее восстанавливается после него.