Тема 10. ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ СПОРТИВНОЙ

РАБОТОСПОСОБНОСТИ В ОСОБЫХ УСЛОВИЯХ

ВНЕШНЕЙ СРЕДЫ

Вопросы:

1. Влияние повышенной и пониженной температуры на спор­тивную работоспособность.

2. Спортивная работоспособность в условиях измененного барометрического давления.

3. Десинхроноз и его физиологическая характеристика.

4. Физиологические изменения в организме при плавании.

1. Влияние повышенной температуры. Интенсивные и продолжительные физические нагрузки даже в комфортных условиях внешней среды существенно (в 15-20 раз) уве­личивают теплопродукцию в работающих мышцах по сравнению с показателями основного обмена. Образовавшееся тепло передается в кровь, переносится по организму, повышая его температуру до 39-40° С и выше (рабочая гипертермия).

В комфортных условиях теплопотери осуществляются следующим образом:

– 15% – за счет теплопроведения и конвекции;

– 55% – путем лучеиспускания;

– около 30% – за счет испарения жидкости с кожных покровов и дыхательных путей. При этом на испарение 1 л жидкости расходуется 580 ккал.

При повышении температуры окружающего воздуха теплоотдача путем проведения и конвекции резко снижается и возрастает испаре­ние пота. В свою очередь, усиленное потообразование приводит к нарушению водного баланса организма – дегидратации (обезвожи­ванию),которая вызывает, прежде всего, напряжение функций сер­дечно-сосудистой системы. Повышенная влажность воздуха серьез­но затрудняет теплоотдачу путем испарения пота. Все это ведет к на­коплению тепла в организме, создавая риск перегревания и даже тепловых ударов. Спортивная работоспособность в таких условиях существенно ухудшается.

На основе механизмов саморегуляции предупреждение перегрева­ния организма осуществляется тремя физиологическими процессами.

1. Усиление кожного кровотока,что увеличивает перенос тепла от ядра к поверхности тела и обеспечивает снабжение потовых желез водой. Кожный кровоток при физической работе в условиях высокой температуры может увеличиваться в 10-15 раз, составляя около 20% минутного объема крови. В комфортных условиях при такой же работе эта величина не превышает 5%.

2. Усиленное потообразование и его испарение. Потоотделение у спортсменов на марафонской дистанции может достигать 12-15 л/час; в обычных условиях в состоянии относительного покоя оно составляет 0.5-0.6 л/сутки.

3. Уменьшаются скорость потребления кислорода и энергетические расходы, что приводит к снижению теплопродукции.

Потеря воды организмом при тренировках и соревнованиях в ус­ловиях жаркого климата может достигать до 8-10 л в сутки. Кроме того, потери воды происходят путем мочеотделения (около 1л) и ис­парения с дыхательных путей (0.75л).

Такие потери жидкости должны обязательно вос­полняться. Дополнительный при­ем жидкости нужно осуществлять в достаточном количестве (с уче­том величины влагопотерь), дробными дозами, с добавлением солей и витаминов.

Влияние пониженной температуры. При пребывании человека в условиях пониженной температуры воздуха энергия АТФ расходуется главным образом на теплопродукцию и меньше ее остается на обеспечение мышечной работы. В организме происходит перестройка обменных процессов. Повышается потребность в жирах. Калорийность питания должна увеличиваться на 5% при каждом снижении среднемесячной температуры воздуха на 10^оС. При этом почками усиленно выводятся витамины С, В₁, и В₂ зато лучше усваиваются жирорастворимые витамины A, D и Е.

В организме уменьшаются запасы углеводов и увеличиваются за­пасы липидов. Содержание глюкозы в крови без всяких признаков патологии уменьшается вдвое (до 45-50 мг%). С уменьшением темпера­туры тела основной обмен увеличивается, возрастает активность щи­товидной железы. Описанные перестройки в организме снижают физическую работоспособность организма, особенно в период по­лярной ночи.

2. Влияние пониженного барометрического давления. Высоты до 1000м над уровнем моря принято считать низкогорьем, от 1000 до 2000–2500м – среднегорьем и выше 2500м – высокогорьем.Основные тренировки, а иногда и соревнования проводятся на высо­тах 1500–2500 м, т. е. в среднегорье.

Первые дни нахождения человека в среднегорье сопровождаются снижением аэробных возможностей, увеличением энерготрат на одну и ту же нагрузку, ухудшением функционального состояния организма, вялостью, нарушением сна. По прошествии 10-15 суток наступает адаптация, которая характеризуется тем, что в покое и при умеренной мышечной деятельности люди чувствуют себя хорошо, однако тяжелые физические нагрузки затруднены, главным образом, вслед­ствие снижения напряжения кислорода в крови (гипоксемия).

При снижении парциального давления кислорода во вдыхаемом воз­духе, альвеолярном воздухе и в крови может развиться патологическое состояние – гипоксия. Первые ее признаки появляются при снижении парциального давления кислорода во вдыхаемом воздухе ниже 140 мм рт.ст. (нормальная величина на уровне моря около 160 мм рт.ст.), что возможно на высоте более 1500 м. Гипоксия нередко сопровождается рядом признаков:

–эйфория (повышенное настроение);

– потеря сознания на хорошем психоэмоциональном фоне;

– ретроградная амнезия (утрата памяти о предшествующем событии).

Изменения функций организма при гипоксии носят адаптацион­ный и компенсаторный характер и направлены на борьбу с кислород­ной недостаточностью. Это проявляется прежде всего усилением функций органов дыхания и кровообращения, увеличением количе­ства эритроцитов, гемоглобина, объема циркулирующей крови и возрастанием ее кислородной емкости.

При значительной степени кислородной недостаточности или ухудшении компенсаторных реакций в организме человека развива­ется ряд физиологических и патологических изменений, получив­ших название горной или высотной болезни.Она проявляется сниже­нием подвижности основных нервных процессов, нарушением фун­кций вегетативных и сенсорных систем, координации движений, уменьшением показателей физических качеств. Субъективные при­знаки выражаются головной болью, головокружением, они сопро­вождаются носовыми кровотечениями, одышкой, тошнотой, рво­той, возможна потеря сознания.

По мере пребывания на высоте устойчивость организма к недо­статку кислорода повышается, улучшается самочувствие людей, ста­билизируются функции организма и физическая работоспособ­ность. Развивается адаптация,которая осуществляется по двум физи­ологическим механизмам: а) путем повышения доставки кислорода тканям вследствие нормализации функций кислородтранспортной системы, б) приспособлением органов и тканей к пониженному со­держанию кислорода в крови и уменьшением вследствие этого уров­ня метаболизма.

В первые дни пребывания в условиях среднегорья физическая ра­ботоспособность снижается как по прямым, так и по косвенным ее показателям. Особенно существенно снижение работоспособности в тех видах спорта, для которых характерен значительный кислород­ный запрос (бег на средние и длинные дистанции, плавание, велоси­педные и лыжные гонки). Главной причиной снижения работоспособ­ности в этих условиях является увеличение кислородного долга. В видах спорта, где работа протекает преимущественно в анаэробных ус­ловиях (гимнастика, акробатика, тяжелая атлетика, спринтерский бег), результаты практически не изменяются.

После пребывания спортсменов в среднегорье и по возвращении их на равнину, в течение 3-4 недель сохраняется повышенная физи­ческая работоспособность, а спортивные результаты нередко улуч­шаются. Физиологический смысл этого явления заключается в адаптированности организма к условиям гипоксии.

Поэтому перед ответ­ственными соревнованиями, особенно в видах спорта на выносли­вость, рекомендуются тренировки спортсменов в горных условиях. Разработана также тренировка с дыханием в замкнутом пространстве (например, в рези­новый мешок), в котором по мере дыхания снижается содержание кислорода, тренировки с задержками дыхания, с дополнительным «мертвым пространством», обедненными газовыми смесями.

Влияние повышенного барометрического давления. Представители некоторых спортивных специализаций (акванав­ты, ныряльщики, подводные пловцы, аквалангисты) в период пребы­вания под водой подвергаются воздействию повышенного барометри­ческого давления. В процессе эволюции у человека и наземных животных не выработались специальные адапта­ционные механизмы, реагирующие на значительное возрастание пар­циальных давлений кислорода и других газов, на процесс проникно­вения их в кровь и ткани. Свои защитные функции организм осуществ­ляет опосредованно, преимущественно за счет компенсаторных реак­ций.

При действии повышенного барометрического давления на орга­низм возни кают функциональные изменения со стороны разных ор­ганов и систем. Изменения функций ЦНС указывают на нарушение уравновешенности основных нервных процессов, характеризующе­еся снижением силы внутреннего торможения и преобладанием про­цессов возбуждения. Со стороны дыхательной системы отмечается увеличение сопротивления дыханию,уменьшение скорости выдоха и снижение максимальной вентиляции легких.

Наиболее типичной реакцией органов кровооб­ращения является урежение сердечных сокращений,понижение мак­симального и повышение минимального артериального давления, т. е. уменьшение пульсового давления. Наблюдается также замедление скорости кровотока, снижение количества циркулирующей крови, ударного и особенно минутного ее объемов.Эти изменения следует рас­сматривать как приспособительную реакцию организма, направлен­ную на ограничение избыточного поступления кислородав органы и ткани. Изменения в периферической крови характеризуются умень­шением количества эритроцитов и гемоглобина,умеренно выражен­ным лейкоцитозом.

Угнетается секреторная деятель­ность пищеварительных желез, усиливается моторная функция желудочно-ки­шечного тракта и возрастает диурез. Все виды обмена веществ нарушаются, что приводит к снижению энергообмена и па­дению уровня физической работоспособности. Возникающие в орга­низме изменения в большинстве случаев носят функционально-приспо­собительный характер и черезнесколько часов, как правило, все по­казатели возвращаются к норме.

Во время работы под водой при нарушении режимов безопасности могут возникать различные патологические состояния и профессио­нальные заболевания. Ких числу относятся: отравление кислородом, кислородное голодание, отравление углекислым газом, переохлаж­дение или перегревание организма, утопление, особый синдром по­вышенного давления (барогипертензионный синдром), баротравма легких и декомпрессионная болезнь. Лечением и профилактикой этой патологии занимаются специально подготовленные врачи-фи­зиологи и водолазные специалисты.

В случае появления профессиональных заболеваний пострадавшие должны доставляться в бароцентры, где имеется необходимое оборудование для про­ведения лечебных мероприятий и соответствующие специалисты.

3.В соответствии с ритмическими изменениями явлений природы в организме человека и животных сформировались определенные рит­мы физиологических функций, получившие названиебиологичес­ких ритмов.

Среди биологических ритмов человека центральное место занимают околосуточные (циркадианные) ритмы. Известно около 100 разных физиологических функций организма, имеющих суточную периодику.

Возможность нарушения суточных биологических ритмов обус­ловлена двумя факторами:1) сменной работой (ночные смены, вах­ты), 2) быстрым перемещением людей в широтном направлении при пересечении нескольких часовых поясов. Перестройка биоритмов проявляется как субъективными, так и объективными нарушениями (быстрая утомляемость, слабость, бессонница в ночное время и сонливость в дневные часы, изменения функций организма и понижен­ная работоспособность). Такое состо­яние человека получило наименование «десинхроноза». Выражен­ность десинхроноза, характер и скорость адаптационных перестроек в новых условиях зависят от величины поясно-временных сдвигов, направления перелета, контрастности поясно-климатического ре­жима в пунктах постоянного и временного проживания, характера двигательной деятельности спортсменов. При возвращении в место постоянного жительства реадаптация людей протекает в более корот­кий период, чем адаптация к новым условиям.

В основе формирования суточной периодики лежит условно-реф­лекторный динамический стереотип, образование которого в новых условиях проходит несколько фаз:

– 2-5-е сутки после перелета характеризуются снижением функций организма и прямых показателей работоспособности;

– 6-10-е сутки сопровождаются колебаниями названных показателей;

– 11-14-е сутки – сопровождаются полным их восстановлением и

– после 15 суток иногда отмечается превышение исходного уровня (сверхвосстановление).

Существенное влияние на процессы адаптации к новым поясно-климатическим условиям оказывает специфика двигательной дея­тельности. В частности, десинхронозбольше сказывается на выполнение скоростных, скоростно-силовых и сложнокоординационных упражнений,в упражнениях на выносливость его влияние значительно меньше.

4. Спортивная деятельность при плавании имеет ряд физиологичес­ких особенностей, отличающих ее от физической работы в обычных условиях воздушной среды. Эти особенности обусловлены механичес­кими факторами, связанными с движением в плотной водной среде, горизонтальным положением тела и большой теплоемкостью воды.

Плотность воды примерно в 775 раз больше плотности воздуха, а отсюда затруднение движений, ограничение скорости и большие энерготраты.

Теплоемкость воды в 25раз, а ее теплопроводность в 5 раз больше, чем воздуха. Поэтом длительное пребывание пловцов даже в относи­тельно теплой воде может привести к значительным потерям тепла и переохлаждению тела. Однако у тренированных пловцов механиз­мы, обеспечивающие сохранение температурного гомеостаза, более совершенны, чем у людей, не адаптированных к охлаждению. По­этому плавание в любом возрасте является одним из эффективных средств закаливания.

Функции зрительной и слуховой сенсорных систем при нахождении пловца под водой существенно ухудшаются. Предметы в воде видятся смутно, расплывшимися, на расстоянии, не соответствующем дей­ствительному. Звук в воде распространяется со скоростью 1500 м/с (на суше – 330м/с), поэтому практически одновременно приходит в оба уха, что затрудняет определение его направления.

Двигательная деятельность пловца такжеимеет свои особеннос­ти, которые определяются горизонтальным положением тела, боль­шим сопротивлением воды движению, выработкой специфических двигательных автоматизмов и новых координации движений, стро­гой последовательностью работы отдельных мышечных групп, включением в работу преимущественно мышц рук и плечевого пояса (до 70%) и ног – при плавании брассом. Под влиянием тренировки у пловцов хорошо развивается сила мышц. Мышцы должны быть адаптированы к работе как в аэробных, так и в анаэробных условиях. При этом, чем длиннее дистанция, тем большее значение приобретают аэробные процессы..

Деятельность вегетативных органов и систем у пловцов также имеет свои особенности. Тренированным пловцам свойственны брадикардия, умеренное повышение артериального давления, усиленный венозный приток к сердцу, увеличение ударного и минутного объемов крови, расширение полостей сердца и умеренная гипертрофия мио­карда. При дыхании пловцам приходится преодолевать сопротивле­ние воды, в связи с этим у них хорошо развита дыхательная мускулату­ра. Легочная вентиляция при плавании может возрастать до 120-150 л/мин, ЖЕЛ у хорошо тренированных пловцов достигает 5.5-6 л.

Изменения в картине крови при плавании характеризуются уве­личением содержания эритроцитов, гемоглобина и лейкоцитов. При плавании почти отсутствует потоотделение, поэтому продукты обмена веществ у пловцов могут выводиться только через почки, что предъявляет дополнительные требования к их функциям. Наруше­ния проницаемости почечных капилляров нередко приводит к появ­лению в моче белка и эритроцитов. Изменение деятельности почек является одной из специфических реакций организма на плавание.

При плавании хорошо развиваются аэробные и анаэробные возможности организма. Однако КПД при пла­вании очень низкий и у высококвалифицированных спортсменов не превышает 4-5%. Плавание как вид спорта – удел молодых; для людей зрелого и пожилого возраста – хорошее средство физического развития, тре­нировки на выносливость и закаливания.