Влияние повышенного барометрического давления

Представители некоторых спортивных специализаций (акванавты, ны­ряльщики, подводные пловцы, аквалангисты) в период пребывания под во­дой подвергаются воздействию повышенного барометрического давления. В комплексном действии факторов, определяющих специфику такого тру­да, ведущая роль принадлежит влиянию повышенного давления среды и его перепадов, повышенных парциальных давлений газов, а также изме­нениям, происходящим в организме вследствие нарушения газового равно­весия со средой, вызывающего насыщение и рассыщение организма ин­дифферентными газами.

Исследования влияния повышенного барометрического давления на ор­ганизм человека сопряжены с методическими трудностями, которые опре­деляются тем, что экспериментатор не всегда может находиться вместе с обследуемым; во многих случаях оказывается невозможным использование необходимой аппаратуры. Поэтому большинство фактических материалов о влиянии гипербарии на организм получено в период последействия.

При анализе реакций организма на действие комплекса перечисленных факторов следует иметь в виду, что 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. Все изменения в орга­низме проявляются двумя типами:

- физиологические сдвиги, обусловленные влиянием факторов гипер­барии при соблюдении необходимых требований к пребыванию под водой,

- патологические изменения, связанные с нарушением режимов безо­пасности или неисправности дыхательной аппаратуры. При действии повышенного барометрического давления на организм возникают 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 и закономерной 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 мипутного ее объемов. Эти изменения следует рассматривать как приспосо­бительную реакцию организма, направленную на ограничение избыточно­го поступления кислорода в органы и ткани. Изменения в периферической крови характеризуются уменьшением количества эритроцитов и гемо­глобина, умеренно выраженным лейкоцитозом; при этом снижаются осмо­тическая стойкость и фагоцитарная активность лейкоцитов.

У лиц названных специализаций угнетается секреторная деятельность пищеварительных желез; моторная функция желудочно-кишечного тракта усиливается 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 через не­сколько 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. К их 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.

Спортсмены, тренеры и медицинские работники, обеспечивающие тре­нировки и соревнования в условиях гипербарии, должны хорошо знать о возможности возникновения и характере функциональных сдвигов и пато­логических нарушений в организме людей в период пребывания под водой. В случае появления профессиональных заболеваний пострадавшие должны доставляться в бароцентры (а не в больницы!), где имеется необходимое оборудование для проведения лечебных мероприятий и соответствующие специалисты.

Спортивная работоспособность при смене поясно-климатических

Условий.

Характерной особенностью отечественной физиологии и медицины яв­ляется признание тесной взаимосвязи организма с внешней средой. При­родные явления подвержены периодическим колебаниям. В соответст­вии с ритмическими изменениями явлений природы в организме челове­ка и животных сформировались определенные ритмы физиологических функций, получившие название биологических ритмов. Изме­нения внешней среды неизбежно отражаются на физиологических реакци­ях организма, обуславливая состояние уравновешенности его с внешней средой, что вытекает из учения И. М. Сеченова и И. П. Павлова о тесном взаимодействии организма и внешней среды, их единстве. Различают су­точные (точнее - околосуточные), околомесячные, сезонные (или годич­ные), многолетние и др. биоритмы.

Среди биологических ритмов человека центральное место занимают околосуточные, или циркадные (циркадианные) ритмы, период которых колеблется около 24 часов. Стереотипные, тысячелетиями повторяющиеся суточные колебания среды в виде смены дня и ночи создали в организме прочную систему последовательных изменений функций организма. Су­точные колебания обнаруживаются в деятельности высших отделов ЦНС, в гемодинамике и дыхании, в системе крови и терморегуляции, в деятельно­сти пищеварительного аппарата и обмена веществ, в мышечной силе, бы­строте и выносливости, физической и умственной работоспособности и в других проявлениях жизнедеятельности организма.

В настоящее время известно около 60 разных физиологических функ­ций организма, имеющих четкую суточную периодику, причем фаза мак­симальной деятельности в большинстве случаев приходится на период бодрствования, а минимум - примерно на 4 часа ночи. По индивидуальным особенностям проявления суточных биоритмов различают людей наиболее активных и работоспособных утром ("жаворонков"), вечером ("сов") и в течение всего дня (аритмиков). Строгое чередование физиологических процессов во времени является одним из выражений биологической це­лесообразности и физиологической целостности организма.

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). В отечест­венной литературе подобное состояние человека получило наименование "десинхроноза" (Алякринский Б.С., 1975).

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 (сверх-восстановление).

В течение суток двигательные возможности людей неодинаковы и находятся в полном соответствии с циркадным ритмом. Самая низкая ра­ботоспособность и снижение физических качеств наблюдаются ночью с 2 до 4 час., они понижены и днем с 14 до 16 час. Самые высокие показатели у "жаворонков" отмечаются с 8 до 12 час, а у "сов" - с 16 до 18 час и позже. Этим обусловлены индивидуальные варианты наибольшей эффектив­ности тренировочных занятий и выступлений на соревнованиях в периоды наиболее благоприятного для отдельных лиц времени суток.

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

Работоспособность спортсменов изменяется также от месяца к месяцу, от сезона к сезону, т. е. зависит от биоритмов с длительными периодами. Однако изучены они недостаточно, поэтому в настоящее время нет убеди­тельных, научно-обоснованных предпосылок для использования их в тре­нерской практике.

12.4. Физиологические изменения в организме при плавании.

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. При плавании основная мышечная работа затрачивается не на удержание пловца на воде, а на преодоление силы лобового сопротивления. Ее вели­чина зависит от вязкости воды, размеров и формы тела и скорости плава­ния. Средняя скорость при плавании разными стилями колеблется от 1.5 м • с^-1 (брасс) до 1.8 м • с^-1 (кроль). Расход энергии при плавании на различ­ные дистанции зависит от их длины и мощности работы. На дистанциях 100-1500 м он составляет в среднем от 100 до 500 ккал.

Гипогравитация в соответствии с законом Архимеда приводит к тому, что масса тела человека в воде не превышает 1-1.5 кг. В таких условиях в спокойном состоянии деятельность различных органов и систем аналогична их функционированию в состоянии невесомости. Этому способствует и горизонтальное положение тела при плавании, что облегчает работу серд­ца, улучшает расслабление мышц и функции суставов.

Теплоемкость воды в 25 раз, а ее теплопроводность в 5 раз больше, чем воздуха. Поэтом длительное пребывание пловцов даже в относительно теплой воде может вести 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.

Названные особенности водной среды оказывают специальное влияние на деятельность различных органов и систем. В частности, в процессе тре­нировки у пловцов формируется особое комплексное восприятие различ­ных раздражителей, называемое "чувством воды". Оно обусловлено ощущениями, возникающими при раздражении тактильного, температур­ного, проприоцептивного и вестибулярного рецепторов. При наличии "чувства воды" пловцы хорошо анализируют малейшие изменения в вели­чине сопротивления воды, ее давление и температуру. Эти ощущения спо­собствуют улучшению движений пловца.

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^-1 (на суше -330 м • с^-1), поэтому практически одновременно приходит в оба уха что за­трудняет определение его направления.

Двигательная деятельность пловца также имеет 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. При плавании основные мышечные группы выполняют динамическую работу. 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. При плавании вырабаты­вается новый автоматизм дыхания, который характеризуется уменьше­нием длительности дыхательного цикла, увеличением частоты и минутного объема дыхания. Легочная вентиляция при плавании может возрастать до 120-150 л • мин^-1, ЖЕЛ у хорошо тренированных пловцов достигает 5.8 – 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.

Потребление кислорода при плавании у квалифицированных спорт­сменов составляет около 5-6 л•мин^-1, что близко к величинам из МПК. Кислородный запрос у пловцов доходит до 30 л•мин^-1, который не полно­стью удовлетворяясь, приводит к развитию кислородного долга (10-15 л). При плавании хорошо развиваются аэробные и анаэробные возможно­сти организма, позволяющие обеспечивать высокие энерготраты (до 10-15 ккал • мин ^-1). 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.