СПОРТИВНАЯ ФИЗИОЛОГИЯ. Спортивная физиология спортивная физиология

• Название: Спортивная физиология спортивная физиология
• Анкор: СПОРТИВНАЯ ФИЗИОЛОГИЯ.doc
• Дата: 22.02.2018
• Размер: 1.7 Mb.
• Имя файла: СПОРТИВНАЯ ФИЗИОЛОГИЯ.doc
• Тип: Документы; #15813
• страница: 11 из 19

VI.2.4. Система кровообращения

У человека, находящегося в состоянии покоя в условиях прямого нагревания тела при высокой температуре воздуха (напри­мер, в жаркий день на солнце), усиливается кожный кровоток, уве­личивается сердечный выброс за счет повышения ЯСС. Систоли­ческий объем при этом практически не изменяется. Общее перифе­рическое сосудистое сопротивление и артериальное (систолическое) давление снижаются. Так, пребывание в финской бане (сауне), где сухой жаркий воздух, вызывает увеличение сердечного выброса примерно на 70% и ЧСС более чем на 60%.

Избыточный сердечный выброс направляется в кожные сосуды для усиления теплоотдачи. Кроме того, кожный кровоток увеличивается за счет дополнительного перераспределения сердечного выброса — уменьшения кровотока через органы брюшной полости и (в меньшей степени) через мышцы. Чревный и почечный кровотоки уменьшаются прямо пропорционально повышению температуры кожи.

Во время работы аэробной мощности повышенная тем­пература воздуха обычно не оказывает заметного влияния на об­щую скорость потребления 0₂. Лишь при выполнении легкой работы в жарких условиях потребление 0₂ может быть не­сколько выше, чем в нейтральных условиях.

Повышенная температура воздуха существенно не влияет на показатели деятельности сердечно-сосудистой системы при выполне­нии кратковременной работы (продолжительностью до 4—6 мин). Во время максимальной аэробной работы (на уровне МПК) максимальный сердечный выброс, ЧСС и системная АВР-0₂ одинаковы в жарких и нейтральных условиях. МПК в жарких условиях также не уменьшается, но сильно укорачивается предельная продолжительность работы на уровне МПК.

Во время продолжи­тельной работы в жарких условиях сердечно-сосудистая система должна обеспечить одно­временно адекватное кровоснаб­жение работающих мышц для доставки им достаточного коли­чества 0₂ (метаболический зап­рос) и усиленный кожный кровоток для . повышенной теплоотдачи (терморегуляторный запрос). Эта задача еще более осложняется из-за уменьшения объема цирку­лирующей крови и повышения ее вязкости.

В жарких условиях ЧСС и сердечный выброс выше, чем при выполнении такой же работы в нейтральных условиях среды. Помимо температу­ры на ЧСС влияет также повы­шенная влажность воздуха. Уве­личение ЧСС обнаруживается с самого начала работы в жарких условиях. Сердечный выброс уве­личивается постепенно в процессе выполнения работы, а систоли­ческий объем прогрессивно умень­шается. Увеличение сердечного выброса обеспечивает дополни­тельный кровоток через кожные сосуды для усиления теплоотдачи.

С увеличением мощности вы­полняемой работы «тепловой» прирост сердечного выброса уменьшается. При субмаксимальных и околомаксимальных аэробных на­грузках сердечный выброс в жарких условиях среды примерно такой же, что и в нейтральных температурных условиях. Однако; при высокой температуре воздуха происходит заметное снижение систолического объема, которое компенсируется дополнительным повышением ЧСС. Поскольку сердечный выброс не может быть более увеличен, дальнейшее усиление кожного кровотока обеспечи­вается только за счет перераспределения сердечного выброса. В ре­зультате уменьшается кровоток через работающие мышцы, возника­ет дефицит в их снабжении 0₂, возрастает анаэробная доля в энергопродукции мышц. Поэтому при одних и тех же субмаксимальных и околомаксимальных аэробных Нагрузках концентрация лактата в крови в жарких условиях выше, чем в нейтральных.

Ухудшение кровоснабжения работающих мышц является одной из главных причин снижения работоспособности в жарких усло­виях. Из сказанного следует, что ухудшение мышечного кро­вотока является следствием двух основных причин: во-первых, увеличивается доля сердечного выброса, направляемая в кожные сосуды для усиленной теплоотдачи; во-вторых, по мере развития дегидратации уменьшается сердечный выброс в результате умень­шения систолического объема, вызванного падением венозного возврата из-за снижения общего и центрального объемов цирку­лирующей крови.

Максимально возможная объемная скорость кожного кро­вотока— 7—8 л/мин. Тем не менее во время работы даже при очень высокой температуре воздуха кожный кровоток вероятно не превышает 3—4 л/мин. Следовательно, даже в этих условиях кож­ные сосуды несколько сужены (состояние активного сосудистого тонуса). Постепенно по мере продолжения работы кожные сосуды расширяются из-за снижения сосудистого тонуса. В результате еще большее количество крови направляется в кожную сосудистую сеть, а кровоснабжение работающих мышц еще больше ухуд­шается.

С расширением кожных сосудов уменьшается общее перифери­ческое сосудистое сопротивление. При неизменном сердечном выб­росе это ведет к падению артериального давления, которое постепенно снижается, вплоть до уровня, вызывающего сосудистый коллапс (обморок). Особенно резко АД падает из-за снижения сердечного выброса. Это происходит, когда ЧСС дости­гает максимально возможного для данного человека уровня, а си­столический объем продолжает уменьшаться.

Поскольку при работе в жарких условиях резко уменьшается чревный кровоток, создаются дополнительные затруднения для организма, связанные с недостаточным кровоснаб­жением органов брюшной полости, и прежде всего печени. Работа при высокой температуре воздуха вызывает и усиленное снижение почечного кровотока.

VI.3. Тепловая адаптация (акклиматизация)

Непрерывное или повторное пребывание в условиях повышен­ных температуры и влажности воздуха вызывает постепенное при­способление к этим специфическим условиям внешней среды, в ре­зультате чего развивается устойчивость организма против теплового стресса. Человек переносит жару значительно легче; выполнение работы становится менее трудным — как объективно (уменьшаются физиологические сдвиги на тепловые воздействия), так и субъек­тивно. Наступает состояние тепловой адаптации — акклиматизации.

VI.3.1. Физиологические изменения и их механизмы яри тепловой адаптации

Тепловая адаптация обусловлена совокупностью специфических физиологических изменений (табл. 18). Главными из них являются усиление потоотделения, снижение температуры ядра и оболочки тела и уменьшение ЧСС при нагрузке по мере пребывания в усло­виях повышенной температуры.

Основные механизмы тепловой адаптации направлены на усиле­ние, отдачи тепла телом во внешнюю среду. По мере тепловой адап­тации происходит усиление потообразования: увеличивается число функционирующих потовых желез, а также количество секретируемого пота при выполнении одной и той же физической нагрузки. Снижается температурный порог потоотделения — оно начинается при более низкой температуре кожи и ядра тела и усиливается быстрее с повышением температуры тела.

У адаптированного к жаре человека меньше пота стекает в виде капелек, не испаряясь, так как пот более равномерно распреде­ляется по поверхности тела, чем у неадаптированного человека. В результате возрастает площадь поверхности тела для усиленной теплоотдачи потоиспарением. Усиление потоиспарения ведет к снижению темпера­туры кожи. Благодаря этому кровь, протекающая в кожных сосудах, охлаждается сильнее, и потому растет температурный градиент «ядро тела — кожа». Поэтому усиливается физический транспорт тепла (проведением) от глубоких частей тела к его по­верхности. Запрос в дополнитель­ном усилении кожного кровотока (циркуляторной конвекции) соот­ветственно снижается.

Главным эффектом усиления адаптивных механизмов теплоот­дачи является снижение температуры тела .При этом снижается как температура тела в условиях по­коя, так и ее прирост в процессе мышечной работы.

В результате тепловой аккли­матизации происходит снижение содержания солей в поте, т. е. пот становится более «разбавленным». С потом теряется относительно больше воды, чем солей, и потому концентрация электролитов в крови повышается. Следовательно, увеличивается осмолярность крови. Повышенная осмолярность вызывает сильное ощущение жажды, кото­рое является механизмом, направленным на компенсацию потерь жидкостей организмом. У неадаптированного человека чувство жажды не во всех случаях достаточно, чтобы обеспечить потребность организма в воде. Адаптированный к жаре человек способен лучше поддерживать водный баланс.

В процессе тепловой адаптации проницаемость кож­ных капилляров снижается, что уменьшает выход молекул белка из этих сосудов. Содержание белка в тканевой жид­кости кожи увеличивается. При тепловых воздействиях он интен­сивно перемещается через лимфатическую сеть кожи в циркули­рующую кровь. Все это вместе позволяет сохранять ее высокое онкотическое давление и достаточный объем. В целом в результате тепловой адаптации объем циркулирующей крови (в покое) увеличивается, а показатель гематокрита и вязкость крови имеют тенденцию к некоторому снижению.

Таблица 18 Адаптационные физиологические изменения в условиях повышенной температуры окружающей среды

механизмы	Адаптационные изменения
Потоотделение	Более быстрое начало потоотделения (при работе), т.е. снижение температурного порога потоотделения Повышение скорости потоотделения Более равномерное распределение пота по поверхности тела Снижение содержания солей в поте
Кровь и кровообращение	Снижение ЧСС Увеличение систолического объёма Усиление кожного кровотока Увеличение объёма циркулирующей крови Снижение степени рабочей гемоконцентрации Более быстрое перераспределение крови (в систему кожных сосудов) Приближение кровотока к поверхности тела и более эффективное его распределение по поверхности тела Уменьшение падения чревного и почечного кровотоков (во время работы)
Метаболизм	Снижение основного объёма Снижение кислородной стоимости стандартной (лёгкой) работы
Терморегуляция	Снижение температуры ядра и оболочки тела в покое и при мышечной работе Рост устойчивости организма к повышенной температуре тела
Дыхание	Уменьшение одышки (частого и поверхностного дыхания)

Тепловая адаптация сопровождается снижением нагрузки на сердечно-сосудистую систему. На протяжении адаптации к жаре постепенно уменьшается кожный кровоток при нагрузке, хотя даже у полностью адаптированного человека при работе в жарких условиях кожный кровоток больше, чем в нейтральных условиях. Вместе с тем растут возможности эффективного усиления кожного кровотока за счет более быстрого перемещения крови в систему кожных сосудов, приближения кровотока к поверхности (за счет раскрытия сети поверх­ностных сосудов) и более эффективного его распределения.

На протяжении тепловой адаптации уменьшается степень рабочей вазоконструкции (сужения сосудов) в чревной и почечной областях, что улучшает кровоснабжение органов брюшной полости во время работы в жарких условиях.

Одним из наиболее заметных физиологических признаков тепловой адаптации служит снижение ЧСС в покое и при мышечной деятельности. Постепенно увеличивается систолический объем, так что на протяжении всего периода пребывания в жарких условиях сердечный выброс не изменяется. Рост систолического объема в процессе тепловой адаптации обусловлен увеличением венозного возврата (центрального объема крови), которое происходит благодаря повышению объема циркулирующей крови и ее более эффективного перераспределения, особенно за счет постепенного уменьшения кожного кровотока.

На протяжении периода тепловой адаптации повышается механическая эффективность выполнения фи­зической работы в жарких условиях, на что указывает прогрессивное снижение потребления 0₂ при выполнении стандарт­ной (легкой) работы.

В процессе тепловой адаптации снижается тоническая активность симпатической нервной системы, о чем говорит, в частности, прогрессивное уменьшение количества выделяющегося с мочой норадреналина. Важную роль в процессе тепловой акклиматизации играют эндокринные железы. Известно, например, что введение Д-альдостерона вызывает снижение температуры тела и увеличивает продолжительность работы в жарких условиях даже у адаптированных к этим условиям людей. Этот эффект не связан с величиной потоотделения.

Большинство изменений, связанных с тепловой акклиматизацией, происходит особенно быстро на протяжении первых 4—7 дней пребывания в жарких условиях. Процесс тепловой акклиматизации практически полностью заканчивается к 12—14-му дню. Однако максимальное приспособление к повышенным температуре и влажности воздуха наблюдается лишь у постоянных жителей районов с этими условиями.

Тепловая адаптация развивается не только при непрерывном многодневном проживании в жарких условиях, но и при повторных кратковременных (в течение нескольких часов в день) пребываниях в них: в термокамере, в специальной одежде с подогревом или с повышенными теплоизолирующими свойствами. Степень тепловой адаптации невелика, если, находясь в жарких условиях, человек не выполняет физической нагрузки.

Эффекты тепловой адаптации весьма специфичны. При­способление организма к условиям сухой жары необязательно гарантирует достаточную адаптацию к жарким и влажным условиям. Более того, адаптация к легкой работе (около 25% МПК) в жарких условиях не означает адаптации к выполнению умеренной (50% МПК) или тяжелой (75% МПК и более) работы в этих же условиях.

Эффект тепловой адаптации сохраняется на протяжении нескольких недель после пребывания в условиях повышенной темпе­ратуры воздуха.

С возрастом переносимость повышенной температуры среды ухудшается. У пожилых и старых людей потоотделение начинается позднее — при более высокой температуре тела, чем у молодых. В ответ на тепловую нагрузку кожный кровоток увеличивается у пожилых людей; значительнее, но максимальные возможности такого усиления у них меньше, чем у молодых. После пребывания в условиях жары у пожилых и старых людей температура тела более медленно возвращается к норме.

VI.3.2. Тепловая адаптация у спортсменов

Тренировочные и соревновательные нагрузки в видах спорта, требующих проявления выносливости, вызывают существенное по­вышение температуры ядра тела — до 40°, даже в нейтральных условиях среды. Это служит стимулом для развития приспособительных (адаптационных) реакций к большой «внутренней» тепловой нагрузке. Такие реакции со стороны сердечно-сосудистой системы, потовых желез и других органов и систем во многом сходны с реакциями у людей, прошедших акклиматизацию к большим «внешним» тепловым нагрузкам (высоким температуре и влажности воздуха).

В результате систематических занятий у спортсменов, тренирующих выносливость, совершенствуется терморегуляция: снижаетcя теплопродукция, улучшается способность к теплопотерям за счет повышенного потообразования. Так, для тренированных спортсменов характерна высокая чувствительность реакции потоотделения на тепловые раздражители, равномерное распределение потоотделения по поверхности тела. Соответственно у спортсменов во время работы при обычной или высокой температуре воздуха внутренняя и кожная температура ниже, чем у нетренированных людей, выполняющих такую же абсолютную нагрузку. Содержание солей в поте у спортсменов также ниже.

В процессе тренировки выносливости в нейтральных условиях увеличивается объем циркулирующей крови, совершенствуются реакции перераспределения кровотока с уменьшением его через кожную сеть, что снижает кожную температуру и повышает проведение тепла от ядра к поверхности тела.

Таким образом, у спортсменов в результате регулярных интенсивных тренировок выносливости даже в нейтральных температурных условиях совершенствуются определенные физиологические механизмы, характерные и для тепловой адаптации. Поэтому хорошо тренированные на выносливость спортсмены обычно лучше приспосабливаются к работе в жарких условиях, чем нетренированные, более быстро акклиматизируются, по крайней мере, для выполнения в жарких условиях работ небольшой мощности. Вместе с тем сама по себе даже высокая спортивная тренированность и тренировки любого характера в нейтральных условиях внешней среды не могут полностью заменить специфическую тепловую адаптацию, которая необходима спортсмену, если он должен выступать на соревновании в условиях повышенных температуры и влажности.

Тепловых адаптационных приспособлений, вызванных тренировкой в нейтральных (или холодных) условиях, недостаточно для эффективного выполнения интенсивной работы в жарких условиях. При подготовке к соревнованиям, которые будут проводиться в условиях повышенных температуры и влажности воздуха, спортсмен должен начать тренировки в таких же условиях за 7—12 дней до соревнований. Если нет возможности тренироваться в этих условиях, следует использовать костюмы («потники»), которые препятствуют отдаче тепла и ограничивают испарение пота. Тренировка в «потнике» вызывает эффекты повышенной тепловой устойчивости, хотя и меньшие, чем тренировка в жарких условиях среды.

VI.4.Питьевой режим

Как уже говорилось, высокая скорость потоотделения при напряженной работе в жарких условиях ведет к значительным потерям организмом воды (дегидратации), а также солей. В результате работоспособность и тепловая устойчивость (способность переносить жару) снижаются.

VI.4.1. Потери воды и их восполнение во время соревнования

Еще бытует среди тренеров и спортсменов мнение о якобы рас­слабляющем действии воды, о «дополнительной» нагрузке на сердце «лишней» жидкости, считается, что надо пить меньше воды, чтобы уменьшить ее потери с по­том. Вместе с тем физиологические исследования доказывают, что потери воды в результате напряженной длительной работы (особенно в жарких условиях) должны быть восполнены как можно быстрее и желательно в таких же размерах.

Если спортсмены на дистанции не пьют достаточного количества жидкости, чтобы восполнить поте­ри воды, у них развивается (в той или иной степени) дегидратация. Когда потребление воды равно потерям ее с потом (водный ба­ланс), температура тела ниже, чем во время такой же работы с меньшим потреблением воды, а тем более без приема воды. Таким образом, прием жидкости во вре­мя соревнований в жарких усло­виях уменьшает угрозу перегревания тела.

Дробное питье водыв процессе работы на велоэргометре в жарких условиях задерживает потери плаз­мы крови и тем самым под­держивает нормальный объем циркулирующей крови. В резуль­тате предотвращаются уменьше­ние систолического объема и по­вышение ЧСС до такого уровня, как при работе без восполнения потерь воды. Прием жидкости во время работы ведет к увеличению ее предельной про­должительности (работоспособности). Жидкость в виде растворов углеводов позволяет не только восполнить потери воды, но и поддерживать нормальное содержание глюкозы в крови, что также очень важно для сохранения высокой работоспособности при нагрузках боль­шой продолжительности.

Состав «замещающих» жидкостей, используемых для восполне­ния потерь воды во время мышечной работы, определяется рядом требований. Выпитая жидкость почти не всасывается в кровь из желудка. Абсорбция воды происходит почти исключительно в ки­шечнике. Следовательно, главное, что определяет скорость воспол­нения потерь воды, — это быстрота эвакуации жидкости из желуд­ка в кишечник. На быстроту опорожнения желудка влияют объем, температура и осмолярность находящейся в нем жидкости . Cама по себе мышечная работа мало влияет на скорость опорожне­ния желудка.

Значительные объемы жидкости (500—600 мл) уходят из желудка быстрее, чем малые. Однако разовый прием большого количества жидкости на дистанции вызывает неприятные ощуще­ния переполненного желудка и тяжёлого дыхания. Поэтому целе­сообразнее часто принимать жидкость в относительно небольших объемах, например по 150—250 мл, с интервалами между приемами 10—15 мин.

Холодная жидкость эвакуируется из желудка быстрее, чем теплая. Холодная вода (8—13°), снижая температуру в желуд­ке на 7—18°, усиливает активность гладких мышц в стенке желуд­ка, ускоряя переход жидкости в кишечник. Кроме того, нагревание холодной воды в желудке пусть в небольшой степени, но усиливает теплопотери тела (на нагрева­ние этой воды). Поэтому питье охлажденной воды во время соревнования в жарких усло­виях более целесообразно, чем теплой.

Скорость моторики желудка и его опорожнения отчасти определяется осмолярностью содержимого. Вода легко покидает желудок. Еще быстрее уходит из желудка изотонический раствор поваренной соли (0,85% -вый раствор хлористо­го натрия). Содержание в растворе даже малых коли­честв глюкозы (до 5%) вызы­вает заметное замедление опо­рожнения желудка. Добавле­ние в питьевую жидкость солей (электролитов) повышает ее осмолярность. Оптимальной является гипотоничес­кая жидкость с осмоляр­ностью около 200 мОсм/л. Такие растворы содержат мало, сахара (до 2,5%), быстро покидают желудок и потому способны легко вса­сываться в кровь из кишечника и обеспечивать восполнение потерь воды с большой скоростью. При определении общего количества принимаемой жидкости следует иметь в виду, что в любом случае максимальная скорость всасывания воды не превышает 0,8 л/ч.

Таким образом, во время тяжелой продолжительной работы в жарких условиях, которая сопровождается обильным потоотделением, надо употреблять прохладные гипотонические растворы с содержанием сахара (углеводов) до 2,5%. 500 мл воды (без содержания в ней углеводов) следует выпить примерно за полчаса до старта для создания небольшого водного резерва. На дистанции каждые 10—15 мин необходимо выпивать 150—200 мл гипотонического раствора.

Если соревнования проходят в нейтральных или холодных усло­виях (лыжные гонки), когда нет опасности перегрева и дегидрата­ции, питьевой режим должен быть иным. Объем и частота приема жидкости могут быть существенно уменьшены, а содержание в ней углеводов увеличено (до 25%). В этом случае даже медленное перемещение раствора из желудка в кишечник будет обеспечивать кровь углеводами.

Немедленное восполнение потерь электролитов во время работы с обильным потоотделением не играет такой роли, как восполнение потерь воды, так как с потом организм теряет относительно больше воды, чем солей. Кроме того, у тренированных (и акклиматизиро­ванных к жаре) спортсменов содержание солей в поте снижено по сравнению с нетренированными. Поэтому потери солей на соревно­вании у спортсменов даже в жарких условиях относительно неве­лики. Более того, потоотделение вызывает повышение концентрации солей (прежде всего хлористого натрия) в крови и других жид­костях тела. В связи с этим прием дополнительного большого коли­чества соли во время мышечной работы может быть даже вредным для организма. Обильное питье даже с очень небольшим содержа­нием солей во время соревнования достаточно восполняет их поте­ри. Только при повторных нагрузках с обильным потоотделением (несколько дней подряд) показан прием дополнительного количе­ства солей, но не во время мышечной работы.

VI.4.2. Потери воды и солей в процессе тренировки в жарких условиях


Во время каждодневных тренировок, особенно в жарких усло­виях, спортсмен теряет с потом большое количество воды, с которой уходят из тела и соли. Так, за день интенсивной тренировки в жар­кую погоду марафонцы теряют до 9 л воды. Без восполнения этих потерь возможны серьезные нарушения водного и особенно соле­вого баланса и снижение работоспособности. Следовательно, в дни тренировок в жарких условиях спортсмен должен потреблять большое количество жидкости — как во время занятий, так и

Вода		Соли
Потери, л	Возмещение, л	Потерн, г	Возмещение, г/л выпитой воды
1	1	1,5	Обычный пищевой рацион
2	2	3,0
3	3	4,5
			Нсакклнмат.:	Акклимат.:
4	А	6,0	0,9	0,5
5	5	7,5	1,8	1.4
6	о	9,0	2,7	2,3

особенно до и после них, восполняя прежде всего потери воды (табл. 19). В жарких условиях, особенно у неакклиматизированного человека, субъективное ощущение жажды слабее, чем диктуется степенью дегидратации тела. Поэтому объем выпитой жидкости в первые дни тренировок должен быть больше определяемого чувством жажды. В качестве контроля за потребностями организма в воде может служить определение потерь воды путем взвешивания спортсмена до и после тренировок.

Даже некоторое избыточное потребление жидкости не влияет отрицательно на работоспособность спортсменов, так как лишняя вода легко выводится почками. Вместе с тем необходимо иметь в виду, что избыточное потребление воды может вести к снижению осмолярности крови и других жидкостей тела, а оно, в свою оче­редь, к некоторым нежелательным явлениям, вплоть до развития судорог. Поэтому пить воду в промежутках между тренировками надо в небольших объемах, но достаточно часто.

Хотя в процессе работы включаются механизмы, направленные на задержку электролитов (натрия, хлора и калия) в теле, все же в результате ежедневных и длительных тренировок в жарких усло­виях возможны значительные потери солей. Если потери пота за сутки составляют в среднем 3 л, то восполнение потерь солей пол­ностью обеспечивается обычным пищевым рационом (см. табл. 19). При этом некоторое дополнительное количество солей спортсмен получает с «компенсирующей» жидкостью (например, минеральной водой), которая может содержать лишь очень немного основных минеральных веществ (около 200 мг натрия и 200 мг калия на 1 л раствора) или вообще не содержать их. Только при более значи­тельных суточных потерях пота возникает потребность в специаль­ном приеме солей из расчета: 4 л пота — 3—4 г солей в сутки, 5 л пота — около 10 г солей, 6 л пота — около 15 г солей. При этом солевые таблетки должны применяться обязательно (!) с адекват­ным количеством «замещающей» жидкости (см. табл. 19).

После многодневной интенсивной тренировки в жарких усло­виях может наблюдаться дефицит ионов калия в теле. Возможные последствия такого дефицита — снижение работоспо­собности скелетных мышц и сердца, уменьшение продукции пота, увеличение потерь воды и натрия с мочой, а также нарушение ресинтеза гликогена в мышцах после физической нагрузки. Поэтому пищевой рацион во время интенсивных тренировок в жарких усло­виях должен содержать достаточное количество калия (до 80 мэкв в сутки). Вместе с тем прием содержащих калий препаратов, кото­рые легко растворимы и быстро абсорбируются в желудке, опасен, так как может усиливать гиперкалемию, которая особенно токсична для сердца.

VI.5.Спортивная деятельность в условиях пониженной температуры воздуха (холода).

При снижении температуры внешней среды увеличивается раз­ность между нею и температурой поверхности тела. Это приводит к усилению потери тепла телом (за счет теплоотдачи проведением с конвекцией и радиацией). Основные механизмы защиты тела от теплопотерь в холодных условиях — сужение периферических (кож­ных) сосудов и усиление теплопродукции в теле.

VI.5.1. Физиологические механизмы приспособления к холоду

В результате сужения кожных сосудов (кожной вазоконстрикции) уменьшается конвекционный (с кровью) перелое тепла от ядра тела к его поверхности. Так как сами по себе кожа и особенно подкожножировой слой плохо проводят тепло, вазоконстрикция может усиливать теплоизолирующую способность «оболочки» тела в 6 раз. Иначе говоря, в холодных условиях воз­растает толщина теплоизолирующей температурной «оболочки» тела и соответственно уменьшается размер температурного ядра тела.

Уменьшение переноса тепла от ядра тела к поверхности предот­вращает падение температуры ядра тела, но приводит к постепен­ному снижению кожной температуры. Последнее, в свою очередь, ведет к уменьшению разницы температур между поверхностью тела и окружающей средой, что уменьшает отдачу тепла телом.

Наиболее значительная кожная вазоконстрикции происходит в конечностях, особенно в пальцах рук и ног. Так, кровоток через пальцы рук может уменьшаться в 100 и более раз (со 120 до 0,2.мл/мин/100 г ткани). Поэтому температура тканей дистальных отделов конечностей может снижаться до температуры окружающей среды. Этим объясняется тот факт, что прежде всего пальцы рук и ног, а также ушные раковины являются частями тела, наиболее уязвимыми для отморожения. Кровеносные сосуды головы значи­тельно меньше подвержены сужению" на холоде. Поэтому большое количество тепла (до 25% общей теплопродукции покоя) радиирует в окружающую среду от непокрытой головы.

Помимо кожной вазоконстрикции важную роль в уменьшении внутренней проводимости тепла в теле, а следовательно, в сохра­нении тепла играет то обстоятельство, что в холодных условиях кровь течет в основном по глубоким, а не поверхностным венам. Поскольку глубокие вены лежат рядом с артериями, между ними происходит теплообмен: возвращающаяся к ядру тела венозная кровь нагревается за счет артериальной крови. Таким образом предотвращается охлаждение ядра тела. Наоборот, текущая от сердца артериальная кровь, попадая в артерии конечностей, посте­пенно охлаждается и, достигая дистальных кожных участков, уже имеет более низкую температуру. Например, при внешней темпе­ратуре 9° кровь в сосудах кистей рук может снижаться до 21°, что уменьшает теплопотери в окружающую среду.

Другим важным механизмом адаптации к условиям холода яв­ляется усиление теплопродукции за счет возникнове­ния холодовой дрожи, т. е. непроизвольных мышечных сокращений. В условиях покоя у обнаженного человека при снижении внешней температуры с комфортного уровня (29°) до 22° не происходит роста метаболизма, а тепло тела консервируется за счет усиления кожной вазоконстрикции. Когда внешняя температура становится ниже 22°, усиливается метаболизм за счет холодовой дрожи.

При возникновении холодовой дрожи в нее постепенно вовле­каются все новые и новые мышечные группы — начиная с мышц шеи, живота, грудных мышц и кончая мышцами конечностей. Ха­рактер и степень холодовой дрожи неодинаковы у разных людей. Холодовая дрожь носит перемежающий характер — она то появля­ется, то исчезает вне связи с изменениями температуры ядра и поверхности тела. Только при крайне низкой температуре у обна­женного человека дрожь длится непрерывно. Чем интенсивнее хо­лодовая дрожь, тем выше мышечная теплопродукция. С пониже­нием внешней температуры, а также пропорционально скорости движения воздуха (ветра) вклад холодовой дрожи в защиту тела от теплопотерь повышается.

У пожилых и старых людей холодовая дрожь выражена слабее, чем у молодых, теплопродукция в холодных условиях повышается мало и температура тела снижайся больше. Вообще пожилые люди мало или вовсе нечувствительны к локальным холодовым воздей­ствиям.

Теплопродукция может повышаться и за счет усиления метабо­лических процессов, не связанных с холодовой дрожью (неметабо­лический термогенсз).

В холодных условиях потребление 0₂ в покое повышается. Ве­личина этого повышения зависит от окружающей температуры, относительного содержания жира (толщины подкожножирового слоя), характера одежды, а также от длительности пребывания на холоде. Скорость потребления 0₂ повышается параллельно с увеличением сердечного выброса (без заметного изменения систем­ной АВР-0₂). Так, при температуре воздуха 5° скорость потребле­ния 0₂ и сердечный выброс у обнаженного человека увеличиваются вдвое. Однако при холодовой экспозиции ЧСС остается неизменной, следовательно, сердечный выброс возрастает только за счет увели­чения систолического объема.

В этом отношении реакция сердца на холод отличается от таковой в условиях мышечной деятельности. В последнем случае увеличение сердечного выброса обес­печивается главным образом за счет повышения ЧСС, вплоть до скорости потреб­ления О₂. 1 л/мин. В холодных условиях усиливается выброс катехоламинов в кровь, что и вызывает, вероятно, повышение систолического объема. Однако в этих усло­виях заметно уменьшается объем циркулирующей плазмы, что может вести к некоторому снижении) систолического объема. Сужение кожных кровеносных сосудов (повышение сосудистого периферического сопротивления) и увеличение сердечного выброса вызывают повышение АД. В результате усиливается активность сосудис­тых барорецепторов, а это ведет к таким рефлекторным влияниям на сердце, что ЧСС остается неизменной, несмотря на усиление потребления 0₂.

VI.5.2Физическая работоспособность в холодных условиях

Во время мышечной работы в холодных условиях теплоизоля­ция тела существенно снижается и усиливаются потери тепла (про­ведением с конвекцией). Это означает, что для поддержания тепло­вого баланса необходимо большее теплообразование, чем в условиях покоя. По мере снижения внешней температуры, т. е. увеличе­ния температурного градиента между телом и окружающей средой, теплопродукция во время мышечной работы должна возрастать. Если мышечная деятельность недостаточно интенсивна, чтобы обеспечить дополнительное теплообразование, температура тела падает ниже нормальной (гипотермия).

При нагрузках небольшой мощности (с потреблением 0₂ до 1,2—1,4 л/мин) скорость потребления 0₂-в условиях пониженной температуры воздуха выше, чем в комфортных температурных ус­ловиях. При более высоких нагрузках (потребление О₂выше 1,4 л/мин) скорость потребления 0₂ не зависит от внешней темпе­ратуры. При одинаковой скорости потребления 0₂ работа в холодных условиях вызывает некоторое понижение ЧСС и повышение систолического объема по сравнению с такой же работой в термонейтральных условиях.

Повышенные энергетические расходы (более высокая скорость потребления 0₂) при работе относительно небольшой мощности в холодных условиях связаны с холодовой дрожью, которая исче­зает с увеличением нагрузок до значительных. При легких нагруз­ках ректальная температура снижается, а при тяжелых остается практически на таком же уровне, что и в комфортных условиях. Таким образом, начиная с. некоторой мощности физической нагруз­ки (скорость потребления 0₂ около 2 л/мин), когда достигается критический уровень теплопродукции, который соответствует теплопотерям, исчезает холодовая дрожь и стабилизируется регуляция рабочей температуры тела.

При нормальной или повышенной (в результате мышечной дея­тельности) температуре тела МПК и максимальная ЧСС остаются практически неизменными в холодных условиях, однако легочная вентиляция несколько усиливается, а предельное время бега на уровне МПК снижается. Гипотермия ведет к снижению МПК: при температуре ядра тела ниже 37,5° оно уменьшается на 5—6% с каждым градусом падения температуры тела. В основе такого сни­жения МПК лежит уменьшение сердечного выброса из-за падения максимальной ЧСС. В условиях гипотермии выносливость человека снижается: уменьшается предельное время выполнения работы постоянной аэробной мощности, хотя субъективная оценка тяжести нагрузки не зависит от температуры тела.

Максимальная динамическая сила в известных пределах прямо связана с мышечной температурой. Поэтому в упражнениях, тре­бующих проявления большой динамической силы (спринт, прыж­ки), результаты снижаются в холодных условиях среды, вызы­вающих падение мышечной температуры.

Тренировочные занятия и соревнования в ряде видов спорта (конькобежном, лыжном и др.) часто проходят в холодную погоду. Однако за исключением сильных морозов и ветра холодные усло­вия не представляют обычно серьезной проблемы для регуляции температуры тела и работоспособности спортсмена, прежде всего благодаря интенсивной мышечной деятельности, при которой в теле спортсмена образуется очень большое количество метаболического тепла. За счет этого тепла возможно значительное нагревание тела и поддержание его повышенной рабочей температуры даже в холодных условиях. Так, если непроизвольная холодовая дрожь может увеличить основной обмен максимально в 2—5 раз, то напря­женная мышечная деятельность — в 20—30 раз. Отдача тепла в атмосферу в холодных условиях легко происходит за счет проведе­ния с конвекцией и радиации, а при потоотделении — за счет испарения нота. Более того, в условиях пониженной (но не мороз­ной) температуры окружающей среды облегченные условия для теплоотдачи создают предпосылки для большей работоспособ­ности в упражнениях на выносливость, чем при работе в жарких условиях. Например, у спортсмена после марафонского бега, про­ходившего при температуре воздуха около 12°, ректальная тем­пература была даже ниже, чем до бега (соответственно 37 и 37,3°).

Определенные проблемы возникают лишь в начале пребывания на холоде или когда в этих условиях выполняется повторная работа с чередованием периодов высокой мышечной активности и отдыха. В этих случаях важное значение имеет спортивная одежда, предот­вращающая охлаждение тела из-за быстрых теплопотерь. Лишь в исключительно холодных условиях количество теряемого тепла может превышать продуцируемое при мышечной деятельности с развитием состояния гипотермии.

VI.5.3. Акклиматизация к холоду

Длительное проживание в холодных условиях в некоторой степе­ни повышает способность человека противостоять, холоду, т. е. под­держивать необходимую температуру ядра тела при пониженной температуре среды (холодовая акклиматизация). В основе холодовой акклиматизации лежат два основных меха­низма: 1) снижение потерь тепла и 2) усиление основного объема.

У акклиматизированных к холоду людей уменьшается кожная вазоконстрикция, так что у них температура конечностей более вы­сокая, чем у неакклиматизированных. Этот механизм играет за­щитную роль: предотвращает холодовые повреждения (отмороже­ния) периферических частей тела и позволяет осуществлять координи­рованные движения конечностями в условиях низких температур. У людей, систематически погружающих конечности в холодную воду (локальная холодовая акклиматизация), во время такой экспозиции не столь значительно уменьшается локальное крово­обращение. Это явление также следует рассматривать как защит­ное приспособление. У акклиматизированных таким образом людей конечности охлаждаются меньше.

В процессе холодовой акклиматизации растет теплопродукция тела: увеличивается основной обмен, повышается мышечный тонус, усиливается холодовая дрожь; происходят эндокринные и внутриклеточные метаболические перестройки. Вместе с тем многие исследователи не обнаружили акклиматизации человека к холоду, в особенности в отношении мышечной деятельности в холодных условиях. Однако физически подготовленные (тренированные) люди луч­ше переносят холодные условия, чем нетренированные. Физическая тренировка вызывает эффекты, сходные в некоторых отношениях с холодовой акклиматизацией: тренированные люди отвечают на хо-лодовую экспозицию большим усилением теплопродукции и мень­шим снижением кожной температуры, чем нетренированные люди.