XIII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2021

В настоящее время условия среднегорья, или умеренных высот, достаточно активно используются в тренировочной деятельности спортсменов при подготовке к соревнованиям в условиях равнинной местности. Наиболее часто при подготовке к соревнованиям на равнинах тренировки проводятся на низких высотах –2000 м. Условия среднегорья предъявляют повышенные требования к организму при напряженной мышечной работе, определяемые комплексным воздействием климатических факторов, основным из которых является понижение парциального давления кислорода в окружающем воздухе (табл. 1, рис. 1).

Таблица 1

Характеристика биоклиматических факторов при изменении высоты относительно уровня моря

Рис. 1. Изменение усредненных показателей основных факторов климата при отдалении от уровня моря.

При пребывании и занятиях спортом в горной местности на организм человека воздействуют так называемые абиотические, т.е. не связанные с живой материей факторы окружающей среды, оказывающие физиологический эффект. Выраженность и сила воздействия этих факторов определяются широтой и высотой местности по отношению к уровню моря, степенью расчлененности ее рельефа и другими физико-географическими особенностями. Факторы горного климата отличаются пониженным атмосферным давлением и связанным с этим пропорциональным снижением парциального давления кислорода в воздухе, резкими сменами дневных и ночных температур, низкой абсолютной влажностью воздуха, интенсивной солнечной радиацией, сильными ветрами, усиливающими охлаждающий эффект, высокой ионизацией воздуха с преобладанием отрицательно или положительно заряженных ионов и др. [2, 3, 7].

Чем выше высота от уровня моря, тем более выражено изменение климатических факторов и снижение работоспособности и, соответственно, выше требования к адаптации организма. Данные о работоспособности спортсменов на высоте 1500–3000м являются противоречивыми: у спортсменов, занимающихся видами спорта, требующими выносливость, спортивные результаты обычно снижаются, а требующими скоростно-силовой подготовленности – повышаются. Это объясняется эффектом снижения плотности воздуха по мере отдаления от уровня моря и уменьшением аэродинамического сопротивления и снижения снабжения организма необходимым объемом кислорода вследствие этого. Поэтому в видах спорта, не требующих высокой степени передвижения и значительных аэробных процессов для энергетического обеспечения (например, спринт), тренировки в условиях среднегорья значительно повышают спортивные результаты [8]. В видах спорта, в которых высоко значение аэробных механизмов энергообеспечения и относительно незначительная скорость движения (стайерские дисциплины), отмечается успешность спортивных результатов.

Более сложный механизм наблюдается в видах спорта, требующих значительных скорости передвижения и потребления кислорода. Положительное влияние среднегорья на тренировочные процессы обеспечивается эффектами снижения энергозатрат на преодоление сопротивления воздуха, которые более значимы, чем отрицательные эффекты уменьшения энергопродукции вследствие уменьшения потребления кислорода организмом. Это позволяет достигать более высоких результатов, чем в условиях равнины.

Рассмотрим основные факторы, динамика которых позволяет делать выводы о глубине и скорости адаптационных процессов, которые связаны с энергообеспечением организма: легочная вентиляция как показатель мощности аппарата внешнего дыхания (МПК – максимальное поглощение кислорода), аэробной производительности и частоты сердечных сокращений (ЧСС). Результаты исследований свидетельствуют, что у взрослых людей на высоте от 100 м увеличение легочной вентиляции происходит в 100 % случаев. При мышечной работе в условиях среднегорья отмечается значительное увеличение легочной вентиляции, превосходящее увеличение при аналогичных нагрузках на равнине. Таким образом, в условиях гипоксии легочная вентиляция, измеренная применительно к газу, насыщенному водяными парами при температуре тела и давлении окружающей среды, увеличивается уже в покое, а при выполнении субмаксимальной физической нагрузки часто достигает значительных величин. На высоте 1800–2300 м легочная вентиляция выше равнинной на 15–20% преимущественно за счет увеличения частоты дыхания.

В ходе акклиматизации при выполнении субмаксимальных нагрузок отмечается увеличение легочной вентиляции, однако оно компенсирует уменьшение кислородного обмена, вследствие чего происходит усиление деятельности остальных звеньев кислородно–транспортной системы организма.

Механизмы аэробной производительности в условиях среднегорья обеспечиваются тем, что при увеличении высоты происходит снижение максимального потребления кислорода: до высоты 1500 м снижение МПК отсутствует, далее на каждые 300 м этот показатель снижается на 3,2 % [8, 9, 10].

Показатель аэробного порога важен при оценке работоспособности в условиях среднегорья, так как при гипоксии усиливается деятельность процессов гликолиза и, соответственно, создаются предпосылки для более раннего включения этого механизма в структуру энергетического обеспечения работы. Удаление от уровня моря отрицательно проявляется на уровне анаэробного порога (АнП): на высоте 2300 м снижение на 28 %, на высоте 3340 м – на 50 % [8, 9, 10].

При подъеме на высоту более 2500 м уменьшается ударный объем сердца, что ведет к снижению аэробной производительности. Особенно выражено это уменьшение на высоте от 4000 м при сроках нахождения от двух недель.

При увеличении высоты происходит уменьшение буферной емкости крови и тканей. Это связано с процессами адаптации к гипоксии, а именно компенсации респираторного алкалоза посредством усиленного выведения бикарбонатов с мочой. Вследствие этого происходит снижение щелочного резерва и уменьшение буферной емкости крови, что, в свою очередь, снижает способность перенесения кислородной недостаточность и, в конечном итоге, негативно сказывается на работоспособности при всех видах спортивных нагрузок, в условиях кислородной задолженности организма. Однако при достижении акклиматизации буферная емкость крови увеличивается, что обеспечивает повышение работоспособности.

Имеются мнения, что именно увеличение буферной способности организма, особенно со стороны мышечной системы, являются основным условием повышения анаэробной работоспособности в условиях равнины после тренировок в условиях среднегорья [4].

В условиях умеренных высот под воздействием гипоксии первоначальное усиление вентиляции легких приводит к повышению кислотности (рН) крови вследствие снижения напряжения углекислого газа в артериальной крови (рСО2), что в совокупности с одновременным уменьшением концентрации бикарбонатов в плазме крови в связи с их усиленным выведением почками снова стимулирует вентиляторную реакцию с постепенным приближением ее к окончательной величине по завершении акклиматизации [8].

Координация движений в условиях горной местности период острой акклиматизации выраженно нарушается в течение первых 7–8 дней вследствие расстройства стереотипии двигательного навыка. Эти явления наблюдаются у лыжников–гонщиков, метателей молота, борцов, у представителей некоторых других видов спорта [8]. Нарушение системы координации происходит, прежде всего, по причине умеренной гипоксии, а также новых условий разреженности воздушной среды.

Адаптация человека к высотной гипоксии является сложной реакцией, проявляющейся несколькими стадиями [1, 5, 6].

Первая (острая) стадия адаптации к гипоксии характеризуется резким нарушением гомеостаза организма и рядом взаимосвязанных процессов, в основном – актуализацией систем, ответственных за транспорт и перераспределение кислорода в организме: увеличение легочной вентиляции, учащением пульса, увеличением сердечного выброса. В первые часы пребывания в горах увеличивается выброс депонированной крови, вследствие чего увеличиваются эритроциты и гемоглобин. Недостаток кислорода и частичное разрушение эритроцитов, наблюдающиеся на вторые сутки пребывания в горах, стимулируют выделение эритропоэтина, стимулирующего работу красного костного мозга.

Вторая (переходная) стадия характеризуется формированием уже достаточно структурных и функциональных изменений: увеличение кислородной емкости крови, дыхательной поверхности легких, мощностью адренергической регуляции сердца, концентрацией миоглобина.

Стадия устойчивой адаптации характеризуется увеличением мощности и одновременно экономичности функционирования организма, ростом дыхательной поверхности легких, мощности дыхательной мускулатуры, увеличением коэффициента использования кислорода из вдыхаемого воздуха, увеличением массы сердца и емкости коронарного русла.

Таким образом, акклиматизация организма к условиям среднегорья связана с повышением способности организма функционировать в условиях кислородной недостаточности. Результатом адаптации является структурная перестройка деятельности органов дыхания и кровообращения, изменение состояния нервной и эндокринной систем, мышечного аппарата и т.д. Эти изменения происходят практически во всех системах организма.

Список используемой литературы

Антипов И. В. Влияние гипоксических и гипоксически–гиперкапнических газовых смесей на функциональные резервы организма человека: автореф. дис. ... канд. биол. наук / И.В. Антипов. – Ульяновск, 2006. – 23 с.

Виннчук Ю.Д. Предикторы и маркеры функционального состояния спортсменов при тренировках в среднегорье / Ю.Д. Винничук, Л.М. Гунина // Здоровье для всех. – 2014. – № 2. – С. 3–9.

Дмитрук А.И. Гипоксия и спорт : учеб.–методич. Пособие / А.И. Дмитрук. – СПб., 2007. – 44 с.

Иссурин В.Б. Подготовка спортсменов XXI века. Научные основы и построение тренировки/ В.Б. Иссурин. – М.: Спорт, 2016.– 464 с.

Медведев Д.В. Повышение функциональной подготовленности спортсменов посредством интервальных резистивно–респираторных нагрузок: методические рекомендации / Д.В. Медведев. – Волгоград: ВГАФК, 2005. – 20 с.

Меерсон Ф.З. Адаптация к стрессовым ситуациям и физическим нагрузкам / Ф.З. Меерсон, М.Г. Пшенникова. – М: Медицина, 1988. – С. 67–73.

Ратов И.П. Методология концепции «Искусственная управляемая среда» и перспективы ее практической реализации в процессе подготовки спортсменов / И. П. Ратов // Методологические проблемы совершенствования системы спортивной подготовки квалифицированных спортсменов: сб. науч. тр. – М., 1984. – С. 127–145.

Солопов И. Н. Совершенствование механизмов адаптации у спортсменов при тренировках с дыханием через дополнительное мертвое пространство / И.Н. Солопов // Педагогические и медико–биологические аспекты физвоспитания и спортивных тренировок в Киргизии. Фрунзе. – 1988. – С. 101–102.

Суслов Ф.П. Спортивная тренировка в условиях среднегорья / Ф.П. Суслов. – М.: Терра–спорт: Олимпия Пресс ,2014. – 202 с.

Суслов Ф.П. Среднегорье: влияние на скоростно–силовые качества / Ф.П. Суслов, К.Ш. Укенов // Легкая атлетика. – 1980. – № 5. – С 6–7.