Экология и спорт

     Санитарная охрана внешней среды, особенно в местах занятий физическими упражнениями и спортом от загрязнения пылью и ядовитыми химическими веществами, должна иметь перед собой задачу полного их устранения, потому что ПДК (предельно допустимые концентрации) вредных веществ в воздушной среде разработаны с учетом нормального объема легочной вентиляции. В результате запыленности и задымления атмосферы снижается освещенность солнечным светом и теряется значительная часть его активного биологического компонента - ультрафиолетовых лучей. При занятиях физическими упражнениями и спортом запыленность представляет особую опасность из-за увеличения объема легочной вентиляции. 

     4.  Под загрязнением атмосферного воздуха следует понимать любое изменение его состава и свойств, которое оказывает негативное воздействие на здоровье человека и животных, состояние растений и экосистем.

     Загрязнение атмосферы может быть естественным (природным) и антропогенным (техногенным).

     Естественное  загрязнение воздуха вызвано природными процессами. К ним относятся вулканическая деятельность, выветривание горных пород, ветровая эрозия, массовое цветений растений, дым от лесных и степных пожаров и др.

     Антропогенное загрязнение связано с выбросом различных загрязняющих веществ в процессе деятельности человека. По своим масштабам оно значительно превосходит природное загрязнение атмосферного воздуха.

     Для оценки опасности загрязнения воздуха  устанавливаются так называемые предельно допустимые концентрации загрязняющих веществ. Это показатели, при превышении которых возможны нарушения работы организма человека. 

     Основные  загрязнители атмосферы  — оксид углерода, диоксид серы, оксиды азота, углеводороды; постоянные  газы (диоксид углерода, фторхлорметаны); пестициды; абразивные  твердые частицы (кварц, асбест  и др.); разнообразные  загрязнители, оказывающие многостороннее действие  на организм - озон, сульфаты, нитраты, альдегиды, кетоны и др.

     Загрязнение атмосферного воздуха воздействует на здоровье человека и на окружающую природную среду различными способами  — от прямой и немедленной угрозы (смог и др.) до медленного и постепенного разрушения различных систем жизнеобеспечения организма.

     Физиологическое воздействие на человеческий организм главных загрязнителей чревато самыми серьезными последствиями. Так, диоксид серы, соединяясь с влагой, образует серную кислоту, которая разрушает легочную ткань человека и животных. Особенно опасен диоксид серы, когда он осаждается на пылинках и в этом виде проникает глубоко в дыхательные пути.

     Пыль, содержащая диоксид кремния (Si02), вызывает тяжелое заболевание легких — силикоз. Оксиды азота раздражают, а в тяжелых случаях и разъедают слизистые оболочки, например глаз, легких, участвуют в образовании ядовитых туманов и т. д. Особенно опасны они, если содержатся в загрязненном воздухе совместно с диоксидом серы и другими токсичными соединениями. В этих случаях даже при малых концентрациях загрязняющих веществ возникает эффект синергизма, т. е. усиление токсичности всей газообразной смеси.

     Широко  известно действие на человеческий организм оксида углерода (угарного газа). При остром отравлении появляется общая слабость, головокружение, тошнота, сонливость, потеря сознания, возможен летальный исход (даже спустя три—семь дней). Однако из-за низкой концентрации СО в атмосферном воздухе он, как правило, не вызывает массовых отравлений, хотя и очень опасен для лиц, страдающих анемией и сердечно-сосудистыми заболеваниями.

     Среди взвешенных твердых частиц наиболее опасны частицы размером менее 5 мкм, которые способны проникать в  лимфатические узлы, задерживаться в альвеолах легких, засорять слизистые оболочки.

     Весьма  неблагоприятные последствия, которые  могут сказываться на огромном интервале  времени, связаны и с такими незначительными  по объему выбросами, как свинец, фосфор, кадмий, мышьяк, кобальт и др. Они угнетают кроветворную систему, вызывают онкологические заболевания, снижают сопротивление организма инфекциям и т. д. Пыль, содержащая соединения свинца и ртути, обладает мутагенными свойствами и вызывает генетические изменения в клетках организма.

     Последствия воздействия на организм человека вредных  веществ, содержащихся в выхлопных  газах автомобилей, также весьма серьезны и  имеют широчайший диапазон действия: от кашля до летального исхода.

        Человек не может существовать без кислорода, который необходим для образования энергии, необходимой для осуществления различных видов жизненной активности.

     При недостатке кислорода в крови в первую очередь страдают такие жизненно важные органы, как сердце и центральная нервная система. Кислородное голодание сердечной мышцы сопровождается угнетением синтеза аденозинтрифосфорной кислоты (АТФ), являющейся основным источником энергии, необходимой для работы сердца. Мозг человека потребляет больше кислорода, чем непрерывно работающее сердце, поэтому незначительный недостаток кислорода в крови отражается на состоянии мозга.

     Кислород  поступает в организм из атмосферного воздуха посредством дыхания. Дыхание - это комплекс физиологических процессов, обеспечивающих потребление кислорода и выделение углекислого газа из живого организма.

     Легочная  вентиляция, или просто дыхание, осуществляется путём перемещения воздуха в  легкие и из них. Легочная вентиляция состоит из фазы вдоха и фазы выдоха.

     Вдох - процесс, в котором участвует  диафрагма и внешние межрёберные  мышцы. При вдохе воздух попадает в легкие, в каждое легкое входит бронх, далее он делится на бронхиолы, образуя бронхиальное дерево. Бронхиолы заканчиваются альвеолами, которые оплетены густой сетью капилляров, по которым течет кровь.

     Выдох пассивный процесс, который включает расслабление дыхательных мышц.

     При прохождении крови по легочным капиллярам  происходит газообмен, называемый диффузией. При газообмене:

     восполняются  запасы кислорода для образования  энергии путем окисления;

     выводится углекислый газ из венозной крови.

     Углекислый  газ покидает клетки в результате газообмена в ответ на изменение давления между тканями и кровью в капиллярах. В результате окислительного обмена давление углекислого газа будет выше, чем в капиллярной крови. Поэтому, углекислый газ проникает из мышц в кровь и транспортируется в легкие, а затем выводится из организма.

     Воздух, которым мы дышим, представляет собой  смесь газов. 79,04 % азота (N2), 20,93 % кислорода (О2) и 0,03 % углекислого газа (диоксида углерода) (СО2). При дыхании в покое объем вдоха и выдоха равен в среднем 0,5 л (500 см3). Этот объем воздуха называется дыхательным объемом. Если после нормального вдоха сделать максимальный выдох, то из легких выйдет еще 1,0-1,5 л (1500 см3) воздуха. Этот объем принято называть резервным. Количество воздуха, которое можно вдохнуть сверх дыхательного объема называют дополнительным объемом. Сумма трех объемов - дыхательного, дополнительного и резервного составляет жизненную емкость легких (ЖЕЛ), которая в значительной степени зависит от возраста, пола, роста, окружности грудной клетки, физического развития. У мужчин ЖЕЛ колеблется в пределах 3200-5500 см3, у женщин 2500-5000 см3. У спортсменов ЖЕЛ значительно выше 6000-6500 см3.

     Как бы эффективно не функционировала сердечно-сосудистая система, снабжая достаточным количеством крови ткани, адекватное функционирование дыхательной системы, обеспечивающей потребности организма в кислороде, необходимо для повышения уровня выносливости и  спортивных результатов.

     В начале жизни у человека имеется  пара здоровых, чистых легких. На протяжении жизни люди сознательно или бессознательно наносят им вред. В дыхательные пути городского жителя за сутки в среднем попадает 20 триллионов частиц чужеродных веществ (токсинов). Органы дыхания страдают от загрязнения непосредственно, поскольку около 50% частиц примеси радиусом 0,01-0,1 мкм, проникающих в легкие, осаждаются в них.

     При интенсивной тренировке  организм спортсмена значительно увеличивает  потребление кислорода, который поступает  в кровь через дыхательную систему из атмосферного воздуха. При максимальной нагрузке легочная диффузия повышается. Легочный кровоток возрастает, особенно в верхних участках легких, что приводит к возрастанию легочной диффузии. Тренировка, как правило, ведет к снижению частоты дыхания в покое и при стандартной нагрузке. При максимальных уровнях нагрузки частота дыхания обычно повышена.

     В результате происходят благоприятные изменения в легких, сердце и сосудистой системе. Регулярные занятия спортом повышают способность организма пропускать воздух через легкие, увеличивают общий кровоток, причем кровь эффективнее осуществляет одну из своих основных функций - транспорт кислорода.

       Поэтому так важен чистый воздух для полноценных тренировок и соревнований. Если в момент тренировок дышать воздухом, насыщенным пылью и загрязнителями, то в дыхательные пути попадет значительно больше чужеродных веществ (токсинов) и польза от таких занятий будет весьма сомнительной.

     По  заявлению главного врача Олимпийского комитета США Рэнди Уилбера,  27% американских атлетов имели проблемы с дыханием в ходе олимпиады 2004 г. в Афинах, из-за плохого качества воздуха. Дыхательная система велогонщиков и бегунов в ходе состязаний испытывала повышенную нагрузку, в результате чего они оказались предрасположены к астме и были вынуждены принимать противоастматические препараты. 

     5. Для эффективных занятий спортом необходим чистый свежий воздух с высоким содержанием отрицательных ионов.

     Высокое содержание отрицательных ионов в воздухе наблюдается в районах гор, в лесах, парках, на побережье моря, вблизи водопадов. Даже на участках крупных городов с большим количеством зелёных насаждений концентрация аэроинов вдвое больше, чем на открытой местности. Выраженное положительное влияние на организм человека будет оказывать сильно ионизированный воздух соснового и елового леса, дубравы, участков с преимущественным произрастанием ивы, рябины, можжевельника. Все дело в чистоте природного воздуха и содержащихся в нем аэроионах. В чистом воздухе концентрация ионов составляет около 700-1000 ионов/куб.см. В загрязненном воздухе и в помещениях концентрация ионов намного ниже - 40-100 ионов/куб.см. Кроме того, в загрязненном воздухе количество положительных ионов значительно превышает (в 10 раз) число отрицательных аэроионов.

     Учитывая  способность многих видов растений повышать ионизацию воздуха, их используют для озеленения городских улиц и площадей, а также в производственных и жилых помещениях.

     Однако, большей частью, тренировки осенью, зимой и весной проходят в закрытых помещениях, где воздух по своему физическому составу далек от природного и очень беден кислородом. К тому же, во время спортивных занятий воздух загрязняется продуктами активной физической деятельности спортсменов. В результате в спортзалах душно, воздух становится «спертым». Спортсменам тяжело дышать, наступает быстрая усталость, снижается работоспособность.

     Ощущение  дефицита кислорода спортсменам  хорошо знакомо. Если физическая нагрузка при упражнении столь высокая, что при дыхании в организм не поступает достаточно кислорода, нарушается баланс кислорода в мышечных клетках. Углеводы расщепляются не полностью, образуется молочная кислота. При достижении значения 2 ммоля молочной кислоты на 1 литр крови глюкоза расщепляется при помощи кислорода. Это называется аэробным порогом. Выше этого порога количество молочной кислоты в крови при нагрузке продолжает расти, мышцы перенасыщаются кислотой и тренировку приходится прекращать. Повысить физическую активность организма на 20 % возможно при подаче дополнительного кислорода, когда во время занятий спортом вдыхаемый воздух содержит его 23 %, а не 20,5 %, как практически в любом спортивном зале.

     Принудительная  вентиляция и кондиционеры только частично улучшают ситуацию.

     Ионизация воздуха, или аэроионизация, представляет собой метод улучшения оздоровительных  характеристик воздушной среды  в производственных, спортивных, лечебных и жилых помещениях за счёт насыщения атмосферы отрицательными ионами – аэроионами, представляющими собой электрически заряженные молекулы газов.

     Установлено, что подобное изменение состава  воздуха оказывает положительное влияние на многие системы органов человека. В частности, отмечено стимулирующее воздействие на сердечно-сосудистую систему, органы дыхания  и общую работоспособность организма.

     Для искусственного обогащения воздуха  в закрытых помещениях ионами применяются специальные приборы – аэроионизаторы. В процессе использования прибор обычно включают на ночь, оставляя при этом в помещении открытую форточку.

     Современная спортивная медицина в условиях повышенных тренировочных нагрузок рекомендует использовать методы физиотерапии для поддержания высокой работоспособности спортсменов и ускорения процесса восстановления, а также предупреждения перетренированности и травм.