Адаптация детей к физическим нагрузкам в условиях среднегорья

     Но  реализуется он по-разному: или за счет увеличения ЧСС или за счет увеличения и ЧСС, и ударного объема крови. 

     Распределение кровотока при  мышечной работе и  в условиях  
относительного покоя

     В нетренированном сердце взрослого  человека резервы повышения ударного объема крови исчерпываются уже при ЧСС 120—130 уд/мин. Дальнейший рост минутного объема происходит только за счет ЧСС. По мере роста тренированности расширяется диапазон ЧСС, в пределах которого ударный объем крови продолжает увеличиваться. У высокотренированных спортсменов и детей он продолжает нарастать и при ЧСС 150—160 уд/мин.

     В самой сердечной мышце срочные  адаптивные изменения проявляются в мобилизации энергетических ресурсов. Первичными субстратами окисления в сердечной мышце служат жирные кислоты, глюкоза, в меньшей степени — аминокислоты. Энергия их окисления аккумулируется митохондриями в виде АТФ, а затем транспортируется к сократительным элементам сердца.

     При повышении ударного объема крови  сокращения сердца учащаются. Происходит это вследствие более эффективного использования энергии АТФ. В растянутой сердечной мышце увеличивается площадь контакта сократительных белков—актина и миозина, т. е. улучшаются возможности перевода химической энергии АТФ в механическую работу.

     Этому способствуют и гормоны надпочечников—адреналин и норадреналин, секреция которых при физической нагрузке увеличивается. Они стимулируют сердечную деятельность, активируя внутриклеточный обмен и ускоряя перекачку Са++ к сократительным элементам сердечной мышцы. Са++ связывает тормозной фактор актина — тропонин, способствуя тем самым взаимному сближению актина и миозина.

     Повышение сократительной способности сердца сочетается с совершенствованием восстановительных процессов во время диастолы. Достигаемая при этом экономичность работы сердца хорошо прослеживается при фазовом анализе сократительной функции его желудочков, особенно левого. 

    Нервная система. Адаптация к изменяющимся условиям окружающей среды осуществляется центральной нервной системой, в которой особая роль принадлежит коре большого мозга. И.И.Павлов писал, что «…тончайшее и тончайшее уравновешивание организма со средой падает на долю больших полушарий», которые путём образования условных рефлексов осуществляют «..высшее приспособление животных, высшее уравновешивание с окружающей средой…». Именно поэтому кислородная недостаточность отражается прежде всего на деятельности головного мозга. Особенно чувствительны к нему высшие отделы центральной нервной системы. Потребление кислорода тканью во много раз превышает его потребление другими тканями. Мозговая ткань потребляет кислорода в пересчёте на единицу массы в 30 раз больше, чем мышечная. Прекращение поступления кислорода к мозгу на 6-8 с приводит к потере сознания, а в течение 5-6 мин - вызывает необратимые изменения в коре большого мозга. Исследования академика АМН СССР Н.Н.Сиротинина и его учеников помогли установить фазный характер работы головного мозга при подъёмах на высоты, нарушение процессов тонкой дифференцировки, появление сдвигов в функциональной деятельности головного мозга уже на высоте 2000 м. На относительно больших высотах развивается разлитое торможение, переходящее в сон, а на высотах 4000 – 5000 м и выше человек может терять способность критически оценивать ситуацию и собственное состояние. Существует также определённая зависимость между типом высшей нервной деятельности и устойчивостью к гипоксии, а также различная индивидуальная устойчивость к гипоксии. Острая гипоксия оказывает значительное воздействие на внимание, память, мышление, психику.

    Психические нарушения могут проявляться у некоторых лиц уже при кратковременном пребывании на высотах 5000 – 6000 м. Спустя несколько минут после подъёма появляются признаки эйфории (весёлость, бурная жестикуляция, многословие, неадекватность в ответах на вопросы). Однако эйфория отмечается относительно редко. Значительно чаще можно наблюдать сонливость, апатию, заторможенность, головную боль (после 5000 м довольно частое явление), спутанность мыслей, нарушение координации движений. В условиях гипоксии на больших высотах снижается ясность мышления, возникают галлюцинации – «…позади слышны чьи-то шаги… Кто-то третий идёт за нами… Это ощущение всё время возвращалось как навязчивая идея. Потом всё пришло в норму». Так описывает своё состояние М.Эрцог, руководитель французской экспедиции 1950 г. (М.Эрцог. Аннапурна. Мысль, 1975 г.). Приспособительные реакции со стороны нервной системы заключаются в усилении снабжения кислородом головного мозга, что достигается мобилизацией транспортных систем (усиление мозгового кровообращения, повышение кислородной ёмкости крови). Пребывание в горах, адаптация к условиям высокогорья сопровождаются стойким компенсаторным увеличением кровоснабжения головного мозга и объёма циркулирующей в нём крови. Изменения в других функциональных системах в процессе высокогорной акклиматизации менее изучены и имеют, по-видимому, меньшее значение. Важным является повышение уровня работоспособности в условиях высокогорья.

    Работоспособность. Установлено, что при подъёме на высоты более 3000 м устойчивость неакклиматизированных людей к мышечным нагрузкам, способность выполнять тяжёлую физическую работу резко снижается. По данным литературы, на высоте 3000 м работоспособность снижается до 10 %, а на высотах более 6000 м – на 50 %. Так (по Е.Гиппенрейтеру) на высоте 3000 м она составляет 90%, на высоте 4000 м – 80%, 5500 м – 50%, 6200 м – 33 % и 8000 м -15-16% от максимального уровня работы, произведённой на высоте уровня моря.

      Но и здесь имеются значительные индивидуальные различия в зависимости от состояния здоровья, физической подготовки, акклиматизации и др.

    Основным фактором, снижающим работоспособность, является гипоксия. Второй, хотя и менее важной причиной снижения работоспособности организма является перегрузка системы дыхания. Именно дыхательная система за счёт усиления свое деятельности до определённой поры может компенсировать резко возрастающий кислородный запрос организма в условиях разряжённой воздушной среды.

    Однако возможности лёгочной вентиляции имеют свой предел, которого организм достигает раньше, чем возникает предельная работоспособность сердца, чем снижается до минимума необходимое количество потребляемого кислорода. Такие ограничения объясняются тем, что понижение парциального давления кислорода приводит к усилению лёгочной вентиляции, а следовательно, и к усиленному «вымыванию» из организма СО₂. Но уменьшение парциального давления СО₂ снижает активность деятельности дыхательного центра и тем самым ограничивает объём лёгочной вентиляции. На высоте лёгочная вентиляция достигает предельных величин уже при выполнении средней для обычных условий нагрузки. Поэтому максимальное количество интенсивной работы за определённое время, которую турист может выполнить в условиях высокогорья, меньше, а восстановительный период после работы в горах длиннее, чем на уровне моря. Однако при длительном пребывании на одной и той же высоте (до 5000-5300 м) за счёт акклиматизации организма уровень работоспособности повышается. Несмотря на то, что организм может частично компенсировать кислородную недостаточность, многие его функции всё же нарушаются. Исследователи показали, что каждый раз при увеличении высоты на 300 метров максимальная работоспособность снижается на 3 %. Длительное пребывание на высоте не может привести к полному восстановлению работоспособности до её обычного «равнинного» уровня. У людей, родословная которых насчитывает многие поколения жителей гор, наблюдаются устойчивые физиологические изменения, имеющие, возможно, генетическую природу. У некоторых коренных горцев грудь имеет бочкообразную форму, а лёгкие увеличены в размере; у других существенное повышение уровня гемоглобина

    Система пищеварения. На высоте значительно изменяется аппетит, уменьшается всасывание воды и питательных веществ, выделение желудочного сока, изменяются функции пищеварительных желёз, что приводит к нарушению процессов пищеварения и усвоения пищи, особенно жиров. В результате человек резко теряет вес. Так, в период одной из экспедиций на Эверест альпинисты, прожившие на высоте более 6000 м в течение 6-7 недель, потеряли в весе от 13,6 до 22,7 кг. На высоте человек может ощутить мнимое чувство полноты желудка, распирание в подложечной области, тошноту, поносы, не поддающиеся медикаментозному лечению.

    Зрение. На высотах порядка 4500 м нормальная острота зрения возможна только при яркости в 2,5 раза больше обычной для равнинных условий. На этих высотах происходит сужение периферического поля зрения и заметное «затуманивание» зрения в целом. На больших высотах снижается также точность фиксации взгляда и правильность определения расстояния. Даже в условиях среднегорья зрение ночью слабеет, а срок адаптации к темноте удлиняется.

    Болевая чувствительность по мере нарастания гипоксии снижается вплоть до полной её потери.

    Обезвоживание организма. Выделение воды из организма, как известно, осуществляется в основном почками (1,5 л воды в сутки), кожей (1 л), лёгкими (около 0,4 л) и кишечником (0,2 – 0,3 л). Установлено, что общий расход воды в организме даже в состоянии полного покоя составляет 50 - 60 г в час. При средней физической нагрузке в нормальных климатических условиях на высоте уровня моря расход воды возрастает до 40 - 50 граммов в сутки на каждый килограмм веса человека. Всего в среднем в обычных условиях в сутки выделяется около 3 л воды. При усиленной мышечной деятельности, особенно в условиях жары, резко возрастает выделение воды через кожу (иногда до 4 – 5 л). Но напряжённая мышечная работа, совершаемая в условиях высокогорья, в связи с недостатком кислорода и сухостью воздуха, резко усиливает лёгочную вентиляцию и тем самым увеличивает количество воды, выделяемой через лёгкие. Всё это приводит к тому, что общая потеря воды у участников сложных высокогорных путешествий может достигнуть 7 – 10 л в сутки.

      Несомненно влияние и других факторов – времени года, температуры воздуха, силы ветра и др. Ещё нет единого мнения о выборе оптимальных высот и сроков пребывания на них для повышения устойчивости к мышечным нагрузкам. Одни авторы рекомендуют проведение тренировок в среднегорье, другие – в высокогорье. Вероятно, выбор высот зависит от уровня физической тренированности и режима высотной тренировки. Сочетание предварительного отбора с акклиматизацией – вот пути повышения работоспособности. При акклиматизации в результате тренировки разных функциональных систем усиливаются адаптивные реакции, возрастают выносливость человека к физическим нагрузкам и его работоспособность. Описанные выше адаптивные реакции со стороны различных органов и функциональных систем после спуска с гор постепенно проходят. Такие показатели, как артериальное давление, частота пульса, количество эритроцитов и гемоглобина, достигают «равнинных» норм уже через несколько дней. Другие изменения – объём циркулирующей крови – приходят к норме через две-три недели, увеличение же размеров сердца (правого желудочка) удерживается несколько месяцев. Исчезновение приобретённых в процессе высокогорной акклиматизации свойств называют деадаптацией. Этот период характеризуется снижением (в течение одной - двух недель) физической и психической работоспособности, поэтому очень важно в это время дозировать различные нагрузки. Таким образом, при высокогорной акклиматизации, представляющей собой сложный, многоступенчатый процесс, возникают различные приспособительные реакции многих органов и функциональных систем. Степень выраженности и продолжительность этих реакций зависят как от высоты местности и других горноклиматических факторов, так и от индивидуальных особенностей организма – возраста, пола, конституции, физического и психического состояния, быстроты и способа набора высоты, продолжительности пребывания в горах и т.д. Однако фактор высоты является основным. Как уже указывалось, есть определённая зависимость между высотой подъёма и длительностью адаптационного периода. Так, если на высотах до 3000 м он продолжается до двух недель, то на высотах более 3500 м функциональные отклонения приходят к норме несколько позже (около трёх недель). Однако в дальнейшем, по мере усиления гипоксии, влияние неблагоприятных климато-метеорологических факторов возрастает, возникают патологические реакции.

    Гипоксия, или кислородное голодание, - это типический патологический процесс, возникающий в результате недостаточного снабжения тканей кислородом или нарушения использования его тканями.

    В основу классификации гипоксии положены причины и механизмы её развития. Различают следующие виды гипоксии: гипоксическую, дыхательную, гемическую, циркуляторную тканевую и смешанную. Гипоксическая, или экзогенная, гипоксия развивается при снижении парциального давления кислорода во вдыхаемом воздухе. Наиболее типичным примером гипоксической гипоксии может служить горная болезнь. Её проявления находятся в зависимости от высоты подъёма.

1.4. Тренированность  как специфическая  форма адаптации  к физическим нагрузкам. Возрастные особенности развития тренированности      

      1.4.1. Физиологические  механизмы тренированности

     В основе развития тренированности лежат  механизмы срочной и долговременной адаптации. Типичным примером срочной адаптации является стартовая реакция «боевой готовности». Характерные для нее повышение силы нервных процессов, концентрация мышечных усилий, экзальтированный ответ на внешние раздражения—это элемент срочного приспособления к предстоящей спортивной борьбе.

     Механизмы срочной адаптации являются врожденными, наследственно обусловленными. На проявлении срочной адаптации сказываются типологические особенности (свойства) нервной системы. Вот почему у одних спортсменов стартовое состояние проявляется как высокая готовность к предстоящей работе, а у других — как апатия или лихорадочно возбужденное состояние. Несмотря на то что в основе срочной адаптации лежат готовые механизмы, до наступления критической ситуации, к которой следует адаптироваться, они никак не проявляют себя.

     Процесс срочной адаптации реализуется по типу стресс-реакции. Максимальная мобилизация физиологических функций в этом случае осуществляется за счет избыточного выделения катехоламинов и кортикостероидов. Естественно, что подобный тип адаптации не может обеспечить рост спортивных результатов. Эта эволюционно запрограммированная реакция может рассматриваться как временная мера, к которой организм прибегает в критических ситуациях, по жизненным показаниям (например, поведенческая агрессивная реакция нападения, бег с предельной скоростью при недостаточном уровне тренированности).

     Повышенная  продукция катехоламинов, глюкокортикоидов и других гормонов не проходит бесследно. Она вызывает синтез новых белковых структур, т. е. оставляет структурный след для долговременной адаптации.