Исследование дыхательной системы туристов в процессе адаптации в условиях высокогорья

По мнению, А.А.  Блудова (1999)  для исключения вероятности серьезного заболевания горной болезнью, а также для сокращения сроков акклиматизации можно рекомендовать следующий комплекс мероприятий, проводимых как до выезда в горы, так и в период путешествия. Перед длительным высокогорным путешествием, включающим в трассу своего маршрута перевалы выше 5000 м, все кандидаты должны быть подвергнуты специальному врачебно-физиологическому обследованию. Лица, плохо переносящие кислородную недостаточность, физически недостаточно подготовленные, а также перенесшие в период предпоходной подготовки воспаление легких, ангину или серьезный грипп, к участию в таких походах не должны допускаться. Период частичной акклиматизации можно сократить, если участники предстоящего путешествия заранее, за несколько месяцев до выхода в горы, приступят к регулярным занятиям по общефизической подготовке, особенно по повышению выносливости организма: бег на длинные дистанции, плавание, подводный спорт, коньки и лыжи. При таких тренировках в организме возникает временный недостаток кислорода, который тем выше, чем больше интенсивность и длительность нагрузки. Поскольку организм здесь работает в условиях, несколько сходных по кислородной недостаточности с пребыванием на высоте, у человека вырабатывается повышенная устойчивость организма к недостатку кислорода при выполнении мышечной работы. В дальнейшем в условиях гор это облегчит приспособление к высоте, ускорит процесс адаптации, сделает его менее болезненным (Ф.П. Суслов, 2002).

В связи с относительно небольшим сроком пребывания в горах для горных туристов и альпинистов характерны частичная акклиматизация и адаптация — это кратковременное (в отличие от окончательного или длительного) приспособление организма к новым климатическим условиям.

В процессе приспособления к недостатку кислорода в организме происходят следующие изменения:

—поскольку кора головного мозга отличается чрезвычайно высокой чувствительностью к кислородной недостаточности, организм в условиях высокогорья в первую очередь стремится удержать должное кислородное снабжение центральной нервной системы за счет уменьшения снабжения кислородом других, менее важных органов;

—в значительной степени чувствительна к недостатку кислорода и система дыхания. Дыхательные органы реагируют на недостаток кислорода сначала более глубоким дыханием (увеличением его объема). Увеличивается в горах и общее количество циркулирующей крови. Однако нагрузка на сердце при этом не возрастает, так как одновременно происходит расширение капилляров, увеличивается их число и протяженность. По окончании процесса акклиматизации на высотах до 5500 м все эти параметры снижаются до нормальных величин, характерных для обычной деятельности на низких высотах. Восстанавливается и нормальная работоспособность желудочно-кишечного тракта. Однако на больших высотах (более 6000 м) пульс, дыхание, работа сердечно-сосудистой системы так и не снижаются до нормального значения, ибо здесь некоторые органы и системы человека постоянно находятся в условиях определенного напряжения. Так, даже в период сна на высотах 6500—6800 м частота пульса составляет около 100 ударов в минуту (Г.А. Макарова, 2002).

Совершенно очевидно, что для каждого человека период неполной (частичной) акклиматизации имеет различную длительность. Значительно быстрее и с меньшими функциональными отклонениями она наступает у физически здоровых людей в возрасте от 24 до 40 лет. Но в любом случае 14-дневный срок пребывания в горах в условиях активной акклиматизации является достаточным для приспособления нормального организма к новым климатическим условиям (Р.Е. Мотылянский, 1967).

Следует знать, что у физически неподготовленных к высокогорному путешествию туристов жизненная емкость легких в начале похода даже несколько уменьшается, максимальная работоспособность сердца (по сравнению с тренированными участниками) также становится меньше на 8—10%, а реакция увеличения гемоглобина и эритроцитов при кислородной недостаточности запаздывает (В.Г. Тристан, 1997).

Непосредственно в период похода проводятся следующие мероприятия: активная акклиматизация, психотерапия и психопрофилактика, организация соответствующего питания, применение витаминов и адаптогенов (средств, повышающих работоспособность, организма), полный отказ от курения и алкоголя, систематический контроль за состоянием здоровья, применение некоторых лекарств (С.С. Канапьянов, 2004).

По окончании путешествия в горах в зависимости от высоты маршрута, приобретенные в процессе акклиматизации изменения со стороны дыхательной системы, кровообращения и состава самой крови проходят достаточно быстро. Так, повышенное содержание гемоглобина снижается до нормы за 2—2,5 месяца. За такой же период снижается и повышенная способность крови к переносу кислорода. То есть акклиматизация организма к высоте сохраняется всего лишь до трех месяцев. Правда, после многократных выездов в горы в организме вырабатывается своеобразная «память» на приспособительные реакции к высоте. Поэтому при очередном выезде в горы его органы и системы уже по «проторенным дорожкам» быстрее находят верный путь для приспособления организма к недостатку кислорода (М.М. Миррахимов, 1979).

Таким образом,  когда человек попадает в среду со сниженным давлением кислорода, возникает ряд адаптивных реакций, которые создают и поддерживают эволюционно закрепленный оптимальный уровень напряжения кислорода в органах и тканях. Причем различные органы и функциональные системы по-разному адаптируются к недостатку кислорода. Еще  Бэр Поль, (1987) отметил, что основной формой адаптации является усиление функций всех систем, ответственных за доставку кислорода, в первую очередь дыхательной, сердечно-сосудистой системы и системы крови. От совершенства этих систем зависит возможность, скорость и эффективность адаптации человека к условиям высокогорья.

1.4. Состояние дыхательной системы в высокогорье

В условиях  высокогорья в организме человека, первую очередь увеличивается минутный объем дыхания (МОД) и альвеолярная вентиляция. В результате этого повышается давление кислорода в альвеолярном воздухе и артериальной крови, компенсируя, таким образом, его начальное снижение. Если эти механизмы являются недостаточными, приводятся в действие и другие резервы - включаются в газообмен и невентилировавшиеся ранее альвеолы. Лица, которые быстрее реагируют на гипоксию усилением дыхания, лучше ее переносят и, напротив, гипоксия опасна тем, у кого нет усиления дыхания - у них нередко наблюдается внезапная потеря сознания. С увеличением высоты подъема соответственно увеличивается минутный объем дыхания, однако частота дыхания изменяется незначительно, увеличение происходит за счет изменения глубины дыхания. На больших высотах у неакклиматизированных людей может наблюдаться (чаще во время сна) и нерегулярное дыхание типа Чейна-Стокса. В этом случае эффективен "ночной кислород" (использование кислородного аппарата ночью), который устраняет нарушение дыхания. После акклиматизации описанные изменения дыхания исчезают (Н.А. Агаджанян, 1999).

Если в состоянии покоя человек на высоте не испытывает одышки, недостатка воздуха или затруднения дыхания, то при физической нагрузке в высотных условиях все эти явления начинают заметно ощущаться. Например, один из участников восхождения на Эверест на каждый шаг на высоте 8200 метров делал 7—10 полных вдохов и выдохов. Но даже и при таком медленном темпе передвижения он отдыхал до двух минут через каждые 20—25 метров пути. Другой участник восхождения за один час движения при нахождении на высоте 8500 метров поднялся по достаточно легкому участку на высоту только около 30 метров (Е.Б. Квакина, 1979).

Общеизвестно, что любая мышечная деятельность, и особенно интенсивная, сопровождается повышением кровоснабжения работающих мышц. Однако если в условиях равнины необходимое количество кислорода организм может обеспечить сравнительно легко, то с подъемом на большую высоту, даже при максимальном использовании всех приспособительных реакций, снабжение мышц кислородом осуществляется непропорционально степени мышечной активности. В результате такого несоответствия развивается кислородное голодание, а недоокисленные продукты обмена веществ накапливаются в организме в избыточных количествах. Поэтому работоспособность человека с увеличением высоты резко снижается. Так (по Е. Гиппенрейтеру , 1987) 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, произведенной на высоте уровня моря. Даже по окончании работы, несмотря на прекращение мышечной деятельности, организм продолжает находиться в напряжении, потребляя некоторое время, повышенное количество кислорода для того, чтобы ликвидировать кислородную задолженность. Следует отметить, что время, в течение которого ликвидируется эта задолженность, зависит не только от интенсивности и продолжительности мышечной работы, но и от степени тренированности человека. Второй, хотя и менее важной причиной снижения работоспособности организма является перегрузка системы дыхания. Именно дыхательная система за счет усиления своей деятельности до определенной поры может компенсировать резко возрастающий кислородный запрос организма в условиях разреженной воздушной среды. Однако возможности легочной 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 легочной вентиляции, а, следовательно, и к усиленному «вымыванию» из организма углекислого газа. Но уменьшение парциального давления углекислого газа снижает активность деятельности дыхательного центра и тем самым ограничивает объем легочной вентиляции (Л.Х. Гаркави, 1979).

На высоте легочная вентиляция достигает предельных величин уже при выполнении средней для обычных условий нагрузки. Поэтому максимальное количество интенсивной работы за определенное 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 счет акклиматизации организма уровень работоспособности повышается. При длительном пребывании на высоте в организме наступает ряд изменений, суть которых сводится к сохранению нормальной жизнедеятельности человека (М.А. Уколова, 1979).

Важным является повышение уровня работоспособности в условиях высокогорья. Установлено, что при подъеме на высоты более 3000 м устойчивость неакклиматизированных людей к мышечным нагрузкам, способность выполнять тяжелую физическую работу резко снижается. По данным литературы, на высоте 3000 м работоспособность снижается до 10 %, а на высотах более 6000 м - на 50 %, но и здесь имеются значительные индивидуальные различия в зависимости от состояния здоровья, физической подготовки, акклиматизации и др. (Л.Х. Гаркави, 1979).

Основным фактором, снижающим работоспособность, является гипоксия. Однако, несомненно, влияние и других факторов - времени года, температуры воздуха, силы ветра и др. Еще 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 - объем циркулирующей крови - приходят к норме через две-три недели, увеличение же размеров сердца (правого желудочка) удерживается несколько месяцев. Исчезновение приобретенных 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 (М.В. Балыкин, 1988).

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. (Я.М. Коц, 1982).

1.5.Суточные биоритмы  и адаптация в  спорте

Выработанная в процессе эволюции взаимосвязь организма с внешней средой - необходимое условие его существования, материалистически обоснованное еще в работах  И.Н. Сеченова (1978) . Природные факторы подвержены периодическим изменениям. Все проявления жизнедеятельности организма человека также не остаются постоянными и имеют ритмический характер. Ведущее положение при этом занимает суточный ритм, эволюционно обусловивший суточную периодику физиологических функций у живых организмов (Н.А. Агаджанян, 1999).

Суточная цикличность большинства функций у человека обнаруживает себя в первые же дни после рождения. Это выражается в функциональном неодинаковом состоянии, прежде всего нервной системы, крайние формы проявления которого человек переживает, а виде сна и бодрствования. Неодинаковое состояние ЦНС в течение суток во многом определяет различную активность других физиологических систем организма. У взрослого человека показатели кровообращения, дыхания, температуры тела и других функций минимальны ночью, с 2 до 4 ч. Оптимально активными физиологические процессы сохраняются до 13-14 ч. После некоторого - снижения в дневные часы их уровень повышается вновь к вечеру, затем прогрессивно снижается до минимальных значений. (Г.А. Макарова, 2003). Суточный ритм физиологических отправлений - температуры тела, обменных реакций, сна и бодрствования - достаточно стойкий. Ритм физической работоспособности в разные периоды суток менее четкий и может существенно изменяться под влиянием соревновательных или чрезвычайно напряженных тренировочных нагрузок. Ритм этих изменений обычно соответствует стереотипности образа жизни. Как правило, работоспособность оказывается выше в дневные часы и ниже в утренние и ночные. При этом наибольшими колебаниями (до 7-10%) подвержены показатели в упражнениях скоростно-силового характера: преодоление горного рельефа на время. Менее значительные изменения наблюдаются в результатах упражнений на выносливость. Хотя, следует отметить, что выносливость является одним из важнейших физических качеств в подготовке туриста (В.Н. Селуянов, 2000).