Автор: Пользователь скрыл имя, 25 Февраля 2012 в 15:08, реферат
При подъеме на высоту одновременно уменьшаются атмосферное давление, парциальное давление кислорода в атмосфере и легочных альвеолах, а также насыщение гемоглобина кислородом (98% О2 в крови транспортируется эритроцитами и только 2% - плазмой). Это может вызвать гипоксию (кислородное голодание) – состояние, возникающее при недостаточном снабжении тканей кислородом или нарушении его использования в процессе биологического окисления. Близким по смыслу является термингипоксемия - пониженное содержание кислорода в крови
При длительном воздействии высотной гипоксии активируется синтез РНК и белка в различных отделах нервной системы и, в частности, в дыхательном центре, что обеспечивает возможность усиления дыхания при низких концентрациях СО2 в крови*улучшается координация дыхания и кровообращения. Возрастает мощность гормональных звеньев и их экономичность - уровень основного обмена в процессе адаптации может снижаться. Установлено, что вторая фаза акклиматизации в целом завершается через три недели после начала прибытия в горы. Однако для больших высот и эта длительность акклиматизации может быть недостаточна [5].
* вероятно, указанная причина послужила поводом к приступу горной болезни при первом знакомстве с 7000 м автора статьи, имеющего при этом одну из самых низких ЧСС в группе – всего 70 уд/мин ночью на 7200.
РАЗВИТИЕ СПЕЦИФИЧЕСКОЙ ВЫНОСЛИВОСТИ КАК ФАКТОР, СПОСОБСТВУЮЩИЙ ВЫСОТНОЙ АККЛИМАТИЗАЦИИ
"Если альпинист (горный турист) в межсезонный и предсезонный период будет повышать свой "кислородный потолок" плаванием, бегом, велосипедом, лыжами, греблей, — он обеспечит совершенствование своего организма, успешнее будет затем справляться с большими, но увлекательными трудностями при штурме горных вершин". Эта рекомендация – и правда, и неправда. В том плане, что готовиться к горам, конечно, необходимо. Но велосипед, гребля, плавание и другие виды тренировок дают разное "совершенствование своего организма" и, соответственно, разный "кислородный потолок". Когда речь идет о двигательных актах организма, следует четко представлять, что нет "движения вообще" и любой двигательный акт предельно специфичен. А с определенного уровня развитие одного физического качества всегда происходит за счет другого: силы за счет выносливости и скорости, выносливости – за счет силы и скорости.
При тренировках к интенсивной работе расход кислорода и субстратов окисления в мышцах в единицу времени столь велик, что быстро восполнить их запасы усилением работы транспортных систем нереально. Чувствительность дыхательного центра к углекислому газу снижена, что защищает дыхательную систему от ненужного перенапряжения.
Мышцы, способные к выполнению такой нагрузки, фактически работают при этом в автономном режиме, рассчитывая на собственные ресурсы. Это не устраняет развития тканевой гипоксии и приводит к накоплению больших количеств недоокисленных продуктов. Важным аспектом адаптивных реакций в этом случае является формирование толерантности, то есть устойчивости к сдвигу рН. Это обеспечивается увеличением мощности буферных систем крови и тканей, возрастанием т. н. щелочного резерва крови. Увеличивается также мощность системы антиоксидантов в мышцах, что ослабляет или предотвращает перекисное окисление липидов клеточных мембран — один из основных повреждающих эффектов стресс-реакции. Увеличивается мощность системы анаэробного гликолиза за счет повышенного синтеза гликолитических ферментов, повышаются запасы гликогена и креатинфосфата — источников энергии для синтеза АТФ.
При тренировках к умеренной работе разрастание сосудистой сети в мышцах, сердце, легких, увеличение числа митохондрий и изменение их характеристик, возрастание синтеза окислительных ферментов, усиление эритропоэза, ведущее к увеличению кислородной емкости крови, позволяют снизить уровень гипоксии или предотвратить ее. При систематическом выполнении умеренных физических нагрузок, сопровождающихся усилением легочной вентиляции, дыхательный центр, напротив, повышает чувствительность к СО2, что обусловлено понижением его содержания вследствие вымывания из крови при усиленном дыхании. Поэтому в процессе адаптации к интенсивной (как правило, кратковременной) работе в мышцах развивается иной спектр адаптивных приспособлений, чем к длительной умеренной работе [6]. Поэтому, например, при гипоксии при нырянии невозможной становится активация внешнего дыхания, типичного для адаптации к высотной гипоксии или гипоксии при мышечной работе. А борьба за поддержание кислородного гомеостаза проявляется в увеличении запасов кислорода, уносимого под воду. Следовательно, спектр адаптивных приспособлений при разных видах гипоксии – разный, следовательно - далеко не всегда полезный для высоких гор.
|
Известно, что возможность человека к выполнению работы можно оценить показателем "максимальное потребление кислорода" - МПК. МПК называют еще "кардиораспираторная выносливость", поскольку это характеризует способность организма выдерживать продолжительную физическую нагрузку. Чем МПК больше, тем большую мощность способен развить человек при выполнении физической нагрузки вообще и в условиях гипоксии, в частности. У представителей разных видов спорта равной квалификации данное качество развивается неодинаково (см. диаграмму):
Чтобы понять причину этого, достаточно проанализировать формулу расчета МПК [8] :
МПК = систолический объем*ЧСС*(а-V02 разн), |
где систолический объем – выброс объема крови при одном сокращении сердца, мл
ЧСС – частота сердечных сокращений уд/мин
а-V02 разн– артерио-венозная разница содержания по кислороду.
Из формулы следует, что одном и том же значении МПК в наиболее выигрышном положении оказывается тот спортсмен, который обладает:
- высоким систолическим объемом, следовательно большим сердцем (и достаточным объемом крови)
- меньшей ЧСС (также зависит от относительного размера сердца)
- способностью тканей извлекать кислород при наиболее низком содержании в крови. Главные эффекты тренировки выносливости в отношении сердечно-сосудистой системы состоят в развитии именно этих качеств.
Это достигается с одной стороны, увеличением относительных размеров сердца, а с другой - более совершенным перераспределением кровотока между активными и неактивными органами и тканями тела (усилением капилляризации тренируемых мышц, тканей тела и сердца). Неудивительно, что у представителей видов спорта, требующих проявления выносливости, общий и относительный объем сердца, определяемый по рентгенограммам, в среднем значительно больше, чем у представителей других видов спорта и у не спортсменов (см. табл.):
Таблица
Абсолютные и относительные размеры сердца спорсменов
Контингент | Общий объем сердца, см3 | Относительный объем сердца, см3/кг тела |
Неспортсмены | 760 | 11,2 |
Лыжники | 1073 | 15,5 |
Велосипедисты | 1030 | 14,2 |
Бегуны на длинные | 1020 | 15,5 |
Бегуны на средние | 1020 | 14,9 |
Бегуны на короткие | 870 | 12,5 |
Пловцы | 1065 | 13,9 |
Борцы | 953 | 12,2 |
Тяжелоатлеты | 825 | 10,8 |
Из таблицы, коррелирующей с данными по МПК, следует что при равных относительных размерах сердца лыжников и бегунов-стайеров, у первых сохраняется больше мышечной массы, создающей определенную фору при работе в горах. К тому же оба эти спорта на пересеченной местности имеют много общего в стереотипах движения в горах. Что касается велосипедистов, бегунов-средневиков и пловцов, то увеличение размеров сердечной мышцы здесь начинает перекрываться все большим развитием мышечной массы. И в самом худшем положении в горах оказываются тяжелоатлеты и спринтеры.
Высоко тренированный штангист может переносить высоту хуже, чем просто не спортсмен, с более развитым сердцем. Другое дело, что люди привыкли тренировать то, что у них и так уже хорошо получается. У Френка Хорвилла описан противоположный пример - человеческой воли в развитии желаемых качеств: "Женщина средних лет решила начать готовиться к марафону. В течение 25 лет она не занималась никаким спортом. Ей рекомендовали начать с одноминутной пробежки и каждый день прибавлять по одной минуте. Так как у неё были очень короткие шаги, был проведён тест на силу ног, заключавшийся в преодолении 25 метров прыжками. Её потребовалось совершить 22 прыжка, чтобы покрыть дистанцию (для сравнения, средневик мирового уровня делает это за 9 прыжков). Тогда тренер рекомендовал её через день тренироваться в прыжках. Через 100 дней она уже бегала в течение 100 минут и сократила количество прыжков до 15. Секрет её успеха заключался в том, что она начала с очень маленькой задачи и постепенно совершенствовалась. Многие начинают слишком амбициозно и не выдерживают, изматывая свою волю".
Развитие выносливости, помимо сердечной мышцы тренирует сосудистую, кровеносную и дыхательную системы [9]. Количество воздуха, вентилируемого при одинаковом потреблении кислорода во время мышечной работы, у спортсменов меньше, чем у нетренированных людей. Максимальная рабочая гипервентиляция у спортсменов обычно равна около 180, у нетренированных людей - около 120 л/мин. "Химическими" механизмами повышенной максимальной рабочей гипервентиляции у спортсменов служат усиленное образование СО2 (равное или почти равное очень большой скорости потребления О2), а также высокая концентрация лактата и водородных ионов в артериальной крови при выполнении нагрузки максимальной аэробной мощности. Рост легочной вентиляции у спортсменов обеспечивается за счет увеличения дыхательного объема (глубины дыхания) в большей мере, чем за счет частоты дыхания. Этому способствуют:
1) увеличенные легочные объемы
2) большая сила и выносливость дыхательных мышц
3) повышенная растяжимость грудной клетки и легких
4) снижение сопротивления току воздуха в воздухоносных путях.
Как известно, при увеличении дыхательного объема относительно уменьшается объем "мертвого" пространства, благодаря чему легочная вентиляция становится эффективнее, так как более значительную ее часть составляет в этом случае альвеолярная вентиляция.
Повышение диффузионной способности легких у спортсменов связано отчасти с увеличением легочных объемов, что обеспечивает большую альвеолярно-капиллярную поверхность, но главным образом – с увеличением объема крови в легочных капиллярах за счет расширения альвеолярной капиллярной сети и повышения центрального объема крови. Высокая диффузионная способность легких обеспечивает ускоренный переход кислорода из альвеол в кровь легочных капилляров и быстрое насыщение ее кислородом при нагрузках очень большой мощности.
Тренировка выносливости ведет к значительному увеличению объема циркулирующей крови (ОЦК). У спортсменов он значительно больше, чем у нетренированных людей. Причем увеличение ОЦК является специфическим эффектом тренировки выносливости его не наблюдается у представителей скоростно-силовых видов спорта. С учетом массы тела разница между ОЦК у выносливых спортсменов и нетренированных людей и спортсменов, тренирующих другие физические качества, в среднем составляет более 20%(см. табл). На первый взгляд неожиданно, что концентрация эритроцитов и гемоглобина в крови (показатель гематокрита) у представителей видов спорта, требующих проявления выносливости, в среднем такая же (или даже несколько ниже), как у неспортсменов или у спортсменов других видов спорта. Вместе с тем, поскольку у выносливых спортсменов ОЦК увеличен, у них выше и общее количество эритроцитов и гемоглобина в крови. Так, у нетренированных мужчин и у представителей скоростно-силовых видов спорта общее содержание в крови гемоглобина составляет 10-12 г/кг (у женщин - 8-9 г/кг), а у выносливых спортсменов - 13- 16 г/кг (у спортсменок - 12 г/кг). Увеличение объема плазмы у спортсменов, тренирующих выносливость, связано с повышением общего содержания белков в циркулирующей крови и отражает стимулируемый тренировкой усиленный синтез белков в печени (главным образом, альбуминов и глобулинов). Увеличение концентрации белков в плазме крови повышает ее коллоидно-осмотическое давление, что автоматически ведет к абсорбции дополнительного количества жидкости из внесосудистых (межклеточных, тканевых) пространств в кровь. В результате объем циркулирующей плазмы увеличивается, а концентрация белка в плазме крови поддерживается на нормальном уровне - около 7 г%.
Таблица
Объем циркулирующей крови и ее составных частей успортсменов, тренирующих выносливость, и нетренированных мужчин (Л. Рёккер, 1977).
Показатели | Спортсмены | Неспортсмены |
ОЦК (л) | 6,4 | 5,5 |
ОЦК (мл/кг веса тела) | 95,4 | 76,3 |
Объем циркулирующей плазмы (ОЦП), л | 3,6 | 3,1 |
ОЦП (мл/кг веса тела) | 55,2 | 43,0 |
Объем циркулирующих эритроцитов (ОЦЭ), л | 2,8 | 2,4 |
ОЦЭ (мл/кг веса тела) | 40,4 | 33,6 |
Гематокрит, % | 42,8 | 44,6 |
Информация о работе Проявление функциональных резервов в различных условиях внешней среды