Главная Реклама О Сайте Контакты

Связь между температурой поверхности тела и температурой в желудке

Категория: Зарядка | Автор: SaraHedgecock | Дата: 14.06.2015, 01:33 | Комментари: 3 |

Во время напряженной и продолжительной спортивной нагрузки (например, марафонского бега) теплопродукция в работающих мышцах в 15-20 раз превышает теплопродукцию основного обмена. Практически все образующееся в мышцах тепло передается в кровь и переносится с нею в ядро тела, повышая его температуру до 39-40° и даже более (рабочая гипертермия). Терморегуляция организма направлена в таких случаях на усиление теплоотдачи - передачу избытка тепла поверхности тела путем усиления кровообращения в сети кожных сосудов, откуда тепло отдается в окружающую среду (главным образом за счет испарения пота).

Повышенные температура и влажность окружающего воздуха серьезно затрудняют теплоотдачу, создавая риск перегревания тела. Чем выше внешняя температура, тем больше подъем температуры тела (рис. 58). В жаркий и влажный день температура тела у марафонца может достигать 41°. Усиленное испарение пота вызывает нарушение водного баланса тела - дегидратацию. Большую нагрузку испытывает сердечнососудистая система. Поэтому в таких условиях снижается спортивная работоспособность и возникает угроза перегрева организма - теплового удара.

Снижение спортивной работоспособности при повышенных температуре и влажности воздуха определяют три основных фактора: 1) перегревание тела, 2) быстрая дегидратация и 3) снижение кислородтранспортных возможностей сердечно-сосудистой системы.

Физические механизмы теплоотдачи в условиях повышения температуры и влажности воздуха

Значение разных путей отдачи телом тепла в окружающую среду неодинаково в условиях покоя и при мышечной деятельности и меняется в зависимости от физических факторов внешней среды.

В условиях покоя с повышением внешней температуры сверх комфортной (около 18°С) усиливается теплопроведение с конвекцией. Только когда температура воздуха превышает 30°, т. е. приближается к температуре кожи, начинает усиливаться теплоотдача путем испарения пота. В жаркий день потери тепла проведением с конвекцией минимальны, так как мала разность температур между окружающим воздухом и кожей. Когда внешняя температура превышает температуру поверхности тела (около 33°), направление теплообмена меняется на противоположное, и поверхностные ткани тела получают тепло из окружающей среды. Солнечная радиация создает дополнительные термические нагрузки на организм.

В условиях работы основным путем отдачи тепла является испарение пота с поверхности кожи. По мере повышения внешней температуры роль этого механизма нарастает. Скорость 'испарения пота определяется скоростью потообразования и некоторыми физическими характеристиками окружающей среды, среди которых наиболее существенна относительная влажность воздуха. Скорость испарения пота зависит от разности между влажностью кожи (Рк) и влажностью атмосферного воздуха (Ра) -Увеличение скорости потообразования вызывает повышение Рк и таким образом ускоряет испарение пота при данных внешних условиях. При высокой влажности воздуха градиент влажности между кожей и воздухом (Рк-Ра) уменьшается и испарение пота замедляется. Когда давление водяных паров в окружающем воздухе превышает 40 мм рт. ст., испарение пота с поверхности кожи равно нулю. Поэтому даже при очень высокой температуре воздуха, но при относительно небольшой его влажности спортсмен не испытывает таких трудностей, как при низкой температуре воздуха и высокой влажности. Около 5% теплоотдачи при субмаксимальных аэробных нагрузках происходит за счет испарения воды с воздухоносных путей. При повышении влажности окружающего воздуха этот механизм теплоотдачи также ослабевает.

Рис. 58. Изменение ректальной температуры у стайеров во время бега на уровне около 70%, МГЩ ври различных условиях внешней среды: 1 - 30,5° (отн. влажность 34%), 2 - 28°(отн. влажность 38%), 3- 15,6° (отн. влажность 32%)

Таким образом, повышенная температура окружающей среды уменьшает температурный градиент между воздухом и кожей, а также между кожей и ядром тела, создавая затруднения для теплоотдачи. Эти затруднения тем больше, чем ближе внешняя температура к температуре кожи. Аналогичным образом повышенная влажность окружающего воздуха создает барьер для потери тепла путем испарения. Одновременное повышение температуры и влажности воздуха может приводить к чрезмерному повышению температуры тела при напряженной и продолжительной спортивной деятельности.

Физиологические механизмы усиления теплоотдачи в условиях повышенных температуры и влажности воздуха

В условиях повышения температуры и влажности воздуха усиление теплоотдачи осуществляется двумя основными физиологическими механизмами: 1) усилением кожного кровотока, что увеличивает перенос тепла от ядра к поверхности тела и обеспечивает снабжение потовых желез водой, и 2) усилением потообразования.

Кожный кровоток и температура кожи

Кожный кровоток у взрослого человека при комфортных условиях внешней среды составляет в покое около 0,16 л/м /мин, во время работы - до 1 л/м2/мин, а при очень высокой внешней температуре может достигать 2,6 л/м2/мин. Это означает, что в очень жарких условиях до 20% сердечного выброса может направляться в кожную сосудистую сеть для предотвращения перегревания тела. В комфортных условиях при такой же работе эта доля сердечного выброса достигает лишь 5%. Мощность нагрузки практически не влияет на температуру кожи. Средняя температура кожи при работе на велоэргометре (в помещении) есть линейная функция внешней температуры (в пределах от 5 до 35°).

Температура кожи линейно связана с величиной кожного кровотока. Усиленный кровоток в коже повышает ее температуру, и если температура окружающей среды ниже, чем температура кожи, то повышаются потери тепла проведением с конвекцией и радиацией. Повышение, кожной температуры уменьшает также влияние внешней радиации на тело.

Движение воздуха усиливает отдачу тепла конвекцией и испарением. В результате средняя кожная температура снижается и, таким образом, увеличиваются температурные градиенты "ядро- кожа" и "кожа - окружающая среда", что еще более облегчает Условия для теплопотерь конвекцией и радиацией. При высокой температуре воздуха его дополнительное движение делает рабочую гипертермию умеренной. Благодаря усиленной конвекции воздуха при езде на велосипеде средняя температура кожи значительно ниже, а теплоотдача выше, чем при беге.

Рис. 59. Связь скорости потоотделения (г/ч) со средней кожной температурой: 1 - разная мощность рабочей нагрузки (от 90 до 235 Вт) при постоянной внешней температуре (20°); 2 -постоянная мощность рабочей нагрузка (150 Вт) при разной внешней температуре (от 5 до 30°); 3 - условия покоя при разной внешней температуре (от 25 до 4°);

Скорость потообразования и потоотделения зависит от целого ряда факторов. Главными из них являются скорость, энергопродукции и физические условия окружающей среды (температура и влажность воздуха). Если одна и та же физическая нагрузка выполняется при разных внешних температурах (не считая очень высоких и очень низких), внутренняя температура тела остается одинаковой, а скорость потоотделения возрастает как линейная функция средней температуры кожи (рис. 59). Наоборот, при постоянной внешней температуре средняя температура кожи постоянна, а скорость потоотделения линейно связана с внутренней температурой тела, которая, в свою очередь, есть функция мощности нагрузки. Следовательно, чем больше мощность выполняемой работы, тем выше скорость потоотделения при той же средней температуре кожи. Таким образом, скорость потоотделения зависит как от температуры ядра тела, так и от температуры его оболочки. Высокая влажность воздуха даже при относительно невысокой его температуре затрудняет испарение пота: усиливается потообразование без эффективного потоиспарения. В условиях покоя при температуре воздуха 43° секреция пота увеличивается более чем в 3 раза, если относительная влажность воздуха повышается с 30 до 84%. Во время нетяжелой работы повышение влажности воздуха с 30 до 57% почти удваивают скорость потообразования.

При интенсивной спортивной деятельности скорость потоотделения очень большая. Например, во время марафонского бега при небольшой относительной влажности воздуха скорость потоотделения у тренированного спортсмена достигает 20-25 мл/мин (1200-1500 мл/ч). При прочих равных условиях увеличение скорости движения воздуха ускоряет процесс потоиспарения (рис. 60). При повышенной влажности воздуха в безветренную погоду испарение пота замедляется, скорость потообразования падает, что приводит к дополнительному повышению температуры тела.

По мере пребывания в жарких условиях происходит постепенное снижение скорости ("утомление") потообразования. Это наблюдается даже в тех случаях, когда потери воды с потом полностью возмещаются выпитой водой. Снижение скорости потообразования более выражено в условиях повышенной влажности воздуха, чем при жарком сухом воздухе. Природа такого, "утомления" процесса потообразования пока не. выяснена. Если у человека после повторного пребывания в сауне (сухой жаркий воздух) происходит "утомление" потообразования, то мышечная работа еще способна вызвать у него достаточно интенсивное потоотделение. Высушивание кожи периодическим ее вытиранием или за счет увеличения скорости движения воздуха ускоряет в этих условиях процесс потоотделения.

Рис. 60. Связь между скоростью потоотделения и температурой тела (эзофагальной) при двух разных скоростях воздушного потока: 1 - 2,2 м/с; 2 - 0,1 м/с. Средняя кожная температура - около 34°

Следует отметить, что при одинаковых физических нагрузках и внешней температуре потоотделение у женщин меньше, чем у мужчин.

Водно-солевой баланс

Одним из самых тяжелых последствий усиленного потоотделения во время мышечной работы, выполняемой в условиях повышенных температуры и влажности воздуха, является нарушение водно-солевого баланса организма. Оно заключается в быстрой потере воды телом, т. е. в развитии острой дегидратации (обезвоживания), а также в изменении содержания в водных пространствах тела ряда электролитов (солей).

Дегидратация может быть вызвана разными причинами: пребыванием в условиях повышенной температуры внешней среды (термическая дегидратация), продолжительной и интенсивной мышечной работой (рабочая дегидратация) и комбинацией этих двух условий, т. е. интенсивной мышечной работой при повышенной температуре (терморабочая дегидратация). Разные формы дегидратации вызывают неодинаковые изменения в функциях разных тканей и систем организма.

При рабочей дегидратации особенно заметно снижение физической работоспособности. Значительная рабочая дегидратация развивается лишь при длительных (более 30 мин) и достаточно интенсивных упражнениях (субмаксимальной аэробной мощности), особенно если они выполняются в условиях повышенных температуры и влажности воздуха. При тяжелой, но кратковременной работе даже в условиях повышенных температуры и влажности воздуха . сколько-нибудь значительная дегидратация не успевает развиться.

Поддержание температуры тела в допустимых пределах для организма важнее, чем сохранение воды. При продолжительной тяжелой работе, сопровождающейся сильным потоотделением, может возникать большой дефицит воды в теле. Например, марафонцы могут терять во время соревнований в жарких условиях до 6 л воды с потом. Даже при некотором восполнении потерь воды приемом жидкостей на дистанции вес тела у марафонцев снижается в среднем на 5%, а в предельных случаях - на 8% с потерей 13-14% общего количества воды. Общие потери воды в результате мышечной работы можно легко оценить, сравнив вес тела до и после работы (с учетом выпитой в этот промежуток воды).

Человек, потерявший большое количество воды, неустойчив к жаре, его работоспособность снижается. Даже уменьшение веса тела на 1-2% из-за потери воды снижает физическую работоспособность, особенно у нетренированного человека. В условиях дегидратации организм хуже регулирует температуру тела, так что при одинаковой нагрузке температура тела у обезвоженных людей (потеря 3-4% веса тела) выше, чем у нормально гидратированных (рис. 61). Чем выше степень дегидратации, тем больше температура тела во время работы. При дегидратации с потерей 3% веса тела уменьшается активность потовых желез.

Одним из наиболее важных отрицательных последствий дегидратации является уменьшение объема плазмы крови. При рабочей дегидратации с потерей 4% веса тела объем плазмы уменьшается на 16-18%. Соответственно уменьшается объем циркулирующей крови, что приводит к снижению венозного возврата и как следствие - к падению систолического объема. Для компенсации последнего повышается ЧСС (см. рис. 61). Другим следствием уменьшения объема плазмы крови является гемоконцент рация с повышением показателя гематокрита и вязкости крови, что увеличивает нагрузку на сердце и может снижать его производительность.

Рис. 61. Влияние дегидратации на ЧСС и ректальную температуру во время 2-часовой работы на велоэргометре: 1 - при дегидратации; 2 -при нормальных условиях

Одним из тяжелых последствий большой потери воды телом является уменьшение объема межклеточной (тканевой) и внутриклеточной жидкостей. В клетках с пониженным содержанием воды и измененным равновесием электролитов нарушается нормальная жизнедеятельность. Это, в частности, относится к скелетным и сердечной мышцам, сократительная способность которых в условиях дегидратации может значительно снижаться.

Физиологические механизмы, контролирующие поддержание нормального водно-солевого баланса во всем теле и его водных пространствах, многообразны. Уменьшение содержания воды в плазме повышает в ней концентрацию электролитов и других веществ, что ведет к повышению осмотического давления плазмы. В процессе работы осмолярность плазмы крови непрерывно повышается также вследствие выхода в кровь низкомолекулярных метаболических продуктов и ионов калия из активных мышечных клеток. В результате часть жидкости перемещается из межклеточных (тканевых) пространств в сосуды, восполняя плазмопотери. Благодаря этому удается восстанавливать объем плазмы и поддерживать его на относительно постоянном уровне после периода снижения в начале работы. По мере развития термической дегидратации (в отличие от рабочей) объем плазмы непрерывно уменьшается.

При высокой внешней температуре в результате усиления кожного кровотока происходит интенсивная фильтрация жидкости из кожных капилляров во внесосудистые (тканевые) пространства кожи. Это ведет к интенсивному вымыванию белка, которого в этих пространствах относительно много, в лимфоток и оттуда в кровеносную систему. Переход белка в кровь увеличивает ее онкотическое давление, что вызывает усиление адсорбции воды в кровеносные капилляры из межклеточных (внесосудистых) водных пространств, помогая таким образом поддерживать объем циркулирующей плазмы (крови). Вымывание белка из кожных тканевых пространств в кровь автоматически компенсирует усиленную потерю Воды плазмой крови, вызванную интенсивным потоиспарением.

Во время выполнения мышечной работы уменьшается почечный кровоток, причем тем больше, чем выше интенсивность работы (рис. 62) и в некоторых пределах чем выше температура и влажность воздуха. Параллельно, хотя и в меньшей степени, падает скорость фильтрации воды в почечных клубочках, т. е. снижается скорость образования мочи. Уменьшение почечного кровотока и скорости мочеобразования при работе в жарких условиях усиливает задержку воды почками (антидиурез). Одним из механизмов такой задержки является повышенное выделение из гипофиза антидиуретического гормона (АДГ) в ответ на снижение объема плазмы (дегидратацию) и увеличение ее осмолярности.

Важным дополнительным источником потоотделения во время мышечной работы служит вода, связанная с гликогеном - "эндогенная" вода, которая освобождается при расщеплении гликогена. С каждым граммом гликогена связано 2,7 г воды. Таким образом, гликогенолиз является не только источником энергии для сокращающихся мышц, но и дополнительным источником воды для работающего организма.

Главную роль в восполнении потерь воды в результате усиленного потоотделения при продолжительной напряженной мышечной работе (особенно в жарких условиях) играет прием жидкостей - питье воды

Рис. 62. Уменьшение скорости почечного кровотока и скорости клубочковой фильтрации в почках с увеличением мощности кратковременной работы, выполняемой в положении лежа (мощность работы выражена через ЧСС) или водных растворов во время и после работы.

При потере воды с потом организм теряет и некоторые минеральные вещества (соли). По сравнению с другими жидкостями пот является сильно разбавленным водным раствором. Концентрация в нем ионов натрия и хлора составляет примерно 1/3 их концентрации в плазме и 1/5 в мышцах. Таким образом, пот - это гипотонический раствор по сравнению с плазмой крови. Ионная концентрация пота сильно варьирует у разных людей и очень зависит от скорости потоотделения и состояния тепловой акклиматизации.

С увеличением скорости потообразования концентрация ионов натрия и хлора в поте увеличивается, концентрация ионов кальция уменьшается, а ионов калия и магния не изменяется. Следовательно, при длительной напряженной работе (например, во время марафонского бега) спортсмен теряет с потом главным образом ионы натрия и хлора, т. е. те ионы, которые находятся в основном в жидкости внеклеточных пространств - плазме и тканевой жидкости. Это главные электролиты, которые больше других определяют осмотическое давление плазмы и тканевых жидкостей, а значит, объем внеклеточной жидкости в теле. Потери ионов калия и магния, связанных с внутриклеточным водным пространством, значительно меньше.

Следует, однако, иметь в виду, что с потом уходит относительно больше воды, чем электролитов (солей). Поэтому при общем снижении содержания электролитов их концентрация в жидкостях тела повышается. Следовательно, во время продолжительного сильного потоотделения потребность организма в замещении воды больше, чем в немедленном восстановлении электролитов.

Потери электролитов с мочой во время мышечной работы обычно очень незначительны, так как образование мочи в этот период уменьшено, а реабсорбция натрия в почечных канальцах усилена, что обеспечивает задержку экскреции ионов натрия с мочой. Важную роль в этом "процессе играет повышение активности ренина и концентрации альдостерона в плазме крови (рис. 63). Недостаточное кровоснабжение почек при работе в жарких условиях может усиливать эти механизмы задержки натрия в организме. Такая задержка способствует сохранению водного баланса организма, так как объем плазмы и остальной внеклеточной жидкости пропорционален содержанию в них ионов натрия.

Почечная вазоконстрикция и повышенная температура тела при работе в жарких условиях вызывают усиление проницаемости почечных клубочков, в результате чего в моче может появиться белок (рабочая протеинурия).

Система кровообращения

У человека, находящегося в состоянии покоя в условиях прямого нагревания тела при высокой температуре воздуха (например, в жаркий день на солнце), усиливается кожный кровоток, увеличивается сердечный выброс за счет повышения ЧСС. Систолический объем при этом практически не изменяется. Общее периферическое сосудистое сопротивление и артериальное (систолическое) давление снижаются. Так, пребывание в финской бане (сауне), где сухой жаркий воздух, вызывает увеличение сердечного выброса примерно на 70% и ЧСС более чем на 60%.

Рис. 63. Изменение концентрации альдостерона (1) и активности ренина (2) в плазме крови на протяжении 12 ч работы и последующих двух суток (по Д. Костиллу, 1977)

Избыточный сердечный выброс направляется в кожные сосуды для усиления теплоотдачи. Кроме того, кожный кровоток увеличивается за счет дополнительного перераспределения сердечного выброса - уменьшения кровотока через органы брюшной полости и (в меньшей степени) через мышцы. Чревный и почечный кровотоки уменьшаются прямо пропорционально повышению температуры кожи.

Во время работы аэробной мощности повышенная температура воздуха обычно не оказывает заметного влияния на общую скорость потребления О2 (рис. 64). Лишь при выполнении легкой работы в жарких условиях потребление О2 может быть несколько выше, чем в нейтральных условиях.

Повышенная температура воздуха существенно не влияет на показатели деятельности сердечно-сосудистой системы при выполнении кратковременной работы (продолжительностью до 4-6 мин). Во время максимальной аэробной работы (на уровне МПК) максимальный сердечный выброс, ЧСС и системная АВР-О2 одинаковы в жарких и нейтральных условиях. МПК, в жарких условиях также не уменьшается, но сильно укорачивается предельная продолжительность работы на уровне МПК.

Во время продолжительной работы в жарких условиях сердечнососудистая система должна обеспечить одновременно адекватное кровоснабжение работающих мышц для доставки им достаточного количества О2 (метаболический запрос) и усиленный кожный кровоток для повышенной теплоотдачи (терморегуляторный запрос). Эта задача еще более осложняется из-за уменьшения объема циркулирующей крови и повышения ее вязкости.

В жарких условиях ЧСС и сердечный выброс выше, чем при выполнении такой же работы в нейтральных условиях среды (см. рис. 64). Помимо температуры на ЧСС влияет также повышенная влажность воздуха. Увеличение ЧСС обнаруживается с самого начала работы в жарких условиях. Сердечный выброс увеличивается постепенно в процессе выполнения работы, а систолический объем прогрессивно уменьшается. Увеличение сердечного выброса обеспечивает дополнительный кровоток через кожные сосуды для усиления теплоотдачи.

С увеличением мощности выполняемой работы "тепловой" прирост сердечного выброса уменьшается. При субмаксимальных и околомаксимальных аэробных нагрузках сердечный выброс в жарких условиях среды примерно такой же, что и в нейтральных температурных условиях. Однако, при высокой температуре воздуха происходит заметное снижение систолического объема, которое компенсируется дополнительным повышением ЧСС. Поскольку сердечный выброс не может быть более увеличен, дальнейшее усиление кожного кровотока обеспечивается только за счет перераспределения сердечного выброса. В результате уменьшается кровоток через работающие мышцы, возникает дефицит в их снабжении О2, возрастает анаэробная доля в энергопродукции мышц. Поэтому при одних и тех же субмаксимальных и околомаксимальных аэробных нагрузках концентрация' лактата в крови в жарких условиях выше, чем в нейтральных (см. рис. 64).

Рис. 64. Сравнение реакции сердечнососудистой системы на работу разной мощности в жарких и нейтральных температурных условиях (Л. Роуэлл, 1974). Штриховая линия - жаркие условия (43,3°), сплошная -нейтральные условия (25,6°), Стрелки показывают направление изменения данного показателя под влиянием повышения температуры воздуха

Ухудшение кровоснабжения работающих мышц является одной из главных причин снижения работоспособности в жарких условиях. Из сказанного следует, что ухудшение мышечного кровотока является следствием двух основных причин: во-первых, увеличивается доля сердечного выброса, направляемая в кожные сосуды для усиленной теплоотдачи; во-вторых, по мере развития дегидратации уменьшается сердечный выброс в результате уменьшения систолического объема, вызванного падением венозного возврата из-за снижения общего и центрального объемов циркулирующей крови (см. рис. 64).

Максимально возможная объемная скорость кожного кровотока - 7-8 л/мин. Тем не менее во время работы даже при очень высокой температуре воздуха кожный кровоток вероятно не превышает 3-4 л/мин. Следовательно, даже в этих условиях кожные сосуды несколько сужены (состояние активного сосудистого тонуса). Постепенно по мере продолжения работы кожные сосуды расширяются из-за снижения сосудистого тонуса. В результате еще большее количество крови направляется в кожную сосудистую сеть, а кровоснабжение работающих мышц еще больше ухудшается.

С расширением кожных сосудов уменьшается общее периферическое сосудистое сопротивление. При неизменном сердечном выбросе это ведет к падению артериального давления, которое постепенно снижается, вплоть до уровня, вызывающего сосудистый коллапс (обморок). Особенно резко АД падает из-за снижения сердечного выброса. Это происходит, когда ЧСС достигает максимально возможного для данного человека уровня, а систолический объем продолжает уменьшаться.

Поскольку при работе в жарких условиях резко уменьшается чревный кровоток (см. рис. 64), создаются дополнительные затруднения для организма, связанные с недостаточным кровоснабжением органов брюшной полости, и прежде всего печени. Работа при высокой температуре воздуха вызывает и усиленное снижение почечного кровотока (см. рис. 62).

Тепловая адаптация (акклиматизация)

Непрерывное или повторное пребывание в условиях повышенных температуры и влажности воздуха вызывает постепенное приспособление к этим специфическим условиям внешней среды, в результате чего развивается устойчивость организма против теплового стресса. Человек переносит жару значительно легче; выполнение работы становится менее трудным - как объективно (уменьшаются физиологические сдвиги на тепловые воздействия), так и субъективно. Наступает состояние тепловой адаптации -акклиматизации.

Физиологические изменения и их механизмы при тепловой адаптации

Рис. 65. Средние данные скорости потоотделения, ректальной температуры, ЧСС во время стандартной работы у группы мужчин на протяжении 9 дней акклиматизации к жарким условиям. Отметка О соответствует данным, полученным до начала тепловой акклиматизации при работе на протяжении 100 мин в нейтральных условиях среды. Все последующие дни испытуемые выполняли ту же нагрузку (300 ккал/ч) в жарких; условиях (показания сухого термометра -48,9°, влажного -26,7°)

Тепловая адаптация обусловлена совокупностью специфических физиологических изменений (табл. 18). Главными из них являются усиление потоотделения, снижение температуры ядра и оболочки тела и уменьшение ЧСС при нагрузке по мере пребывания в условиях повышенной температуры (рис. 65).

Таблица 18. Адаптационные физиологические изменения в условиях повышенной температуры окружающей среды

Механизмы

Адаптационные изменения

Потоотделение

Более быстрое начало потоотделения (при работе), т. е. снижение температурного порога потоотделения

Повышение скорости потоотделения

Кровь и кровообращение

Более равномерное распределение пота по поверхности тела Снижение содержания солей в ноте Снижение ЧСС

Увеличение систолического объема

Усиление кожного кровотока

Увеличение объема циркулирующей крови

Снижение степени рабочей гемоконцентраций

Более быстрое перераспределение крови (в систему кожных сосудов)

Приближение кровотока к поверхности тела и более эффективное его распределение по поверхности тела

Уменьшение падения чревного и почечного кровотоков (во время работы)

Метаболизм

Снижение основного объема

Снижение кислородной стоимости стандартной (легкой) работы

Терморегуляция

Снижение температуры ядра и оболочки тела в покое и при мышечной работе

Рост устойчивости организма к повышенной температуре тела

Дыхание

Уменьшение одышки (частого И поверхностного дыхания)

Основные механизмы тепловой адаптации направлены на усиление отдачи тепла телом во внешнюю среду. По мере тепловой адаптации происходит усиление потообразования: увеличивается число функционирующих потовых желез, а также количество секретируемого пота при выполнении одной и той же физической нагрузки. Снижается температурный порог потоотделения - оно начинается при более низкой температуре кожи и ядра тела и усиливается быстрее с повышением температуры тела.

У адаптированного к жаре человека меньше пота стекает в виде капелек, не испаряясь, так как пот более равномерно распределяется по поверхности тела, чем у неадаптированного человека. В результате возрастает площадь поверхности тела для усиленной теплоотдачи потоиспарением.

Усиление потоиспарения ведет к снижению температуры кожи. Благодаря этому кровь, протекающая в кожных сосудах, охлаждается сильнее, и потому растет температурный градиент "ядро тела - кожа". Поэтому усиливается физический транспорт тепла (проведением) от глубоких частей тела к его поверхности. Запрос в дополнительном усилении кожного кровотока (циркуляторной конвекции) соответственно снижается.

Главным эффектом усиления адаптивных механизмов теплоотдачи является снижение температуры тела (см. рис. 65). При этом снижается как температура тела в условиях покоя, так и ее прирост в процессе мышечной работы.

В результате тепловой акклиматизации происходит снижение содержания солей в поте, т. е. пот становится более "разбавленным". С потом теряется относительно больше воды, чем солей, и потому концентрация электролитов в крови повышается. Следовательно, увеличивается осмолярность крови. Повышенная осмолярность вызывает сильное ощущение жажды, которое является механизмом, направленным на компенсацию потерь жидкостей организмом. У неадаптированного человека чувство жажды не во всех случаях достаточно, чтобы обеспечить потребность организма в воде. Адаптированный к жаре человек способен лучше поддерживать водный баланс.

В процессе тепловой адаптации проницаемость кожных капилляров снижается, что уменьшает выход молекул белка из этих сосудов. Содержание белка в тканевой жидкости кожи увеличивается. При тепловых воздействиях он интенсивно перемещается через лимфатическую сеть кожи в циркулирующую кровь. Все это вместе позволяет сохранять ее высокое онкотическое давление и достаточный объем. В целом в результате тепловой адаптации объем циркулирующей кр.ови (в покое) увеличивается, а показатель гематокрита и вязкость крови имеют тенденцию к некоторому снижению.

Тепловая адаптация сопровождается снижением нагрузки на сердечно-сосудистую систему. На протяжении адаптации к жаре постепенно уменьшается кожный кровоток при нагрузке, хотя даже у полностью адаптированного человека при работе в жарких условиях кожный кровоток больше, чем в нейтральных условиях. Вместе с тем растут возможности эффективного усиления кожного кровотока за счет более быстрого перемещения крови в систему кожных сосудов, приближения кровотока к поверхности (за счет раскрытия сети поверхностных сосудов) и более эффективного его распределения.

На протяжении тепловой адаптации уменьшается степень рабочей вазоконстрикции (сужения сосудов) в чревной и почечной областях, что улучшает кровоснабжение органов брюшной полости во время работы в жарких условиях.

Одним из наиболее заметных физиологических признаков тепловой адаптации служит снижение ЧСС в покое и при мышечной деятельности (см. рис. 65). Постепенно увеличивается систолический объем, так что на протяжении всего периода пребывания в жарких условиях сердечный выброс не изменяется. Рост систолического объема в процессе тепловой адаптации обусловлен увеличением венозного возврата (центрального объема крови), которое происходит благодаря повышению объема циркулирующей крови и ее более эффективного перераспределения, особенно за счет постепенного уменьшения кожного кровотока.

На протяжении периода тепловой адаптации повышается механическая эффективность выполнения физической работы в жарких условиях, на что указывает прогрессивное снижение потребления О2 при выполнении стандартной (легкой) работы.

В процессе тепловой адаптации снижается тоническая активность симпатической нервной системы, о чем говорит, в частности, прогрессивное уменьшение количества выделяющегося с мочой норадреналина. Важную роль в процессе тепловой акклиматизации играют эндокринные железы. Известно, например, что введение Д-альдостерона вызывает снижение температуры тела и увеличивает продолжительность работы в жарких условиях даже у адаптированных к этим условиям людей. Этот эффект не связан с величиной потоотделения.

Большинство изменений, связанных с тепловой акклиматизацией, происходит особенно быстро на протяжении первых 4-7 дней пребывания в жарких условиях (см. рис. 65).

Процесс тепловой акклиматизации практически полностью заканчивается к 12-14-му дню. Однако максимальное приспособление к повышенным температуре и влажности воздуха наблюдается лишь у постоянных жителей районов с этими условиями.

Тепловая адаптация развивается не только при непрерывном многодневном проживании в жарких условиях, но и при повторных кратковременных (в течение нескольких часов в день) пребываниях в них: в термокамере, в специальной одежде с подогревом или с повышенными теплоизолирующими свойствами. Степень тепловой адаптации невелика, если, находясь в жарких условиях, человек не выполняет физической нагрузки.

Эффекты тепловой адаптации весьма специфичны. Приспособление организма к условиям сухой жары необязательно гарантирует достаточную адаптацию к жарким и влажным условиям. Более того, адаптация к легкой работе (около 25% МПК) в жарких условиях не означает адаптации к выполнению умеренной (50% МПК) или тяжелой (75% МПК и более) работы в этих же условиях.

Эффект тепловой адаптации сохраняется на протяжении нескольких недель после пребывания в условиях повышенной температуры воздуха.

С возрастом переносимость повышенной температуры среды ухудшается. У пожилых и старых людей потоотделение начинается позднее - при более высокой температуре тела, чем у молодых. В ответ на тепловую нагрузку кожный кровоток увеличивается у пожилых людей; значительнее, но максимальные возможности такого усиления меньше, чем у молодых. После пребывания в условиях жары у пожилых и старых людей температура тела более медленно возвращается к норме.

Тепловая адаптация у спортсменов

Тренировочные и соревновательные нагрузки в видах спорта, требующих проявления выносливости, вызывают существенное повышение температуры ядра тела - до 40°, даже в нейтральных условиях среды. Это служит стимулом для развития приспособительных (адаптационных) реакций к большой "внутренней" Тепловой нагрузке. Такие реакции со стороны сердечно-сосудистой системы, потовых желез и других органов и систем во многом сходны с реакциями у людей, прошедших акклиматизацию к большим "внешним" тепловым нагрузкам (высоким температуре и влажности воздуха).

В результате систематических занятий у спортсменов, тренирующих выносливость, совершенствуется терморегуляция: снижается теплопродукция, улучшается способность к теплопотерям за счет повышенного потообразования. Так, для тренированных спортсменов характерна высокая чувствительность реакции потоотделения на тепловые раздражители, равномерное распределение потоотделения по поверхности тела. Соответственно у спортсменов во время работы при обычной или высокой температуре воздуха внутренняя и кожная температура ниже, чем у нетренированных людей, выполняющих такую же абсолютную нагрузку. Содержание солей в поте у спортсменов также ниже.

В процессе тренировки выносливости в нейтральных условиях увеличивается объем циркулирующей крови, совершенствуются реакции перераспределения кровотока с уменьшением его через кожную сеть, что снижает кожную температуру и повышает проведение тепла от ядра к поверхности тела.

Таким образом, у спортсменов в результате регулярных интенсивных тренировок выносливости даже в нейтральных температурных условиях совершенствуются определенные физиологические механизмы, характерные и для тепловой адаптации. Поэтому хорошо тренированные на выносливость спортсмены обычно лучше приспосабливаются к работе в жарких условиях, чем нетренированные, более быстро акклиматизируются, по крайней мере, для выполнения в жарких условиях работ небольшой мощности. Вместе с тем сама по себе даже высокая спортивная тренированность и тренировки любого характера в нейтральных условиях внешней среды не могут полностью заменить специфическую тепловую адаптацию, которая необходима спортсмену, если он должен выступать на соревновании в условиях повышенных температуры и влажности.

Тепловых адаптационных приспособлений, вызванных тренировкой в нейтральных (или холодных) условиях, недостаточно для эффективного выполнения интенсивной работы в жарких условиях. При подготовке к соревнованиям, которые будут проводиться в условиях повышенных температуры и влажности воздуха, спортсмен должен начать тренировки в таких же условиях за 7-12 дней до соревнований. Если нет возможности тренироваться в этих условиях, следует использовать костюмы ("потники"), которые препятствуют отдаче тепла и ограничивают испарение пота. Тренировка в "потнике" вызывает эффекты повышенной тепловой устойчивости, хотя и меньшие, чем тренировка в жарких условиях среды.

Питьевой режим

Как уже говорилось, высокая скорость потоотделения при напряженной работе в жарких условиях ведет к значительным потерям организмом воды (дегидратации), а также солей. В результате работоспособность и тепловая устойчивость (способность переносить жару) снижаются.

Потеря воды и восполнение во время соревнования

Еще бытует среди тренеров и спортсменов мнение о якобы расслабляющем действии воды, о "дополнительной" нагрузке на сердце "лишней" жидкости, считается, что надо пить меньше воды, чтобы уменьшить ее потери с потом. Вместе с тем физиологические исследования доказывают, что потери воды в результате напряженной длительной работы (особенно в жарких условиях) должны быть восполнены как можно быстрее и желательно в таких же размерах.

Рис. 66. Изменения ректальной температуры (А) и средней ЧСС (В) во время бега на тредбане до отказа на уровне 70% МПК, а также объема плазмы крови (Б) на протяжении 2-часовой работы на велоэргометре в жарких условиях: 1 - без потребления воды во время работы; 2 - с потреблением воды

Если спортсмены на дистанции не пьют достаточного количества жидкости, чтобы восполнить потери воды, у них развивается (в той или иной степени) дегидратация. Когда потребление воды равно потерям ее с потом (водный баланс), температура тела ниже, чем во время такой же работы с меньшим потреблением воды, а тем более без приема воды. Таким образом, прием жидкости во время соревнований в жарких условиях уменьшает угрозу перегревания тела (рис. 66, А).

Дробное питье воды (рис. 66, Б) в процессе работы на велоэргометре в жарких условиях задерживает потери плазмы крови и тем самым поддерживает нормальный объем циркулирующей крови. В результате предотвращаются уменьшение систолического объема и повышение ЧСС до такого уровня, как при работе без восполнения потерь воды (рис. 66, В). Прием жидкости во время работы ведет к увеличению ее предельной продолжительности (работоспособности). Жидкость в виде растворов углеводов позволяет не только восполнить потери воды, но и поддерживать нормальное содержание глюкозы в крови, что также очень важно для сохранения высокой работоспособности при нагрузках большой продолжительности.

Состав "замещающих" жидкостей, используемых для восполнения потерь воды во время мышечной работы, определяется рядом требований. Выпитая жидкость почти не всасывается в кровь из желудка. Абсорбция воды 'происходит почти исключительно в кишечнике. Следовательно, главное, что определяет скорость восполнения потерь воды, - это быстрота эвакуации жидкости из желудка в кишечник. На быстроту опорожнения желудка влияют объем, температура и осмолярность находящейся в нем жидкости (рис. 67). Сама по себе мышечная работа мало влияет на скорость опорожнения желудка.

Значительные объемы жидкости (500-600 мл) уходят из желудка быстрее, чем малые. Однако разовый прием большого количества жидкости на дистанции вызывает неприятные ощущения переполненного желудка и тяжёлого дыхания. Поэтому целесообразнее часто принимать жидкость в относительно небольших объемах, например по 150-250 мл, с интервалами между приемами 10-15 мин.

Рис. 67. Влияние концентрации глюкозы и осмолярности на скорость эвакуации 400 мл раствора жидкости из желудка: 1) 15%=902 мОсм/л; 2) 10%=732 мОсм/л; 3) 5%=337 мОсм/л; 4) 2,5%=209 мОсм/л

Холодная жидкость эвакуируется из желудка быстрее, чем теплая. Холодная вода (8-13°), снижая температуру в желудке на 7-18°, усиливает активность гладких мышц в стенке желудка, ускоряя переход жидкости в кишечник. Кроме того, нагревание холодной воды в желудке пусть в небольшой степени, но усиливает теплопотери тела (на нагревание этой воды). Поэтому литье охлажденной воды во время соревнования в жарких условиях более целесообразно, чем теплой.

Скорость моторики желудка и его опорожнения отчасти определяется осмолярностью содержимого (см. рис. 67). Вода легко покидает желудок. Еще быстрее уходит из желудка изотонический раствор поваренной соли (0,85%-ный раствор хлористого натрия).

Содержание в растворе даже малых количеств глюкозы (до 5%) вызывает заметное замедление опорожнения желудка. Добавление в питьевую жидкость солей (электролитов) повышает ее осмолярность. Оптимальной является гипотоническая жидкость с осмолярностью около 200 мОсм/л. Такие растворы содержат мало сахара (до 2,5%), быстро покидают желудок и потому способны легко всасываться в кровь из кишечника и обеспечивать восполнение потерь воды с большой скоростью. При определении общего количества принимаемой жидкости следует иметь, в виду, что в любом случае максимальная скорость всасывания воды не превышает 0,8 л/ч.

Таким образом, во время тяжелой продолжительной работы в жарких условиях, которая сопровождается обильным потоотделением, надо употреблять прохладные гипотонические растворы с содержанием сахара (углеводов) до 2,5%. 500 мл воды (без содержания в ней углеводов) следует выпить примерно за полчаса до старта для создания небольшого водного резерва. На дистанции каждые 10-15 мин необходимо выпивать 150200 мл гипотонического раствора.

Если соревнования проходят в нейтральных или холодных условиях (лыжные гонки), когда нет опасности перегрева и дегидратации, питьевой режим должен быть иным. Объем и частота приема жидкости могут быть существенно уменьшены, а содержание в ней углеводов увеличено (до 25%), В этом случае даже медленное перемещение раствора из желудка в кишечник будет обеспечивать кровь углеводами.

Немедленное восполнение потерь электролитов во время работы с обильным потоотделением не играет такой роли, как восполнение потерь воды, так как с потом организм теряет относительно больше воды, чем солей. Кроме того, у тренированных (и акклиматизированных к жаре) спортсменов содержание солей в поте снижено по сравнению с нетренированными. Поэтому потери солей на соревновании у спортсменов даже в жарких условиях относительно невелики. Более того, потоотделение вызывает повышение концентрации солей (прежде всего хлористого натрия) в крови и других жидкостях тела. В связи с этим прием дополнительного большого количества соли во время мышечной работы может быть даже вредным для организма. Обильное питье даже с очень небольшим содержанием солей во время соревнования достаточно восполняет их потери. Только при повторных нагрузках с обильным потоотделением (несколько дней подряд) показан прием дополнительного количества солей, но не во время мышечной работы.

Потери воды и солей в процессе тренировки в жарких условиях

Во время каждодневных тренировок, особенно в жарких условиях, спортсмен теряет с потом большое количество воды, с которой Уходят из тела и соли. Так, за день интенсивной тренировки в жаркую погоду марафонцы теряют до 9 л воды. Без восполнения этих потерь возможны серьезные нарушения водного и особенно солевого баланса и снижение работоспособности. Следовательно, в дни тренировок в жарких условиях спортсмен должен потреблять большое количество жидкости - как во время занятий, так и особенно до и после них, восполняя прежде всего потери воды (табл. 19). В жарких условиях, особенно у неакклиматизированного человека, субъективное ощущение жажды слабее, чем диктуется степенью дегидратации тела. Поэтому объем выпитой жидкости в первые дни тренировок должен быть больше определяемого чувством жажды. В качестве контроля за потребностями организма в воде может служить определение потерь воды путем взвешивания спортсмена до и после тренировок.

Таблица 19 Объемы суточных потерь воды и солей в результате потоотделения и их замещение у акклиматизированных и неакклиматизированных спортсменов

Вода

Соли

Потери, л

Возмещение, л

Потери, г

Возмещение, г/л выпитой воды

1

1

1,5

Обычный пищевой рацион

2

2

3,0

3

3

4,5

 

Неакклимат.:

Ак климат.:

4

4

6,0

0,9

0,5

5

5

7,5

1,8

1,4

6

6

9,0

2,7

2,3

Даже некоторое избыточное потребление жидкости не влияет отрицательно на работоспособность спортсменов, так как лишняя вода легко выводится почками. Вместе с тем необходимо иметь в виду, что избыточное потребление воды может вести к снижению осмолярности крови и других жидкостей тела, а оно, в свою очередь, к некоторым нежелательным явлениям, вплоть до развития судорог. Поэтому пить воду в промежутках между тренировками надо в небольших объемах, но достаточно часто.

Хотя в процессе работы включаются механизмы, направленные на задержку электролитов (натрия, хлора и калия) в теле, все же в результате ежедневных и длительных тренировок в жарких условиях возможны значительные потери солей. Если потери пота за сутки составляют в среднем 3 л, то восполнение потерь солей полностью обеспечивается обычным пищевым рационом (см. табл. 19). При этом некоторое дополнительное количество солей спортсмен получает с "компенсирующей" жидкостью (например, минеральной водой), которая может содержать лишь очень немного основных минеральных веществ (около 200 мг натрия и 200 мг калия на 1 л раствора) или вообще не содержать их. Только при более значительных суточных потерях пота возникает потребность в специальном приеме солей из расчета; 4 л пота - 3-4 г солей в сутки, 5 л пота - около 10 г солей, 6 л пота - около 15 г солей. При этом солевые таблетки должны применяться обязательно (!) с адекватным количеством "замещающей" жидкости (см. табл. 19).

После многодневной интенсивной тренировки в жарких условиях может наблюдаться дефицит ионов калия в теле. Возможные последствия такого дефицита - снижение работоспособности скелетных мышц и сердца, уменьшение продукции пота, увеличение потерь воды и натрия с мочой, а также нарушение ресинтеза гликогена в мышцах после физической нагрузки. Поэтому пищевой рацион во время интенсивных тренировок в жарких условиях должен содержать достаточное количество калия (до 80 мэкв в сутки). Вместе с тем прием содержащих калий препаратов, которые легко растворимы и быстро абсорбируются в желудке, опасен, так как может усиливать гиперкалемию, которая особенно токсична для сердца.

Спортивная деятельность в условиях пониженной температуры воздуха (холода)

При снижении температуры внешней среды увеличивается разность между нею и температурой поверхности тела. Это приводит к усилению потери тепла телом (за счет теплоотдачи проведением с конвекцией и радиацией). Основные механизмы защиты тела от теплопотерь в холодных условиях - сужение периферических (кожных) сосудов и усиление теплопродукции в теле.

Физиологические механизмы приспособления к холоду

В результате сужения кожных сосудов (кожной вазоконстрикции) уменьшается конвекционный (с кровью) перенос тепла от ядра тела к его поверхности. Так как сами по себе кожа и особенно подкожножировой слой плохо проводят тепло, вазоконстрикция может усиливать теплоизолирующую способность "оболочки" тела в 6 раз. Иначе говоря, в холодных условиях возрастает толщина теплоизолирующей температурной "оболочки" тела и соответственно уменьшается размер температурного ядра тела.

Уменьшение переноса тепла от ядра тела к поверхности предотвращает падение температуры ядра тела, но приводит к постепенному' снижению кожной температуры. Последнее, в свою очередь, ведет к уменьшению разницы температур между поверхностью тела и окружающей средой, что уменьшает отдачу тепла телом.

Наиболее значительная кожная вазоконстрикция происходит в конечностях, особенно в пальцах рук и ног. Так, кровоток через пальцы рук может уменьшаться в 100 и более раз (со 120 до 0,2 мл/мин/100 г ткани). Поэтому температура тканей дистальных отделов конечностей может снижаться до температуры окружающей среды. Этим объясняется тот факт, что прежде всего пальцы рук и ног, а также ушные раковины являются частями тела, наиболее . уязвимыми для отморожения. Кровеносные сосуды головы значительно меньше подвержены сужению" на холоде. Поэтому большое количество тепла (до 25% общей теплопродукции покоя) радиирует в окружающую среду от непокрытой головы.

Помимо кожной вазоконстрикции важную роль в уменьшении внутренней проводимости тепла в теле, а следовательно, в сохранении тепла играет то обстоятельство, что в холодных условиях кровь течет в основном по глубоким, а не поверхностным венам. Поскольку глубокие вены лежат рядом с артериями, между ними происходит теплообмен: возвращающаяся к ядру тела венозная кровь нагревается за счет артериальной крови. Таким образом предотвращается охлаждение ядра тела. Наоборот, текущая от сердца артериальная кровь, попадая в артерии конечностей, постепенно охлаждается и, достигая дистальных кожных участков, уже имеет более низкую температуру. Например, при внешней температуре 9° кровь в сосудах кистей рук может снижаться до 21°, что уменьшает теплопотери в окружающую среду.

Другим важным механизмом адаптации к условиям холода является усиление теплопродукции за счет возникновения холодовой дрожи, т. е. непроизвольных мышечных сокращений. В условиях покоя у обнаженного человека при снижении внешней температуры с комфортного уровня (29°) до 22° не происходит роста метаболизма, а тепло тела консервируется за счет усиления кожной вазоконстрикции. Когда внешняя температура становится ниже 22°, усиливается метаболизм за счет холодовой дрожи.

При возникновении холодовой дрожи в нее постепенно вовлекаются все новые и новые мышечные группы - начиная с мышц шеи, живота, грудных мышц и кончая мышцами конечностей. Характер и степень холодовой дрожи неодинаковы у разных людей. Холодовая дрожь носит перемежающий характер - она то появляется, то исчезает вне связи с изменениями температуры ядра и поверхности тела. Только при крайне низкой температуре у обнаженного человека дрожь длится непрерывно. Чем интенсивнее холодовая дрожь, тем выше мышечная теплопродукция. С понижением внешней температуры, а также пропорционально скорости движения воздуха (ветра) вклад холодовой дрожи в защиту тела от теплопотерь повышается.

У пожилых и старых людей холодовая дрожь выражена слабее, чем у молодых, теплопродукция ,в холодных условиях повышается мало и температура тела снижается больше. Вообще пожилые люди мало или вовсе нечувствительны к локальным Холодовым воздействиям.

Теплопродукция может повышаться и за счет усиления метаболических процессов, не связанных с холодовой дрожью (неметаболический термогенез).

В холодных условиях потребление О2 в покое повышается. Величина этого повышения зависит от окружающей температуры, относительного содержания жира (толщины подкожножирового слоя), характера одежды, а также от длительности пребывания на холоде. Скорость потребления О2 повышается параллельно с увеличением сердечного выброса (без заметного изменения системной АВР-О2). Так, при температуре воздуха 5° скорость потребления О2 и сердечный выброс у обнаженного человека увеличиваются вдвое. Однако при холодовой экспозиции ЧСС остается неизменной, следовательно, сердечный выброс возрастает только за счет увеличения систолического объема.

В этом отношении реакция сердца на холод отличается ог таковой в условиях мышечной деятельности. В последнем случае увеличение сердечного выброса обеспечивается главным образом за счет повышения ЧСС, вплоть до скорости потребления О2 1 л/мин. В холодных условиях усиливается выброс катехоламинов в кровь, что и вызывает, вероятно, повышение систолического объема. Однако в этих условиях заметно уменьшается объем циркулирующей плазмы, что может вести к некоторому снижению систолического объема. Сужение кожных кровеносных сосудов (повышение сосудистого периферического сопротивления) и увеличение сердечного выброса вызывают повышение АД. В результате усиливается активность сосудистых барорецепторов, а это ведет к таким рефлекторным влияниям на сердце, что ЧСС остается неизменной, несмотря на усиление потребления О2.

Физическая работоспособность в холодных условиях

Во время мышечной работы в холодных условиях теплоизоляция тела существенно снижается и усиливаются потери тепла (проведением с конвекцией). Это означает, что для поддержания теплового баланса необходимо большее теплообразование, чем в условиях покоя. По мере снижения внешней температуры, т. е. увеличения температурного градиента между телом и окружающей средой, теплопродукция во время мышечной работы должна возрастать, Если мышечная деятельность недостаточно интенсивна, чтобы обеспечить дополнительное теплообразование, температура тела падает ниже нормальной (гипотермия).

При нагрузках небольшой мощности (с потреблением О2 до 1,2-1,4 л/мин) скорость потребления О2 в условиях пониженной температуры воздуха выше, чем в комфортных температурных условиях. При более высоких нагрузках (потребление О2 выше 1,4 л/мин) скорость потребления О2 не зависит от внешней температуры. При одинаковой скорости потребления О2 работа в холодных условиях вызывает некоторое понижение ЧСС и повышение систолического объема по сравнению с такой же работой в термонейтральных условиях.

Повышенные энергетические расходы (более высокая скорость потребления О2) при работе относительно небольшой мощности в холодных условиях связаны с холодовой дрожью, которая исчезает с увеличением нагрузок до значительных. При легких нагрузках ректальная температура снижается, а при тяжелых остается практически на таком же уровне, что и в комфортных условиях. Таким образом, начиная & некоторой мощности физической нагрузки (скорость потребления О2 около 2 л/мин), когда достигается критический уровень теплопродукции, который соответствует теплопотерям, исчезает холодовая дрожь и стабилизируется регуляция рабочей температуры тела.

При нормальной или повышенной (в результате мышечной деятельности) температуре тела МПК и максимальная ЧСС остаются практически неизменными в холодных условиях, однако легочная вентиляция несколько усиливается, а предельное время бега на уровне МПК снижается. Гипотермия, ведет к снижению МПК: при температуре ядра тела ниже 37,5° оно уменьшается на 5-6% с каждым градусом падения температуры тела. В основе такого снижения МЙК лежит уменьшение сердечного выброса из-за падения максимальной ЧСС. В условиях гипотермии выносливость человека снижается: уменьшается предельное время выполнения работы постоянной аэробной мощности, хотя субъективная оценка тяжести нагрузки не зависит от температуры тела.

Максимальная динамическая сила в известных пределах прямо связана с мышечной температурой. Поэтому в упражнениях, требующих проявления большой динамической силы (спринт, прыжки), результаты снижаются в холодных условиях среды, вызывающих падение мышечной температуры.

Тренировочные занятия и соревнования в ряде видов спорта (конькобежном, лыжном и др.) часто проходят в холодную погоду. Однако за исключением сильных морозов и ветра холодные условия не представляют обычно серьезной проблемы для регуляции температуры тела и работоспособности спортсмена, прежде всего благодаря интенсивной мышечной деятельности, при которой в теле спортсмена образуется очень большое количество метаболического тепла. За счет этого тепла возможно значительное нагревание тела и поддержание его повышенной рабочей температуры даже в холодных условиях. Так, если непроизвольная холодовая дрожь может увеличить основной обмен максимально в 2-5 раз, то напряженная мышечная деятельность - в 20-30 раз. Отдача тепла в" атмосферу в холодных условиях легко происходит за счет проведения с конвекцией и радиации, а при потоотделении - за счет испарения пота. Более того, в условиях пониженной (но не морозной) температуры окружающей среды облегченные условия для теплоотдачи создают предпосылки для большей работоспособности в упражнениях на выносливость, чем при работе в жарких условиях. Например, у спортсмена после марафонского бега, проходившего при температуре воздуха около 12°, ректальная температура была даже ниже, чем до бега (соответственно 37 и 37,3°).

Определенные проблемы возникают лишь в начале пребывания на холоде или когда в этих условиях выполняется повторная работа с чередованием периодов высокой мышечной активности и отдыха. В этих случаях важное значение имеет спортивная одежда, предотвращающая охлаждение тела из-за быстрых теплопотерь. Лишь в исключительно холодных условиях количество теряемого тепла может превышать продуцируемое при мышечной деятельности с развитием состояния гипотермии.

Акклиматизация к холоду

Длительное проживание в холодных условиях в некоторой степени повышает способность человека противостоять, холоду, т. е. поддерживать необходимую температуру ядра тела при пониженной температуре среды (холодовая акклиматизация). В основе холодовой акклиматизации лежат два основных механизма: 1) снижение потерь тепла и 2) усиление основного объема.

У акклиматизированных к холоду людей уменьшается кожная вазоконстрикция, так что у них температура конечностей более высокая, чем у неакклиматизированных. Этот механизм играет защитную роль: предотвращает холодовые повреждения (отморожения) периферических частей тела и позволяет осуществлять координированные движения конечностями в условиях низких температур. У людей, систематически погружающих конечности в холодную воду (локальная холодовая акклиматизация), во время такой .экспозиции не столь значительно уменьшается локальное кровообращение. Это явление также следует рассматривать как защитное приспособление. У акклиматизированных таким образом людей конечности охлаждаются меньше.

В процессе холодовой акклиматизации растет теплопродукция тела: увеличивается основной обмен, повышается мышечный тонус, усиливается холодовая дрожь; происходят эндокринные и внутриклеточные метаболические перестройки. Вместе с тем многие исследователи не обнаружили акклиматизации человека к холоду, в особенности в отношении мышечной деятельности в холодных условиях.

Однако физически подготовленные (тренированные) люди лучше переносят холодные условия, чем нетренированные. Физическая тренировка вызывает эффекты, сходные в некоторых отношениях с холодовой акклиматизацией: тренированные люди отвечают на холодовую экспозицию большим усилением теплопродукции и меньшим снижением кожной температуры, чем нетренированные люди.

Источник: http://bmsi.ru/doc/34a98cc6-a581-4a9a-9d03-548a9cc...

Добавить комментарий!

Имя:
E-Mail:
Код:
Кардиология 6 минутный тест ходьбы
Введите код: