Автореферат: Физиологические аспекты оптимизации постнагрузочного восстановления и повышения эрготермической резистентности человека при напряженной двигательной деятельности

03.03.01 - Физиология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора медицинских наук

ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ОПТИМИЗАЦИИ ПОСТНАГРУЗОЧНОГО ВОССТАНОВЛЕНИЯ И ПОВЫШЕНИЯ ЭРГОТЕРМИЧЕСКОЙ РЕЗИСТЕНТНОСТИ ЧЕЛОВЕКА ПРИ НАПРЯЖЕННОЙ ДВИГАТЕЛЬНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ

Бакулин Владимир Сергеевич

Волгоград 2012

Работа выполнена на кафедре спортивной медицины ФГБОУ ВПО «Волгоградская государственная академия физической культуры»

Официальные оппоненты

академик РАМН,

доктор медицинских наук, профессор БАРАНОВ Виктор Михайлович

доктор медицинских наук, профессор РАДЫШ Иван Васильевич

доктор медицинских наук, профессор КРАЮШКИН Сергей Иванович

Ведущая организация ГОУ ВПО «Саратовский государственный медицинский университет»

Защита диссертации состоится на заседании диссертационного совета Д 208.008.06 в Волгоградском государственном медицинском университете по адресу: 400131, г. Волгоград, пл. Павших борцов, 1.

Учёный секретарь диссертационного совета, доктор социологических наук, кандидат медицинских наук, доцент Ковалева М.Д.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

постнагрузочный восстановление гипертермия фармакологический

Актуальность исследования. Изыскание эффективных путей оптимизации функционального состояния и сохранения работоспособности человека, подвергающегося вредному влиянию природных и антропогенных факторов среды обитания, принадлежит к числу важнейших проблем физиологии и профилактической медицины (Медведев В.И., 2003; Афанасьева Р.Ф., 2004; Агаджанян Н.А., 2006).

Особую актуальность эта проблема приобретает для спорта высших достижений, одной из специфических особенностей которого являются предельные для человека физические и нервно-психические нагрузки. Именно они вызывают высокий расход энергетических, пластических и регуляторных ресурсов организма (Платонов В.Н., 1986, 2004; Пшендин А.И., 2000; Солопов И.Н., Шамардин А.И., 2003; Wintez E.M., 2006). В результате замедляется скорость постнагрузочного восстановления и снижается его эффективность, что негативно отражается на общей и специальной работоспособности (Граевская Н.Д., 1998; Иорданская Ф.А., 1999; Платонов В.Н., 2004).

В этом аспекте усилия ученых прежде всего должны быть напpавлены на поиск новых сpедств и методов совеpшенствования адаптационных механизмов, а также обеспечивающих полноценное восстановление нарушенного гомеостаза и сниженной работоспособности у спортсменов после утомительных тренировочных и соревновательных нагрузок (Мирзоев О.М., 2000; Сентябрев Н.Н., 2004; Лиходеева В.А., 2011).

Среди разнообразных медико-биологических средств направленного восстановления у спортсменов различных специализаций наибольший интерес вызывает суховоздушная баня-сауна (Бирюков А.А., 1996; Перепекин В.А., 2003). В основе ее применения находится создание в организме кратковременной гипертермии и последующий выход из предельного теплового состояния с помощью водного или воздушного охлаждения (Краусс Н., 1977; Соболевский В.И., 1980; Судаков К.В., 1987; Мирзоев О.М., 2000).

Вместе с тем при воздействии очень высокой температуры сухого воздуха выраженность ответных реакций, охватывающих практически все органы и системы, определяется величиной тепловой нагрузки и может колебаться от функциональных изменений, не выходящих за границы физиологических колебаний, до явно патологических (Кафаров К.А., Бирюков А.А., 1996, 2000; Brenke R., 2006). Поэтому сауна, представляя собой чередование контрастных температурных воздействий, способна оказывать влияние не только стимулирующее и ускоряющее, но и угнетающее и замедляющее динамику восстановительных процессов, особенно на фоне уже нарушенного гомеостаза организма и его значительного утомления. Такое разнонаправленное последействие сауны остается мало изученным.

В доступной литературе также отсутствуют сведения о влиянии сауны на постнагрузочное восстановление спортсменов в различное время суток. Однако, исходя из положений биоритмологии о закономерном характере функциональной активности и систем на протяжении суток (Алякринский Б.С., 1985; Тристан В.Т., 2001; Оранский И.Е., 2002), можно ожидать различия в характере и степени выраженности восстановительных реакций при посещении сауны после спортивных нагрузок утром, днем или вечером.

В связи с изложенным становится очевидным, что несмотря на имеющиеся публикации, касающиеся оценки влияния сауны на организм здоровых людей и рекомендаций по организации ее применения в учебно-тренировочном процессе, существует потребность в продолжении исследований по ряду вопросов, решение которых связано с получением существенных теоретических и практических результатов. В частности, это касается необходимости разработки информативных критериев диагностики предельного и допустимого перегревания организма в жарких условиях сауны, отсутствие которых в настоящее время не позволяет определять и контролировать безопасную для здоровья спортсменов продолжительность тепловой экспозиции при разной ее интенсивности. Научно обоснованного уточнения требуют режимы пребывания в сауне, и в частности режимы, исключающие риск функционального перенапряжения и развития неблагоприятных сдвигов в организме спортсменов. Отсюда возникает необходимость установления величин жаровоздушной и водной охлаждающей процедур, а также определение критериев допустимой продолжительности их воздействия. Также открытым остается вопрос физиологической оценки эффективности постнагрузочного восстановления спортсменов в утреннее, дневное и вечернее время суток при контрастных температурных воздействиях сауны.

Не менее важным моментом для спорта высших достижений являются достаточно часто встречающиеся случаи проведения учебно-тренировочной и соревновательной деятельности в сложных экологических условиях окружающей среды (жаркий, холодный и горный климат). В частности, для летних видов спорта с продолжительными и напряженными физическими нагрузками или нагрузками большого объема и интенсивности характерно сочетание действия на организм спортсменов физической и термической нагрузок. При этом, нарушение теплового и водно-солевого обмена, ведущее к перегреванию, дегидратации и падению компенсаторных возможностей сердечно-сосудистой системы, становится доминирующим фактором, лимитирующим двигательную деятельность (Басакин В.И., 1994; Nadel E.R., 1990; Hughon R.L., 1992; Galloway S.D.R., 1992). Кроме того, «неконтролируемая гипертермия» нередко приводит к тепловым травмам у спортсменов, возникающим чаще всего при повышенной температуре (26-29°С) и высокой относительной влажности (80-85%) воздуха. Причем такие неблагоприятные условия достаточно часто имеют место как в процессе подготовки к соревнованиям, так и в ходе их проведения (Нечаев В.И., 1993; Платонов В.Н., 1994; Roberts W.O., 1982; O'Tole M.L., 1989; Wimore J.H., 1994). Отсюда становится очевидным, что совершенствование сис-темы оптимизации подготовки высококвалифицированных спортсменов в нагревающих условиях окружающей среды должно предусматривать необходимость обеспечения профилактики функциональных нарушений у спортсменов в условиях быстро развивающейся тепловой гипертермии (Платонов В.Н., 2004; Макаров В.И., 2009).

Кроме того, несмотря на имеющиеся в литературе публикации по адаптации человека к напряженной мышечной деятельности и термическим нагрузкам, в настоящее время практически отсутствуют сведения о простых и надежных методах оперативного контроля динамики функционального состояния организма спортсменов при угрозе перегревания и риска возникновения гипертермических травм. Именно по этой причине затрудняется целенаправленный поиск путей повышения эффективности управления тренировочным процессом в жарком климате.

Вместе с тем, одним из путей решения поставленной задачи может быть научно-методическое обоснование физиологических критериев оценки степени напряжения в работе регуляторных механизмов у человека, выполняющего неодинаковую по характеру, мощности и длительности мышечную работу в различных температурно-влажностных условиях среды, ведущих к ограничению теплоотдачи. Установление таких критериев позволит подойти к выбору физиологически приемлемых режимов тренировочных нагрузок, исключающих функциональные нарушения в организме спортсменов. Особую значимость эти критерии приобретают при оценке эффективности медико-биологических средств повышения терморезистентности у спортсменов летних видов спорта, и в первую очередь тех, которые предполагают длительную работу на выносливость.

До настоящего времени единственным способом ускоренной тепловой адаптации остается организация и проведение предварительных тренировок (за 7-14 дней до соревнований) в естественных или искусственных условиях окружающей среды с высокой температурой и умеренной влажностью воздуха (Коц Я.М., 1986; Разумовский Е.А., 1993; Платонов В.Н., 2004). При этом установлено лимитирующее действие перегревания на физическую работоспособность лиц, уже адаптированных к жаре (Fink W.J., 1975). Вместе с тем, именно у квалифицированных и хорошо адаптированных к жаркому климату спортсменов, способных к выполнению интенсивной работы на фоне тяжелого утомления и глубоких сдвигов во внутренней среде, регистрировались случаи гипертермических травм (Платонов В.Н.,1986, 1997; Hughson R.L., 1992). В свою очередь, этот факт ставит под сомнение высокую эффективность существующей практики предварительной тепловой тренировки спортсменов.

По свидетельству ряда авторов (Смирнов А.В., 1990, 1993; Довгуша В.В., 1995; Тюренков И.Н., 1997; Макаров В.И., 1998), эрготермическая резистентность лиц, чья профессиональная деятельность сопряжена с тепловыми нагрузками, существенно повышается в результате применения фармакологических препаратов с протекторными свойствами. Учитывая, что фармакологическая защита от гипертермии в периоды тренировок и соревнований в нагревающей среде остается мало изученной проблемой, очевидной становится необходимость разработки рекомендаций по фармакологической коррекции функционального состояния организма спортсменов при физических нагрузках большой мощности и продолжительности в жарком климате.

Таким образом, перспективность указанного направления очевидна, а его приведенные аспекты изучены недостаточно. Все изложенное явилось побудительным мотивом для проведения настоящих исследований.

Целью настоящей работы явилось физиологическое обоснование подхода к оптимизации постнагрузочного восстановления на основе контрастных температур среды, выявление особенностей действия предельных физических нагрузок при затрудненной теплоотдаче и фармакологическая защита от гипертермии в этих условиях.

В соответствии с поставленной целью предусматривалось решение сле-дующих задач:

1. Изучить особенности реакций организма человека на воздействие и последействие высоких температур сухого воздуха и обосновать выбор оптимальных характеристик жаровоздушной и охлаждающей водной процедур.

2. Оценить действие на функциональное состояние и работоспособность человека физических нагрузок большой мощности в утреннее, дневное и вечернее время суток.

3. Дать физиологическую характеристику постнагрузочных восстановительных процессов после приема контрастных процедур сауны утром, днем и вечером.

4. Провести сравнительное изучение воздействия на организм человека физической нагрузки максимальной и субмаксимальной мощности при термонейтральной, повышенной и высокой температуре воздуха с его малой подвижностью, а также умеренной и высокой влажностью.

5. Выявить наиболее информативные критерии оценки переносимости предельных физических нагрузок в условиях комфортного, теплого и жаркого микроклимата.

6. Осуществить отбор фармакологических препаратов, обладающих нормализующим функциональное состояние человека эффектом при эрготермических нагрузках.

7. Изучить влияние на развитие гипертермии и функциональное состояние человека фармакологических препаратов с протекторным действием при физической нагрузке субмаксимальной мощности в условиях жаркого влажного климата.

Научная новизна. Впервые проведена комплексная количественная оценка реакций организма на физические нагрузки максимальной и субмаксимальной мощности в разных температурно-влажностных условиях среды и определены характер, динамика и выраженность изменений показателей внешнего дыхания и энергообмена, теплового состояния, системной и церебральной гемодинамики, центральной нервной системы, работоспособности и субъективного статуса человека.

Впервые установлено, что при развитии крайних уровней гипертермии в чрезвычайно жарких условиях среды (Т=70ч110°С) среди критериев диагностики функционального перенапряжения человека особое значение приобретает динамика минутного объема крови (переход «фазы подъема» в «фазу снижения») на фоне уменьшения систолического объема крови, роста частоты сердечных сокращений и падения среднего гемодинамического давления. При этом выявлена зависимость скорости и полноты постгипертермических восстановительных реакций от мощности и продолжительности тепловой нагрузки.

На основании сравнительного изучения функционального состояния человека в утренние, дневные и вечерние периоды суток на последовательное действие физической нагрузки с высокими энерготратами, контрастных термопроцедур сауны и отдыха выявлена неодинаковая эффективность постнагру-зочного восстановления.

Дано физиологическое обоснование выбора наиболее информативных критериев для регламентации продолжительности физической работы большой мощности в нагревающей среде с умеренной и высокой влажностью.