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

Разработан коррекционный способ, направленный на оптимизацию функ-ционального состояния человека при эрготермическом воздействии с использованием фармакологических препаратов, позволяющих обеспечить в условиях развивающейся гипертермии термопротекторный, кардиопротекторный и актопротекторный эффекты.

Практическая значимость. Результаты исследования контрастных температурных воздействий на организм человека послужили обоснованием нового физиологического подхода к разработке и применению режима посещения сауны, обеспечивающего повышение эффективности восстановления функционального состояния организма спортсменов после напряженных тренировочных нагрузок в утренние, дневные и вечерние периоды суток.

Разработан диагностический комплекс критериев для оперативного врачебного контроля за текущим функциональным состоянием спортсменов в процессе напряженной двигательной деятельности в условиях нагревающей среды, а также за эффективностью управления учебно-тренировочным процессом в летних видах спорта.

По результатам исследования подготовлены методические рекомендации для фармакологической коррекции функционального состояния организма спортсменов и его работоспособности в условиях жаркого климата.

Полученные в исследовании результаты могут быть использованы при специальной профессиональной подготовке человека, в тренировочном процес-се спортивной практики, а также в учебном процессе в физкультурных и медицинских вузах на кафедрах физиологии, спортивной медицины и физического воспитания, а также при переподготовке специалистов в области физической культуры и спорта.

Внедрение результатов исследования. Работа выполнена в рамках Фе-деральной целевой программы «Медико-биологическое и медико-санитарное обеспечение спортсменов сборных команд Российской Федерации на 2011-2013 годы» ФМБА РФ. Результаты исследований внедрены в практику подготовки команды высшей лиги по гандболу АНО ГСК «Каустик», в учебно-тренировочный процесс СДЮШОР №1 по гимнастике города Волгограда. По результатам исследований подготовлены методические рекомендации по фармакологической коррекции функционального состояния и работоспособности спортсменов в условиях жаркого климата. Основные результаты исследований внедрены в лекционный и практический курсы на кафедрах физиологии, спортивной медицины, теории и методики футбола, теории и методики легкой атлетики, теории и методики плавания ФГБОУ ВПО «Волгоградская государственная академия физической культуры».

Апробация работы. Основные положения диссертации доложены на Международном конгрессе «Человек в мире спорта: новые идеи, технологии, перспективы» (Москва, 1998 г.); на итоговых научно-методических и научно-практических конференциях Волгоградской государственной академии физической культуры (1996 г., 2001-2009 гг.); на Всероссийской конференции «Потребность и мотивация интереса населения к занятиям физической культурой и спортом» (Набережные Челны, 2004 г.); на Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Здоровье и физическое воспитание детей и подростков» (Москва, 2006 г.); на Республиканской научно-практической конференции с международным участием «Социально-гигиенический мониторинг здоровья населения» (Рязань, 2007 г.); на Всероссийской научно-практической конференции «Актуальные вопросы врачебно-педагогического контроля в массовой физической культуре и спорте (Волгоград, 2009 г.).

Публикации. По материалам диссертации опубликованы: 1 монография, 41 печатная работа, отражающих основное содержание исследования, в том числе 13 статей в ведущих научных журналах, рецензируемых ВАК и 3 статьи в зарубежной печати.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа изложена на 310 страницах машинописного текста и состоит из введения, обзора литературы, главы с описанием организации и методов исследования, 6 глав с изложением результатов собственных исследований и их обсуждением, заключения, выводов, практических рекомендаций и списка использованной литературы. Работа иллюстрирована 48 таблицами и 27 рисунками. Библиографический указатель включает 260 источников, из которых 182 принадлежат отечественным и 78 зарубежным авторам.

Положения, выносимые на защиту.

1. Диагностическими критериями предельно переносимой гипертермии при воздействии на обнаженное тело человека экстремального термического фактора в диапазоне температур воздуха 70ч110°С и влажности 10ч4% являются направленность динамики и абсолютные значения показателей сердечной деятельности (ЧСС, СО, МОК), системной гемодинамики (АДс, АДд, СГД) и теплового состояния (ТR, СВТ кожи, СТТ, Q, ДQ) в момент отказа от продолжения тепловой экспозиции.

2. Экспериментально обоснованный режим применения в сауне дозированных контрастных тепло-холодовых процедур позволяет обеспечить существенное повышение эффективности «срочных» и «отставленных» восстановительных процессов после напряженной и утомительной мышечной работы в утреннее, дневное и особенно вечернее время суток.

3. Системный подход к выявлению особенностей функционального состояния организма человека на разных уровнях его системной организации (газоэнергообмена, теплового состояния, кардиогемодинамики, церебрального кровообращения, ЦНС, работоспособности, субъективного статуса) при предельных физических нагрузках в микроклимате с температурой воздуха 17ч32°С, влажностью 67ч86% и подвижностью 0,2ч0,4 м/с.

4. Комплекс информативных критериев оценки степени напряжения в работе регуляторных механизмов организма человека в процессе выполнения физической работы большой мощности до отказа в жарком, влажном микроклимате с повышенной температурой (30-32°С) и высокой влажностью (84-86%) воздуха.

5. Обоснование способа фармакологической защиты от гипертермии путем предварительного (до эрготермической нагрузки) приема препаратов из группы ноотропов (фенибут) и бета-адреноблокаторов (обзидан), комбинация которых обеспечивает термопротекторный, кардиопротекторный и актопротекторный эффекты при физической работе субмаксимальной мощности в условиях жаркой влажной среды.

ОРГАНИЗАЦИЯ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Для достижения поставленной в работе цели и решения сформулированных задач были определены три направления исследования: разработка способа оптимизации постнагрузочного восстановления на основе контрастных температурных воздействий в условиях сауны; изучение особенностей функционального состояния организма человека при действии предельных физических нагрузок в условиях ограничения теплоотдачи и разработка диагностических критериев для оценки степени гипертермии; фармакологическая коррекция функционального состояния человека при гипертермии.

Под наблюдением находилось 164 спортсмена мужского пола высокой квалификации (I разряд, КМС, МС) в возрасте от 19 до 24 лет, относящиеся к разной спортивной специализации (борьба, велогонки на шоссе, гребля, плавание, футбол, бег на короткие и средние дистанции).Всего было проведено 456 комплексных исследований.

В первом направлении исследований все участники регулярно посещали сауну и были адаптированы к условиям экспериментов до начала их проведения. При этом на первом этапе изучались ответные реакции организма на очень сильное тепловое воздействие с Т=70±4°С и =10±2 % (режим 1), 90±4°С и 6±2 % (режим 2), 110±4°С и 4±1% (режим 3), а также постгипертермические восстановительные реакции по общепринятым показателям термометрии, интенсивности потоотделения, кардиогемодинамики, внешнего дыхания и газообмена. Оценка состояния ЦНС осуществлялась с использованием тестов «время реакции» и «графическое отслеживание траектории». После выхода из жарких условий и приема охлаждающей гидропроцедуры (1,5-минутный душ с температурой воды 20ч24°С) обследуемые при Т=24±1°С и =60±5 % отдыхали 60 мин, на протяжении которых изучался процесс восстановления исходного функционального состояния организма. На втором этапе оценивалось влияние на организм спортсменов контрастных температурных воздействий после напряженной мышечной деятельности в утренние (9-11), дневные (14-16) и вечерние (18-20) часы суток. Исследования начинались в термокамере, где создавался микроклимат (Т=17±1°С, =60±5 %, v=0,4±0,1 м/с), рекомендуемый для тренировочных занятий в крытых спортивных сооружениях. В этих условиях обследуемые выполняли попеременно (по 15 мин) ногами (велоэргометр) и руками (подъем и опускание груза) мышечную работу большой мощности до «отказа». Через 15 мин отдыха они принимали жаровоздушную процедуру (90±2°С, =7±1 %), продолжительность которой определялась по результатам самооценки своего состояния. После 2-минутного охлаждения в душевой следовало 30-минутное пребывание в комнате отдыха, в течение которого оценивалось «срочное» постнагрузочное восстановление. Чтобы оценить «отставленное» восстановление на следующий день утром (9 ч) проводилось повторное обследование спортсменов. Группа контроля не предусматривала посещение сауны.

В этой серии комплекс методических приемов был направлен на оценку теплового состояния, внешнего дыхания и газоэнергообмена, а также нервной системы. При этом физическая работоспособность оценивалась по результатам статической мышечной выносливости и способности к точной координации движений. Субъективный статус обследуемых оценивался по результатам теста «САН».

На первом этапе второго направления изучались реакции организма на возрастающую по интенсивности физическую нагрузку в разных условиях теплоотдачи. Для этого в термокамере создавалось 3 микроклиматических режима с Т и соответственно 18±1°С, 68±1 % (режим 1), 25±1°С, 75±1 % (режим 2), 31±1°С, =85±1 % (режим 3) при одинаковой во всех случаях v=0,3±0,1 м/с. При этом обс-ледуемые выполняли ступенчато (по 5 мин) возрастающую (от 50 до 250 Вт) велоэргометрическую нагрузку до достижения МПК. В ходе исследований в течение последней минуты каждой ступени нагрузки анализировался газовый состав выдыхаемого воздуха, а также через каждые 5 минут работы регистрировалась температуру тела и кожи, измерялось АД, осуществлялась запись ЭКГ, ТТИРПГ и РЭГ. Сразу же после завершения работы проводились психофизиологические тесты: «ВПЗМР», «КЧССМ», «динамическая треморометрия», «статическая мышечная выносливость», «САН». На втором этапе в тех же микроклиматических режимах изучалось влияние интенсивной мышечной работы на функциональное состояние и работоспособность человека. При этом использовалась физическая нагрузка субмаксимальной мощности (75% от МПК).

Третье направление предусматривало исследование протекторной эффективности выбранных фармакологических средств, в ходе которого оценивалось влияние однократного приема каждого препарата, комбинацию двух из них и их комбинацию при курсовом приеме на развитие гипертермии и функциональное состояние спортсменов при тяжелой мышечной работе в условиях повышенной температуры и высокой влажности воздуха. Для этого за 30 мин до начала работы обследуемые принимали внутрь глюконат кальция в дозе 0,5 г (I серия - плацебо), бемитил - 0,5 г (II серия), пирацетам - 0,4 г (III серия), фенибут - 0,25 (IV серия), обзидан - 0,08 г (V серия), комбинацию фенибута - 0,25 г с обзиданом - 0,08 г (VI серия). Эта же комбинация препаратов и плацебо применялись в течение 5-дневного курса. Препараты давались с использованием метода двойного слепого контроля, выбор доз осуществляли с учетом имеющихся в литературе рекомендаций. После приема препаратов обследуемые в термокамере с Т=31±1°С, -=81±2 %, v=0.3±0,1 м/с выполняли велоэргометрическую нагрузку мощностью 75 % от МПК длительностью не менее 60 мин в непрерывном режиме. В процессе эрготермического воздействия осуществлялся непрерывный контроль за тепловым состоянием, кардиогемодинамикой, внешним дыханием, расходом энергии, физической работоспособностью и субъективным статусом спортсменов.

Работа выполнена при соблюдении основных биоэтических правил и требований с научным обоснованием планируемых исследований, анализом возможных рисков и дискомфортов, описанием исследования для неспециалистов и получением информированного согласия от участников исследования (Генин А.М., 2001).

Все полученные данные обработаны с помощью общепринятых методов вариационной статистики. Достоверность различий средних величин показателей оценивали по t-критерию Фишера-Стьюдента.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Физиологические критерии регламентации гипертермического воздействия сауны и обоснование интенсивности жаровоздушной процедуры

В условиях нагревающей среды с очень высокой температурой и низкой влажностью воздуха предельное время переносимости обследуемыми тепловой нагрузки определялось ее интенсивностью. Так, средние значения и доверительные уровни (M±mt при р=0,05) этого показателя составляли 30±1 мин (70°С), 21±0,6 мин (90°С) и 14±1 мин (110°С). Однако во всех случаях жаровоздушная процедура сопровождалась развитием в организме обследуемых однонаправленных терморегуляторных реакций. Уже в самом начале теплового воздействия наблюдалось резкое увеличение СВТ кожи, достигающей на 5-й мин 37,0±0,3°С (70°С), 38,0± 0,3°С (90°С) и 38,9±0,3°С (110°С) при исходной - 32,2-33,0°С (рис 1).

Рис.1. Динамика СВТ кожи, TR, СТТ и Q у обследуемых в сауне с разными нагревающими режимами: Т= 70°С, =10% (1); Т= 90°С, =6% (2); Т=110°С и =4%(3).

В дальнейшем СВТ кожи удерживалась на уровне 39,6-40,0° (90°С и 110°С) или медленно нарастала до 39,4±0,3° (70°С). TR в первые 5 мин либо не изменялась при 70° и 90°С, либо незначительно повышалась (на 0,2°С) в условиях 110°С.

Далее происходило непрерывное увеличение TR, прирост которой в конце экспозиции составлял 1,1±0,06° (70°С), 0,9±0,05° (90°С) и 0,8±0,06° (110°С). Аналогичные сдвиги отмечались и по показателям СТТ и Q.

Ускоренное развитие перегревания способствовало раннему перенапряжению сердечно-сосудистой системы (рис.2). Так, уже на 5 мин экспозиции АДс увеличивалось на 8±2 (70°С), 16±3 (90°С) и 24±4 (110°С) мм рт.ст. В дальнейшем оно продолжало нарастать, достигая к концу экспериментов 150-156 (70°С) и 158-170 мм рт.ст. (90 и 110°С). Достоверное уменьшение АДд регистрировалось, начиная с 5-й (110°С) или 10-й (70 и 90°С) мин. При этом наблюдалось непрерывное повышение АДп, уровень которого к концу экспозиции оказался выше исходного (42-46 мм рт.ст.) более чем вдвое. По значениям СГД после 10-минут-ной стабилизации на исходном уровне происходило его непрерывное снижение.