Автореферат: Физиологические особенности функционального состояния организма человека при физической работе в условиях ограничения теплоотдачи

Таблица 2. Величины показателей функционального перенапряжения организма при непрерывной работе субмаксимальной мощности в условиях жаркого влажного микроклимата (М±m, р<0,05)

Как показали реоэнцефалографические исследования, оптимальные условия для поддержания баланса между притоком артериальной крови в головной мозг и оттоком венозной крови из региона создавались в комфортном микроклимате. Об этом свидетельствовали начальные (до работы) меньшие значения МСБН, ССМН, РСИ, ВО и большие значения РДИ, В/А, ДИ при режиме 1 относительно данных при режимах 2 и 3 (табл. 3). Как видно из таблицы, с повышением температуры и влажности воздуха от уровня комфортных этот баланс оказался сопряженным с одновременным увеличением скорости и объема пульсового кровенаполнения (возрастание МСБН, ССМН, РСИ) и венозного оттока (возрастание ВО) на фоне понижения тонуса мелких артерий, артериол и вен (снижение ДИ, В/А и РДИ).

Начало интенсивной мышечной работы (10 мин) в комфортном (режим 1) и теплом влажном (режим 2) микроклимате сопровождалось резким увеличением МСБН кровью мозговых артерий крупного калибра, после чего этот параметр до 50 мин продолжал расти и далее незначительно уменьшался в последние 10 мин нагрузки. В начальном периоде работы исходные значения РДИ, ДИ и В/А, быстро снижались и затем сохранялись на пониженном уровне до конца нагрузки. Для РСИ были характерны две фразы: «фаза подъема» - в течение 40 мин работы и «фаза стабилизации» - оставшиеся 20 мин. Резкий подъем величины ВО крови из региона отмечался на 10-й мин и в дальнейшем сменялся медленным ее нарастанием до момента прекращения работы.

Таблица 3.Величины реоэнцефалографических показателей до и в конце непрерывной работы субмаксимальной мощности при трех микроклиматических режимах (М±m)

Примечания: А - до работы, Б - в момент отказа от работы.

* - Достоверные различия по сравнению с режимом 1;

** - достоверные различия по сравнению с режимом 2.

Описанная динамика РЭГ показателей указывает на то, что при выполнении работы субмаксимальной мощности в микроклиматических условиях, исклю-чающих возможность перегрева человека (режим 1), или вызывающих его умеренный перегрев (режим 2), развивается процесс относительной стабилизации суммарного пульсового кровенаполнения головного мозга. При этом происходит увеличение скорости кровенаполнения крупных и средних мозговых артерий, падение тонуса мелких, резистивных церебральных артерий и артериол. В результате постепенное повышение систолического притока крови в головной мозг сменяется его стабилизацией на новом уровне за счет резкого подъема венозного оттока крови в начале работы и его дальнейшим замедленным нарастанием.

Другой характер динамики реоэнцефалографических показателей наблюдался при такой же работе в жарком влажном микроклимате (режим 3). В этих случаях отмечалось быстрое увеличение МСБН кровью крупных мозговых артерий, дости-гающее максимума к моменту отказа от продолжения работы (табл. 3). Практически на исходном уровне оставалась ССМН кровью средних мозговых артерий. В первые 20 мин нагрузки происходило резкое уменьшение исходных величин ДИ, РДИ и ВА с последующим их сохранением на низком уровне. Одновременно отмечался непрерывный рост величины РСИ и стремительный подъем ВО крови из церебрального бассейна с последующей его относительной стабилизацией.

Как свидетельствует динамика РЭГ показателей, при выполнении очень тяжелой работы во влажном жарком микроклимате, вызывающем значительный перегрев человека, стабилизации суммарного пульсового кровенаполнения головного мозга на новом уровне не возникает. На это указывает, прежде всего, тот факт, что непрерывный приток артериальной крови (увеличение РСИ) в мозг происходит при сохранении на относительно постоянном уровне венозного оттока крови из региона (стабилизация ВО), т.е. создаются условия для венозного застоя крови в церебральном бассейне.

Сравнительный анализ полученных данных позволяет заключить, что исходные значения, динамика и конечные величины анализируемых реоэнцефалографических показателей являются информативными критериями оценки состояния цереб-рального кровообращения у спортсменов до начала и в ходе работы субмакси-мальной мощности до отказа в комфортной, теплой и жаркой влажной среде.

Таким образом, непрерывная работа субмаксимальной мощности (75% от МПК) до отказа в микроклиматических условиях, не вызывающих затруднения теплообмена с окружающей средой сопровождается термостабилизацией организма при повышенном его теплосодержании, стабилизацией показателей газоэнер-гообмена (VE, VO2, VCO2, ЭТ), системной кардиогемодинамики (ЧСС, СО, МОК, АДс, АДд, СГД, ОПСС) на уровне, достигнутом в начальном периоде физической нагрузки (10-20 мин), и появлением к моменту отказа от продолжения работы признаков общего и местного утомления. В условиях, вызывающих выраженное затруднение теплообмена с окружающей средой происходит замедленный рост показателей теплового состояния организма (Тор, СВТ кожи, СТТ, Q) и развивается его умеренный перегрев, при котором возрастает напряжение в работе сердечно-сосудистой системы, нарушается состояние ЦНС, ухудшается самочувствие, снижается физическая работоспособность. В жарком влажном микроклимате развивается значительный перегрев, нарушается состояние ЦНС, ухудшается субъективный статус, резко снижается физическая работоспособность. В этих условиях динамика СГД и определяющих её показателей системной кардиоге-модинамики (ЧСС, СО, МОК, АДс, АДд, ОПСС), а также уровни этих показателей, совпадающие по времени с отказом от продолжения работы, являются диагностическими критериями для оценки перенапряжения в работе регуляторных механизмов организма. Исходные значения, динамика и конечные значения основных реоэнцефалографических показателей являются информативными критериями оценки состояния церебрального кровообращения у спортсменов до начала и в ходе работы субмаксимальной мощности до отказа в комфортной, теплой и жаркой влажной среде.

С помощью выделенных наиболее информативных критериев становится реальным оперативный медицинский контроль за текущим функциональным состоянием организма спортсменов, направленный на профилактику развития резких нарушений, и, прежде всего, со стороны кардиогемодинамики.

ВЫВОДЫ

1. В окружающей среде с температурой, относительной влажностью и подвижностью воздуха 18±1°С, 68±1% и 0,3±0,1 м/с (оптимальный микроклимат), 25±1°С, 75±1% и 0,3±0,1 м/с (теплый влажный микроклимат), 31±1°С, 85±% и 0,3±0,1 м/с (жаркий влажный микроклимат) предельная длительность динамической работы ступенчато повышающейся мощности (с 50 до 250 Вт) с учетом паузы отдыха (1 мин) между каждой 5-минутной ступенью нагрузки практически не изменяется.

2. Выполнение динамической работы ступенчато повышающейся мощности в различных микроклиматических режимах (оптимальный, теплый влажный, жаркий влажный) сопровождается стремительными и резкими сдвигами со стороны внеш-него дыхания и энергопродукции, системной кардиогемодинамики и церебрального кровообращения на фоне слабо или умеренно выраженных изменений теплового и субъективного состояния, со стороны нервной системы и физической работоспособности спортсменов.

3. Наиболее информативными критериями оценки особенностей функ-ционального состояния организма человека в условиях динамической работы ступенчато повышающейся мощности в различных микроклиматических режимах являются направленность динамики и достигнутые к моменту отказа от продол-жения работы абсолютные уровни 4-х комплексов показателей, отражающих газоэнергообмен (VE, VO2, VCO2, ЭТ), деятельность сердца (ЧСС, СО, МОК), центральную гемодинамику (СГД, АДс, АДд, ОПСС) и церебральное кровооб-ращение (МСБН, ССМН, РСИ, ДИ, В/А, РДИ, ВО).

4. Непрерывная работа субмаксимальной мощности (75% МПК) до отказа длительностью 60±3 мин в микроклиматических условиях, не вызывающих затруд-нения теплообмена с окружающей средой (Т=18±1°С, ц=68±1%, v=0,3±0,1 м/с), сопровождается термостабилизацией организма при повышенном его теплосо-держании, стабилизацией показателей газоэнергообмена (VE, VO2, VCO2, ЭТ), деятельности сердца (ЧСС, СО, МОК) и центральной гемодинамики (АДс, АДд, СГД, ОПСС) на уровне, достигнутом в начальном периоде физической нагрузки (10-20 мин), и появлением к моменту отказа от продолжения работы признаков общего и местного утомления.

5. В микроклиматических условиях, вызывающих выраженное затруднение теплообмена с окружающей средой (Т=25±1°С, ц=75±1%, v=0,3±0,1 м/с), происхо-дит замедленный рост показателей теплового состояния организма и развивается его умеренный перегрев, при котором возрастает напряжение в работе регуляторных механизмов сердечно-сосудистой системы, нарушается состояние ЦНС, ухудшается самочувствие и снижается физическая работоспособность.

6. При резко выраженном ограничении теплообмена в жарком влажном микроклимате (Т=31±1°С, ц=85±1%, v =0,3±0,1 м/с) предельная длительность работы субмаксимальной мощности сокращается, в результате чего развивается значительный перегрев, нарушается состояние ЦНС, ухудшается субъективный статус, резко снижается физическая работоспособность.

7. При выполнении работы субмаксимальной мощности до отказа в условиях, исключающих перегрев организма или вызывающих его умеренный перегрев, постепенное возрастание артериального притока крови в головной мозг сменяется стабилизацией на новом уровне за счет увеличения венозного оттока крови в начальном периоде и дальнейшим замедлением его нарастания к концу работы. В условиях резкого перегрева происходит непрерывный приток артериальной крови в мозг при сохранении на относительно постоянном уровне венозного оттока крови из региона, что ведет к венозному застою крови в церебральном бассейне.

8. Разработан диагностический комплекс для оперативного медицинского контроля за текущим функциональным состоянием организма спортсмена в процессе напряженной двигательной деятельности в условиях комфортного, теплого влажного, жаркого влажного микроклимата и рекомендации по его использованию.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1. При организации и проведении учебно-тренировочных занятий в летних видах спорта с длительными и напряженными физическими нагрузками или с большим их объемом и мощностью средством профилактики неблагоприятных сдвигов в организме спортсменов является ежедневный медицинский контроль с применением простых и надежных физиологических критериев оценки функ-ционального состояния человека в комфортных и нагревающих условиях окру-жающей среды.

2. Для установления переносимости организмом спортсмена физических нагрузок нарастающей мощности в условиях комфортного (Т=18±1°С, ц=68±1%, v=0,3±0,1 м/с), теплого влажного (Т=25±1°С, ц=75±1%, v=0,3±0,1 м/с и жаркого влажного (Т=31±1°С, ц=85±%, v=0,3±0,1 м/с) микроклимата рекомендуется ориентироваться на показатели кардиогемодинамики с величинами ЧСС, равными соответственно 171ч175, 177ч181 и 182ч186 уд/мин, АДс - 178ч181 мм рт. ст., АДд - 48ч52, 34ч38 и 23ч25 мм рт.ст., СГД - 91ч95, 84ч86 и 75ч77 мм рт.ст.

3. Уровни показателей теплового состояния организма (Тор - 37,4ч37,6°С) и кардиогемодинамики (ЧСС - 168ч172 уд/мин, АДс - 151ч155 мм рт. ст., АДд - 20ч26 мм рт.ст. и СГД - 64ч66 мм рт.ст.) рекомендуются в качестве критериев регламентации продолжительности тренировок с физическими нагрузками субмаксимальной мощности (75% МПК) в нагревающей среде с повышенной температурой (30ч32°С) и высокой относительной влажностью (84ч86%) воздуха.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Панина Н.Г., Макаров В.И. О показателях кардиогемодинамики спортсменов при мышечной работе субмаксимальной мощности в условиях ограниченной теплоотдачи // Медико-биологические аспекты физического воспитания: труды 10-й Республиканской научно-практической конференции. - Рязань. - 2006. - С. 187-189.

2. Бакулин В.С., Макаров В.И., Панина Н.Г. Использование компьютерных технологий для изучения церебральной гемодинамики спортсменов при действии физической и тепловой нагрузок // Научные и методические проблемы физического воспитания, спорта и ОФК: сборник трудов итоговой научно-методической конференции преподавателей и сотрудников ФГОУ ВПО «ВГАФК». - Волгоград. - 2007. - С. 61-64.

3. Панина Н.Г. Влияние физической нагрузки на функциональное состояние и работоспособность человека в условиях ограниченной теплоотдачи // Актуальные вопросы ФКиС: сборник трудов итоговой научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых. - Волгоград. - 2007. - С. 71-76.