Питний режим

Як вже говорилося, висока швидкість потовиділення при напруженій роботі в спекотних умовах веде до значних втрат організмом води (дегідратації), а також солей. У результаті працездатність і теплова стійкість (здатність переносити спеку) знижуються.

Втрата води і їх заповнення під час змагання. Якщо спортсмени на дистанції не п'ють достатньої кількості рідини, щоб заповнити втрати води, у них розвивається (в тій чи іншій мірі) дегідратація. Коли споживання води відповідає втратам її з потом (водний баланс), температура тіла нижча, ніж під час такої ж роботи з меншим споживанням води, а тим більше без прийому води. Таким чином, прийом рідини під час змагань в спекотних умовах зменшує загрозу перегрівання тіла

Склад "заміщуючих" рідин, які використовуються для заповнення втрат води під час м'язової роботи, визначається рядом вимог. Випита рідина майже не всмоктується в кров зі шлунка. Абсорбція води відбувається майже виключно в кишечнику. Отже, головне, що визначає швидкість заповнення втрат води, - це швидкість евакуації рідини з шлунку в кишечник. На швидкість спорожнення шлунка впливають обсяг, температура і осмолярність розташованої в ній рідини. Сама по собі м'язова робота мало впливає на швидкість спорожнення шлунка.

Значні обсяги рідини (500-600 мл) йдуть з шлунку швидше, ніж малі. Однак разовий прийом великої кількості рідини на дистанції викликає неприємні відчуття переповненого шлунка і важкого дихання. Тому доцільніше часто приймати рідину у відносно невеликих обсягах, наприклад по 150-250 мл, з інтервалами між прийомами 10-15 хв.

Холодна рідина евакуюється зі шлунка швидше, ніж тепла. Холодна вода (8-13 °), знижуючи температуру в шлунку на 7-18 °, посилює активність гладких м'язів у стінці шлунка, прискорюючи перехід рідини в кишечник. Крім того, нагрівання холодної води в шлунку нехай у невеликій мірі, але підсилює тепловтрати тіла (на нагрівання цієї води). Тому пиття охолодженої води під час змагання в спекотних умовах більш доцільне, ніж теплої.

Швидкість моторики шлунка та його спорожнення частково визначається осмолярністю вмісту. Вода легко покидає шлунок. Ще швидше йде з шлунка ізотонічний розчин кухонної солі (0,85%-ний розчин хлористого натрію). Вміст у розчині навіть малих кількостей глюкози (до 5%) викликає помітне уповільнення спорожнення шлунка. Додавання в питну рідину солей (електролітів) підвищує її осмолярність. Оптимальною є гіпотонічна рідина з осмолярністю близько 200 мОсм / л. Такі розчини містять мало цукру (до 2,5%), швидко залишають шлунок і тому здатні легко всмоктуватися в кров з кишечника і забезпечувати заповнення втрат води з великою швидкістю. При визначенні загальної кількості прийнятої рідини слід мати на увазі, що в будь-якому випадку максимальна швидкість всмоктування води не перевищує 0,8 л / год.

Таким чином, під час важкої тривалої роботи в спекотних умовах, яка супроводжується значним потовиділенням, треба вживати прохолодні гіпотонічні розчини з вмістом цукру (вуглеводів) до 2,5%. 500 мл води (без вмісту у ній вуглеводів) слід випити приблизно за півгодини до старту для створення невеликого водяного резерву. На дистанції кожні 10-15 хв необхідно випивати 150-200 мл гіпотонічного розчину.

Якщо змагання проходять в нейтральних або холодних умовах (лижні гонки), коли немає небезпеки перегріву та дегідратації, питний режим повинен бути іншим. Обсяг і частота прийому рідини можуть бути істотно зменшені, а вміст у ній вуглеводів збільшено (до 25%), В цьому випадку навіть повільне переміщення розчину з шлунку в кишечник буде забезпечувати кров вуглеводами.

Негайне поповнення втрат електролітів під час роботи з значним потовиділенням не відіграє такої ролі, як поповнення втрат води, тому що з потом організм втрачає відносно більше води, ніж солей. У зв'язку з цим прийом додаткової великої кількості солі під час м'язової роботи може бути навіть шкідливим для організму. Активне пиття рідини навіть з дуже невеликим вмістом солей під час змагання достатньо поповнює їх втрати. Тільки при повторних навантаженнях з значним потовиділенням (декілька днів поспіль) рекомендований прийом додаткової кількості солей, але не під час м'язової роботи.

Втрати води і солей в процесі тренування в спекотних умовах. Під час щоденних тренувань, особливо в спекотних умовах, спортсмен втрачає з потом велику кількість води, з якої йдуть з тіла і солі. Так, за день інтенсивного тренування в жарку погоду марафонці втрачають до 9 л води. Без заповнення цих втрат можливі серйозні порушення водного і особливо сольового балансу і зниження працездатності. Отже, в дні тренувань в спекотних умовах спортсмен повинен споживати велику кількість рідини - як під час занять, так і особливо до і після них, заповнюючи насамперед втрати води (табл. 2). У жарких умовах, особливо у неаккліматизованої людини, суб'єктивне відчуття спраги слабкіше, ніж диктується ступенем дегідратації тіла. Тому об'єм випитої рідини в перші дні тренувань повинен бути більше обумовленого почуттям спраги. В якості контролю за потребами організму у воді може служити визначення втрат води шляхом зважування спортсмена до і після тренувань.

Таблиця 2 Обсяги добових втрат води і солей в результаті

потовиділення і їх заміщення у акліматизованих

і неакліматизованих спортсменів

Вода	Солі
Втрати, л	Відновлення, л	Втрати, г	Відновлення, г/л випитої води
1 2 3	1 2 3	1,5 3,0 4,5	Звичайний харчовий раціон
4 5 6	4 5 6	6,0 7,5 9,0	Неакклімат.: 0,9 1,8 2,7	Акклімат.: 0,5 1,4 2,3

Навіть деяке надмірне споживання рідини не впливає негативно на працездатність спортсменів, так як зайва вода легко виводиться нирками. Разом з тим необхідно мати на увазі, що надмірне споживання води може вести до зниження осмотичності крові та інших рідин тіла, а воно, у свою чергу, до деяких небажаних явищ, аж до розвитку судом. Тому пити воду в проміжках між тренуваннями треба в невеликих обсягах, але досить часто.

Хоча в процесі роботи включаються механізми, спрямовані на затримку електролітів (натрію, хлору і калію) в тілі, все ж в результаті щоденних і тривалих тренувань в спекотних умовах можливі значні втрати солей. Якщо втрати поту за добу становлять в середньому 3 л, то поповнення втрат солей повністю забезпечується звичайним харчовим раціоном (див. табл. 2). При цьому деяку додаткову кількість солей спортсмен отримує з "компенсуючою" рідиною (наприклад, мінеральною водою), яка може містити лише дуже небагато основних мінеральних речовин (близько 200 мг натрію та 200 мг калію на 1 л розчину) або взагалі не містити їх. Тільки при більш значних добових втратах поту виникає потреба у спеціальному прийомі солей з розрахунку; 4 л поту - 3-4 г солей на добу, 5 л поту - близько 10 м солей, 6 л поту - близько 15 г солей. При цьому сольові пігулки повинні застосовуватись обов'язково (!) з адекватною кількістю "заміщаючої" рідини (див. табл. 2).

Після багатоденного інтенсивного тренування в жарких умовах може спостерігатися дефіцит іонів калію в тілі. Можливі наслідки такого дефіциту - зниження працездатності м'язів та серця, зменшення продукції поту, збільшення втрат води і натрію з сечею, а також порушення ресинтезу глікогену в м'язах після фізичного навантаження. Тому харчовий раціон під час інтенсивних тренувань в жарких умовах повинен містити достатню кількість калію (до 80 мекв в добу). Разом з тим прийом препаратів, що містять калій, та які легко розчиняються і швидко абсорбуються в шлунку, небезпечний, оскільки це може посилювати гіперкалемію, яка особливо токсична для серця.

5. Спортивна діяльність в умовах зниженої температури повітря (холоду)

При зниженні температури зовнішнього середовища збільшується різниця між нею і температурою поверхні тіла. Це призводить до посилення втрати тепла тілом (за рахунок тепловіддачі проведенням з конвекцією та радіацією). Основні механізми захисту тіла від тепловтрат в холодних умовах - звуження периферичних (шкірних) судин і посилення теплопродукції в тілі.

Фізіологічні механізми пристосування до холоду. У результаті звуження шкірних судин (шкірної вазоконстрикції) зменшується конвекційне (з кров'ю) перенесення тепла від ядра тіла до його поверхні. Так як самі по собі шкіра і особливо підшкірний жировий шар погано проводять тепло, вазоконстрикція може посилювати теплоізоляційну здатність "оболонки" тіла в 6 разів. Найбільш значна шкірна вазоконстрикція відбувається в кінцівках, особливо в пальцях рук і ніг. Так, кровотік через пальці рук може зменшуватися в 100 і більше разів (з 120 до 0,2 мл/мін/100 г тканини). Тому температура тканин дистальних відділів кінцівок може знижуватися до температури навколишнього середовища. Кровоносні судини голови значно менше схильні звуження на холоді. Тож велика кількість тепла (до 25% загальної теплопродукції спокою) радіює в навколишнє середовище від непокритої голови.

Іншим важливим механізмом адаптації до умов холоду є посилення теплопродукції за рахунок виникнення холодового тремтіння, тобто мимовільних м'язових скорочень. В умовах спокою у оголеної людини при зниженні зовнішньої температури з комфортного рівня (29 °) до 22 ° не відбувається зростання метаболізму, а тепло тіла консервується за рахунок посилення шкірної вазоконстрикції. Коли зовнішня температура стає нижче 22 °, посилюється метаболізм за рахунок холодового тремтіння.

Теплопродукція може підвищуватися і за рахунок посилення метаболічних процесів, не пов'язаних з холодовим тремтінням (неметаболічний термогенез). У холодних умовах споживання О2 в спокої підвищується. Величина цього підвищення залежить від навколишньої температури, відносного вмісту жиру (товщини підшкірножирового шару), характеру одягу, а також від тривалості перебування на холоді. Швидкість споживання О2 підвищується паралельно зі збільшенням серцевого викиду (без помітної зміни системної АВР-О2). Так, при температурі повітря 5° швидкість споживання О2 і серцевий викид у оголеної людини збільшуються вдвічі. Однак при холодовій експозиції ЧСС залишається незмінною, отже, серцевий викид зростає тільки за рахунок збільшення систолічного об'єму.

Фізична працездатність у холодних умовах. Під час м'язової роботи в холодних умовах необхідне більше теплоутворення, ніж в умовах спокою. Якщо м'язова діяльність недостатньо інтенсивна, щоб забезпечити додаткове теплоутворення, температура тіла падає нижче нормальної.

При нормальній або підвищеній (у результаті м'язової діяльності) температурі тіла МПК і максимальна ЧСС залишаються практично незмінними в холодних умовах, однак легенева вентиляція дещо посилюється, а граничний час бігу на рівні МПК знижується. Гіпотермія, веде до зниження МПК: при температурі ядра тіла нижче 37,5 ° воно зменшується на 5-6% з кожним градусом падіння температури тіла. В основі такого зниження МПК лежить зменшення серцевого викиду через падіння максимальної ЧСС. В умовах гіпотермії витривалість людини знижується: зменшується граничний час виконання роботи постійної аеробної потужності, хоча суб'єктивна оцінка важкості навантаження не залежить від температури тіла.

Тренувальні заняття і змагання в ряді видів спорту (ковзанярському, лижному та ін.) часто проходять в холодну погоду. Однак за винятком сильних морозів і вітру холодні умови не представляють зазвичай серйозної проблеми для регуляції температури тіла і працездатності спортсмена, насамперед завдяки інтенсивній м'язової діяльності, при якій в тілі спортсмена утворюється дуже велика кількість метаболічного тепла. За рахунок цього тепла можливе значне нагрівання тіла і підтримання його підвищеної робочої температури навіть в холодних умовах. Так, якщо мимовільне холодове тремтіння може збільшити основний обмін максимально в 2-5 разів, то напружена м'язова діяльність - в 20-30 разів. Віддача тепла в атмосферу в холодних умовах легко відбувається за рахунок проведення з конвекцією і радіацією, а при потовиділенні - за рахунок випаровування поту. Більш того, в умовах зниженої (але не морозної) температури навколишнього середовища полегшені умови для тепловіддачі створюють передумови для більшої працездатності у вправах на витривалість, ніж при роботі в жарких умовах. Наприклад, у спортсмена після марафонського бігу, що проходив при температурі повітря близько 12°, ректальна температура була навіть нижчою, ніж до бігу (відповідно 37 і 37,3°).

Акліматизація до холоду. Тривале проживання в холодних умовах у деякій мірі підвищує здатність людини протистояти, холоду, тобто підтримувати необхідну температуру ядра тіла при зниженій температурі середовища (холодова акліматизація). В основі холодової акліматизації лежать два основних механізми: 1) зниження втрат тепла і 2) посилення основного обміну.

У акліматизованих до холоду людей зменшується шкірна вазоконстрикція, так що у них температура кінцівок більш висока, ніж у неакліматизованих. Цей механізм відіграє захисну роль: запобігає холодовому ушкодженню (відмороженню) периферичних частин тіла і дозволяє здійснювати координовані рухи кінцівками в умовах низьких температур.

У процесі холодової акліматизації зростає теплопродукція тіла: збільшується основний обмін, підвищується м'язовий тонус, посилюється холодове тремтіння; відбуваються ендокринні та внутрішньоклітинні метаболічні перебудови. Разом з тим багато дослідників не виявили акліматизації людини до холоду, особливо у відношенні м'язової діяльності в холодних умовах.

Однак фізично підготовлені (треновані) люди краще переносять холодні умови, ніж нетреновані. Фізичне тренування викликає ефекти, подібні у деякому відношенні до холодової акліматизації: треновані люди відповідають на холодову експозицію великим посиленням теплопродукції і меншим зниженням шкірної температури, ніж нетреновані люди.

6. Гострі фізіологічні ефекти зниженого атмосферного тиску

Характеристика умов середньогір'я. Із збільшенням висоти знаходження над рівнем моря зниження барометричного тиску з висотою створює гіпобаричні умови. Але головне значення для людини має зниження парціального тиску кисню і пов'язане з цим зменшення числа його молекул у об'ємі повітря, що вдихається, тобто гіпоксичні умови. На висоті людина потрапляє в умови наростаючої гіпобаричної гіпоксії. Такі ж умови можуть бути створені в герметичній барокамері шляхом пониження тиску в ній. Іноді їх моделюють шляхом дихання газовою сумішшю зі зниженим вмістом О2 при нормальному загальному барометричному тиску суміші.

Таблиця 3. Барометричний тиск, парціальний тиск О2 в

атмосферному і альвеолярному повітрі на різних висотах

Висота	Барометричний тиск	Парціальний тиск О2 в атм. повітрі, мм рт. ст	Парціальний тиск О2 в альвеолярному повітрі в умовах спокою, мм рт. ст
мм рт. ст.	АТМ
		1,0
		0,9
		0,8
		0,7
		0,6
		0,5
		0,4
		0,3

Із збільшенням висоти дефіцит кисню в атмосферному повітрі викликає зниження парціального тиску кисню в альвеолярному повітрі, зменшення вмісту його в артеріальній крові і як наслідок погіршення забезпечення тканин киснем.

Інший ефект зниженої щільності атмосфери на висоті - зменшення зовнішнього опору повітря тілу, що рухається. Тому при переміщенні з однаковою швидкістю зовнішня робота на висоті менша, ніж на рівнині.

Температура повітря тим нижче, чим більше висота. Якщо середня температура на рівні моря дорівнює 15°, то по мірі підйому вона може зменшуватися на 6,5° через кожні 1.000 м, аж до висоти близько 11 000 м.

На висоті знижується також відносна вологість повітря. Оскільки в горах повітря більш сухе, втрати води з повітрям, що видихається в цих умовах більше, ніж на рівні моря. Якщо на великій висоті виконується тривала робота, то великі втрати води можуть призвести до дегідратації, і відчуття сухості в роті.

Сонячна та ультрафіолетова радіація в горах більш інтенсивна, ніж на рівнині, що може зумовити додаткові труднощі (викликати опіки, осліплення снігом).

В усіх видах спорту, за винятком альпінізму, тренування і змагання проводяться на висоті до 2500-3000 м. Тому для спортивної практики найбільш важливо знати, який фізіологічний вплив на організм висоти середньогір'я - від 1500 до 3000 м.

Функція дихання. Відразу після прибуття на висоту або у відповідь на "підйом" в барокамері виникає ряд фізіологічних змін в організмі, викликаних умовами гіпобаричної гіпоксії.

Щоб адекватно забезпечити організм киснем, зменшення кількості молекул О2 в одиниці об'єму розрідженого повітря на висоті компенсується відповідним збільшенням легеневої вентиляції. Це основний функціональний механізм швидкого пристосування організму до гіпоксичних умов висоти.

На висоті до 3000-3500 м легенева вентиляція в спокої посилюється спочатку вкрай незначно. Тому відразу часто спостерігається особливо велике зниження парціального тиску О2 в альвеолярному повітрі. При виконанні м'язової роботи на висоті легенева вентиляція з самого початку суттєво більше, ніж на рівнині. У однієї і тієї ж людини при однаковому абсолютному навантаженні (однаковому споживанні О2) легенева вентиляція тим сильніше, чим більше висота.

У цілому максимальні можливості дихального апарату на висоті більше, ніж на рівні моря. Під час максимальної роботи на великій висоті легенева вентиляція може досягати 200 л / хв.

Пропорційно падінню парціального тиску О2 в атмосферному і альвеолярному повітрі знижується парціальна напруга О2 в артеріальній крові (гіпоксемія). Це один з найважливіших стимулів посилення легеневої вентиляції в умовах спокою.

Висотна гіпервентиляція викликає посилене виведення СО2 з крові з повітрям, що видихається. У результаті по мірі підйому на висоту напруга СО2 в артеріальній крові зменшується, тобто розвивається гіпокапнія, яка може викликати розвиток м'язових спазмів і розгорнуту вазоконстрикцію. Особливо несприятливі для організму наслідки звуження судин головного мозку. Вторинним ефектом висотної гіпервентиляції є зміщення реакції крові в лужний бік - підвищення рН (дихальний алкалоз). Зниження парціальної напруги СО2 і підвищення рН в артеріальній крові здійснює гальмуючий вплив на дихальний центр.

Рівень легеневої вентиляції на висоті слід розглядати як фізіологічний компроміс між вимогою адекватного постачання організму киснем в гіпоксичних умовах і необхідністю підтримувати кислотно-лужну рівновагу в нормі.

Функція крові. Падіння парціальної напруги О2 в артеріальній крові в умовах висотної гіпоксії веде до зниження відсоткового насичення гемоглобіну киснем і, отже, до зменшення вмісту О2 в крові. На висоті 2000-3000 м парціальний тиск О2 в альвеолярному повітрі дорівнює приблизно 80-60 мм рт. ст., що гарантує відносно високе насичення киснем крові в легеневих капілярах - більше 90% гемоглобіну у формі оксигемоглобіну. На більш значних висотах падіння насичення артеріальної крові киснем до 80% від нормальної величини викликає комплекс симптомів тяжкої гіпоксії, відомої під назвою "гірська хвороба": головний біль, стан втоми, порушення сну, травлення та ін.

У зв'язку зі зниженням парціального тиску кисню в альвеолярному повітрі системна артеріовенозна різниця по кисню при виконанні однакової роботи в гірських умовах менше, ніж в рівнинних. Чим більше висота (сильніше ступінь гіпоксії) і чим інтенсивніше навантаження, тим значніше падіння напруги і насичення О2 в артеріальній крові.

При виконанні м'язової роботи на висоті збільшення концентрації молочної кислоти в м'язах і крові відбувається при більш низьких навантаженнях, ніж на рівні моря (зниження анаеробного порогу). При одному і тому ж навантаженні концентрація молочної кислоти в м'язах і крові при роботі на висоті більше, а рН крові нижче, ніж на рівні моря. Підвищена на висоті лактація при виконанні субмаксимальних аеробних навантажень служить додатковим стимулом для посилення легеневої вентиляції.

Максимальна концентрація лактату в крові при роботі в перші дні на висоті така ж, що і на рівні моря. Отже, максимальна анаеробна потужність, принаймні та її частина, яка визначається лактатною (гліколітичною) системою, на висоті не знижується. Про це також свідчить той факт, що максимальний кисневий борг в перші дні на висоті такий же, що і на рівні моря.

Функція кровообігу. Зниження насиченості крові киснем на висоті компенсується при виконанні субмаксимальної аеробної роботи збільшенням серцевого викиду, яке забезпечується виключно за рахунок підвищення ЧСС. Систолічний об'єм при цьому такий же або навіть дещо менше, ніж у нормальних умовах. Максимальна ЧСС і максимальний серцевий викид досягаються в гіпоксичних умовах при більш низькій інтенсивності роботи, ніж на рівні моря. При цьому максимальні величини серцевого викиду, ЧСС та систолічного об'єму при граничних аеробних навантаженнях однакові на рівні моря і на висоті.

Таблиця 4. Показники кісневотранспортной системи при максимальній аеробній роботі у тренованих чоловіків на рівні моря і

через 2 тижні перебування на висоті

Показаники	Рівень моря (до 500 м)	Висота
2300 м	4000 м
Барометричний тиск (мм. рт. ст.)
Парціалний тиск О2 (мм. рт. ст.):
у повітрі, що вдихається
в альвеолярному повітрі
в артеріальній крові
Різниця між альвеолярним повітрям і артеріальною кров’ю
Зовнішнє дихання:
Легенева вентиляція (л/мин, ВТР5)
Вентиляційний эквивалент
Дифузна здатність легень для О2 (л/мин/мм рт. ст., 5ТРО)
індекс дихального обміну (VСО2/VО2)	1,20	1,22	1,30
Кров: об’єм циркулируючої крові (л)	6,42	6,19	5,77
Об’єм циркулюрующої плазми (л)	3,16	2,95	2,55
Об’єм циркулюрующих еритроцитов (л)	3,26	3,24	3,22
Вміст О2 в артериальній крові(об.%)	18,5	16,8	13,5
Вміст О2 в змішаной венозной крові (об.%)	1,8	1,8	1,8
Артеріовенозної різниціО2 (об.%)
рН артеріальной крові	7,30	7,25	7,20
напруга СО2 в артеріальній крові (мм рт. ст.)
бікарбонат плазми (мМ/л)	9,7	7,2	5,8
лактат (мМ/л)	11,0	11,0	11,0
Кровообіг:
макс, серцевий викид (л/мин)	30,0	30,0	30,0
макс. ЧСС (уд/мин)
макс, систолічний об’єм (мл)
макс, кисневий пульс (млО2/уд)
МПК (л/мин)	4,81	3,60	1,51

Показники артеріального кров'яного тиску помітно не відрізняються від рівнинних, хоча досить часто на висоті спостерігається невелике зниження діастолічного тиску. Це пов'язано, зокрема, зі зменшенням периферичного судинного опору.

Щоб покрити витрати кисню серцевим м'язом під час напруженої роботи, коронарний кровотік на висоті повинен бути більше, ніж на рівні моря (приблизно на 10% на висоті 2500 м і на 30% на висоті 4000 м).

Важливим механізмом забезпечення серцевого викиду при роботі на висоті служить посилена веноконстрикція, завдяки якій збільшується центральний об'єм крові, а отже, і венозне повернення. Вона виникає у відповідь на зниження напруги СО2 в артеріальній крові (гіпокапнію).

Крім збільшення серцевого викиду кисневотранспортні можливості організму при виконанні м'язової роботи в умовах гіпобарічної гіпоксії підвищуються за рахунок посилення робочої гемоконцентрації, що призводить до збільшення вмісту О2 в артеріальній крові.

Таким чином, зниження тиску (вміст) кисню у вдихуваному повітрі під час роботи на висоті викликає додаткове посилення легеневої вентиляції, збільшення серцевого викиду і ступеня робочої гемоконцентрації порівняно з умовами на рівні моря. Ці додаткові механізми підсилюють транспорт О2 до працюючих м'язів і інших тканин тіла. Однак навіть в умовах середньогір'я ці адаптаційні реакції не можуть повністю компенсувати зниження парціального тиску та вмісту О2 в альвеолярному повітрі та артеріальній крові. Тому в умовах гіпобаричної гіпоксії знижується максимальна аеробна потужність (МПК) і зростає значення анаеробного енергоутворення для забезпечення напруженої м'язової роботи.

Швидкість споживання О2 на початку роботи зростає повільніше, ніж у нормальних умовах. В значній мірі це обумовлено сповільненим впрацюванням системи кровообігу. Тому для роботи в гірських умовах характерний підвищений кисневий дефіцит.

Посилена робота дихального апарата і серця, а також порушення в координації рухів призводять до того, що в цих умовах енергетична вартість роботи вища, ніж на рівні моря. Так, на висоті 3500 м споживання О2 на 5% більше, ніж при виконанні тієї ж роботи на рівнині.

Посилена діяльність систем дихання і кровообігу по забезпеченню м'язової роботи на висоті створює передумови для більш швидкого, ніж на рівні моря, розвитку втоми.

Зниження МПК. Відразу після прибуття на висоту (або при підйомі в гіпобаричній камері) виявляється зниження МПК в прямій залежності від барометричного тиску або від парціального тиску О2 у вдихуваному повітрі. Помітне зниження МПК відбувається лише починаючи з висоти 1500 м (барометричний тиск нижче 650 мм. рт. ст.). Після цього рівня МПК зменшується приблизно на 1% через кожні 100 м висоти, або на кожні 5 мм рт, ст. падіння парціального тиску О2 у вдихуваному повітрі. На висоті 2000 - 2300 м (рівень Цахкадзор, Мехіко-сіті) МПК знижується в середньому на 10 - 17%, на висоті 3000 м - на 20%, на висоті 4000 м - на 30% по відношенню до "рівнинного" МПК. Ні висоті 6000 м, де барометричний тиск складає близько половини нормального атмосферного тиску на рівні моря, МПК в середньому вдвічі нижчі, ніж на рівні моря.

Зниження МПК на висоті визначається зменшенням вмісту О2 в артеріальній крові.

Дуже великі індивідуальні відмінності в МПК, які виявляються і на рівні моря, наростають із збільшенням висоти. У більш тренованих людей відразу після прибуття на висоту може відбуватися навіть більше зниження МПК, ніж у менш тренованих.

7. Гірська акліматизація (адаптація до висоти)

Терміном "гірська акліматизація" позначається сукупність специфічних фізіологічних пристосувань (адаптації), які виникають у процесі більш або менш тривалого безперервного перебування на висоті. Ці адаптації зменшують вплив зниженого тиску О2 у вдихуваному повітрі (гіпоксії) на організм людини і підвищують його працездатність в цих специфічних умовах.

Основні механізми природної адаптації до гірських - умов можна розділити на дві категорії. Перша забезпечує посилення транспорту О2 до тканин тіла, друга діє на тканинному рівні і спрямована на посилення ефективності використання О2 клітинами для аеробного утворення енергії.

Мінімальний період часу, необхідний для висотної акліматизації, залежить насамперед від висоти: на висоті 2000-2500 м приблизно 7-10 днів, на висоті 3600 м - 15-21, на висоті 4500 м - 21-25. Це лише приблизні терміни, адже багато залежить від індивідуальних особливостей людини. Разом з тим при будь-якій тривалості перебування в горах рівень працездатності, характерний для даної людини на рівні моря, не досягається.

По тривалості перебування на висоті розрізняють 4 ступеня акліматизації: 1) гостра - до 30 хв., 2) короткочасна - кілька тижнів, 3) тривала - кілька місяців, 4) постійна - постійне проживання на висоті.

Основні механізми адаптації до умов гіпобаричної гіпоксії включають:

- Збільшення легеневої вентиляції і супроводжуючі її зміни у киснево-лужній рівновазі в крові та інших тканинах;

- Посилення дифузійної здатності легенів;

- Підвищення вмісту еритроцитів і гемоглобіну в крові; зміни на тканинному рівні.

Адаптаційна гіпервентиляція відзначається вже в перші кілька годин перебування на висоті. Протягом декількох днів відбувається подальше збільшення легеневої вентиляції при виконанні того ж навантаження. Після тижневого перебування на даній висоті підвищений рівень легеневої вентиляції стабілізується.

Дифузійна здатність легенів змінюється в процесі гірської акліматизації вкрай повільно. Так, навіть після 6 місяців перебування на висоті 5800 м не виявляє помітних змін в дифузійній здатності легень. Разом з тим у постійних жителів і довгожителів великих висот вона помітно вище, ніж у жителів рівнини.

Вміст еритроцитів і гемоглобіну в крові в перші дні перебування на висоті підвищується в зв'язку з гемоконцентрацією, викликаною втратою частини циркулюючої в судинному руслі плазми. Гемоконцентрація забезпечує підтримку нормального вмісту О2 в артеріальній крові і тому відіграє важливу роль у швидкій адаптації організму до гіпоксичних умов.

У перші ж дні перебування в горах посилюється еритропоез, який призводить до істинного збільшення числа еритроцитів у крові (Н. Н. Сиротинін). Воно стає помітним вже на 3 - 4-й день перебування на висоті понад 3000 м. Ступінь збільшення загальної кількості і відповідно концентрації еритроцитів на висоті до 4800 м знаходиться в лінійній залежності від висоти і тривалості перебування в горах. При збільшенні висоти до 6000 м еритропоез падає. У альпіністів після декількох днів перебування на висоті більше 7000 м вміст еритроцитів досягає 8,5 млн/мм3. У постійних жителів гір воно тим більше, чим більше висота проживання:

Висота (м)
Склад еритроцитів (млн/мм3)	5,3	5,4	5,5	5,8	6,2	6,6	7,3	8,2

За рахунок збільшення загальної кількості (маси) еритроцитів у акліматизованої до висоти людини підвищений об'єм циркулюючої крові.

Гемоконцентрація, яка відбувається на початку висотної акліматизації, і подальше справжнє збільшення числа еритроцитів в циркулюючій крові призводять до підвищення гематокриту і в'язкості крові, що, в свою чергу, веде до підвищення периферичного судинного опору і тим самим впливає на гемодинаміку. Невеликі зміни вмісту еритроцитів (гематокрита) не роблять помітного впливу на в'язкість крові. Тільки значне збільшення їх концентрації, що спостерігається, наприклад, у жителів високогірних районів, може чинити певний негативний вплив на циркуляцію крові.

Утворення додаткової кількості гемоглобіну спочатку трохи затримується у порівнянні з ростом числа еритроцитів, але в процесі акліматизації поступово посилюється, зростає концентрація гемоглобіну в крові і, таким чином, підвищується киснева ємність крові (табл. 5). Середня концентрація гемоглобіну в еритроцитах при цьому не змінюється. Підвищення концентрації гемоглобіну дозволяє підтримувати нормальний або навіть кілька підвищений вміст О2 в артеріальній крові, незважаючи на знижений відсоток насичення її киснем.

Таблиця 5. Показники крові в спокої у акліматизованих

людей на різних висотах

Висота, м	ОЦК, мл/кг маса тіла	Концентрація гемоглобіна, г %.	Киснева ємкість крові, об%	% насиченість крові О2, %	Вміст О2 в артер. крові, об %
0 (рівень моря)	79,6	15,3	20,0		20,0
	83,0	16,8	22,5		20,5
	96,0	18,8	25,2		21,9
	104,0	20,7	27,8		22,4
	-	24,8	33,3		21,7

Таблиця 6. Показники крові в спокої і при максимальній аеробній

роботі на різних висотах (по Д. Фолкнер, 1971)

Висота (м) і барометрич. тиск, мм рт. ст.	Умови	Концентрація гемоглобіна, г %	Парціальний тиск О2 в артеріальній крові, мм рт. ст	% насиченість артеріальної крові О2, %	Вміст О2 в артеріальній крові об %
0 (760)	Спокій Макс. робота	15,1	105 98	97 96	19,6 19,4
2300 (580)	Спокій Макс. робота	16,6	75 70	93 87	20,6 19,3
3100 (520)	Спокій Макс. робота	17,2	67 57	80 75	20,7 19,6
4300 (420)	Спокій Макс. робота	18,2	52 46	84 70	20,5 17,1

Збільшення числа еритроцитів і концентрації гемоглобіну відбувається в умовах середньогір'я дуже повільно. Воно тим більше, чим більше висота і триваліше перебування на ній. На дуже великій висоті концентрація гемоглобіну в крові наростає швидко і значно. У постійних жителів гір вона становить понад 20%. На кожні 300 м приросту висоти концентрація гемоглобіну в крові збільшується в середньому на 2,1% у чоловіків і на 1,8% у жінок.

Зміни в системі кровообігу. Перші дні перебування в горах серцевий викид при виконанні субмаксимальної аеробної роботи більше, ніж на рівні моря. Потім він поступово знижується і протягом декількох тижнів досягає величини, характерної для рівнинних умов.

ЧСС при відносно невеликих навантаженнях в перший період перебування в горах підвищена, але на пізніх етапах акліматизації стає такою ж, що і на рівні моря. При виконанні роботи дуже великої потужності у акліматизованих людей вона навіть нижча, ніж на рівнині.

Максимальний серцевий викид в умовах середньогір'я спочатку не змінюється, але по мірі перебування в горах дещо знижується, що є результатом зменшення систолічного об'єму, так як максимальна ЧСС залишається зазвичай незмінною. У той же час на великій висоті максимальний серцевий викид помітно знижується - як за рахунок зменшення систолічного об'єму, так і за рахунок зниження ЧСС. Зменшення максимальної ЧСС в умовах гірської гіпоксії пов'язане з посиленням парасимпатичної активності, як одного з механізмів, гірської адаптації.

Основні зміни в тканинах, які відбуваються в умовах зниженої парціальної напруги О2, спрямовані на підвищення ефективності отримання і утилізації кисню для аеробного утворення енергії.

Ці адаптаційні зміни полягають в наступному:

- Посилення капіляризації тканин (збільшення числа і щільності капілярів);

- Підвищення концентрації міоглобіну в скелетних м'язах;

- Збільшення вмісту мітохондрій;

- Збільшення вмісту і активності окисних ферментів.

На відміну від описаних фізіологічних механізмів адаптації ці зміни потребують тривалого часу і тому виявляються лише у людей, які довго проживають на великих висотах.

Чим менше вік, з якого людина проживає в горах, тим більше адаптаційні зміни. Оптимальний час акліматизації до тривалого проживанню в горах - період росту і розвитку дитини.

Зміни МCК. По мірі акліматизації МСК зазвичай поступово збільшується, так що через кілька тижнів перебування на висоті воно вище, ніж у перші дні. Більш помітно це збільшення МПК на середніх, ніж на великих, висотах. Після 3-5 тижнів перебування в середньогір'ї зниження МСК становить лише 6-16% по відношенню до рівнинного МСК. При однаковій мірі гіпоксії зниження МПК у жителів гір менше, ніж у тимчасово проживаючих в горах жителів рівнини. Тренування на висоті сприяє процесу висотної акліматизації: у тренованих в горах людей приріст МСК вище, ніж у нетренованих. Однак навіть після тривалої активної акліматизації МСК на висоті залишається зниженим у порівнянні з рівнинним, вихідним МСК на рівні моря.

Так, у спортсменів високого класу після прибуття в Мехіко-сіті (2300 м) МСК знизився на 14%. Через 19 днів зменшення ще становило 6% по відношенню до вихідного МСК: у 8 спортсменів міжнародного класу початкове зниження МСК становило в середньому 16% (індивідуальні коливання від 9 до 22%), а через 19 днів - 11% (від 6 до 16%).

Навіть постійно проживаючі в горах треновані спортсмени мають більш низький показник МСК на своїй висоті, ніж на рівні моря. Наприклад, у спортсменів, що проживають постійно на висоті 3100 м, МСК було на 27% нижче, ніж на рівні моря.

Збільшенню (відновленню) МСК на висоті сприяють різноманітні механізми компенсаторної адаптації до гіпоксичних умов: посилення легеневої вентиляції, підвищення дифузійної здатності легень, збільшення кисневої ємності крові, загального об'єму циркулюючої крові, серцевого викиду, посилення капіляризації скелетних м'язів і міокарда, підвищення вмісту міоглобіну в скелетних м'язах, мітохондрій в м'язових клітинах, зростання активності окисних ферментів і т. д.

Коли людина повертається на рівнину, вона протягом декількох тижнів поступово втрачає ту адаптацію до умов гіпобаричної гіпоксії, яка сталася у нього в горах.

8. Спортивна працездатність в середньогір'ї і після повернення на рівень моря

Фізична працездатність людини знижується по мірі підйому на висоту. Перш за все, і головним чином це стосується аеробної працездатності (витривалості) зниження якої відзначається вже на висоті 1200 м. В цьому відношенні немає жодних відмінностей між тренованими і нетренованими людьми. Як у тих, так і в інших на початку перебування в горах працездатність знижується приблизно однаково по відношенню до рівнинного рівню. На значній висоті симптоми гірської хвороби настільки ж часто і навіть у більш вираженому ступені спостерігаються у спортсменів.

Спортивна працездатність при виконанні швидкісно-силових (анаеробних) вправ. М'язова сила і потужність, а також координація рухів при короткочасних максимальних зусиллях практично не змінюються при підйомі в гори або при диханні газовою сумішшю з низьким вмістом кисню. Тому в нетривалих (до 1 хв.) спортивних вправах швидкісно-силового характеру і вправах на координацію, виконуваних в гірських умовах, не спостерігається явного зниження результатів у порівнянні з рівнинними. Більш того, на висоті через знижену щільність повітря (опору переміщенню) результати на спринтерських дистанціях (особливо в велоперегонах) можуть бути навіть вище, ніж на рівні моря.

Слід мати на увазі, що відновні процеси в організмі протікають на висоті уповільнено. Тому повторне виконання навіть короткочасних вправ в цих умовах викликає більш швидке настання стомлення (зниження працездатності), ніж на рівні моря.

Для участі в змаганнях, що проводяться на висоті в швидкісно-силових і координаційних вправах, не потрібно спеціальної попередньої акліматизації спортсмена до цієї висоти. Якщо спортсмен не страждає гірською хворобою, термін його прибуття на змагання може бути вибраний довільно.

Спортивна працездатність при виконанні вправ на витривалість. Результати в спортивних вправах з граничною тривалістю більше 1-ої хв. на висоті нижче, ніж на рівні моря.

У деяких межах, чим більше дистанція (гранична тривалість вправи), тим значніше зниження результату. Чим більша висота, тим сильніше падіння фізичної аеробної працездатності, що йде паралельно зі зменшенням МПК. Зниження аеробної продуктивності є головною причиною зменшення витривалості на висоті.

По мірі розвитку механізмів, які адаптують організм людини до висотної гіпоксії, поліпшується, хоча і не дуже значно і не у всіх випадках, його фізична працездатність на даній висоті. При цьому для адаптації до виконання більш тривалих вправ на висоті потрібно і більш тривалий період акліматизації. Добре треновані люди не акліматизуються до великих висот швидше або більш ефективно, ніж нетреновані.

Безсумнівно, що люди, які постійно проживають в гірських умовах, мають переваги в змаганні на витривалість, якщо воно проводиться в тих же умовах, перед спортсменами, які постійно живуть на рівні моря. З іншого боку, постійне або тривале проживання на великій висоті не дає переваги в відношенні аеробної витривалості, що проявляється на рівнині. У добре тренованих спортсменів проживання та інтенсивне тренування в середньогір'ї протягом кількох тижнів не завжди дають додатковий ефект у порівнянні з еквівалентним тренуванням на рівні моря. Навіть тривале перебування на дуже великій висоті не чинить достовірного впливу на рівнинні показники аеробної працездатності.

При аналізі впливу підготовки в середньогір'ї на результати виступу в рівнинних умовах необхідно мати на увазі значні індивідуальні варіації: в одних спортсменів така підготовка призводить до підвищення рівнинних результатів, в інших - до зниження, на третіх взагалі не робить помітного впливу. Крім того, важливо враховувати, що функціональний стан і спортивна працездатність у період реакліматизації носять виражений фазний характер: підвищення спортивної працездатний чергується з тимчасовим її зниженням. Ймовірно, важливу роль для підвищення рівнинної працездатності грає спеціальна організація тренувального процесу в гірських умовах, а також період реакліматизації.

У процесі тривалого перебування в гірських умовах в організмі виникають адаптаційні зміни, які сприяють підвищенню працездатності в цих специфічних умовах. Разом з тим ці зміни не дають помітної переваги при виконанні роботи в інших специфічних умовах, зокрема на рівні моря. Все це означає, що спортивне тренування повинне проводитися переважно (якщо не винятково) в тих же умовах, в яких проводяться змагання.