Физиологические основы спортивной работоспособности в особых условиях

Физиологические основы спортивной работоспособности в особых условиях.

Вопросы: 1. Спортивная работоспособность в условиях пониженного атмосферного давления. 2. Влияние высокой температуры окружающей среды на организм спортсмена. 3. Физическая работоспособность в холодных условиях.

• Диффузия – движение молекул из растворов, где их концентрация выше, в сторону растворов с более низкой концентрацией этих веществ. • Движущим фактором в диффузии выступает разница между альвеолярным воздухом и венозной кровью, и между артериальной кровью и тканями. • Альвеолярный воздух – который остается в легких после выдоха.

• Парциальное давление (или частичное) – каждый газ имеет свою долю от общего давления в смеси газов (в атмосферном воздухе). • Сухой воздух содержит: 78% - азота, 20, 93% - О 2, 0, 95 % - аргона, 0, 03 % - СО 2 и др. • Содержание газов в крови оценивается величиной парциального напряжения.

До высоты 1500 м видимых изменений в функционировании организма не происходит. • 1500 -3000 м – среднегорье (работоспособность снижается на 10 -15%); • Свыше 3000 м – высокогорье (на 20 -25%); • Около 6000 м – на 50%.

Изменение парциального давления О 2 при подъеме в горы.

• Снижается парциальное давление О 2 в атмосферном воздухе (гипоксия). • Снижается парциальное давление О 2 в альвеолярном воздухе • Снижается парциальное напряжение О 2 в артериальной крови (гипоксемия). • К мышцам доходит меньше О 2 под меньшим напряжением (условия снабжения мышц О 2 ухудшаются).

Изменения в функционировании систем организма при пребывании на высоте. Дыхательная система: 1. Усиливается легочная вентиляция. 2. Насыщение Нв кислородом в равнинных условиях составляет 96 -97%, на высоте 2500 м - 90%, в дальнейшем способность крови к связыванию и транспортировке О 2 снижается. 3. Парциальное напряжение О 2 в крови на уровне моря 100 мм. рт. ст. , на высоте 2500 м - 60 мм. рт. ст. , в мышечной ткани – 20 мм. рт. ст. . Ухудшается транспорт О 2 в

Изменение величины МПК в условиях высокогорья

Система крови и кровообращения: • Развивается дегидратация, которая сопровождается уменьшением объема циркулирующей крови. • Увеличивается вязкость крови. • Уменьшается СО. Поэтому для обеспечения нужного МОК требуется увеличенная ЧСС. • Усиливается сужение венозных сосудов.

Выполнение физических упражнений в условиях высокогорья. • Условия пониженного атмосферного давления и гипоксии наиболее глубоко влияют на выполнение тех видов мышечной деятельности, которые предъявляют высокие требования к кислородтранспортной системе - виды спорта, развивающие выносливость. • Пребывание на высоте не оказывает отрицательного действия на выполнение коротких упражнений анаэробного характера, а разряженный воздух способствует уменьшению сопротивления

Акклиматизация к пребыванию в условиях среднегорья и высокогорья. Наиболее оптимальны высоты от 1500 до 2500 м. В 80 % случаев наблюдаются III фазы в процессе адаптации: 1. Фаза нарушенного равновесия от 2 до 5 дней. 2. Высотный кризис 24 -48 ч, между 6 -12 днями. 3. Фаза эффективного равновесия организма.

Основные механизмы адаптации организма к гипоксии: 1. Увеличение легочной вентиляции. 2. Усиление диффузионной способности легких. 3. Повышение содержания эритроцитов и гемоглобина эритропоэтин – гормон, стимулирующий образование эритроцитов § Изменения на тканевом уровне. Продолжительность адаптации не менее 2 недель.

МЕХАНИЗМЫ, РЕГУЛИРУЮЩИЕ ТЕМПЕРАТУРУ ТЕЛА • Человеку присуща гомеотермичность. • Хотя температура тела изменяется изо дня в день и даже из часа в час, эти колебания обычно не превышают 1, 0°С. • Только во время длительной изнурительной физической нагрузки, болезни или в экстремальных температурных условиях температура тела может выходить за пределы обычного диапазона 36, 1 - 37, 8 °С.

Тело человека состоит из двух компонентов: 1. Внешнего – оболочка ( с изменяющейся температурой). 2. Внутреннего – ядро ( температура постоянна).

У человека ядро с почти постоянной температурой (гомойотермия), а оболочка с переменной температурой (пойкилотермия).

Рис. 3. Оболочка и ядро тела человека Температура различных областей тела человека в условиях холода и тепла.

• Способность организма поддерживать постоянную внутреннюю температуру зависит от возможности уравновешивать количество тепла, образующегося при метаболизме и поступающего из окружающей среды, с тем его количеством, которое отдает тело. • Тепло из глубины тела (ядра) перемещается кровью к коже, откуда может перейти в окружающую среду благодаря одному из следующих четырех механизмов: проведению, конвекции, радиации и испарению.

проведению, конвекции, радиации и испарению

• Проведение тепла представляет собой передачу тепла от одного объекта к другому вследствие прямого молекулярного контакта. • Конвекция - передача тепла через движущийся поток воздуха или жидкости. Чем сильнее движение воздуха (или воды, когда мы находимся в воде), тем выше интенсивность теплоотдачи.

• Радиация. В состоянии покоя радиация основной процесс передачи телом избыточного количества тепла. При нормальной комнатной температуре (обычно 21 -25 °С) тело обнаженного человека передает около 60 % «лишнего» тепла посредством радиации. Тепло передается в форме инфракрасных лучей. • Испарение - основной процесс рассеивания тепла при выполнении физических упражнений. При мышечной деятельности за счет испарения организм теряет около 80 % тепла, тогда как в состоянии покоя - не более 20 %.

• Внутренняя (ректальная) температура тела в состоянии покоя равна 37 °С. • Во время мышечной деятельности, поскольку тело неспособно рассеивать тепло с такой же скоростью, с какой оно образуется, внутренняя температура может превысить 40 °С, а температура мышц - 42°С.

• терморецепторы - выявляют изменения температуры тела и передают эту информацию в «термостат» организма гипоталамус. • В ответ на изменение импульсации рецепторов гипоталамус активирует механизмы, регулирующие согревание или охлаждение тела.

• Изменение температуры тела воспринимают два типа терморецепторов - центральные и периферические. • Центральные рецепторы находятся в гипоталамусе и контролируют температуру крови, омывающей мозг. • Они очень чувствительны к малейшим (до 0, 01°С) изменениям температуры крови.

• Периферические рецепторы, локализованные по всей поверхности кожи, осуществляют контроль за окружающей температурой. • Холодовые - 15 -34°С , тепловые - 38 -43°С. • Они направляют информацию в гипоталамус, а также в КБП, обеспечивая сознательное восприятие температуры таким образом, что мы можем произвольно контролировать пребывание в условиях повышенной или пониженной температуры.

Органы-исполнители, изменяющие температуру тела. При колебаниях температуры тела восстановление нормальной температуры осуществляют четыре эффектора: 1) потовые железы; 2) гладкие мышцы, окружающие артериолы; 3) скелетные мышцы; 4) ряд желез внутренней секреции.

Концентрация ионов натрия, калия и хлора в поте тренированных и нетренированных испытуемых во время выполнения физической нагрузки, ммоль/л Na+ Сl− К+ Мужчины нетренированные 90 60 4 35 30 4 Женщины нетренированные 105 98 4 62 47 4

• Интенсивность потоотделения при выполнении изнурительного упражнения в условиях высокой температуры окружающей среды может достигать более 1 л/ч с 1 м² поверхности тела. • В жаркий и влажный день при интенсивной физической нагрузке человек (с массой тела 50 -75 кг) может терять 1, 5 -2, 5 л пота или около 2 -4 % массы тела каждый час. • Максимальная дневная интенсивность потоотделения составляет 10 -15 л.

• При выполнении физической нагрузки механизмы отдачи тепла "соревнуются" с активными мышцами за право получения большего объема крови. • Систолический объем крови может уменьшаться, вызывая постепенное повышение ЧСС. • Потоотделение усиливается при выполнении физической нагрузки в условиях высокой температуры и быстро приводит к обезвоживанию и чрезмерным потерям электролитов. • В качестве компенсации повышается выделение АДГ и альдостерона, ведущее к задержке воды и натрия, вследствие чего может увеличиться объем плазмы.

РАССТРОЙСТВА, ОБУСЛОВЛЕННЫЕ ТЕПЛОВЫМИ ФАКТОРАМИ • Судороги - наименее серьезное расстройство, обусловленное тепловыми факторами, характеризуются сильными спазмами скелетных мышц. Поражаются мышцы, которые больше всего задействованы во время физической нагрузки. Это обусловлено потерями микроэлементов и обезвоживанием в результате интенсивного потоотделения. • Тепловая перегрузка сопровождается головокружением, утомлением, рвотой, одышкой, гипотензией (пониженным давлением крови), слабым, учащенным пульсом. Кожа может быть холодной и влажной или горячей и сухой. Это расстройство обусловлено неспособностью сердечно-сосудистой системы адекватно удовлетворять потребности организма.

Тепловой удар — опасное для жизни расстройство, требующее немедленного медицинского лечения. • • Оно характеризуется: повышением температуры ядра выше 40°С; прекращением потоотделения; горячей и сухой кожей; учащенным пульсом и дыханием; гипертензией (повышенное артериальное давление); спутанностью сознания; бессознательным состоянием.

АККЛИМАТИЗАЦИЯ К УСЛОВИЯМ ПОВЫШЕННОЙ ТЕМПЕРАТУРЫ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ • У акклиматизированного человека процесс потоотделения в начале физической нагрузки начинается раньше и это улучшает переносимость высокой температуры. • Образующийся пот в ходе тренировочных занятий менее концентрирован, поэтому лучше сохраняются запасы микроэлементов. Человек способен адаптироваться к условиям высокой температуры на протяжении 5 -10 дней и выполнять физические нагрузки в течение 1 ч и больше. Функция ССС изменяется в первые 3 -5 дней, деятельность механизмов потоотделения - через 10 дней.

«Температура жары» - зона повышенного риска в отношении функциональных нарушений и тепловых травм. • Национальная служба прогноза погоды подготовила рекомендации для участников Олимпийских Игр по суммарному воздействию на организм спортсмена высокой t˚С и влажности. • «Температура жары» при высокой влажности оказывается значительно выше реальной t˚С воздуха. • При влажности 50% - 35˚С, При влажности 75% - 32˚С; При влажности 100% - 29˚С.

ВЫПОЛНЕНИЕ МЫШЕЧНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ В УСЛОВИЯХ ПОНИЖЕННОЙ ТЕМПЕРАТУРЫ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ Снижение кожной температуры или температуры крови вынуждает терморегуляторный центр (гипоталамус) активировать механизмы, сохраняющие тепло тела и увеличивающие его образование. Основные способы предотвращения чрезмерного переохлаждения нашего тела : • дрожь; • несократительный термогенез; • сужение периферических сосудов.

• Дрожь - неконтролируемые сокращения мышц может увеличить интенсивность образования тепла в состоянии покоя в 4 -5 раз. • Несократительный термогенез включает стимуляцию метаболизма симпатической нервной системой. • Повышение интенсивности метаболизма ведет к увеличению метаболического образования тепла. • Сужение периферических сосудов происходит в результате стимулирования симпатической нервной системой гладкой мышцы, составляющей мышечную стенку артериол кожи. • Это вызывает сокращение мышцы, которое приводит к сужению артериол и снижению кровоснабжения оболочки тела и в конечном итоге предотвращает ненужные потери тепла.

Выполнение физических нагрузок в условиях пониженной , но не минусовой температуре предпочтительнее, поскольку улучшаются условия теплоотдачи. Но если слишком холодные условия, то: • При охлаждении мышца становится слабее. Нервная система реагирует на охлаждение мышц изменением обычной структуры вовлечения в работу мышечных волокон. • При пониженной температуре уменьшается и скорость, и сила сокращения мышц. Поэтому приходится либо расходовать больше энергии, либо выполнять физическую нагрузку с меньшей скоростью. • Снижается скорость проведения импульсов по нервным волокнам.

• Мышечная деятельность стимулирует выделение катехоламинов, которые увеличивают мобилизацию и использование свободных жирных кислот в качестве источника энергии. • Однако в условиях низкой температуры окружающей среды происходит сужение сосудов, ограничивающее кровоснабжение подкожной жировой ткани и тем самым отрицательно влияющее на этот процесс.

При пребывании человека в условиях пониженной температуры энергия АТФ расходуется на теплопродукцию и меньше ее остается на обеспечение мышечной работы: Причины этого: 1. Уменьшение кожного кровотока; 2. Перестройка обменных процессов; • • повышается потребность в жирах, содержание глюкозы в крови может уменьшиться вдвое.

Акклиматизация к холоду: 1. Усиление основного метаболизма (процессов обмена веществ); 2. Уменьшение сужения сосудов в коже (у акклиматизированных людей t˚С кожи выше) – предупреждение холодовых повреждений и сохранение t˚С лежащих глубже тканей.

Теплопотери в холодной воде. В воде основной способ теплоотдачи – проведение. Теплопроводность воды в 26 раз выше, чем воздуха. Поэтому тело отдает тепло в 4 раза быстрее, чем на воздухе. При t=32˚С воды, t ядра остается постоянной (даже без движения). При t=15˚С воды, t˚С тела снижается на 2, 1˚С в час. При t=4˚С воды, t˚С тела снижается на 4˚С в час. При интенсивной мышечной деятельности постоянную температуру тела удается поддерживать при t=17, 5˚С воды. Оптимальная t˚С воды для соревнований 24 -28˚С.