Физиологические аспекты оптимизации постнагрузочного восстановления и повышения энерготермической резистентности человека при напряженной двигательной деятельности

Усиление сердечной деятельности с начала работы нарастающей мощности проявлялось тахикардией. При этом по мере увеличения мощности физической нагрузки происходил непрерывный рост ЧСС, достигающей к моменту отказа 173±2 уд/мин (режим 1), 179±2 (режим 2) и 184±2 уд/мин (режим 3).Закономерные изменения претерпевали СО и МОК. СО характеризовался стабилизацией на уровне исходного в течение 1-го цикла нагрузки (режим 1 и 2) или незначительным ростом (режим 3), после чего происходило его непрерывное уменьшение. Для МОК характерным оказался быстрый рост, сменяющийся в конце 4-го цикла нагрузки удерживанием на достигнутом уровне (режимы 1 и 2), или снижением после 3-го цикла нагрузки до конца работы (режим 3). При этом увеличение МОК обусловливалось как увеличением частоты сердечных сокращений, так и ростом СО, поэтому в первые 5 мин нагрузки мощностью 50 Вт возрастание МОК явилось результатом увеличения обоих параметров (режим 3) или только ЧСС (режимы 1 и 2), поскольку в этих случаях СО не изменялся. Дальнейшее возрастание МОК происходило за счет увеличения ЧСС на фоне непрерывного уменьшения СО. Снижение МОК к моменту прекращения работы в 250 Вт (режим 3), по сравнению с удержанием его на достигнутом уровне (режимы 1 и 2), можно объяснить наибольшим снижением СО на фоне одинакового прироста ЧСС.

Таким образом, выполнение мышечной работы нарастающей интенсивности до отказа вызывало наибольшее падение эффективности сердечной деятельности в жарком влажном микроклимате по сравнению с комфортным и теплым. Приведенные данные позволяют полагать, что динамика и абсолютные значения комплекса рассмотренных показателей кардиогемодинамики являются высоко информативными критериями для оценки степени напряжения в работе регуляторных механизмов при физической работе повышающейся мощности в комфортном, теплом и жарком влажном климате.

Дальнейшие исследования показали, что в разных условиях теплоотдачи, реоэнцефалографические (РЭГ) показатели, отражающие состояние церебрального кровотока до начала и в течение всего времени физической нагрузки претерпевали характерные изменения. Так, созданный в термокамере микроклимат оказывал влияние на исходный уровень (состояние покоя) мозгового кровотока. Это выражалось достоверным уменьшением тонуса артерий, артериол и вен, ростом кровенаполнения мозговых сосудов и увеличением оттока венозной крови из церебрального региона при повышении температуры и влажности, что можно расценить как проявление ауторегуляции мозгового кровотока в ответ на измененные условия теплоотдачи.

Физическая нагрузка с возрастающей мощностью в разных микроклиматических режимах вызывала одинаковые по характеру изменения РЭГ показателей несмотря на различия их исходных уровней. Однако в большей степени изменения отмечались в процессе работы в жарком влажном микроклимате, что проявлялось снижением реографического дикротического и диастолического индексов, а также вено-артериального отношения до минимальных значений к моменту отказа. Одновременно наблюдалось непрерывное увеличение максимальной скорости быстрого наполнения крупных артерий и средней скорости медленного наполнения средних артерий головного мозга, достигающих максимального уровня к периоду отказа. Параллельно отмечался быстрый рост ре-ографического систолического индекса и венозного оттока из региона при максимуме в конце цикла нагрузки мощностью 200 Вт, после чего начиналось его снижение. В целом, совокупность обнаруженных сдвигов свидетельствовала о развитии к концу заданной работы во влажной нагревающей среде резко выраженной гипотонии крупных, средних и мелких артерий, артериол и вен, а также об избыточном кровенаполнении мозговых сосудов и ухудшении венозного оттока крови из бассейна головного мозга. При такой же работе в комфортном или теплом микроклимате выявленные различия (по сравнению с жарким влажным микроклиматом) проявлялись стабилизацией показателей РЭГ на уровнях, достигнутых после 3-го цикла нагрузки. Таким образом, приведенные данные позволяют заключить, что по динамике и абсолютным значениям РЭГ показателей можно судить о сохранении ауторегуляции мозгового кровотока или приближающейся утраты этой ауторегуляции.

Как показали психофизиологические исследования, мышечная работа возрастающей мощности при режиме 1 к моменту отказа от ее выполнения не оказывала существенного влияния на состояние ЦНС, нервно-мышечного аппарата и субъективный статус обследуемых. Вместе с тем, при режиме 2 отмечалось снижение точной координации движений, ухудшение самочувствия и активности, а при режиме 3 происходили достоверные изменения всех анализируемых показателей, которые свидетельствовали о развитии возбуждения в ЦНС, снижении сенсомоторной координации и статической мышечной выносливости, а также ухудшении самочувствия, активности и настроения.

Таким образом, динамическая работа ступенчато повышающейся мощности в условиях комфортного, теплого и жаркого микроклимата сопровождалась стремительными и резкими сдвигами со стороны внешнего дыхания, энергопродукции, системной кардиогемодинамики и церебрального кровообращения на фоне слабо или умеренно выраженных изменений ЦНС, теплового и субъективного состояния и физической работоспособности человека.

* - Достоверные различия по сравнению с утренними и дневными данными

При смене характера и вида температурной нагрузки (переход из парной, охлаждение водой и отдых в комфортном микроклимате) полная нормализация показателей теплового состояния обследуемых утренней и дневной групп нас-тупала на 30-мин реституции. К этому времени у обследуемых вечерней группы Тor полностью не восстанавливалась и была выше первоначальной на 0,4± 0,06 °С (табл. 5). При этом, в утренних и дневных экспериментах (сауна и контроль) к 30-мин реституции происходило возвращение показателей внешнего дыхания и энергообмена к E,исходным или близких к ним величинам. При посещении сауны вечером V ОV2 и ЭТ приближались к исходным значениям, тогда как в контроле они достоверно превышали их на 2,8±0,7 л/мин, 0,60±0,26 л/мин и 1,0±0,5 кДж/мин. Утром (9 ч) следующего дня после дневного и OE, Vвечернего посещения сауны V2, ЭТ находились на пониженном уровне по сравнению с этими показателями до работы и показателями в контроле.

Влияние утреннего и дневного посещения сауны на сердечную деятельность проявлялось достоверным снижением ЧСС. Однако при вечернем посещении сауны заданное время реституции оказалось недостаточным для полной нормализации ЧСС. Ответная реакция системного артериального давления на утренние и дневные контрастные процедуры сауны выражалась отчетливым снижением всех исследуемых показателей. В экспериментах вечером (сауна и контроль) наблюдался возврат АДс, АДд и СГД к исходным значениям.

Таблица 5

Влияние утреннего, дневного и вечернего посещения сауны на динамику восстановления показателей газоэнергообмена и кровообращения после мышечной работы большой мощности (М±m)

* - достоверные различия относительно исходных (до работы) величин;

(*)- достоверные различия по сравнению с утренними (9 ч) значениями в конттроле.

При изучении показателей ЦНС установлено, что во всех сериях исследования значения ВПЗМР и КЧССМ на 30-й мин реституции оставались такими же как в конце работы (табл. 6). При этом утром следующего дня их величины приближались к исходным (до работы). Исключение составили контрольные значения вечером, где ВПЗМР и КЧССМ превышали исходные величины соответственно на 22±8 мс и на 2,0±0,8 Гц.

Таблица 6

Влияние утреннего дневного и вечернего посещения сауны на динамику восстановления показателей ЦНС и физической работоспособности спортсменов после мышечной физической нагрузки большой мощности

* - Достоверные различия относительно исходных (до работы) величин.

Воздействие контрастных температур ускоряло восстановление точной координации движений. Так, возрастая к концу работы, величина коэффициента тремора, возвращалась к исходному значению на 30-й мин отдыха. К этому времени в контроле величина показателя оказалась больше исходной утром на 1,4±0,5 усл.ед., днем на 1,3±0,5 усл.ед., а вечером на 1,1±0,4 усл.ед. После вечернего посещения сауны коэффициент тремора на следующее утро уменьшался (по сравнению с исходным) на 1,0±0,4 усл.ед., а в контроле увеличивался на 0,9±0.4 усл.ед.

Удержание заданной статистической нагрузки, регистрируемое на 30-й минуте реституции практически во всех случаях не возвращалось к исходному. Однако при завершении утренних экспериментов (через 22 ч) время удержания имело тенденцию к увеличению (сауна) или к уменьшению (контроль). Спустя 17 ч (после дневных экспериментов) это время либо удлинялось (сауна), либо укорачивалось (контроль). Через 13 ч (после вечерних экспериментов) время удержания не отличалось от исходного (сауна) или же оставалось меньше (контроль).

Таким образом, прямое и отдаленное влияние утренних, дневных и вечерних процедур сауны на функциональное состояние и работоспособность человека зависело как от выраженности функциональных изменений при выполнении мышечной работы «до отказа» и последующих воздействий контрастных температур (пребывание в парной, охлаждение водой, отдых в комфортном микроклимате), так и от длительности временнуго интервала после посещения сауны.

Сравнительная оценка эффективности приема процедур сауны выявила позитивное их последействие утром и днем, которое проявлялось ускоренным возвратом ЧСС к исходной величине и установлением за 30 мин реституции на новом, более низком функциональном уровне значений АДс, АДд и СГД, а также полной нормализацией нарушенной точной координации движении и частичной - статической мышечной выносливости. При вечернем приеме тех же процедур эффект быстрого и полного восстановления касался внешнего дыхания, энергопродукции и точной координации движений.

Отсюда следует, что при оценке эффективности применения утренних, дневных и вечерних термоконтрастных процедур необходимо учитывать и связанное с их последействием «отсроченное» (на следующий день утром) восстановление. Оно регистрировалось через 17 часов (после дневного ОЕ, Vпосещения сауны), характеризовалось низкими исходными уровнями V2 и ЭТ, а также эффектом «сверхвосстановления» статической мышечной выносливости, которая увеличивалась на 21% относительно исходной (перед работой). При этом «отсроченный» позитивный эффект наиболее выраженным оказался спустя 13 часов (после вечернего посещения сауны). Это Е,проявлялось (относительно контроля) уменьшением утренних величин V ОV2 и ЭТ, полной нормализацией функции зрительного анализатора и статистической мышечной выносливости. Эффект «сверхвосстановления» обнаруживался в отношении точной координации движений, которая возрастала на 20%, тогда как в контроле она остается ниже исходной на 18 %.

Приведенные данные свидетельствуют, что рассмотренный режим посещения сауны в утренние, дневное и вечернее время суток после завершения напряженной мышечной работы является высокоэффективным средством постнагрузочного восстановления человека.

Обоснование выбора информативных критериев для оценки предела переносимости физической нагрузки нарастающей интенсивности в условиях ограничения теплоотдачи

=68±1%, V=0,3±0,1Установлено, что в условиях комфортного (Т=18±1°С, =75±1%, V=0,3±0,1 м/с - режим 2) им/с - режим 1), теплого (Т=25±1°С, =85±1%, V=0,3±0,1 м/с - режим 3)жаркого влажного (Т=31±1°С, микроклимата предельная длительность (до отказа) мышечной работы ступенчато возрастающей мощности (от 50 до 250 Вт) оказалась приблизительно одинаковой (28,5±0,3 мин). Такая физическая нагрузка вызывала стремительно нарастающие сдвиги показателей внешнего дыхания и энергообмена. Однако абсо-лютные их величины, достигнутые к концу работы, а также энергетическая «це-на» за время ее проведения были наибольшими при режиме 3. Одновременно наблюдались разнонаправленные по динамике, но близкие по степени выражен-ности изменения показателей теплового состояния организма. Разнонаправленный характер динамики Тor, СВТ кожи, СТТ, Q и ДQ заключался в стабилизации на уровнях, близких к исходным (режим 1) или в замедленном их росте (режимы 2 и 3). При такой динамике значений теплонакопления отражали тепловое состояние обследуемых при режиме 1 в границах оптимального (ДQ от 0,9 до 1,8 кДж/кг) и при режимах 2 и 3 - в границах допустимого (от 2,3 до 3,4 кДж/кг).

Наряду с этим имело место напряжение в работе регуляторных механизмов сердечно-сосудистой системы, степень выраженности которого возрастала по мере увеличения температуры и влажности воздуха от уровня комфортных. Это нашло отражение в динамике и величинах показателей кардиогемодинамики и церебрального кровообращения. Так, уже на 5-й мин работы мощностью 50 Вт при всех микроклиматических режимах повышалось АДс, уровень которого в момент прекращения работы мощностью 250 Вт достигал 178ч191 мм рт.ст. Уменьшение АДд начиналось в конце 1-го цикла работы (режим 3), 2-го цикла (режим 2) и 4-го цикла (режим 1). Перед наступлением отказа исходное АДд (78ч80 мм рт.ст.) снижалось до 50±2 (режим 1), 36±2 (режим 2) и 24±1 (режим 3) мм рт.ст. СГД характеризовалось двумя фазами изменения: «фаза подъема» (режимы 1 и 2) или «фаза сдерживания» (режим 3) в течении первых 3-х циклов работы и «фаза снижения» - последующие 2 цикла работы. Перед отказом уровень СГД не отличался от исходного (93±0,9 мм рт.ст., режим 1), становился ниже его на 8±1 мм рт.ст. (режим 2) и 16±0,9 мм рт.ст. (режим 3). Параллельно отмечалось непрерывное падение общего периферического сосудистого сопротивления (ОПСС), конечная величина которого возрастала с 310±35 (режим 1) до 461±40 (режим 2) и 610±50 (режим 3) дин · см-5/с.

Усиление сердечной деятельности с начала работы нарастающей мощности проявлялось тахикардией. При этом по мере увеличения мощности физической нагрузки происходил непрерывный рост ЧСС, достигающей к моменту отказа 173±2 уд/мин (режим 1), 179±2 (режим 2) и 184±2 уд/мин (режим 3).Закономерные изменения претерпевали СО и МОК. СО характеризовался стабилизацией на уровне исходного в течение 1-го цикла нагрузки (режим 1 и 2) или незначительным ростом (режим 3), после чего происходило его непрерывное уменьшение. Для МОК характерным оказался быстрый рост, сменяющийся в конце 4-го цикла нагрузки удерживанием на достигнутом уровне (режимы 1 и 2), или снижением после 3-го цикла нагрузки до конца работы (режим 3). При этом увеличение МОК обусловливалось как увеличением частоты сердечных сокращений, так и ростом СО, поэтому в первые 5 мин нагрузки мощностью 50 Вт возрастание МОК явилось результатом увеличения обоих параметров (режим 3) или только ЧСС (режимы 1 и 2), поскольку в этих случаях СО не изменялся. Дальнейшее возрастание МОК происходило за счет увеличения ЧСС на фоне непрерывного уменьшения СО. Снижение МОК к моменту прекращения работы в 250 Вт (режим 3), по сравнению с удержанием его на достигнутом уровне (режимы 1 и 2), можно объяснить наибольшим снижением СО на фоне одинакового прироста ЧСС.

Таким образом, выполнение мышечной работы нарастающей интенсивности до отказа вызывало наибольшее падение эффективности сердечной деятельности в жарком влажном микроклимате по сравнению с комфортным и теплым. Приведенные данные позволяют полагать, что динамика и абсолютные значения комплекса рассмотренных показателей кардиогемодинамики являются высоко информативными критериями для оценки степени напряжения в работе регуляторных механизмов при физической работе повышающейся мощности в комфортном, теплом и жарком влажном климате.

Дальнейшие исследования показали, что в разных условиях теплоотдачи, реоэнцефалографические (РЭГ) показатели, отражающие состояние церебрального кровотока до начала и в течение всего времени физической нагрузки претерпевали характерные изменения. Так, созданный в термокамере микроклимат оказывал влияние на исходный уровень (состояние покоя) мозгового кровотока. Это выражалось достоверным уменьшением тонуса артерий, артериол и вен, ростом кровенаполнения мозговых сосудов и увеличением оттока венозной крови из церебрального региона при повышении температуры и влажности, что можно расценить как проявление ауторегуляции мозгового кровотока в ответ на измененные условия теплоотдачи.

Физическая нагрузка с возрастающей мощностью в разных микроклиматических режимах вызывала одинаковые по характеру изменения РЭГ показателей несмотря на различия их исходных уровней. Однако в большей степени изменения отмечались в процессе работы в жарком влажном микроклимате, что проявлялось снижением реографического дикротического и диастолического индексов, а также вено-артериального отношения до минимальных значений к моменту отказа. Одновременно наблюдалось непрерывное увеличение максимальной скорости быстрого наполнения крупных артерий и средней скорости медленного наполнения средних артерий головного мозга, достигающих максимального уровня к периоду отказа. Параллельно отмечался быстрый рост ре-ографического систолического индекса и венозного оттока из региона при максимуме в конце цикла нагрузки мощностью 200 Вт, после чего начиналось его снижение. В целом, совокупность обнаруженных сдвигов свидетельствовала о развитии к концу заданной работы во влажной нагревающей среде резко выраженной гипотонии крупных, средних и мелких артерий, артериол и вен, а также об избыточном кровенаполнении мозговых сосудов и ухудшении венозного оттока крови из бассейна головного мозга. При такой же работе в комфортном или теплом микроклимате выявленные различия (по сравнению с жарким влажным микроклиматом) проявлялись стабилизацией показателей РЭГ на уровнях, достигнутых после 3-го цикла нагрузки. Таким образом, приведенные данные позволяют заключить, что по динамике и абсолютным значениям РЭГ показателей можно судить о сохранении ауторегуляции мозгового кровотока или приближающейся утраты этой ауторегуляции.

Как показали психофизиологические исследования, мышечная работа возрастающей мощности при режиме 1 к моменту отказа от ее выполнения не оказывала существенного влияния на состояние ЦНС, нервно-мышечного аппарата и субъективный статус обследуемых. Вместе с тем, при режиме 2 отмечалось снижение точной координации движений, ухудшение самочувствия и активности, а при режиме 3 происходили достоверные изменения всех анализируемых показателей, которые свидетельствовали о развитии возбуждения в ЦНС, снижении сенсомоторной координации и статической мышечной выносливости, а также ухудшении самочувствия, активности и настроения.

Таким образом, динамическая работа ступенчато повышающейся мощности в условиях комфортного, теплого и жаркого микроклимата сопровождалась стремительными и резкими сдвигами со стороны внешнего дыхания, энергопродукции, системной кардиогемодинамики и церебрального кровообращения на фоне слабо или умеренно выраженных изменений ЦНС, теплового и субъективного состояния и физической работоспособности человека.

Обоснование выбора информативных критериев оценки переносимости предельной физической нагрузки субмаксимальной мощности в разных условиях теплоотдачи

В процессе проведенных исследований установлено, что в комфортном (режим 1) и теплом (режим 2) микроклимате возможная продолжительность работы субмаксимальной мощности оказалась приблизительно одинаковой и 3 мин. При этом, основной причиной преждевременногосоставляла 60 отказа от продолжения работы явилось появление мышечного дискомфорта в работающих мышцах нижних конечностях и желание в связи с этим прекратить исследование.

С другой стороны, выполнение одной и той же работы в разных микроклиматических условиях сопровождалось разнонаправленными по характеру динамики изменениями показателей теплового состояния обследуемых. Так, в первые 20 мин физической нагрузки при режиме 1 происходило повышение Тor на Q на 1,70,5±0,07°С, СВТ кожи на 2,8±0,2°С, СТТ на 0,5±0,06°С и кДж/кг. В дальнейшем эти показатели практически не изменялись и удерживались до конца работы на уровнях, достигнутых в начальном ее периоде. Такая динамика анализируемых параметров свидетельствовала о том, что через 20 мин воздействия интенсивной физической нагрузки наступала термостабилизация организма при повышенном его теплосодержании, отличающемся от исходного не более чем на 2,0±0,3 кДж/мин. Отсюда следует, что при режиме 1 условия для теплоотдачи являются близкими к оптимальным, поскольку система терморегуляции обеспечивает поддержание температурного гомеостаза человека.

При режиме 2 на 10-й мин работы регистрировалось более выраженное увеличение СВТ кожи, которая в ходе дальнейшего выполнения работы медленно нарастала и к моменту отказа достигала 35,2±0,2°С. Температура тела (Тor) в первые 10 мин работы оставалась на уровне исходной (36,6±0,05°С), после чего происходило ее постепенное повышение до 37,0±0,06°С. Со стороны СТТ и Q также отмечался замедленный рост значений, конечные величины которых указывали на умеренный перегрев организма человека. В таких условиях гипертермии, обусловленной работой с большим расходом энергии и уменьшением испарительной теплоотдачи при повышенной влажности воздуха, ухудшалось состояние ЦНС, снижалась физическая работоспособность, а также отмечалось уменьшение статической выносливости мышц кисти и предплечья.

Дальнейшее повышение температуры и влажности воздуха (режим 3) приводило к резкому ограничению теплоотдачи. В результате предельная длительность работы сокращалась до 52±4 мин и ее выполнение сопровождалось непрерывным возрастанием величин показателей теплового состояния организма. При этом основной причиной развившейся гипертермии явилось резкое ограничение теплопотерь путем потоиспарения при высокой влажности воздуха и дополнительное образование метаболического тепла за счет возрастания интенсивности газоэнергообмена в последние 10 мин физической нагрузки. Следствием явилось статистически значимое снижение способности к точной координации движений и уменьшение статической выносливости мышц кисти и предплечья относительно исходных значений.

Таким образом, изменения показателей теплового состояния организма в ходе работы субмаксимальной мощности при различных параметрах микроклимата можно рассматривать как информативные критерии для оценки степени гипертермии, развившейся в этих условиях. В качестве таких критериев в табл. 7 приведены конечные величины показателей теплового состояния спортсменов, позволяющих диагностировать: отсутствие перегрева (режим 1), умеренный перегрев (режим 2), значительный перегрев (режим 3).

Согласно дальнейшим исследованиям переносимость действия интенсивной физической нагрузки и ее сочетания с затрудненной теплоотдачей оказалась тесно связанной с результативностью функционирования сердечно-сосу-дистой системы (рис. 4). Так, при всех микроклиматических режимах в течение первых 10 мин физической нагрузки происходило резкое увеличение исходной ЧСС, которая в дальнейшем либо оставалась на относительно стабильном уровне (режим 1), либо медленно нарастала (режимы 2 и 3). Систолический объем крови в начальном периоде нагрузки отчетливо уменьшался, а затем удерживался на одном уровне, 68 мл (режим 2), или продолжал75 мл (режим 1) и 65составляя 72 58 мл (режим 3) в момент отказа отснижаться, приближаясь к 54 продолжения работы. Для динамики МОК характерным оказался первоначальный рост значений (до 10 мин) с последующей стабилизацией на разном уровне в зависимости от условий окружающего микроклимата.

Таблица 7

Величины показателей теплового состояния спортсменов к концу непрерывной работы субмаксимальной мощности при трех микроклиматических режимах (M±m)

Из полученных данных следует, что только в микроклимате с оптимальными условиями теплоотдачи, обеспечивающими поддержание температурного гомеостаза человека при мышечной работе субмаксимальной мощности возможна стабилизация основных параметров деятельности сердца. Такое постоянство свидетельствует о наступлении через 10 мин работы периода устойчивого состояния («Study State»), когда производительность сердца соответствует энергетическим потребностям организма при определенном виде физической нагрузки в конкретных микроклиматических условиях. В то же время по мере повышения температуры и влажности окружающей среды от уровня оптимальных возрастает напряжение сердечной деятельности и снижается ее эффективность, особенно при резко выраженном ограничении испарительной теплоотдачи. Это подтверждали характер динамики и показателей, отражающих системное артериальное давление и общее периферическое сосудистое сопротивление (рис. 5).

В динамике СГД наблюдались следующие фазы: «подъем» - первые 10 мин работы (режимы 1 и 2); «стабилизация» - последующие 50 мин (режим 1) или 40 мин (режим 2); «снижение» - последние 10 мин работы (режим 2). При режиме 3 СГД характеризовалось непрерывным снижением (рис. 6). Сходный характер приобретала динамика ОПСС (рис.6).

Рис. 4. Динамика ЧСС, СО крови и МОК при мышечной работе субмаксималь-ной мощности в трех микроклиматических режимах:

=68±1%, V=0,3±0,1м/с);1 - комфортный микроклимат (Т=18±1°С,

=75±1%, V=0,3±0,1м/с);2 - теплый влажный микроклимат (Т=25±1°С,

=85±1%, V=0,3±0,1м/с).3 - жаркий влажный микроклимат (Т=31±1°С,

Рис. 5. Динамика АДс АДд при мышечной работе субмаксимальной мощ ности в трех микроклиматических режимах.

Рис. 6. Динамика СГД и ОПСС при мышечной работе субмаксимальной мощности в трех микроклиматических режимах.

Таким образом, на основании анализа полученных результатов представля-ется возможным выделить 3 варианта динамики системного АД, интегративным показателем которого считается СГД: относительная стабилизация на повышенном уровне (оптимальный микроклимат); относительная стабилизация, сменяющаяся срывом (теплый микроклимат); непрерывное снижение (жаркий влажный микроклимат). При этом выделенные варианты динамики СГД могут быть обусловлены разнонаправленными сдвигами МОК (подъем и стабилизация на разных уровнях) и ОПСС (резкое падение и стабилизация на пониженном уровне или непрерывное снижение).

Наиболее интересным представляется третий вариант динамики, в котором уже в первые 10 мин интенсивной мышечной работы в условиях жаркой и влажной среды происходит терморегуляторное расширение кожных сосудов, приводящее к увеличению емкости сосудистого русла кожи. Возникающее при этом относительное уменьшение объема циркулирующей крови вызывает рост МОК за счет резкого увеличения ЧСС и снижения СО. В результате быстрого падения ОПСС уменьшается АДд, и повышается АДс. При дальнейшей работе с энерготратами порядка 46 кДж/мин повышение теплопродукции приводит к интенсификации потоотделения, в результате чего рабочая нагрузка на сердечно-сосудистую систему постоянно нарастает, а результативность функционирования непрерывно снижается. Об этом свидетельствовала и динамика СГД, которая характеризовалась неуклонным уменьшением значений на фоне продолжающегося роста ЧСС и снижения СО, ОПСС, АДд. При этом АДс удерживалось на повышенном, а МОК на относительно низком уровне. В совокупности, выявленные разнонаправленные сдвиги на сочетанное воздействие физической и термической нагрузок могут свидетельствовать о значительном снижении компенсаторных возможностей системы кровообращения. Именно этим объясняется сокращение предельной длительности непрерывной работы субмаксимальной мощности до 52±4 мин. Отсюда следует, что значения показателей кардиогемодинамики перед наступлением отказа от продолжения работы большой мощности можно рассматривать в качестве значимых оценочных критериев функционального перенапряжения организма человека во влажной нагревающей среде (табл. 8).

Таблица 8

Величины показателей функционального перенапряжения организма обследуемых при непрерывной работе субмаксимальной мощности в условиях жаркого влажного микроклимата (М±m)

Согласно проведенным реоэнцефалографическим исследованиям, оптимальные условия для поддержания баланса между притоком артериальной крови в головной мозг и оттоком венозной крови из региона обеспечивались в комфортном микроклимате. На это указывали начальные (до работы) меньшие значения МСБН, ССМН, РСИ, ВО и большие значения РДИ, В/А, ДИ (режим 1) относительно данных при режимах 2 и 3 (табл. 9).

Начало интенсивной мышечной работы (10 мин) в комфортном (режим 1) и теплом (режим 2) микроклимате сопровождалось резким увеличением МСБН кровью мозговых артерий крупного калибра, после чего значения этого показателя до 50 мин продолжали расти и далее незначительно уменьшались в последние 10 мин нагрузки. Одновременно с началом исходные значения РДИ, ДИ и В/А быстро снижались, а 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 ВО крови из региона отмечался на 10-й мин, который в дальнейшем сменялся медленным нарастанием до момента прекращения работы.

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

Таблица 9 Величины реоэнцефалографических показателей у спортсменов до и в конце непрерывной работы субмаксимальной мощности при трех микроклиматических режимах (М±m)

Примечания: А-до работы. Б - в конце работы.

* - достоверные различия по сравнению с режимом 1;

** - достоверные различия по сравнению с режимом 2.

Другой характер динамики РЭГ показателей наблюдался в жарком влажном микроклимате (режим 3), когда отмечалось быстрое увеличение МСБН кровью крупных мозговых артерий, достигающее максимума к моменту отказа от продолжения работы, а ССМН кровью средних мозговых артерий оставалась практически на исходном уровне. При этом в первые 20 мин нагрузки происходило резкое уменьшение исходных значений ДИ, РДИ и ВА с последующим их сохранением на низком уровне до конца работы. Одновременно отмечался непрерывный рост РСИ и стремительный подъем ВО крови из церебрального бассейна с последующей его стабилизацией. При этом на отсутствие стабилизации суммарного пульсового кровенаполнения на новом уровне при выполнении очень тяжелой работы во влажном жарком микроклимате, вызывающем значительный перегрев человека, указывал тот факт, что непрерывный приток артериальной крови (увеличение РСИ) в мозг происходило при сохранении на относительно постоянном уровне венозного оттока крови из региона (стабилизация ВО), в результате чего создавались условия для венозного застоя крови в церебральном бассейне.

Коррекция функционального состояния человека в условиях перегревания посредством однократного приема фармакологических препаратов с протекторным действием

Как показали полученные результаты, выполнение работы субмаксималь-ной мощности (75% от МПК) в условиях жаркого влажного микроклимата соп-ровождалось непрерывным ростом показателей теплового состояния, величины которых в конце экспериментов (60-я мин) указывали на значительное перегревание у лиц контрольной группы (прием плацебо). При этом разовый прием бемитила (0,5 г), пирацетама (0,4 г), фенибута (0,25) и обзидана (0,08 г) приводил к ослаблению терморегуляционного напряжения и замедлению скорости теплонакоплений в организме обследуемых.

При изучении газоэнергообмена выявлено, что под влиянием препаратов выполнение одной и той же по мощности и длительности работы производилось с меньшими затратами энергии, чем в контроле (табл. 10). Об этом свидетельствовали достоверное уменьшение ОE, Vвеличин V2 и ЭТ как при выполнении непрерывной работы, так и энергетическая ее «стоимость», которая в контроле оказалась существенно выше, чем после приема препаратов.

Таблица 10

Энергетическая «стоимость» работы субмаксимальной мощности m)(75 % от МПК) в жарком влажном микроклимате после однократного приема фармакологических препаратов (M

* - Достоверные различия (р<0,01) по сравнению с плацебо.

Со стороны сердечно-сосудистой системы пракически у всех обследуемых после приема плацебо, пирацетама, бемитила и фенибута регистрировалось непрерывное увеличение ЧСС (табл. 11). При этом различия заключались в том, что при приеме препаратов, начиная с 30-й мин эрготермической нагрузки, абсолютные значения ЧСС оказались ниже, чем у лиц контрольной группы. С этого времени бемитил и пирацетам вызывали уменьшение ЧСС на 0,01). При приеме0,05), а фенибут - на 13-16 уд/мин (р8-10 уд/мин (р обзидана ЧСС после первоначального увеличения (15-я мин) далее удерживалась на относительно постоянном уровне.

По показателям артериального давления после приема всех препаратов повышение АДс происходило до 30-й мин, после чего оно оставалось на одном уровне (бемитил, фенибут) или продолжало медленно нарастать (пирацетам, плацебо). Обзидан обеспечивал его поддержание АДс на относительно стабиль-ном уровне. Прием препаратов сопровождался непрерывным падением АДд, уровень которого к концу работы оказался ниже исходного в 2 раза (плацебо, пирацетам , бемитил), в 1,7 раза (фенибут) и в 1,2 раза 11 мм(обзидан). СГД характеризовалось постепенным уменьшением на 9 рт.ст. после приема плацебо, пирацетама, бемитила и фенибута, а обзидан удерживал СГД на относительно постоянном уровне на протяжении всего времени работы.

Таблица 11

Динамика показателей сердечно-сосудистой системы при работе мощностью 75 % от МПК в жарком влажном микроклимате после однократного приема m)фармакологических препаратов (M

* - достоверные различия по сравнению с плацебо;

*- достоверные различия по сравнению с пирацетамом, бемитилом и феибутом.

К моменту прекращения эргометрического воздействия наблюдалось дос-товерное увеличение скорости простой зрительно-моторной реакции на 2,6 мс (плацебо),18 1,9 мс (обзидан,1,4 мс (пирацетам) и на 9на 11 фенибут). Однако время ответной реакции после приема препаратов на 7-9 мс оказалось больше по сравнению с контролем. В конце работы величина 0,4Гц (относительно плацебо)КЧССМ также достоверно возрастала на 2,8 или оставалась на уровне исходной (прием препаратов).

При оценке физической работоспособности и субъективного статуса у лиц контрольной группы установлено снижение на 35 % точной координации движений и на 40 % - статической мышечной выносливости, а также ухудшение показателей «самочувствие», «активность» настроение 0,01).соответственно на 21 %, 15 % и 9 %

Таким образом, в результате применения исследуемых препаратов улучшалось функциональное состояние ЦНС, физическая работоспособность и субъективный статус обследуемых, т.е. фармакологические препараты при пероральном введении в организм за 30 мин до начала физической работы субмаксимальной мощности оказывали при последующем ее выполнении в условиях резко затрудненной теплоотдачи отчетливо выраженное коррегирующее действие на степень функциональных сдвигов, работоспособность и субъективный статус спортсменов.

Обоснование выбора комбинации препаратов и оценка ее эффективности при гипертермии

Согласно полученным результатам, по выраженности терморегуляторного эффекта, объективными критериями которого являются снижение уровня энерготрат, прироста внутренней и поверхностной температуры тела, уменьшение теплонакопления и потоотделения, фармакологические препараты можно поставить в следующей последовательности: «пирацетам-бемитил-обзидан-фенибут». Вместе с тем обзидан (в отличие от фенибута) при воздействии эрготермической нагрузки обеспечивал стабилизацию кардиогемодинамических показателей на уровнях, соответствующих энергетическим потребностям организма. При этом, выявленные особенности действия фенибута и обзидана послужили основанием для проверки физиологической эффективности сочетанного их приема.

Исследования с одновременным применением фенибута (0,25 г) и обзидана (0,08 г) показали, что комбинация выбранных препаратов приводила к усилению термопротекторной эффективности. Об этом свидетельствовали динамика и величины показателей теплового состояния обследуемых при непрерывном выполнении ими работы одной и той же мощности (75% от МПК) и длительности в одинаковых условиях нагревающего микроклимата (табл. 12).

Таблица 12

Тепловое состояние спортсменов при работе мощностью 75 % от МПК в =81±1%, V=0,3±0,l м/с) после приема комбинации фенибута с обзиданом (М±m)жарком влажном микроклимате (Т=31±1°С,

При этом наблюдаемое улучшение теплового состояния обследуемых после приема фенибута с обзиданом можно объяснить более выраженным (по сравнению с раздельным) снижением уровня газоэнергообмена (табл. 13). Так, во всех случаях показатели газоэнергообмена значительно увеличивались в первые 20 мин работы, далее они продолжали возрастать до 40-й мин и затем оставались почти на одном уровне до момента прекращения работы. Однако в ходе ее выполнения результаты после применения комбинации фенибута с обзиданом оказались достоверно лучше, чем у лиц, принимавших отдельно фенибут или обзидан. В целом энергетическая стоимость выполненной работы была достоверно ниже, чем после приема плацебо.

Таблица 13

Показатели газоэнергообмена у спортсменов при работе мощностью 75 % от МПК в жарком влажном микроклимате после приема препаратов (М±m)

* -достоверные различия по сравнению с обзиданом;

*(*-достоверные различия по сравнению с обзиданом и фенибутом.

В наблюдениях с применением обзидана или его комбинации с фенибутом по значениям основных кардиогемодинамических показателей статистически значимых различий обнаружено не было. Однако по данным психофизиологических показателей выявлено, что комбинация препаратов, судя по сохранению скорости простой сенсомоторной реакции на уровне исходной, обеспечивала сохранение баланса процессов возбуждения и торможения в ЦНС. При этом также установлено отчетливое повышение (в среднем на 16 %) точной координации движений и поддержание статической мышечной выносливости на исходном (дорабочем) уровне.

Таким образом, потенцирование термопротекторного действия фенибута (0,25 г) и обзидана (0,08 г) посредством из комбинации было обусловлено существенным уменьшением теплопродукции организма, косвенным подтверждением чему явилось достоверное снижение энерготрат (по сравнению с контролем). Кроме того, комбинация препаратов в рассматриваемых условиях эрготермического воздействия обеспечивала нейро- и актопротекторный эффекты, что указало на необходимость проверки физиологической эффективности комбинации препаратов при курсовом приеме.

Протекторная эффективность курсового применения фенибута и обзидана при эрготермической нагрузке

Сравнительные исследования показали, что комбинированное применение фенибута и обзидана на протяжении 5 дней при выполнении 60-минутной непрерывной работы большой мощности в условиях нагревающего микроклимата вызывало снижение расхода энергии у лиц экспериментальной группы по сравнению с контрольной. При этом в 1-й день эрготермического воздействия достоверное уменьшение энерготрат составило 21,4 %, во 2-й - 18,6 %, в 3-й и 4-й дни - 18 % и в 5-й - 19,3 % относительно уровня этого показателя в те же дни у лиц группы «плацебо».

Наблюдаемое снижение энергетической «стоимости» заданной работы в нагревающей влажной среде может свидетельствовать об экономном расходовании энергии у обследуемых, принимавших смесь фенибута и обзидана в течение 5-дневного курса. Это достигалось за счет одновременного уменьшения объема легочной вентиляции и потребления кислорода тканями организма. Действительно, в обеих сериях наблюдений OE и Vизменения V2 происходили параллельно изменениям ЭТ. Однако различия проявлялись в том, что при курсовом приеме комбинации препаратов значения этих показателей оказались достоверно меньше на 12,9±3,6 и 0,37±0,1 л/мин (1-й день), на 10,2±3,4 и 0,34±0,09 л/мин (2-й день), на 11,2±3,5 и 0,32±0,08 л/мин (3-й и 4-й дни), 13,2±3,4 и 0,38±0,1 л/мин (5-й день) относительно их величин этих в те же дни приема плацебо.

Отчетливое снижение расхода энергии на обеспечение тяжелой физической работы в нагревающих условиях среды нашло отражение в оптимизации теплового состояния у лиц экспериментальной группы, у которых в первые три дня эрготермического воздействия прирост Тor к концу работы оказался одинаковым и составил в С по отношению к исходнойС, а в последующие 2 дня - 0,3 среднем 0,4 С). У лиц контрольной группы прирост Тor к моментувеличине (36,6±0,05 С (2-й иС (1-й день), 0,8±0,03 прекращения работы достигал 0,9±0,06 С (4-й и 5-й дни), при абсолютных значениях3-й дни), 0,7±0,03 С.С и 37,4±0,05С, 37,5±0,08 соответственно 37,6±0,08

Рассматривая такой важных показатель теплового состояния, как Q), следует отметить, что у лиц контрольной группытеплонакопление ( максимальная величина (7,2±0,3 кДж/кг) обнаруживалась в 1-й день на 60-й мин работы. В последующие дни отмечалось постепенное его уменьшение до 6,2±0,2 кДж/кг (5-й день). У лиц экспериментальной группы Q с 4,6±0,2 кДж/кг (1-йтакже регистрировалось постепенное снижение день) до 4,1±0,2 кДж/кг (5-й день).

О снижении теплового напряжения организма под влиянием комбинированного применения препаратов можно было судить и по уменьшению интенсивности потоотделения. Так, если в контроле влагопотери за все дни работы в жаркой влажной среде составляли в среднем 1230 г/ч (1-й день), 930 г/ч (2-й день) 1030 и 1050 г/ч (3-й и 4-й дни) и 1000 г/ч (5-й день), то после приема комбинации препаратов они достоверно снижались до 660 г/ч (1-й и 2-й дни), 560 г/ч (3-й день), 600 г/ч (4-й день) и 550 г/ч (5-й день).

Одновременно регистрировались разнонаправленные сдвиги в характере динамики и в уровнях показателей сердечно-сосудистой системы. Так, в ходе ежедневных экспериментов с приемом плацебо усиление сердечной деятельности у обследуемых отмечалось с самого начала мышечной работы и проявлялось в непрерывном увеличении ЧСС, максимальная величина которой к концу работы оставалась во все дни практически одинаковой (табл. 14). Несколько иная динамика и абсолютные значения ЧСС обнаруживались у обследуемых при ежедневном приеме комбинации фенибута и обзидана. В этих случаях ЧСС в первые 10-15 мин увеличивалась до 125-132 уд/мин, после чего оставалась на достигнутом уровне до конца работы.

Таблица 14

Показатели кардиогемодинамики к концу работы субмаксимальной мощности в жарком влажном микроклимате при курсовом приеме плацебо и комбинации фенибута m)с обзиданом (М

*-Достоверные различия по сравнению с плацебо.

Изменения системной гемодинамики у лиц группы «плацебо» были практически одинаковыми за все дни эрготермического воздействия. Они выражались в 178 мм рт.ст) внепрерывном росте АДс с максимальным подъемом (174 38 мм рт.ст. иконце работы, падением к этому времени АДд до 35 замедленным уменьшением СГД (снижение к исходному в среднем 10 мм рт.ст.). У лиц экспериментальной группы за все дни эрготермического воздействия АДс к 15 мин от начала работы увеличилось на 19-23 мм рт.ст., АДд уменьшилось на 19-20 мм рт.ст., после чего они сохранялись на одном уровне до момента прекращения работы. СГД характеризовалось снижением на 4-5 мм рт.ст. после 15 мин работы и последующей стабилизацией до конца работы.

При сравнительном изучении психофизиологических показателей выявлялись достоверные различия в скорости простой сенсомоторной реакции, величины критической частоты слияния световых мельканий, способности к точной координации движений и статической выносливости мышц кисти и предплечья (табл. 15).

Таблица 15

Психофизиологические показатели при работе субмаксимальной мощностив жарком влажном микроклимате при курсовом приеме «плацебо» и m) комбинации фенибута с обзиданом (М

В скобках - прирост (+) или снижение (-) к исходным величинам; *-досто-верные различия по сравнению с исходными данными.

Если судить по статистически значимому замедлению скорости ответной реакции на световой стимул, то у лиц контрольной группы каждый день в конце работы нарушалось соотношение основных нервных процессов в сторону торможения. При этом сохранение в эти же дни недели скорости ответной реакции на уровне исходной после приема комбинации препаратов указывало на баланс процессов возбуждения и торможения в нервной системе.