Механизмы воздействия реальной и искусственной среды термообитания на организм спортсменов Мельников Виктор Иванович

Содержание к диссертации

Введение

Глава 1. Теоретический анализ проблемы (обзор литературы) 16

1.1. Погода, климат и их влияние на организм человека. 16

1.2. Климат Дальнего Востока. 24

1.3. Население. 34

1.4. Терминология и основные понятия при воздействии реальной и искусственной среды термообитания на организм спортсменов . 35

1.5. Механизмы терморегуляция человека. 41

1.6. Температура кожного покрова. 61

1.7. Некоторые особенности адаптации детского организма к экстремальным эколого-географическим условиям дальнего Востока. 65

1.8. Влияние экстремальных эколого-географических условий Дальневосточного региона на заболевания органов дыхания. 68

1.9. Возможность проведения занятий на открытом воздухе при низких температурах по данным экспериментальных групп. 87

1.10. Возможности проведения занятий на открытом воздухе при низких температурах по данным контрольных групп. 92

Глава 2. Методология и организация исследования. 100

2.1. Методы исследования. 100

2.2. Организация работы. 103

Глава 3. Результаты влияния низких температур и сопутствующих факторов охлаждения на организм детей коренного населения и переселенцев во время занятий физическими упражнениями . 108

3.1. Понижение температуры открытых участков тела при различных состояниях температуры окружающей среды в экспериментальных и контрольных группах. 108

3.2. Сопутствующие факторы охлаждения и их влияние на открытые участки тела. 110

Глава 4. Влияние экстремальных географических условий дальневосточного региона на спирографические показатели школьников при занятиях физическими упражнениями, на примере холодовой пробы 112

4.1. Результаты спирографических исследований до и после холодовой пробы при температуре минус 20C – минус 25C. 112

4.2. Результаты спирографических исследований до и после холодовой пробы при температуре минус 25С – минус 30С. 114

4.3. Результаты спирографических исследований до и после холодовой пробы при температуре минус 30С – минус 35С. 115

Глава 5. Эффективность проведения занятий при низких температурах на открытом воздухе . 119

Глава 6. Влияние БАД «Моллюскам» на коррекцию окислительно-холодового стресса, развивающегося в эколого-географических условиях Дальневосточного региона у спортсменов-гребцов. 124

6.1. «Моллюскам» – биологическая активная добавка гидробионтного происхождения. 124

6.2. Показатели клинического анализа крови до и после применения БАД «Моллюскам» у спортсменов-гребцов. 127

6.3. Показатели цитокинового профиля до и после применения БАД «Моллюскам» у спортсменов-гребцов. 136

6.4. Метаболические показатели крови спортсменов гребцов до и после применения БАД «Моллюскам». 143

Глава 7. Методические рекомендации по проведению занятий с детьми коренного населения и переселенцев на открытом воздухе при низких температурах . 148

7.1. Организационные основы занятий. 148

7.2. Методика проведения урока. 151

7.3. Инструкция по температурным нормам. 154

7.4. Биоклиматическая система спортсмена. 158

7.5. Экоспортивный кодекс спортсменов и любителей лыжного спорта . 162

7.6. Гигиенические и социально-бытовые мероприятия ускоряющие процесс акклиматизации к холоду. 166

7.7. Рекомендации по питанию. 167

7.8. Закаливание. 168

7.9. Профилактика отморожений. 170

7.10. Оказание первой помощи. 171

Заключение. 172

Выводы. 184

Практические рекомендации. 189

Список сокращений и условных обозначений. 190

Список литературы. 192

Приложение А (информационное) БАД “Моллюскам”. 221

Приложение Б (информационное) Перечень биологически активных добавок используемых в отрасли “Физическая культура и спорт”. 223

Б.1. Биологически активные добавки флавоноидного происхождения. 223

Б.2. Биологически активные добавки, полученные из гидробионтов. 224

Б.3. Биологически активные добавки в рационе питания китайских спортсменов. 225

Б.4. Лекарственные препараты традиционной китайской медицины в спорте. 226

Б.5. Ноотропные препараты. 227

Б.6. Средства местного применения. 227

Приложение В (информационное) Предпроектное предложение проекта «ПОЛИКОН» для Дальневосточного региона России 228

Приложение Г (информационное) Медико-техническое задание на разработку экспериментального образца спортивно-игрового тренажера для учащихся. 230

• Терминология и основные понятия при воздействии реальной и искусственной среды термообитания на организм спортсменов
• Результаты спирографических исследований до и после холодовой пробы при температуре минус 30С – минус 35С.
• Показатели цитокинового профиля до и после применения БАД «Моллюскам» у спортсменов-гребцов.
• Экоспортивный кодекс спортсменов и любителей лыжного спорта

Введение к работе

Актуальность проблемы.

Спортсмен, проживающий и тренирующийся в конкретной

географической точке Земли, представляет собой своего рода открытую систему, достаточно стабильную в такой же степени, в какой стабильным является климат в этой точке.

Флюктуации стабильности различной степени выраженности (малой, средней, высокой) наступают либо при воздействии на эту систему изменений погодных условий – различных кратковременных сдвигах климатических параметров, либо при перемещении в пределах далеко отстоящих географических точек Земли. Особенно это наглядно проявляется в ситуациях с коммерческими стартами и с высокой мобильностью спортсменов, связанной с развитием транспортных услуг и требованиями спортивных менеджеров (широтные и долготные пересечения земной поверхности).

Погода и климат существенно влияют на организм человека. Принято
считать, что градиент температуры между окружающей средой и поверхностью
биологического объекта является основополагающим фактором, что

определялось термином «холод» или «тепло».

История изучения механизмов адаптации к холоду насчитывает много десятилетий, однако с углублением знаний в этой области и усилением методической базы науки перед исследователями встают все новые и новые вопросы и появляются новые возможности их решения. И это касается в первую очередь методологии вопроса. Так, само понятие «влияние холода» предполагает, что холод – это некое излучение, наподобие других, которые «влияют» на живые организмы. На самом же деле, это не более чем «дефицит инфракрасного излучения». Соответственно, методологически, именно так и должна быть поставлена проблема. Далее, «дефицит инфракрасного излучения» редко связывают с дефицитом или избытком другой части Солнечного спектра, магнитного поля Земли и т. д. Это важно в связи с тем, что в настоящее время идет интенсивный приток населения, возникает важная проблема, связанная с изучением физиологии и патологии механизмов адаптации человека в разных климато-географических и производственных районах Дальнего Востока.

На большой территории северо-восточной части Российской Федерации имеется зона, где на протяжении 7 месяцев среднемесячная температура воздуха -29 С, а в отдельные периоды наблюдается даже температура от -35 до -60 С.

Вековая история жизни переселенцев Дальнего Востока показала, что они успешно приспособились к суровому климату, сохранили свое здоровье и работоспособность на долгие годы, у них появилось жизнеспособное потомство.

Все эти моменты говорят о том, что процесс акклиматизации прошел успешно, однако незаконченное развитие, несовершенство функций ряда органов и систем, обусловленных анатомо-физиологическими особенностями организма ребенка, определяют своеобразную реактивность, во многом

зависящую от окружающей среды, в том числе от климато-географических условий, питания и психомоторного развития ребенка, создающих условия его адаптации к окружающей среде.

Коренное население данной зоны занимается в основном оленеводством и по условиям своего труда определяет детей в школы-интернаты. В школах-интернатах пока нет возможности проводить занятия физической культурой в закрытом помещении, но зато есть возможность заниматься лыжным спортом, так как на протяжении 7 месяцев в году лежит снег.

Практически подготовка детей коренного населения к ходьбе на лыжах начинается с самого раннего детства, так как лыжи являются предметом жизненной необходимости в трудовой деятельности их родителей.

В постановлении Главного государственного санитарного врача РФ от 29.12.2010 № 189 (ред. от 25.12.2013) «Об утверждении СанПин 2.4.2.2821-10 “Санитарно-эпидемиологические требования к условиям и организации обучения в общеобразовательных организациях”» указано, что проводить занятия с учащимися на открытом воздухе можно только при температуре воздуха не ниже минус 16 С.

В северных и северо-восточных районах страны примерно с октября и по март месяцы температура обычно ниже указанных норм, следовательно, занятия по физической культуре с детьми, согласно инструкции, проводить не представляется возможным.

Фактически же дети местного и переселенческого населения, освобожденные от занятий по физической культуре из-за сильных морозов, проводят все свободное время на открытом воздухе и при температуре (-35–40 С), занимаясь различными играми и физическими упражнениями.

Исходя из наблюдений за жизнью местного населения, можно полагать, что вышеуказанные температурные нормы находятся в несоответствии с практикой и, конечно, требуют рационального, научного обоснования с учетом климатических условий изучаемой нами зоны.

Процессы взаимодействия человека с окружающей средой являются актуальными для современной медико-биологической науки, так как вновь осваиваемые территории по климатическим и биоклиматическим показателям являются наиболее неблагоприятными для проживания человека.

Дыхательная система как наиболее открытая система организма человека одной из первых, включается в реакцию приспособления организма к суровым климатическим условиям и играет важную роль в поддержании гомеостаза в экстремальных климатических условиях.

Авторэкспериментально определил влияние холодовой пробы на
спирографические показатели детей коренного и переселенческого населения.
При обследовании переселенцев было установлено компенсаторное

напряжение функционирования аппарата внешнего дыхания (повышение минутного объема дыхания и потребления кислорода). Компенсаторная гиперфункция легких была в большей степени выражена и у лиц переселенческого населения и в меньшей у лиц коренного населения – адаптированных к суровому климату.

Актуальность работы повышается в связи с тем, что удалось в качестве
средства профилактики и коррекции холодового воздействия, ускорения
холодовой адаптации, сохранения работоспособности и устойчивости к
утомлению испытать новый препарат антиоксидантного действия

«Моллюскам», полученный из морских гидробионтов – моллюсков, который разрешен к применению в качестве биологически активной добавки Институтом питания РАМН. Способ получения «Моллюскам» защищен патентом РФ от 22.03.2000 № 2171066.

Нормативная документация на БАД «Моллюскам» включает ТУ № 9283-
247-00472012-04 и ТИ №36-187-04. Санитарно-эпидемиологическое
заключение № 77.99.11.3.У.4071.10.04 от 08.10.2004 Министерства
здравоохранения Российской Федерации позволяет производить «Моллюскам»
как БАД.

Объект исследования – физиологические закономерности деятельности вегетативных систем организма детей коренного населения и переселенцев при занятиях физкультурой в условиях зимы Дальнего Востока.

Предмет исследования – влияние низких температур и сопутствующих факторов охлаждения на терморегуляцию открытых участков тела у учащихся 12–17 лет в процессе учебных занятий физической культурой; влияние холодовой пробы на спирографические показатели учащихся при занятиях физическими упражнениями; оценка эффективности применения БАД «Моллюскам» на систему крови и на содержание оппозитных цитокинов в сыворотке крови и метаболические процессы в мышечной ткани у спортсменов в период интенсивных физических нагрузок.

Цель исследования – экспериментально обосновать возможность
занятий физическими упражнениями детей разного возраста при низких
температурах окружающей природной среды. На этой основе разработать
рекомендации по методике проведения занятий на открытом воздухе и
проведение профилактики простудных заболеваний. Провести испытания по
выяснению возможности фармакологической коррекции комплекса климато-
географических воздействий региона Дальнего Востока на спортсменов с
целью ускорения адаптации, сохранения работоспособности и устойчивости к
утомлению с помощью антиоксидантного препарата «Моллюскам»,

полученного из морских гидробионтов-моллюсков.

Задачи исследования

1. Исследование экстремальных климато-географических условий Дальневосточного региона с целью определения возможности проведения занятий физкультурой с детьми на открытом воздухе.

2. Исследование влияния экстремальных климато-географических условий Дальневосточного региона на организм детей коренного населения и переселенцев во время занятий физическими упражнениями.

3. Исследование эффективности проведения занятий в экстремальных климато-географических условиях Дальневосточного региона с детьми коренного населения и переселенцев.

4. Определить влияние экстремальных климато-географических условий Амурской области на спирографические показатели учащихся при занятиях физическими упражнениями, на примере холодовой пробы. Наметить дополнительные пути первичной и вторичной профилактики простудных заболеваний в этом районе.

5. Исследовать влияние биологически активной добавки «Моллюскам» на коррекцию окислительно-холодового стресса, развивающегося в климато-географических условиях Дальневосточного региона у спортсменов-гребцов.

Теоретико-методологическую основу исследования составляют

положения о физиологических механизмах интеграции, социализации организма детей коренного, интегрированного населения, у спортсменов-гребцов к климато-географическим условиям Дальневосточного региона.

Научная новизна:

1. Впервые дано научное обоснование возможности проведения занятий физкультурой (в частности по лыжной подготовке) на открытом воздухе в экстремальных климато-географических условиях Дальневосточного региона с детьми разных возрастных групп коренного населения и переселенцев на основании проведенных экспериментальных исследований.

2. Экспериментально показано положительное влияние применения разработанной новой методики занятий физкультурой в условиях естественной среды на состояние здоровья и физическое развитие детей школьного возраста.

3. Разработаны новые температурные нормы проведения уроков физкультуры для северных, центральных и южных районов Дальнего Востока.

4. Впервые был проведен сравнительный анализ спирографических показателей детей коренного населения и переселенцев с целью выяснения механизмов адаптации респираторной системы к экстремальным климато-географическим условиям Дальневосточного региона. Рассмотрены новые возможности первичной и вторичной профилактики простудных заболеваний в этих районах.

5. Впервые применена новая биологически активная добавка «Моллюскам», полученная из морских гидробионтов, в качестве средства коррекции антиоксидантного статуса спортсменов-гребцов высокой квалификации для ускорения адаптации к экстремальным климато-географическим условиям Дальневосточного региона.

Основные положения, выносимые на защиту:

6. Влияние низких температур и сопутствующих факторов охлаждения на температуру открытых участков тела.

7. Влияние низких температур и сопутствующих факторов охлаждения на спирографические показатели школьников при занятиях физическими упражнениями.

8. Влияние БАД «Моллюскам» на гемограмму крови спортсменов-гребцов, на содержание оппозитных цитокинов в сыворотке крови и метаболические процессы в мышечной ткани.

9. Предложенные температурные нормы занятий физическими упражнениями в климатических условиях Дальнего Востока.

5. Биоклиматическая система человека. БКСС – как элемент визуализации комплексного изучения влияния климато-географических факторов на биосистему спортсменов.

Теоретическая значимость работы.

Результаты настоящего исследования расширяют современные

представления о закономерностях взаимодействия организма человека вообще
и ребенка в частности с окружающей средой, о физиологических механизмах
адаптации вегетативных систем, опорно-двигательного аппарата к

экстремальным климато-географическим условиям Дальневосточного региона.

Практическая значимость исследования.

10. Даны методические рекомендации по организационным основам занятий, методике проведения учебных занятий, предупреждению отморожений и оказанию первой помощи при них, питанию, закаливанию детей коренного и переселенческого населения в условиях Дальневосточного региона.

11. Разработаны новые температурные нормативы и коэффициенты влажности воздуха для проведения уроков физической культуры с детьми разного возраста в экстремальных климато-географических условиях Дальневосточного региона.

12. Для нейтрализации негативного воздействия экстремальных климато-географических условий Дальневосточного региона апробирован и рекомендован к употреблению в спорте антиоксидантный препарат «Моллюскам», полученный из гидробионтов.

13. Комплексная оценка цитокинового профиля крови позволила выявить нарушение и скорректировать процессы иммуногенеза в период интенсивных тренировок спортсменов-гребцов в экстремальных климато-географических условий Дальневосточного региона.

14. Биоклиматическая система человека представляет собой индивидуально организованный человеческий организм, находящийся в условиях острого, подострого или хронического воздействия климатических характеристик данной местности.

Легитимность исследования подтверждена решением Этического комитета по биомедицинской этике Владивостокского филиала ФГБУ, Дальневосточного Научного Центра Физиологии и Патологии Дыхания СО РАМН «Научно-исследовательский институт медицинской климатологии и восстановительного лечения». Протокол № 4 от 25 сентября 2013 года открытого заседания совместно с членами Ученого совета института.

Степень обоснованности и достоверности научных положений, рекомендаций и выводов, полученных автором диссертации

Достоверность и обоснованность полученных в работе результатов, основных положений, выводов подтверждается:

– достаточным контингентом испытуемых и большим объемом собранного теоретико-методического материала по проблеме исследования;

– объективностью избранных методик (при анализе материала), адекватных задачам исследования;

– продуманной организацией эксперимента, его продолжительностью;

– статистически однородными показателями испытуемых

экспериментальных и контрольных групп;

– корректностью математико-статистических выкладок и интерпретацией полученных результатов;

– внедрением полученных результатов в практику спорта.

Исследования образцов крови проводили в лаборатории ООО «Авиценна плюс» (ген. директор А. П. Пополитов).

Внедрение результатов исследований.

Внедрение результатов исследования:

– в виде обсуждения представленных докладов на региональные и международные конференции (Кыргызстан, Китай, Германия, Англия, Франция);

– авторские методики В. И. Мельникова были внедрены в учебный
процесс по подготовке специалистов 032101.65 «Физическая культура и спорт»
и бакалавров 034300.62 «Физическая культура» на факультете водных видов
спорта Морского государственного университета им. адмирала

Г. И. Невельского. Внедрение шло через лекционные курсы по дисциплинам «Спортивная медицина», «Спортивная фармакология» и «Спортивное здоровье»;

– в процессе организации и проведения учебных занятий по дисциплине «Физическая культура» студентов Дальрыбвтуза, учащихся Приморского училища олимпийского резерва;

– в тренировочном процессе яхт-клуба «Семь футов» и велосипедного клуба «Пелотон»;

– в школах Уссурийского района и г. Уссурийска.

Акты внедрения прилагаются.

Апробация работы.

Основные положения диссертации доложены и обсуждены на
региональных, республиканских, всесоюзных и международных конференциях
и симпозиумах: Harbin Internal Winter Cilies Forum (Harbin (China), 15–18^th
January 1998); X Internal Scientific Practical conf. «Prospects World Science»
(Sheffield (England)), 30 july – 7 august, 2014.; Всесоюзной научно-практической
конференции (г. Хабаровск, 27–30 октября 1980 г.); IV Межвузовской научно-
практической конференции по физвоспитанию профессорско-
преподавательского состава и аспирантов вузов Минрыбхоза СССР
(г. Калининград, 1990 г.); ХХХ научно-методической конференции
«Перспективы развития морского образования на Дальнем Востоке»
(г. Владивосток, 2006 г.); II Международной научно-практической
конференции «Актуальные вопросы физической культуры и спорта»
(Уссурийск, 19–20 апреля 2007 г.); ХХХII Международной научно-
практической конференции МГУ им. Г. И. Невельского «Инновационные
технологии в образовательной деятельности вуза: опыт, проблемы, пути
совершенствования» (Владивосток, 2008); V Международной научно-
практической конференции «Актуальные вопросы физической культуры и

спорта» (Уссурийск, 15–16 апреля 2010 г.); Международной научно-
технической конференции «Актуальные проблемы освоения биологических
ресурсов Мирового океана» (г. Владивосток, 2010 г.); ХХХIV Международной
научно–методической конференции «Проблемы качества образования»
(г. Владивосток, 2010 г.); VI Международной научно-практической

конференции «Актуальные вопросы физической культуры и спорта»
(г. Уссурийск, 14–15 апреля 2011 г.); VI Всемирном конгрессе по
иммунопатологии и респираторной аллергии, VIII Съезде аллергологов и
иммунологов СНГ и V Съезде иммунологов России (Москва, 2011 г.); VII
Международной научно-практической конференции «Актуальные вопросы
физической культуры и спорта» (г. Уссурийск, 18–20 апреля 2012 г.);
Международной конференции «Биология – наука XXI века» (Москва, 24 мая
2012 г.); IХ Международной научно-практической конференции ДВФУ
«Актуальные вопросы физической культуры и спорта» (г. Владивосток, 23
октября 2014 г.); Всероссийской научно-практической конференции с
международным участием, посвященной 70-летию образования в МГМСУ им.
А. И. Евдокимова кафедры общей гигиены «Инновационные

здоровьесберегающие технологии в медицине и образовании» (Москва, 19 мая 2016 г.).

Публикации.

По теме диссертации опубликована 40 печатная работа. Из них: 2 монографии, 1 учебное пособие с грифом УМО по образованию в области физической культуры России от 02.04.1994, протокол № 16-71.108 с., 3 учебных пособия с грифом ДВ РУМЦ, 14 работ опубликовано в рецензируемых журналах, рекомендованных ВАК РФ, 20 работы доложены и изданы в материалах международных, республиканских и региональных конференциях и симпозиумах.

Личное участие автора.

Автор лично определил тему диссертационного исследования,

сформулировал цель, поставил задачи и определил методы их решения. Составил временной план работы, который включал в себя организационные вопросы и непосредственные исследования по всем разделам диссертации. Составил анкеты и организовал их заполнение. Определил школы, в которых будут проводиться исследования. Получил официальное разрешение местных органов образования и здравоохранения на проведения экспериментальных исследований в экстремальных климатических условиях Дальнего Востока. Приобрел необходимые препараты и приборы для проведения исследований. Выполнил обзор литературы, провел все запланированные экспериментальные исследования, статистический анализ и обработку полученных результатов. Подготовил к печати публикации по результатам исследований. Написал и оформил рукопись диссертации и автореферата. В итоге личный вклад автора в подготовку диссертационной работы составил более 90 %.

Объем и структура диссертации.

Диссертация изложена на 232 страницах компьютерного текста и состоит из введения, 7 глав, заключения, выводов, практических рекомендаций,

библиографического указателя использованной литературы, который содержит 303 источника (224 отечественных и 79 зарубежных авторов), приложения, списка сокращений и условных обозначений. Работа иллюстрирована 27 рисунками, 12 таблицами.

Терминология и основные понятия при воздействии реальной и искусственной среды термообитания на организм спортсменов

Пожалуй, нет такой области биологических знаний, где не применялись бы термины: адаптация, акклимация, акклиматизация, привыкание, срочная, отставленная, долговременная, адаптации, закаливание и т. д. Памятуя о том, что «…термины не изобретают, а о них договариваются», мы сочли необходимым «договориться» о нашем понимании некоторых терминов, используемые в нашей работе [141; 142].

Акклиматизация человека – это сложный процесс, при котором наряду с выработкой приспособительных реакций организма на воздействие климата происходит активное приспособление внешней среды к человеку, в силу чего смягчается и компенсируется неблагоприятное воздействие сурового климата.

Ведущая роль в процессе акклиматизации принадлежит факторам внешней среды – жилищным условиям, питанию, одежде, организации труда и быта и другим вопросам оздоровления условий жизни населения.

Об акклиматизации человека можно говорить в том случае, если он сумел не только «выжить» в данном климате, но и давать жизнеспособное потомство при одновременном сохранении нормального уровня психического и физического здоровья и работоспособности.

Акклиматизация – это длительная адаптация (привыкание) к изменяющимся условиям среды, и поэтому изучение адаптационных процессов является ключом к раскрытию механизма и самого процесса акклиматизации. Адаптация – это физиологическое приспособление строения и функций организма, изменений его органов и клеток в соответствии с условиями окружающей среды. Проблема адаптации необычайно широка и многогранна, охватывает сферу интересов биологов, физиологов и медиков. Биология и экологическая физиология занимаются изучением видовой приспособляемости. Физиология исследует индивидуальную адаптацию, ее формирование и механизмы.

Для обозначения хронических сдвигов в организме пользуются рядом терминов.

Hart J. S. предложил следующие определения [259; 260]:

- акклиматизация – изменения реактивности организма, наступающие в результате продолжительного влияния условий окружающей среды;

- акклимация – сдвиги, возникающие в результате воздействий, соизмеримых по продолжительности с длительностью жизни индивидуума;

- адаптация – приспособительные сдвиги, развивающиеся на протяжении нескольких поколений.

Термин «адаптация» используется в биологии только в узком смысле для определения сдвигов, развивающихся в течение очень длительных периодов времени, его не следует употреблять для обозначения изменений, наступающих очень быстро.

Физиологи пользуются этим же термином для описания относительно очень быстро протекающих изменений, например, «темповая адаптация», «адаптация рецепторов» и т. п.

Гербурт-Гейбович А. А., Кандрор И. С., Чубуков Л. А. считают, что, говоря о влиянии климата на человека, следует делать различие между краткосрочным и долгосрочным воздействием климата. Если погодные условия, прежде всего, определяют характер терморегуляторных реакций и тепловое состояние человека в данный момент, то климатические особенности местообитания обусловливают адаптационные перестройки физиологических функций. Примером последних могут служить: повышение или понижение общего уровня обмена веществ, водно-солевого обмена, изменения форменного состава крови, понижение или повышение иммунобиологических свойств организма и его общей реактивности. Такого рода «перестройки» объединяются в понятии акклиматизация. Для акклиматизации необходимо воздействие всего комплекса факторов, присущих данному климату [52].

Процесс акклиматизации достаточно длителен. Иногда продолжительности одного сезона и даже года не хватает для полного развития приспособительных сдвигов, и они достигают расцвета в течение нескольких лет.

Общим результатом акклиматизации, которая может включать необычайно широкий спектр физиологических реакций, является повышение работоспособности и устойчивости организма к воздействию местного климата, приобретение одних и утрата других привычек, улучшение самочувствия и снижение заболеваемости.

Якименко М. А. в одной из своих работ хорошо рассмотрел правильность использования терминов акклиматизация, адаптация и акклимация [223].

Достаточно редко встречается термин «habituation» – привыкание. Это состояние, по мнению О. LeBlanc, является не метаболической адаптацией, а активацией симпатической нервной системы, которая противостоит развитию стрессорной ситуации, в частности, при охлаждении организма [267, 268; 269, 270].

В качестве альтернативы Ю. Ф. Пастухов предлагает ускоренную модель адаптации, которая является своего рода развитием работ Леблана: кратковременное (по 10–40 мин) воздействие холода от минус 10С до минус 20С 6–9 раз в день с интервалом в тепле от 40 до 60 мин в течение 1–4 дней. Суммарное время действия холода составляет 3–6 часов. Такой режим адаптации, производя «раскачку» параметров гомеостаза, повышает устойчивость не только к холоду, но и к гипоксии, повышает неспецифическую иммунную резистентность. После ускоренной адаптации не выявлено существенных изменений в интенсивности метаболизма, терморегуляторной электрической активности мышц, калоригенном действии норадреналина, реакции щитовидной железы на охлаждение [162].

Меерсон Ф. 3., Пшенникова М. Г. в развитии большинства адаптационных реакций выделяет два этапа [142]: 1) начальный этап – «срочная», но несовершенная адаптация;

2) последующий этап – совершенная долговременная адаптация. Начальный этап адаптационной реакции возникает непосредственно после начала действия раздражителя и, следовательно, может реализоваться лишь на основе готовых, ранее сформировавшихся физиологических механизмов.

Проявлениями «срочной» адаптации являются увеличение теплопродукции в ответ на холод, увеличение теплоотдачи в ответ на тепло, рост легочной вентиляции и минутного объема сердца в ответ на недостаток кислорода и т. д.

Важнейшая черта этого этапа адаптации состоит в том, что деятельность организма протекает на пределе его физиологических возможностей, при почти полной мобилизации функционального резерва и далеко не в полной мере обеспечивает необходимый адаптационный эффект.

«Долговременный» этап адаптации возникает постепенно, в результате длительного или многократного действия на организм факторов окружающей среды. Он развивается на основе многократной реализации «срочной» адаптации и характеризуется тем, что в итоге постепенного количественного накопления каких-то изменений организм приобретает новое качество из неадаптированного превращается в адаптированный.

Сопоставляя «срочный» и «долговременный» этапы адаптации, нетрудно сделать вывод, что переход от «срочного» этапа к «долговременному» знаменует собой узловой момент адаптационного процесса, так как именно этот переход делает возможной постоянную жизнь организма в новых условиях, расширяет сферу его обитания и свободу поведения в меняющейся биологической и социальной среде.

Весь процесс адаптации Ф. З. Меерсон рассматривал через четыре стадии [141; 142].

1. Первая стадия – срочной адаптации характеризуется мобилизацией предсуществующих адаптационных механизмов гиперфункцией или началом формирования функциональной системы, ответственной за адаптацию. Эта структура, обеспеченная гиперфункцией, несмотря на свое недостаточное совершенство, дает организму возможность «продержаться» до развития долговременной адаптации. В сфере поведения – это стадия расточительных и лишь иногда удачных ориентировочных реакций, в сфере приспособления к физической нагрузке – это стадия работы на пределе, с максимальным минутным объемом кровообращения и дыхания, высокой, близкой к критическому уровню, концентрацией лактата в крови и т. д. В основе этой начальной стадии лежит триада: гиперфункция системы, специфически ответственной за приспособление к данному фактору, стресс-реакция и нарушение функции, обусловленное имеющимися сдвигами гомеостаза. Независимо от того, к чему именно адаптируется организм, стадия срочной или аварийной адаптации характеризуется выраженным увеличением распада структур.

2. Вторая стадия – переход срочной адаптации в долговременную характеризуется активацией синтеза нуклеиновых кислот и белков в клетках системы, специфически ответственной за адаптацию, – увеличением мощности этой доминирующей системы. Такое дополнительное увеличение массы структур нервных центров, эндокринных желез, исполнительных органов, обеспеченное синтезом дополнительных популяций молекул РНК и белка и проявляющееся гипертрофией или гиперплазией клеток соответствующих органов, опять-таки представляет собой выражение структурной «цены» адаптации и вместе с тем увеличивает мощность доминирующей адаптационной системы и уменьшает стресс-реакцию. В дальнейшем в большинстве случаев развивается устойчивая адаптация.

Результаты спирографических исследований до и после холодовой пробы при температуре минус 30С – минус 35С.

Результаты спирографических исследований до и после холодовой пробы при температуре минус 30/350C отражены в рисунках 11-13.

Анализируя полученные данные показателей деятельности респираторной системы, в свете исследования механизмов адаптации организма к гипотермическим условиям среды, сравнивая их с показателями контрольной группы, можно проследить тенденцию начала адаптации, поскольку респираторная система первой встречается с воздухом низкой температуры, наряду с открытыми участками тела.

Сравнивая изменение респираторных показатели детей переселенцев с детьми коренного населения до и после холодовой пробы, можно заметить, что глубина дыханий, как до, так и после холодовой пробы была существенно больше у детей коренного населения: 402/436 мл при дельте 23,9 мл (рисунок 5), против 342,2/364 с дельтой 21,8 мл (рисунок 7). При меньшей частоте дыханий по сравнению с переселенцами: 20,6/21,8 раз при дельте 1,2 (рисунок 5) против 23,5/25,4 дельта 1,9, дети коренного населения (рисунок 7) дольше «держали воздух» в легких, что должно привести к увеличению потребления кислорода. Однако потребление кислорода у детей коренного населения было меньше, чем у переселенцев: 232/247 дельта 15 (рисунок 5), против 265/278 дельта 13 (рисунок 7). Здесь налицо проявление «гипоксического парадокса», заключающегося в том, что благодаря изменению характера жирового обмена, переход на непредельные липиды, в альвеолах коренного населения происходит прямое окисление жиров, с целью получения «прямого тепла» непосредственно в легких, минуя обменные процессы, чего переселенцы «делать еще не умеют».

Во всех трех температурных диапазонах спирографические показатели, после холодовой пробы были улучшены, по сравнению исходным состоянием, как в экспериментальных, так и контрольной группе (рисунки 5–13).

Исключением стали показатели при температуре минус 30/минус 35С. В группе № 2 – дети переселенческого населения из Сибири и в группе № 3 – дети переселенческого населения из западных и южных областей России. Глубина дыхания в этих группах была немного ниже исходных величин до холодовой пробы. Так, глубина дыхания в группе № 2 составила 401 мл против 385,3 мл, при дельте 15, 3 мл (рисунок 12) и в группе № 3 400,5 мл против 368,3 мл, при дельте 32,12 (рисунок 13).

При температуре минус 30/35С потребление кислорода составило 298,4 против 246,9 мл в мин., дельта 51,5 мл в мин. Частота дыхания 25 раз в мин., против 28,4 раз в мин., дельта 3,4 раз в мин. (рисунок 13).

Во всех группах при трех температурных диапазонах произошло увеличение потребление кислорода за счет увеличения частоты дыхания.

«Неожиданные» результаты выявили респираторные показатели второй экспериментальной группы – переселенцы из Сибирского региона. Казалось бы, по температурным показателям, инсоляции (число солнечных дней), атмосферным явлениям (давление, влажность, ветреность) Сибирский район очень близок к районам Дальнего Востока, поэтому, следовало бы ожидать сходных респираторных реакций на холодовую пробу с детьми контрольной группы (коренное население). Однако их результаты занимают промежуточное положение между переселенцами из Европейской части и коренным населением, приближаясь или опережая то одну, то другую группу. Так, по частоте дыханий они ближе к контрольной группе: 21,2/23,1 дельта 1,9, по глубине дыханий – к переселенцам из Европы: 256,3/371,4 дельта 115, по скорости потребления кислорода их показатели «выдающиеся» из первой и второй групп испытуемых: 296/304 мл, дельта 10 (рисунок 6).

Мы объясняем этот феномен тем, что не только температурные условия формирует адаптацию к пониженным или повышенным их значениям, но как указывалось выше (см. обзор литературы), но и спектр солнечной радиации, который изменяется в широтном направлении. В частности, Дальневосточный регион на 10 градусов отличается от Сибирских регионов, из которых происходят переселенцы. У них сформирован специфический обмен веществ, гормональный профиль, цитокиновый профиль, как следствие гормонального, под воздействием и в соответствии не только со сходными погодными условиями, но и с другими климатическими компонентами (см. параграф, посвященный климату), в частности, со спектром солнечной радиации, особенностям магнитного поля земли данного района.

Показатели цитокинового профиля до и после применения БАД «Моллюскам» у спортсменов-гребцов.

Выбор исследованных цитокинов был не случаен. Мы ориентировались на их основные биологические эффекты и клетки-продуценты. Поскольку среди разнообразных функций системы цитокинов нас интересовали имму-норегуляторные, были исследованы ИЛ-2, ИЛ-4, ИФН и растворимые рецепторы ИЛ-2 (SRИЛ-2).

Важным представляется анализ активации Т-клеток. На сегодняшний день одним из наиболее изученных продуктов активации иммунокомпетент 137 ных клеток являются растворимые клеточные рецепторы, среди которых одну из ведущих позиций занимает растворимый рецептор ИЛ-2 (SRИЛ-2). Эта молекула представляет собой растворимую форму клеточного рецептора к ИЛ-2, который компрессируется в процессе активации на поверхности лимфоцитов. Он образуется как в результате шеддинга (слущивания) поверхностных молекул лимфоцитов, так и непосредственной секреции молекулы рецептора в межклеточное пространство и в кровь. Функции растворимой формы рецептора ИЛ-2 в организме еще окончательно не установлены. Предполагается, что SRИЛ-2 в циркуляции может связывать излишки цито-кина и выполнять роль сывороточного депо этого фактора. Интерес к определению этого маркера в клинике связан с тем, что SRИЛ-2 служит прямым показателем вовлеченности механизмов клеточного иммунитета, отражающий активацию лимфоцитов.

В связи с этим проведена оценка уровня SRИЛ-2 в крови спортсменов. Все исследования проводились в группах спортсменов в период интенсивных физических тренировок дважды: до приема биологически активного средства из мантии моллюсков и после его приема (через 15 дней).

Оценка цитокинового профиля крови позволила выявить некоторые механизмы иммуномодулирующих эффектов «Моллюскам».

Первая обследованная группа состояла из спортсменов мастеров спорта 21–24 лет, гребцов, членов сборной Приморского края.

Анализ цитокинового профиля крови спортсменов-гребцов I группы после приема «Моллюскам» выявил статистически значимое увеличение уровня снижение растворимого рецептора ИЛ-2 при одновременной тенденции к снижению ИЛ-2 (таблица 7, рисунок 21). Что, с одной стороны, свидетельствует об активации ИФН моноцитов-макрофагов, т.е. клеток-эффекторов врожденного иммунитета, участвующих в процессах фагоцитоза и презентации антигенов, а, с другой, о снижении напряженности Т-клеточной активации.

ИФН – цитокин, участвующий в клеточном иммунном ответе и явля 138 ющийся маркером Тh 1-лимфоцитов. Продуцируют ИФН активированные Т-лимфоциты и NК-клетки. Продукция ИФН коррелирует с несколькими факторами, включая цитокины дендритных клеток ИЛ-12 и ИЛ-18, активирующих дифференцировку наивных Т-лимфоцитов в направлении Тh 1. Негативная регуляция синтеза ИФН осуществляется TGF. Одним из наиболее важных эффектов ИФН является повышение цитотоксических функций натуральных киллеров и активация эффекторных функций макрофагов: их микробицидности, противовирусной и противоопухолевой активности, продукции супероксидных и нитроксидных радикалов, секреции некоторых цитокинов (ИЛ-12, ИЛ-1, ФНО) [101; 203]. Под действием ИФН на макрофагах и дендритных клетках происходит усиление экспрессии антигенов гистосовместимости II класса, необходимое для более эффективного представления антигенов Т-лимфоцитам хелперам. Это служит еще одним механизмом усиления работы клеточного звена иммунитета. Будучи главным эффекторным цитокином Тh1, ИФН также играет важную роль в их диффе-ренцировке, действуя по механизму положительной обратной связи. ИФН стимулирует продукцию ИЛ-12, тем самым увеличивая активацию Тh1. Эти эффекты обусловлены индукцией под влиянием ИФН транскрипционного фактора Т-bet, ключевого внутриклеточного медиатора дифференцировки Тh1, одновременно подавляющего генерацию Тh2 [204; 280]. Эти механизмы, вероятно, обеспечивают повышение резистентности спортсменов к неблагоприятным биологическим факторам.

В таблице 7 и рисунке 21 показано, что после приема БАД «Моллюскам», значительно увеличивается показатель ИФН (14,66 ± 1,75 # против 5,26 ± 2,04 #).

Исследование основных иммунорегуляторных цитокинов позволило выявить влияние БАД «Моллюскам» на уровень ИФН в крови: зарегистрировано статистически значимое его увеличение.

Выявлено, что у людей контрольной группы уровень цитокинов в сыворотке крови низкий, а в 25–38% случаев ниже чувствительности использованных реактивов.

Это соответствует современным представлениям о функционировании системы цитокинов [5], индуцибельном характере их продукции и секреции и низком уровне в биологических жидкостях у здоровых людей. Исключение составляет концентрация растворимого рецептора ИЛ-2, отражающего ба 142 зисную активацию иммунокомпетентных клеток и обеспечивающего депо ИЛ-2 для быстрого запуска иммунного ответа [203; 204].

У спортсменов-гребцов в период интенсивных тренировок зафиксировано увеличение в крови ИЛ-2, его растворимого рецептора и ИФН по сравнению с контрольной группой. Эти изменения свидетельствуют о включении иммунорегуляторных механизмов активации, преимущественно, клеточного иммунитета (таблица 9, рисунок 23). Оценка коэффициента корреляции (r Пирсона) позволила выявить связь средней силы между уровнем ИЛ-2 (r = 0,52; р 0,05) и SRИЛ-2 (r = 0,60; р 0,05) и содержанием лимфоцитов в крови спортсменов.

Повторный анализ цитокинового профиля крови у людей контрольной группы после приема БАД «Моллюскам» не зафиксировал существенного влияния этого препарата на уровень ИЛ-4, ИЛ-10, ИЛ-2 и его растворимого рецептора, тогда как концентрация ИФН статистически значимо возрастала (4,07 ± 0,05 пг/мл против 0,1 ± 0,06 пг/мл, р 0,05) (таблица 10, рисунок 24). В проведенных ранее исследованиях. В эксперименте показано, что «Моллюскам» при пероральном применении оказывает стимулирующее действие на факторы врожденного иммунитета, вероятно, продукция ИФН увеличивается за счет активации натуральных киллеров [26; 27].

Анализ показателей цитокинового профиля выявил тенденции, аналогичные, полученным у спортсменов I группы. До приема БАД «Моллюскам» установлено увеличение в крови маркеров, свидетельствующих об умеренной активации клеточного иммунитета спортсменов (ИЛ-2, ИФН, ИЛ-2SR/ИЛ-2).

Экоспортивный кодекс спортсменов и любителей лыжного спорта

Взаимоотношение спорта и окружающей среды в рамках потребностях устойчивого развития определены Международным Олимпийским комитетом в документе Agenda 21. В нем спорт рассматривается как одна из возможностей отыскания путей, гарантирующих защиту окружающей среды.

В нашей диссертационной работе мы вводим понятие Биоклиматическая система спортсмена, составной частью которой является спортсмен и окружающая его природная среда, применительно к лыжному спорту – подстилающая поверхность.

Совместно с сотрудниками отдела разработки проблем «Спортсмен и окружающая среда» ФГБУ ФНЦ ВНИФК нами был разработан Кодекс поведения спортсменов во время проведения тренировок и соревнований по зимним видам спорта.

Интродукция.

Спортсмены и любители зимних видов спорта относятся к экоспорту – группе видов спорта, тренировочно-соревновательный процесс которых проводится в естественной природной среде.

Международный Олимпийский комитет в 1995 году провел Всемирную конференцию по проблемам спорта и окружающей среды, на которой охрана окружающей среды объявлена третьим по важности приоритетам для спорта, после самого спорта и необходимости охраны культурных ценностей.

Документ Agenda-21 представляет собой перечень действий мирового общества с целью организации устойчивого развития жизни на земле и что спортивная деятельность – один из элементов этого развития.

Участвуя в экологическом движении, спортсмен обязуется:

1. Повышать уровень своего экологического образования и использовать спорт в качестве инструмента позитивного влияния на состояние окру 163 жающей среды.

2. Принимать во внимание и неукоснительно соблюдать ограничение, устанавливаемые Федеральным законодательством или местной властью относительно экологическим норм и правил каждого конкретного спортсоору-жения, где проводятся учебно-тренировочные и соревновательные мероприятия.

3. На лыжных базах и лыжных стадионах, где присутствуют большое количество болельщиков и отдыхающих необходимо администрации этих спортсооружений предусмотреть: туалетные комнаты и биотуалеты, площадки для парковки машин.

4. Запретить оставлять машины с работающими двигателями с целью обогрева.

5. Запретить разведения костров для обогрева вблизи лыжного стадиона и по трассе лыжных гонок.

6. В осенний период, когда идет подготовка лыжных трасс к зимнему сезону, расчищаются лыжные трассы от старых веток, деревьев и вырубается молодая поросль деревьев, необходимо не вырубать, а пересаживать молодые деревья.

7. Естественные, открытые источники воды должны быть очищены и иметь свободный отток воды без каких-либо препятствий. Иначе, при замерзании будут образоваться наледи. Вода должна быть проточной. Известно, что плохое состояние природных водных источников становится причиной желудочно-кишечных и кожных заболеваний и т. п.

8. Для отходов пищевой упаковки и продуктов питания необходимы контейнеры-мусоросборщики.

9. Охрана естественной природной среды – это не только поведение спортсмена непосредственно во время тренировок и соревнований. Защиту природы необходимо осуществлять и при организации автомобильных стоянок, строительстве пищевой инфраструктуры, плоскостных спортивных площадок для занятий другими видами спорта, минимизировать технические и строительные изменения рельефа местности, особенно относительно ландшафтной стратегии. Красивый ландшафт для глаз человека превосходит по своей значимости действие многих биостимулирующих препаратов.

10. Особое внимание необходимо обращать на шум как на один из значимых повреждающих экологических факторов.

11. Активно принимать личное участие в деятельности национального фонда рекреационно-оздоровительных земель, основные задачи которого – это резервирование территорий под рекреационные и спортивные застройки, организация общественного контроля за спортивно-рекреационной земельной и водной стратегии федеральных и региональных органов власти.

12. Помнить – чем больше людей участвует в спортивной деятельности в качестве спортсменов или болельщиков, тем большая нагрузка ложится на окружающую среду.

Приспособление биосистемы к экстремальным условиям среды можно ускорить с помощью рациональных изменений жилища, труда, быта, питания, одежды, закаливания организма и использования многовекового опыта коренного населения проживающего в районах Крайнего Севера.

Спортсмен, проживающий и тренирующийся в конкретной географической точке земли, представляет собой биоклиматическую систему, достаточно стабильную в такой же степени, в какой стабильным является климат в этой точке.

Экспериментальное внедрение новых реабилитационных центров для населения.

На основании проведенных экспериментов по проведению уроков физкультуры с детьми разного возраста на открытом воздухе в условиях района Дальнего Востока, а также с взрослыми спортсменами, с применением «Моллюскам» и без него, нам удалось разработать программы по занятиям на открытом воздухе в зимний период. Для детей это инновационная программа, поскольку Министерство Здравоохранения РФ запрещало проведения занятий с детьми в климатических условиях Дальнего Востока в период пониженных температур, при наличии ветра и т. д. Эти программы изложены в диссертационном исследовании, в основных рекомендациях по гигиене, одежде, питанию, закаливанию и другим аспектам занятий детей и взрослых при физической или спортивной работе на открытом воздухе в условиях Дальневосточного региона.

В холодный период времени особое внимание (по рекомендации специалистов ВНИИФК) уделялось постклиническому и постполиклическому этапам восстановлению переболевших детей. После выписки из поликлиники пациенты приступают к учебе в состоянии, которое не позволяет им осуществить профессиональную деятельность в полном объеме. Доказательством тому являются утвержденные Минздравом официальные сроки освобождения учащихся от занятий физкультурой, спортсменов от тренировок или соревнований.

Тем не менее, муниципальные образования в настоящее время не обладают материально-техническими возможностями предоставления необходимых реабилитационных услуг населению (за исключением тех незначительных объемов, которые предоставляют спортсменам врачебно-физкультурные диспансеры и пожилым людям – восстановительные центры для ветеранов). Появившаяся в последние годы клубная система использования активно-оздоровительных технологий рассчитана на лиц с высоким уровнем доходов и не приспособлена в полной мере для постполиклинической реабилитации.

Совместно со специалистами ВНИИФК разработан проект межотраслевого учреждения шаговой доступности – ПОЛИКОНа («От Минздрава – к Минспорту»), в котором используются традиционные и новейшие активно-оздоровительные технологии и устройства, иные медико-технические и спортивно-технические решения. Основное целевое назначение такого учреждения – проведение вторичной профилактики заболеваний среди школьников. Реализация целей осуществляется путем специальных контролируемых восстановительных тренировок лиц, переболевших в поликлинических условиях и выписанных из поликлиники.

Физические нагрузки улучшают и оптимизируют основной интегральный показатель функционирования здорового человека – максимальное потребление кислорода (МПК). Признаки недомогания, депрессии или болезни сопровождаются желанием уменьшить двигательную нагрузку. В то же время уменьшение двигательной нагрузки снижает функциональный класс аэробной («кислородной») способности, что в свою очередь ведет к снижению «индекса здоровья» и увеличения доли вторично заболевших.

Ситуация значительно ухудшается, если больной находится на постельном режиме. После обездвиженного постельного режима (например, в течение 21 дня) происходит существенное снижение потребления кислорода. Для того, чтобы достигнуть такого же уровня потребления О2, как было до начала постельного режима, необходимы длительные тренировки (до 40–50 дней).

Материальная часть ПОЛИКОНА выполняется в модульном варианте. Модульный типовой принцип построения ПОЛИКОНОВ позволяет медицинским, физкультурно-спортивным, архитектурно-планировочным, строительным службам принимать решения, соответствующие инвестиционным возможностям и кадровому обеспечению, а также градостроительным, климатическим, экологическим и другим условиям реализации проекта.