Мышечная деятельность в условиях пониженного и повышенного атмосферного давления, а также относительной невесомости (стр. 3 )

Сердечный выброс. Как мы выяснили, количе­ство кислорода, транспортируемого в мышцы дан­ным объемом крови, ограничено в условиях высо­когорья, поскольку пониженное Р^ снижает гра­диент диффузии. Естественным способом компен­сации представляется увеличение объема крови, транспортируемой в активные мышцы. В покое и при выполнении субмаксимальной нагрузки это осуществляется за счет увеличения сердечного выб­роса. Вспомним, что сердечный выброс — произ­ведение систолического объема крови на ЧСС, сле­довательно, увеличение одной из составляющих приведет к увеличению сердечного выброса.

Выполнение стандартной субмаксимальной работы в первые несколько часов пребывания в условиях высокогорья ведет к увеличению ЧСС и снижению систолического объема крови (вслед­ствие уменьшенного объема плазмы). Увеличение ЧСС компенсирует уменьшение систолического объема крови и приводит к некоторому повыше­нию сердечного выброса. В то же время длитель­ное поддержание такой ЧСС при физической на­грузке нельзя считать эффективным способом обеспечения достаточного количества кислорода в активные ткани организма. Через несколько дней мышцы начинают извлекать из крови больше кис­лорода (увеличивая артериовенозную разность), что приводит к снижению потребности в повы­шенном сердечном выбросе и, следовательно, повышенной ЧСС. Установлено, что через 10 дней

пребывания в условиях высокогорья сердечный выброс при данной физической нагрузке оказы­вается ниже, чем он был в обычных условиях до того, как развились адаптационные реакции к ус­ловиям высокогорья [15].

В условиях высокогорья при максимальных или изнурительных уровнях работы уменьшаются как максимальный систолический объем крови, так и максимальная ЧСС. Вследствие этого снижает­ся максимальный сердечный выброс. Сочетани­ем уменьшенного сердечного выброса и понижен­ного градиента диффузии можно объяснить умень­шение МПК и ухудшение аэробной деятельности в условиях высокогорья. Таким образом, условия пониженного атмосферного давления ограничи­вают доставку кислорода в мышцы, снижая спо­собность выполнять аэробную работу высокой ин­тенсивности.

Легочная гипертензия. Давление крови в легоч­ных артериях при выполнении работы в условиях высокогорья увеличивается. Это изменение дав­ления наблюдается как у акклиматизированных, так и у неакклиматизированных испытуемых [16, 23). Чем обусловлена легочная гипертензия, пока не совсем ясно, однако предполагают, что она сви­детельствует о некоторых структурных изменени­ях в легочных артериях помимо гипоксического сужения кровеносных сосудов [16].

Изменения метаболических процессов в условиях высокогорья

Можно предположить, что гипоксия в усло­виях высокогорья повышает анаэробный метабо­лизм во время мышечной деятельности, чтобы удовлетворить энергетические потребности орга­низма ввиду ограниченного процесса окисления. Если это так, можно ожидать увеличения образо­вания молочной кислоты при любой данной ин­тенсивности работы. Все это действительно име­ет место, с одним исключением. При максималь­ном усилии аккумуляция лактата в крови и мышцах понижена [14, 36]. По мнению некото­рых специалистов, это обусловлено неспособно­стью организма достигать интенсивности рабо­ты, вызывающей максимальное образование энер­гии. Споры по этому вопросу еще не закончены.

МЫШЕЧНАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ В УСЛОВИЯХ ВЫСОКОГОРЬЯ

Многие альпинисты отмечают трудности в вы­полнении работы в условиях высокогорья. В 1924 г. так описал восхождение на высоту 8 600 м (28 208 футов) без кислорода: "Наше про­движение представляло жалкое зрелище. Моя цель состояла в том, чтобы сделать 20 шагов подряд, не останавливаясь, и затем отдохнуть, опершись лок­тем о колено, однако самое большее, что я мог, — это сделать 13 шагов" [27]. В этом разделе мы крат-

249

ко рассмотрим, как влияют условия высокогорья на мышечную деятельность.

Выносливость

Условия пониженного атмосферного давления в наибольшей степени влияют на продолжитель­ную мышечную деятельность, которая предъявляет высокие требования системе транспорта кислорода и системе анаэробного образования энергии. На вершине Эвереста МПК снижается от 10 до 25 % по сравнению с его величиной в обычных услови­ях. Это значительно ограничивает способность орга­низма выполнять физическую нагрузку. Поскольку МПК снижается на определенный процент, инди­видуумы, характеризующиеся более высокой аэроб­ной способностью, в условиях высокогорья могут выполнять стандартную нагрузку с меньшим ис­пытываемым усилием и при меньшей нагрузке на сердечно-сосудистую систему, чем те, у кого МПК ниже. Это может объяснить, как Месснер и Хабе-лер смогли в 1978 г. достичь вершины Эвереста без кислорода. Несомненно, у них были более высокие показатели МПК в обычных условиях.

В ОБЗОРЕ...

1. Гипоксия (пониженное содержание кисло­рода) в условиях высокогорья может приводить к изменению обычных физиологических реакций организма. Легочная вентиляция усиливается, приводя к состоянию гипервентиляции, характе­ризующемуся повышенным выведением диокси­да углерода, итогом которого является респира­торный алкалоз. В ответ на это почки начинают выделять больше ионов двууглекислой соли, вследствие чего нейтрализуется больше кислоты.

2. Условия высокогорья не влияют на диффузи­онную способность легких, в то время как транс­порт кислорода в некоторой степени нарушается вследствие пониженной концентрации гемогло­бина.

3. Градиент диффузии, обеспечивающий обмен кислорода между кровью и активными тканями, в условиях высокогорья значительно понижается, следовательно, нарушается процесс потребления кислорода. Это частично компенсируется умень­шением объема плазмы, приводящим к повыше­нию концентрации эритроцитов, и увеличением транспорта кислорода на единицу крови.

4. Максимальное потребление кислорода уменьшается по мере снижения атмосферного давления. Если снижается парциальное давление кислорода, МПК уменьшается более выражение.

5. При выполнении субмаксимальной физичес­кой нагрузки в условиях высокогорья сердечный выброс увеличивается вследствие повышения ЧСС для компенсации снижения градиента давления, который обеспечивает обмен кислорода.

6. При максимальной нагрузке систолический объем крови и ЧСС понижены, что приводит к уменьшению сердечного выброса. Последнее в со­четании с пониженным градиентом давления зна­чительно нарушает доставку и потребление кис­лорода.

'"НУ Спортсмены, не обладающие высоким уровнем развития выносливости, могут подготовиться к соревнованиям, которые будут проходить в условиях высокогорья, на основании высокоинтенсивных трени­ровочных занятий, направленных на раз­витие выносливости, проводимых в обыч­ных (на уровне моря) условиях, с целью увеличения МПК. Во время соревнований, проводимых в условиях высокогорья, они смогут выполнять физическую нагрузку любой данной интенсивности при более низком проценте МПК

7. Пониженная окислительная способность в условиях высокогорья обусловлена ограниченным транспортом кислорода. Поэтому больше энергии образуется за счет анаэробных процессов, о чем сви­детельствуют повышенные уровни лактата крови при выполнении работы с данной субмаксимальной интенсивностью. Однако при максимальной интен­сивности работы уровни лактата понижены, оче­видно, из-за того, что организм должен выполнять работу с интенсивностью, не позволяющей в пол­ной мере активировать системы энергообеспечения.

Анаэробная спринтерская деятельность

Условия среднегорья не оказывают отрицатель­ного воздействия на анаэробную деятельность продолжительностью менее 1 мин (например, плавание на спринтерские дистанции). Выполне­ние такого рода деятельности лишь в некоторой степени зависит от функционирования кислород-транспортной системы и аэробного метаболизма. Энергию для нее обеспечивают гликолитическая система и система АТФ — КФ.

Кроме того, разреженный воздух в условиях высокогорья оказывает меньшее аэродинамичес­кое сопротивление движению спортсменов. На Олимпийских играх 1968 г, в Мехико, например, разреженный воздух, несомненно, способствовал успешным выступлениям спринтеров (бег) и пры­гунов в длину.

Изнурительные физические нагрузки

При выполнении изнурительной физической нагрузки в условиях высокогорья уровни лактата в крови и мышцах оказываются ниже, чем при

250

выполнении такой же нагрузки в обычных усло­виях. Как уже отмечалось, при ограниченном по­треблении кислорода и образовании энергии в основном анаэробным путем можно было бы ожи­дать, что в мышцах будет образовываться скорее больше, чем меньше лактата при данном макси­мальном усилии. Однако исследования, проводив­шиеся в 30-х годах XX ст., показали существен­ные изменения пиковых показателей лактата кро­ви (7,9 ммоль-л~1 в обычных условиях и 1,9 ммоль-л"1 на высоте 5 340 м, или 17515 фу­тов) при выполнении изнурительной физической нагрузки в условиях высокогорья. Это может быть связано с пониженной активностью мышечных ферментов, а также уменьшенным общим объе­мом выполняемой работы с максимальным уси­лием в условиях высокогорья.

В ОБЗОРЕ...

1. Условия пониженного атмосферного давле­ния оказывают наиболее отрицательное влияние на мышечную деятельность, требующую прояв­ления выносливости, вследствие ограничения окислительных процессов образования энергии.

2. Условия среднегорья, как правило, не влия­ют на анаэробную спринтерскую деятельность, продолжительностью менее 1 мин.

3. Более разреженный воздух в условиях высо­когорья обеспечивает меньшее сопротивление дви­жению, что явилось главной причиной удивитель­ных результатов в спринтерском беге и прыжках в длину на Олимпийских играх 1968 г. в Мехико.

АККЛИМАТИЗАЦИЯ:

ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОЕ ПРЕБЫВАНИЕ В УСЛОВИЯХ ВЫСОКОГОРЬЯ

В ряде исследований изучали адаптацию орга­низма человека к условиям высокогорья. Когда люди пребывают в условиях высокогорья несколь­ко дней или недель, их организм постепенно адап­тируется к пониженному давлению воздуха. Вме­сте с тем, как бы хорошо человек ни акклимати­зировался в условиях высокогорья, полностью компенсировать явление гипоксии он не может. Даже спортсмены, занимающиеся видами спорта, требующими проявления выносливости, и живу­щие в условиях высокогорья, несколько лет не могут достичь такого уровня мышечной деятель­ности или МПК, какой они достигают в обыч­ных условиях.