Биологические науки/8. Физиология человека и животных
д.п.н. Федякин
А.А.
Государственный
южный научно-исследовательский полигон РАН, Россия
адаптационные реакции организма человека к
воздействию природных факторов
Значительное количество работ отечественных
и зарубежных ученых посвящено проблеме адаптации организма к различным факторам внешней среды - низкой и высокой
температуры, гипоксии и др. [1, 2, 3, 4, 5, 8, 9, 10, 11, 13, 14, 15,
16, 17 и др.]. Установлено, что организм человека реагирует на слабые и средние
раздражители реакцией «тренировки» и «активации», а на сильные - реакцией
«стресса» [7, 18, 19 и др.]. Однако, несмотря на то, что адаптивная реакция
организма развивается по одной и той же схеме, независимо от вида воздействий,
ее индивидуальные особенности определяются множеством эндогенных и экзогенных
факторов: гено - и фенотипических, внешней среды и условий деятельности [2, 9,
20, 21]. В ряде случаев величина воздействующих факторов оказывается столь
значительной, что вызывает перенапряжение адаптационных возможностей организма,
которые не беспредельны.
Одним из ключевых вопросов адаптации
организма к воздействию экстремальных факторов является формирование
адекватного уровня метаболизма, в обеспечении которого дыхательная и
сердечно-сосудистая системы занимают ведущее положение [6, 9]. Воздействие
природных и антропогенных факторов являются факторами риска, которые при
несоответствии функциональным возможностям организма могут привести к срыву
процесса адаптации и неблагоприятным последствиям, связанным с ухудшением
здоровья.
Актуальность изучения
регуляторных механизмов, обеспечивающих срочные приспособительные реакции
организма при быстром изменении парциального давления, определяется,
тем, что при подъеме на фуникулере, канатно-кресельной дороге и т.д., выделяют
быстро развивающуюся гипоксию [20], которая оказывает основную нагрузку для
людей на больших высотах.
Пребывание на высоте
2000 метров характеризуется уменьшением на 22,8% парциального давление
вдыхаемого кислорода и на 27,6% уменьшается парциальное давление О2
в альвеолярном воздухе по сравнению с уровнем моря. Отмечается
возрастание частоты сердечных сокращений, увеличивается сердечный выброс и
минутного объема дыхания [20, 22]. Однако, реакция организма человека в
целом или отдельных его систем и органов на определенную функциональную
нагрузку при быстром наборе высоты более 2000 м
требует дальнейшего изучения, так как резко увеличилось количество людей
посещающих горноклиматический курорт «Красная поляна». При этом происходит
быстрое изменение температуры и парциального давления кислорода.
С
целью изучения воздействия быстрого набора высоты на функциональное состояние
организма человека были проведены экспериментальные исследования.
Последовательность
проведения экспериментальных исследований была следующей:
а)
перед началом эксперимента внизу на уровне 550 м, выполнялась функциональная
проба со стандартной дозированной нагрузкой (20 приседаний за 30 секунд). Перед
выполнением нагрузки, сразу после приседаний и через минуту отдыха, повторно
измерялось систолическое (САД) и диастолической артериальное давление (ДАД),
частота сердечных сокращений (ЧСС);
б)
затем участники эксперимента поднимались по канатно-кресельной дороге на высоту
2238 м, где повторно выполнялась стандартная дозированная нагрузка (20
приседаний за 30 секунд), измерялось систолическое (САД) и диастолической
артериальное давление (ДАД), частота сердечных сокращений (ЧСС). Организованные
таким образом исследования позволят понять влияние быстрого изменения парциального
давления на функциональное состояние организма.
Результаты
исследований адаптационных реакций
сердечно-сосудистой системы человека на стандартную дозированную нагрузку,
выполняемую на уровне моря и на высоте 2238 метров, представлены в таблице.
Установлено, что
изменение парциального давления кислорода оказывает существенное влияние на
характер ответной реакции организма на выполнение функциональной пробы со
стандартной дозированной нагрузкой. Быстрое изменение условий выполнения
функциональной пробы со стандартной дозированной нагрузкой (на уровне моря и на
высоте 2000 метров) вызывает изменение адаптационной
реакции сердечно-сосудистой системы человека, что проявляется в достоверном
увеличении пульсового давления, которое продолжает увеличиваться и в период
отдыха.
|
№ п/п |
Условия выполнения функциональной пробы |
Сразу после нагрузки |
Через минуту отдыха |
||
|
Процент увеличения ЧСС после стандартной нагрузки, % |
Процент увеличения ПД после стандартной нагрузки, % |
Процент снижения ЧСС, % |
Процент изменения ПД, % |
||
|
1 |
На уровне начала подъема
(550 м) |
42,2±4,34 |
16,5±2,11 |
30,2±3,12 |
9,3±2,67 |
|
2 |
На высоте 2238 метров |
45,6±4,67 |
38,2±3,13 |
26,1±3,31 |
-4,8±1,94 |
|
3 |
Достоверность различий |
р<0,05 |
р<0,05 |
р<0,05 |
р<0,05 |
|
Примечание - * при сравнении показателей применялся непараметрический Z-критерий знаков [12] |
|||||
Процент увеличения
частоты сердечных сокращений на стандартную дозированную нагрузку на высоте
2238 м значительно выше, чем на уровне моря. Восстановление частоты сердечных
сокращений происходит значительно медленнее.
Следует отметить, что
тип реакции сердечнососудистой системы при выполнении функциональной пробы со
стандартной нагрузкой на уровне моря может оцениваться, как гипотонический,
приспособление к нагрузке происходит в основном за счет увеличения частоты
сердечных сокращений в меньшей степени за счет ударного объема крови.
На высоте 2238 м тип
реакции сердечнососудистой системы при выполнении функциональной пробы со
стандартной нагрузкой может оцениваться, как нормотонический. Приспособление к
нагрузке происходит как за счет увеличения частоты сердечных сокращений, так и
за счет увеличения пульсового давления.
Таким образом, использование
функциональной пробы со стандартной дозированной нагрузкой позволяет выявить
особенности адаптационных реакций организма человека, связанные с быстрым
подъемом на высоту более 2000 метров, что может использоваться для повышения
функциональных резервов, профилактике отдельных заболеваний и т.д.
Основными особенностями адаптационных
реакций организма человека, связанных с быстрым изменением парциального
давления (подъем на высоту более 2000 м), следует считать увеличение частоты
сердечных сокращений и пульсового давления в ответ на стандартную дозированную
нагрузку, выполняемую на высоте. Влияние быстрого кратковременного изменения
парциального давления связанного с быстрым подъемом в горах, активизируют
механизмы, обеспечивающие быстрые приспособительные реакции организма человека,
что согласуется с мнением других исследователей [2, 20 и др.]. Следует
отметить, что время нахождения на высоте, длительность и интенсивность работы,
предварительное состояние организма и т.д., оказывают существенное влияние на
адаптацию организма.
Литература:
1 Агаджанян, Н.А. Адаптация и резервы организма / Н.А. Агаджанян - М.: Физкультура и спорт, 1983. - 203 с.
2 Агаджанян, Н.А. Резервы организма и экстремальный туризм / Н.А. Агаджанян, А.Н. Кислицин. - М.: Просвятитель. - 2002. - 304 с.
3 Амосов, Н.М. Раздумья о здоровье / Н.М. Амосов. - М.: Физкультура и спорт, 1987. - 64 с.
4 Баженов, Ю.И. Термогенез и мышечная деятельность при адаптации к холоду / Ю.И. Баженов. - Л.: Наука, 1981. - 104 с.
5 Бутов, М.А. Значение адаптационных реакций организма для оценки влияния холодовых закаливающих процедур / М.А. Бутов // Теория и практика физической культуры. - 1984. - № 11. - С. 30-32.
6 Виру, А.А. Гормональные механизмы адаптации к тренировке / А.А. Виру. - Л.: Наука, 1981. - 155 с.
7 Гаркави, Л.Х. Адаптационные реакции и резистентность организма / Л.Х. Гаркави, Е.Б. Квакина, М.А. Уколова. - Ростов н/Дону: Ростовский университет, 1990. - 224 с.
8 Данбаев, С.У. Реактивность организма при кратковременном сочетанном действии холодового стресса и физических нагрузок / С.У. Данбаев: Автореф. дис.... канд. мед. наук. - М., 2000. - 24 с.
9 Двоеносов, В.Г. Физиологическая характеристика адаптивных индивидуально-типологических реакций организма при действии экстремальных факторов / В.Г. Двоеносов: Автореф. дис.... докт. биол. наук. - М., 2009. - 40 с.
10 Исследование кратковременного воздействия низких температур на организм человека /А.А. Федякин с соавт. // Отчет по НИР гос. рег. 0120.0603359 инв. №0220.0802453. – Сочи, 2007. – С. 71-83.
11 Казначеев, В.П. Кратковременная и долгосрочная адаптация приезжего населения / В.П. Казначеев, В.В. Ляхович, В.Ю. Куликов // Экологическая физиология человека. В 2-х частях. - Л., 1980. - Ч. II. - С. 21-42.
12 Лакин, Г.Ф. Биометрия: Учеб. пособие для биологич. спец. Вузов / Г.Ф. Лакин. - М.: Высшая школа, 1990. - 352 с.
13 Меерсон, Ф.З. Адаптация к стрессовым ситуациям и физическим нагрузкам / Ф.З. Меерсон, М.Г. Пшенникова. - М.: Медицина, 1988. – 250 с.
14 Никитюк, Б.А. Адаптация компонентов сердечно-сосудистой системы к дозированным двигательным нагрузками / Б.А. Никитюк, В.И. Талько // Теория и практика физической культуры. - 1991. - №1. - С. 23-25.
15 Озолинь, П.П. Адаптация сосудистой системы к спортивным нагрузкам / П.П. Озолинь. - Рига, 1984. - 134 с.
16 Розен, В.Б. Основы эндокринологии / В.Б. Розен. - М.: МГУ, 1994. - 384 с.
17 Федякин, А.А. Оздоровительный эффект обливания холодной водой / А.А. Федякин, Селуянов В.Н., Шагуч А.А. - Юбилейный сборник трудов учёных РГАФК. - М.: Физкультура, образование и наука, 1997. - С. 75-80.
18 Федякин, А.А. Естественносредовые факторы и адаптация человека / А.А. Федякин, Коновалова Г.М., Федякина Л.К. - Методические рекомендации для преподавателей и студентов. – Сочи: СГУТиКД, 2000. - 24 с.
19 Федякин, А.А. Адаптационная реакция организма человека на стрессовое воздействие естественносредового фактора (обливания холодной водой) / А.А. Федякин, Н.А. Семенова // Педагогика физической культуры спорта и туризма / Периодический научно-методический журнал. - 2009. - №1 С. 89-91.
20 Физиология человека: В 3-х т. / Под ред. Р. Шмидта, Г. Тевса / Пер. с англ. – М.: Мир, 1996.
21 Физиология человека / Н.А. Агаджанян, Л.З. Тель, В.И. Циркин, С.А. Чеснокова. – С-Петербург: Сотис, 1998. – 528 с.
22 Ruff S., Strughold H. Grundriss der Luftfahretmedizin. –
Munchen: Barth, 1997. –
223 р.