Понятие о биоритмах. Влияние факторов внешней среды.

Спортивная деятельность в различных условиях внешней среды. Экстремальные факторы => ухудшение функционального состояния, снижению общей и специальной работоспособности. Даже в комфортных условиях внешней среды интенсивные и продолжительные физические нагрузки
существенно (в 15-20 раз) увеличивают теплопродукцию в работающих мышцах по сравнению с показателями основного обмена. Образовавшееся тепло передается в кровь, переносится по организму, повышая его температуру до 39-40°С и выше.

1. Влияние повышенной температуры и влажности.
Повышенное теплообразование при мышечной работе приводит к изменению существующих механизмов теплоотдачи. В комфортных условиях теплопотери осуществляются за счет теплопроведения и конвекции, путем лучеиспускания, за счет испарения жидкости с кожных покровов и дыхательных путей. При этом на испарение 1 л жидкости расходуется 580 ккал.
При повышении температуры окружающего воздуха теплоотдача путем проведения и конвекции резко снижается и возрастает испарение пота. В свою очередь, усиленное потообразование приводит к нарушению водного баланса организма - дегидратации (обезвоживанию), которая вызывает прежде всего напряжение функций сердечно-сосудистой системы.

Повышенная влажность воздуха серьезно затрудняет теплоотдачу путем испарения пота. Все это ведет к накоплению тепла в организме, создавая риск перегревания и даже тепловых ударов. Спортивная работоспособность существенно ухудшается.
Естественно, такие потери жидкости должны обязательно восполняться. Дополнительный прием жидкости нужно осуществлять в достаточном количестве (с учетом величины влагопотерь), дробными дозами, с добавлением солей и витаминов.

Регулярное пребывание человека в условиях повышенной температуры и влажности воздуха, а также физические тренировки, связанные с повышением температуры тела, приводят к адаптации (акклиматизации) организма, что характеризуется повышением работоспособности в этих условиях. Лица, хорошо подготовленные физически, легче переносят повышение температуры и влажности воздуха. При подготовке к соревнованиям в жарком климате нужно проводить тренировки в аналогичных условиях за 10-14 суток.

2. Влияние пониженной температуры.
При пребываний человека в условиях пониженной температуры воздуха (Крайний Север, Заполярье) энергия АТФ расходуется главным образом на теплопродукцию и меньше ее остается на обеспечение мышечной работы. В организме происходит перестройка обменных процессов. Например, повышается потребность в жирах и увеличение калорий для поддержания физической работоспособности

3. Спортивная работоспособность в условиях измененного барометрического давления.
Тренировки и соревнования в горах характеризуются снижением общего давления и прежде всего кислорода, понижением температуры и влажности воздуха, высокой его ионизацией, повышенной солнечной радиацией и уменьшением силы гравитации. С другой стороны, аквалангисты, пловцы-подводники, акванавты испытывают воздействие гипербарических условий. И в том, и в другом случае основным биологическим фактором, вызывающим ухудшение функций организма и снижение работоспособности, является кислород. При этом процентное содержание кислорода и на высоте, и на глубине остается постоянным (около 21%), но уменьшается или возрастает парциальное (частичное) его давление. Поэтому на высоте более 3000 м при вдыхании воздуха развивается кислородная недостаточность (гипоксия), а на глубинах свыше 60 м (опять же при дыхании воздухом) возникает отравление избыточным содержанием кислородом (гипероксия).

а) Влияние пониженного барометрического давления.
Первые дни нахождения человека в условиях среднегорья сопровождаются снижением аэробных возможностей, увеличением энерготрат на одну и ту же нагрузку, ухудшением функционального состояния организма, вялостью, нарушением сна. По прошествии 10-15 суток наступает адаптация. которая характеризуется тем, что в покое и при умеренной мышечной деятельности люди чувствуют себя хорошо; тяжелые физические нагрузки затруднены, главным образом, вследствие снижения напряжения кислорода в крови (гипоксемия).
Может развиться патологическое состояние - гипоксия. Ее нередко называют "коварным" патологическим состоянием. В основе коварства лежит характерная триада признаков:
- эйфория (повышенное настроение), - потеря сознания без предвестников, на хорошем психоэмоциональном фоне,- ретроградная амнезия (утрата памяти о предшествующем событии).
Изменения функций организма при гипоксии носят адаптационный и компенсаторный характер и направлены на борьбу с кислородной недостаточностью. При значительной степени кислородной недостаточности или ухудшении компенсаторных реакций в организме человека развивается ряд физиологических и патологических изменений, получивших название горной или высотной болезни. Она проявляется снижением подвижности основных нервных процессов, нарушением функций вегетативных и сенсорных систем, координации движений, уменьшением показателей физических качеств. Субъективные признаки выражаются головной болью, головокружением, они сопровождаются носовыми кровотечениями, одышкой, тошнотой, рвотой, возможна потеря сознания.
По мере пребывания на высоте устойчивость организма к недостатку кислорода повышается, улучшается самочувствие людей, стабилизируются функции организма и физическая работоспособность. Другими словами, развивается адаптация людей или частный ее случай - акклиматизация, которая осуществляется по двум физиологическим механизмам: а) путем повышения доставки кислорода тканям вследствие нормализации функций кислородтранспортной системы, б) приспособлением органов и тканей к пониженному содержанию кислорода в крови и уменьшением вследствие этого уровня метаболизма.
В первые дни пребывания в условиях среднегорья физическая работоспособность снижается как по прямым, так и по косвенным ее показателям. Особенно существенно снижение работоспособности в тех видах спорта, для которых характерен значительный кислородный запрос (бег на средние и длинные дистанции, плавание, велосипедные и лыжные гонки). Главной причиной снижения работоспособности в этих условиях является увеличение кислородного долга. В видах спорта, где работа протекает преимущественно в анаэробных условиях (гимнастика, акробатика, тяжелая атлетика, спринтерский бег), результаты практически не изменяются.

Перед ответственными соревнованиями, особенно в видах спорта на выносливость, рекомендуются тренировки спортсменов в горных условиях или в специальных рекомпрессионных камерах. Разработана также тренировка с дыханием в замкнутом пространстве (например, в резиновый мешок), в котором по мере дыхания снижается содержание кислорода.
б) Влияние повышенного барометрического давления.
Представители некоторых спортивных специализаций (акванавты, ныряльщики, подводные пловцы, аквалангисты) в период пребывания под водой подвергаются воздействию повышенного барометрического давления. Влияние на деятельность повышенного давления среды и его перепадов. В процессе эволюции у человека и на земных животных не выработались специальные адаптационные механизмы.

Все изменения в организме проявляются двумя типами:
- физиологические сдвиги, обусловленные влиянием факторов гипербарии (при соблюдении необходимых требований к пребыванию под водой),
- патологические изменения (когда идет нарушение режимов безопасности или неисправности дыхательной аппаратуры)

При действии повышенного барометрического давления на организм возникают функциональные изменения со стороны разных органов и систем: Изменения функций ЦНС -нарушение уравновешенности основных нервных процессов (снижение силы внутреннего торможения и преобладанием процессов возбуждения); Со стороны дыхательной системы отмечается увеличение сопротивления дыханию, уменьшение скорости выдоха и снижение максимальной вентиляции легких; Органы кровообращения - урежение сердечных сокращений, понижение максимального и повышение минимального артериального давления, т. е. уменьшение пульсового давления. Наблюдается также замедление скорости кровотока, снижение количества циркулирующей крови. Эти изменения следует рассматривать как приспособительную реакцию организма, направленную на ограничение избыточного поступления кислорода в органы и ткани; У лиц угнетается секреторная деятельность пищеварительных желез; моторная функция желудочно-кишечного тракта усиливается и возрастает диурез.

Все виды обмена веществ нарушаются, что приводит к снижению энергообмена и падению уровня физической работоспособности. Возникающие в организме изменения в большинстве случаев носят функционально-приспособительный характер и через не сколько часов, как правило, все показатели возвращаются к норме.
Во время работы под водой ПРИ НАРУШЕНИИ режимов безопасности могут возникать различные патологические состояния и профессиональные заболевания (отравление кислородом, кислородное голодание, отравление углекислым газом, переохлаждение или перегревание организма, утопление, и др. Лечением и профилактикой этой патологии занимаются специально подготовленные врачи-физиологи и водолазные специалисты.
Спортсмены, тренеры и медицинские работники, обеспечивающие тренировки и соревнования в условиях гипербарии, должны хорошо знать о возможности возникновения и характере функциональных сдвигов и патологических нарушений в организме людей в период пребывания под водой. В случае появления профессиональных заболеваний пострадавшие должны доставляться в бароцентры (а не в больницы!), где имеется необходимое оборудование для проведения лечебных мероприятий и соответствующие специалисты.

4. Спортивная работоспособность при смене поясно-климатических условий
В соответствии с ритмическими изменениями явлений природы в организме человека и животных сформировались определенные ритмы физиологических функций, получившие название биологических ритмов. Изменения внешней среды неизбежно отражаются на физиологических реакциях организма, обуславливая состояние уравновешенности его с внешней средой (тесное взаимодействие организма и внешней среды, их единство). Различают суточные (точнее - околосуточные), околомесячные, сезонные (или годичные), многолетние и др. биоритмы.
Среди биологических ритмов человека центральное место занимают околосуточные ( их период около 24 часов). Смены дня и ночи создали в организме прочную систему последовательных изменений функций организма: деятельность высших отделов ЦНС, дыхания, в системе крови и терморегуляции, в деятельности пищеварительного аппарата и обмена веществ, в мышечной силе, быстроте и выносливости, физической и умственной работоспособности и др.
Фаза максимальной деятельности в большинстве случаев приходится на период бодрствования, а минимум - примерно на 4 часа ночи. По индивидуальным особенностям проявления суточных биоритмов различают людей наиболее активных и работоспособных утром ("жаворонков"), вечером ("сов") и в течение всего дня (аритмиков). Строгое чередование физиологических процессов во времени является одним из выражений биологической целесообразности и физиологической целостности организма.

Возможность НАРУШЕНИЯ суточных биологических ритмов обусловлена двумя факторами: 1) сменной работой (ночные смены, вахты), 2) быстрым перемещением людей в широтном направлении при пересечении нескольких часовых поясов. Перестройка биоритмов проявляется как субъективными, так и объективными нарушениями (быстрая утомляемость, слабость, бессонница в ночное время и сонливость в дневные часы, изменения функций организма и пониженная работоспособность

Характер и скорость адаптационных перестроек в новых условиях зависят от величины поясно-временных сдвигов, направления перелета, контрастности поясно-климатического режима в пунктах постоянного и временного проживания, характера двигательной деятельности спортсменов. При возвращении в место постоянного жительства реадаптация людей протекает в более короткий период, чем адаптация к новым условиям.
В основе формирования суточной периодики лежит условно-рефлекторный динамический стереотип, образование которого в новых условиях проходит несколько фаз:
- 2-5-е сутки после перелета характеризуются снижением функций организма и прямых показателей работоспособности;- 6-10-е сутки сопровождаются колебаниями названных показателей;- 11-14-е сутки - сопровождаются полным их восстановлением; - после 15 суток иногда отмечается превышение исходного уровня (сверх-восстановление).

В течение суток двигательные возможности людей неодинаковы и находятся в полном соответствии с циркадным ритмом. Самая низкая работоспособность и снижение физических качеств наблюдаются ночью с 2 до 4 час., они понижены и днем с 14 до 16 час. Самые высокие показатели у "жаворонков" отмечаются с 8 до 12 час, а у "сов" - с 16 до 18 час и позже. Этим обусловлены индивидуальные варианты наибольшей эффективности тренировочных занятий и выступлений на соревнованиях в периоды наиболее благоприятного для отдельных лиц времени суток.
Существенное влияние на процессы адаптации к новым поясно-климатическим условиям оказывает специфика двигательной деятельности. Большее влияние сказывается на выполнение скоростных, скоростно-силовых и сложно-координационных упражнений, в упражнениях на выносливость его влияние значительно меньше.
Работоспособность спортсменов изменяется также от месяца к месяцу, от сезона к сезону, т. е. зависит от биоритмов с длительными периодами. Однако изучены они недостаточно, поэтому в настоящее время нет убеди тельных, научно-обоснованных предпосылок для использования их в тренерской практике.

5. Физиологические изменения в организме при плавании.
Есть ряд физиологических особенностей, отличающих ее от физической работы в обычных условиях воздушной среды. Эти особенности обусловлены механическими факторами, связанными с движением в плотной водной среде, горизонтальным положением тела и большой теплоемкостью воды.
Плотность воды примерно в 775 раз больше плотности воздуха, а отсюда затруднение движений, ограничение скорости и большие энерготраты. При плавании основная мышечная работа затрачивается не на удержание пловца на воде, а на преодоление силы лобового сопротивления. Ее вели чина зависит от вязкости воды, размеров и формы тела и скорости плавания.

В таких условиях в спокойном состоянии деятельность различных органов и систем аналогична их функционированию в состоянии невесомости (т.к. масса тела человека в воде не превышает 1-1.5 кг.) Этому способствует и горизонтальное положение тела при плавании, что облегчает работу сердца, улучшает расслабление мышц и функции суставов.
Теплоемкость воды в 25 раз, а ее теплопроводность в 5 раз больше, чем воздуха. Поэтом длительное пребывание пловцов даже в относительно теплой воде может вести к значительным потерям тепла и переохлаждению тела. Однако у тренированных пловцов механизмы, обеспечивающие сохранение температурного гомеостаза, более совершенны, чем у людей, не адаптированных к охлаждению. Поэтому плавание в любом возрасте является одним из эффективных средств закаливания.
а) Эти особенности водной среды оказывают специальное влияние на деятельность различных органов и систем. В частности, в процессе тренировки у пловцов формируется особое комплексное восприятие различных раздражителей, называемое "чувством воды". Оно обусловлено ощущениями, возникающими при раздражении тактильного, температурного, проприоцептивного и вестибулярного рецепторов. При наличии "чувства воды" пловцы хорошо анализируют малейшие изменения ввеличине сопротивления воды, ее давление и температуру. Эти ощущения способствуют улучшению движений пловца.
б) Функции зрительной и слуховой сенсорных систем существенно ухудшаются. Предметы в воде видятся смутно, расплывшимися, на расстоянии, не соответствующем действительному.

в) Двигательная деятельность пловца также имеет свои особенности, которые определяются горизонтальным положением тела, большим сопротивлением воды движению, выработкой специфических двигательных автоматизмов и новых координации движений, строгой последовательностью работы отдельных мышечных групп, включением в работу преимущественно мышц рук и плечевого пояса (до 70%) и ног - при плавании брассом. Под влиянием тренировки у пловцов хорошо развивается сила мышц. При плавании основные мышечные группы выполняют динамическую работу. Мышцы должны быть адаптированы к работе как в аэробных, так и в анаэробных условиях. При этом, чем длиннее дистанция, тем большее значение приобретают аэробные процессы.
г) Деятельность вегетативных органов и систем у пловцов также имеет свои особенности.