ГЛАВА I. ГОРНЫЙ КЛИМАТ И СПОРТИВНАЯ ТРЕНИРОВКА

ГЛАВА I. ГОРНЫЙ КЛИМАТ И СПОРТИВНАЯ ТРЕНИРОВКА

Причины, вызвавшие использование тренировки в условиях среднегорья в спортивной практике

В горных местностях земного шара на высотах от 1000 до 2500 м проживают сотни миллионов людей. Эти высоты получили в литературе название средних, или умеренных.

Жители этих мест обладают, как правило, хорошим здоровьем, высокой работоспособностью, которая удерживается до преклонных лет.

Труднодоступность и красота горных массивов всегда привлекали к себе людей, проживавших постоянно на равнинах и, особенно, в больших городах. Появились отдельные виды спорта, связанные с горами: альпинизм, горнолыжный спорт, горный туризм. Позднее приобрели популярность соревнования по велоспорту в горах, лыжному альпинизму, полеты с вершин на дельтопланах и парапланах, скоростные забеги (подъемы) на вершины и спуски с них, скалолазание, ледолазание и другие виды [243].

Спортсмены на средних и больших высотах столкнулись с явлениями снижения работоспособности организма, сопровождавшимися резким усилением и даже расстройством деятельности сердечно-сосудистой, дыхательной, пищеварительной и нервной систем, особенно в первые дни пребывания на высоте, а также развитием острой горной болезни. При этом чем выше поднимались в горы спортсмены, тем сильнее проявлялись неблагоприятные симптомы.

В то же время местные жители, сопровождавшие альпинистов, намного спокойнее реагировали на изменения климатических факторов. Это привело специалистов к выводам о необходимости предварительной акклиматизации, определенной по срокам.

После возвращения в привычные районы на равнину или низкогорье почти все спортсмены ощущали прилив сил, бодрости и повышенную работоспособность, особенно в бытовой и производственной деятельности, что объяснялось результатом физической деятельности в условиях гипоксической гипоксии.

Наблюдения за состоянием общего самочувствия и работоспособности людей после возвращения из горных районов привели специалистов к выводу о благотворном влиянии на организм активной деятельности в сложных климатических условиях высокогорья и среднегорья.

Эффект повышения общей работоспособности и хорошего самочувствия человека после пребывания в горной местности стали использовать для организации активного отдыха людей: в горах стали строить санатории, дома отдыха, туристические базы, альпинистские лагеря. Горные курорты, особенно в низкогорье и среднегорье на высотах от 800 до 2200 м, стали конкурировать с известными морскими здравницами. На этих курортах влияние климатических факторов и рельефа почти полностью исключало пассивные формы отдыха, а значит, создавало благоприятные условия для профилактики и лечения различных заболеваний, значительно повышало эффект восстановления работоспособности [4, 77].

Одним из первых клиницистов, осознавших оздоровительное значение выполнения физических нагрузок на умеренных высотах, как впрочем, и на уровне моря, был Oertel, работавший врачом на горных курортах с минеральными источниками в Боцене и Меране. Ему принадлежит заслуга в введении в практику специального метода лечебной физической культуры, получившего название "терренкур" [207].

Специалисты заметили, что при передвижениях в беге, на велосипедах, автомобилях, на коньках в условиях разреженной атмосферы возможно развитие более высоких скоростей. Эти наблюдения подтверждались работами в области аэродинамики и физиологии [117, 165, 189, 214]. Например, было обнаружено, что скольжение по льду, залитому горной водой, значительно лучше: спортивные результаты конькобежцев превосходили достижения, показанные на равнинных катках. Это послужило толчком к созданию высокогорных катков, на которых стали проводить крупнейшие международные соревнования с отдельной регистрацией показанных на них результатов.

Бурное развитие олимпийского движения потребовало выбора для организации зимних игр таких городов, которые могли бы одновременно обеспечить проведение соревнований по всем видам программы.

В странах с короткой и теплой зимой такие условия существуют лишь в горной местности. Поэтому Белые Олимпиады, а также многие чемпионаты мира по зимним видам спорта стали проводить в городах, лежащих в низкогорье и среднегорье.

Одновременно в горной местности начали регулярно проводить соревнования и по летним видам спорта. Это было связано с тем, что ряд больших городов Америки и Африки расположен на высотах от 1600 до 3690 м.

Подготовка и участие в этих ответственных международных соревнованиях потребовали от специалистов ответа на вопрос: как в сложных климатических условиях среднегорья сохранить спортивные результаты в одних видах спорта или повысить их в других?

Крупным толчком, заставившим обратить серьезное внимание на проблему акклиматизации и тренировки спортсменов в среднегорье, послужило проведение Панамериканских игр 1955 г. в Мехико на высоте 2240 м и зимних Олимпийских игр 1960 г. в Скво-Вэлли (2000 м). На этих Играх ученые и тренеры столкнулись с проблемой значительного повышения спортивных результатов в скоростно-силовых видах спорта (спринтерские дисциплины, метания, прыжки) и, напротив, значительного ухудшения спортивных достижений у представителей видов спорта, связанных с преимущественным проявлением выносливости (бег на средние и длинные дистанции, плавание и т.д.).

Значительным стимулом в разработке рассматриваемой проблемы явилось решение Международного олимпийского комитета о проведении XIX летних Олимпийских игр 1968 г. в Мехико. Можно без преувеличения сказать, что в период с 1965 по 1968 г. проблемы спортивной тренировки подвергались самому концентрированному изучению со стороны педагогов, врачей, физиологов, биохимиков, фармакологов, психологов и других специалистов. В ходе подготовки к этой Олимпиаде проводились многочисленные исследования в различных видах спорта. Были выявлены основные факторы, лимитирующие достижения в одних видах, а также факторы, способствующие более высоким спортивным результатам в других. Специалисты предложили рекомендации по режимам акклиматизации и срокам, необходимым для адаптации спортсменов.

Таким образом, систематическое проведение крупных спортивных соревнований в среднегорье явилось еще одной причиной использования тренировки в горах для повышения спортивного мастерства.

Для обеспечения систематического роста спортивных достижений, особенно в процессе многолетней спортивной подготовки, важное значение приобрел принцип непрерывного повышения тренировочных требований, связанный прежде всего со способностью организма адаптироваться к определенным по силе и длительности раздражителям (нагрузкам). Поэтому для совершенствования основных функциональных систем организма необходимо постоянно изменять величину и длительность тренировочных воздействий.

Это нашло свое выражение в процессе эволюции спортивной тренировки, что заставило специалистов искать новые пути ее рационализации, позволяющие без значительного увеличения времени, отводимого на занятия, получить необходимый тренировочный эффект.

Непрерывное увеличение объема и интенсивности тренировочной нагрузки способствовало значительному повышению уровня функционирования основных систем организма, что в свою очередь ведет к сокращению сроков восстановления их после напряженной физической работы.

Однако, реализация нового функционального уровня деятельности систем часто затрудняется тем, что выходят из строя отдельные звенья опорно-двигательного аппарата, не способные справляться с перегрузками, вызванными повышающимся объемом и интенсивностью тренировочных нагрузок.

Перед тренерами и учеными встал вопрос, как без дальнейшего значительного повышения тренировочных нагрузок добиться высоких функциональных сдвигов в организме спортсмена и сохранить необходимое состояние опорно-двигательного аппарата.

В циклических видах спорта и единоборствах, где выносли- вость является одним из главных физических качеств атлета, один из основных факторов, лимитирующих спортивные достижения, - кислородный режим организма. Поэтому усилия ученых были направлены на поиск новых методов гипоксической тренировки, способствующих повышению спортивной работоспособности [127].

Поскольку в спорте высших достижений напряженные физические нагрузки по уровню энергетических затрат превышают максимальное потребление кислорода и выполняются на фоне кислородной недостаточности, тренеры и ученые направили свои усилия на поиск путей дальнейшей оптимизации тренировочного процесса с помощью дополнительных средств. Одним их таковых явились попытки изменить условия выполнения напряженной работы с тем, чтобы улучшить биоэнергетические возможности спортсменов, расширить из функциональные возможности, повысить их работоспособность и потенцировать кумулятивный тренировочный эффект нагрузок. В числе новых методов была предложена подготовка с использованием гипоксических условий как в естественной горной среде, так и при их моделировании в барокамере, при дыхании газовыми смесями, обедненными кислородом, выполнении упражнений с задержкой дыхания, дыхании в замкнутое пространство с регулируемым содержанием О2 и СО2. Были предприняты также попытки использовать в этих же целях новые нетрадиционные средства расширения аэробных и адаптационных возможностей организма: метод аутогемотрансфузии, применение адаптогенов и других препаратов, обладающих антигипоксическим и эргогенным эффектами [7, 44, 53, 61, 62, 74, 127, 175, 203].

Были предложены и другие методы для совершенствования анаэробных механизмов энергообеспечения организма спортсменов, способствующие адаптации к гипоксии, для чего стала использоваться тренировка в среднегорье.

Таким образом, систематическое повышение тренировочных требований в процессе эволюции спортивной подготовки квалифицированных спортсменов привело к поиску новых путей повышения ее эффективности, которые позволили при сохранении или уменьшении темпов прироста объемов и интенсивности тренировочных нагрузок вывести организм спортсмена на более высокий функциональный уровень деятельности основных систем, обеспечивающих работоспособность, при уменьшении нагрузки на опорно-двигательный аппарат; добиться ускорения восстановительных процессов после спуска с гор, а главное - повысить спортивные достижения. Это явилось основной причиной использования тренировки в среднегорье в спортивной практике.

Характеристика климатических факторов горной местности

Во время пребывания и занятий спортом в горной местности организм человека испытывает воздействие так называемых абиотических, т.е. не связанных с живой материей факторов окружающей среды. Главными из них являются климатические условия, оказывающие физиологический эффект. Они зависят от широты и высоты местности над уровнем моря, степени расчлененности ее рельефа и других физико-географических особенностей [147, 168]. К характерным факторам горного климата относятся пониженное атмосферное давление и связанное с этим пропорциональное снижение РО2 в воздухе, резкие смены дневных и ночных температур, низкая абсолютная влажность воздуха, интенсивная солнечная радиация, сильные ветры, усиливающие охлаждающий эффект, высокая ионизация воздуха с преобладанием отрицательно или положительно заряженных ионов, а также, возможно, и другие, пока недостаточно изученные физические и химические модификаторы. Все они, являясь потенциально стрессорными, действуют на организм не изолированно, а в комплексе, причем их сочетание варьирует. Высказывается мнение, что именно поэтому человек по-разному переносит одинаковые высоты в разных горных районах и, наоборот, одинаковые функциональные сдвиги могут отмечаться на разных высотах. Объясняется это по крайней мере двумя причинами: во-первых, специфическим воздействием разных горных регионов, имеющих свои географические особенности и различающихся факторами и сочетаниями факторов природной среды, и, во-вторых, широкими индивидуальными различиями в переносимости этих условий. Есть люди, обладающие высокой устойчивостью к дефициту кислорода и другим экстремальным факторам горной среды. Однако даже среди спортсменов встречаются лица со сниженной переносимостью гипоксии.

Очень коротко остановимся на характеристике отдельных особенностей горного климата.

Температурный фактор. С увеличением высоты среднегодовая температура воздуха постепенно снижается на 0,5°C на каждые 100 м, причем в разные сезоны года и в разных географических районах она снижается не одинаково: зимой медленнее, чем летом, составляя соответственно 0,4°C и 0,6°C. На Кавказе среднее убывание температуры в летнее время составляет 6,3о-6,8°C/км, на Памире - до 9°C [17]. Согласно таблице международной стандартной атмосферы, которая аппроксимирует средние годовые условия в умеренных широтах, средняя температура воздуха на высоте 3000 м составляет минус 4,5°C и на высоте 4000 м - минус 11°C.

Влажность воздуха. Влажность - это количество водяного пара в воздухе. Различают абсолютную влажность в мм рт.ст. или в граммах на 1 м3 воздуха или относительную влажность воздуха как процентное отношение реального давления водяного пара к давлению насыщенного пара при той же температуре. Парциальное давление водяного пара, как правило, равно примерно 1 % давления на уровне моря. И поскольку давление насыщенного водяного пара определяется только температурой воздуха, то в горных районах, где температура снижена, парциальное давление водяного пара также мало. Уже на высоте 2000 м влажность воздуха в два раза меньше, чем на уровне моря, а на больших горных высотах воздух становится практически "сухим". Это обстоятельство имеет троякое значение: влияет на величину РО2, меняет условия солнечной радиации и усиливает потерю жидкости организмом не только путем испарения с поверхности кожи, но и через легкие при гипервентиляции. Отсюда проистекает важность обеспечения адекватного питьевого режима в горах, т.к. обезвоживание организма снижает работоспособность.

Солнечная радиация. На горных высотах сильно возрастает напряжение лучистой энергии солнца в связи с большой сухостью и прозрачностью атмосферы и ее меньшей плотностью. При подъеме до высоты 3000 м суммарная солнечная радиация увеличивается в среднем на 10 % на каждые 1000 м. Наибольшие изменения обнаруживаются со стороны ультрафиолетовой радиации: ее интенсивность увеличивается в среднем на 3-4 % на каждые 100 м подъема на высоту. На организм оказывают воздействие как видимые (световые), так и невидимые (инфракрасные и наиболее биологически активные ультрафиолетовые) солнечные лучи. Под влиянием солнечных лучей возникает загар, активируются обменные процессы, повышается иммунитет, улучшается питание тканей, общее состояние, аппетит, сон.

Солнце оказывает противорахитическое и закаливающее действие, благодаря чему используется метод солнцелечения. Однако чрезмерно интенсивное воздействие солнечных лучей может привести к ожогам, солнечному удару, сердечно-сосудистым и нервным расстройствам, обострению хронических воспалительных процессов.

С набором высоты возросшая биологическая эффективность ультрафиолетовой радиации способна вызвать кожную эритему, кератит (воспаление роговицы глаз), а при более длительном воздействии - рак кожи и ее старение, катаракту. При высоких дозах УФ облучения происходит угнетение иммунитета [136, 213].

Атмосферное давление. По мере увеличения высоты атмосферное давление падает, тогда как концентрация кислорода, равно как и процентное содержание других газов, в пределах атмосферы остаются постоянными. По сравнению с уровнем моря атмосферное давление на высоте 3000 м ниже на 31 % и на высоте 4000 м - на 39 %, причем на одних и тех же высотах оно увеличивается от высоких широт к низким и в теплый период оно обычно выше, чем в холодный.

Снижение Рв оказывает неблагоприятный эффект на здоровый организм человека, вызывая болезненные ощущения лишь при быстром его падении через влияние на давление газов в замкнутых полостях и в полостях, имеющих сообщение с наружным воздухом при помощи сжимаемых отверстий (барабанная полость, внутреннее ухо, придаточные полости носа, лобные пазухи, кишечник). Более выраженное действие перепады давлений оказывают на лиц, высокочувствительных к этому фактору - метеопатов, вызывая у них плохое самочувствие, и на лиц, страдающих некоторыми заболеваниями (аллергическими болезнями, ревматизмом и пр.).

Парциальное давление кислорода - РО2. При медленном наборе высоты отрицательное действие гипобарии проявляется за счет эффекта снижения РО2, которое на высоте 3000 м уменьшается во вдыхаемом воздухе со 159 до 110 мм рт.ст. и на высоте 4000 м до 98 мм рт.ст., в альвеолярном - со 105 до 62 и 50 мм рт.ст. соответственно, а SаО2 - с 98 до 90 и 85 % (табл. 1).

Уменьшение РО2 приводит к - гипоксемии и недонасыщению кислородом гемоглобина. В ткани поступает недостаточное количество О2 и развивается гипоксия. Организм стремится нормализовать кислородное снабжение с помощью трех основных реакций или же приспосабливается к жизни на "голодном кислородном пайке".

В первые годы изучения проблемы в рамках прикладной спортивной медицины акклиматизация к условиям среднегорья рассматривалась многими специалистами как равнозначная акклиматизации к гипоксии. В большинстве работ учитывалось только влияние пониженного парциального давления кислорода в атмосферном воздухе и почти не принимались во внимание остальные факторы горного климата [44, 61, 73, 123]. Только отдельные специалисты считали, что высотная акклиматизация - это прежде всего адаптация к гипокапнии* [17, 19]. Многие авторы, считая гипоксическую гипоксию доминирующим фактором горного климата, не учитывали комплексного воздействия на человека остальных факторов внешней среды, которые также влияли на уровень спортивной работоспособности.

Вместе с тем, в ряде работ по климатофизиологии приводятся данные о том, что на одинаковых высотных уровнях, но в разных горных местностях обнаружены далеко не одинаковые вегетативные реакции на действие основных климатических факторов. Приводятся данные,которые подтверждают, что человек не одинаково переносит равные высоты в разных горных районах. И наоборот, одинаковые функциональные сдвиги могут отмечаться на разных уровнях. Это объясняется двумя причинами: специфическим воздействием на человека разных горных районов, имеющих свои географические особенности и различающихся сочетаниями факторов природной среды, и широкими индивидуальными различиями в переносимости этих условий [4, 5, 16, 130, 252]. В связи с этим было выдвинуто положение об интегральном влиянии горного климата на человека [103].

В связи с этим была разработана многокомпонентная математическая модель, учитывающая влияние на организм человека трех основных факторов горной среды: парциального давления кислорода, температуры и влажности воздуха [126]. Это позволило выразить интегральное действие указанных факторов в виде единого биоклиматического показателя, названного "эффективной высотой". Оказалось, что "эффективная высота", как правило, не совпадает с абсолютной высотой и очень чутко реагирует на изменения составляющих ее факторов. Благодаря постоянным изменениям внешней среды в горах человек как бы подвергается вертикальным перемещениям, что образно можно сравнить с раскачиванием на гигантских качелях.

Использование критерия "эффективной высоты" позволило более четко проследить территориальные различия в уровне возникновения и развития горной патологии, чем по одному парциальному давлению кислорода, и типизировать горные страны по этому признаку [126].

В настоящее время не вызывает сомнения факт, что чем выше человек поднимается в горы, тем к большему изменению климатических факторов он должен адаптироваться и тем значительнее у него снижается работоспособность.

Изменение усредненных показателей основных факторов климата при подъеме в горы приводится в табл.1 и на рис.1.

Влияние горных условий на работоспособность человека

Данные о работоспособности спортсменов на высоте 1500-3000м весьма противоречивы: спортивные результаты в видах спорта на выносливость обычно снижаются, а в скоростно-силовых дисциплинах повышаются.

Таблица 1

Характеристика биоклиматических факторов при изменении высоты относительно уровня моря

Высота Баром. давление, мм.рт.ст. Парциальное давление О2 в воздухе (сухом), мм.рт.ст. Эквивалентное содержание О2в воздухе, % Насыщение крови О2,

%

0

400

800

1200

1600

2000

2400

2800

3200

3600

4000

760

724,8

690,6

658,0

626,7

596,3

567,1

539,4

512,6

486,9

462,3

159

151

144

137

131

125

118

113

107

102

97

20,96

19,97

19,04

18,14

17,27

16,48

15,64

14,87

14,13

13,49

12,76

98

 

97

 

 

94

 

90

 

 

85

Принципиальным вопросом, касающимся результатов выступлений представителей различных видов спорта в горных условиях, является вопрос о том, что эти условия ставят спортсменов в неравное положение в зависимости от двух факторов - скорости передвижения и длительности работы. Снижение плотности воздуха по мере подъема на высоту приводит к уменьшению аэродинамического сопротивления, но одновременно снижает снабжение организма необходимым количеством кислорода. Поэтому в тех видах спорта, где скорость передвижения велика, а доля аэробных процессов в энергетическом обеспечении деятельности незначительна (например, в спринте), спортивные результаты в условиях среднегорья улучшаются. В тех же видах спорта, где именно аэробные механизмы энергообеспечения играют основную роль, а скорость движения относительно незначительна, (в стайерских дисциплинах), спортивные результаты ухудшаются. Описанные изменения происходят строго закономерно (рис.2).

Несколько более сложная картина наблюдается в таких видах спорта, как конькобежный и велосипедный, где велики и скорость передвижения, и потребление кислорода. В этих видах положительное влияние среднегорья, выраженное в снижении энергозатрат на преодоление сопротивления воздуха, имеет большее значение, чем отрицательное, выраженное в уменьшении энергопродукции из-за уменьшения потребления кислорода организмом [35]. Это способствует достижению более высоких результатов, чем на равнине.

Рис. 1 Изменение усредненных показателей основных факторов климата при подъеме в горы .

Остановимся на некоторых функциональных показателях работоспособности.

Аэробная производительность. С увеличением высоты снижается максимальное потребление кислорода, что подтверждается рядом исследований (табл.2). E.R.Buskirk et al [156] пришли к выводу, что до высоты 1500 м не наблюдается снижения МПК. На больших высотах отмечается ухудшение этого показателя на 3,2 % на каждые 300 м.

Анаэробный порог. Этот показатель имеет важное значение для оценки работоспособности в горных условиях в связи с тем, что гипоксия усиливает процессы гликолиза и, следовательно, создает предпосылки для более раннего включения этого механизма в структуру энергетического обеспечения работы. Результаты исследований показали, что подъем в горы отрицательно сказывается на уровне анаэробного порога (АнП). На высоте 2300 м он снизился на 28 %, а на высоте 3340 м - на 50 % [19].

Ударный объем сердца при мышечной работе с подъемом на высоту свыше 2500 м уменьшается [193, 194, 196], что снижает аэробную производительность. На высоте свыше 4000 м это уменьшение на третьей неделе становится более выраженным [210, 244].

Буферная емкость крови и тканей [17, 20, 225, 252] уменьшается с увеличением высоты, однако на средних высотах эти явления рядом авторов не отмечены [192, 233]. В процессе адаптации к гипоксии при компенсации респираторного алкалоза происходит усиленное выведение бикарбонатов с мочой. Это снижает щелочной резерв и уменьшает буферную емкость крови, что, в свою очередь, ведет к снижению способности переносить кислородную недостаточность и, в конечном итоге, может отрицательно сказываться на работоспособности при всех видах спортивной деятельности, выполняемых на фоне развития кислородной задолженности организма. Однако с наступлением акклиматизации буферная емкость крови увеличивается. Это становится одним из факторов, обуславливающих повышение работоспособности [246].

Рис 2. Изменения результатов выступлений представителей различных видов в зависимости от двух факторов - скорости передвижения и длительности работы.

По мнению некоторых немецких ученых [153], повышение работоспособности на уровне моря после тренировки на высоте, вероятно, является результатом возросшей буферной способности организма, особенно со стороны мышечной системы. Этот сдвиг, как полагают, должен способствовать улучшению анаэробной работоспособности.

На умеренных высотах под воздействием гипоксии первоначальное усиление вентиляции легких приводит к повышению рН крови, обусловленному снижением РСО2, под влиянием обеих этих реакций вентиляция ингибируется, что, в свою очередь, ведет к повышению РСО2 и снижению рН, что вместе с одновременным уменьшением концентрации бикарбонатов в плазме крови в связи с их усиленным выведением почками снова стимулирует вентиляторную реакцию с постепенным приближением ее к окончательной величине по завершении акклиматизации [161, 186, 217, 223].

Таблица 2

Максимальное потребление кислорода у человека на разных высотах

Высота над уровнем моря (м)

МПК, % к величине на уровне моря

Литературный источник

1600-2000

92-94

А.Г.Зима,А.С.Иванов [37]

2100-2500

92

R.J.Shephard [233]
 

87-91

J.A.Faulkner et al [172]
 

90

E.Buskirk [156]
 

90

А.Г.Зима, А.С.Иванов [37]
 

91

В.В.Попов, А.Г.Зарифьян [92]

2600-3000

88,5

R.J.Shephard [233]

3100-3500

84

H.Weideman, H.Roskam et al [248]
 

80-84

А.С.Иванов с соавт. [39]
 

83

В.В.Попов, А.Г.Зарифьян [92]

3600-4000

70

E.Buskirk [156]
 

72

P.O.Astrand [14]

На больших высотах также происходит повышение рН артериальной крови, однако возвращение этого показателя к исходному уровню в процессе акклиматизации протекает очень медленно. Об этом свидетельствуют данные, полученные при наблюдении за 11 жителями уровня моря, поднятыми на высоту 3200 м, где они находились в течение 10 дней (рН артериальной крови в первые два дня повысилось у них на 0,03-0,04 ед. и затем оставалось практически без изменений, в то время как РСО2 в артериальной крови и концентрация бикарбонатов в плазме продолжали падать) [162].

Кислородная емкость крови при подъеме в горы увеличивается, однако с определенного уровня высоты начинает снижаться объем крови за счет уменьшения плазмы. На высоте 4000 м эта недостаточность не устраняется в течение месяца [156, 170, 196].

Возросшая вязкость крови на высотах свыше 2800 м является фактором, лимитирующим спортивную работоспособность в условиях больших высот [208].

МПК у высококвалифицированных спортсменов снижается уже на высоте 900 м, а сочетание гипоксического и тренировочного стимулов способствует улучшению окислительных процессов в мышцах и увеличению содержания миоглобина при одинаковых относительно МПК и абсолютных нагрузках, по сравнению с уровнем моря [240].

Координация движений. В горной местности в период острой акклиматизации в течение 7-8 дней нарушается тонкая координация движений, что связано с расстройством стереотипии двигательного навыка. Эти явления были отмечены у лыжников-гонщиков, метателей молота, борцов, у представителей некоторых других видов спорта.

Система координации нарушается, прежде всего, под воздействием умеренной гипоксии, а также в новых условиях разреженности воздушной среды [19, 108, 118].

Работоспособность. Результаты наблюдений большей части специалистов, проводивших исследования на квалифицированных спортсменах, свидетельствуют о снижении работоспособности в условиях среднегорья и высокогорья в соревновательных и тренировочных упражнениях продолжительностью свыше 2 мин.

На высоте 1800 м это снижение составляет 4-6 %, 2200-2300 м - 8-11 % и 3300-3500 м - 18-30 % [19].

Наряду с явлениями снижения работоспособности человека при подъеме в горы имеются сведения о патологических изменениях, вызванных напряженной мышечной работой на определенных высотных уровнях [3, 16, 173].

Высказывается мнение, что для коренных жителей высокогорье является здоровой средой и лишь для поднявшихся сюда жителей долин она может быть неблагоприятной. Ведь на высотах более 2500 м живут многие миллионы людей, обладающие хорошей работоспособностью и способностью обеспечивать воспроизводимость населения,хотя исследования в Андах и свидетельствуют о том, что высота способствует ограничению максимальной плодовитости и повышает неонатальную смертность. Вместе с тем у горных популяций в целом отмечается более низкий уровень холестерина и кровяного давления, хотя гипоксия высоты отягощает течение легочных заболеваний [16].

В ряде случаев неблагоприятные явления имеют место даже на умеренных высотах.

Так, благодаря доступности Японских Альп и других горных областей этой страны их ежегодно посещают сотни тысяч туристов, горнолыжников и альпинистов, среди которых наблюдается большое число случаев заболеваний горной болезнью и ее осложнениями на высотах 2500-3000 м. Зарегистрированы случаи даже с летальным исходом на высотах всего 2600-3000 м. Только за самые последние годы на высотах порядка 2650 м отмечено 38 случаев заболеваний ВООЛ, причем четверо пациентов скончались. Известен случай с опытной японской альпинисткой, которая за два дня поднялась с 1000 до 3180 м. На третий день она потеряла сознание, была эвакуирована в больницу, где скончалась через десять дней, не приходя в сознание. При нескольких случаях тяжелой горной болезни уже на высоте всего 2500 м обнаружены явления кровоизлияния в сетчатку глаза, которые, как ранее считали, происходят только на больших высотах [132]. О плохом самочувствии и симптомах, характерных для ОГБ, сообщают 12-15 % посетителей горнолыжных курортов в Колорадо (США) [185].

На высоте свыше 3600 м у солдат и шахтеров, выполнявших напряженную физическую работу, и горнолыжников наблюдались случаи отека легких, что связывается с понижением температуры [16,236].

Расхождения в указании пределов опасной зоны у разных авторов могут частично отражать различия в температуре окружающей среды [233] или могут быть связаны с понятием "эффективной высоты" [126].

Ф.З.Меерсон [77] приводит ряд данных о том, что длительное пребывание в условиях гипоксии, соответствующей высоте 3000- 4000 м и выше, вредно.

При выполнении напряженной и продолжительной физической работы с постепенным увеличением высоты в организме могут развиться явления, представляющие опасность для здоровья спортсменов, проявиться сдвиги, тормозящие развертывание физиологических и биохимических функций, обеспечивающих высокую спортивную работоспособность как в условиях горного климата, так и в последующий период после возвращения на равнину.

Возможно, мы встречаемся здесь с частным проявлением более общего принципа, состоящего в том, что увеличение интенсивности функционирования физиологических систем всегда сопряжено с увеличением мощности тормозных механизмов, обеспечивающих демобилизацию этих систем и тем самым - их высокую надежность [78].

Для выявления факторов, лимитирующих спортивную работоспособность, на высокогорной базе Чимбулак (высота 2250 м) был проведен эксперимент с шестью квалифицированными конькобежцами [39, 49]. Спортсмены (возраст 19-22 года) выполняли велоэргометрическую нагрузку до отказа, включающую 5 ступеней по 2 мин каждая (мощность работы на первой ступени составляла 1000 кГм/мин, а на последней ступени - 1900-2000 кГм/мин), на 7, 13 и 16-й дни на высотах 1690 м (каток Медео), 2250 м и 2918 м.

 

Рис 3. Динамика показателей легочной вентиляции (STPD), дыхательного коэффициента и потребления кислорода и разнонаправленная - легочной вентиляции (BTPS), ЧСС и лактата.

На высотах 2250 и 2918 м работоспособность спортсменов несколько снизилась по отношению к 1690 м. Однако это привело к повышению напряженности работы большинства физиологических функций. При этом с увеличением высоты (рис. 3) наблюдалась однонаправленная динамика показателей легочной вентиляции (STPD), дыхательного коэффициента и потребления кислорода и разнонаправленная - легочной вентиляции (BTPS), ЧСС и лактата. Эти факты показывают, что лимитирующими работоспособность факторами при наборе высоты являются легочная вентиляция, потребление кислорода и закисление организма по показателю накопления лактата в крови при стабилизации или снижении ЧСС.

Классификация высотных уровней

В настоящее время во многих странах мира построены комплексные спортивные базы, расположенные на разных высотах - от 800 до 2300 м (Армения - Цехкадзор, 1980 м; Болгария - Бельмекен, 2050 м; США - Колорадо-Спрингс, 1800 м; Скво-Вэлли, 2000 м; Швейцария - Санкт-Мориц, 1860 м, Давос, 1560 м; Италия - Систриери, 2050 м; Франция - Фон-Ремо, 1800 м; Китай - Кунмин, 1840 м и Синин, 2280 м; Кения - Томпсон-Фолле, 2200 м; Румыния - Пятраса, 1900 м и др.). На некоторых из этих баз имеются также условия для подъема на большую высоту.

Кроме того, созданы и базы в горной местности для одного вида спорта. В крупных городах Африки, Азии и Америки, имеющих сеть спортивных сооружений и необходимые места для проведения тренировки (Мехико - 2240 м; Аддис-Абеба - 2200-2300 м; Прииссыккулье - 1650-1800 м и др.), идет подготовка спортсменов высокой квалификации, которые используют и более высокие уровни - 2500-2800 м.

В то же время попытки спортсменов ряда стран проводить сборы в городах, лежащих выше 2800 м, пока не принесли успеха (Кито - 2900 м, Ла-Пас - 3690 м).

В лыжных видах спорта в подготовительном периоде широко используется тренировка на глетчерах. Особенно популярны глетчеры, находящиеся в Альпах на высотах 2700-2800 м. Более высокие глетчеры почти не используются лыжной элитой [48].

Одной из особенностей тренировки на глетчерах является то, что спортсмены размещаются в комфортабельных отелях, расположенных значительно ниже, на высоте 1000-1600 м, и поднимаются на глетчеры по канатным или автомобильным дорогам.

В Альпах есть озера, находящиеся на высоте свыше 2400 м, куда спортсмены-гребцы поднимаются по канатной дороге с основных баз, лежащих ниже 2000 м.

Таким образом, для организации современной тренировки в условиях горного климата характерны:

- расположение спортивных баз на высоте 1600-2300 м;

- возможность проведения отдельных тренировочных занятий на высоте 2400-2800 м (наличие равнинных участков местности, водоемов, спортивных сооружений);

- отдых и проведение восстановительных мероприятий на более низкой высоте;

- использование высот свыше 3000 м с целью ускорения фазы акклиматизации - в виде походов и эпизодических тренировочных занятий по скоростно-силовой или общефизической подготовке;

- наличие хороших канатных или автомобильных дорог от спортивных баз или от места жительства до мест проведения тренировочных занятий.

Расположение горных баз в зоне отелей, санаториев, домов отдыха или населенных пунктов позволяет обеспечить организацию досуга спортсменов и снижает психическое напряжение, связанное с гипоксией, возникающей в процессе спортивной тренировки в среднегорье и высокогорье.

Следует отметить, что к использованию систематической тренировки на высоте свыше 2800 м негативно относятся ряд тренеров и ученых-физиологов, специалистов по гипоксии из Швеции, СНГ, Канады, Великобритании и некоторых других стран.

В личной беседе, проведенной в 1986 году с профессором А.Фосбергом, сотрудником шведской лаборатории Р.О.Astrand, работавшим с ведущими лыжниками страны, мы выяснили точку зрения этих специалистов на использование больших высот в подготовке спортсменов. Лучшие шведские лыжники летом тренируются на глетчере "Глокнер" в Австрии, расположенном на высоте 2700 м. Однако шведские специалисты ищут в других горах более низкие глетчеры, т.к. считают оптимальными высотами для тренировки уровни 2200 м.

Все вышеизложенное указывает на то, что создавать комплексные и специализированные спортивные базы для видов спорта на выносливость, скоростно-силовых видов, единоборств, спортивных игр и многоборий, позволяющих проводить учебно-тренировочную работу в любой период и этап годичного цикла, следует на высоте 1800-2300 м. Однако необходимо оборудовать места для занятий, связанные канатными или автомобильными дорогами (время в пути до 30 мин) и на высоте 2500-2800 м. В проектировании баз важно наличие окружающей инфраструктуры для проведения досуга спортсменов.

По мнению R.J.Shephard [234], наилучшей рекомендации для проведения подготовки в горах заслуживают умеренные высоты, т.е. среднегорье.

Все приведенные данные позволяют утверждать, что средние высоты в диапазоне 1600-2500 м наиболее эффективны для целенаправленной подготовки к важнейшим соревнованиям, которые проводятся затем в привычных равнинных условиях. На этих высотах происходит необходимое для достижения высоких спортивных результатов развертывание физиологических функций организма и не наблюдается патологических явлений, представляющих опасность для здоровья человека.

Обзор литературных данных и обобщение практического опыта показывают, что тренировка в условиях высокогорья (свыше 3000 м) требует от спортсменов значительного снижения тренировочных нагрузок, что в дальнейшем не всегда обеспечивает повышение тренированности и спортивных достижений. Кроме того, высокоинтенсивные тренировочные нагрузки и соревнования на этих высотах опасны для здоровья.

Исходя из вышеизложенного, представляется целесообразным уточнить высотные уровни, используемые в спортивной практике при подготовке к состязаниям, проводящимся как в горах, так и в привычных условиях:

низкогорье - от 600 до 1200 м над уровнем моря;

среднегорье - от 1300 до 2500 м над уровнем моря;

высокогорье - свыше 2500 м над уровнем моря.

В литературе высотные уровни уже подвергались определенной систематизации [17, 94, 131, 224]. По итогам исследований в рамках международной биологической программы (1964-1974 гг.) границей высокогорья было предложено считать уровень 2500 м [16].

Предлагаемая классификация, в небольшой мере отличающаяся от данных различных авторов, отражает сложившиеся в настоящее время в спортивной практике теоретические и методические взгляды по этому вопросу.

Низкогорье, или предгорье. Пребывание и тренировка в этой местности требуют от спортсменов определенного уровня адаптации. В первые дни в этих климатических условиях при выполнении длительных упражнений, мощностью близкой к МПК, наблюдаются некоторые трудности, что ведет к возникновению более раннего утомления. Однако уже с 3-4-го дня пребывания на такой высоте тренировку можно проводить без ограничений.

Низкогорье дает эффект после возвращения на равнину, главным образом не за счет адаптации к гипоксическому фактору, а в связи с воздействием комплекса климатических модификаторов, характерных для этих высот. Предгорья используются в подготовке спортсменов во многих странах. На этих высотах проводится много соревнований по разным видам спорта.

Среднегорье, или умеренные высоты, наиболее широко используется для подготовки к важнейшим соревнованиям, проводящимся на равнине. Эти высоты можно условно разделить на два пояса: низкий - до 2000 м, наиболее часто применяемый для проведения занятий; верхний - 2000-2500 м, реже используемый в практике.

В условиях среднегорья к организму предъявляются повышенные требования при выполнении напряженной мышечной работы в связи с действием комплекса климатических факторов, главный из которых пониженное парциальное давление кислорода в окружающем воздухе.

Высокогорье предъявляет к организму еще более высокие требования. Комплекс климатических факторов, главным из которых остается и приобретает ведущее значение пониженное парциальное давление кислорода в окружающем воздухе, что, вместе с пониженной влажностью и перепадом температур, представляет определенную опасность для здоровья спортсменов, выполняющих напряженную и длительную физическую работу. В то же время в организме может возникнуть стойкое охранительное торможение, которое не позволит в полной мере развернуть основные физиологические процессы на уровень, обеспечивающий необходимую мощность работы. Поэтому высокогорье рекомендуется использовать пока как вспомогательное средство, применяя кратковременные подъемы со среднегорных баз.

Международные спортивные соревнования на этих высотах проводятся очень редко и, как правило, только по спортивным играм и горнолыжному спорту.

Теоретические предпосылки к обоснованию тренировки в горных условиях

Уже несколько столетий непрерывно ведется изучение вопросов, связанных с акклиматизацией (адаптацией) человека в условиях горного климата. За это время учеными разных стран выполнено большое число работ, особенно медико-биологического профиля. Это позволило установить основные механизмы акклиматизации к горному климату и адаптации к факторам гипоксии.

Основной вывод всех работ заключается в том, что горная акклиматизация связана с повышением способности организма работать в условиях кислородной недостаточности. В результате адаптации происходят соответствующие перестройки в деятельности органов дыхания и кровообращения, состоянии нервной и эндокринной систем, мышечного аппарата и т.д. Эти перестройки охватывают практически все ткани и клетки организма.

Специалисты установили параллель между приспособлением организма к горным условиям и к мышечной работе определенной мощности, при которой важнейшим лимитирующим фактором является недостаток кислорода. Если же одновременно действуют оба фактора, когда, находясь в горах, человек совершает напряженную мышечную работу, физиологическое воздействие тренировки становится больше, чем на уровне моря [120, 142, 166, 169, 199, 220].

После окончания тренировки в горных условиях организм спортсмена оказывается в состоянии более высокой работоспособности, чем до подъема в горы. Это, как правило, связывают с тем, что явления кислородной недостаточности, которые сопровождают мышечную работу в видах спорта, требующих преимущественного проявления выносливости, переносятся значительно легче. А так как важнейшим условием спортивной работоспособности во многих видах спорта является способность к высокому длительному уровню потребления кислорода, то эта способность после пребывания в горах значительно возрастает. Кроме того, в процессе тренировки в среднегорье и адаптации к гипоксии организм совершенствует способность более экономно расходовать кислород [26, 37, 51, 70, 179].

Многие виды напряженной спортивной деятельности приводят к развитию гипоксических состояний организма, называемых "гипоксией нагрузки" [53], а некоторые из них неизбежно протекают на фоне кислородной задолженности организма, которая погашается лишь в восстановительном периоде. Согласно мнению некоторых исследователей, существует значительная общность физиологических механизмов адаптации к гипоксическим условиям и к мышечной работе значительной интенсивности [12, 77, 112, 182, 249].

Это сходство иллюстрируют адаптивные изменения в мышечной системе при хроническом воздействии различных стресс-факторов: сниженного РО2, холода, тренировки на развитие выносливости и силы. Они объясняют, почему тренированные лица лучше переносят гипоксию по сравнению с нетренированными (на тканевом уровне). В условиях нормального давления можно отметить следующие общие черты в функциональных характеристиках состояния организма лиц, обладающих горной акклиматизацией и адаптированных к длительным физическим упражнениям: более экономичная и вместе с тем более эффективная функция вентиляции легких, тенденция к брадикардии и сниженному кровяному давлению, сниженный уровень основного обмена, сниженная концентрация молочной кислоты в крови после нагрузок. Сходство механизмов адаптации к воздействию указанных факторов позволяет говорить о том, что, с одной стороны, повышение спортивной работоспособности может происходить в процессе систематической адаптации к гипоксии. И, с другой, - повышение устойчивости к недостатку О2 может быть достигнуто при помощи систематических занятий физическими упражнениями при использовании больших по объему и интенсивности нагрузок. Таким образом мы имеем явление "переноса" или "перекрестной" адаптации. Однако необходимо иметь в виду, что только виды спортивной деятельности, требующие преимущественного проявления выносливости, близки по структуре возникающих в организме сдвигов к тем, которые имеют место в процессе адаптации к гипоксии.

По мнению С.П.Летунова [62], механизм положительного влияния тренировки на индивидуальную устойчивость к дефициту кислорода состоит в том, что совершенствуются механизмы, поддерживающие кислородный режим организма на должном уровне. Однако нельзя согласиться с точкой зрения о том, что любая спортивная деятельность сопровождается повышением устойчивости к гипоксической гипоксии.

Высококвалифицированные спортсмены некоторых видов спорта, имеющие хорошо развитую мускулатуру, но привыкшие к относительно кратковременным значительным физическим напряжениям, например, тяжелоатлеты и гимнасты, в ряде случаев не только не лучше, а даже хуже нетренированных людей переносят длительное пребывание на больших высотах. В этом плане заслуживает определенного внимания мнение о том, что состояние тренированности и акклиматизированности организма - все же разные феномены, каждый из которых по-своему влияет на уровень работоспособности [216].

Исследования Ф.З.Меерсона [77] показывают, что адаптация к физическим нагрузкам, высотной гипоксии и холоду наряду с определенными различиями характеризуется и общностью, выраженной в одних и тех же сдвигах - дефиците макроэргов и увеличении потенциала фосфорилирования. Этот первичный сдвиг является сигналом, активизирующим аппарат клеток, в результате чего повышается выработка митохондриями АТФ.

Таким образом, первичной основой использования тренировки в условиях среднегорья является энергетический аспект адаптации человека к основным факторам среды. В то же время один из существенных недостатков в теоретическом и практическом освоении

проблемы тренировки в среднегорье - односторонний подход к трактовке этого вопроса, связанный только с большим вниманием к гипоксии среднегорья, вне тех сложных моторно-висцеральных координаций, которые изменяются в зависимости от ситуации и тем самым определяют положение организма в среде.

Трансформация повышенного функционального уровня организма в высокие спортивные достижения возможна лишь при условии создания новых моторно-висцеральных координаций, обеспечивающих связь между вегетативными и двигательными функциями и надежное управление движениями в этих условиях, ибо высокая работоспособность человека может быть реализована только через совершенные по форме и содержанию движения - спортивную технику.

Таким образом, первичная основа, на базисе которой в дальнейшем образуются новые функциональные системы, - дефицит макроэргов и повышение уровня фосфорилирования. При этом организм в зависимости от генетических особенностей может в дальнейшем адаптироваться по двум путям: приспособления всех функций для наилучшего обеспечения тканевых процессов кислородом или, наоборот, по пути приспособления самих тканей к эффективному функционированию при пониженном содержании кислорода во внутренней среде [12].

Развитие адаптации целого организма не может быть сведено к простому увеличению мощности транспортных систем дыхания и кровообращения, а сопровождается прямым повышением резистентности мозга, сердца, мышц к недостатку кислорода, а также увеличением способности тканей и органов утилизировать кислород из гипоксической среды [13, 14, 47, 77].

При более длительном пребывании на высоте наступают сдвиги, относимые к адаптации на тканевом уровне. К ним относят повышение плотности капилляров, увеличение содержания миоглобина, рост числа митохондрий и усложнение их строения, изменение свойств клеточных мембран, повышение сродства цитохромоксидазы к кислороду, изменение активности некоторых ферментов дыхательной цепи и т.д.

Проблемы акклиматизации и тренировки спортсменов в условиях гипоксии (горная местность и барокамера) стали предметом особого рассмотрения на 7-м Международном симпозиуме "Гипоксия-91" в Лейк-Луизе, Канада, что свидетельствует об их научной значимости и актуальности.

Houston привел данные о снижении работоспособности по мере набора высоты и указал, что гипоксия по-разному влияет на способность к выполнению работы в зависимости от ее характера. Он перечислил физиологические механизмы, ограничивающие максимальную работоспособность на высоте: мышечное утомление, затянутое восстановление, снижение VO2max, легочная вентиляция, диффузионная способность легких, минутный и ударный объемы крови, ограничение "потолка" пульса и пр. Докладчик, в частности, подчеркнул, что пока недостаточно выяснено, как сказывается исходный уровень физической готовности на работоспособность в горах и что высотные тренировки, возможно, и дают положительный эффект, но изучен он еще недостаточно применительно к результатам последующего выступления на уровне моря [30].

Но пребывание и физическая работа на средних высотах имеют и большой опосредованный эффект для человека.

В процессе напряженной подготовки спортсмены высокого класса сталкиваются с целым рядом неблагоприятных сдвигов во внешней и внутренней среде. Это связано с выполнением громадных объемов тренировочной нагрузки в течение 5-6 часов в день, 30-35 часов в неделю, проведением высоких по интенсивности тренировочных занятий, вызывающих значительные изменения гомеостаза, выполнением упражнений, связанных с большим риском для здоровья, проведением занятий и соревнований при неблагоприятных условиях погоды, участием в соревнованиях в других странах, требующих от спортсменов высотной, температурной и временной адаптации. Поэтому организм должен обладать как общей, так и специфической резистентностью.

В процессе спортивной деятельности человек сталкивается с тепловыми воздействиями, с высокой и низкой внешней температурой и значительным повышением внутренней теплопродукции.

Научные данные показывают, что после горной акклиматизации переносимость комбинированного действия тепла и мышечной работоспособности улучшается, что находит свое выражение в меньшей потере влаги, веса, а также в снижении энергетического обмена [4, 9].

При выполнении сложных упражнений человек сталкивается с воздействием на него ускорений, что выражается в смещении различных тканей и жидкостей организма. Происходит передислокация крови, а это может нарушить процесс кровообращения. Адаптация к горному климату и мышечной работе повышает устойчивость к средним степеням ускорения [4].

В процессе адаптации к гипоксии обнаружен факт повышения резистентности тканей к целому ряду повреждающих агентов [12].

Следовательно, суммарная адаптация к климату среднегорья и напряженной мышечной работе повышает резистентность организма к различным неблагоприятным факторам, что подтверждает опосредованный эффект использования тренировки в среднегорье в системе подготовки спортсменов.

В среднегорье на спортсменов действуют две группы стимулов: климатические и "нагрузочные", от суммарного влияния которых зависит эффект тренировки и последующего участия в соревнованиях. Уменьшение или увеличение доли одной из них влияет на суммарный эффект всей тренировки. Первый, климатический, фактор в условиях подготовки на определенной спортивной базе имеет меньшую вариативность. Второй - "нагрузочный" - в условиях необходимой структуры варьирует значительно больше.

Исследованиями [17, 130] установлено, что пребывание хорошо подготовленных спортсменов на высотах 1700-2000 м, но не выполнявших специальных тренировочных нагрузок, не сопровождается сколько-нибудь существенными последовательными вегетативными сдвигами, которые можно было бы рассматривать как показатель адаптации организма к среде среднегорья.

Исходя из этого, можно сделать вывод, что главным и решающим фактором, от которого зависит эффективность тренировки в среднегорье, является оптимальный уровень тренировочных и соревновательных нагрузок, выполняемых на горном этапе, а также перед его началом и после спуска. Только при этих условиях возможно проявление суммарного эффекта, выраженного в повышении достижений спортсменов. Это - основная педагогическая предпосылка к обоснованию методики подготовки спортсменов в горных условиях.


* Понижено парциальное давление углекислого газа в крови


 Home На главную  Forum Обсудить в форуме  Home Translate into english up

При любом использовании данного материала ссылка на первоисточник обязательна!

Суслов, Ф.П. Спортивная тренировка в условиях среднегорья / Суслов Ф.П., Гиппенрейтер Е.Б., Холодов Ж.К.; РГАФК. - М., 1999. - 202 с.: табл.