CC BY
27УДК: 796.01:612
МЕХАНИЗМЫ РЕАКЦИИ
организма на холодовую пробу в покое и после различных по направленности физических нагрузок
Кандидат биологических наук, профессор В.А. Вишневский А.А. Монастырев, К.А. Миронова
Сургутский государственный университет, Сургут
MECHANISMS OF REACTIONS TO "COLD" TEST AT REST AND AFTER VARIOUS PHYSICAL LOADS V.A. Vishnevsky, professor, Ph.D. A.A. Monastyrev KA. Mironova
Surgut State University, Surgut Key words: cold test; physical loads; mechanisms of reactions. Cold tempering and physical exercises are the common means of strengthening of the immune system. However, the use of these mean is associated with a number of organizational difficulties. For exercises it is definition of the optimal volume and intensity of loads, as a positive crossover effect is promoted only by the load of recreational physical culture. Overloads in elite sport cause immunosuppression (the negative cross effect).
There are some organizational problems with cold tempering.
The main difficulty of «tough» methods of hardening is that under extreme conditions the human body is unable to simultaneously show the maximum of all its functions.
Therefore, strong stimuli provoke intensification of some functional systems accompanied by inhibition of others. That is why numerous facts of negative results of the suboptimal adaptation to hypoxia, cold, physical loads, expressed in reducing of organs' weight characteristics, reduction of cells in the liver, kidneys, etc. are presented in the literature.
It makes researchers and practitioners seek ways to optimize the process of control of hardening. We are interested in the possibility of using a cold test for this purpose, which was the subject of this study. The study involved 19 students aged 19-20 years. The cold test was carried out according to M.Ya. Marshak in our modification. An aluminum cylinder of diameter 20 mm and wall thickness 1 mm, filled with ice was used as the cold stimulus.
The regularities identified in the body's response to the cold test, conducted in different ways help to optimize the selection of options for tempering procedures depending on the initial state of the body, to assess its effectiveness, take into account the mutual influence of the combination of hardening and multi-purpose exercises.
Ключевые слова: холодо-вая проба; физические нагрузки; механизмы реакции.
Актуальность. В последние годы в результате стрессов, нездоровой экологии, вредных привычек, повального увлечения лекарствами иммунная система людей испытывает огромную нагрузку. Не скомпенсированное напряжение иммунитета переводит организм в пограничное состояние, которое может превратиться в болезнь. Наиболее распространенными из них являются простудно-инфекционные заболевания. В дошкольном и младшем школьном возрасте на их долю приходится до 62,7 % частых заболеваний у детей [3].
Распространенными средствами укрепления иммунитета являются закаливание холодом и физические упражнения. Однако использование этих средств сопряжено с рядом организационных сложностей. Для физических упражнений это определение оптимального объема и интенсивности нагрузок, так как положительный перекрестный эффект дают только нагрузки оздоровительной физической культуры. Сверхнагрузки спорта высших достижений вызывают угнетение иммунитета (отрицательный перекрестный эффект).
У закаливания холодом существуют свои организационные сложности. Научные «мягкие» методы закаливания предусматривают процедуры постепенно увеличивающейся интенсивности и длительности воздействия. Однако, если эволюционно сформировавшиеся механизмы срочной адаптации в состоянии справиться с действующим раздражителем, никакого закаливания не произойдет. Для того чтобы запустить механизмы долговременной адаптации, сила раздражителя должна быть несколько выше имеющихся возможностей. Именно дефицит энергии,
образующийся в результате несостоятельности срочной адаптации, формирует в конечном итоге тот «структурный след», который и лежит в основе повышения устойчивости организма к целому ряду неблагоприятных факторов.
Основная сложность при «жестких» подходах к закаливанию заключается в том, что при экстремальном воздействии человеческий организм не в состоянии одновременно вывести на максимум все имеющиеся у него функции. Поэтому при действии сильных раздражителей усиление одних функциональных систем сопровождается торможением других. Вот почему в литературе представлены многочисленные факты негативных результатов неоптимальной адаптации к гипоксии, холоду, физическим нагрузкам, выражающейся в снижении весовых характеристик органов, уменьшении клеток в печени, почках и пр. [2].
Это заставляет исследователей и практиков искать пути оптимизации процесса управления закаливанием [1]. Нас заинтересовала возможность использования для этих целей холодовой пробы, что и стало предметом данного исследования.
Организация исследования. В исследовании приняли участие 19 студентов в возрасте 19-20 лет. Холодовая проба проводилась по М. Я. Маршаку в нашей модификации. В качестве холодового раздражителя использовался алюминиевый цилиндр диаметром 20 мм с толщиной стенок 1 мм, наполненный льдом. После предварительного измерения температуры верхней трети латеральной поверхности предплечья к этому участку на 30 с прикладывался цилиндр со льдом. После прекращения действия холодо-вого раздражителя возобновлялась регистрация температуры охлажденного участка до ее полного восстановления. Проба проводилась в покое, после работы на велоэргометре в течение 20 мин и после силовых упражнений с гантелями для мышц рук и верхнего плечевого пояса в течение 20 мин. Температуру регистрировали термопарой с использованием программно-аппаратного комплекса «Навигатор» для тренинга с биологической обратной связью БОС. Перед холодо-вой пробой у всех испытуемых регистрировали ритмограмму сердца с помощью программно-аппаратного комплекса «ОртоСпорт». Комплекс
позволяет оценивать адаптационные возможности организма, уровень напряжения систем регуляции, функциональные резервы организма, вегетативное обеспечение функций, исходный вегетативный тонус.
Результаты исследования. В табл. 1 представлены результаты изучения исходной температуры, наиболее низкой при действии холодово-го раздражителя и температуры восстановления через 5,5 мин. Они свидетельствуют, что после выполнения работы на велоэргометре температура предплечья достоверно понижается, видимо, за счет перераспределения крови к нижним конечностям и капилляроспазма в верхних частях тела. После силовых упражнений, наоборот, отмечается повышение температуры кожи верхней части тела в связи с приливом теплой крови.
Условия проведения пробы достоверно не повлияли на степень падения температуры. Что касается температуры восстановления, то ее достоверное превышение по сравнению с покоем обнаружено только после силовых упражнений (см. табл. 1).
Особую информативность в холодовой пробе имеет скорость восстановления температуры. Она не только характеризует реактивность организма на пробу, но и отражает эффективность закаливающих процедур. Дело в том, что независимо от исходных показателей при рациональном проведении закаливания скорость восстановления температуры всегда увеличивается, являясь отражением положительного влияния адаптационных перестроек в ответ на закаливающие процедуры. Результаты изменения скорости снижения и восстановления температуры на различных этапах проведения пробы представлены в табл. 2.
Ее анализ свидетельствует, что в восстановлении температуры после холодового воздействия можно выделить две фазы - быстрого и медленного восстановления. После физических нагрузок эти фазы плавно перетекают одна в другую, а в покое между 2-й и 3-й минутами наблюдается некоторая задержка в восстановлении температуры. Вторая из выявленных нами особенностей заключается в том, что принципиальное отличие в скорости восстановления температуры при различных вариантах проведения пробы наблюдается только в фазе ее быстрого
Таблица 1. Изменение температуры латеральной поверхности предплечья при различных вариантах проведения холодовой пробы, М ± с (п = 19)
Условия проведения пробы Исходная температура Минимальная температура охлаждения Температура восстановления
В покое 32.4±1.1 (100%) 25.1±1.4 (77.5%) 31.4±1.3 (96.9%)
После работы на велоэргометре 31.7±1.1* (100%) 24.5±1.5 (77.3%) 31.2±1.0 (98.2%)
После силовых упражнений 32.9±1.0 *(100%) 25.3±1.1 (76.9%) 32.4±1.0* (98.5%)
* - изменения достоверны по сравнению с температурой в покое при р < 0.05
84
№ 9 • 2014 Сентябрь | Бер1етЬег
Таблица 2. Динамика изменения скорости снижения (повышения) температуры предплечья на различных этапах и при различных условиях проведения холодовой пробы, М ± с (п = 19)
Скорость изменения температуры В покое, град/мин После велоэргометра, град/ мин После силовых упражнений, град/мин
Исходная 0.118±0.030 0.108±0.023 0.124±0.026
30 с холод -0.061±0.020л -0.065±0.031л -0.062±0.028л
1-я мин восстановления 0.049±0.009л 0.050±0.010л 0.055±0.012*л
2-я мин восстановления 0.023±0.008л 0.027±0.008л 0.030±0.007*л
3-я мин восстановления 0.019±0.006 0.018±0.005л 0.017±0.00бл
4-я мин восстановления 0.010±0.003л 0.011±0.00бл 0.010±0.003л
5,5-я мин восстановления 0.006±0.004л 0.006±0.004л 0.007±0.004л
* - изменения достоверны по сравнению со скоростью в покое при р < 0,05 Л - изменения достоверны по сравнению с предыдущим исследованием при р < 0,05.
восстановления. Она достоверно выше по сравнению с покоем после силовых упражнений. После работы на велоэргометре намечается только тенденция увеличения скорости, но она «не дотягивает» до достоверной.
Об этом же свидетельствует и корреляционный анализ. Так, если скорость на 1-й мин восстановления при проведении пробы в покое достоверно коррелирует со скоростями восстановления на 1-й (г = 0.730, р < 0.01), 2-й (г = 0,626, р < 0,01) и 3-й мин (г = 0,509, р < 0,05) после работы на велоэргометре, то для пробы после силовых упражнений такая связь обнаружена только для 3-й мин восстановления (г = 0,550, р < 0.01).
В основе выявленных особенностей реакции организма на холодовую пробу лежат разные физиологические механизмы. Вторая (медленная) фаза восстановления температуры имеет единый механизм независимо от условий проведения пробы. Так, скорость восстановления температуры с 4-й по 5-ю мин тем выше, чем лучше адаптационные возможности организма (в покое г = 0,628, р < 0,01, после работы на велоэргометре г = 0,433, р < 0,05, после силовых упражнений г = 0,496, р < 0,05). Она тем выше, чем ниже уровень регуляторного напряжения сердечной деятельности (в покое г = -0,571, р < 0,01, после работы на велоэргометре г = -0,455, р < 0,05, после силовых упражнений г = -0.464, р < 0,05). Наконец, она тем выше, чем адекватнее вегетативное обеспечение организма (в покое г = 0,483, р < 0,05, после работы на велоэргометре г = 0,518, р < 0,05, после силовых упражнений г = 0,451, р
< 0,05).
Скорость в фазе быстрого восстановления температуры в покое прямо пропорциональна активности симпатического отдела вегетативной нервной системы, отвечающего за адаптацию г = 0,504, р < 0,05; стресс-индекс: г = 0,491, р < 0,05; ЧСС: г = 0,518, р < 0,05), и обратно пропорциональна активности парасимпатического отдела (вариационный размах: г = -0,494, р
< 0,05). Скорость в фазе быстрого восстановления температуры после работы на велоэргометре
достоверных связей с вегетативным обеспечение функций и уровнем нейрогуморальной регуляции не обнаружила. А после силовых упражнений это параметр достоверно коррелирует с общим уровнем нейрогуморальной регуляции (r = 0,432, p <
0.05. и активностью симпатического отдела (LF: r = 0,574, p < 0,01).
Скорость снижения температуры при действии холодового раздражителя в покое достоверно связана только с индексом ортостатиче-ской пробы (r = 0,433, p < 0,05). После работы на велоэргометре таких связей не обнаружено, а после силовых упражнений она прямо пропорциональна напряжению механизмов нейрогумо-ральной регуляции (r = 0,552, p < 0,01), неадекватности адаптации (r = 0,494, p < 0,05), уровню снижения функциональных резервов (r = 0,455, p < 0,05).
Закономерности, выявленные в реакции организма на холодовую пробу, при различных вариантах ее проведения позволяют оптимизировать выбор вариантов проведения закаливающих процедур в зависимости от исходного состояния организма, оценить его эффективность, учитывать взаимовлияния при сочетании закаливания и различных по направленности физических упражнений. Литература
1. Вишневский В.А. Системный анализ состояния организма детей на этапах школьного онтогенеза / В.А. Вишневский, В.В. Апокин, Д.В. Сердюков и др. - М.: НИЦ «Теория и практика физической культуры и спорта», 2010. - 367 с.
2. Празников В.П. Закаливание детей дошкольного возраста / В.П. Празников. - Ленинград: Медицина, 1988. - 224 с.
3. Румянцев А.Г. Часто болеющие дети / А.Г. Румянцев, В.Н. Касаткин // Школа здоровья. - 1996. - Т. 3. - № 2. - С. 4147.
References
1. Vishnevsky, V.A. System analysis of the body status of schoolchildren at the stages of ontogenesis / V.A. Vishnevsky, V.V. Apokin, D.V. Serdyukov et al. - Moscow: Teoriya i praktika fizicheskoy kultury i sporta, 2010. - 367 P. (In Russian)
2. Praznikov, V.P. Hardening of preschoolers / V.P. Praznikov. -Leningrad: Meditsina, 1988. - 224 P. (In Russian)
3. Rumyantsev, A.G. Weak children / A.G. Rumyantsev, V.N. Kasatkin // Shkola zdorov'ya. - 1996. - V. 3. - № 2. - P. 41-47. (In Russian)
Информация для связи с автором: apokin_vv@mail.ru
Поступила в редакции 02.06.2014 г.
