CC BY
65
2. Ermoshkin MA. Fundamentals of rehabilitation. Moscow: Publishing center «Academy», 2013; 208 p. Russian (Еремушкин М. А. Основы реабилитации: учеб. пособие для студ. учреждений сред. мед. проф. образования. М.: ИЦ «Академия», 2013; 208 с.).
3. Epifanov VA, Epifanov AV. Rehabilitation of patients with stroke. Moscow: Medpress-inform, 2013; 248 p. Russian (Епифанов В. А., Епифанов А. В. Реабилитация больных, перенесших инсульт. М.: МЕДпресс-информ, 2013; 248 с.)
4. Kurashvili VA. Preventive physiotherapy. Bulletin of sport innovations 2013; (45): 9. Russian (Курашвили В. А. Профил актическая физиотерапия. Вестник спортивных инноваций 2013; (45): 9).
5. DePauw KP, Gavron SJ. Disability sport. 2005; 408 p.
6. Frontera WR. Rehabilitation of sports injuries: scientific basis (Encyclopaedia of sports medicine). 2003, vol. 10; 338 p.
7. Matheson GO, Klügl M, Engebretsen L, et al. Prevention and management of non-communicable disease: the IOC consensus statement. Br J Sports Med 2013; 47: 1003-1011.
8. Gershburg MI. Principles of restorative treatment of athletes after injuries of the ODE. Moscow: Physical culture and Sport, 1986; 26 p. Russian (Гершбург М. И. Принципы восстановительного лечения у спортсменов после травм ОДА. М.: Физкультура и Спорт, 1986; 26 с.).
9. Razinkin SM. Methodological aspects of personalization of the functional state of the athlete and the ways to correct it. In: Medicine for sport 2015: abstracts of V all-Russian Congress with international participation. Saint-Petersburg, 2015. Russian (Разинкин С. М. Методологические аспекты персонализации функционального состояния спортсмена и пути его коррекции. В сб.: Медицина для спорта — 2015: тезисы V Всерос. конгресса с междунар. участием. СПб., 2015).
10. GOST R 56044-2014. The Group R24. National standard of the Russian Federation. Health technology assessment. General provisions. Moscow, 2015. Russian (ГОСТ Р 56044-2014. Группа Р24. Национальный стандарт Российской Федерации. Оценка медицинских технологий. Общие положения. М., 2015.).
11. Samoilov AS, Razinkin SM, Petrova VV, et al. Methodological aspects of assessment of effectiveness of technology
sports medicine. Medicine of extreme situations 2015; (4): 4555. Russian (Самойлов А. С., Разинкин С. М., Петрова В. В. и др. Методологические аспекты оценки эффективности технологий спортивной медицины. Медицина экстремальных ситуаций 2015; (4): 45-55).
12. Kotenko KV, Korchazhkina NB, Razinkin SM, et al. Comparative assessment of physical and mental health of athletes and students who are actively involved in sports. Functional diagnostics 2011; (3): 98-99. Russian (Котенко К. В., Корчажкина Н. Б., Разинкин С. М. и др. Сравнительная оценка состояния физического и психического здоровья спортсменов и студентов, активно занимающихся спортом. Функциональная диагностика 2011; (3): 98-99).
13. Razinkin SM, Petrova VV, Artamonov IA, Fomkin PA. Development and justification of criteria of the unit assess the level of health of the athlete. Journal of neurology, psychiatry and neurosurgery 2015; (2): 72-80. Russian (Разинкин С. М., Петрова В. В., Артамонова И. А., Фомкин П. А. Разработка и обоснование критериального аппарата оценки уровня здоровья спортсмена. Вестник неврологии, психиатрии и нейрохирургии 2015; (2): 72-80).
14. Miroshnikov YuV, Razinkin SM, Samoilov AS, et al. Development and validation of a standardized scale of level of evaluation of the functional reserves of the members of national teams of Russia. Medicine of extreme situations 2015; (4): 38-44. Russian (Мирошникова Ю. В., Разинкин С. М., Самойлов А. С. и др. Разработка и обоснование унифицированной шкалы уровня оценки функциональных резервов членов сборных команд России. Медицина экстремальных ситуаций 2015; (4): 38-44).
15. Razinkin SM, Kotenko NV. A comprehensive screening diagnostic assessment psycho-physiological and somatic health, functional and adaptive reserves of the body. Journal of neurology, psychiatry and neurosurgery 2010; (11): 21-34. Russian (Разинкин С. М., Котенко Н. В. Комплексная скрининг-диагностика оценки психофизиологического и соматического здоровья, функциональных и адаптивных резервов организма. Вестник неврологии, психиатрии и нейрохирургии 2010; (11): 21-34).
УДК 61:796/799 Оригинальная статья
методика оценки тепловой устойчивости у спортсменов циклических видов спорта
А. А. Киш — ФГБУ «Государственный научный центр Российской Федерации — Федеральный медицинский биофизический центр им. А. И. Бурназяна» ФМБА России, заведующая отделением функционального тестирования и обработки результатов медицинского обследования; М. А. Брагин — ФГБУ «Государственный научный центр Российской Федерации — Федеральный медицинский биофизический центр им. А. И. Бурназяна» ФМБА России, младший научный сотрудник отдела экспериментальной спортивной медицины; М. Ю. Зорин — ФГБУ «Государственный научный центр Российской Федерации — Федеральный медицинский биофизический центр им. А. И. Бурназяна» ФМБА России, инструктор-методист по лечебной физкультуре.
METHODS OF EVALUATION OF THE THERMAL TOLERANCE OF CYCLIC SPORTS ATHLETES
A. A. Kish — State Research Center — Burnasyan Federal Medical Biophysical Center of Federal Medical Biological Agency, Head of the Department of Functional Testing and Medical Examination Results Processing; M. A. Bragin — State Research Center — Burnasyan Federal Medical Biophysical Center of Federal Medical Biological Agency, Department of Experimental Sports Medicine, Junior Researcher; M. U. Zorin — State Research Center — Burnasyan Federal Medical Biophysical Center of Federal Medical Biological Agency, Coordinator in exercise therapy.
Дата поступления — 1.11.2017 г. Дата принятия в печать — 21.12.2017 г.
Киш А. А., Брагин М. А., Зорин М. Ю. Методика оценки тепловой устойчивости у спортсменов циклических видов спорта. Саратовский научно-медицинский журнал 2017; 13 (4): 955-964.
Цель: исследование тепловой устойчивости у спортсменов циклических видов спорта и оценка ее влияния на физическую работоспособность в условиях гипертермии. Материал и методы. Исследование выполнено с привлечением 15 спортсменов мужского пола, представителей циклических видов спорта, чей спортивный разряд был не ниже первого взрослого. Средний возраст 24,2±1,1 года. Работа выполнена в климатической камере Центра спортивной медицины и реабилитации в несколько этапов, на каждом из которых проводилась оценка физической работоспособности и теплового состояния спортсменов. Результаты. Показано отягощающее действие нагревающего климата на показатели физической работоспособности и тепловое состояние спортсменов циклических видов спорта; определены действующие диапазоны высоких температур. Заключение. Полученные с помощью предлагаемой методики данные свидетельствуют о важности определения инди-
956
СПОРТИВНАЯ МЕДИЦИНА
видуальных порогов переносимости теплового состояния у спортсменов и отягощающего действия жары на их физическую работоспособность.
Ключевые слова: тепловая устойчивость, циклические виды спорта, физическая работоспособность, климатическая камера, ректальная температура.
Kish AA, Bragin MA, Zorin MU. Methods of evaluation of thermal tolerance of cyclic sports athletes. Saratov Journal of Medical Scientific Research 2017; 13 (4): 955-964.
The purpose of the study is investigation of thermal stability in athletes of cyclic sports and assessment of its influence on physical working capacity under hyperthermia. Material and methods. 15 male athletes of cyclic sports who had the senior degree as minimum were included in the study. Middle age 24,2±1,1 years. Work was performed in the climatic camera of the Center of sports medicine and rehabilitation in several stages, on each of which assessment of physical working capacity and a thermal condition of athletes was carried out. Results. In the real work the burdening action of the heating climate on indicators of physical working capacity and a thermal condition of athletes of cyclic sports is shown; the operating ranges of high temperatures are determined. Conclusion. The data obtained by means of the offered technique, confirm importance of definition of individual thresholds of shipping of a thermal state at athletes and the burdening action of a heat on their physical working capacity.
Key words: thermal tolerance, cyclic sports, physical working capacity, climatic chamber, rectal temperature.
Введение. В последнее время все больше внимания уделяется вопросам повышения тепловой устойчивости спортсменов при воздействии факторов внешней среды и, в частности, влиянию высоких температур [1, 2]. Изучение теплового состояния спортсменов при выполнении физической нагрузки выявило влияние температур на уровень их физической работоспособности [3, 4]. Собственные исследования в этой области, проведенные ранее, показали, что высокие температуры существенно влияют на состояние функциональной готовности спортсмена, что приводит к снижению его результативности на соревнованиях [5]. Изменение функционального состояния спортсмена напрямую зависит от значений температуры, длительности ее действия, а также от общего состояния организма спортсмена [6, 7].
Перегревание организма лежит в основе этиопа-тогенеза таких нарушений и характеризуется нарушением теплового баланса, избыточным теплосодержанием в организме, нарушением водно-солевого обмена, развитием обезвоживания (дегидратации), нарушением психофизиологических функций и других систем организма [6, 8].
Функциональные нарушения, вызванные действием температурного фактора — гипертермии, оказывают отрицательное влияние на результативность спортсмена. Поэтому первичная профилактика перегревания выходит на одно из первых мест среди мероприятий медико-биологического сопровождения спортсменов на соревнованиях в жарком климате.
В литературе существуют два подхода к классификации категорий опасности и определения резервного времени качественного выполнения работы в неблагоприятных микроклиматических условиях. Один из подходов устанавливает температурную нагрузку на человека в нагревающем микроклимате при умеренной физической и психологической нагрузке. Второй подход оценивает микроклиматические зоны, влияющие на качество выполнения работы в неблагоприятных микроклиматических условиях лицами экстремальных профессий со статической нагрузкой и значительным психоэмоциональным напряжением.
В своей работе мы учитывали оба подхода, которые возможно экстраполировать для различных видов спорта. По нашему мнению, первый подход соответствует видам спорта на выносливость, он представлен в рамках данной статьи; второй подход относится к скоростно-силовым видам спорта.
Ответственный автор — Киш Анна Андреевна Тел. (сот.): +79651428974 E-mail: akish@yandex.ru
Цель: исследование тепловой устойчивости у спортсменов циклических видов спорта и оценка ее влияния на физическую работоспособность в условиях гипертермии.
В данном исследовании впервые показано отягощающее действие жаркого климата на физическую работоспособность высококвалифицированных спортсменов на примере циклических видов спорта. Предложенная универсальная методика оценки теплового состояния конкретизирует критерии климатической адаптации спортсменов, позволяет проводить интерпретацию значений их функционального состояния [9-11].
Результаты данной работы значительно расширяют сведения по таким малоизученным направлениям, как оценка климатической нагрузки на спортсмена через «эффективные температуры»; данные о тепловом состоянии спортсмена (теплоощущения, средневзвешенная температуры кожи, ректальная температура, ЧСС и др.), зарегистрированные онлайн при физической нагрузке в полунатурных условиях жаркого климата; причинно-следственные зависимости снижения физической работоспособности в условиях воздействия высоких температур.
Материал и методы. В исследовании приняли участие 15 спортсменов мужского пола, представителей циклических видов спорта, чей спортивный разряд был не ниже первого взрослого. Средний возраст 24,2±1,1 года. Работа выполнялась в несколько этапов, на каждом из которых проводилась оценка физической работоспособности и теплового состояния спортсменов.
На первом (подготовительном) этапе на стендовой базе Центра спортивной медицины и реабилитации ФМБЦ им. А. И. Бурназяна в модельных условиях определяли индивидуальный порог устойчивости (выносливости) спортсменов к максимальным физическим нагрузкам в условиях комфортных температур (20±2оС) и относительной влажности воздуха (3035%). Тестирование проводилось в климатической комнате, оснащенной всем необходимым арсеналом средств формирования искусственной газовой среды, ее регулирования и непрерывного контроля (рис. 1).
На втором этапе оценивалась возможность использования типовой методики индивидуального определения устойчивости (выносливости) спортсменов к максимальным физическим нагрузкам в условиях трех режимов гипертермии умеренной (27±2оС), средней (35±2оС) и выраженной (39±2оС) степени, с целью оценки степени их отягощающего действия на физическую работоспособность спортсмена.
Ко второму этапу исследования допускались спортсмены, показавшие высокие результаты эргоспиро-
Рис. 1. Проведение исследования в климатической комнате
метрии на беговой дорожке, а к третьему режиму тепловой нагрузки — спортсмены с хорошей тепловой устойчивостью. Оценка тепловой устойчивости проводилась в строгой последовательности: от умеренной к средней и выраженной тепловой нагрузке.
Для проведения комплексного (климатического) обследования спортсменов циклических видов спорта целесообразно использовать следующие методики и стендовое оборудование:
— климатическую комнату с регулируемыми параметрами температуры, влажности и скорости движения воздуха;
— модуль формирования, автоматического формирования, управления и контроля микроклиматических параметров искусственной среды в климатической комнате (температура воздуха от 20 до 39оС; уровень влажности от 20 до 98%; скорость ветра от 0,1 до 5 м/сек);
— автоматизированное рабочее место врача: для контроля параметров микроклимата; визуального наблюдения за обследуемым; для дистанционного управления (по каналу громкоговорящей связи) режимами нагрузки и регистрации показателей кардио-респираторной системы.
При проведении нагрузочного тестирования спортсменов для оценки выносливости предпочтение необходимо отдать модифицированным под задачи спортивной медицины протоколам для беговой дорожки.
Для оценки кардиореспираторной системы организма спортсмена использовалось следующее стендовое оборудование:
— портативный регистратор электрической активности сердца с комплектом электродов для регистрации ЭКГ в стандартных отведениях для последующего определения частоты пульса, кардиоритма;
— система анализа газового состава вдыхаемого и выдыхаемого воздуха под контролем реакции кардиореспираторной системы;
— беговая дорожка (тредмил) с возможностью автоматизированной регулировки угла наклона и скорости в режиме реального времени (для имитации движения по горной местности со скоростью до 40 км/ч; углом наклона полотна до 25°);
— медицинский тонометр и фонендоскоп для дискретного измерения артериального давления по методу Короткова;
— программное обеспечение для обработки полученных результатов.
Для оценки теплового состояния спортсменов при проведении обследования в климатической комнате использовались два типа комплектов физиологической аппаратуры, обеспечивающих мониторинг показателей теплового состояния спортсмена либо в режиме онлайн, либо с отставленным анализом динамики, но дискретным контролем опасных степеней перегрева:
— аппаратура для определения тимпанальной температуры (в наружном слуховом проходе) в режиме онлайн (рис. 2);
— датчики с автоматической регистрацией температуры (термохроны) для мониторинга локальной температуры тела (в пяти точках) с оставленным анализом ее динамики в процессе тестирования (рис. 3);
Рис. 2. Внешний вид электронного термометра для мгновенного измерения тимпанальной температуры Веигег FT55
Рис. 3. Внешний вид термодатчиков (термохронов), устройств для сопряжения с компьютером и программного обеспечения
Рис. 4. Схема размещения термодатчиков на теле: 1 — лоб; 2 — рука (верхняя треть предплечья); 3 — грудь; 4 — спина; 5 — нога (верхняя треть голени)
— датчик с автоматической регистрацией температуры (термохрон) для мониторинга внутренней температуры тела (в желудочно-кишечном тракте) с оставленным анализом ее динамики в процессе тестирования.
Датчики для измерения локальной температуры размещались в пяти точках и фиксировались на левом сегменте тела спортсмена (рис. 4).
Показатели теплоощущений спортсмена регистрировались дискретно в тех же точках, где размещались датчики:
— в комфорте до начала тестирования вне камеры;
— в покое на 1, 5, 10-й минуте пребывания в камере;
— при выполнении теста на каждой ступени нагрузки;
— при восстановлении на 1-й и 5-й минуте (при выраженных степенях гипертермии продолжительность восстановительного периода продлевалось).
Локальные теплоощущения оценивались в баллах (0 баллов — комфорт, 1 балл — тепло, 2 балла — жарко, 3 балла — очень жарко) в пяти точках (лоб, рука, грудь, спина, ноги). При одинаковых теплоощу-щениях в различных зонах допускается получение интегральной оценки теплоощущений в баллах.
В случае выполнения физической нагрузки и регистрации параметров дыхания при надетой маске опрос теплоощущений не производится, а оценка дается ретроспективно сразу после выхода из камеры.
Для оценки эффективности терморегуляторных механизмов сохранения теплового баланса в условиях гипертермии использовалась методика дискретной оценки скорости общих влагопотерь организма и определения показателей эффективности потоотделения (доля испарившегося пота от общих влаго-потерь).
Для этого применялись медицинские весы с повышенной точностью, а показатели влагообмена определялись путем сравнительного взвешивания спортсмена до и после тестировании вначале в обнаженном виде (в плавках), а затем в комплекте спортивной экипировки. Помимо прямых значений
температуры и влажности в климатической камере, использовался показатель «эффективная температура» как интегральная характеристика теплоощущений человека, которая объединяет температуру среды, относительную влажность, скорость ветра и высоту солнцестояния.
Согласно циклограмме в 1-й день исследования проводилось первое нагрузочное тестирование (фон) в комфортных климатических условиях (температура 20°С, влажность 32,5%, эффективная температура 18,4°С).
Во 2-й день исследования выполнено второе нагрузочное тестирование в климатических условиях №1 (температура 28-29°С, влажность 75%, эффективная температура 35,2°С).
На 7-й день исследования проведено третье нагрузочное тестирование в климатических условиях №2 (температура 33-34°С, влажность 80%, эффективная температура 44,5°С).
На 8-й день исследования осуществлено четвертое нагрузочное тестирование в климатических условиях №3 (температура 38-39°С, влажность 80%, эффективная температура 54,1°С).
В каждый из дней исследования диагностика функционального состояния спортсменов включала в себя следующее: опрос (сбор данных о субъективном состоянии); антропометрию; компрессионную осциллометрию для оценки гемодинамики; объективную диагностику психоэмоционального состояния; исследование состава тела; и с с л е д о в а н и е крови (лактат-тест); оценку физической работоспособности нагрузочным тестом на беговой дорожке со ступенчато возрастающей нагрузкой «до отказа»в климатической комнате (табл. 1).
Таблица 1
Схема нагрузки, используемая в протоколе при тестировании на беговой дорожке
Ступень Скорость, км/ч Угол наклона беговой дорожки, % Длительность ступени, мин
1 2,7 3 2
2 4,0 5 2
3 5,4 6 2
4 6,7 7 2
5 8,0 9 2
6 8,9 10 2
7 9,7 12 «до отказа»
Восстановление 2,7 0 5
Последовательность подготовки и выполнения обследования спортсмена при отягощающем действии тепловой нагрузки на физическую работоспособность спортсмена в каждый из дней исследования:
1) вне климатической комнаты до нагрузки:
— проведение осциллометрии,
— объективная диагностика психоэмоционального состояния,
— взвешивание спортсмена без одежды, затем в одежде,
— пероральный прием термодатчика спортсменом,
— взятие крови из пальца для определения уровня лактата,
— измерение тимпанальной температуры,
— измерение состава тела (Медасс),
— наложение нательных термодатчиков и ЭКГ-электродов,
— надевание маски газоанализатора;
2) внутри климатической комнаты:
— вход в климатическую комнату,
— самостоятельное подключение спортсменом турбины газоанализатора к маске и ЭКГ-кабеля к принимающему устройству,
— регистрация параметров кардиореспиратор-ной системы в покое (не более 10 мин до начала нагрузочного тестирования),
— заход на беговую дорожку, начало тестирования по заданному протоколу,
— опрос спортсмена о теплоощущениях (в конце «покоя» и в начале каждой ступени нагрузочного тестирования), а также о начале потоотделения,
— по окончании тестирования самостоятельное отсоединение турбины газоанализатора от маски и ЭКГ-кабеля от принимающего устройства,
— выход из климатической комнаты;
3) вне климатической комнаты после нагрузки:
— взвешивание спортсмена в одежде,
— взвешивание спортсмена без одежды,
— взятие крови из пальца для определения лак-тата,
— измерение тимпанальной температуры,
— снятие нательных термодатчиков и ЭКГ-электродов,
— измерение состава тела (Медасс),
— взвешивание спортсмена без одежды,
— внесение всех полученных данных в протокол обследования.
Статистический анализ результатов исследования на всех этапах выполнялся с использованием пакета программ «SPSS Statistics». По каждому признаку в сравниваемых группах определяли среднюю арифметическую величины (М) и ошибку среднего (m). Для выбора критериев оценки значимости межгрупповых различий средних проверяли соответствие формы выборочных распределений нормальному, используя критерий х2. Нулевую гипотезу отвергали в случае р<0,05. Оценку разности между генеральными долями (частотами) проводили с помощью Т-критерия Вилкоксона. Проверку гипотезы о равенстве генеральных средних в сравниваемых группах проводили с помощью непараметрического U-критерия Манна — Уитни для независимых выборок [12].
Результаты. При анализе полученных результатов исследования нами учитывались не только объективные, но и субъективные показатели. Данные самоотчетов спортсменов об изменениях в их субъективном состоянии при физической нагрузке на фоне различных климатических условий приведены в табл. 2.
Анализируя самоотчеты спортсменов, можно отметить, что чем более жесткими становились климатические условия, тем больше появлялось жалоб, тем тяжелее переносилась физическая нагрузка («забитые мышцы ног», «дыхание не хватает», «дышишь огнем», «жарко», «очень жарко» и др.).
Таблица 2
Данные субъективного состояния спортсменов (самоотчеты о причинах остановки выполнения тестовой нагрузки
в различных климатических условиях)
Код Климатические условия: Твоздуха, °C; влажность, %; ЭТ (эффективная температура), °C
спортсмена Т 20°С; возд ' влажность 32%; ЭТ 18,4°С Т 28-29°С; возд ' влажность 75%; ЭТ 35,2°С Т 33-34°С; возд ' влажность 80%; ЭТ 44,5°С Т 38-39°С; возд влажность 80%; ЭТ 54,1°С
Ф1 Забились мышцы ног Забились ноги. Тяжело дышать, начала кружиться голова от жары Тяжело дышать. На поле легче бегать. Под конец начинается головокружение Будто дышишь огнем. Не хватало кислорода. Начинала кружиться голова
Ф2 Легкие, дыхание Дышать тяжело Тяжело дышать. Адаптация к ступеням сложнее, чем раньше Очень жарко стало на беге
Ф3 В таком темпе больше работать не мог. Сказал, что достиг ПАНО Забились мышцы бедер, было немного тяжело дышать, но не хуже, чем в комфортных условиях Тяжелее бежать. Забилась задняя поверхность бедра и дышать стало тяжело одновременно Появилось головокружение. Мышцы начали забиваться. Но потом в ходе нагрузки это прошло
Ф4 Дыхание. Голова Задыхался, дышал ртом. Мышцы нормально Маска давила. Ноги, на удивление, совсем не забились Ноги совсем не забивались. Задыхался
Ф5 Забились ноги Забились ноги Ноги забились. Тяжелее не было Бежать понравилось. Ноги болят, поэтому закончил
Ф6 Легкие Тяжело дышать. Ноги совсем не устали Дышать невозможно уже было Заходишь как в парилку. Сковывает дыхание. Тяжелее было идти, чем бежать. Дыхание сложнее подстраивалось под ходьбу
Ф7 Забились мышцы ног. Тяжело было дышать Запах маски. Ноги немного забились Тяжело дышать. Ноги «под-забились». На поле бегать легче Очень душно. Тянет вниз. После 6-й ступени тяжело бежать
Ф8 Забились мышцы ног Тяжело бежать из-за дыхания Общая усталость. Воздух горячий. Но в этот раз был спокоен психологически, т.к. знал, чего ожидать, настроился Как в бане. Дышать тяжело
Окончание табл. 2
Код Климатические условия: Твоздуха, °С; влажность, %; ЭТ (эффективная температура), °С
спортсмена Т 20°С; возд ' влажность 32%; ЭТ 18,4°С Т 28-29°С; возд влажность 75%; ЭТ 35,2°С Т 33-34°С; возд влажность 80%; ЭТ 44,5°С Т 38-39°С; возд влажность 80%; ЭТ 54,1°С
Ф9 Свело левую ногу. С утра ни ел, ни пил Мышцы забились Забились мышцы. Тяжело дышать Тяжело дышать. Мышцы мало забились
Ф10 Тяжело дышать: в маске стало (зажимала нос) просто невозможно, не хватало объема Тяжело дышать, снял маску на восстановлении (Снял маску сразу после нагрузки). Сдох. Общая усталость. На поле легче Воздуха не хватало
Ф11 Общая усталость Забились ноги Устал, тяжело дышать, будто задыхаешься Страшно стало в конце, воздуха не хватало. Температура напрягала. Ноги не забились. Не восстанавливался, сразу вышел
Ф12 Забились мышцы ног. Забились ноги, преимущественно икры. Бежать было легче Дышать тяжело, сердцу тяжеловато. Но не тяжелее, чем раньше Дыхания не хватило. Это был первый раз, когда чувствовалась температура
Ф13 Еще мог бы немного пробежать, но вытянул руки вперед, и врач решил, что «все», я закончил В какой-то момент глубоко вдохнул, а в маске уже было слишком мокро, и сбил тем дыхание, стал чаще дышать Не тяжелее, чем раньше. Нога стала побаливать С самого начала было жарко. Дыхание не смогло свыкнуться с жарким воздухом
Таблица 3
Показатели нагрузочного тестирования спортсменов по результатам, полученным на беговой дорожке в климатической комнате
Климатические условия: °С; влажность, %; ЭТ (эффективная температура), °С
Показатель Твозд 20°С; влажность 32%; ЭТ 18,4°С Т 28-29°С; возд влажность 75%; ЭТ 35,2°С Твозд 33-34°С; влажность 80%; ЭТ 44,5°С Твозд 38-39°С; влажность 80%; ЭТ 54,1°С
Время нагрузки, сек 751,85±15,14 745,69±15,48 711,54±13,76* 647,23±12,82*
Время наступления ПАНО, сек 587,23±13,98 536,77±13,69* 534,31±16,91* 562,23±17,20
МПК, мл/мин/кг 49,12±1,39 44,73±1,38* 42,74±1,06* 40,90±0,99*
У'02 (ПАНО), мл/ (мин/кг) 42,81±1,48 39,96±1,58 37,35±0,98* 37,81±1,30*
У'С02тах, мл/мин/кг 64,46±1,76 55,96±1,90* 57,05±1,75* 41,83±1,41*
ЧСС покоя, уд/мин 80,31±3,71 82,00±3,08 81,85±3,85 93,23±5,82*
ЧСС (ПАНО), уд/мин 173,31±2,13 168,77±3,17 170,08±3,66 181,31±3,04*
ЧСС макс, уд/мин 190,85±1,84 192,00±2,67 190,38±1,96 194,00±2,50
ЧСС восст, уд/мин 126,69±3,07 134,92±2,90 137,92±3,84* 150,23±4,39*
У'Емакс, л/мин 145,73±4,44 144,29±5,43 143,21±5,97 126,44±11,50
ЧДмакс в мин 50,98±2,58 46,48±2,77* 47,49±2,65 48,86±3,77
Лактат перед тестом, ммоль/л 1,28±0,09 1,34±0,06 1,52±0,17 1,31±0,12
Лактат после теста, ммоль/л 10,20±0,35 10,17±0,37 9,43±0,67 9,32±0,71
Rmax, отн.ед. 1,35±0,01 1,35±0,04 1,38±0,02 1,12±0,02*
ЧДпокой в мин 17,64±1,17 16,65±0,77 16,52±1,01* 15,60±0,86*
Примечание: * — значения достоверны по сравнению со значениями в комфортных условиях при (Ри<0,05).
Результаты выполнения нагрузочного тестирова- казателей физической работоспособности и увели-
ния при различных климатических условиях пред- чению цены выполняемой нагрузки, а именно: ставлены в табл. 3. — время переносимости нагрузки достоверно
Анализ полученных данных свидетельствует, что (Ри<0,05) по сравнению с фоном снизилось на 5,5%
температура 29°С и выше приводит к снижению по- при температуре 33-34°С и на 34% при температу-
Т
Рис. 5. Показатели теплового состояния и потребления кислорода в процессе выполнения тестовой нагрузки в условиях высоких температур у испытуемого №1. Обозначения: з.т. — закончил тестирование; 1-й этап — тестирование при температуре 20-21°С; 2-й этап при 27-28°С; 3-й этап при 33-34°С; 4-й этап при 38-39°С
ре 38-39°С; — время наступления ПАНО достоверно (Ри<0,05) снизилось на 9% при температуре тестирования 33-34°С; — МПК достоверно (Ри<0,05) снижалось по сравнению с фоном во все дни исследования на 9, 13 и 17% соответственно. Как видно, наибольшее снижение МПК получено при температуре 39°С — на 17%;
— скорость утилизации СО2 достоверно (Ри<0,05) снижалась по сравнению с фоном во все дни исследования, при этом наибольшее снижение (на 35%) получено при температуре 38-39°С. В восстановительном периоде обращает на себя внимание достоверное (Ри<0,05) по сравнению с фоном увеличение ЧСС на 5-й минуте восстановления на 8 и 16%, при тестировании в температуре 33-34 и 38-39°С соответственно.
Показатели теплового состояния мы сочли целесообразным рассмотреть индивидуально в сравнительном аспекте у трех испытуемых. Как видно на рис. 5-7, лимитирующим признаком выполнения нагрузки «до отказа» является частота сердечных сокращений. Так, если у испытуемого №1 пульс 170 уд/ мин при температуре 21-22 и 27-28°С зарегистрирован на 7-й ступени выполнения нагрузки, то при 33-34°С на 6-й ступени, при 38-39°С на 5-й ступени нагрузки.
Аналогичным образом изменяются показатели потребления кислорода на соответствующих ступенях выполнения физической нагрузки.
Во время выполнения физической работы прирост средневзвешенной температуры кожи (СВТК) у испытуемых при 38-39°С составил в среднем 4,0-4,5°С по отношению к таковым при температуре 21-22°С. При температуре 33-34°С прирост СВТК составил в среднем 3,5-4,0°С, при 27-28°С в сред-
нем 0,5-1,0°С. Средняя температура тела имела те же закономерности.
В то же время следует отметить, что прирост ректальной температуры определяется не внешней тепловой нагрузкой, а выполнением физической работы, с наибольшим приростом на 5-10-й минуте после окончания выполнения физической работы, достигая в среднем 2,2-2,7°С у испытуемых №1 и №3 соответственно (рис. 8). Обращает на себя внимание также факт прироста ректальной температуры на 0,5-0,6°С во время выполнения физической нагрузки при всех изученных температурах, в том числе в комфортных условиях. Второй отличительной особенностью является пиковое увеличение ректальной температуры на 9-10-й минуте после окончания физической нагрузки. Особенно выраженный прирост отмечен после завершения нагрузки при 38-39°С, который составил у испытуемого №12,7°С. Анализируя динамику ректальной температуры, следует отметить пиковые значения прироста в среднем на 1,7-2,3°С на 7-й ступени выполнения нагрузки у испытуемых №2 и №3.
Изменения потребления кислорода и тепловое состояние у испытуемых №2 и №3 были аналогичны отмеченным у испытуемого №1 (см. рис. 5, 6 и 7).
Таким образом, полученные данные свидетельствуют о существенном увеличении средневзвешенной температуры кожи, средней температуры тела, которые лимитировали повышение частоты сердечных сокращений и, как следствие, сокращали время выполнения физической нагрузки в условиях воздействия высоких температур. Это обусловлено необходимостью перераспределения кровоснабжения от внутренних органов и мышц на периферию для увеличения теплоотдачи организмом. При этом динамика ректальной температуры определялась фи-
СВТК, °С ЧСС, уд/мин
Рис. 6. Показатели теплового состояния и потребления кислорода в процессе выполнения тестовой нагрузки в условиях высоких температур у испытуемого №2. Обозначения: з.т. — закончил тестирование; 1 -й этап — тестирование при температуре 20-21°С; 2-й этап при 27-28°С; 3-й этап при 33-34°С; 4-й этап при 38-39°С
СВТК, °С ЧСС, уд/мин
Рис. 7. Показатели теплового состояния и потребления кислорода в процессе выполнения тестовой нагрузки в условиях высоких температур у испытуемого №3. Обозначения: з.т. — закончил тестирование; 1 -й этап — тестирование при температуре 20-21°С; 2-й этап при 27-28°С; 3-й этап при 33-34°С; 4-й этап при 38-39°С
Рис. 8. Динамика ректальной температуры в процессе выполнения тестовой нагрузки в условиях высоких температур, по вертикали: от испытуемого №1 до испытуемого №3. Обозначения: з.т. — закончил тестирование; 1-й этап — тестирование при температуре 20-21°С; 2-й этап при 27-28°С; 3-й этап при 33-34°С; 4-й этап при 38-39°С
зической нагрузкой, а не внешними климатическими условиями. В частности, прирост ректальной температуры как при выполнении нагрузки в комфортных условиях, так и в условиях высоких температур составил 0,5-0,7°С. На 7-8-й минуте после окончания работы прирост температуры тела доходил до 2,3-2,7°С, что, на наш взгляд, определяется спазмом кожных сосудов и дальнейшим перераспределением крови от «оболочки» к «ядру» тела спортсмена.
При индивидуальном анализе полученных данных отмечено стимулирующее влияние температуры 29°С у 30% испытуемых, на что указывает увеличение времени выполнения нагрузки, а также увеличение МПК у 15% испытуемых. При температуре 39°С у всех испытуемых отмечено снижение времени выполнения нагрузки и МПК на 17 и 23% соответственно.
Обсуждение. Как видно из полученных данных, выполнение нагрузочного тестирования спортсменов на беговой дорожке в климатической комнате свидетельствует об отрицательном влиянии высоких температур на параметры физической работоспособности спортсменов. Рассматривая увеличение у 30% спортсменов показателей работоспособности при температуре 29°С с точки зрения гигиенической значимости, можно расценивать это как признак вредного действия, обусловленный активизирующим влиянием высоких температур, что подтверждается достоверным снижением максимального потребления кислорода с 49,12±1,39 до 44,73±1,38 мл/мин/ кг. В случае повторного выполнения физической нагрузки можно ожидать снижения работоспособности спортсменов, соревнующихся в условиях жаркого климата.
Целесообразно использовать данную методику оценки тепловой устойчивости у спортсменов в видах спорта с преобладающей статической нагрузкой и значительным психоэмоциональным напряжением, а также для оценки эффективности средств коррекции теплового состояния.
Заключение. Предлагаемая методика оценки тепловой устойчивости впервые использована у спортсменов и включала, в частности, измерение ректальной температуры в ходе физической нагрузки. Впервые получены действующие диапазоны температур внешней среды и показаны различия их влияния на уровень физической работоспособности спортсменов циклических видов спорта. Полученные данные свидетельствуют о важности определения индивидуальных порогов переносимости теплового состояния у спортсменов и отягощающего действия жары на их физическую работоспособность.
При температуре тестирования 28-32°С происходит нарушение теплового баланса организма, которое сопровождается повышением температуры кожи и тела, увеличением потоотделения, что приводит к снижению мышечного тонуса. Дальнейшее увеличение температуры, как и длительность ее воздействия, закономерно приведет к снижению массы тела, нарушению функций пищеварительной и выделительной систем, деятельности сердечно-сосудистой системы, сгущению крови и снижению иммунитета. В результате этого ухудшаются самочувствие и аппетит, появляется жажда, повышается утомляемость, нарушается сон, снижается физическая и умственная работоспособность. Характер проявлений перегревания организма и их выраженность могут быть различными.
Показано, что при тестировании в камере при 28°С у спортсмена происходит устойчивая компенсация к действию высоких температур. Теплоотдача равна общей тепловой нагрузке. Средневзвешенная температура кожи не превышает 36,0°С. Появляются умеренная гиперемия и увлажненность кожи.
При нагрузочном тестировании в 33-37°С происходит неполная компенсация к действию высоких температур, так как общая тепловая нагрузка не полностью компенсируется испарением пота. Тепло в организме спортсмена аккумулируется. Средневзвешенная температура кожи повышается до 38,5±0,5°С. Наблюдаются резкая гиперемия кожи, значительное потоотделение и чувство жары.
Впервые установлено, что бег на тредмиле со ступенчато увеличивающейся нагрузкой в течение ~11 минут и последующее 10-минутное пассивное пребывание при 38-40°С приводят к декомпенсации адаптивных механизмов спортсмена к действию высоких температур. При этом тепловая нагрузка превосходит теплоотдачу. Температура кожи достигает 39,5-40°С. Это приводит к ухудшению самочувствия (сильное ощущение жары, сердцебиение), сопровождается возбуждением, беспокойством, выраженной гиперемией кожи и стекающим потом. Учитывая, что помимо тепловой нагрузки отягощающее действие на спортсмена оказывает выполнение физической нагрузки (предельное время которой заметно снижается), данный порог тепловой устойчивости соответствует пограничному состоянию, схожему с тепловым ударом (солнечный удар). Температура ядра повышается до +38-40°С под действием нагревающего микроклимата.
Конфликт интересов. Работа выполнена по заказу Федерального медико-биологического агентства в рамках реализации Федеральной целевой программы «Медико-биологическое и медико-санитар-
ное обеспечение спортсменов сборных команд Российской Федерации».
Авторы выражают благодарность коллективу Центра спортивной медицины и реабилитации ФГБУ ГНЦ ФМБЦ им. А. И. Бурназяна, на чьей базе проведены все обследования спортсменов.
Авторский вклад: концепция и дизайн исследования, написание статьи — А. А. Киш; получение и обработка данных — А. А. Киш, М. А. Брагин, М. Ю. Зорин; анализ и интерпретация результатов — А. А. Киш, М. А. Брагин; утверждение рукописи для публикации — А. А. Киш.
References (Литература)
1. Uiba VV, Miroshnikova UV, Razinkin SM, et al. System of physiological and hygienic care validation introduced for better athletes adaptation to the climatic conditions of Rio de Janeiro. Medicine of Extreme Situations 2015; (4): 8-21. Russian (Уйба В. В., Мирошникова Ю. В., Разинкин С. М. и др. Обоснование системы физиолого-гигиенического обеспечения адаптации спортсменов сборных команд России к условиям Рио-де-Жанейро. Медицина экстремальных ситуаций 2015; (4): 8-21).
2. Razinkin SM. Adaption and functional reserves of the psychophysiological status of organism. Vestnik nevrologii, psihiatrii i neirohirurgii 2009; (11): 10-15. Russian (Разинкин С. М. Адаптационный и функциональный резервы психофизиологического состояния организма. Вестник неврологии, психиатрии и нейрохирургии 2009; (11): 10-15).
3. Dvornikov MV, Rasinkin SM, Petrova VV, et al. Method of individual evaluation of athletes' tolerance of maximal physical exertion under exposure to changed hypoxic and hypothermal environment. Medicina truda i promyshlennaya ecologia 2013; (9): 37-42. Russian (Дворников М. В., Разинкин С. М., Петрова В. В. и др. Методика индивидуальной оценки устойчивости спортсменов к максимальным физическим нагрузкам в условиях измененной гипоксической и гипотермической среды. Медицина труда и промышленная экология 2013; (9): 37-42).
4. Zagorodny GM, et al. The limiting factors of sports performance during the 2008 Olympic Games in Beijing and counter measures: Methodological recommendations. Minsk, 2008. (Загородный Г. М. и др. Факторы, лимитирующие спортивную работоспособность во время проведения Олимпийских игр — 2008 в Пекине, и меры противодействия: Методические рекомендации. Минск, 2008).
5. Kotenko KV, Razinkin SM, Ivanova II, et al. Evaluation of adaptive capacity of the organism professional athletes and individuals engaged in sports activities, extreme climatic conditions, using various techniques. Fizioterapevt 2013; (4): 2839. (Котенко К. В., Разинкин С. М., Иванова И. И. и др. Оценка адаптационных возможностей организма профессиональ-
ных спортсменов и лиц, активно занимающихся спортом, к экстремальным климатическим условиям с использованием различных методов. Физиотерапевт 2013; (4): 28-39).
6. Razinkin SM, Samoylov AS, Fomkin PA, et al. Functional reserves assessment in endurance athletes. Sports medicine: research and practice 2016; (1): 26-34. Russian (Разинкин С. М., Самойлов А. С., Фомкин П. А. и др. Методологический подход к оценке функциональных резервов спортсменов циклических видов спорта. Спортивная медицина: наука и практика 2016; (1): 26-34).
7. Samoylov AS, Razinkin SM, Petrova VV, et al. Methodology assessment for technologies applied in sports medicine. Medicine of Extreme Situations 2015; (4): 45-55. Russian (Самойлов А. С., Разинкин С. М., Петрова В. В. и др. Методологические аспекты оценки эффективности технологий спортивной медицины. Медицина экстремальных ситуаций 2015; (4): 45-55).
8. Razinkin SM, Dvornikov MV. Aviation physiology and hygieology in extreme conditions. Moscow: Nauchnaya kniga, 2017; 560 p. Russian (Разинкин С. М., Дворников В. М. Физиология и гигиена летчика в экстремальных условиях. М.: Научная книга, 2017; 560 с.).
9. Miroshnikova UV, Razinkin SM, Samoylov AS, et al. Development and validation of the standard rating scale used in national sports teams of Russia for the athletes' functional assessment. Medicine of Extreme Situations 2015; (4): 3844. Russian (Мирошникова Ю. В., Разинкин С. М., Самойлов А. С. и др. Разработка и обоснование унифицированной шкалы уровня оценки функциональных резервов членов сборных команд России. Медицина экстремальных ситуаций 2015; (4): 38-44).
10. Samoylov AS, Razinkin SM, Kish AA, et al. Rationale of a method of examination of physical capacity of athletes of the Russian national rowing team. Sports medicine: research and practice 2016; (2): 46-53. Russian (Самойлов А. С., Разинкин С. М., Киш А. А. и др. Обоснование методики оценки физической работоспособности спортсменов сборной России по академической гребле. Спортивная медицина: наука и практика 2016; (2): 46-53).
11. Berzin lA, Rasinkin SM, Petrova VV, et al. Physiological and hygienic reasons for adaptation processes optimization in athlete stayed in Rio de Janeiro Climatic conditions (Literature Review). Medicine of Extreme Situations 2015; (4): 22-32. Russian (Берзин И. А., Разинкин С. М., Петрова В. В. и др. Физиологическое и гигиеническое обоснование оптимизации процессов адаптации спортсменов к условиям Рио-де-Жанейро (обзор литературы). Медицина экстремальных ситуаций 2015; (4): 22-32).
12. Gubler EV, Genkin AA. Use of nonparametric criteria of statistics in medicobiological researches. Leningrad: Medicine; 1973; 75 p. (Гублер Е. В., Генкин А. А. Применение непараметрических критериев статистики в медико-биологических исследованиях. Ленинград: Медицина, 1973; 75 с.).
