Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Некоторые физиологические механизмы развития утомления при мышечной работе в условиях повышенной температуры среды

ВАК РФ 03.00.13, Физиология

Автореферат диссертации по теме "Некоторые физиологические механизмы развития утомления при мышечной работе в условиях повышенной температуры среды"

T v r, "'/ " -11 • v « "3

hEKOTOPirE SHSKO/lonr-IECfCiE iffiMHHSy ?A3¿«!íil JTOMjEHÍfl HFJ1 yiáLE7tK0.1 PASüTS á HWb&'JX. IíuEC»»0S TSÍ'JX-PATJTH CPH£L¡

03.00.13- foissio-iorHn neJiOBíKa i: ajreoTHax

A"5Top!fspaT ^MCcepTat?!H «a coHCKaHise yueHoP cTsneH:.i KSHiiüjjaTa 6i!030nmccKHX HsyK.

Hockio- I99IP.

РабстЕ наполнена ч Государственном центральннои ордена Ленина институте физической культуры.

Научный руководител: 'Кандидат биологических наук, доцент Бэбкоч Г.А.

Официальные оппоненты: Доктор биологических наук, Сонькин сЗ.Д. Кандидат биологических наук, Прилуцкий Б.М.

Ведущая организация: Центральные научные исследовательский институт "спорт"

Защита состоится ^ О 1991г.в час на заседа-^ (Ь.ЪО нии специализированного совета КР.046.01.99 3 Государственном центральном ордена Ленина институт физической культуры Москва, 105483,Сиреневый булъве?',Д6М 4. аудитория £_603__и

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Государственном центральном ордена Ленина институте физической культуры Москва,105483,Сиреневый бульвар,4.

Автореферат разослан " О "_-1 О_" 1991г.

Ученый секретарь Специализированного совет«,. Кандидат биологических наук

Виноградова О.Л.

гкм^ ■ |

I ввадник о

^В литературе по физиологии утомления постоянно присутству-

гносеологический парадокс. С одной стороны утвервдается (явно или не явно), ч?о утомление это многокомпонентный процесс, защитный механизм, с помощью которого удается прекратить работу не доводя до истощения резерв той или иной функции организма. С другой стороны не оставляются попытки найти тот универсальный механизм, включающий утомление.

Очевидно, что для внесения хотя бы минимального вклада в понимание многочисленных механизмов утомления необходим комплексный подход с новой концепцией исследований. Мы предприняли попытку исследования некоторых физиологических механизмов, могущих ограничить работоспособность мышц руководствуясь следующими концептуальными представлениями.

1.Утомление при мышечной деятельности - нормальный физиологический феномен, на основе которого формируется и функциональная

и биохимическая адаптация. Это обратимые нарушения физиологического и биохимического гомеостаза, компенсируемое в период восста-нЬвления. Соответственно, исследуя динамику изменения показателей деятельности как ксгно большего числа вегетативных систем в их взаимосвязи, определяя тенденции в изменениях вегетативного обеспечения мышечной деятельности и биологический смысл этих изменений позволит выявить некоторые механизмы утомления.

2.Ввод в организм препараты изменяющие энергообеспечение мышечной деятельности и сравнивая динамику изменения работы вегетативных систем при одинаковой работе с применением препаратов и без них могут выявится механизмы лимитирующие работоспособность, а соответственно и возможные механизмы утомления.

3.Вегетативные системы, обеспечивающие мышечную деятельность

должны одновременно входигь в функциональную систему более высокого порядка. Смена приоритотоа по использование вегетативных систем в системе лх пряного назначения или в системе более высокого порядка может дагь информацию о механизме утомления. Ь качестве системы высшего порядка, объединяющей деятельность многих вегетативных функций целесообразно исследовать систему терморегуляции, как наиболее изученной в таком плане.

Актуальность. Проблемы утомления при мышечной работе в условиях повышенной температуры среда актуальны для: -расширения границ адаптации человека для труда в условиях жаркого климата и горячих цехах.

-в связи с протекцией тепловых ударов в спорте высших достижений с расширением географий и увеличения объемов и модности тренировочных и соревновательных нагрузок.

-для научно обоснованного применения некоторых лекарственных препаратов из., группы адоптогенов при больших объемах и интенсивности мышечной работы в условна* повышенных температур среды или в условиях гипоксии. - .

Ц е л ь и задачи исследования. Целью настоящей работы является исследование Тенденций в изменениях деятельности вегетативных систем в ходе адаптации к мышечной работе вусловиях повышенной температуры среда, поскольку эти адаптивные приспособления выявляют факторы лимитировавшие работоспособность в первой работе, а стало быть выявляется механизмы утомления. .'".•/•

Исходя из цели, в ходе исследований предпологалось решить следующие задачи. ■ ■

I.Исследовать динамику изменения теплового состояния организма человека наряду с изменениями показателей деятельности

вегетативных систем, входящих одновременно и в функциональную систему обеспечения температурного гомеостаза в ходе разных режимов адаптации к мышечной работе в жарких условиях среды.

2.Исследовать изменение динамики теплового состояния и деятельности вегетативных систем в ходе повторных работ в условиях повышенной температуры среда с применением препаратов, ыенявдих энергообеспечение килечной деятельности.

Рабочая гипотеза. Исходя из положения, что система терморегуляции не имеет собственных исполнительных органов, а использует филогенетически более дрэзние структура, загруженные выполнением своих основных функций, при мышечной работе в условиях повышенной температуры среды можно выявить факторы, определяющие развитие утомления, поскольку в этих условиях вегетативные системы загружены наиболее полно.

Обнаружение адаптивного усилия той или иной вегетативной функции в ходе повторных работ в тех же условиях позволит подтвердить правильность предположений о лиыитирувдих механизмах для данной работы.

Научная новизна. В работе предложено рассматривать проблему утомления и механизмы его развития с точки зрения иерархии функциональных систем. С одной стороны функциональные системы обеспечивающих пластический и энергетический гомеос-тазис мышечной деятельности,с.другой - функциональная система обеспечения температурного гомеостазиса мышечной деятельности, ^сказано, что исчерпание резервов, отдельных вегетативных функций в процессе их иерархического использования разными функциональными системами н яшше?сй ггеханиэмаки утепления.

Влервыз показаны из^знекяя п иерархии подчинения й'згзтйткв-иых функций, а эната? к в механизмах развития утоияенлт, при

менении: -характера мышечкой работы -ее моищости

-адаптивными изменениями произошедшими в организме в результате предыдущих работ.

Получены данные об изменениях в работоспособности человека и их механизмов под воздействием некоторых фарыокол'огических веществ.

Практическая значимость. На основании сисиематических и комплексных исследований показателей деятельности системы терморегуляции и связанных с ней вегетативных систем , обеспечивающих нутривный и энергетический гомеостазис мышечной деятельности показаны:

-факторы, лимитирующие работоспособность спортсмена в условиях повышенных температур среда . -динамика процесса развития утомления и его механизмы -зависимость наступления утомления и его механизмы в зависимости от характера работы

-механизмы воздействия на процесс утомления некоторых фармакологических .веществ из группы адаптогенов. .

Результаты исследований внедрены в учебный процесс Щ(ШЖ, вошли составной частью в Государственную программу подготовки горноспасателей системы Ыин. Углепрома СССР.

На защиту вынос я т с я: Комплексный подход к исследованию механизмов утомления при длительной мышечной работе в условиях повышенной температуры среды позволивший выявить: -факторы, лимитирующие работоспособность человека в этих ус-лозиях.

-механизмы развития утомления

-зависимость механизмов утомления от характера, мощности, продолжительности работы , а также числа повторений этой работы.

Апробация диссертации, ее структура и объем.

Результаты исследований докладывались на Всесоюзной конференции по терморегуляции, на институтской и кафедральной научных конференциях.

Диссертация изложена наЛЪ\ страницах машинописного текста. Иллюстрирована рисунками, таблицами. Состоит из введения, обзора литературы, трех глав собственных исследований, описания методики, обсуждения, выводов и списка литературы.

Диссертация выполнена на кафедре физиологии ПЦОЛИФКа. шлодилогая И ОРГАНИЗАЦИЯ ИССЛЕДОВАНИЯ

Исследования по теме диссертации проводились в термостатированной камере.

Конструкция и оснащение термокамеры позволяет имитировать различные условия микроклимата с температурой восдуха от 20®до 60е С и относительной влажности от 40 до 90 %.

Измерение температурных показателей осуществлялось электронным термометром с набором датчиков. Измерялась средневзвешенная температура кожи по б точкам, ректальная температура.

Дозированная физическая нагрузка выполнялась на велозргомет-ре "Мйпагк или электрически« "М«Л»сог находящихся в термокамере.

Частота серцебиений регистрировалась электрокардиографом ЭЛКАР -2. Кроме того, измерялось локальное потоотделение с остального конца предплечья. Измерение проводилось с помощью капсулы, закрепляемой на поверхности тела. Через капсулу пропуска- . ется 20 мд/ иин. осушенного воздуха в результате сухой воздух

испаряет пот с участка-кожи, закрытого капсулой. Увлажненный за счет йота воздух подается для измерения на специально приспособленный "йр'ГоиТ » (по кансЛу со 2). Точность измерения составляет 0,01 их/ мин. Дал измерения МиД использовался метереоло-гический измеритель потока воздуха, помещенный на выходе мешка Дугласа (в качестве демфера), на "вход" мешка из маски поступал выдыхаемый воздух. Часть выдохнутого воздуха поступала на газоанализатор

До и после эксперимента проводили взвешивание спортсменов.

Используемые методы позволяют измерять мощность физической нагрузки, энерготраты, температуру тела в различных участков кожи (и на основании этого средневзвешенную температуру коки), интенсивность тепловыделений и конвективно -радиационного теплообмена, интенсивности испаритель:: го и радиационного теплообмена, щщговвделения с поверхности коги, изменение массы тела, частоту сердцебиений, минутный объем и частоту дыханий.

Перед экспериментами определялось ШК испытуемых по стандартной методике с возрастающей до отказа нагрузкой. Характеристика испытуемых дается ь соответствующих главах.

В некоторых экспериментах испытумые применяли препараты, разрешенные к применению МИНЗДРАВОМ СССР и рекомендованные Г\£КиЫ-СПОРТиМ СССР для слортсмено$«Дозировка приводится в соответствующих главах^ Характер, мощность и продолжительность работы испытуемых приводятся в экспериментальных главах.

Особенности развития утомления в жарких условиях среды при повторной работе с применением антиоксидантов.

В первой серии экспериментов мы исследовали влияние крезаци-ня на характер утомления организма при мышечной работе мощностью Ш от ьШ при шестикратном повторении этой работы один раз

в три дня. Эксперименты проводи«! в термокамере при температуре

4Ы- - и влажности 75+- -10%. Испытаниям подвергались две группы, мужчин возраста 2и-22 года. Каждая группа состояла из 6 человек. Первая группа принимала трекрезан в дозе 0,6 г. в день в течении 20 дней.Вторая группа принимала по той же схеме плацебо.

При анализе изменений скорости потребления кислорода на протяжении б повторных работ с приемом плацебо и препарата обнаруживается следующие особенное»«»

Во- первых, вследствии развития адаптации к мышечной работе в условиях повышенных Температур среды отмечается тенденция к уменьшении относительной скорости потребления кислорода как с приемом плацеоо, так и с приемом препарата.

Б связи с указанными отличиями в скорости потребления кислорода между работой с приемом плацебо и препарата весьма важным представляется то, что в первых работах в обоих случаях отмечается одинаковый уровень скорости потребления кислорода и липь 8 последующих отмечается больнее уменьшение скорости потребления кислорода с приемом препарата ,Э*о обстоятельство черезвыга&йно интересно* а его механизмы следует обсуждать в связи с анализом изменений МЦЦ и процента утяяюацяя кислорода;

Рассматривал дагаае об йэяегении ОД к % утилизации кислорода, как факторы определяющие скорость потребления (табл.1), заметны резкие отличяя к эгш показателях 6 применением препарата и в контроле (прием * плацебо).

При примерно равных скорости* потребления кислорода, определяемых мощностью работы в случае приема плацебо достиг*егея большей легочной вентиляцией н меньшем процентом уТюгэАацм кюлорс-да.

Тепловые состояния•при первой работе с применением препарата и с применением плацебо как по приросту ректальной температуры, так и по приросту средней достоверно не отличались друг от друга.

При этом, частоты сердечных сокращений с приемом плацебо, в среднем на 3,6% меньше чем с приемом препарата.

Вместе с тем, скорости локального потоотделения в первой работе с приемом препарата и плацебо обнаружили существенные различия. Абсолютные величины скорости локального потоотделения с применением препарата, начиная с 5-й минуты работы были больше, чем при работе с приемом плацебо. Эта разница составила около II мл/ мы** за 60 минут работы. В динамике ге потоотделение на протяжении работы ни с применением плацебо, ни с приемом препарата достоверных отличий не обнаружена.

Подводя итоги результатам получении* в ходе развития утомления при циклической работе, совершаемой впервые с приемом препарата н плацебо, следует, отметить несколько важных моментов.

Во- первых, относительное потребление кислорода как при развитии утомления с приемом препарате, так и плацебо было пропорционально только мощности работы и степени развития утомления. Однако при этом, с приемом препарата Ьтмечается более эффективная работа респираторной системы в том смысле, что утилизация кислорода кровью увеличивается, .что позволяет уменьшить легочную вентиляцию, но увеличивается, однако» частота сердечных сокращений по сравнению с работой при приеме плацебо. Поэтому, ожидаемой эконоииэации в потреблении Кислорода вызванной меньшей работой дыхательных мышц не обнаружено. Очевидно, что за счет дезко-номинизации работы сердечно- сосудистой системы, в свою очередь провоцирующей усиленное потоотделение, эффект окономинизации ра-

V I. Срт->нк:ельная лярзктериотика изменения процента утплтаци;; кислорода и лего-ио^ ^-гнглльши ч лиде повторных раб л с применением антиоксидп.что» я « колтрольныл •эхсперау-интах Счерел О дня)

С «Г*. • ЛСД о2% ПОД ' с^ :.юд Со" МОД

1рабога плацебо . Гработа препарат . брабо'.а пла^кбо . орабэтя препарат.

0 2.2610.06 •98.9813.26 2.7310.032Г 108.4214.21 2.8310.02 103.5312.68 2.8010.03 103.5713.25

■) 6.4310.04 546.0113.31 6.5210.040 533.1914.-30 6.4910.04 531.5914.II 6.6410.Со 511.4414.2с

о. I110.05 aio.C3t3.7I 6.4010.04 587.3413.97 5.2210.05 59Г.9614.И 6.5810.05 559.7314.о?

! - 5.0210.05 591.8913.80 5.3110.05 649.9214.10 6.0310.05 659.0414.17 6.4310.06 619.1424.82

1 ^ 5.0410.07 717.2913.78 0.2510.05 670.2813.92 5.9610.05 679.8514.61 6.3410.05 631.5414.91

'»V 5.7610.06 74о.2$13.бб 6.0410.С5 712.9113.87 5.82±0.С5 712.2014.59 6.2110.06 67Г.0715.02

Л' ' 5.6210X6 763.4513.68 5.С910.С5 . 747.C2l3.68 5. 73^-0. 05 750.6115.II 6.0610.С5 701.3515. II

bi3llO.CS ¡?б4.9714.01 5.7810.06 796.0213.92 5.6410.С4 796.0915.15 5.8710.05 765.9315.26

боты сердечно- сосудистой системы ,, в с.воп очередь провоцирующей усиленное потоотделение, эффект зкономинизации работы дыхательных мышц исчезает. При этом тепловое состояние испытуемых при работе с приемом препарата и плацебо были идентичны.

Полученные данные и их такая интерпритация показывают, что развитие утомления - комплексный процесс, регулирование динамики которого происходит центрально на основании интеграции показателей состояния всех исполнительных органов. Исскуственное изменение состояния одного из показателей (как в нашем случае - с помощью препаратов) приводит к пропорциональному изменению других при неизменной динамике самого процесса.

МЕХАНИЗМЫ РАЗВИТИЯ УТигШИИЯ ПРИ ШБТОР.Ш РАБОТАХ С ШТЕРШий В 7 Д1ЕЙ

Для проверки некоторых предположений о механизмах развития утомления при повторной работе в условиях повышенной температуры изложенные в обзоре литературы, а также уточнения некоторых феноменов, обсужденных в ходе исследований с режимом работы с интервалок в 3 дня, мы провели новую серию экспериментов в которых повторная работа совершалась через 7 дней.

Как и в предыдущих экспериментах, испытуемые возраста 19-22 года'били разделены на два группы. Каждый из испутуемых выполнял побнагрузок мощностью 60% от ШК при температуре среды 4|Л-3*С и влажности 1Ь%. Одна группа принимала препарат трекрезан по 0,2 грамма 3 раза в день в течении 35 дней. Другая группа по той же схеме принимала' плацебо.

Анализируя изменения скорости потребления кислорода на протяжении 35 дней в течении 6-ти повторных работ с приемом препарата и плацебо обнаруживаются следующие тенденции.

Во-первых, как и в предвдуще!Ь серии вследствие развития адаптации к мышечной работе в условиях повышенной температуры среды отмечается понижение относительной и абсолютной скорости потребления кислорода от повторения работы к повторению как с приемом препарата, так и с приемом плацебо.

При этом важно отметить-, что с приемом препарата, адаптивнее снижение скорости потребления кислорода, практически ^достигало уже в третьем построении работы, тогда как с приемом плацебо это понижение прогрессировало вплоть до 6-го повторения оставаясь, всеже, Бьпзе, чем с приемом препарата. Именно это обстоятельство указывает, что утомление при такой работе в жарких условиях среды наступает из-за ослабления функции доставки кислорода мышцам, поскольку б процессе адаптации совершенствуется именно эта функция. Механизмы усиления функции в процессе адаптации и ослабления ее при развитии утомления становится ясная при анализе изменений минутного объема дыхания л процента утилизации кислорода (табл. 2).

Сопоставляя данные о МОД и % утилизации в первой рабоге с приемом плацебо и препарата, уже заметна совершенно явная тенденция к .уиеныгению МОД в аналогичные отрезки времен:« работы с призме плацебо, вариз отаеткть отсутстгие такой разницы в состоянии покоя и нарастание ез яо мере продолжения работы. Напротив того, процент .утилизации яяслорода выявляет противоположную динамику.

В отличии от лредэдуггей серии, в этой серии экспериментов заметны отличая в тепловом состоянии лиц принимавших препарат и плацебо.Отличия отмечается в двух планах.

Во- нервах при работе с приемом плацебо параллельно увеличению скорости потребления кислорода вовтероЭ работе заметно совы-

/■::.. 2. Сравнительная характеристика изменения процента утилизации кислорода и логочно" "ентиляжп п ходе ¿;'.^торных работ с применением антиоксиданто*. и ч контрольных "экспериментах,(-гирсз 7 дне'.1}

С 2% МОД ■. с2% МОД о2% МОД • о2%. ЦОД

I работа плацебо I рабств п; зепарат 6 работа плацебо. 6 работа препарат.

0 2.98*0.05 101.21*3.82 . 2.79*0.06 106.32*4.87 2.83*0.С7 107.34*4.91 2.81*0.06 III.32*4.87

5 6.454). 05 544.32*3.21 6.50*0.05 507.69*3.82 , 6^.46*0.06 523.22*4.35 6.66*6.05 487.99*3.95

Ш ■3.094). С4 594.64*4.01 6.38*0.Со 538.37*3.89 , 6.24* .1.04 608.41*4.01 6.61*0.05 507.91*3.64

20 5.90*0.03 701.52*3.86 6.30*0.05- 538.65*2',^7 6.06*0.06 650.16*4.27 6.53*0.05 558.96*4.0?

30 5.В64.03 725.25*3.73 6.21*0.06 636.07*3.05 . 5.93*0.06 586.34*3.87 6.484.05 583.33-3.21

40 5.804.06 747.62*3.65 б.сб*о.ое 671.05*3.27 5.804.05 703.45*4.11 6.324.05 628.02*3.71

50 5.664). 05 772.15*3.61 5.9Т*0.С6 724.20*3.56 5.76*0.06 711.81*4.06 6.21*0.06 636.07*3.?3

60 5.414.05 050.27*4.06 5.3Г4.С6 753.87*2.98 5.6П4.С6 767.08*3.92 6.134.05 663.95*3.06

шзние теплосодержания организма по сравнению с первой. Особенно заметны отличия по ректальной температуре. Они достигали .0,22° С (р <0,03). 3 последующих работах ректальная температура была пони-лена по сравнению не только со второй работой, но и с первой.Интересно отметить и то, что понижение ректальной температуры отмечалось лестничнообразно вплоть до шестой работы. В работах с приемом препарата "выброса" в положительную сторону ни ректальной, ни температуры кожи во второй работе не отмечается.

Во- вторых, отличны абсолютные значения ректальной, средневзвешенной и сродней температур тела при повторных работах с приемом препарата и плацебо.

Анализируя изменения скорости локального потоотделения, суммарное количество пота с локального участка тела и его диначику на протяжении повторных работ с приемом плацебо и препарата и сравнивая эти показатели с данными предыдущей серии экспериментов обращают на себя внимание следующие факты, имеющие принципиальное значение.

Во- первых сохраняется тенденция к увеличению количества пота с повторением работы.

Во- вторых, как и в предвдущей серии, в настоящих экспериментах с приемом плацебо в меньшей степени,с приемом в большей- перераспределение динамики потоотделения. По мере формируемых перестроек с целью противодействия утомления, отчетливо заметно увеличение начальных скоростей потоотделения, более быстрое врабаты-вания системы потоотделения, относительная стабилизация скорости потоотделения во второй половине работы. Биологический смысл таких перестроек очевиден. С одной стороны, несмотря на большее общее количество пота, его распределение во времени таково, что доля профузного потоотделения уменьшается. В свою очередь этс уг-х-ьь-

шает дегидрацию организма. -Увеличение скорости потоотделения, приводя к увеличению доли влажных теплопотерь, снимает часть нагрузки по регулированию температурного гомеостаза с системы кровообращения, благодаря уменьшению доли кожного кровотока.

Подводя итогиВэтой главе следузг отметить, что по всем физиологическим показателям режим повторной работы через 7 дней менее утомителен для организма, чем режим повторной работы через 3 дня. Механизм этого феномена будут обсуждены в соответствующей главе, а здесь уместно отметить., что этот факт имеет принципиальное значение для построения тренировочного процесса.

Влияние характера работы на утомление

Эксперименты проводили с.12-ю спортсменами -легкоатлетами возраста 20-22 года. Каждый испытуемый выполнял в разной последовательности по три работы с разным "рисунком" , но одинаковые по общему объему в термонейтральной'зоне и в условиях повышенной до ЗЬ°С температур среды. . •

В одном случае работа ступенчато повышалась до отказа, при этом определяли ЫПК, во втором случае от уровня Ж1К ступенчато понижалась, в третьем случае работа равномерно распределилась на 13 минут работы, необходимых для выполнения как первой, так и второй работы.

При работе возрастающей до отказа мощности, сравнивая динамики изменения скорости потребления кислоррда, видно, что в покое при повышенной температуре среды есть недостоверная тенденция ее быть выше при повышенной температуре. При разминочной работе напротив-потребление кислорода выше при повышенной температуре. Эта разница достоверна (с р<0,03)по абсолютной величине также довольно ощутима 13Ы5-420 мл). Разница в потреблении кислорода в среднем уве-

личивается до 506 ил (с р<0,01) на второй ступени работы до уров- ( ня ДАНО. На уровне преодоления ДАНО и выше эти отношения извращаются. Так на трэтьей ступени потребление кислорода имеет уже недостоверную тенденцию быть ниже при высокой температуре среды ( с р<0,05 ), а иа последней ступени разница становится достоверной I р<0,03).

В этой серии экспериментов отчетливо выявляются лиыитирутаие работоспособность факторы провоцирующие развитие утомление. При повышенной температуре среды уменьшаются аэробные возможности энергообеспечения мыцечной деятельности, что увеличивает нагрузку на аэробные источники. Причина же понижения аэробных возможностей организма, как. следует из наших экспериментов, простая в повышении ректальной температуры тела, что "отвлекает" больше крови от кис-лорэднотранспортной функции к функции перераспределения тепла и транспорту жидкости к потовым железам. Об "отвлечении" кардиовяс-кулярной системы свидетельствует повышенная скорость локального потоотделения, эффективное испарение приводит к уменьшению температуры кожи, что уменьшает среднюю температуру тела. При этом, повышенная температура ядра, непропорциональна для модности работы заставляет мобилизировать вегетативные функции для нужд терморегуляции ограничивая возможности их использования для прямого обеспечения мышечной деятельности.

Со сменой характера работы на "зеркальный" в тех же условиях отчетливо проявляется формирование новой функциональной системы обеспечения мышечной деятельности, приводящей к смене "мозаики" работы вегетативных систем. Соответственно, факторы лимитирующие работоспособность и обусловливающие утомление должны быть другими

Так, скорость потребления кислорода к концу первой ступени работы в термонейтральных условиях превышала аналогичный показатель при работе в условиях повышенной температуры среды на 350 мл/мин (р<0,03). Существенным является то, что максимальная скорость потребления кислорода при такой работе достигала.4,4 - 4,6 л/мин, тогда как в предыдущей серии испытуемые достигали скорости 4,6-4,9 л/мин. в термонейтральных условиях и 4,0 -4,2 л/мин и 4,3 - 4,5 л/ мин. соответственно в условиях повышенной температуры среды. Т.е. и в первом и втором случае не реализуется максимальные аэробные возможности организма, что значительно осложняет вегетативное обеспечение мышечной деятельности, а стало быть должно привести к раннему включению механизмов утомления.

Напротив того теплосодержание организма как мгновенные, так и средние его значения были существенно выше по сравнению с работой возрастающей до отказа мощности. Так прирост ректальной температуры за первые три минуты составил в среднем 0,33°С, тогда как в первой серии едва 0,05*С. Необычайно интересно то, что при работе понижающейся мощности в отличии от всех прочих, не отмечается понижение ректальной температуры в первые минуты работы. Важность этого феномена в том, что по мнению большинства авторов, он вызывается разницей в скорости теплопродукции и теплопроведением с кровью меаду "ядром" и "оболочкой" тела. При большей скорости теп-лопроведения от более теплого "ядра" с током крови по сравнению со скоростью теплопродукции мышцам имеющее место в начале большинства видов работ присходит первоначальное понижение температуры ядра.отсутствие такого понижения свидетельствует о непропорционально малом увеличении кровотока и в первую очередь- кожного, не поспевающего за резким увеличением мощности работы.Вследствии этого,

должно наблюда.тся усиленное тешюнакопление, что и отмечается в наших экспериментах. При равномерной работе не обнаружено факторов, могущих лимитировать продолжительную работу такого характера. Вместе с тем, намечаются те механизмы, которые в конце концов могут привести к развитию утомления. Так, прогрессивно нарастающее потоотделение неизбежно приведет к дегитратации, в первую очередь это коснется системы крови, что в свою очередь, через увеличение вязкости крови, увеличит сосудистое сопротивление, а стало быть повышенные требования к васосной функции кровеносной системы.

УГЛУБЛЁННАЯ МАТЕМАТИЧЕСКАЯ ИНТЕРПРЕТАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ

Для количественной оценки некоторых тенденций обнаруженных в наших экспериментах и более строгого обоснования выводов мы подвергли корреляционному анализу все зарегистрированные показатели с некоторыми электромиографическими индексами в динамике становления процесса утомления.

При температуре 20*С определялись два электромиографических индекса: амплитуда колебаний и средняя длительность основных колебаний. Регистрировалась Э.МГ четырехглавой мышда бедра с помощью поверхностных электродов во время выполнения работы каждые пять минут скоростного теста С5-6 оборотов в максимально возможном темпе).

Для каждого опыта определялась взаимосвязь динамики исследуемых показателей путем расчета коэффициентов корреляции. Так;:м образом, для условий температур« 40*С былр расчитано 60 корреляционных матриц размером 7 х 7 , а для температуры 20е С девять матриц размером 9 х 9.

В результате использования метода главных компонентов выделялось три фактора,объясняющих на 77,4% полную дисперсию выборки .Первый фактор наибольшую нагрузку имеет на скорости лото*: тлел1?-

Ib.

ния (0,766). На остальных переменных нагрузках ниже 0,6, а на некоторых близки к нулю. Таким образом, первый фактор отражает механизмы, определяющие скорость потоотделения при. работе в условиях жары. Бторой фактор имеет наибольшие нагрузки на двух переменных: ректальной температуры и средней температуре тела, т.е. этот фактор отражает процессы, ведущие к повышению теплового состояния организма. Третий фактор имеет наибольшие нагрузки на скорости потребления кислорода (0,921) и ыинутн&м объеме дыхания, т.е. он отражает процессы, ведущие к увеличению потребления кислорода преимущественно за счет увеличения легочной вентиляции.

Таким образом, проведенное исследование выявило два типа адаптации при работе на выносливость в зоне субмаксимальной аэробной мощности. Для первого типа характерна более эффективная терморегуляция со значительной скоростЪюпотоотделения, видимо, сопровождающимися также увеличением кожного кровотока и более экономной работой аппарата дыхания с меньшим потреблением кислорода. У второго типа терморегуляция менее совершенна, более низкая скорость потоотделения в некоторой степени компенсируется большим увеличением легочной вентиляции, способствующей испарениу воды с воздухоносных путей. При обычной температуре первый тип сопровождается увеличением средней температуры тела. В условиях жары оба типа адаптации дают примерно одинаковое увеличение этого показателя.

ЗАКЛШШЕ '

Наблюдая за характером адаптивных приспособлений, развивающихся в организме под воздействием шестикратных повторений одних и тех же по характеру и по мощности мышечный работ в условиях повы-иенной температуры среды, как индикаторах факторов лимитирующих ра-

ботоспособность ( в соответствии с концепцией изложенной вьше), а значит определяющих утомление, следует указать на следующие, обнаружений а наших экспериментах.

На первом месте (по амплитуде ) распологаютея изменения в системе дыхания: уменьшение МОД, увеличение процента утилизации кислорода и общее уменьшение (экономиниэация) скорости потребления кислорода, что в конечном итоге приводит к уменьшению кислородного запроса не менее, чем на 18,5% в последней серии по сравнению с первой как с 3-х, так и с семидневным циклами работ.

Это еще одно свидетельство того, что в комплексном вопросе утомления начальным звеном, вызывающего все остальные события является дезкономинизацил потребления кислорода на клеточном уровне. Как уяе упоминалось, факторый анализ подтвердил это положение и дал качественную оценку этому факту.

На втором иесте - усиление потоотделения как по абсолютной величине, так и изменение динамики потоотделения на протяжении работы. Математический анализ также, выражая этот фактор количественно подтверждает этот тезис.

Температурные адаптивные изменения, по нашему мнению, такле носят вторичный , подчиненный характер по отношению к первичному процессу- разобщение окислительного.фосфорилирования. Действительно, изменение теплового состояния идут удивительно параллельно изменениям потребления кислорода. Поскольку с•уменьшением потребления кислорода уменьшается доля эндогенного тепла, то и тепловое^ состояние организма улучшается.

Эксперименты с тремя видами работ (ступенчато- воэрастаэдей, ступенчато -понижающейся и равномерной) имепцих одинаковый объем, но разный характер во времени имеют принципиально разный характер

и мозаику разных вегетативных систем в одновременном обеспечении нутривных потребностей их температурного гомеостаза. Стало быть создаются принципиально различные функциональные системы, способные противостоять в разной мере развитию утомления, Однако, существенным и инициирующим и в этом случае, (не смотря на комплексный характер процесса) являются процессы окислительного фосфори-лирования (исчерпание их предельных возможностей), отчетливее всего заметные в работе возрастающей до отказа мощности.Напротив того, наличие резервов дыхательной , сердечно-сосудистой, ввделительной и других систем (в большей степени для равномерной работы, в меньшей - для ступенчато - понижающейся работы) позволяют полнее использовать комплекс вегетативных систем для обеспечения температурного гомеостаза без ущерба нутрЖного обеспечения мышечной работы и соответственно - отставание наступления утомления во времени.

Таккм образом, подводя итоги всей работы можно сделать следующие выводы.

ВЫВОДЫ

1.Утомление при циклической мышечной работе 6С% от Ш1К в условиях повышенной температуры среды процесс комплексный. Отказ

от работы наступает не по исчерпанию резервов одной из вегетативных функций, но по достижении максимума всех вегетативных систем участвующих одновременно в нутрЖном обеспечении мышечной деятельности и в обеспечении температурного гомеостаза.

2.В силу того, что в?гетативные системы при мышечной работе

ь жарких условиях среды находятся под конкурентным контролем двух ти

систем: системы нутрЛного обеспечения мышечной деятельности и системы терморегуляции, изменения динамик работ отдельных систем

идет пропорционально, связано друг с другом и квантовано. Б пределах кванта функциональная система не тег. Длительность одного кванта составляет 3-4 минуты

3. Использование кластерного анализа позволило определить разную мозаику распределения нагрузку мевду вегетативными системами по одновременному обеспечению нутривных потребностей мышц и обеспечения их температурного гоыеостазиса, а стало быть инициирующих начал развития комплексного утомления в разных условиях среды. Б термонейтральной зоне среды инициирующим началом служат изменения з системе утилизации кислоррда. В условиях доваленной / температуры среды - изменения п системе утилизации кислорода и дегидратации организма.

4.На основании анализа одинаковых изменений в деятельности вегетативных систем в процессе многократных повторений работы в условиях повышенной температуры среда и изменений динамики становления процесса утомления с помоцыэ метода главных компонентой показано, что наиболее высокую информативность для диагностики утомления имеют минутный объем дыхания , скорость потоотделения

и средняя температура тела. '

5.Режим повторения работ в жарких условиях среды один раз в 7 дней приводит к меньшему развитию утомления, чей режим работы один раз в три дня. С семидневным циклом повторений быстрее и стабильнее происходят адаптивные перестройки в вегетативных системах в первую очередь - в кислороду* илизирупцей системе.

6. Антиоксиданты (трекрезан) через ингибиромние деструкции

>

мембран митохондрий, замедляют процессы утомления, ускоряют вос-тановление после работы мощностью 605» от МИ в условиях повъпен-

ной температуры среды.

7.При Сохранении одинакового объема работы , но разного распределения этого объема во времени по мощности времг наступления утомления и его инициирующие начала принципиально отличаются.

Типография МЭИ, Красноказарменная, 13 Тгра." 100 экз. Объем 1,0 п. л. Заказ 43.