Delist.ru

Эколого-физиологические особенности реакции организма человека при адаптации к факторам морской среды (17.08.2007)

Автор: Шастун Сергей Антонович

Полученные основные показатели кардиореспираторной, метаболической и терморегуляторных систем обследуемых яхтенного экипажа на различных этапах яхтенного плавания представлены в табл. 6

Было также установлено, что на втором и третьем этапах достоверно возросла величина периода изгнания, Ti , сек, с 0.21±0.01 сек на I этапе до 0.39±0.01 и 0.41±0.01 сек на II-м III-м этапах соответственно. Различия по показателю Ti между этапами достоверны (P<0.05). Однако период напряжения (TN, сек) при этом практически не изменился. В целом эти изменения можно рассматривать как оптимизацию легочного кровотока. В пользу этого суждения свидетельствуют факты увеличения коэффициента Блюмберга (CB, ед.) при практически неизменных величинах систолического давления в легочной артерии. Максимальная величина коэффициента Блюмберга была выявлена на третьем этапе - 5.1±0.09 ед. Данная динамика также свидетельствует о раскрытии объема легочных сосудов и уменьшении их периферического сопротивления, что благоприятно сказывается на ветиляционно-перфузионные отношения.

На четвертом этапе произошло снижение сократительной способности правых отделов сердца, и величина коэффициента Блюмберга снизилась достоверно по сравнению с величинами второго и третьего этапов до 3.85±0.08 ед. что подтверждает положение о том, что длительное яхтенное плавание снижает резервные возможности легочного кровообращения.

Развитие ваготонических реакций в определенной мере ограждает сердце от излишней нагрузки.

Происходит процесс перестройки терморегуляторной системы с усилением зависимости температуры ядра от параметров дыхания и ослаблением с показателями сердечно-сосудистой системы. Этот процесс развивается параллельно с функциональным обособлением систем дыхания и кровообращения в условиях покоя и повышением эффективности внешнего дыхания, что выражается в снижении корреляционных коэффициентов между показателями дыхания и кровообращения и в росте коэффициента использования кислорода.

Развивающийся по мере адаптации к тесному контакту с факторами морской процесс повышения эффективности внешнего дыхания связан со снижением легочной вентиляции на фоне роста потребления организмом кислорода, который отчасти обеспечивается бронходиллятацией, а отчасти снижением общего периферического сосудистого сопротивления.

Таким образом, тесный контакт с факторами морской среды в условиях дозированного яхтенного плавания оказывает на организм яхтенного экипажа выраженный рекреационный эффект. При этом увеличиваются резервные возможности кардиореспираторной, терморегуляторной и метаболической систем. Динамика адаптивных процессов носит фазный характер.

Выявленные особенности реакции на условия морской среды укладываются и в представления Степановой С.И. (1998) о фазах приспособительного процесса.

Сравнительный анализ реакций организма виндсерфингиста и яхтсменов при адаптации к факторам морской среды различной интенсивности.

В составе научной экспедиции Российского университета дружбы народов виндсерфингист, мастер спорта, обошел на виндгляйдере Черное море по периметру в сопровождении яхтенного экипажа. Экспедиция длилась 35 суток, из которых 25 ходовых и 10 дней отдыха. За 25 ходовых дней на парусной доске было пройдено 1240 миль или 2300 км в среднем по 88 км в день.

Поскольку вариабельность сердечного ритма является чувствительным индикатором приспособительных реакций организма на действие факторов окружающей среды (Парин В.В. 1991; Баевский Р.М., 1998), нами была исследована сравнительная динамика индексов напряжения миокарда по Баевскому (ИНБ) у членов яхтенного экипажа и виндсерфингиста на различных этапах действия факторов морской среды (рис. 8).

Рис. 8. Сравнительная динамика индексов напряжения миокарда членов яхтенного экипажа и виндсерфингиста на различных этапах действия факторов морской среды.

На протяжении морской экспедиции ИНБ у виндсерфингиста был существенно выше по сравнению с аналогичными показателями у членов яхтенного экипажа. Максимальные величины ИНБ были выявлены на 14-15 дне адаптации к факторам морской среды и составили 259±12.2 ед. В то же самое время у членов яхтенного экипажа величина ИНБ была минимальной за все этапы плавания и составила 72.5±6.3 ед. (P<0.01).У виндсерфингиста на этом этапе отмечалось появление экстрасистол и уменьшение сердечного выброса на 23,8% (р < 0,01). Схожая тенденция проявлялась и в отношении показателя РАСО2: снижение величины составило 39,2% от исходного, а коэффициент корреляции с сердечным выбросом был 0,712 (р < 0,01). Такое функциональное состояние виндсерфингиста можно в целом охарактеризовать, как состояние неудовлетворительной адаптации практически на всех этапах плавания.

Функциональное состояние яхтсменов, оцениваемое по ИНБ на 4-7 и 27-29 днях оценивалось как состояние напряжения регуляторных систем. А на 14-21 днях как состояние удовлетворительной адаптации.

Рекреационные границы у виндсерфингиста также имеют более узкие величины. По-видимому, это связано с интенсивностью действия и степенью выраженности контакта с факторами морской среды.

Сравнивая результаты, полученные в первом и втором этапах плавания можно констатировать, что произошло снижение О2 и СО2 в альвеолярном воздухе обследуемого виндсерфингиста. Это так же свидетельствует в пользу значительной роли стресса в первый период плавания, поскольку физическое и психо-эмоциональное напряжение сопряжены с гипокапнией.

Таким образом, изучение адаптивных реакций виндсерфингиста в период плавания на парусной доске – уникальная эколого-физиологическая модель тесного контакта с факторами морской среды.

Основные закономерности приспособления человека на парусной доске и яхте - едины и сводятся к формированию функциональной системы терморегуляции в значительной степени автономной от сердечно-сосудистой системы и привязанной к показателям вешнего дыхания и газообмена. При этом, одно из центральных мест играет состав альвеолярного воздуха в процессах приспособления к условиям морской среды. В процессе адаптации к морскому плаванию происходит усиление взаимодействия дыхания и кровообращения при одновременном процессе стабилизации функций сердечно-сосудистой системы.

Из полученных результатов можно заключить, что интенсивная физическая нагрузка и интенсивное действие факторов морской среды, связанные с движением на парусной доске приводит к значительному напряжению изучаемых физиологических систем, к сужению рекреационных границ и увеличению «цены адаптации» по сравнению с аналогичными показателями у яхтенного экипажа.

Таким образом, дозированное яхтенное плавание (15-20 суток) вызывает увеличение функциональных резервов организма, которые оцениваются по состоянию газотранспортного, метаболического и температурного гомеостаза. Именно к этим срокам большинство участников экспедиции адаптируются к действию факторов морской среды, что отражается в нормализации и стабилизации интегральных показателей изучаемых систем. При этом, синхронизация биоритмов у обследуемых, как социально обусловленный фактор, имеет важное адаптивное значение, способствуя выживанию людей в экстремальных ситуациях.

Интенсивная физическая нагрузка в условиях тесного контакта с факторами морской среды при движении на парусной доске приводит к значительному напряжению изучаемых физиологических систем, к сужению рекреационных границ и увеличению «цены адаптации» по сравнению с аналогичными показателями у яхтенного экипажа.

Суммарный уровень факторных нагрузок на функциональное состояние газотранспортного, метаболического и температурного гомеостаза у обследуемых из различных климатогеографических регионов при адаптации к факторам морской среды.

Для интегральной оценки функционального состояния у обследуемых были применены методы дискриминационного и факторного анализов, которые позволили из полученных исходных данных выделить интегральные показатели – факторы (F). Такой подход позволяет существенно уменьшить количество анализируемых переменных. Таким образом, факторы объединяют минимальное количество существенных показателей, по которым можно максимально полно характеризовать все признаки системы. Количественная оценка состояния системы определяется величиной фактора или факторной нагрузки. Величина факторной нагрузки прямопропорциональна вкладу фактора в описание системы и ее значения уменьшаются от положительных к отрицательным. Функциональное напряжение системы прямо пропорционально величине факторной нагрузки (Боровиков В.П.с соавт.,1999).

Рис. 12 Величины суммарных факторных нагрузок обследуемых групп из различных климатогеографических регионов.

Примечание: величины F-нагрузок убывают от положительных значений к отрицательным.

Таким образом, в результате комплексных эколого-физиологических исследований, проведенных у групп обследуемых из различных климатогеографических регионов показано, что формирование функциональных резервов кардиореспираторной и метаболических систем при адаптации организма к факторам морской среды детерминировано экологическими и хронобиологическими особенностями мест их постоянного проживания и зависит от экологического портрета обследуемых.

Увеличение факторной нагрузки для изучаемых гомеостатических систем от тропических широт к внетропическим. За исключением Приаральского региона с синдромом антропоэкологического напряжения и трансформацией приморского климата на резкоконтинентальный.

Выраженная напряженность функционирования кардиореспираторной системы и наличие компонентов метаболического синдрома, наблюдаемые при действии антропогенно обусловленных экологических факторов Южного Приаралья, прогностически неблагоприятны и являются донозологическим и преморбидным фоном для развития дизадаптивных состояний.

Выводы:

1. В результате комплексных сравнительно-физиологических исследований установлена экологическая детерминированность адаптивных реакций жителей континентальных и прибрежных регионов кардиореспираторной, терморегуляторной и метаболической систем, которые участвуют в формировании экологического портрета морского адаптивного типа. Выявлена тесная корреляционная зависимость между весоростовыми индексами обследуемых групп и индексом «суровости» погоды. Показано, что на основе дискриминантного и факторного анализов по показателям газотранспортного и энергетического гомеостазов, возможно, определить уровень физической работоспособности человека. Факторами, лимитирующими уровень физической работоспособности являются увеличение концентрации ?-липопротеидов и инсулина выше референсных значений, а так же увеличение уровня систолического давления и снижение проходимости мелких бронхов.

2. Функциональная организация газотранспортного, температурного и энергетического гомеостаза организма у коренных жителей приморских регионов Камбоджи и Греции отличается от таковой у жителей континентального региона России. Основные различия заключаются в нарушении прямых связей температуры тела и показателей сердечно-сосудистой системы, увеличении лабильности мелких бронхов и сосудистого тонуса, изменении реакции внешнего дыхания на действие температурного фактора.

Анализ коэффициентов ранговой корреляции климатических показателей с морфофункциональными признаками показал, что с повышением индекса «суровости» погоды происходит увеличение весоростового показателя (r = 0,754); содержание ?-липопротеидов крови (r = 0,809), инсулина (r=0,59).

3. Показано, что при адаптации кардиореспираторной системы к факторам морской среды у обследуемых из различных природно-климатических регионов формируются новые вентиляционно-перфузионные отношения. Так, более выраженные величины МОД/МОК выявлены у обследуемых из Камбоджи и Греции, у них по сравнению с россиянами, что может свидетельствовать об увеличении вклада в адаптивные реакции легочной системы по сравнению с сердечно-сосудистой. Повышение удельного вклада лёгочной системы в реакции температурного гомеостаза приводит к увеличению автономности функционирования кровообращения и дыхания.

4. Установлено, что у представителей приморских регионов Камбоджи по данным вариабельности сердечного ритма наблюдалось минимальное напряжение регуляторных систем, характерное для удовлетворительной адаптации организма (SI=123.2(16.2). Обследуемые из приморских регионов Греции находились в состоянии умеренного функционального напряжения (SI=136.4(12.5) и у обследуемых из России – в состоянии повышенного функционального напряжения (SI=169.5(11.7). Снижение уровня напряжения регуляторных систем с понижением индекса суровости погоды в целом свидетельствует о благоприятной направленности процесса адаптации. Здесь сказываются такие этнические морфофункциональные особенности, выработанные у различных групп обследуемых в процессе длительной эволюции.

5. Анализ показателей компьютерной спирометрии выявил у обследуемых из Камбоджи и Греции к более высоким показателям проходимости мелких бронхов (FEF 25%). У испытуемых третьей группы (Россия) этот показатель был существенно ниже по сравнению с первой (Камбоджа) и второй (Греция) группами. Максимальные значения этого показателя были выявлены у испытуемых первой группы из Камбоджи. Изменения лабильности трахеобронхиального дерева является компенсаторным, структурно-функциональным компонентом, выполняющим функцию защиты лёгких от переохлаждения, отражающим физиологические механизмы теплоотдачи через дыхательные пути, оказывающие влияние на уровень лёгочной вентиляции.

6. Установлено, что у отдыхающих из Северных и Южных регионов России в условиях зоны Черноморского побережья Кавказа наблюдаются выраженные различия по морфофункциональным показателям, которые заключаются в весоростовом индексе, который увеличен у жителей Северных регионов до 508±7.2 г/см, и достоверно (p<0.05) превышал этот показатель у жителей южных регионов (449±7.9 г/см). Количество лиц с неудовлетворительной адаптацией и срывом адаптации у северян достигает 32%, в то время как у южан 19%. При этом было показано, что в период санаторно-курортной рекреации у обследуемых из северных регионов происходит наиболее значительное и эффективное восстановление функциональных резервов кардиореспираторной и метаболической систем по сравнению с обследуемыми из южных регионов.

Так, фоновые показатели КИО2 у северян (32,0 мл/1 л МОД) значительно выше, чем у южан (24,4 мл/1 л МОД) а после санаторно-курортного лечения наблюдается выравнивание этих показателей - 38,4 мл/1 л МОД у северян и 36,5 мл/1 л МОД у южан. Однако, у жителей северных регионов процесс реабилитации имеет свои специфические особенности, и достигаются более высокой «ценой адаптации».

7. Показано, что адаптация обследуемых в зоне с неблагоприятными экологическими условиями (Южное Приаралье) с трансформацией приморского климата на резкоконтинентальный, после Аральского кризиса, связана с напряжением газотранспортного и энергетического гомеостаза в связи с несоответствием экопортрета коренных жителей индексу суровости погоды и действием фактора суммарной антропоэкологической нагрузки.

Изменения в функционировании организма обследуемых из различных регионов Южного Приаралья, различающихся по степени экологического неблагополучия, можно квалифицировать как отдельную нозологическую единицу – синдром «антропоэкологического напряжения», ведущими признаками, которого являются гиперфункция кардиореспираторной и метаболической систем, наличие оксидантного стресса, неадекватность весоростового индекса при антропогенно индуцированной трансформации приморского климата на резкоконтинентальный. Степень снижения функциональных резервов организма находится в прямой зависимости от возрастных характеристик и степени выраженности антропогенной экологической нагрузки. При этом длительное проявление синдрома антропоэкологического напряжения ведёт к снижению резервных возможностей организма, появлению компонентов метаболического синдрома, которые индуцируют преждевременное старение и появление болезней адаптации.

8. Установлено, что яхтинг и серфинг являются моделями тесного контакта с факторами морской среды, которые можно использовать для изучения реакции и динамики формирования экологического портрета морского адаптивного типа. При этом теснейшая степень контакта с факторами морской среды у виндсерфингиста, интенсивная и длительная физическая нагрузка, связанная с управлением и движением на парусной доске приводит к значительному напряжению функциональных систем организма, к сужению рекреационных границ и увеличению «цены адаптации» по сравнению с аналогичными показателями у яхтенного экипажа.

загрузка...