Автореферат и диссертация по медицине (14.03.11) на тему:Гипоксическая тренировка в оптимизации подготовки к условиям среднегорья

ГОСУДАСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССОИНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «САРАТОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МЕДИЦИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМ. В.И. РАЗУМОВСКОГО» МИНЗДРАВА РОССИИ

На правах рукописи

04201362909

Борисенко Олеся Владимировна

ГИПОКСИЧЕСКАЯ ТРЕНИРОВКА В ОПТИМИЗАЦИИ ПОДГОТОВКИ

К УСЛОВИЯМ СРЕДНЕГОРЬЯ

14.03.11 - Восстановительная медицина, спортивная медицина, лечебная физкультура, курортология и физиотерапия

Диссертация на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

Научный руководитель - д.м.н. Храмов В.В.

г. Саратов, 2013

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ....................................................................................5

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.........................................................11

ГЛАВА 2. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ................................................26

2Л Организация работы.....................................................................26

2.2 Контингент исследования...............................................................27

2.3 Методы исследования...................................................................28

2.4 Методы статистического анализа.....................................................37

ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ..........................................39

3.1 Показатель двойного произведения и пиковой скорости выдоха..............39

3.2 Глюкометрия..............................................................................71

3.3 Лактатметрия..............................................................................88

3.4 Жизненная емкость легких............................................................104

3.5 Описательные статистики переменных.............................................104

ГЛАВА 4. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ..........................................109

ВЫВОДЫ.....................................................................................127

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ.................................................129

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ..................................................................130

ПРИЛОЖЕНИЯ..............................................................................152

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ СОКРАЩЕНИЙ:

glue - глюкоза крови

IQ*R - шаг (диаграмма «ящик-с-усами»)

IQR - межквартильный размах

lact - лактат крови

02 - кислород

Ра02 - напряжение кислорода в артериальной крови в мм рт.ст. рН - водородный показатель

Ртк02 - напряжение кислорода в тканях в мм pt.ct.Qi - нижняя квартиль Q2 - верхняя квартиль

Sa02 - насыщение крови кислородом в мм рт.ст.

t - критерий достоверности значений

АД - артериальное давление

АДсист. ~ систолическое артериальное давление

АТФ - аденозин-три-фосфат

6i>2 - внутренние барьеры (диаграмма «ящик-с-усами») Bi>2 - наружные барьеры (диаграмма «ящик-с-усами») В - возраст

в.д. - восточная долгота

ГГ - гипоксическая гипоксия

ГГС - гипоксические газовые смеси

ДЖЕЛ - должная жизненная емкость легких

ДНК - дезоксирибонуклеиновая кислота

ЖЕЛ - жизненная емкость легких

ИГТ - интервальная гипоксическая тренировка

м н.у.м. - метры над уровнем моря

МК - маршрутная книжка

ммоль/л - милимоль на литр

МПК - максимальное потребление кислорода

н/к - некатегорийный перевал

ОЕЛ - общая емкость легких

ПДП (ДП) - показатель двойного произведения

ПОЛ - перекисное окисление липидов

ПСВ - пиковая скорость выдоха

с.ш. - северная широта

СПР - саркоплазматический ретикулюм

ТССР - туристско-спортивный союз России

ЧСС - частота сердечных сокращений

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы: Характерной особенностью проведения Зимних Олимпиад и Паралимпиад последних десятилетий стал выбор стран и районов, предлагающих условия среднегорья и высокогорья: Солт-Лейк Сити, 2002 г. (Snowbassin) - 2838 м н.у.м., Турин, 2006 г. (Боргата и Чолле) - 2035 м н.у.м., Ванкувер, 2010 г. (Whistler Creek side) - 2240 м н.у.м., Сочи, 2014 г. (Роза Хутор, Красная Поляна) - 2320 м н.у.м.

Растет популярность таких способов проведения досуга и методов оздоровления, связанных с пребыванием в горных районах, как горные лыжи, сноубординг, альпинизм, спортивный горный туризм, сплавы по горным рекам и ряд других экстремальных видов двигательной активности. Пожалуй, наиболее динамичный рост, на сегодняшний день, характерен для горнолыжного спорта.

Между тем, условия занятий в среднегорье и высокогорье являются экстремальными воздействиями на организм и сопряжены с необходимостью адаптации к соответствующим географическим и климатическим условиям.

Самыми популярными горнолыжными курортами в России являются: Приэльбрусье (2100-3800 м над уровнем моря), Домбай (1600-3050 м над уровнем моря) и Красная Поляна (550-2230 м над уровнем моря). Горнолыжный курорт Приэльбрусье имеет две основные зоны для катания на лыжах: гора Эльбрус (2300-3800 м) и гора Чегет (2100-3040 м). В Красной Поляне (550-2230 м) в настоящее время функционируют два современных горнолыжных центра: «Роза-Хутор» и «Горная карусель».

Из зарубежных горнолыжных курортов устойчивый интерес вызывают Швейцарские, Австрийские и Французские Альпы, а также горнолыжные курорты Андорры и, в последние годы, Болгарии и Турции.

Десятка наиболее популярных и надежных в снежном отношении курортов, по результатам последних трех сезонов, выглядит так: 1. Валь д'Изер-Тинь

(Франция) - 1550-3450 м н.у.м.; 2. Валь Торанс (Франция) - 2300 м н.у.м.; 3-4. Капрун и Целль ам Зее (Австрия) - 758 - 3029 м н.у.м.; 5. Маммот (США) -2445-3369 м н.у.м.; 6. Обергургль (Австрия) - 1800-2150 м н.у.м.; 7. Обертауэрн (Австрия) - 1639-2350 м н.у.м.; 8. Саас-Фэ (Швейцария) - 1800-3600 м н.у.м.; 9. Уистлер (Канада) - 2240 м н.у.м.; 10. Церматт (Швейцария) - 1620-3899 м н.у.м.

Состав атмосферного воздуха в данных регионах характеризуется как гипобарический, не свойственный для привычных мест проживания большинства людей и запускающий ответные механизмы адаптации к дефициту кислорода на фоне физической нагрузки.

Фундаментальные и прикладные исследования кислородной недостаточности, у истоков которых стояли Орас Бенедикт де Соссюр (1787), П. Бэр (1913-1926), И. М. Сеченов (1896), А. Моссо (1889), Н. Цунтц (1903), Дж. Холдейн (1892), Дж. Баркрофт (1937), Н. Н. Сиротинин (1963, 1966), создали предпосылки для возникновения и развития физиологии гипоксических состояний, высокогорной, авиационной и космической физиологии и медицины, клинической физиологии кислородной недостаточности, реаниматологии, интенсивной терапии.

Известно, что гипоксическая тренировка относится к активной реализации программы адаптации. При этом дефицит кислорода для организма человека выступает как стрессор, имеющий высокую биологическую значимость по критерию сохранения жизни (Березовский В.А., 1978, 1997). Однако относить его исключительно к факторам экстремального порядка всё-таки нельзя, так как он является следствием физиологических процессов организма человека. Такой двойственный характер реакции человеческого организма на гипоксическое воздействие позволяет предположить возможность использования достаточно интенсивных режимов адаптации без опасности существенных сдвигов витальных показателей (Агаджанян H.A., 1972, 2007, 2009). Все формы физиологической гипоксии генетически запрограммированы, биологически

целесообразны и не приводят к смерти. Физиологическая гипоксия, исчезая после действия причины, способствует выживанию и продлению активной жизнедеятельности, то есть обладает протекторной функцией (Дичев Т.Г., Тарасов К.Е., 1976).

Естественный процесс адаптации организма к гипоксии в горных районах носит пассивный характер и по данным ряда авторов укладывается во временные рамки 10-15 суток (Солодков A.C., Сологуб Е.Б., 2005). Однако, такие сроки предварительного пребывания в условиях предстоящих нагрузок спортивного либо оздоровительного характера далеко не всегда целесообразны с организационной, экономической, психологической и ряда других точек зрения. Поэтому оптимизация адаптационных процессов к новым природно-климатическим условиям, включая условия среднегорья и высокогорья, остается одним из значимых направлений медицинского обеспечения как спорта высших достижений, так и физкультурно-оздоровительной деятельности.

Цель исследования: Разработка методики срочной адаптации к условиям среднегорья с использованием компактного устройства для оптимизации переносимости физических нагрузок.

Задачи исследования:

1. Изучить возможности предварительной гипоксической подготовки к пребыванию в условиях среднегорья в рамках срочного тренировочного эффекта;

2. Разработать компактное оборудование и методику его использования, обеспечивающие эффект нормобарического гипоксического воздействия в рамках предварительной тренировки;

3. Разработать практические рекомендации для применения нормобарической гипоксической тренировки в современной оздоровительной и спортивной практике.

Объект исследования: 32 человека в возрасте 20-30 лет, занимающихся спортивным горным туризмом, вошедших в группу прохождения горного туристического маршрута II категории сложности по Западному Кавказу (МК № 18Г-2011).

Предмет исследования: Процесс формирования срочной адаптационной реакции во временной период, непосредственно предшествующий гипоксии среднегорья.

Гипотеза исследования: Оптимальная краткосрочная адаптация организма к условиям среднегорья может быть достигнута путём проведения нормобарических гипоксических тренировок, позволяющих моделировать состояние гипоксии на высотах, превышающих запланированные к пребыванию.

Научная новизна: Впервые обосновано и экспериментально подтверждено приоритетное значение фактора гипоксии перед фактором гиперкапнии в ходе гипоксической тренировки и апробирована методика оптимизации адаптации к условиям среднегорья, за счёт моделирования более жёстких условий гипоксии.

Практическая значимость: Результаты диссертационного исследования могут быть использованы для оптимизации процессов адаптации в спортивной практике, в рамках физкультурно-оздоровительных мероприятий и многочисленных способов проведения досуга, связанных с пребыванием в горных районах, таких как горные лыжи, сноубординг, альпинизм, спортивный горный туризм, сплавы по горным рекам и ряд других экстремальных видов двигательной активности, а также у больных в стадии ремиссии, направляемых на санаторно-курортное лечение в горной климатической зоне.

Положения, выносимые на защиту:

1. Предварительное дозированное гипоксическое воздействие оптимизирует адаптационные механизмы в условиях среднегорья.

2. Оптимизация процессов адаптации может быть достигнута в ходе нормобарической гипоксической тренировки, непосредственно предшествующей нахождению в горной местности.

3. Предлагаемая методика нормобарической гипоксической тренировки предусматривает моделирование уровня гипоксии, превышающего таковой в заданном районе.

4. Требуемый уровень гипоксии может быть достигнут с помощью индивидуального регулируемого устройства («ТИГР»).

Апробация диссертационного материала: Результаты исследования представлены на VIII Международной научной конференции студентов и молодых ученых «Актуальные вопросы спортивной медицины, лечебной физической культуры, физиотерапии и курортологии» в рамках IV Международной научной конференции по вопросам состояния и перспективам развития медицины в спорте высших достижений «Спортмед - 2009» (Москва, 2009), 70 научно-практической конференции студентов и молодых ученых Саратовского государственного медицинского университета: «Молодые ученые - здравоохранению региона» (Саратов, 2009), 71-й межрегиональной научно-практической конференции студентов и молодых ученых с международным участием, посвященной 65-летию со дня Победы в Великой отечественной войне: «Молодые ученые - здравоохранению» (Саратов, 2010), 72-й межрегиональной научно-практической конференции студентов и молодых ученых с международным участием: «Молодые ученые - здравоохранению» (Саратов, 2011), I Всероссийской неделе науки с международным участием, посвященной Дню российской науки (Саратов, 2012), II Всероссийской неделе науки с международным участием (Саратов, 2013).

Основные положения диссертации доложены и обсуждены на совместных научных конференциях кафедры лечебной физкультуры, спортивной медицины и физиотерапии и кафедры физического воспитания ГБОУ ВПО Саратовский ГМУ им. В.И.Разумовского Росздрава.

Внедрение результатов в практику: Результаты работы внедрены в учебный процесс кафедры лечебной физкультуры, спортивной медицины и физиотерапии ГБОУ ВПО Саратовский ГМУ им. В.И.Разумовского Росздрава, физкультурно-спортивную деятельность Саратовской областной общественной организации «Саратовский областной клуб туристов», а также в работу по подготовке спортсменов, занимающихся на базе Государственного бюджетного учреждения «Саратовский областной спортивный центр развития адаптивной физической культуры и спорта».

Личный вклад автора: Автором осуществлялись: планирование дизайна исследования, проведение эксперимента и полевых измерений на горном туристическом маршруте, отбор и клиническое обследование испытуемых, анализ результатов исследования. Обобщение, статистическая обработка, анализ результатов исследования и литературных источников, обоснование выводов и предложений для реабилитационно-восстановительных учреждений и практического здравоохранения выполнены автором лично. Доля участия автора в накоплении информации - более 90%, а в обобщении и анализе материала - 100%.

Публикации результатов исследования: По теме диссертации опубликовано 9 печатных работ, в том числе 2 в журналах, рекомендованных к изданию ВАК РФ.

Объем и структура диссертации: Диссертация изложена на 154 странице машинописного текста, содержит 105 таблиц и 114 рисунков. Работа состоит из введения, 4 глав, выводов, практических рекомендаций, списка литературы и приложений. Библиографический указатель включает 110 отечественных и 113 иностранных источников.

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1 Ключевые закономерности индивидуальной адаптации

Гипоксические состояния, проявляющиеся при снижении атмосферного давления, а с ним и Ра02 стали изучать в лабораторных и в горных условиях ранее других типов гипоксии. Этому способствовал прогресс в таких областях науки и практики как физиология дыхания и кровообращения, альпинизм и воздухоплавание, авиация и космонавтика.

Было установлено, что тренировка к гипоксии повышает устойчивость организма не только к данному воздействию, но и ко многим другим неблагоприятным факторам, в частности, к физической нагрузке, изменению температуры внешней среды, к инфекции, отравлениям, воздействию ускорения, ионизирующего излучения (Суслов Ф.П., 1999; Швеллнус М., 2011). В целом, тренировка к гипоксии повышает общую неспецифическую резистентность организма, то есть способствует формированию адаптации.

В свою очередь, адаптация (ас1ар(а1:ю - приспособление) - одно из фундаментальных свойств живого организма. Она определяется как способность накапливать информацию, закодированную в структурах макромолекул ДНК с дальнейшим воспроизведением ее в онтогенезе и филогенезе, считыванием и использованием ее для саморегулирования, управления и самоорганизации в ходе индивидуального развития (Селье Г., 1960; Меерсон Ф.З., 1993; Веденов М.Ф., Кремянский В.И., 1966, 1969, 1973).

Адаптация как итоговая проблема физиологии в последние 15-20 лет выделилась в самостоятельный раздел - адаптационную медицину. Уже тогда президент Международного общества адаптационной медицины Ф. 3. Меерсон сформулировал определение адаптационной науки, направленной не только на изучение физиологических и генетических механизмов долговременной адаптации, но и на клиническое использование прямых и перекрестных

защитных эффектов адаптации для лечения и профилактики болезней (Меерсон Ф. 3., 1993).

Дичев Т.Г. и Тарасов К.Е. (1976) дали определение адаптации человека как совокупность социально-биологических свойств и особенностей, необходимых для устойчивого существования организма в конкретной экологической среде обитания. Основой эволюции является генотипическая адаптация, достижения которой генетически закреплены и передаются по наследству (Газенко О.Г., Меерсон Ф.З., 1986, 2001; Фролькис В.В., 1975, 1982, 1988, 1998). Генотипическая адаптация является исходным пунктом фенотипической адаптации, приобретаемой в ходе индивидуального развития организма в процессе взаимодействия с окружающей средой. В результате человек приобретает возможность трудиться в условиях, ранее не совместимых с жизнью (Меерсон Ф.З., 1986, 1993; Слоним А.Д., 1970, 1971; Фролькис В.В., 1975, 1982, 1988, 1998).

Цель изучения адаптации - раскрытие внутренних ее механизмов для управления процессом формирования долгосрочной адаптации как эффективного способа защиты организма человека от неблагоприятных воздействий, для продления его трудоспособности и улучшения «качества» жизни (Меерсон Ф.З., 1986, 1993).

В развитии приспособительной гиперфункции органов и систем большое значение имеет сигнальная регуляция (Косицкий Г.И., 1975, 1985). Сигналы об отклонении параметров гомеостаза рефлекторно усиливают деятельность интегральной функциональной системы для противодействия экстремальным факторам (Анохин П.К., 1973; Меделяновский А.Н., 1987, 2004; Судаков К.В., 1987, 2012). Особенностью сигнальной регуляции является обеспечение гипе�