Реакклиматизация и деадаптация спортсменов после возвращения с гор

Непрерывное пребывание людей, хорошо акклиматизированных к горным условиям, в равнинных условиях постепенно приводит к исчезновению структурных и функциональных адаптивных реакций. Прежде всего, происходит изменение дыхания: реакции адаптации здесь исчезают в течение нескольких недель. Несколько дольше сохраняются повышенное количество эритроцитов и содержание гемоглобина, кислородная емкость крови. Повышенная васкуляризация тканей может сохраняться в течение 2—3 месяцев (Van Liere, Stickney, 1963; Меерсон, 1986).

Продолжительность акклиматизации на уровне моря у людей, адаптированных к горным условиям, зависит от многих факторов и может колебаться в широких пределах: у одних — процесс адаптации к равнинным условиям может не завершиться и через 6 месяцев; у других — уже в конце второго месяца основные реакции акклиматизации завершаются.

Положительное влияние горной тренировки на функциональные возможности и спортивные результаты в нормальных условиях проявляется не сразу после возвращения с гор, а требует определенного периода реакклиматизации, функциональной и структурной перестройки. Правда, около 50— 60 % спортсменов в первые несколько дней (не более 3—4) оказываются способными показать высокие спортивные результаты и продемонстрировать высокую работоспособность в специальных тестах. Однако после этого наступает достаточно длительная фаза (5—6 дней) пониженных функциональных возможностей организма спортсменов, у остальных 40—50 % спортсменов эта фаза наступает сразу после спуска с гор и может продолжаться до 6—8 дней и более (Суслов, 1985). В течение этого времени не рекомендуется участие в ответственных соревнованиях, планирование занятий с предельными нагрузками и упражнений специально-подготовительного характера, предъявляющих предельные требования к организму спортсменов.

После окончания фазы пониженных функциональных возможностей проявляется отставленный эффект горной подготовки, который по отношению к важнейшим компонентам функциональной подготовленности спортсмена может развиваться в течение последующих 8—12 дней. Максимальные величины потребления кислорода обычно регистрируются через 3—4 недели после возвращения в равнинные условия (Saltin, 1996). В зависимости от особенностей построения тренировки в эти дни пик функциональных возможностей и работоспособности спортсменов приходится на 20—25-й дни после возвращения с гор (Суслов, 1995).

На рис. 5.11 приводятся данные, отражающие благоприятный характер протекания адаптационных реакций пловцов высшей квалификации после возвращения в равнинные условия. В первые дни нахождения в условиях равнины после 20-дневной напряженной тренировки в горах (1970 м над уровнем моря) отмечаются повышенные значения лактата при одновременном снижении скорости плавания. В дальнейшем наблюдается планомерное улучшение адаптационных реакций: скорость несколько возрастает при одновременном снижении концентрации лактата. Наиболее благоприятные реакции отмечаются примерно через 20 дней после возвращения с гор.

Через 30—35 дней после возвращения с гор отмечаются первые выраженные признаки деадаптации, которые в первую очередь затрагивают функции кровообращения, дыхания, крови, системы утилизации кислорода тканями и др. (Суслов, 1985; Суслов и др., 1987). При этом, чем выраженнее был эффект горной подготовки, тем раньше и явственнее проявляются признаки деадаптации (Булатова, 1996).

Сроки деадаптации и интенсивность устранения сдвигов, достигнутых в результате горной подготовки, во многом зависят от специфики вида спорта, наличия опыта гипоксической подготовки и характера тренировки после возвращения с гор. Спортсмены, специализирующиеся в видах спорта, связанных с проявлением выносливости (стайерский бег, велоспорт (шоссе), лыжные гонки, биатлон), сохраняют достигнутый тренировкой в горах уровень адаптации на 20—40 % дольше по сравнению со спортсменами, специализирующимися в спортивных единоборствах или спортивных играх. Значительно более длительное время (в 1,5—2 раза) сохраняются адаптационные реакции у спортсменов, применяющих гипоксическую тренировку (естественную и искусственную) регулярно, по сравнению со спортсменами, использующими тренировку в горах эпизодически. Применение после возвращения с гор значительного количества тренировочных упражнений гипоксического характера способно существенно отдалить процесс реакклиматизации организма спортсменов. К такому же эффекту приводит включение в тренировочный процесс средств искусственной гипоксической тренировки.

Срочная акклиматизация спортсменов при подготовке в горах

Переезд спортсменов в горы резко сказывается на их работоспособности и приводит к более выраженной реакции важнейших показателей на стандартные нагрузки, например, одни и те же реакции ЧСС и концентрации лактата в крови у велосипедистов высокой квалификации наблюдаются при резком уменьшении мощности работы на велоэргометре — в среднем на 28 % (рис. 5.8). Стандартное снижение скорости при работе в гипоксических условиях при стандартных нагрузках вызывает неодинаковую реакцию со стороны систем энергообеспечения у спортсменов высокой квалификации. У некоторых из них резкое снижение скорости при выполнении работы на высоте 3000 м сопровождается существенным увеличением концентрации лактата в крови (до 6—7 ммоль-л"1), у других это увеличение выражено менее значительно: лактат не превышает 3—4 ммоль-л"1 (рис. 5.9). Это лишний раз свидетельствует о необходимости строго индивидуального подхода при планировании тренировочной работы в условиях горной подготовки.

Продолжительность и эффективность акклиматизации спортсменов к условиям гор зависит oт большого количества факторов щ может колебаться в достаточно широких пределах (рис. 5.10).

Как видим, возможен широкий диапазон колебаний периода акклиматизации, что определяется возрастом и квалификацией спортсменов» спецификой вида спорта, опытом гипоксической тренировки, особенностями тренировки, предшествовавшей подъему в горы. Большое значение имеет полноценный предварительный отдых: начинать подготовку в горах необходимо в состоянии полного восстановления физических и психических возможностей спортсмена после предшествовавших тренировочных и соревновательных нагрузок. В случае, если горная подготовка начинается в условиях не довосстановления организма спортсмена, процесс адаптации к гипоксии существенно замедляется, поэтому, как правило, перед переездом в горы планируются 5—7-дневные восстановительные микроциклы (Platonov, 1992).

Замедляется процесс акклиматизации и в том случае, если горная подготовка по характеру упражнений, направленности воздействия и динамике нагрузок существенно отличается от предшествовавшей равнинной. В связи с этим программы тренировочных занятий и режим их чередования должны быть привычными для спортсмена, особенно в первые дни горной подготовки. Ускорению процесса акклиматизации способствуют разнообразные упражнения аэробного характера, в том числе и неспецифические: медленный бег, пешие прогулки и др.

Период акклиматизации спортсменов в горах может колебаться в очень широком диапазоне — от 3—5 дней и 10—12 часов активной нагрузки до 10—12 дней и 35—45 часов нагрузки. Эти колебания обусловливаются рядом причин. Среди них в первую очередь следует назвать опыт горной подготовки, накопленный спортсменами. Спортсмены, которые регулярно выезжают для тренировки в горы, вырабатывают способность к достаточно быстрой и эффективной адаптации к новым условиям и способны в 1,5—2 раза быстрее войти в привычный режим тренировки по сравнению со спортсменами такой же квалификации, прибывшими в горы впервые (Волков и др., 1970; Елисеева, 1974). Не меньшее значение для ускорения процессов акклиматизации имеет и практика применения искусственной гипоксической тренировки, проведенной в условиях равнинной подготовки в недели, непосредственно предшествовавшие тренировке в горах. Двухнедельная тренировка в условиях искусственной гипоксии при общем объеме нагрузки 20—30 ч способна резко ускорить и облегчить процесс акклиматизации спортсменов в условиях естественной гипоксической тренировки (Платонов, Булатова, 1995).

В литературе имеются данные (Saltin, 1996), свидетельствующие о необходимости значительно более продолжительной акклиматизации спортсменов, специализирующихся в видах спорта, требующих проявления выносливости. Если высота составляет 1200—1500 м над уровнем моря, для акклиматизации требуется, как минимум, неделя; 2000 м — месяц. Однако опыт горной подготовки спортсменов высокого класса свидетельствует о том, что эти сроки явно завышены.

Сроки акклиматизации во многом определяются возрастом и спортивной квалификацией спортсменов. Юные спортсмены, особенно прибывшие в горы впервые, адаптируются к новым условиям медленнее, чем взрослые. Спортсмены высшей квалификации проходят период акклиматизации намного легче по сравнению со спортсменами, заметно уступающими им в {мастерстве, тренировочном и соревновательном опыте (табл. 5.4).

Процессы восстановления у юных спортсменов, а также у не адаптированных к горной подготовке взрослых спортсменов происходят значительно медленнее по сравнению со взрослыми спортсменами высокой квалификации, регулярно выезжающими для тренировки в горы. Так, например, после стандартной нагрузки продолжительность восстановительных акций, по данным ЧСС, потребления кислорода, погашения кислородного долга у взрослых спортсменов, адаптированных к горам, оказывается на >-35 % короче по сравнению со взрослыми спортсменами, неадаптированными к горной подготовке, и на 30—45 % — по сравнению с юными спортсменами. Столь существенные различия во многом обусловлены различной реакцией спортсменов указанных групп на предлагаемые стандартные нагрузки (см. табл. 5.4). Однако даже в том случае, когда спортсменам предлагаются абсолютно идентичные по реакциям во внутренней среде организма нагрузки (повышение концентрации лактата в крови до 6,5 ммоль-л"1 во всех группах), адаптированные взрослые спортсмены восстанавливают свои возможности на 15—20 и 25—35 % быстрее неадаптированных взрослых и юных спортсменов (Платонов, Булатова, 1995).

Оптимальная высота для подготовки в горных условиях

Вопрос об оптимальной высоте, на которой целесообразна тренировка, не является однозначным. Большинство исследований, практических рекомендаций, а также опыт подготовки спортсменов связаны с высотой, находящейся в диапазоне 1550—2200 м, однако несомненный интерес представляет подготовка в высокогорье на высоте 2500—3000 м и даже 3500—4000 м. По нашему мнению, большие резервы для повышения эффективности подготовки спортсменов высокой квалификации таятся в широком использовании тренировки в низкогорье на высоте 1000—1500 м. 

Большинство специалистов полагает, что оптимальные для подготовки спортсменов высокой квалификации высоты лежат в диапазоне 1800— 2400 м над уровнем моря. Несмотря на то что существует мнение о нецелесообразности подготовки на высотах, превышающих 3000 м (Вайцеховский 1985; Суслов и др., 1987), нельзя не учитывать того положительного опыта, который был накоплен специалистами ГДР и ряда других стран при использовании в подготовке бегунов на длинные дистанции высот, достигающих 3500—4000 м (Schmidt, 1990; Fuchs, Reiss, 1990). Вместе с тем, анализируя накопленный положительный опыт, следует принимать во внимание и тот факт, что большинство исследований специалистов ГДР, проведенных в высокогорных условиях (3500—4000 м), осуществлялось в барокамере при кратковременном пребывании спортсменов на таких высотах и их результаты не могут быть перенесены на тренировку в естественных условиях высокогорья. Когда же тренировка проводилась в естественных условиях высокогорных баз, расположенных на высоте 3000— 4000 м, она сопровождалась проживанием в условиях среднегорья.

Эффективность такого построения горной подготовки, при котором спортсмены проживают в среднегорье и низкогорье, а тренируются в высокогорье, отмечают и специалисты других стран (Sutton et al., 1992).

На высотах 3500—4000 м даже у высококвалифицированных спортсменов, хорошо адаптированных к высокогорным условиям, происходят резкие нарушения динамической и пространственно-временнй структуры движений, и работа в этих условиях способна привести к серьезным нарушениям спортивной техники, ломке целесообразной координационной структуры движений, изменениям рациональной взаимосвязи двигательной и вегетативных функций. В этой связи следует обратить внимание на рекомендации Международной федерации спортивной медицины (Shephard, 1992), высказавшейся за запрет проведения соревнований в видах спорта, требующих проявления выносливости на высоте, превышающей 3050 м, что обусловлено риском для здоровья спортсменов.

На большой высоте резко снижаются возможности организма к эффективной регуляции деятельности сердечно-сосудистой и дыхательной систем, что достаточно ярко проявляется в реакции ЧСС при выполнении нагрузок со ступенчато повышающейся мощностью работы. При этом спортсмены невысокой квалификации значительно уступают квалифицированным спортсменам в способности к эффективной регуляции сердечной деятельности, что ярко проявляется уже при работе на высоте 2500 м над уровнем моря. На высоте 4000 м ЧСС резко уменьшается у спортсменов как высокой, так и низкой квалификации (рис. 5.5).

Увеличение высоты неизбежно приводит к увеличению доли анаэробного пути энергообеспечения при выполнении стандартной работы (рис. 5.6), что обязательно должно учитываться при подборе рациональной интенсивности выполнения тренировочных упражнений.

Поддержание уровня скоростно-силового потенциала, сохранение скоростной техники в условиях горной тренировки требует периодического планирования программ занятий с повышенной интенсивностью работы даже при подготовке бегунов на длинные дистанции и марафонцев. Этому в значительной мере способствует возможность смены высоты в условиях горной тренировки, когда повышение аэробных возможностей осуществляется на высоте свыше 3000 м, а развитие или поддержание ранее достигнутого уровня других качеств — на более низких высотах. В качестве примера рациональном организации такой подготовки можно привести схему построения цикла горной подготовки бегунов на длинные дистанции (рис. 5.7).

Как видим, чередование высот позволило успешно сочетать беговые программы, выполняемые с достаточно высокой скоростью (свыше 6,5 м-с"1), с работой на умеренных и низких скоростях.

Специальная литература обходит молчанием вопрос об эффективности тренировки в условиях низкогорья (1000—1500 м над уровнем моря). Существует достаточно устоявшееся мнение, что условия низкогорья, будучи эффективными для восстановления и активного отдыха спортсменов, поддержания достигнутого уровня тренированности, не являются в то же время достаточным стимулом для перевода организма спортсмена на новый, более высокий уровень адаптации. Это действительно так, если ориентироваться на данные исследований по пассивному пребыванию человека в условиях низкогорья. Если же проанализировать реакции, которые возникают при совместном воздействии гипоксических факторов, являющихся следствием нахождения в горах и применения специальных тренировочных программ гипоксического характера (гипоксия нагрузки), то эффективность подготовки в низкогорье применительно к отдельным видам спорта может оказаться более высокой по сравнению с тренировкой в среднегорье и высокогорье (Tucker et al., 1984). К таким видам в первую очередь следует отнести вольную и греко-римскую борьбу, спортивные игры и др. Более того, даже пловцы, систематически применявшие подготовку в низкогорье (3— 4 трехнедельных сбора на высоте 1200 м в течение года с большими суммарными нагрузками аэробной и аэробно-анаэробной направленности), сумели добиться повышения функциональных возможностей и спортивных результатов, которых, по мнению специалистов, они бы не сумели достичь в условиях равнинной подготовки.

Когда речь идет о целесообразной высоте, на которой следует проводить подготовку, необходимо помнить о противоречии, существующем между условиями гор в отношении воздействия тренировки на системы дыхания, кровообращения, крови и в целом возможности организма к энергообеспечению работы аэробного и аэробно-анаэробного характера, и условиями для эффективного совершенствования технико-тактических, скоростно-силовых и специальных психических компонентов подготовленности.

Если для совершенствования возможностей различных звеньев системы энергообеспечения тренировка в условиях высокогорья (2500—3000 м над уровнем моря и выше) может оказаться высокоэффективной, то в отношении важнейших составляющих технического и тактического мастерства, ряда важных компонентов физической и психической подготовленности существенное снижение интенсивности скоростной работы и ее общего объема, неизбежное в условиях высокогорья, является отрицательным фактором.

Выбор оптимальной высоты для подготовки в горных условиях в значительной мере должен определяться спецификой вида спорта. Бегуны на длинные дистанции, спортивный результат которых в основном определяется мощностью, емкостью, экономичностью и устойчивостью аэробной системы энергообеспечения, могут тренироваться на значительно большей высоте, чем гребцы или пловцы, результат которых в значительной мере связан со скоростно-силовыми компонентами спортивного мастерства (Platonov, 1991). Еще с большей осторожностью должны относиться к выбору высоты спортсмены, специализирующиеся в сложно координационных и игровых видах, спортивных единоборствах.

Опыт, а также результаты научных исследований показывают, что бегуны на длинные дистанции и марафонцы периодически могут тренироваться на высоте 3500—4000 м. Для гребцов, пловцов, бегунов на средние дистанции, конькобежцев наиболее целесообразная высота лежит в диапазоне 1600—2200 м. Спортсмены, специализирующиеся в скоростно-силовых, сложнокоординационных и игровых видах, а также единоборствах, могут использовать для горной подготовки базы, находящиеся на высоте 1200—1600 м. Подбор высоты с учетом специфики видов спорта позволяет с достаточной эффективностью использовать преимущества естественной гипоксической тренировки и в то же время обеспечить необходимые условия для поддержания и совершенствования тех сторон спортивного мастерства, для которых излишний уровень гипоксии может оказаться отрицательным фактором.

Однако, как отмечалось выше, в спортивной практике все популярней становится схема, согласно которой продолжительное пребывание в условиях среднегорья и высокогорья (2000—3000 м), сопровождаемое тренировочными занятиями, проводимыми на равнине, может оказаться более эффективным по сравнению с общепринятыми схемами использования высокогорной и среднегорной подготовки. Основанием для этих рекомендаций служат результаты научных исследований, свидетельствующих о том, что стабильная и эффективная адаптация к гипоксии имеет место в случаях длительного проживания спортсменов в гипоксических условиях, поэтому многие спортсмены стараются проводить в условиях гипоксии время, отведенное для отдыха и сна, а тренируются в условиях низкогорья или равнины.

Формы гипоксической тренировки

Все многообразие форм подготовки спортсменов с использованием дополнительного гипоксического фактора можно разделить на две группы: естественная гипоксическая тренировка (тренировка в горных условиях) и искусственная гипоксическая тренировка (тренировка на уровне моря с применением специальных сооружений, оборудования или методических приемов, обеспечивающих наличие дополнительного гипоксического фактора).
Специальные исследования, а также опыт подготовки выдающихся спортсменов в различных странах мира убедительно показали, что основное место в системе гипоксической тренировки спортсменов должна занимать естественная тренировка в горах, вызывающая заметно более выраженные реакции и эффективное протекание адаптации по сравнению с гипоксической тренировкой в искусственно созданных условиях (Меерсон, 1986; Platonov, 1995). Вместе с тем искусственная гипоксическая тренировка при ее рациональном планировании позволяет удачно дополнять тренировку в горах, устраняя многие организационные и методические недостатки последней (Fuchs, Reiss, 1990).
В настоящее время в различных странах мира построено большое количество учебно-тренировочных и соревновательных центров, расположенных на высоте от 800—1000 м до 3500—4000 м над уровнем моря. Наиболее крупные и хорошо оборудованные центры расположены в среднегорье на высоте 1500—2200 м над уровнем моря: Санкт-Мориц (Швейцария) — 1820 м над уровнем моря; Сьестьерра (Италия) — 2035 м; Бельмекен (Бол¬гария) — 2000 м; Медео (Казахстан) — 1691 м; Цахкадзор (Армения) — 1970 м; Кунминг (КНР) — 1895 м; Колорадо-Спрингс (США) — 2194 м; Мехико (Мексика) — 2240 м и др. Имеются центры, расположенные на грани¬це между среднегорьем и высокогорьем: Аддис-Абеба (Эфиопия) — 2400 м, и непосредственно в высокогорье: Толука (Мексика) — 2700 м, Кейптаун (ЮАР) — 2835 м. Многие среднегорные центры имеют тренировочные базы, расположенные на ледниках в высокогорных условиях (3000—4000 м над уровнем моря). Условия многих современных центров позволяют использовать тренировку и проживание в довольно широком диапазоне высоты: например, спортсмены могут проживать на высоте 1800— 2000 м, а тренироваться на высоте 2700—3000 м или, наоборот, проживать на высоте 2200—3000 м, а тренироваться на высоте 1000—1200 м и др.
Тренировка в искусственных гипоксических условиях (особенно в барокамерах) имеет ряд значительных преимуществ, в их числе: возможность регулирования в широком диапазоне давления воздуха и парциального давления кислорода; возможность сочетания гипоксической тренировки с тренировкой в нормальных условиях; отсутствие организационных и методических проблем, связанных с переездами в горы, акклиматизацией и реакклиматизацией, переменой привычного режима жизни, погодными и климатическими условиями и др.
Вместе с тем необходимо помнить, что даже при максимальном стремлении сгладить недостатки искусственных условий, создаваемых в -барокамерах и климатических камерах, нагрузка оказывается эффективной лишь в отношении функциональной подготовленности спортсмена. Что касается важнейших компонентов технико-тактического мастерства, то при работе в гидроканале — для пловцов, гребном канале — для гребцов, на тредбане — для бегунов и лыжников, велоэргометрах — для велосипедисте и др. всегда существует вероятность отрицательного влияния на важнейшие пространственно-временные и динамические характеристики движений, серьезных нарушений оптимальных вариантов спортивной техники.
Следует упомянуть и о существенных психических трудностях, с которыми приходится сталкиваться спортсмену при тренировке в условиях искусственной гипоксии, поэтому искусственная гипоксическая тренировка должна рассматриваться лишь как дополнение к естественной тренировке в равнинных и горных условиях, составлять относительно незначительный процент (не более 4—5 %) от общего объема работы в течение года и не планироваться в недели, непосредственно предшествующие главным соревнованиям. Это относится не только к малым камерам площадью не более 20—30 м2, но и к таким крупным сооружениям, как барокамеры в Кинбауме (Германия) или Колорадо-Спрингс (США), в которых в условиях искусственной гипоксии могут одновременно находиться и тренироваться несколько десятков спортсменов. Барокамера в Кинбауме, в которой прошли подготовку многие выдающиеся спортсмены ГДР 80-х годов XX в., была оборудована тредбанами для бегунов и лыжников, велоэргометрами, тренажерами для силовой подготовки, гребным бассейном. В барокамере имеются комнаты отдыха, медицинский кабинет, помещения для массажа, приема физиотерапевтических процедур, питания и др. В общей сложности в барокамере одновременно может находиться до 40 человек. Высота подъема в барокамере может изменяться в диапазоне 1000—4000 м.
В настоящее время в некоторых странах реализованы проекты создания гигантских тренировочных центров-барокамер, где спортсмены могли бы одновременно проживать и тренироваться в условиях, максимально приближенных к естественным (беговая дорожка, плавательный бассейн). Трудно однозначно сказать, окажется ли эффект от тренировки в таких центрах прямо пропорциональным тем огромным затратам, которые понадобятся для их строительства и содержания.
Согласно проведенным в последние годы исследованиям, было выдвинуто вполне обоснованное предположение, что наибольшая эффективность искусственной гипоксии имеет место в случае, когда спортсмены проживают в условиях среднегорья и высокогорья, а тренируются на равнине. Другие сочетания (проживание и тренировка в условиях среднегорья, проживание на равнине или в низкогорье, а тренировка в среднегорье и высокогорье) являются менее эффективными. Уже в настоящее время многие спортсмены живут (с вечера до утра) в специальных домах с пониженным парциальным содержанием кислорода, соответствующем высоте 2000—3000 м над уровнем моря, а тренируются в обычных условиях (Saltin, 1996).
Тренировка в искусственных гипоксических условиях требует специальных сооружений и оборудования. С этой целью используются барокамеры, в которых изменяется общее давление воздуха и, следовательно, изменяется парциальное давление кислорода и водяного пара; климатические камеры, в которые подается заданная гипоксическая смесь; различные стационарные системы, позволяющие подавать спортсмену гипоксическую смесь через специальные маски. Используются маски, позволяющие вдыхать гипоксическую смесь в реальных условиях тренировки, а также простейшие маски и трубки, обеспечивающие гипоксические условия за счет наличия так называемого мертвого пространства.
Маски, через которые спортсмену подается гипоксическая смесь из стандартных систем, применяются при подготовке велосипедистов во время тренировки на велоэргометре или велостанках, пловцов при тренировке в гидроканале, гребцов при тренировке в гребном канале. Используются маски и в естественных условиях тренировки при подготовке пловцов, гребцов, бегунов на длинные дистанции и велосипедистов. В этих случаях газовая смесь поступает спортсменам через шланг. Система обеспечения газовой смесью размещается на тележке, двигающейся по бортику бассейна — для пловцов, в лодке или машине сопровождения — для гребцов, бегунов или велосипедистов. Тренировка с использованием таких масок достаточно эффективна, однако малодоступна для широкого применения на практике в связи с громоздкостью аппаратуры и необходимостью привлечения обслуживающего персонала.
Более простым решением является использование метода возвратного дыхания с применением масок и трубок со значительным мертвым пространством. В этом случае снижение парциального давления кислорода во вдыхаемом воздухе обеспечивается частичным вдыханием выдохнутого воздуха, который смешивается со свежим (D'Urzo et al., 1986 ). Преимущество метода — его простота и доступность для широкого применения в практике, недостатки — повышенное парциальное давление углекислого газа, повышенная влажность и температура вдыхаемого воздуха, а также сложность регулирования в нем парциального давления кислорода.
Создание масок с поглощением С02 с помощью адсорбентов и охлаждением выдыхаемого воздуха лишь частично снимает остроту проблемы повышения парциального давления С02 во вдыхаемом воздухе, уменьшения его влажности и температуры, особенно при работе с повышенной интенсивностью, когда возрастает минутный объем дыхания, поскольку приводит к дополнительным трудностям и неудобствам — общая масса таких масок достигает 2—2,5 кг и более, необходима частая замена использованного адсорбента и др.

Работоспособность и спортивные результаты в горных условиях

Снижение плотности воздуха приводит к снижению аэродинамического сопротивления, что особенно сильно сказывается на результатах в таких видах спорта, как конькобежный и велосипедный спорт, легкоатлетический спринт, прыжки в длину и др. В частности, при беге на дистанцию 5000 м на уровне моря на преодоление сопротивления воздуха затрачивается около 11 % энергии, а в велогонках — до 90 %. Работа на высоте около 3000 м приводит к экономии энергии у бегунов на длинные дистанции на 3—4 %, а у велогонщиков — до 28 % (Shephard, 1992). Снижение плотности воздуха на высоте 2200—2400 м соответствует в спринтерском беге действию ветра в спину со скоростью 1,5—1,7 м-с"1, чем и объясняются очень высокие результаты в беге на дистанциях 100, 200 и 400 м, в беге на коньках — на дистанцию 500 м, достигнутые в условиях среднегорья и высокогорья.
В таких условиях, естественно, возрастают результаты в метании диска и копья, прыжках в длину, с шестом, метании молота и других видах спорта; например, на высоте 2240 м над уровнем моря дальность полета ядра увеличивается на 5 см, молота — на 53 см, копья — на 69 см, диска — на 162 см. Резко возрастают результаты в горнолыжном и велосипедном спорте на треке (особенно в спринтерской гонке и гонке на 1000 м с места). Экономия энергии за счет снижения аэродинамического сопротивления многих случаях здесь может превысить потери из-за сниженного парциального давления кислорода, поэтому работа в горных условиях при одной той же скорости передвижения может оказаться более экономичной по сравнению с условиями равнины (Fuchs, Reiss, 1990). Этим объясняется, в частности, установление многочисленных рекордов в конькобежном спорте на горном катке Медео (высота 1609 м), а также высокие результаты в беге на дистанцию 800 м, индивидуальной гонке — на 1000 м с места на треке и др., которые показывают спортсмены в условиях среднегорья.
Значительное снижение парциального давления кислорода воздуха (например, в Мехико оно на 1/4 ниже аналогичного показателя на уровне моря) приводит к резкому уменьшению поступления кислорода в организм в процессе дыхания и снижению результатов в дисциплинах, требующих выносливости к аэробной работе. В беге на длинные дистанции, например, спортивные результаты оказываются на 5—7 % ниже по сравнению с результатами, показанными на уровне моря (рис. 5.4).

Существенно снижается работоспособность спортсменов, специализирующихся в спортивных единоборствах (бокс, различные виды борьбы) и спортивных играх. Снижение парциального давления кислорода во вдыхаемом воздухе не только отрицательно сказывается на работоспособности при выполнении упражнений, но и затрудняет протекание восстановительных процессов во время малоинтенсивной работы или многочисленных пауз, которые сопровождают соревновательную деятельность в единоборствах и играх.

Адаптация человека к высотной гипоксии

Адаптация человека к высотной гипоксии является сложной интегральной реакцией, в которую вовлекаются различные системы организма. Наиболее выраженными оказываются изменения со стороны сердечно-сосудистой системы, аппарата кроветворения, внешнего дыхания и газообмена, что предопределяет интерес к высотной гипоксии специалистов в области спорта. Разумеется, что интегрированная и координированная перестройка функций на субклеточном, клеточном, органном, системном и организменном уровнях возможна лишь благодаря перестройке функции тех систем, которыми регулируются целостные физиологические ответы. Отсюда становится очевидным, что адаптация невозможна без адекватной перестройки функций нервной и эндокринной систем, обеспечивающих тонкую регуляцию физиологических отправлений различных систем (Меерсон, Салтыкова, 1977).
Основными адаптационными реакциями, обусловленными пребыванием в горных условиях, являются:
• увеличение легочной вентиляции;
• увеличение сердечного выброса;
• увеличение содержания гемоглобина;
• увеличение количества эритроцитов;
• повышение в эритроцитах 2,3-дифосфоглицерата (ДФГ), что способствует выведению кислорода из гемоглобина;
• увеличение количества гемоглобина, облегчающее потребление кислорода;
• увеличение размера и количества митохондрий;
• увеличение окислительных ферментов (Колб, 2003).
Среди всех факторов, влияющих на организм человека в горных условиях, важнейшими являются снижение атмосферного давления, плотности атмосферного воздуха, снижение парциального давления кислорода. Остальные факторы (уменьшение влажности воздуха и силы гравитации, повышенная солнечная радиация, пониженная температура и др.), несомненно, влияющие на функциональные реакции организма человека, играют второстепенную роль.

Не следует обходить факты, согласно которым температура окружающей среды снижается на 2 °С с каждыми 300 м высоты (Sutton, 1987), а прямое ультрафиолетовое излучение увеличивается на 35 % уже при подъеме на 1000 м (Heath, Williams, 1983).
Снижение парциального давления кислорода с увеличением высоты и связанное с ним нарастание гипоксических явлений приводит к снижению количества кислорода в
альвеолярном воздухе и, естественно, ухудшению снабжения тканей кислородом (табл. 5.1).

В зависимости от степени гипоксии уменьшается как парциальное давление кислорода в крови, так и насыщение гемоглобина кислородом. Соответственно уменьшается градиент давления кислорода между капиллярной кровью и тканями, ухудшается переход кислорода в ткани. При этом более важным фактором в развитии гипоксии является снижение парциального давления кислорода в артериальной крови, чем изменение насыщения ее кислородом. На высоте 2000—2500 м над уровнем моря максимальное потребление кислорода снижается на 12—15 %, что, в первую очередь, обусловлено снижением парциального давления кислорода во вдыхаемом воздухе. Дело в том, что интенсивность транспорта кислорода из артериальной крови в ткани зависит от разницы или градиента давления кислорода в крови и тканях. В обычных условиях р02 артериальной крови составляет около 94 мм рт. ст., а р02 тканей — 20 мм рт. ст., разница — 74 мм рт. ст. На высоте 2400 м над уровнем моря р02 тканей остается неизменным — 20 мм рт. ст., а р02 артериальной крови снижается до 60 мм рт. ст. Это приводит к снижению градиента давления почти в два раза (У ил мор, Костилл, 2001).

В условиях среднегорья и, особенно, высокогорья существенно уменьшаются величины максимальной ЧСС, максимального систолического объема и сердечного выброса, скорости транспорта кислорода артериальной кровью и, как следствие, максимального потребления кислорода (Dempsey et al., 1988). В числе факторов, обусловливающих эти реакции, наряду со снижением парциального давления кислорода, приводящего к снижению сократительной способности миокарда, необходимо назвать изменение жидкостного баланса, вызывающее повышение вязкости крови (Ferretti et al., 1990). Следует также учесть, что быстрое перемещение в горы приводит к снижению концентрации гемоглобина, например, на высоте 2000 м снижение напряжения кислорода составляет около 5 % — с 98 до 93 %.
Сразу после перемещения в горы в организме человека, попавшего в условия гипоксии, мобилизуются компенсаторные механизмы защиты от недостатка кислорода. Заметные изменения в деятельности различных уровнем моря. В частности, на высоте 1000 м МПК составляет 96—98 % максимального уровня, зарегистрированного на равнине. С увеличением высоты оно планомерно снижается на 0,7—1,0 % через каждые 100 м.
Таким образом, на высоте 2500 м сердечная мощность составляет около 10—12 %, 3500 м — 18—20 % от уровня, регистрируемого на равнине. На вершине Эвереста уровень МПК составляет всего 7—10 % максимального в условиях равнины (Колб, 2003). Примерно о такой же зависимости между высотой и уровнем потребления кислорода свидетельствуют и другие источники (рис. 5.1).

Как видим, начиная с высоты 1500 м, подъем на каждые очередные 1000 м приводит к снижению потребления кислорода на 9,2 %.
У людей, не адаптированных к горным условиям, ЧСС в покое и, особенно, при выполнении стандартных нагрузок может увеличиваться уже на высоте 800—1000 м над уровнем моря. Особенно ярко компенсаторные реакции проявляются при выполнении стандартных нагрузок. В этом можно легко убедиться, рассматривая динамику увеличения концентрации лактата в крови при выполнении стандартных нагрузок на различной высоте. Если выполнение нагрузок на высоте 1500 м ведет к увеличению лактата всего на 30 % по сравнению с данными, полученными на равнине, то на высоте 3500 м оно достигает 170—240 %.
Рассмотрим характер приспособительных реакций к высотной гипоксии и на различных стадиях процесса адаптации. При этом, естественно, остановимся на срочных и долговременных адаптационных реакциях функциональных систем и механизмов, которые имеют первоочередное значение для спорта высших достижений.
В первой стадии (острая адаптация) гипоксические условия приводят к возникновению гипоксемии и тем самым резко нарушают гомеостаз организма, вызывая ряд взаимосвязанных процессов.
Во-первых, активизируются функции систем, ответственных за транспорт кислорода из окружающей среды в организм и его распределение внутри организма: гипервентиляция легких, увеличение сердечного выброса, расширение сосудов мозга и сердца, сужение сосудов органов брюшной полости и мышц и др. (Saltin, 1988; Sutton et al., 1992).
Одной из первых гемодинамических реакций при подъеме на высоту является учащение сердечных сокращений, повышение легочного артериального давления в результате спазма легочных артериол, что обеспечивает региональное перераспределение крови и уменьшение артериальной гипоксемии (Malik et al., 1973).
Наряду с повышением легочного артериального давления отмечается существенное повышение ЧСС и сердечного выброса, что особенно ярко проявляется в первые дни пребывания в горах. На высоте 2000—2500 м ЧСС повышается на 4—6 уд-мин~1, сердечный выброс — на 0,3— 0,4 л-мин"1. На высоте 3000—4000 м эти изменения могут достигать соответственно 8—10 уд-мин"1 и 0,6—0,8 л-мин""1 (Berbalk et al., 1984).
Через несколько дней величины сердечного выброса возвращаются к равнинному уровню, что является следствием повышения способности мышц к утилизации кислорода из крови, проявляющейся в увеличении артериовенозной разницы по кислороду (У ил мор, Костилл, 2001). Увеличивается и объем циркулирующей крови: в первые дни пребывания в горах — в результате рефлекторного выброса из депо и перераспределения крови (Меерсон, 1986), а в дальнейшем — вследствие усиления кроветворения (Нарбеков, 1970).
Параллельно с гемодинамическими реакциями у людей, оказавшихся в условиях гипоксии, происходят выраженные изменения внешнего дыхания и газообмена. Увеличение вентиляции легких отмечается уже на высоте около 1000 м в основном за счет некоторого увеличения глубины дыхания. Физические нагрузки делают эту реакцию значительно более выраженной: стандартные нагрузки на высоте 900—1200 м над уровнем моря приводят к достоверному увеличению по сравнению с равнинными условиями легочной вентиляции за счет как глубины, так и частоты дыхания. Увеличение легочной и альвеолярной вентиляции ведет к повышению р02 в альвеолах, что способствует повышению насыщения артериальной крови кислородом. С увеличением высоты реакции носят явно выраженный характер даже у мужчин, тренированных и адаптированных к условиям гор (табл. 5.2).

Максимальная аэробная мощность после прибытия в условия среднегорья и высокогорья существенно снижается и остается пониженной, несмотря на быстрое и существенное повышение гемоглобина. Отсутствие повышения МПК объясняется двумя факторами:
1) повышение концентрации гемоглобина сопровождается снижением общего объема циркулирующей крови в связи с уменьшением объема плазмы, что вызывает снижение систолического объема; 2) снижение пика частоты сердечных сокращений в горных условиях не позволяет повысить уровень МПК, несмотря на возможность нормализации объема плазмы уже через 3—4 недели пребывания в горах (Saltin, 1996). Ограничение уровня МПК в значительной мере определяется также развитием гипоксии миокарда, которая является основной причиной уменьшения сердечного выброса, и повышением нагрузки на респираторные мышцы, что требует дополнительного кислорода (Sutton et al., 1990; Reeves et al., 1992).
Одной из наиболее острых реакций, протекающих в организме человека (повышение количества эритроцитов и гемоглобина), уже в течение первых часов пребывания в горах является полицитемия. Интенсивность этой реакции определяется высотой, скоростью подъема в горы, индивидуальными особенностями людей (Dempsey et al., 1988). Уже через несколько часов после подъема в горы снижается объем плазмы вследствие повышения потерь жидкости, вызванных сухостью воздуха. Это приводит к увеличению концентрации эритроцитов, повышая кислородтранспортную способность крови.
Ретикулоцитоз начинается на следующий день после подъема в горы, что является отражением усиленной деятельности костного мозга. На вторые сутки пребывания в горах происходит распад эритроцитов, вышедших из кровяных депо в циркулирующую кровь с образованием эритропоэтина гормона, стимулирующего образование гемоглобина и производство эритроцитов. Однако недостаток кислорода сам по себе стимулирует выделение эритропоэтина, что проявляется уже через три часа после прибытия на высоту (Уилмор, Костиля, 2001). Максимальное выделение эритропоэтина достигается через 24—48 ч (Wolfel et al., 1991).
Со временем при адаптации к горным условиям, когда общее количество эритроцитов заметно возрастает и стабилизируется на новом уровне, ретикулоцитоз прекращается (Van Liere, Stickney, 1963). На очень больших высотах значительное увеличение эритроцитной массы может настолько повысить вязкость крови, что она будет ограничивать сердечный выброс (Brick et al., 1982).
Во-вторых, развивается активация адренергической и гипофизарно-адреналовой систем. Этот не специфический компонент адаптации играет роль в мобилизации аппарата кровообращения и внешнего дыхания, но вместе с тем проявляется резко выраженным катаболическим эффектом, т.е. отрицательным азотистым балансом, потерей массы тела, атрофией жировой ткани и др. (Hurtado et al., 1945; 1960; Saltin, 1996).
В-третьих, острая гипоксия, ограничивая ресинтез АТФ в митохондриях, вызывает прямую депрессию функции ряда систем организма, и прежде всего высших отделов головного мозга, что проявляется нарушениями интеллектуальной и двигательной активности (Van Liere, Stickney, 1963). Это сочетание мобилизации систем составляет синдром, характеризующий первую стадию срочной, но во многом неустойчивой адаптации к гипоксии (Меерсон, 1986).
Вторая стадия (переходная адаптация) связана с формированием достаточно выраженных и устойчивых структурных и функциональных изменений в организме человека. В частности, развивается адаптационная полицитемия и происходит увеличение кислородной емкости крови; обнаруживается выраженное увеличение дыхательной поверхности легких, увеличивается мощность адренергической регуляции сердца, увеличивается концентрация миоглобина, повышается пропускная способность коронарного русла и др.
Третья стадия (устойчивая адаптация) связана с формированием устойчивой адаптации, конкретным проявлением которой является увеличение мощности и одновременно экономичности функционирования аппарата внешнего дыхания и кровообращения, рост дыхательной поверхности легких и мощности дыхательной мускулатуры, коэффициента утилизации кислорода из вдыхаемого воздуха. Происходит также увеличение массы сердца и емкости коронарного русла, повышение концентрации миоглобина и количества митохондрий в миокарде, увеличение мощности системы энергообеспечения и др. (Колчинская, 1990).
Биопсические исследования позволили установить основные реакции, характерные для устойчивой адаптации мышечной ткани. Уже 4—5-недельное пребывание в высокогорье приводит к выраженным изменениям в мышцах у участников высокогорных восхождений: уменьшается площадь мышц и площадь БС-волокон и, особенно, МС-волокон, увеличивается количество капилляров на 1 мм2 мышечной ткани и др. (Уилмор, Костилл, 2001), что способствует извлечению кислорода из крови работающими мышцами. Эта адаптационная реакция проявляется и в течение достаточно длительного времени после возвращения с гор, облегчая транспорт кислорода к мышечной ткани. Спортсмены, специализирующиеся в видах спорта скоростно-силового характера, должны знать, что в условиях гор существует определенная степень риска снижения мышечной массы, которая, правда, в достаточной мере может быть предотвращена рациональной силовой подготовкой (Saltin, 1996).
Важным проявлением устойчивой адаптации является существенная экономизация функций организма. Здесь прослеживаются два самостоятельных направления. Первое из них связано с экономизацией функций, обусловленной увеличением функционального резерва сердца, повышением кислородной емкости крови и способностей тканей к утилизации кислорода и др. Второе направление обусловлено снижением основного обмена и использования кислорода тканями, а также снижением потребления кислорода сердцем, что наиболее ярко проявляется у горцев-аборигенов, однако присуще и жителям равнин, адаптированным к горной гипоксии.
Во второй (переходной) и третьей (устойчивой) стадиях адаптации реакции аппарата кровообращения на гипоксию снижаются по мере развития других приспособительных механизмов: усиления эритропоэза, сдвига кривой диссоциации гемоглобина вправо, увеличения синтеза АТФ, повышения активности дыхательных ферментов в тканях, увеличения васкуляризации тканей, повышения проницаемости периферических капилляров, увеличения плотности капилляров и митохондрий в скелетных мышцах.
Следует отметить, что пребывание жителей равнин в условиях среднегорья и высокогорья достаточно быстро приводит к увеличению количества эритроцитов и концентрации гемоглобина, что лежит в основе существенного улучшения снабжения тканей кислородом (Boutellier et al., 1990, 2003). Кислородная емкость крови возрастает при увеличении высоты. На уровне моря она составляет 17—18,5 %, на высоте 1850—2000 м — 20—22 %, на.высоте 3500—4000 м — 25—27,5 % (Меерсон, 1986). Кривая диссоциации оксигемоглобина сдвигается вправо, что обусловлено прежде всего уменьшением сродства гемоглобина к кислороду со сниже¬нием величин рН крови. Кислород от оксигемоглобина освобождается легче, и несмотря на пониженный градиент по кислороду между артериальной кровью и тканями, содержание кислорода в тканях повышается srretti et al., 1990). Несколько недель пребывания на высоте 4000— 4500 м способны вызвать повышение этих показателей до уровня, характерного для постоянных жителей районов, расположенных на высоте 3500 м над уровнем моря (Бернштейн, 1977).
 Среди факторов, обеспечивающих повышение работоспособности и максимального потребления кислорода в результате пребывания и тренировки в горах, васкуляризация и связанное с ней увеличение капиллярного кровотока в мышцах находятся в числе важнейших (Terrados et al., Ї; Saltin, 1996).
Подобные изменения происходят и в головном мозгу, который обладает наиболее высокой чувствительностью к недостатку кислорода. Длительное пребывание в горах приводит к значительному увеличению числа и протяженности мозговых капилляров, способствуя усилению кровоснабжения головного мозга.
Приспособительные реакции со стороны функции дыхания и газообмена во второй и третьей стадиях сводятся к следующему: дыхание становится менее частым и более глубоким по сравнению с реакциями, отмечаемыми в первой фазе адаптации. Минутный объем дыхания также несколько снижается, но не превышает равнинной нормы; нивелируется респираторный алкалоз; происходит увеличение экскурсии грудной клетки и наступает стойкое увеличение всех легочных объемов и емкостей, а также доля альвеолярной вентиляции в минутном объеме дыхания (Лауэр, Колчинская, 1975; Robergs, Roberts, 2002).
Устойчивая адаптация к гипоксии связана и с существенными изменениями возможностей центральной и периферической частей нервной системы. На уровне высших отделов нервной системы это проявляется в увеличении устойчивости мозга к чрезмерным раздражителям, конфликтным ситуациям, повышении устойчивости условных рефлексов, ускорении перехода кратковременной памяти в долговременную.
На уровне вегетативной регуляции устойчивая адаптация проявляется, например, в увеличении мощности адренергической регуляции работы сердца, выражающейся в гипертрофии симпатических нейронов, увеличении количества симпатических волокон в миокарде, а также увеличении интенсивности и уменьшении длительности инотропного ответа сердца на норадреналин (Пшенникова, 1986; Krause, 1981). Это явление сочетается со снижением миогенного тонуса сосудов и уменьшением их реакции на норадреналин (Меерсон, Салтыкова, 1977).
Такие изменения адренергической регуляции сердца и сосудистого русла обеспечивают положение, при котором увеличение сердечного выброса во время поведенческих реакций, во-первых, быстрее реализуется и завершается, а во-вторых, сопровождается меньшим повышением артериального давления, т. е. в целом является более экономным.
Тренировка в горных условиях способствует повышению экономичности работы. Уже 5—8 ч активной нагрузки в течение первых трех дней пребывания на высоте 2500 м приводят к увеличению кислородной емкости крови, а также диффузии кислорода в мышечную ткань (Hacker et al., 1984; Колб, 2003). Достаточно наглядно это проявляется и при анализе частоты сердечных сокращений при выполнении программ стандартных тестов в различные дни тренировки в горах. В первые 3—4 дня периода акклиматизации ЧСС оказывается повышенной на 3—8 % по сравнению с условиями равнины. К концу первой недели завершается процесс акклиматизации, и ЧСС устанавливается на уровне, близком к отмечающемуся в равнинных условиях. Однако уже через неделю тренировки, несмотря на увеличение скорости передвижения в программах тестов, у спортсменов отмечается снижение ЧСС (рис. 5.2).

Экономизация функций у спортсменов проявляется и при тестировании в нормальных условиях. В табл. 5.3 приведены результаты обследовани я одного и того же спортсмена высокого класса, специализирующегося в ходьбе на 20 км, до и после гипоксической тренировки.

Исследования Я. Сведенхага (1995) свидетельствуют о том, что тренировка в среднегорье является мощным фактором повышения экономичности работы. Согласно полученным результатам, 12-недельная тренировка марафонцев в условиях гор привела к достоверному снижению кислородной стоимости бега со стандартной скоростью (рис. 5.3).

Обобщение результатов многочисленных исследований, проведенных по проблеме адаптации человека к условиям высотной гипоксии, позволило Ф.З. Меерсону (1986) выделить ряд координированных между собой приспособительных механизмов:
1) механизмы, мобилизация которых может обеспечить достаточное поступление кислорода в организм, несмотря на дефицит его в среде: гипервентиляция; гиперфункция сердца, обеспечивающая движение от легких к тканям увеличенного количества крови;
2) полицитемия и соответствующее увеличение кислородной емкости крови;
3) механизмы, делающие возможным достаточное поступление кислорода к мозгу, сердцу и другим жизненно важным органам, несмотря на гипоксемию, а именно: расширение артерий и капилляров мозга, сердца и др.;
4) уменьшение диффузионного расстояния для кислорода между капиллярной стенкой и митохондриями клеток за счет образования новых капилляров и изменения свойств клеточных мембран;
5) увеличение способности клеток утилизировать кислород вследствие роста концентраций миоглобина; увеличение способности клеток и тканей утилизировать кислород из крови и образовывать АТФ, несмотря на недостаток кислорода; 6) увеличение анаэробного ресинтеза АТФ за счет активации гликолиза, оцениваемое многими исследователями как существенный механизм адаптации.
Неправильно построенная тренировка в условиях среднегорья и высокогорья (сверхвысокие нагрузки, нерациональное чередование работы и отдыха и др.) может привести к избыточному стрессу, при котором суммация воздействия горной гипоксии и гипоксии нагрузки способны привести к реакциям, характерным для хронической горной болезни.
Особенно возрастает риск горной болезни при излишне напряженных физических нагрузках в условиях высокогорья на высоте 2500—3000 м и более (Clarke, 1988; Montgomery et al., 1989). He следует думать, что высокий уровень адаптации спортсменов к горным условиям и их частое пребывание в горах являются мощным профилактическим средством против возникновения горной болезни. Болезнь может возникнуть и у спортсменов высокой квалификации с большим опытом подготовки в средне- и высокогорье, так как они, как правило, начинают интенсивную подготовку без необходимой предварительной адаптации (Shephard, 1992; Колб, 2003).
Профилактике возникновения горной болезни способствует предварительная искусственная гипоксическая тренировка, пассивное пребывание в барокамере, планомерное перемещение в высокогорье. Для устранения симптомов горной болезни возможно применение специальных препаратов (по показаниям врача) или перемещение на меньшую высоту.
Следует отметить, что время, необходимое для достижения устойчивой адаптации, определяется многими факторами. При прочих равных условиях адаптация наступает быстрее у людей, регулярно находящихся в условиях искусственной или естественной гипоксии. Спортсмены, адаптированные к нагрузкам на выносливость, приспосабливаются к условиям среднегорья и высокогорья быстрее, чем лица, не занимающиеся спортом, или спортсмены, специализирующиеся в скоростно-силовых видах спорта. Увеличение высоты (в определенных пределах) стимулирует адаптационные реакции и ускоряет процесс адаптации; процесс адаптации протекает значительно быстрее у лиц, широко использующих интенсивные физические нагрузки, по сравнению с лицами, ведущими обычный образ жизни (Платонов, Вайцеховский, 1985; Platonov, 2002). Для достижения максимальных величин объема циркулирующей крови и массы циркулирующих эритроцитов на высоте 3200 м в условиях обычного режима жизни необходимо около 40 дней (Сиротинин, 1949; Миррахимов и др., 1969). Однако в зависимости от перечисленных выше факторов этот период может быть сокращен в 1,5—2 раза.
Этими же факторами определяется и продолжительность периода, в течение которого сохраняется достигнутый уровень адаптации. Спортсмены, хорошо адаптированные к гипоксическим условиям, при определенном режиме тренировки и применении сеансов искусственной гипоксии способны сохранять уровень реакций, достигнутый в горах, через 30—40 дней и более после переезда в условия равнины. При одноразовом планировании подготовки в горах количество эритроцитов, например, возвращается к исходному уровню уже через 9—12 дней. Когда же гипоксическая тренировка проводится регулярно на протяжении многих месяцев, ее эффект отмечается через 40 дней и более после прекращения такой тренировки. Это относится и к таким показателям, как максимальное потребление кислорода, потребление кислорода на уровне порога анаэробного обмена и др. (Wolf et al., 1986).

Реакции адаптации постоянных жителей гор

Основными приспособительными реакциями гипоксии у горцев со стороны дыхания и газообмена являются: некоторое учащение дыхания и увеличение легочной вентиляции; повышение остаточного объема воздуха за счет увеличения количества функционирующих альвеол и повышенного кровенаполнения капилляров легких; увеличение диффузионной способности легких; перестройка тканевого дыхания. При этом полностью акклиматизироваться к высоте могут лишь люди, родившиеся и выросшие на высоте. Лица, проживающие в условиях гор даже десятки лет, не достигают такого уровня адаптации к гипоксии, какая бывает у горцев (Lahiri et al., 1970).

Наиболее ярко адаптация горцев проявляется по показателям максимального потребления кислорода, диффузии 02 из крови в ткани, устойчивости к недостатку кислорода. Биопсические исследования (Reynafarje, 1962) позволили выявить у постоянных жителей гор более высокое содержание миоглобина и повышенную активность митохондрий, структура которых включает сложные системы дыхательных ферментов.

У постоянных жителей высокогорных районов существенно увеличен объем грудной клетки. Особенно большой объем грудной клетки отмечается у людей, занимающихся тяжелым физическим трудом. Жители гор заметно превосходят равнинных жителей и по экскурсии грудной клетки, например, было обнаружено, что у молодых людей, постоянно проживающих в горах, средняя разница между полным вдохом и выдохом составляет около 9 см, а у равнинных жителей такого же роста — не более 7,5 см (Ахмедов, 1971).

При небольших сроках адаптации (около месяца) основной причиной увеличения сердечно-сосудистой резистентности малого круга кровообращения является функциональный спазм легочных артериол (Reeves et al., 1992; Уилмор, Костилл, 2001). У постоянных жителей гор в основе легочной гипертензии лежат структурные изменения сосудов легких, прежде всего, гипертрофия мышечного слоя желудочка сердца (Миррахимов и др., 1969).

У постоянных жителей высокогорных районов наблюдается явно выраженная тенденция к брадикардии. Многие исследователи обнаруживают, что средние данные частоты сердечных сокращений, у них составляют 64— 66 уд-мин"1. Часто встречаются случаи, когда частота сердечных сокращений в покое колеблется в пределах 40—60 уд-мин""1. Эти данные заметно ниже, чем улиц, проживающих на уровне моря (Margaria et al., 1960).

У горцев отмечается также увеличение размера сердца: постоянное проживание на высоте 3500—4500 м над уровнем моря может привести к увеличению размеров миокарда, достигающему 30 % (Бобоходжаев и др., 1976; Уилмор, Костилл, 2001).

Постоянная жизнь на высоте вызывает стойкие адаптивные изменения со стороны красной крови, проявляющиеся в гиперглобулии, увеличении среднего объема эритроцитов, в преимущественном нарастании массы циркулирующих эритроцитов, что повышает дыхательную поверхность эритроцитов (Нарбеков, 1970; Sanchez et al., 1970). Такое состояние поддерживается вследствие усиления и, возможно, ускорения кровообращения, что обеспечивается благодаря адекватной продукции эритропоэтина (Раимжанов, 1970). Реакция со стороны красной крови ведет также к повышению ее вязкости, оказывающей определенный гемодинамический эффект (Penaloza et al., 1964; Singh et al., 1966; Harvey et al., 1967). Средний диаметр эритроцитов у жителей высокогорных районов (3500—4000 м) на 5—6 % больше, чем у обитателей равнины; общее количество эритроцитов может на 5 % превышать уровень, характерный для лиц, проживающих на уровне моря (Миррахимов и др., 1969); количество эритроцитов с большим диаметром у горцев может достигать 35—50 %, в то время как у жителей равнины таких эритроцитов не более 10—15 % (Hurtado et al., 1945).

У горцев отмечается более гармоничная взаимозависимость между распадом и продукцией эритроцитов на фоне увеличенного количества крови (Sanchez et al., 1970; Раимжанов, 1970). У постоянных жителей высокогорных районов средний показатель гематокрита (процент общего объема крови, состоящий из эритроцитов) очень высок и достигает 65 %, в то время как у лиц, проживающих в местности, расположенной на уровне моря, он не превышает 48 %. В то же время даже 6-недельное пребывание в высокогорье способно существенно (до 59 %) повысить гемокрит (Уилмор, Костилл, 2001).

У аборигенов, живущих на больших высотах в Андах, обнаружено существенное увеличение концентрации гемоглобина при одновременном снижении насыщения артериальной крови кислородом. Концентрация гемоглобина у жителей высокогорных районов может на 30 % превышать показатели людей, постоянно проживающих на уровне моря. Повышение концентрации гемоглобина связано с увеличением кислородной емкости крови, которая у жителей, постоянно проживающих на высоте свыше 4000 м, может превышать 25 мл на 100 мл крови при стандартной величине 21,5 мл у жителей равнин (Saltin, 1996).

У равнинных жителей, хорошо адаптированных к горным условиям, и коренных горцев отмечается существенное сходство в состоянии сердечно-сосудистой системы, функции внешнего дыхания и газообмена, а также системы крови. Однако имеются и существенные различия в особенностях адаптации. Эти различия, имеющие, по мнению специалистов (Меерсон, 1986), и генетическую основу, во многом объясняют достижения постоянных жителей высокогорья в беге на длинные дистанции.

Коренные жители высокогорных районов (4000—4500 м) способны достаточно эффективно справляться с программами простых тестов на высоте 9000—12000 м, тогда как не акклиматизированный человек не может находиться даже на меньших высотах (8000 м) более нескольких минут. В то же время пребывание на высоте 2000 м в течение нескольких недель настолько повышает устойчивость человека к гипоксии, что он может находиться на высоте 8000 м достаточно длительное время и даже выполнять простые задания.

Многие специалисты видят основные различия между адаптацией у постоянных жителей гор и лиц, временно проживающих на высоте, в том, что у постоянных жителей сформированы приспособительные изменения на тканевом уровне. В частности, у них обнаруживается повышенная утилизация кислорода тканями в результате увеличенной их васкуляризации и повышения активности тканевых ферментов, а не вследствие интенсификации кровотока и увеличения сердечного выброса (Veylon, 1973). У коренных горцев наблюдается обычный уровень церебрального и коронарного кровотока, а также явления гиподинамии правого желудочка сердца, что свидетельствует о решающем вкладе в приспособление организма тканевых факторов (Blayo et al., 1973).

Существует прямая зависимость между высотой местности и выраженностью адаптационных реакций у горных жителей. Например, на высоте 1200—1600 м обнаруживается умеренная легочная гипертензия (Badeer, 1973), появляются признаки гипертрофии правого желудочка сердца (Миррахимов, 1972). С увеличением высоты частота и степень выраженности приспособительных изменений возрастают. Если у жителей районов, расположенных на высоте 2200—2500 м, гипертрофия правого желудочка сердца регистрируется в 50—60 % случаев, то на высоте 3600 м и выше — более чем в 85 % (Руденко, 1973).

Среднегорье, высокогорье и искуственная гипоксия в системе подготовки спортсменов

Эргогенный эффект тренировочной и соревновательной деятельности в условиях среднегорья и высокогорья может быть срочным и отставленным. Срочный эффект отмечается в тех видах спорта, дисциплинах и видах соревнований, результативность выступлений в которых зависит от величины аэродинамического сопротивления. Снижение плотности воздуха в горах оказывает эргогенный эффект в спринтерском беге и беге на средние дистанции, спринтерских видах конькобежного и велосипедного спорта, легкоатлетических прыжках и метаниях. Отставленный эффект проявляется в приросте возможностей кислородтранспортной системы в результате пребывания и тренировки в горных условиях, что важно для всех видов соревнований, связанных с проявлением выносливости к длительной работе.

Проблема подготовки и соревнований спортсменов в горных условиях привлекла широкое внимание специалистов в области спорта после определения столицы Игр XIX Олимпиады — Мехико, расположенного на высоте 2240 м над уровнем моря. С тех пор современный спорт, несомненно, стал сферой деятельности, в которой исследования влияния гипоксии нагрузки проводятся наиболее интенсивно. Сначала интересы исследователей ограничивались проблемой акклиматизации в условиях среднегорья, поскольку значительное уменьшение парциального давления кислорода во вдыхаемом воздухе влияет на работоспособность спортсменов, переносимость ими нагрузок, деятельность важнейших функциональных систем организма. Однако экспериментальные материалы, полученные в результате исследований в горах, а также в условиях искусственной гипоксии, спортивные результаты, показанные в различных видах спорта на Играх 1968 г., привели к значительному увеличению внимания к естественной и искусственной гипоксической тренировке. Такая тренировка стала рассматриваться не только как фактор успешной подготовки к соревнованиям, проводимым в горной местности, но и как средство эффективной мобилизации функциональных резервов и перевода на новый, более высокий уровень адаптации организма квалифицированных спортсменов для их участия в соревнованиях в условиях равнины.

Дополнительным толчком в разработке проблемы адаптации человека к горным условиям в связи с практическими задачами спорта высших достижений стали успешные выступления бегунов на длинные дистанции ряда африканских стран, постоянно проживавших и тренировавшихся в условиях среднегорья и высокогорья. Первой неожиданностью такого рода явилось выступление на Играх 1960 г. А. Бикила, сумевшего одержать уверенную победу в марафонском беге над многими знаменитыми спортсменами тех лет. Сначала это было воспринято как случайность, однако Бикила выиграл марафонскую дистанцию и на Играх 1964 г.

В Мехико на дистанции 10 000 м подавляющее преимущество имели спортсмены, постоянно проживающие в горной местности. Затем последовали многочисленные успехи других бегунов африканских стран, постоянно проживающих в горных условиях (К. Кейно, Н. Тему, Д. Волде, Б. Джипчо, X. Роно, М. Килтануи, Н. Дубе, Т. Дади и др.), специализирующихся в беге на длинные дистанции и в марафонском беге.

В 60-х годах XX в. существовали, однако, различные точки зрения, касающиеся эффективности горной подготовки спортсменов перед их последующим соревнованием в равнинных условиях. В частности, Б. Балк и др. (Balke et al., 1965) показали, что 10-дневная тренировка на высоте 2300 м позволила бегунам на средние и длинные дистанции повысить уровень МПК с 3,5 до 3,75 л-мин"1 и улучшить результат в беге на 1 милю с 5 мин 29 с до 5 мин 13 с. Аналогичные результаты получили Д. Даниелс и Н. Олдридж (Daniels, Oldridge, 1970), которые в течение 14 дней тренировали 6 бегунов мирового класса на высоте 2300 м с периодическим переходом на высоту 3300 м. Все спортсмены, в числе которых был рекордсмен мира на 1500 м и на 1 милю Джим Ригун, выступая после горной подготовки в условиях равнины, улучшили свои результаты, а Д. Ригун установил новый мировой рекорд на дистанции 1500 м. Однако в этот же период другие специалисты (Buskirk et al., 1967; Grover, Reeves, 1967) не смогли доказать эффективность среднегорной и высокогорной подготовки.

Становится очевидным, что отрицательные результаты горной подготовки в видах спорта, связанных с проявлением выносливости, с целью последующего улучшения результатов в соревнованиях, проводимых на равнине, были вызваны недостатками в построении тренировки в горах, а отсутствием положительного влияния высотной гипоксии на функциональные возможности спортсменов. Высокая эффективность горной подготовки как высокоэффективного средства повышения функциональных возможностей спортсменов и спортивных результатов во всех видах спорта , связанных с проявлением выносливости спортсменов, в настоящее время является абсолютно доказанной (Fuchs, Reiss, 1990; Saltin, Kim et al., 95; Платонов, 1997; У ил мор, Костилл, 2001). Постоянно возрастает интерес к условиям среднегорья и высокогорья в связи с расширением количества соревнований, проводимых в горных условиях. Прежде всего, это большинство зимних видов спорта, соревнования которым в последние годы проводятся в основном в условиях среднегорья. В настоящее время в условиях среднегорья часто проводятся соревнования и в других видах спорта, в частности в велосипедном спорте и легкой атлетике. Стремление проводить соревнования в горных условиях в определенной мере обусловливается и желанием создать спортсменам лучшие условия для установления мировых рекордов в таких видах спорта, как легкая атлетика (бег, прыжки), конькобежный спорт, так как результат в этих видах в значительной мере определяется сопротивлением воздуха.

В литературе встречаются различные обозначения горных уровней — «высокогорье», «среднегорье», «низкогорье», «большие, малые и умеренные высоты», «горный, среднегорный и высокогорный климат» и другие, что, к сожалению, приводит к существенным противоречиям в связи с различным пониманием этих терминов. Одни авторы считают среднегорным климат на высоте до 1000—1200 м, другие — до 2000—2500 м; то же и в отношении высокогорного климата: в одних случаях высокогорным считают климат на высоте свыше 1200 м, в других — свыше 2000—2500 м. Однако во всех случаях при классификации горных условий за основу берется показатель, наиболее радикально воздействующий на организм человека, — гипоксия, хотя никто не отрицает существенного влияния и других природных факторов.

Многочисленные исследования проблемы адаптации человека к горным условиям, выполненные в последнее десятилетие, особенно в области спорта высших достижений, позволили резко сузить противоречия в определении горных уровней. Большинство специалистов, опираясь на анализ физиологических реакций на пребывание и тренировку в горных условиях, предлагают следующую классификацию.

Низкогорье — 800—1000 м над уровнем моря. На этой высоте в условиях покоя и при умеренных нагрузках существенное влияние недостатка кислорода на физиологические функции еще не проявляется. Только при очень больших нагрузках отмечаются выраженные функциональные изменения.

Среднегорье — от 800—1000 до 2500 м над уровнем моря. Для этой зоны характерно возникновение функциональных изменений уже при умеренных нагрузках, хотя в состоянии покоя человек, как правило, не испытывает отрицательного влияния недостатка кислорода.

Высокогорье — свыше 2500 м над уровнем моря. В этой зоне уже в состоянии покоя обнаруживаются функциональные изменения в организме, свидетельствующие о кислородной недостаточности.