Физическая работоспособность студентов в условиях высокогорья

УДК 612.821

Е.А. Чанчаева, О.Г. Курушина, С.А. Суксекова

ФИЗИЧЕСКАЯ РАБОТОСПОСОБНОСТЬ СТУДЕНТОВ В УСЛОВИЯХ ВЫСОКОГОРЬЯ

Изучены реакция сердечно-сосудистой системы, изменение показателей физической работоспособности и общее самочувствие студентов при трансграничном переезде из предгорья в высокогорье для определения степени напряжения регуляторных механизмов вегетативных функций в период кратковременной адаптации.

Горами принято называть часть суши земли, возвышающейся над уровнем моря более чем на 500 м. Факторами, влияющими на физиологические функции человека, являются снижение атмосферного давления (связанное с ним парциальное давление кислорода) и температура среды. Горную вертикальную поясность делят на 4 яруса:

- низкогорье - от 200-500 м до 1000-1400 м над уровнем моря. У жителей этого яруса физиологические параметры в покое и при трудовой деятельности не отличаются от показателей лиц, проживающих в прилегающих равнинных районах;

- среднегорье - от 1000-1400 м до 1800-2500 м. В покое и при умеренных физических нагрузках физиологические реакции у приезжих существенно не отличаются от нормы. У большинства мигрантов имеет место даже улучшение самочувствия, но отдельные лица могут временно (3-12 дней) испытывать дискомфорт (учащение частоты сердечных сокращений, повышение артериального давления, одышка при умеренной физической нагрузке, беспокойный сон);

- высокогорье обжитое - от 1800-2500 м до 35004500 м. У большинства мигрантов отмечено снижение работоспособности и напряжение регуляторных механизмов вегетативных функций. Для адаптации людей к условиям этого высокогорного яруса требуется продолжительное время (недели, месяцы).

Гипоксия, в первую очередь, отражается на деятельности центральной нервной системы, органов дыхания и кровообращения. В течение короткого промежутка времени у человека снижается умственная и физическая работоспособность, к чему присоединяется утомляемость, сонливость, головная боль [4].

По классификации, предложенной Миррахимовым

и Гольдбергом

[4].

В учебный процесс на биолого-химическом факультете, помимо аудиторных занятий, входят полевые практики, предполагающие выезд в отдаленные районы Горного Алтая, в том числе и высокогорные территории. Изучение реакции сердечно-сосудистой системы, изменение показателей физической работоспособности и общего самочувствия в условиях высокогорья позволит определить степень напряжения регуляторных механизмов вегетативных функций студентов для формирования среди преподавателей толерантного отношения к изменившемуся поведению студентов в непривычных условиях.

Исследование проводилось в 2007г в условиях предгорья (г. Горно-Алтайск), среднегорья (Шебалин-ский район) и высокогорья (перевал Семинский). Высота над уровнем моря указанных местностей составляет соответственно: 250-300 м, 1200 м, 2506 м [5]. Нами оценивались реакция сердечно-сосудистой системы: изменение уровня артериального давления (АД), частоты сердечных сокращений (ЧСС), систолического объема крови (СО), минутного объема кровотока (МОК); физическая работоспособность оценивалась с помощью гарвардского «степ-теста»; изменение самочувствия студентов оценивалось по наличию или отсутствию таких симптомов как сонливость, головная боль, заложенность в ушах. Нами были обследованы студенты IV курса биолого-химического факультета при трансграничном переезде из низкогорья в высокогорье. В эксперименте участвовало 19 человек. Общее количество че-ловекоизмерений составило 190 (табл. 1).

Таблица 1

Общее количество измерений

Измерения Низкогорье Среднегорье Высокогорье

АД 19 19 19

ЧСС 19 19 19

Самочувствие - 19 19

Работоспособность 19 - 19

Всего 57 57 76

Всего измерений 190

Одной из важнейших физиологических систем, обеспечивающих приспособление организма к условиям высокогорья, является сердечно-сосудистая система. От ее резервной емкости и мобильности зависят нормальная жизнедеятельность и сохранение работоспособности организма в этих условиях [4]. Из таблицы 2 видно, что у студентов при подъеме на высоту 2506 м над ур.м. наблюдается достоверное увеличение САД (р<0,05, р<0,01). Кроме того, между показателями САД в условиях низкогорья и высокогорья наблюдается корреляция

средней степени (г=0,5) (табл. 4). Уровень диастолического артериального давления достоверно увеличивается в среднегорной местности по сравнению с исходным показателем в низкогорье на 1,7мм рт.ст. (р<0,05). В то время как в высокогорной зоне этот показатель достоверно снижается на 0,7мм рт.ст. (р<0,01). По всей видимости, в данном случае срабатывает механизм «стрессовой релаксации сосудов» (спазм сосудов сменяется медленным расслаблением).

Таблица 2

Показатели сердечно-сосудистой системы студентов в состоянии покоя в зависимости от высоты местности

Высота над уровнем моря САД, мм рт.ст. ДАД,мм рт.ст. ПАД, мм рт.ст. ЧСС, уд/мин СО, мл МОК, л

250 107,0±3,3+ ** 69,3±1,9+ ** 37,9±2,1+** 69,4±2,5+ ** 89,8±1,2* 6,2±0,3

1200 114,2±2,0+ 70,7±1,9+ 43,5±1,5+ 75,6±1,6+ X 91,7±1,6 7,0±0,2

2506 117,6±2,8** 68,6±2,0** 49,1±3,6** 80,9±2,0** X 95,8±2,7* 7,8±0,4

Примечание: достоверность различий показателей низкогорья-среднегорья: + - р<0,05; ++ - р<0,01; низкогорья-высокогорья: * - р<0,05; ** - р<0,01; среднегорья-высокогорья: х - р<0,05; хх - р<0,01.

САД - систолическое артериальное давление; ДАД - диастолическое артериальное давление; ПАД - пульсовое артериальное давление; ЧСС - частота сердечных сокращений; СО - систолический объем крови; МОК - минутный объем кровотока.

Уровень пульсового давления с повышением высоты местности увеличивается на 5,6уд/мин (р<0,05; р<0,01). Частота сердечных сокращений достоверно увеличивается на 6,2уд/мин (р<0,05) в среднегорье и на 5,3уд/мин в высокогорье (р<0,01) по сравнению с первоначальным показателем в низкогорье. О закономерном увеличении ЧСС у каждого из студентов в зависимости от местности свидетельствует и тесная положительная корреляция между этими показателями на рассматриваемых высотах (табл.4). Нами обнаружены достоверные различия (6мл) показателей СО студентов в низкогорной и высокогорной зонах (р<0,05). Отмеченная тахикардия, а также по-

вышение АД в высокогорной зоне связаны с возбуждением симпатической нервной системы. По данным авторов [1, 2, 4], уровень АД в высокогорье у мигрантов в первые дни несколько повышен, а МОК нарастает за счет учащения ЧСС и СО.

Для оценки работоспособности студентам было предложено производить восхождение и спуск (1 цикл) на скамейку высотой 0,4 м в течение 4 минут, после отдыха (3 минуты) повторить задание. В высокогорье студентами было произведено несколько больше циклов, чем в низкогорье (г=0,8) (табл. 3, 5).

Таблица 3

Показатели работоспособности студентов в условиях низкогорья и высокогорья

9,5 n2 f1, уд/мин n2 f2, уд/мин N1 N2 PWC170 PWC170/.T

250 25±1,1 163±5,8 25±1,1 172±7,8 935±60 930±60 1075±142** 17,3±2,0

2506 26±0,5 159±7,8 26±1,1 167±8,4 951±44 950±62 1162±189** 19,7±3,5

Примечание: достоверность различий показателей низкогорья-среднегорья: + - р<0,05; ++ - р<0,01; низкогорья-высокогорья: * - р<0,05; ** - р<0,01; среднегорья-высокогорья: х - р<0,05; хх - р<0,01.

N - число восхождений на скамейку высотой 0,4м; f - частота сердечных сокращений; N - мощность нагрузки; PWC170 - работоспособность.

Таблица 4

Коэффициент корреляции между показателями сердечно-сосудистой системы в зависимости от высоты местности

Местность САД, мм рт. Ст. ДАД, мм рт. Ст. ПАД, мм рт. Ст. ЧСС, мм рт. Ст. СО, мм рт. Ст. МОК, мм рт. Ст.

Среднегорье- Высокогорье 0,1±0,01 0,2±0,01 0,1±0,01 0,8±0,02 0,1±0,01 0,6±0,01

Низкогорье- Среднегорье 0,5±0,01 -0,1±0,01 0,2±0,01 0,6±0,01 -0,5±0,01 0,3±0,01

Низкогорье- Высокогорье 0,3±0,01 -0,3±0,01 0,1±0,01 0,7±0,02 -0,3±0,01 0,3±0,01

Примечание: САД - систолическое артериальное давление; ДАД - диастолическое артериальное давление; ПАД

- пульсовое артериальное давление; ЧСС - частота сердечных сокращений; СО - систолический объем крови; МОК -минутный объем кровотока.

Кроме того, реакция сердечно-сосудистой системы на физическую нагрузку в высокогорье проявлялась с меньшим напряжением, чем в низкогорье (г=0,7). В целом в высокогорье мощность выполняемой нагрузки в первой и второй пробах студентов выше, чем в низкогорье (г=0,7; г=0,9), а работоспособность достоверно увеличивается (р<0,01) (табл. 3, 5).

Таблица 5

Коэффициент корреляции между показателями работоспособности студентов в условиях низкогорья и высокогорья

Местность n1 f1 n2 f2 N1 N2 PWC170 PWC170/KT

Низког-е- Высоког-е 0,3±0,01 0,4±0,01 0,8±0,02 0,7±0,02 0,7±0,02 0,9±0,02 -0,2±0,01 0,2±0,01

Примечание: п - число восхождений на скамейку высотой 0,4м; f - частота сердечных сокращений; N - мощность нагрузки; PWC170 - работоспособность.

Вероятно, увеличению показателя работоспособности студентов в высокогорной зоне способствовала активация гипофизарно-адренокортикальной и симпатической систем еще в период подъема на высоту. Так как еще до физической нагрузки произошло усиление функции систем доставки кислорода к тканям и обеспечение мобилизации энергетических ресурсов организма, студентам было легче перейти из фазы врабатывания в фазу устойчивого (стационарного) состояния.

Известно, что у спортсменов активация симпатической нервной системы происходит еще в предстартовом состоянии по механизму условно-рефлекторных связей.

Для того чтобы организм быстрее врабатывался и переходил в стационарное состояние необходимо в предстартовом состоянии выполнять разминку. По-видимому, подъем на высоту в нашем эксперименте вызвал «эффект предстартового состояния». Именно по этой причине результаты физической работоспособности в высокогорье выше, чем в предгорье.

Ухудшение самочувствия студентов при трансграничном переезде из предгорья в высокогорье и при спуске с высоты наблюдалось у меньшей части студентов (табл. 6).

Таблица 6

Изменение самочувствия студентов при подъеме, спуске и пребывании на высоте 2506 м над уровнем моря

Условия по отношению к высоте 2506 м над уровнем моря Головная боль Сонливость «Заложенность» в ушах

Подъем на высоту 14,2 14,2 7,1

Пребывание на высоте 21,4 14,2 21,4

Спуск с высоты 7,1 - 78,5

В то же время, имеет смысл отметить, что при пребывании на высоте процент студентов с головной болью и с ощущением «заложенности» в ушах увеличился, а при спуске ощущение «заложенности» в ушах появилось у большинства из студентов. Нестабильное самочувствие студентов вызвано, скорее всего, сосудо-двигательными реакциями в ответ на изменение высоты местности, тем более при кратковременном пребывании в новых для организма условиях (медленный подъем на высоту, пребывание на высоте в течение 2 часов и сравнительно быстрый спуск). В данном случае уместно говорить о незавершенной адаптации, возникающей вследствие дефицита времени для перехода в завершенное состояние. По мнению С.Г. Кривощекова, В.П. Леутина, М.Г. Чухровой (1998), это состояние не предполагает нарушения адаптивного процесса, а отражает лишь его «незавершенность» по причине невозможности выработки оптимальных механизмов, либо ослабления функциональных резервов организма [3].

Библиографический список

Таким образом, на фоне нестабильного самочувствия и состояния сердечно-сосудистой системы при изменении высоты местности у студентов наблюдалось повышение физической работоспособности.

Выводы

10. Отмеченная у студентов тахикардия, а также повышение АД в высокогорной зоне связаны с возбуждением симпатической нервной системы.

11. Увеличению показателя работоспособности студентов в высокогорной зоне способствовала активация гипофизарно-адренокортикальной и симпатической систем еще в период подъема на высоту, вызвавшего «эффект предстартового состояния».

12. Нестабильное самочувствие студентов вызвано сосудодвигательными реакциями в ответ на изменение условий среды, тем более при кратковременном их пребывании в рассмотренных высотах.

1. Агаджанян, Н. А. Адаптация и резервы организма / Н. А. Агаджанян. - М. : Физкультура и спорт, 1983. - 174 с.

2. Агаджанян, Н. А. Горы и резистентность организма / Н. А. Агаджанян, М. Миррахимов. - М. : Наука, 1970. - 184 с.

3. Кривощеков, С. Г. Психологические аспекты незавершенной адаптации / С. Г. Кривощеков, В. П. Леутин, М. Г. Чухрова. - Новосибирск, 1998. - 100 с.

4. Миррахимов, М. Горная медицина / М. Миррахимов, П. Гольдберг. - Фрунзе, 1978. - С. 15-16.

5. Атлас Республики Алтай / ред. Н. Г. Селедцова, Н. С. Шпилекова. - 1 : 2 400 000. - Горно-Алтайск : Научно-методический центр комитета науки и образования Республики Алтай. Горно-Алтайский государственный университет, 1998. - 22 с.

Материал поступил в редакцию 5. 09. 2007.

УДК 631.4

А. В. Пузанов, С. С. Мешкинова

ПОЧВЕННО-ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ДОЛИНЫ СРЕДНЕЙ КАТУНИ

Исследовано физико-химические свойства и содержания микроэлементов в почвах долины Средней Катуни. Выявлено, что исследуемые почвы характеризуются слабощелочной и щелочной реакцией среды, высоким содержанием карбонатов, легким гранулометрическим составом и концентрации микроэлементов в почвах находятся ниже уровня ПДК для почв.

З9