как основной фактор снижения работоспособности человека в

Российский Государственный Университет Физической
Культуры Спорта и Туризма
Институт повышения квалификации и профессиональной
подготовки
Кафедра теории и методики прикладных видов спорта и
экстремальной деятельности
Реферат
: «Гипоксия – как основной фактор
На тему
снижения работоспособности человека в
горных условиях»
Исполнитель: Кореньков Роман Владимирович
Консультант: Кореньков Владимир Анатольевич
Москва – 2007 год
Содержание:
1.
Введение - стр. 3
2.
Влияние высокогорья на организм человека и физиологическая
классификация высотных уровней – стр. 4 - 6
3.
Влияние гипоксии на работоспособность человека и высотная
акклиматизация – стр. 6 - 9
4.
Заключение – стр. 10
5.
Список используемой литературы – стр. 11
2
Введение
Актуальность рассматриваемой темы состоит в том, что человечество в связи со
своим многосторонним развитием все больше – нарастающими темпами устремляется в
горы для того что - бы использовать их бескрайние богатства, ресурсы, и здесь возникают
различные виды опасностей, одной из которых является гипоксия или «горная болезнь».
Гипоксия (от греч. hypó — под, внизу и лат. oxygenium - кислород), - пониженное
содержание кислорода в тканях организма, наблюдаемое при недостатке кислорода в
воздухе, некоторых заболеваниях и отравлениях. Возникающее при гипоксии
патологическое состояние обусловливается тем, что поступление кислорода к тканям (при
снижении его содержания в крови) или способность тканей использовать кислород
оказывается ниже, чем их потребность в нём. Вследствие этого в жизненно важных
органах развиваются необратимые изменения. Наиболее чувствительны к гипоксии
центральная нервная система, мышца сердца, ткани почек, печени.
Термин "гипоксия" означает недостаточное количество кислорода в организме
(кислородное голодание). Гипоксия так же, как и любое другое природное явление, имеет
положительные и отрицательные свойства. Гипоксия, наблюдающаяся при значительном
числе заболеваний, является типичным стрессовым фактором, следовательно, ее также
можно использовать для тренировки организма и повышения его защитных сил. К
сожалению, многие знают только отрицательные стороны гипоксии, расценивают ее
только как отрицательный стрессовый фактор. Действительно, мы с детства слышим, что
много кислорода - это хорошо, а вот если его мало - это очень плохо. При болезнях врачи
рекомендуют нам гулять на свежем воздухе и уж никак не закрываться в помещении с
нехваткой кислорода. В данном реферате рассматриваются положительные и
отрицательные стороны гипоксии.
Влияние высокогорья на организм человека и физиологическая классификация
высотных уровней.
Высотные уровни подвергались систематизации различными исследователями. В научной
литературе встречаются несколько классификаций горных уровней. В спортивной
практике, как правило, используются следующие высокогорные уровни:
- низкогорье – 600 – 1200 метров;
- среднегорье – 1300 – 2500 метров;
- высокогорье – свыше 2500 метров над уровнем моря
По итогам исследований в рамках международной биологической программы (1964 –
1974 гг.) границей высокогорья предложено было считать уровень 2500 метров.
НА основании физиологических критериев А. Д. Бернштейн различает 3 вида:
1. низкогорье – до 750 – 1000 метров. В указанных пределах отсутствует
отрицательное влияние недостатка, как в покое, так и при выполнении
физической работы.
3
2. среднегорье – от 1000 до 2500 – 3000 метров. В покое и при умеренной
деятельности в организме здорового человека не наступает существенных
изменений. Тяжелая физическая работа сопровождается различной степенью
выраженности кислородного голодания.
3. высокогорье - от 2500 – 3000 метров и выше. Уже в условиях покоя у здорового
человека имеется комплекс функциональных изменений свойственный
выраженной кислородной недостаточности.
Высота, м.
Зона «Смерти»
1000
Зона невос танов ления
4000м высокогорье
среднегорье
Эверест К-2
8848м
8611м Гурла
7750м
Конгур Пик
7719м Комму Пик МакПобед
Кинли Эльбр
низма ы
7495м 7439м 6193м ус
5642м
1000м низкогорье
Физиологическая классификация высокогорных зон.
Винс
она
3500
ммм
м
Наблюдения, проводимые в течение 30 лет в различных горных районах мира: Гималаи,
Тибет, Памир, Тянь-Шань, Альпы, Кавказ, Антарктида с участием альпинистов разной
квалификации: от новичков до мастеров спорта международного класса, позволяют
говорить о высоте 3000 метров как границе высокогорья для тренированных альпинистов
и соответственно классифицировать границы высокогорных зон. Эту классификацию
называют классической. Она носит больше теоретический характер, так как для каждой
горной системы существует своя классификация.
В горах на человека действует целый комплекс погодных, климатических и высотных
факторов:
Понижение барометрического давления атмосферы и парциального давления
кислорода;
Изменение влажности (сухости) вдыхаемого воздуха;
Увеличение ультрафиолетовой радиации;
Резкоконтинентальные перепады температуры в дневное и ночное время суток;
Усиление ветра и увеличение его порывистости.
При переезде в горную местность на человека также влияет смена часовых поясов и
привычного социального окружения. Часть из факторов высокогорья и особенно
4
среднегорья благоприятно влияет на организм человека, но некоторые из них носят
повреждающий характер.
В различных горных районах возникновение горной болезни зафиксировано на
разных уровнях. И тяжесть болезни не всегда пропорциональна набору высоты. Так,
высота в 3000 метров на Кавказе физиологически ощущается равной 4200 метров в
Гималаях. Среднегорье Альп(1200 – 2000 метров) равноценно высокогорью Анд(3500
метров). Горная болезнь поражает в Антарктиде с 2000 метров, в Альпах и на Кавказе, на
уровне 2500 – 3200 метров, на Памире Тянь-Шане – с 3500 – 4000 метров, в Альпах с
3800 метров, в Гималаях с 4800 метров.
Ответная реакция организма человека во многом обусловлена географическим
расположением высокогорного района, а не только его абсолютной высотой над уровнем
моря. Поэтому, учитывая ответную реакцию организма на весь комплекс географических
и климатических факторов, высокогорные уровни выглядят так, как это показано на
рисунке 1.
Максимальная высота, которую человек выдерживал в горах без использования
искусственного кислорода, - это пребывание альпинистов на высшей точке планеты
Эвересте(8848 метров). Из российских альпинистов на Эверест без кислорода поднялись
всего несколько человек, среди них Владимир Балыбердин (1982г.) и Александр Фойгт
(2001 г.). Общая статистика восхождений на Эверест свидетельствует (более 2000
восходителей и 200 без кислорода), что именно восхождение без кислорода является
наиболее сложным достижением в высотном альпинизме. Восхождение с
использованием искусственного кислорода способно понизить физиологический
высотный уровень 8848 метров до уровня 5500 – 7000 метров, в зависимости от
интенсивности использования кислорода. Исследования физиологов, проведенные в
барокамере, показали, что на высотах более 9000 метров (барометрическое давление –
225 мм рт. ст.) возможна газовая эмболия пузырьками газа (преимущественно азота),
выходящими из тканей в результате понижения растворимости газов при понижении
давления. Пузырьки газа проникают в капилляры и разносятся кровью по организму,
вызывая эмболию сосудов. Особенно опасна эмболия коронарных и мозговых сосудов.
Анализ работы альпинистов в высокогорье и статистики аварий в высоких горах
позволяет выделить еще две супервысотные зоны:
Зона «невосстановления», в которой организм человека не восстанавливается
даже во время отдыха, и простое пребывание на этой высоте является большой
нагрузкой на организм. Для Гималаев эта высота ориентировочно начинается с
6000 метров, для Памира – с 5500 метров, для Кавказа – с 4500 метров.
Зона «Смерти» - так эту высоту называют сами альпинисты. Пребывание в этой
зоне в течение продолжительного времени без использования кислорода
приводит к гибели. Длительность времени, отведенного на «жизнь» на этой
высоте, у каждого спортсмена индивидуальна, в зависимости от уровня
тренированности и во многом от врожденных физиологических особенностей
организма. В Гималаях эта зона начинается с высот выше 8000 метров, в горах
Памира и Тянь-Шаня, при определенных погодных условиях, - с высоты 7300 –
7400 метров.
Естественно, такая классификация касается только «чистых» восхождений, без
использования кислорода. Для каждой горной системы высоты этих зон различны.
5
Зона высокогорья определяется не абсолютной высотой над уровнем моря, а
реакцией организм на весь комплекс повреждающих факторов. Причина различных
воздействий лежит как в климатогеографических особенностях различных горных
массивов, так и в абсолютной высоте над уровнем моря. В каждом горном районе эта
высота различна. Кроме трех высотных зон (низкогорье, среднегорье и высокогорье), в
высотной классификации можно выделить еще две; зону «невосстановления» и зону
«смерти». Реакция организма человека на повреждающие факторы этих зон требуют
более углубленного изучения.
Влияние гипоксии на работоспособность человека и высотная акклиматизация.
Для успешного выполнения различных задач в горной местности на основании
многолетних исследований учеными и альпинистами были выработаны способы
устранения отрицательных факторов воздействия на человека или – акклиматизация.
Высотный опыт, сохраняющийся 1-2 года, помогает адаптироваться к высоте, но известен
такой факт: двукратный покоритель Эвереста, шерпа в Европе не смог сходу, без
акклиматизации взойти на Монблан. Часто акклиматизацию понимают очень примитивно
- набор все большей высоты, а это не совсем так. По большому счету акклиматизация - это
способность организма сохранять баланс между его возможностями и задаваемыми
внешними условиями потребностями. Когда совершается подъем на новую высоту, для
человеческого организма это - шок и работа в долг, т.к. нарушается адаптационное
равновесие. Поэтому при знакомстве с новой высотой организму достаточно пребывания
и работы на ней в течение нескольких часов; сама же акклиматизация, то есть процесс
восстановления функциональных возможностей может и должна протекать значительно
ниже.
Высотная акклиматизация включает в себя три взаимосвязанных фактора:
1. Время, обеспечивающее акклиматизацию к определенной высоте.
2. Суточный набор высоты.
3. Конкретное физическое состояние организма.
Рассмотрим указанные факторы в обратной последовательности.
Конкретное физическое состояние организма. Это состояние в большой степени зависит
от походной нагрузки за весь поход и, особенно - в последние дни. Известно, что наряду с
акклиматизацией в течение похода накапливается усталость. Поэтому неудачи при
высотных восхождениях в конце маршрута могут быть связаны с походной усталостью.
Следовательно, накануне кульминационного дня, восхождения, нагрузки должны быть
весьма умеренными. Очень важно, чтобы и ранее организм не работал в долг, поскольку
интервал восстановления практически пропорционален квадрату нагрузки:
- день тяжелой походной работы требует 1 дня на восстановление;
- 2 трудных дня подряд потребуют 3-4 суток активного отдыха, а последствия 3-х
изнурительных дней будут сказываться на общем состоянии 9-10 суток и более.
6
Суточный набор высоты непосредственным образом влияет как на конкретное состояние
организма, так и на саму акклиматизацию. Согласно Е.Гиппенрейтеру, наблюдается
следующая зависимость работоспособности от высоты:
Высота
Работоспособность
0м
100%
3000 м
90%
4000 м
80%
5000 м
50%
6500 м
35%
С другой стороны, согласно данным В.Абалакова 1 км набора высоты по затратам энергии
эквивалентен прохождению 15 км пути по ровному месту.
Как показывает походная практика, хорошо подготовленные группы без проблем
набирают 2000 м высоты даже с тяжелыми рюкзаками (возможен и больший набор
высоты, но тогда организм будет работать в долг). Однако это имеет место, когда группа
поднимается на уже освоенные в этом же походе высоты и, как правило, на абсолютных
высотах до 4000 м. Ситуация существенно меняется с возрастанием абсолютной высоты:
Подъем на: Допустимый набор высоты: Эквивалентно прохождению:
4000 м 2000 м ---------------------------------------------35 км
5000 м 1400 м ----------------------------------------------35км
6000 м 1000 м ----------------------------------------------35км
7000 м 750 м ------------------------------------------------35км
Еще раз подчеркнем, что эти цифры справедливы для уже освоенных высот, либо для
радиальных выходов налегке с ночевкой внизу.
В тех случаях, когда совершают первый выход на новую высоту с ночлегом, следует
ориентироваться на более скромные показатели:
Подъем на: Допустимый набор высоты
4000 м -----------------1000 м
7
5000 м------------------ 750 м
6000 м------------------- 600 м
7000 м------------------- 400 м
Однако,
даже
ориентируясь
на
указанные
цифры,
можно
оказаться
неакклиматизированным, особенно на больших высотах. Нельзя чисто механически
каждый день подряд набирать высоту - организму требуется время на адаптацию, тем
большее, чем больше абсолютная высота.
Время, обеспечивающее акклиматизацию к определенной высоте
Обозначим день выхода на абсолютную высоту Hi (км), обеспечивающий уверенную
акклиматизацию, через DHi. Воспользуемся эмпирической формулой, учитывающей общее
время пребывания в горах на меньших высотах:
DHi = DHi-1 + Hi-1
Известно, что для пребывания на высоте 1000 м акклиматизация не требуется. Тогда
имеем:
Dн1 = 0 дней
Dн2 = Dн1 + H1 = 0 + 1 = 1 день
Dн3 = Dн2 + H2 = 1 + 2 = 3 дня
Dн4 = Dн3 + H3 = 3 + 3 = 6 дней
Dн5 = Dн4 + H4 = 6 + 4 = 10 дней
Dн6 = Dн5 + H5 = 10 + 5 = 15 дней
Dн7 = Dн6 + H6 = 15 + 6 = 21 день
Dн8 = Dн7 + H7 = 21 + 7 = 28 дней
Dн9 = Dн8 + H8 = 28 + 8 = 36 дней.
Разумеется, при кратковременном пребывании (несколько часов) с ночевкой на 600-1000м
ниже время выхода на определенную высоту может быть сокращено на 2-4 дня.
Общепринятым при восхождении на 6000м является акклиматизационный выход с
ночевкой на 5000м; при восхождении на 7000м - два радиальных выхода с ночевками на
5000м и 6000м и со спуском до 4200-4400м на 2-4 дневной отдых
8
Заключение.
Человеческий организм – сложная саморегулирующаяся и самоподдерживающаяся
система. На всякое нарушение внешних условий он отвечает соответствующими
приспособительными реакциями, направленными на восстановление обычных
свойств внутренней среды или кратковременное увеличение функциональной
активности различных физиологических систем. Акклиматизация к горным
условиям – в значительной мере управляемый процесс. Он продолжается в течение
всего периода пребывания на высоте, хотя и в снижающееся темпе. Но
максимальный эффект от акклиматизации возможен лишь до высот 5000 – 5500
метров. На больших высотах человек не достигает стабильной фазы адаптации. В
настоящее время как наиболее эффективная система акклиматизации принята так
называемая тактика пилы, предусматривающая подъемы на все возрастающие
высоты, интенсивную работу на этих высотах и спуск для реабилитации в
нижерасположенные базы, уровень которых также ступенчато повышается.
На этой системе основана тактика высотных восхождений, она же положена в
основу учебных программ при подготовке альпинистов всех разрядов. На высотах
3000 – 5000 метров у неаклиматизированных людей снижается работоспособность,
ухудшается общее самочувствие, теряется аппетит, а иногда возникают и
эмоционально – сенсорные и моторные нарушения – пониженное внимание,
неадекватное восприятие, ухудшение координации и точности движений,
соразмерности усилий и т.п.
Из вышеизложенного материала видно, что гипоксия помимо отрицательных
факторов имеет также положительные (повышение уровня гемоглобина в крови,
повышение общей выносливости). Данные факторы человек успешно использует
для достижения своих целей: для повышения спортивных результатов, для
различных видов деятельности в горной местности, для оздоровительных целей и
других.
9
Список используемой литературы:
1. П.П. Захаров «Школа альпинизма» ФиС 1989 год.
2. Ю.В. Байковский статья «Влияние высокогорья на организм
спортсмена и физиологическая классификация высотных
уровней» Научно – методический журнал, 2007 год.
3. А. М. Чарный, «Патофизиология гипоксических состояний".
Медгиз, М., 1961 год.
4. Ф.П. Суслов «Подготовка спортсменов в горных условиях» - М.:
СпортАкадемПресс,2001год.
10