Испытуемые, обладающие сильным типом высшей нервной деятельности, способны более длительное время поддерживать доминанту ныряния посредством торможения регуляторных центров, активирующихся в ответ на сдвиг гомеостазиса. Это особенно важно на первом этапе адаптации, поскольку именно у этих испытуемых в организме возникают наиболее выраженные гомеостатические сдвиги, а, следовательно, в процессе восстановления - более мощный процесс «суперкомпенсации», что способствует быстрому формированию устойчивой адаптации (Солодков, 1982, 1988, Солодков, Сологуб, 2001).
После адаптации к ХГВ устойчивость к гипоксии ныряния в меньшей степени зависит от психологических характеристик личности и определяется, главным образом, физиологическими возможностями организма. Однако испытуемые, характеризовавшиеся ярко выраженными качествами лидера, уверенные, независимые, низко тревожные (по показателям теста Кеттелла) отличались более длительным апноэ и более значительным снижением оксигенации крови.
У испытуемых, отличавшихся индивидуально-типологическими характеристиками, различна скорость адаптационных перестроек. Наиболее выраженные адаптационные сдвиги по показателям ССС под влиянием двухнедельной тренировки выявлены у испытуемых со средними значениями экстра-интроверсии и нейротизма, у т.н. группы «средних», исходно отличавшейся наибольшим напряжением ССС. По-видимому, эти испытуемые обладают более выраженной пластичностью регуляторных систем и это обеспечивает им высокую адаптивность.
Заключение
Отличительной особенностью гипоксии ныряния является то, что она развивается на фоне асфиксии при абсолютном прекращении доступа кислорода. Продолжительность ныряния в значительной мере лимитируется имеющимися в организме запасами кислорода и способностью к более рациональной и полной его утилизации. Это достигается за счет снижения уровня метаболизма во время ныряния, а также за счет увеличения резервов кислорода в организме (Irving, 1934, Hochachka, 2000 и др.). Во время ныряния ведущая роль в кислородосбережении принадлежит сердечно-сосудистой системе - комплексу защитных реакций, обеспечивающих замедление кровообращения и кислородоотдачи (что достигается развитием рефлекторной брадикардии), и «отключением» наиболее устойчивых к гипоксии органов (посредством вазоконстрикции периферических сосудов) при сохранении кровообращения в мозге и сердце. В связи с этим на первом, срочном этапе адаптации роль стресс-реализующей системы не столь велика как при других адаптациях, например, гипоксии физической нагрузки или высотной гипоксии. Напротив, уже на первом этапе адаптации значительная роль принадлежит стресс-лимитирующей парасимпатической системе, под контролем которой реализуется рефлекторная брадикардия, снижается общее напряжение, расслабляются мышцы, уменьшается энергопотребление.
Но все же на первом этапе несовершенной адаптации роль стресс-реализующих систем велика. Об этом свидетельствует спектральный анализ сердечного ритма при ХГВ (наряду с увеличением мощности быстрых волн, растет спектральная мощность медленных волн). Длительность апноэ и показатель устойчивости к гипоксии ныряния находятся в прямой корреляционной зависимости от уровня глюкокортикоидов (кортизола), адреналина, тироксина и трийодтиронина. При этом наиболее длительные апноэ с выраженным понижением оксигенации крови отмечались у испытуемых, характеризовавшихся умеренной эмоциональностью, низкой тревожностью, сильным уравновешенным типом организации нервной системы.
По мере формирования устойчивой адаптации роль стресс-реализующей системы уменьшается: падает уровень тироксина в крови, исчезает зависимость времени апноэ и показателя устойчивости к гипоксии ныряния от адреналина и кортизола. Вклад стресс-лимитирующих систем, напротив, увеличивается (в два с половиной раза повышается уровень серотанина в крови, уменьшается интегральный адаптационный показатель, отражающий напряженность функционирования ССС). На общем фоне снижения энергопотребления увеличивается вклад аэробных процессов в энергообеспечение организма, о чем свидетельствуют снижение скорости потребления кислорода при ХГВ, уменьшение гиперемии и времени восстановления по прекращении апноэ, а также уменьшение отношения молочная кислота/пировиноградная кислота (лактат/пвк) в состоянии покоя, и снижение уровня молочной кислоты после физической нагрузки аэробного характера. Как следствие под влиянием адаптации к ХГВ увеличивается физическая работоспособность испытуемых, растет психологическая толерантность к физиологическому дискомфорту, за счет чего они способны выдерживать более существенный сдвиг гомеостазиса.
Формирование адаптации к ХГВ у человека идет по пути совершенствования нырятельной реакции на всех уровнях организации:: психологическом, физиологическом, биохимическом. Но темпы формирования устойчивой адаптации во многом определяются типологическими особенностями испытуемых.
Анализ особенностей вегетативной регуляции, характера развития рефлекторной брадикардии при ХГВ, позволил нам выделить четыре типа нырятельной реакции у человека. Два крайних типа - высокореактивный и ареактивный отличаются уровнем вклада сердечного и сосудистого компонентов в кислородосберегающий эффект нырятельной реакции. Высокореактивные испытуемые отличаются быстро развивающейся хорошо выраженной брадикардией, при этом вазоконстрикция периферических сосудов у них не сильно выражена. У ареактивных, напротив, брадикардия при ХГВ не развивается, но хорошо выражена вазоконстрикция периферических сосудов. У испытуемых реактивного типа наблюдаются оба компонента: на фоне постепенно развивающейся брадикардии отмечается выраженная вазоконстрикция периферических сосудов. У испытуемых парадоксального типа ХГВ сопровождается вначале апноэ выраженной тахикардией, которая уменьшается до уровня нормокардии к концу апноэ - на погружение эти испытуемые отвечают стресс-реакцией. Наиболее устойчивыми к гипоксии ныряния на этапе срочной адаптации оказались испытуемые ареактивного типа, наименее длительное апноэ при быстром восстановлении ССС по его окончании наблюдалось у высокореактивных испытуемых. Возможно, это связано с рефлекторной реакцией в ответ на сильное замедление кислородоотдачи и быстрое понижение содержания кислорода в ткани синокаратидных телец (Бреслав, Ноздрачев, 2005). Наиболее благоприятным адаптивным типом является реактивный тип, сочетающий постепенно развивающуюся брадикардию с хорошо выраженной вазоконстрикцией периферических сосудов. Это подтверждается результатами анализа адаптивных перестроек, возникающих под влиянием хололодо-гипокси-гиперкапнической тренировки. Реактивность системы блуждающего нерва у высокореактивных испытуемых под влиянием адаптации уменьшается, а у ареактивных несколько повышается. В результате после адаптации 74% испытуемых характеризовались реактивным типом реализации нырятельной реакции. Но 10% высокореактивных, 10% ареактивных и часть испытуемых парадоксального типа характер реакции не изменили. При этом и у них показатели неспецифической устойчивости организма повысились (адаптационный потенциал ССС, аэробные возможности, физическая работоспособность). Возможно, в данном случае мы имеем дело с различной, генетически детерминированной нормой реакции, которая определяет пластичность организма, и в зависимости от этого стратегию приспособления к неадекватным раздражителям окружающей среды.
Подобный факт обнаружен нами и при анализе особенностей адаптации у испытуемых, характеризовавшихся различным психофизиологическим статусом: наиболее быстро адаптация формировалась у представителей с невыраженным темпераментом, так называемых, «средних». Вместе с тем в состоянии покоя и «средние» и реактивные характеризовались более высоким уровнем напряжения ССС. Прослеживается определенная закономерность: представители, характеризующиеся средними параметрами и высокой пластичностью регуляторных систем (центральных и вегетативных) в состоянии покоя отличаются более высоким напряжением функциональных систем, но при этом более быстро адаптируются к экстремальным воздействиям. Представители с крайне выраженными типологическими характеристиками и низкой пластичностью регуляторных систем в состоянии покоя характеризуются низкой напряженностью функционирования, более резистентны к изменяющимся условиям среды, но сложнее перестраиваются, имеют более длительный период адаптации. Анализ функциональных перестроек, развивающихся под влиянием адаптогенных факторов, позволил установить следующую закономерность: адатационная доминанта, сформировавшаяся под влиянием специфического гипоксического стимула, может актуализироваться и при гипоксии иного характера. Так, комплекс защитных сердечно-сосудистых реакций, сформированный под влиянием адаптации к гипоксии физической нагрузки, может развиваться и при гипоксии ныряния. А формирование устойчивой адаптации к нырянию у профессиональных ныряльщиков сопровождается актуализацией комплекса кардио-респираторных реакций, направленных на более экономное потребление организмом кислорода, который может проявляться и при дыхании гипоксическими смесями.
ВЫВОДЫ
1. Кислородосберегающий эффект во время ныряния у человека, также как у животных, достигается комплексом сердечно-сосудистых реакций: рефлекторной брадикардией, вазоконстрикцией периферических сосудов, селективным перераспределением кровотока к головному мозгу. Урежение сердечного ритма при реализации нырятельной реакции составляет в среднем 50,1±25%, сокращение интегрального кровотока, - 26,3 ± 15,1%, рост периферического сопротивления, отражающего вазоконстрикцию периферических сосудов - 23,5±4,5 %, снижение тонуса средней мозговой артерии - 25,5±4,25%, резистивных сосудов мозга - 37,61±5,11%.
2. На основе анализа изменений сердечного ритма, обусловленного вегетативным звеном регуляции, под влиянием холодо-гипокси-гиперкапнического воздействия, разработан способ оценки реактивности системы блуждающего нерва, согласно которому выявлено четыре типа нырятельной реакции: высокореактивный (38,7%), реактивный (43,1%), ареактивный (12,3%) и парадоксальный (5,9%).
3. На характер реализации нырятельной реакции существенное влияние оказывает возраст. С его увеличением у испытуемых снижается не только тонус парасимпатической нервной системы, что отражается в ослаблении трофотропной функции организма, но также и реактивность системы блуждающего нерва. В связи с этим, с возрастом изменяется соотношение типов нырятельной реакции: увеличивается число лиц со слабовыраженной рефлектоной брадикардией ныряния.
4. Испытуемые, различных типов нырятельной реакции, отличаются резистентностью и адаптивностью к холодо-гипокси-гиперкапническому воздействию. Наибольшей резистентностью характеризуются испытуемые ареактивного типа. По сравнению с представителями других типов у них имеет место более длительное время апноэ при действии раздражителя и короткое время восстановления сердечно-сосудистой системы по его прекращении. Наиболее выраженной адаптивностью к гипоксии ныряния отличаются представители реактивного типа. Устойчивая адаптация у них формируется в более короткие сроки.
5. На характер реактивности системы блуждающего нерва и тип реализации нырятельной реакции влияет физическая тренированность. Испытуемые, подвергавшиеся интенсивным физическим тренировкам, направленным на развитие аэробного пути энергообеспечения, характеризовавшиеся в покое выраженной экономизацией физиологических функций, отличаются слабо выраженной брадикардией ныряния, реактивным, либо ареактивным, типом реализации нырятельной реакции.
6. Исходно высокореактивные испытуемые отличаются от реактивных более низкими аэробными возможностями, что выражается в высоких показателях молочной кислоты в крови после физических нагрузок аэробного характера, но именно у них под влиянием адаптации к гипоксии ныряния в наибольшей степени повышается активность аэробного пути энергообеспечения.
7. Испытуемые, характеризующиеся умеренной реактивностью системы блуждающего нерва на холодо-гипокси-гиперкапническое воздействие, отличаются низкой эмоциональной чувствительностью, выраженной экстравертированностью, стабильностью психической сферы, средним уровнем подвижности и силы по возбуждению психических процессов; высокореактивные испытуемые, чье ныряние сопровождается ярко выраженной быстро развивающейся брадикардией, отличаются высокой чувствительностью эмоциональной сферы, нестабильностью и интровертированностью психической сферы.
8. Формирование устойчивой адаптации к нырянию сопровождается увеличением инерционности системы блуждающего нерва у высокореактивных испытуемых, что выражается в увеличении латентного периода и снижении скорости развития рефлекторной брадикардии, в результате чего у 31% этих испытуемых происходит трансформация типа реагирования и переход в группу реактивного типа. 9. Адаптация к нырянию сопровождается формированием устойчивого комплекса согласованных рефлекторных реакций сердечно-сосудистой системы, что способствует переходу организма на более экономный тип метаболизма, выражающийся в снижении скорости потребления кислорода во время апноэ и увеличении длительности апноэ.
10. При адаптации к нырянию повышается неспецифическая устойчивость организма. Это выражается в уменьшении напряженности функционирования щитовидной железы и коры надпочечников, увеличении адаптационного потенциала сердечно-сосудистой системы и уменьшении его зависимости от содержания в крови глюкокортикоидных гормонов, увеличении вклада аэробного пути энергообеспечения организма и физической работоспособности. На основе этих результатов разработаны и запатентованы способы повышения общей резистентности и выносливости организма к неадекватным факторам среды.
11. При адаптации к холодо-гипокси-гиперкапническому воздействию наблюдается изменение мозгового кровотока, достоверное уменьшение показателей периферического сопротивления, тонуса резистивных сосудов мозга, увеличение показателя краниоспинальной гемоликвородинамики. Одновременно с этим оптимизируется системное артериальное давление, уменьшаются его колебания на неадекватные раздражители.
12. Адаптация к холодо-гипокси-гиперкапническому воздействию сопровождается: повышением психологической толерантности к физическому дискомфорту, что выражается в увеличении фазы напряжения апноэ, достоверном понижением тревожности, уровня психо-эмоционального напряжения, повышении психологического благополучия и готовности к преодолению физических нагрузок.
Список основных работ, опубликованных по теме диссертации
1..Belisheva N., Baranova T., Yanvareva I.N. Physiological effects of low frequency geomagnetic field variations // Charge and field effects in biosystems - Virginia, 1994. - Vol. 4. - P.445-454.
2.Галанцев В.П., Баранова Т.И., Январева И.Н. Электрокардиографическая характеристика адаптивных реакций к гипоксии у ныряющих животных и человека // Тез. междунар. симп. по сравнительной электрокардиологии. - Сыктывкар, 1993. - С.44.
3.Галанцев В.П., Баранова Т.И., Павлова Л.П., Январева И.Н. Активация адаптационных механизмов как способ улучшения здоровья. // Вестник C-Петербургского университета. Сер.3. - 1994. - Вып. 4, №24. - С.20- 26.
4.Белешева Н.К., Баранова Т.И. и др. Влияние вариаций геомагнитного поля на функциональное состояние головного мозга человека в высоких широтах // Вестник СПбГУ. Сер. 4. - 1994. - Вып. 2, №11. - С.18-24.
5.Баранова Т.И., Ващук О.В., Галанцев В.П., Январева И.Н. Адаптация организма человека к физическим нагрузкам и способы ее оценки// Межвузовский сборник “Вопросы физического воспитания студентов СПбГУ”. - 1994.- Вып. 24. - С. 105-109.
5.Галанцев В.П., Баранова Т.И., Павлова Л.П., Ткаченко С.Э., Январева И.Н. Системный подход к проблеме функционального состояния при исследовании адаптивных функций при холодо-гипоксическом воздействии // Медицина. - М..: Изд-во Моск. ун-та, 1994. - С.159-166.