5. Спортивна діяльність в умовах зниженої температури повітря (холоду)

При зниженні температури зовнішнього середовища збільшується різниця між нею і температурою поверхні тіла. Це призводить до посилення втрати тепла тілом (за рахунок тепловіддачі проведенням з конвекцією та радіацією). Основні механізми захисту тіла від тепловтрат в холодних умовах - звуження периферичних (шкірних) судин і посилення теплопродукції в тілі.

Фізіологічні механізми пристосування до холоду. У результаті звуження шкірних судин (шкірної вазоконстрикції) зменшується конвекційне (з кров'ю) перенесення тепла від ядра тіла до його поверхні. Так як самі по собі шкіра і особливо підшкірний жировий шар погано проводять тепло, вазоконстрикція може посилювати теплоізоляційну здатність "оболонки" тіла в 6 разів. Найбільш значна шкірна вазоконстрикція відбувається в кінцівках, особливо в пальцях рук і ніг. Так, кровотік через пальці рук може зменшуватися в 100 і більше разів (з 120 до 0,2 мл/мін/100 г тканини). Тому температура тканин дистальних відділів кінцівок може знижуватися до температури навколишнього середовища. Кровоносні судини голови значно менше схильні звуження на холоді. Тож велика кількість тепла (до 25% загальної теплопродукції спокою) радіює в навколишнє середовище від непокритої голови.

Іншим важливим механізмом адаптації до умов холоду є посилення теплопродукції за рахунок виникнення холодового тремтіння, тобто мимовільних м'язових скорочень. В умовах спокою у оголеної людини при зниженні зовнішньої температури з комфортного рівня (29 °) до 22 ° не відбувається зростання метаболізму, а тепло тіла консервується за рахунок посилення шкірної вазоконстрикції. Коли зовнішня температура стає нижче 22 °, посилюється метаболізм за рахунок холодового тремтіння.

Теплопродукція може підвищуватися і за рахунок посилення метаболічних процесів, не пов'язаних з холодовим тремтінням (неметаболічний термогенез). У холодних умовах споживання О2 в спокої підвищується. Величина цього підвищення залежить від навколишньої температури, відносного вмісту жиру (товщини підшкірножирового шару), характеру одягу, а також від тривалості перебування на холоді. Швидкість споживання О2 підвищується паралельно зі збільшенням серцевого викиду (без помітної зміни системної АВР-О2). Так, при температурі повітря 5° швидкість споживання О2 і серцевий викид у оголеної людини збільшуються вдвічі. Однак при холодовій експозиції ЧСС залишається незмінною, отже, серцевий викид зростає тільки за рахунок збільшення систолічного об'єму.

Фізична працездатність у холодних умовах. Під час м'язової роботи в холодних умовах необхідне більше теплоутворення, ніж в умовах спокою. Якщо м'язова діяльність недостатньо інтенсивна, щоб забезпечити додаткове теплоутворення, температура тіла падає нижче нормальної.

При нормальній або підвищеній (у результаті м'язової діяльності) температурі тіла МПК і максимальна ЧСС залишаються практично незмінними в холодних умовах, однак легенева вентиляція дещо посилюється, а граничний час бігу на рівні МПК знижується. Гіпотермія, веде до зниження МПК: при температурі ядра тіла нижче 37,5 ° воно зменшується на 5-6% з кожним градусом падіння температури тіла. В основі такого зниження МПК лежить зменшення серцевого викиду через падіння максимальної ЧСС. В умовах гіпотермії витривалість людини знижується: зменшується граничний час виконання роботи постійної аеробної потужності, хоча суб'єктивна оцінка важкості навантаження не залежить від температури тіла.

Тренувальні заняття і змагання в ряді видів спорту (ковзанярському, лижному та ін.) часто проходять в холодну погоду. Однак за винятком сильних морозів і вітру холодні умови не представляють зазвичай серйозної проблеми для регуляції температури тіла і працездатності спортсмена, насамперед завдяки інтенсивній м'язової діяльності, при якій в тілі спортсмена утворюється дуже велика кількість метаболічного тепла. За рахунок цього тепла можливе значне нагрівання тіла і підтримання його підвищеної робочої температури навіть в холодних умовах. Так, якщо мимовільне холодове тремтіння може збільшити основний обмін максимально в 2-5 разів, то напружена м'язова діяльність - в 20-30 разів. Віддача тепла в атмосферу в холодних умовах легко відбувається за рахунок проведення з конвекцією і радіацією, а при потовиділенні - за рахунок випаровування поту. Більш того, в умовах зниженої (але не морозної) температури навколишнього середовища полегшені умови для тепловіддачі створюють передумови для більшої працездатності у вправах на витривалість, ніж при роботі в жарких умовах. Наприклад, у спортсмена після марафонського бігу, що проходив при температурі повітря близько 12°, ректальна температура була навіть нижчою, ніж до бігу (відповідно 37 і 37,3°).

Акліматизація до холоду. Тривале проживання в холодних умовах у деякій мірі підвищує здатність людини протистояти, холоду, тобто підтримувати необхідну температуру ядра тіла при зниженій температурі середовища (холодова акліматизація). В основі холодової акліматизації лежать два основних механізми: 1) зниження втрат тепла і 2) посилення основного обміну.

У акліматизованих до холоду людей зменшується шкірна вазоконстрикція, так що у них температура кінцівок більш висока, ніж у неакліматизованих. Цей механізм відіграє захисну роль: запобігає холодовому ушкодженню (відмороженню) периферичних частин тіла і дозволяє здійснювати координовані рухи кінцівками в умовах низьких температур.

У процесі холодової акліматизації зростає теплопродукція тіла: збільшується основний обмін, підвищується м'язовий тонус, посилюється холодове тремтіння; відбуваються ендокринні та внутрішньоклітинні метаболічні перебудови. Разом з тим багато дослідників не виявили акліматизації людини до холоду, особливо у відношенні м'язової діяльності в холодних умовах.

Однак фізично підготовлені (треновані) люди краще переносять холодні умови, ніж нетреновані. Фізичне тренування викликає ефекти, подібні у деякому відношенні до холодової акліматизації: треновані люди відповідають на холодову експозицію великим посиленням теплопродукції і меншим зниженням шкірної температури, ніж нетреновані люди.