Метаболизм и функции организма при локальной декомпрессии скелетной мускулатуры и внутренних органов. Монография-1

пилляров и динамики их проницаемости при ступенчатовозрастающей декомпрессии руки (n=20) видно, что при декомпрессии руки 8,3 мм рт.ст. достоверно увеличилось число капилляров в ногтевом ложе, находящемся в зоне воздействия (на 25,37%). После возрастания декомпрессии до 24,9 мм рт.ст. оно увеличилось на 45,5%, но к концу 3-й минуте после воздействия ЛОД снизилось, хотя и превышало исходные данные на 29,10%. ОД в 41,5 мм рт.ст. еще и способствовало росту числа капилляров в ногтевом ложе на 58,2%, а через 3 мин после оказывалось выше на 35,80%. При снижении ЛОД проницаемость капилляров усиливалась. Так, при декомпрессии 8,3 мм рт.ст. число петехий достоверно возросло на 75,50% (через 3 мин после ЛОД их число возвращалось к исходным данным), а при декомпрессии 24,9 мм рт.ст. – на 102,80% (через 3 мин после этой ступени ЛОД их количество оказалось ниже исходных данных на 29,7%). Таким образом необходимо констатировать, что показатели смешанной и венозной крови несколько отличаются количественно, сохраняя при этом однонаправленность сдвигов.

Состояние тканевого дыхания. Дыхательную актив-

ность кожи при ЛОД 50 мм рт.ст. руки исследовали по изменениям КСПК кожи в области предплечья при воздействии ЛОД на верхнюю конечность в условиях пассивного состояния мышц. При одновременном измерении КСПК в противоположной конечности вне зоны ЛОД не обнаружено достоверных изменений по сравнению с исходным уровнем. Получены средние данные 16 опытов, из которых выяснилось, что воздействие ЛОД связано преимущественно с увеличением КСПК в среднем на 31,3%. Наиболее выраженное увеличение КСПК под воздействием ЛОД наблюдается в тех случаях, когда исходный уровень КСПК относительно низок и менее выражен при более высоких его показателях.

Изменение показателей крови. Кровь для анализа брали до и сразу после декомпрессии. У одной группы испытуемых

51

кровь для анализа брали из пальца руки, подвергавшейся воздействию декомпрессии, а у другой группы – из локтевой вены. В смешанной крови из пальца подверженной ЛОД руки наблюдалось достоверное уменьшение количества эритроцитов, гемоглобина и показателя гематокрита. А изменение количества лейкоцитов было значительно выше исходного уровня при одновременном незначительном изменении среднего содержания гемоглобина в одном эритроците. Уровень щелочных запасов крови увеличивался, а количество молочной кислоты при этом уменьшалось. Содержание глюкозы прежнее. В венозной крови после локальной декомпрессии на верхнюю конечность у испытуемых отмечалось статистически значимое увеличение гемоглобина, форменных элементов крови и показателя гематокрита. Среднее содержание гемоглобина в одном эритроците после декомпрессии в венозной крови практически не менялось. Не наблюдалось достоверных различий и в содержании глюкозы. Уровень щелочного запаса крови после декомпрессии значительно увеличивался, в то же время содержание молочной кислоты уменьшалось. Сравнивая показатели венозной и смешанной крови, интересно отметить тот факт, что после декомпрессии предплечья в крови, взятой из пальца, отмечается достоверное уменьшение количества эритроцитов, гемоглобина и показателя гематокрита при увеличении количества лейкоцитов. В венозной же крови наблюдается пусть незначительное, но увеличение всех этих показателей. Уровень щелочного запаса крови после декомпрессии в венозной и смешанной крови практически одинаков. Отсутствуют статистически значимые различия и в содержании глюкозы. Содержание молочной кислоты после декомпрессии в венозной крови также уменьшалось, но в меньшей степени, чем в смешанной. Так, например, в смешанной крови оно составило 87,90% от исходного уровня. Количество лейкоцитов в венозной крови увеличивалось на 16,00%, а в смешанной – на 29,00%.

52

Интересны данные по изменению содержания общего белка и белковых фракций сыворотки венозной крови у людей в зависимости от воздействия ЛОД на руку в течение 10 мин. Из этих данных видно, что содержание общего белка после декомпрессии достоверно возрастает, увеличивается также концентрация преальбуминов, альбуминов и некоторых глобулиновых фракций (бета-2 и бета). Фракции альфа-1, альфа-2 и бета-1 глобулинов после декомпрессии оказались ниже исходного уровня, тогда как исследование содержания гаммаглобулиновой фракции не обнаружило значимых различий до и после воздействия ЛОД. В 4 случаях из 13 после декомпрессии руки в сыворотке венозной крови этой руки выявлена еще одна фракция глобулинов – бета-4.

3.2. Результаты исследования функциональных реакций организма человека на декомпрессию нижних конечностей у человека в условиях относительного покоя

Реакции сердечнососудистой системы, кровообраще-

ния и крови. Эта серия наблюдений связана с изучением реакций на декомпрессию одной или попеременно двух ног в течение 3-20 мин при попеременной декомпрессии ног 100 мм рт.ст. Пульс, артериальное давление, систолический, минутный объемы крови и общее периферическое сопротивление сосудов определяли после 3-минутного воздействия на правую, а затем и левую ногу. Анализ полученных данных позволил установить, что поочередная декомпрессия ног приводит к достоверному увеличению ЧСС в среднем на 14,28% от исходного. АД при этом не меняется, а лишь прослеживается тенденция к некоторому повышению среднего его значения. Расчет систолического и минутного объемов крови при этом показывает, что систолический объем сни-

53

зился на 21,92%, а минутный – на 10,50%. При этом ОПСС в большом круге кровообращения возросло на 16,12%.

Влияние декомпрессии ноги на объемное кровенаполнение емкостных вен пальца руки у человека наглядно демонстрируют данные кровенаполнения емкостных вен среднего пальца руки испытуемых (рассчитанное в мл), полученные при обработке плетизмограмм, записанных в процессе сеансов локальной декомпрессии ноги. Видно, что декомпрессия ноги 16,6 мм рт.ст. приводит к снижению наполнения вен в пальце руки на 16,99%. Следующая ступень декомпрессии ноги (33,2 мм рт.ст.) еще более снижает кровенаполнение емкостных вен пальцев руки, которое стабилизируется и остается на одном уровне даже при дальнейшем возрастании декомпрессии до 66,4 и 83 мм рт.ст. Обратное ступенчатое снижение декомпрессии ноги влечет за собой некоторое повышение объемного кровенаполнения сосудов руки, но к моменту выравнивания давления в камере с атмосферным оно оказывается все-таки ниже исходного уровня (на 28,31%). Повторная ступенчатая декомпрессия той же ноги после минутного перерыва вновь вызывала снижение объемного кровенаполнения в руке испытуемых, при этом процент падения его был значительно ниже, чем при первом воздействии декомпрессии. Так, при достижении декомпрессии 83 мм рт.ст. падение венозного кровенаполнения руки было менее выражено и находилось, начиная со второй минуты воздействия ЛОД и до сброса декомпрессии, на одном уровне. Ступенчатое снижение декомпрессии до 16,6 мм рт.ст. не отразилось на объемном кровенаполнении вен пальца руки, а при атмосферном давлении снизилось.

Восстановительный период в течение 5 мин после баровоздействия характеризуется скачкообразными изменениями обьемного кровенаполнения венозных сосудов пальца руки. Через 1 мин после воздействия оно ниже исходных данных на 24,53%, на 3-й минуте – на уровне исходных, а к 5-й минуте вновь 27,65%. При декомпрессии ноги в тече-

54

ние 18-20 мин отмечается значимое уменьшение объема циркулирующей крови (в среднем с 76,32 до 68,13 мл/кг массы тела, т.е. почти до 90% исходного уровня). Минимальная величина ОЦК к концу экспозиции равнялась 83,59%, а максимальная – 93% относительно исходного уровня. Следует отметить, что в одинаковых условиях этого эксперимента у одних испытуемых отмечалась высокая устойчивость к декомпрессии, а у других имели место симптомы предобморочного состояния. При этом высокая устойчивость к данному воздействию сопровождалась уменьшением ОЦК на 8,84%, тогда как в случае низкой устойчивости испытуемых этот показатель снижался на 13,16%. В то же время наши данные содержат факты, когда высокая степень устойчивости к декомпрессии сопровождается существенным уменьшением ОЦК.

Реакция системы крови. Реакция системы крови при ЛОД 100 мм рт. ст. на одну ногу связана с уменьшением объема плазмы (в среднем до 90,63%). У лиц с низкой устойчивостью к локальной декомпрессии объем снизился на 12,42%, а у лиц с высокой устойчивостью – лишь на 7,11%.

Полученные данные показывают, что объем эритроцитов (Оэр) в этих же исследованиях после 20-й минуте ЛОД составляет в среднем всего 85,80% исходного уровня. У лиц с высокой устойчивостью Оэр уменьшился на 10,89%, а у низкоустойчивых еще более – на 16,77%. Показатель гематокрита уменьшается и значительно у лиц с низкой устойчивостью к ЛОД. Средние данные результатов исследования воздействия локальной декомпрессии 100 мм рт.ст. на ногу по динамике состава красной крови, взятой для анализа из пальца руки, показывают, что изменения в красной крови «свободной руки» относительно ЛОД носят обратный характер. Восстановление нормального давления на ногу приводит к стремлению этих показателей вернуться до уровня исходных величин.

Таким образом, сравнение полученных нами результатов исследования обьема циркулирующей крови, плазмы и

55

эритроцитов, показателя гематокрита при воздействии декомпрессии 100 мм рт.ст. на ногу показало, что продолжительность декомпрессии связана с различной (индивидуальной) степенью ее переносимости.

Дыхательная активность кожи стопы. Дыхательную активность кожи стопы человека в условиях покоя удалось зарегистрировать в 28 опытах при несколько ином режиме декомпрессии – 70 мм рт.ст. по 10 мин на каждую ногу поочередно. Полученные данные сравнивались с исходными. Это сравнение показало, что КСПК после сеанса декомпрессии обеих ног достоверно возрастает в среднем на 52,70%.

3.3. Результаты исследования функциональных реакций организма животных на декомпрессию каудальной трети тела

в условиях относительного покоя

Показатели деятельности систем кровообращения, крови, дыхания и терморегуляции экспериментальных животных отражают реакцию функциональных систем организма животных на разовые воздействия декомпрессии каудальной части их туловища. Видно, что декомпрессия приводит к достоверному возрастанию (на 6,95%) ЧСС и учащению ЧД (на 24,73%). На фоне перечисленных изменений также достоверно снижается рН крови (на 4,9%), меняется показатель BE (становится больше на 110,0%), существенно снижается pCO2 (на 57,7%). При этом отмечается статистически значимое снижение ректальной температуры после разовых воздействий ЛОД каудальной трети туловища животных (на

3,22%).

Исследования баровоздействий на показатели кровенаполнения тканей некоторых внутренних органов и кожи крыс, а также капиллярного кровенаполнения икроножной мышцы показывают, что после 10 мин ЛОД 30 мм рт.ст. уве-

56

личивается кровенаполнение в икроножной мышце на 11,80%, в сердечной мышце – на 6,30%, в почке – на 4,21%. В большей степени возрастает кровенаполнение в печени (14,80%) и коже (23,60%). В тканях других органов (селезенке и легких) отмечается противоположная реакция. Так, в легких кровенаполнение снижается на 7,59%, а в селезенке – на 13,20%. Данные капиллярного кровенаполнения икроножной мышцы показывают, что 10-минутная локальная декомпрессия существенно влияет на диаметр капилляров и их количество, приходящееся на одно мышечное волокно: число капилляров увеличивается в икроножной мышце на 34,73%, а их диаметр – на 37,50%.

Средние данные показателей ЧСС, ЧД, ректальной температуры (Т°С), активной реакции крови (рН), дефицита буферных оснований (BE), парциального напряжения углекислого газа, кислорода в крови крыс до и после разового воздействия ЛОД, а также относительного веса печени, площади ядер гепатоцитов и количества двухъядерных клеток в печени крыс после 7 сеансов определенным образом меняются (п=30). Многоразовое воздействие локальной декомпрессии каудальной трети тела крыс (по 10 мин в течение 7 дней) приводит к незначительным изменениям структуры печени, при этом относительный вес ее не меняется, средняя площадь ядер гепатоцитов несколько увеличивается (на 4,60%), возрастает количество двухъядерных клеток (на 0,68%). Все это говорит о том, что само по себе локальное отрицательное давление, создаваемое на каудальную треть тела крыс в разовом или многократном порядке, сколько-нибудь достоверно значимых сдвигов в печени не вызывает. Это подтверждается также морфофункциональной и гистохимической картиной ткани органа: она практически не отличается от таковой в контрольной группе животных.

57

3.4.Исследование эффектов локальной декомпрессии

впроявлении функциональных возможностей мышечной деятельности организма человека

иживотных

Некоторые данные литературы о влиянии физических нагрузок на функциональное состояние организма человека.

Среди многообразия воздействий на организм человека особое место занимает мышечная деятельность, которая относится к разряду естественных адаптогенных факторов, имеющих большое значение в приспособлении организма к внешним условиям среды. Известно, что физическая нагрузка, дозированная индивидуально в соответствии с эндогенными адаптивными возможностями, приводит к вовлечению морфофункциональных резервов организма, росту физической работоспособности и устойчивости его к неблагоприятным факторам. Чрезмерная интенсификация мышечной деятельности, как правило, ведет к исчерпанию адаптивных возможностей организма. Возникающие неблагоприятные изменения выявляются вначале на субклеточном уровне, затем на органно-системном и, наконец, на уровне всего организма. Таким образом, при анализе изменений в организме, наступающих во время выполнения мышечной деятельности, необходимо учитывать многообразные особенности воздействия этого адаптогенного фактора. Физическая нагрузка, не превышающая эндогенные адаптивные возможности организма, сопровождается изменениями прежде всего морфофункционального характера в дыхательной и сердечно-сосудистой системах, что проявляется в гипертрофии миокарда, дилятации сердца в увеличении функциональных его показателей, структуры сердечного цикла и т.д.

К. Andersen et al. в 1971 г. исследовали показатели кардио- и гемодинамики человека, а также потребление кислорода в покое и при нагрузке. Они приводят результаты исследования взрослых лиц молодого возраста, ведущих сидя-

58

чий образ жизни, у которых, в конечном итоге, увеличивается гемодинамический функциональный резерв сердца. Этот резерв определяется соотношением максимальной величины минутного объема кровотока с его величиной в условиях основного обмена. Если этот показатель у здоровых, но не тренированных людей составляет 300-400%, то у спортсменов он достигает 500-700%, что и обеспечивает оптимальный кислородный режим, необходимый для более высокого уровня физической активности. Существенные изменения наблюдаются в периферической крови: увеличивается число эритроцитов, повышается содержание гемоглобина в них, увеличивается кислородно-транспортная функция крови, стимулируется иммунологическая реактивность организма. Не менее важным компонентом в механизмах адаптации организма к разнообразным физическим нагрузкам являются различные морфофункциональные преобразования системы микроциркуляции. Значительные изменения происходят в мышцах, проявляющиеся в нарастании их массы, увеличении количества и плотности капилляров, содержания миоглобина.

Вувеличении функциональных возможностей органов

исистем организма большое значение имеет совершенствование интеграции двигательной и вегетативной функций. Изменения в процессе адаптации к двигательной деятельности связаны с феноменом экономизации функций и энергии. При современном уровне тренировочных и соревновательных нагрузок большие требования предъявляются к организму спортсмена в целом. Часто для суждения о характере развития адаптивных реакций пользуются соотношением (анализом) показателей состояния дыхательной и/или сердечнососудистой систем, которые благодаря совершенству регуляции тонко реагируют на изменения потребностей организма и в конечном итоге обеспечивают необходимый уровень его состояния при интенсивной и объемной физической нагрузке.

59

Внекоторых видах спорта на первый план выступают не только интенсивность и объем физической нагрузки, но и сложность двигательных действий, когда происходит преимущественная концентрация усилий в определенном отделе опорно-двигательного аппарата (ОДА). Отсюда увеличивается риск дезадаптации и вероятность получения травм ОДА. Физические нагрузки, выполняемые в экстремальных условиях, также могут способствовать перенапряжению ОДА. Возникающая при этом функциональная неполноценность, макро- и микротравмы ОДА являются одним из основных лимитирующих факторов роста спортивной результативности. Функциональные расстройства возникают в тех отделах ОДА, которые испытывают наибольшие нагрузки. Так, при подъеме тяжестей на вытянутые руки вверх нагрузка на межпозвоночные диски в поясничном отделе увеличивается

в22 раза относительно массы поднятого груза и в подобных условиях может достигать 1500 кг. При неблагоприятных статодинамических условиях часто может происходить смещение дисков в зонах максимальной подвижности поясничного отдела позвоночника.

Вспортивной практике для развития, например, качества быстроты и «взрывной силы» используют спрыгивание с высоты в глубину с последующим прыжком в длину, прыжки через многочисленные препятствия определенной высоты. Известны факты, когда при спрыгивании с высоты

в40 см с последующим прыжком в длину мышцы развивают усилие, более чем в три раза превышающее собственный вес спортсмена. Часто применяют еще большую высоту (до 100 см и выше). За тренировочное занятие подобных прыжков выполняется значительное количество. Нередко в различных видах спорта эти упражнения используются с отягощением от 3-5 до 18-20% и более от собственного веса. В настоящее время не только акробаты, но и гимнасты выполняют тройное сальто, испытывая колоссальные нагрузки, а часто и перегрузки при толчке и приземлении.

60