Ііі. М'язова діяльність в умовах зниженого тиску

Реакції дихальної системи. Адекватне постачання м'язів киснем є необхідною умовою здійснення м'язової діяльності, залежить від надходження необхідної кількості кисню в організм, його транспорту до м'язів та утилізації ними. Порушення будь-якого з цих етапів негативно відбивається на м'язовій діяльності.

Легенева вентиляція. У спокої та під час фізичного навантаження легенева вентиляція на великих висотах підвищується. В умовах високогір'я у даному об'ємі повітря міститься менше молекул кисню, отже людині доводиться вдихати більше повітря щоб забезпечити таку ж кількість кисню, як при нормальному диханні у звичайних умовах (на рівні моря). Таким чином, збільшення вентиляції зумовлене потребою у більшому об'ємі повітря.

Дія підвищеної вентиляції нагадує дію гіпервентиляції у звичайних умовах. Кількість діоксиду вуглецю в альвеолах знижується. Оксид вуглецю «наслідує» градієнт тиску, тому більша його кількість дифундує з крові, де його тиск відносно високий, у легені для виведення. Підвищена вентиляція легень в умовах високогір'я зумовлена меншою густиною повітря.

Посилене виділення діоксиду вуглецю забезпечує підвищення рН крові. Це так званий газовий, або дихальний алкалоз. Намагаючись його попередити, нирки виділяють більше іонів двовуглекислої солі. Згадаймо, що вони є базою вугільної кислоти, що утворюється з діоксиду вуглецю. Таким чином зниження концентрації іонів двовуглекислої солі знижує буферну здатність крові. У ній залишається більше кислоти і алкалоз може легко виникнути знову.

Дифузійна здатність легень та транспорт кисню. У людини в стані спокою при звичайних умовах дифузійна здатність легень необмежена. Якби вона була обмеженою, то у кров надходило б менше кисню і артеріальний Р_О2 виявився б нижчим, ніж альвеолярний Р_О2. Однак ці два показники майже однакові. У такої людини кількість кисню, що попадає у кров, визначається альвеолярним Р_О2 та інтенсивністю кровотока у легеневих капілярах.

Газообмін у м'язах. У звичайних умовах артеріальний тиск РО₂ становить приблизно 94 мм рт.ст., а РО₂ тканин - близько 20 мм рт.ст., тому різниця, або градієнт тиску між артеріальним РО₂ та РО₂ тканин у звичайних умовах становить близько 74 мм рт.ст. Водночас на висоті артеріальний РО₂ тканин знижується майже до 60 мм рт.ст., тоді як РО₂ тканин залишається незмінним - 20 мм рт.ст. Таким чином градієнт тиску знижується з 74 до 40 мм рт.ст.

Максимальне споживання кисню. Зі збільшенням висоти максимальне споживання кисню зменшується. МСК незначно зменшується доти, поки атмосферний РО₂ не знизиться за позначку 125 мм рт.ст. Звичайно це відбувається на висоті 1600 м.

Реакція серцево-судинної системи на умови високогір'я. Серцево-судинна система подібно з дихальною в умовах високогір'я піддається значним навантаженням. Великі зміни в діяльності серцево-судинної системи спрямовані на компенсацію зниженого парціального тиску кисню.

Об'єм крові. Невдовзі після прибуття людини у високогірний район, об'єм плазми починає поступово зменшуватися і наприкінці перших кількох тижнів це зменшення припиняється. В результаті цього збільшується кількість еритроцитів на одиницю крові, що забезпечує доставку до м'язів великої кількості кисню при даному серцевому викиді. Початкове зменшення об'єму плазми викликає незначні зміни загальної кількості еритроцитів, що призводить до збільшення гематокриту, та меншого об'єму крові, ніж на менших висотах. Поступово зменшений об'єм плазми відновляється. Окрім того, внаслідок тривалого перебування в умовах високогір'я посилюється утворення еритроцитів, що зумовлює збільшення їх загальної кількості. Ці зміни, в кінцевому підсумку, приводять до збільшення загального об'єму крові, що частково компенсує знижений РО_2.

Серцевий викид. Кількість кисню, транспортованого до м'язів даним об'ємом крові, обмежена в умовах високогір'я, оскільки знижений РО₂ знижує градієнт дифузії. Природним способом компенсації є збільшення об'єму крові, транспортованої до активних м'язів. У спокої та при виконанні субмаксимального навантаження це здійснюється за рахунок збільшення серцевого викиду. Згадаймо, що серцевий викид — це добуток систолічного об'єму крові на ЧСС, отже, збільшення однієї складової приведе до збільшення серцевого викиду.

Легенева гіпертензія. Тиск крові у легеневих артеріях при виконанні роботи в умовах високогір'я збільшується. Ця зміна тиску спостерігається як у акліматизованих, так і у неакліматизованих спортсменів.

М’язова діяльність в умовах високогір’я

Витривалість. Умови зниженого атмосферного тиску найбільшою мірою впливають на тривалу м'язову діяльність, котра ставить високі вимоги до системи транспорту кисню у системі анаеробного утворення енергії. Оскільки МСК знижується на певний відсоток, індивідууми, які характеризуються вищою аеробною здатністю, в умовах високогір'я можуть виконувати стандартне навантаження з меншим зазнаваним зусиллям і при меншому навантаженні на серцево-судинну систему, ніж ті, в кого МСК нижче.

Анаеробна спринтерська діяльність. Умови середньогір'я не справляють негативного впливу на анаеробну діяльність тривалістю не менше 1 хв. (наприклад, плавання на спринтерські дистанції). Виконання такої діяльності лише деякою мірою залежить від функціонування кисневотранспортної системи та аеробного метаболізму. Енергію для неї забезпечують гліколітична система та система АТФ-КФ.

Окрім того, розріджене повітря в умовах високогір'я справляє менший аеродинамічний опір руху спортсмена.

Виснажливі фізичні навантаження. При виконанні виснажливого фізичного навантаження в умовах високогір'я рівні лактату у крові і м'язах виявляються нижчими, ніж при виконанні такого ж навантаження у звичайних умовах.

Акліматизація до тривалого перебування в умовах високогір’я

Адаптаційні реакції системи кровообігу.

У перші тижні перебування в умовах високогір'я збільшується кількість циркулюючих еритроцитів. Нестача кисню в цих умовах стимулює виділення еритропоетину — гормону, що сприяє утворенню еритроцитів. Концентрація еритропоетину підвищується вже через 3 год після прибуття на високогір'я, а максимальні концентрації досягаються через 24-48 год.