Способ повышения адаптационных возможностей организма к температурным и физическим нагрузкам

Изобретение относится к медицине, в частности к спортивной медицине, и может быть использовано при выполнении оздоровительных занятий, а также при выполнении комплекса физических упражнений во время тренировочного процесса и подготовки к спортивным мероприятиям. Проводится последовательность контрастных температурных воздействий, включает в себя некоторые критерии отбора людей, способствующие снижению рисков здоровью в группах оздоровительного зимнего закаливания, зимнего плавания и спортивного зимнего плавания. По оценке общего самочувствия и показателей гемодинамики осуществляется допуск к оздоровительным и спортивным занятиям. Способ обеспечивает повышение адаптационных возможностей организма со стороны психоэмоциональных, психофизиологических и сердечно-сосудистых реакций организма к экстремальным температурам и физическим нагрузкам. 2 з.п. ф-лы, 1 пр.

 

Изобретение относится к области оздоровления, профилактики людей трудоспособного возраста и к спортивной медицине. Может быть использовано при выполнении оздоровительных занятий, а также при выполнении комплекса физических упражнений во время тренировочного процесса и подготовки к спортивным мероприятиям.

В настоящее время известны различные способы активации и повышения адаптационных ресурсов человека к экстремальным температурным условиям и физическим нагрузкам, включающие в себя использование аква- и аэротермических факторов, а также способы ведения учета некоторых функциональных параметров человека.

Известен немедикоментозный способ повышения функционального резерва организма человека через периодическое введение человека в условия гипоксии и гиперкапнии с дополнительным холодовым воздействием путем погружения лица в воду, охлажденную до температуры активации холодовых рецепторов кожи в режиме тренировки, и, тем самым, вызывая усиление стресс-лимитирующей системы и повышение неспецифической резистентности организма [Пат. №2161476 С2, 22.12.1997]. Данный метод основывается на механизме «нырятельного рефлекса», который сопровождается активацией Холодовых и тактильных рецепторов кожи лица, механизме задержки дыхания, за счет которого происходит накопление углекислоты (гиперкапния) и снижается уровень кислорода (гипоксия). Такое сочетание ведет к активации антиоксидантных систем и, в результате долговременной адаптации к перечисленным выше факторам (гиперкапнии, гипоксии и холоду), усиливает стресс-лимитирующие системы и повышает неспецифическую резистентность организма к неблагоприятным факторам среды. Полный курс тренировки продолжается не менее 14 дней. Данный способ, будучи в целом эффективным, в то же время имеет определенные недостатки: способ в недостаточной степени учитывает индивидуальные особенности психофизиологических и психоэмоцинальных показателей организма, проводится в определенном помещении и под медицинским присмотром, что исключает его из автономного использования.

Известны устройства, обеспечивающие повышение адаптационных возможностей организма с использованием интервальных погружений тела человека в криосауну при температурном режиме 130-150°С, которая обогащена парами жидкого азота [Баранов А.Ю., 2006]. Установлено, что 10-минутная сессия в криосауне при температуре -110 С° позволяет эффективно снять усталость [Miller Е., et al., 2016]. Также известно устройство - физиотерапевтическая сауна, способствующая повышению адаптационных возможностей организма за счет нахождения человека в условиях с сухим или влажным паром [Пат. №2277897, 12.11.2004]. Изобретения относятся к медицинской технике и могут быть использованы для оздоровления и восстановления спортсменов и лечения травм при воздействии паром, насыщенным биоактивными и минеральными веществами. Основными недостатками всех перечисленных устройств является ограничение воздействия, как правило, одним физическим фактором (холод или тепло), в связи с чем не представляется возможным чередование температурных воздействий, что способствует снижению эффективности и сужению областей их практического использования.

Известен способ круглогодичного комплексного закаливания, включающий в себя стационарный ледяной бассейн с отделениями русской бани и финской сауны, фитоблоком и ультрафиолетовыми источниками для осуществления воздействий контрастных температур водно-воздушной среды на организм [Пат. №2116097 С1, 24.09.1997]. Недостатком этого аналогового способа является возможность его применения только в определенном здании, оборудованном всеми необходимыми площадками и техникой, осуществляющими контрастное влияние на организм человека. Также данный способ сильно вариативен, не имеет описания схемы последовательно закаливающих процедур, и оценки адаптивных возможностей организма.

Имеется описание состояния иммунной системы людей, занимающихся зимним плаванием, у которых после зимнего сезона наблюдалось увеличение количества нейтрофилов (на 42,6%), лимфоцитов (на 58,2%) и моноцитов (на 27,5%) [Teleglow A., et al., 2014]. На протяжении всего сезона купания (5 месяцев) в холодной воде было обнаружено статистически значимое снижение IgA (на 8,49%) и IgG (на 6,75%), а после сезона зимнего плавания уровень IgA снизился на 14,08% и IgG на 45%. При этом не были установлены другие статистически значимые изменения - кортизола и креатинин киназы [Teleglow A., Marchewka J., Marchewka А., 2016]. Недостатком данных мероприятий является то, что не выявлен режим занятий в холодной воде: по количеству раз в неделю, продолжительности времени, описанного режима пребывания в холодной воде. При этом, данный способ повышения функционального резерва организма, несмотря на свою информативность, остается дорогостоящим.

Известен способ психотерапевтической подготовки спортсменов, относящийся к методам оперативной психорегуляции, которые необходимы для срочной коррекции состояния. При этом выделяются две основные группы: воздействие через тело, т.е. регуляцию поведенческих и вегетативных проявлений, и воздействие «через сознание», т.е. с помощью выполнения определенных психотерапевтических упражнений [Горбунов Г.Д., 2012]. Недостатками известного способа является оценка психической регуляции состояния спортсмена только для срочной коррекции в момент соревнований.

Наиболее близким аналогом предлагаемому нами способу является способ повышения адаптационного ресурса человека во время круглогодичных занятий и соревнований атлетических пловцов, путем воздействия низких плюсовых и минусовых температур водно-воздушной среды в стационарных условиях ледяного бассейна [Пат. №2259184 С2, 07.10.2002]. Данный способ направлен на регулирование устойчивости кардиореспираторики и теплогенерации, представляет собой комплексное закаливание, независящее от сезона и включающее атлетическое плавание в ледяной (от -3 до +1°С) или холодной (от +1 до +5°С) воде попеременно различными стилями, обеспечивающее периодическое изменение положения тела с вертикального на горизонтальное, использование термозащитной и водонепроницаемой экипировки и выполнение упражнений на суше с использованием спортивных устройств. Недостатками данного аналогового способа можно назвать то, что: 1 - метод предусматривает использование специальной термозащитной и водонепроницаемой экипировки, что увеличивает затратность данного метода; способ описан для профессиональных пловцов-атлетов и не учитывает распространение среди людей, не имеющих специальной подготовки и навыков плавания; 2 - не акцентировано внимание на критерии отбора для тренировки в холодной и ледяной воде; 3 - не изучены психофизиологические критерии и не ведется учет состояния сердечно-сосудистой деятельности в ходе проведения данной контрастной тренировки.

Патенто-инфомационный поиск показал, что на сегодняшний день нет разработанных последовательных схем контрастных температурных воздействий и критериев отбора для людей трудоспособного возраста, которые занимаются зимним закаливанием, зимним плаванием и готовятся к спортивным мероприятиям в холодной воде.

Задача, на решение которой направлен заявляемый способ, заключается в представлении схемы контрастного температурного воздействия, при использовании которой обеспечивается повышение адаптационных возможностей организма к температурным и физическим нагрузкам со стороны психоэмоциональных, психофизиологических и сердечно-сосудистых реакций организма.

Технический результат достигается за счет чередования контрастных температурных воздействий разной длительности, системы отбора («критерии включения» и «критерии исключения») в группы оздоровительного зимнего закаливания, зимнего плавания и спортивного зимнего плавания, допуска к оздоровительным и спортивным занятиям при оценке показателей гемодинамики.

Поставленная задача с достижением упомянутого выше технического результата решается за счет того, что в способе повышения адаптационных возможностей организма к температурным и физическим нагрузкам происходит контрастное температурное воздействие разной длительности, характеризующееся четко сформированным последовательным чередованием температурных воздействий: 1. воздушные процедуры при температуре воздуха до -25°C с элементами разминочных и дыхательных упражнений; 2. холодная вода из природного водоема +2+8°С; 3. помещение с горячим воздухом с использованием электрического котла, поддерживающего температуру воздуха в пределах 85-95°С (сауна).

Достижение технического результата будет осуществляться за счет системы отбора людей в группы оздоровительного зимнего закаливания, зимнего плавания и спортивного зимнего плавания, которая представлена в виде определенного перечня медицинских показаний, составляющие «критерии включения» и «критерии исключения», что необходимо для снижения рисков здоровью при чередовании контрастных температурных воздействий.

Поставленная задача с достижением упомянутого выше технического результата решается тем, что перед каждым занятием контрастным температурным воздействием осуществляется допуск людей на основе следующих показателей: общее самочувствие, АД не более 135-145 мм рт. ст., пульс в диапазоне 60-80 (зона «покоя» или «повседневности»).

Сущность изобретения заключается в том, что способ повышения адаптационных возможностей организма к температурным и физическим нагрузкам состоит из нескольких этапов и циклов чередующихся контрастных температурных воздействий:

I этап «Длительный контрастный цикл»

Разминка перед прорубью для разогрева тела с помощью физических упражнений (1-2 минуты).

Окунание в холодную воду до уровня шеи (30 секунд).

Воздушная пауза с элементами дыхательных упражнений по методике Стрельниковой (1-2 минуты).

Окунание в холодную воду до уровня шеи (20 секунд).

Посещение сауны +90+92°С (15-20 минут).

II этап «Средний контрастный цикл»

Окунание в холодную воду до уровня шеи (20 секунд).

Воздушная пауза с элементами дыхательных упражнений по методике Стрельниковой (1-2 минуты).

Посещение сауны +90+92°С (10-15 минут).

III этап «Кратковременный контрастный цикл»

1 цикл Окунание в холодную воду с головой (10 секунд).

Посещение сауны +90+92°С (5-10 минут).

2 цикл Окунание в холодную воду с головой (10 секунд).

Посещение сауны +90+92°С (5-10 минут).

3 цикл Окунание в холодную воду с головой (10 секунд).

Растираются полотенцем. Питьевой режим.

1. Воздушные процедуры при температуре воздуха до -25°C с элементами разминочных и дыхательных упражнений.

Разминка, состоящая из физических упражнений, способствует разогреву тела [Агеева У.П., Бондарева Е.В., 2016] и переключению парасимпатического отдела на работу симпатического отдела ВНС [Антуфьев Д.А., Антуфьева С.Л., 2010; Криволапчук И.А., 2011]. Такая «перенастройка» в изменение работы ВНС оказывает трофическое действие, что выражается в скорости протекания метаболических процессов [Абрамов В.В., Абрамова Т.Я., Козлов В.А. Абрамов, 2006]. Следовательно, разминка перед Холодовыми процедурами в любую погоду осенне-зимнего периода является адаптационным переходом организма, способного регулировать мышечный тонус, влиять на биохимические и биофизические реакции и метаболические процессы, протекающие на тканевом, клеточном и молекулярном уровнях.

Разминка в сочетании дыхательной гимнастики по Стрельниковой выравнивает процессы возбуждения и торможения в коре головного мозга, оказывает положительное воздействие на нервно-регуляторные механизмы, которые управляют процессом дыхания. Данная гимнастика основана на динамичных дыхательных упражнениях, которые сопровождаются движениями рук, ног и туловища [Амосова Т.Ю., 2008.]. Используются основные упражнения «Ладошки», «Погончики» и «Насос».

2. Воздействие холодной водой из природного водоема +2+8°С.

При погружении человека в воду возникает сосудистая терморегуляторная реакция - сужение кровеносных сосудов в коже. Кожный кровоток моментально снижается до своего минимального значения 1 л/ч при всех температурах воды в исследуемом диапазоне, что позволяет уменьшить отвод тепла от ядра к поверхности тела. Температура кожи экспоненциально падает, за несколько минут ее значение становится всего лишь на 1-2°С выше температуры воды [Ермакова И.И. с соавт., 2015]. Воздействие холодной воды на корпус или туловище - составляет около 30% от всей поверхности тела. Здесь находятся жизненно важные органы, как правило, хорошо защищенные слоем мышц и подкожного жира. На конечности (руки и ноги) - более 50%. В конечностях отсутствуют жизненно важные центры, а мышечная ткань даже при полном отсутствии снабжения кислородом и питательными веществами способна сохранять жизнеспособность на протяжении нескольких часов. Голова и область шеи имеют наименьшую площадь - 15% от площади всего тела, но именно здесь находятся ряд жизненно важных нервных центров [Яковлев А., 2016]. Поэтому на первом и втором этапе окунание с головой может привести к срыву защитно-адаптационных механизмов, так как холодной воде, независимо от уровня погружения, теплопотери всегда выше теплообразования. После того как организм привык к низкотемпературным воздействиям проводится кратковременное окунание в холодную воду с головой для усиления адаптационного эффекта и расширения индивидуальных адаптационных ресурсов.

3. Помещение с горячим воздухом с использованием электрического котла, поддерживающего температуру воздуха в пределах 85-95°С (сауна).

Основным фактором воздействия на организм в сауне является жар (горячий воздух, пар). В условиях данной среды идет воздействие на сердечнососудистую, дыхательную и мышечную системы: улучшается микроциркуляция, обмен веществ, ускоряются восстановительные процессы, увеличивается потоотделение и выведение с потом продуктов метаболизма (мочевины, молочной кислоты и др.), снижается мышечный тонус, улучшаются функции кожи, идет стимуляция защитных механизмов [Рыжов А.С., 2017]. Температура тела человека, находящегося в такой среде, поднимается до 38-40°С и большинство возбудителей болезней (бактерии, вирусы) погибают. Также, на фоне активизации различных функций организма повышается кровоснабжение мозга, улучшается внимание, память, умственная работоспособность [Григонее Й.Й., Скирене В., Науцкунайте Л., 2008].

Сущность изобретения предлагает критерии отбора в группы зимнего закаливания и группы зимнего плавания:

Критерии включения:

• ЭКГ и УЗИ сердца с заключением врача (которое действительно год);

• Хроническое заболевание в стадии ремиссии. Критерии исключения:

• Ожирение III степени;

• Варикозное расширение вен;

• Заболевание щитовидной железы (удаление щитовидной железы, гипертиреоз II и III степени);

• Ишимическая болезнь сердца (ИБС);

• Онкопатология;

• Гинекологические заболевания.

Сущность изобретения устанавливает допуск, как обязательное условие, к оздоровительным и спортивным занятиям на основе следующих показателей и наблюдений в динамике в течение всего осенне-зимнего сезона.

1. Общее самочувствие:

• отличное;

• хорошее;

• удовлетворительное;

• плохое.

2. Артериальное давление перед каждым контрастным температурным воздействием не должно превышать: систолическое 135-145 мм рт. ст., диастолическое 70-80 мм рт. ст.

3. Частота сердечных сокращений (ЧСС), перед каждым контрастным температурным воздействием не должна выходить из зоны «покоя» или «повседневности» (60-80 ударов в минуту).

Пример:

Группу исследования составили любители зимнего закаливания 30 человек (из них 22 мужчины и 8 женщин). Средний возраст всех участников - 32 лет. Оценка динамики психофизиологического состояния спортсменов проводилась за 20 минут до начала и через 20 минут после контрастных температурных воздействий.

Были изучены базовые показатели центральной гемодинамики, психоэмоциональное состояние по методу Н.П. Фетискина «Визуально-ассоциативная самооценка эмоциональных состояний», оценка психофизиологического состояния по тесту Люшера и показатель, оценки деятельности вегетативной нервной системы индекс Кердо (ВИК).

Перед проведением контрастных температурных воздействий в состоянии физиологического покоя было установлено, что:

1. ЧСС составила 68 уд/мин;

2. систолического артериального давления увеличивалось до 140 мм. рт. ст., что превышало значение от физиологической нормы (р<0,05), что расценивается адаптационная перестройка организма к контрастным температурным воздействиям. При этом, диастолическое артериальное давление не выходило за пределы физиологической нормы и составило 77 мм. рт. ст.;

3. установлены два эмоциональных состояния: «радость» - у 57% и «светлое, приятное» - у 43%;

4. по тесту Люшера (ус. зн.): гетерономность (-1,5); баланс личностных свойств (-1,64); уровень стресса (11,4), вегетативный коэффециент (1,2).

5. значение индекса Кердо составило (-22), что свидетельствует о парасимпатоконии.

После проведения контрастных температурных воздействий отмечались достоверно значимые изменения:

1. ЧСС составило 100 уд/минут и находилось в зоне «Зона оздоровления сердца» (р<0,05). Считается, в этой тренировочной зоне улучшается состояние сердечно-сосудистой и дыхательной систем. Происходит снижение артериального давления и уровня холестерина. Сжигается 10% углеводов (в качестве источника энергии), 5% белков и целых 85% жиров.

2. Систолическое артериальное давление снизилось до 130 мм. рт. ст. (p<0,05) от показателей перед началом контрастных температурных воздействий. Уровень диастолического артериального давления после контрастных воздействий составил 82 мм. рт. ст.;

3. Эмоциональное состояние распределилось следующим образом: «спокойное» - 7,5%; «радость» - у 57%, «светлое, приятное» - у 28%; восторг - 7,5%;

4. По тесту Люшера (ус. зн.): автономность (1,9, р<0,05); баланс личностных свойств (1,0, р<0,05); уровень стресса (10,0, р<0,05) вегетативный коэффециент (0,9, р<0,05).

5. Значение индекса Кердо составило (-26,1, р<0,05) что, также свидетельствует о парасимпатоконии.

Таким образом, предложенная схема контрастного температурного воздействия можно расценивать как дозированную физическую нагрузку, где базовые показатели центральной гемодинамики, эмоционального состояния, психофизиологических реакций и деятельности вегетативной нервной системы определяются как благоприятную реакции организма направленную на повышение адаптационных ресурсов человека, и может являться профилактикой стресса.

Вышеизложенный способ повышения адаптационных возможностей человека за счет использования контрастных температурных воздействий обладает рядом существенных преимуществ и позитивных отличий от ранее известных способов закаливания. А именно: данный способ представляет собой четко сформированную схему последовательных циклов контрастного температурного воздействия на организм, которые в совокупности направлены на более качественное и безопасное увеличение адаптационных возможностей организма; способ учитывает индивидуальные особенности психофизиологических, психоэмоциональных и сердечно-сосудистых показателей организма для занятий закаливанием; предлагаемый способ является общедоступным и низкозатратным, так как не предполагает использование дополнительной экипировки или инструментария, не требует владение профессиональными навыками подготовки.

Таким образом, предлагаемый способ может быть применен в области оздоровления, профилактики и спортивной медицины.

Источники информации, принятые во внимание по экспертизе:

1. Пат. №2161476 С2, 22.12.1997;

2. Баранов А.Ю. Криотерапия в спорте: технологии комментарии прогнозы // «Медицина и спорт». - 2006. - №5. - С. 38-40;

3. Miller Е., Kostka J., Wlodarczyk Т., Dugu В. Whole-body cryostimulation (cryotherapy) provides benefits for fatigue and functionalstatus in multiple sclerosis patients. A case-control study // Acta neurologica scandinavica. - 2016. - vol. 134, Is. 6. - P. 420-426;

4. Пат. №2277897, 12.11.2004;

5. Пат. №2116097 C1, 24.09.1997;

6. Teleglow A., Dabrowski Z., Marchewka A., Tyka A., Krawczyk M., Glodzik J., Szygula Z., Mleczko E., Bilski J., Tyka A., Tabarowski Z., Czepiel J., Filar-Mierzwa K. The influence of winter swimming on the rheological properties of blood // Clin Hemorheol Microcirc. - 2014. - vol. 57(2). - P. 119-127;

7. Teleglow A., Marchewka J., Marchewka A. Changes in Biochemical Properties of the Blood in Winter Swimmers // Folia Biologica (Krakow). - 2016. - vol. 64, №4. - P. 285-291;

8. Горбунов Г.Д. Психопедагогика спорта / Г.Д. Горбунов. - М.: «Советский спорт», 2012. - 312 с;

9. Пат. №2259184 С2, 07.10.2002;

10. Агеева У.П., Бондарева Е.В. Эффективность разминки на тренировочных занятиях // В сборнике: Экономические, правовые, организационно-управленческие аспекты развития трудовых ресурсов в современных условиях глобальных рисков. Сборник материалов Международной научно-практической конференции. Ответственный за выпуск Г.М. Лохонова. - 2016. - С. 3-7;

11. Антуфьев Д.А., Антуфьева С.Л. Коллективная утренняя гимнастика с элементами игр // Физическая культура в школе. - 2010. - N 6. - С. 51-55;

12. Криволапчук И.А. Эффективность использования физических упражнений для регуляции функционального состояния тревожных детей 6-8 лет // Физиология человека. - 2011. - Т. 37, №5. - С. 61-72;

13. Абрамов В.В., Абрамова Т.Я., Козлов В.А. Принципы вегетативной регуляции функции иммунокомпетентных клеток: фундаментальное и прикладное значение // Успехи современной биологии. 2006. - Т. 26, №4. - С. 379-387;

14. Амосова Т.Ю. Дыхательная гимнастика по Стрельниковой / Т.Ю. Амосова. - М.: РИПОЛ Классик, 2008. - 64 с;

15. Ермакова И.И., Иванушкина Н.Г., Николаенко А.Ю., Солопчук Ю.Н. Комплекс компьютерных моделей для оценки холодового стресса в воде // Вiсник Нацiонального технiчного унiверситету полiтехнiчний iнститут. Серiя: Радiотехнiка. Радiоапаратобудування. - 2015. - №60. - С. 122-130;

16. Яковлев А. Закаливание организма человека ледяной водой как повышение психологической устойчивости в стрессовых ситуациях // Личность в экстремальных условиях и кризисных ситуациях жизнедеятельности. - 2016. - №6. - С. 384-387;

17. Рыжов А.С. Восстановление организма после занятий физическими упражнениями // Наука-2020. - 2017. - №2(13). - С. 81-92;

18. Григонее Й.Й., Скирене В., Науцкунайте Л. Банные процедуры как средство рекреации и их влияние на деятельность сердечно-сосудистой системы // Педагогика, психология и медико-биологические проблемы физического воспитания и спорта. - 2008. - №10. - С. 41-43.

1. Способ комплексного контрастного закаливания и оздоровления с контрастным температурным воздействием, характеризующийся тем, что включает в себя последовательное выполнение разминки для разогрева тела с помощью физических упражнений в течение 1-2 минут, погружение в холодную воду +2 -+8°С до уровня шеи на 30 секунд, выполнение дыхательных упражнений по А.Н.Стрельниковой Ладошки, Погончики и Насос в течение 1-2 минут, погружение в холодную воду температурой +2 - +8°С на 20 секунд, посещение сауны +90 -+92°С 15-20 минут, погружение до уровня шеи в холодную воду температурой +2 -+8°С на 20 секунд, выполнение дыхательных упражнений по А.Н.Стрельниковой Ладошки, Погончики и Насос в течение 1-2 минут, посещение сауны +90 -+92°С 10-15 минут, погружение с головой в холодную воду температурой +2 -+8°С на 10 секунд, посещение сауны при температуре +90 -+92°С в течение 5-10 минут, погружение с головой в холодную воду температурой +2 -+8°С на 10 секунд, посещение сауны при температуре +90 -+92°С в течение 5-10 минут, погружение с головой в холодную воду температурой +2 -+8°С на 10 секунд.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что критериями отбора для занятий закаливающими процедурами являются ЭКГ и УЗИ сердца с заключением врача, которое действительно год, хроническое заболевание в стадии ремиссии; критериями исключения из занятий закаливающими процедуры являются ожирение III степени, варикозное расширение вен, удаленная щитовидная железа, гипертиреоз II и III степени, ишемическая болезнь сердца (ИБС), онкопатология, гинекологические заболевания.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что перед каждым занятием проводится допуск занимающихся к оздоровительным мероприятиям на основе показателей общего самочувствия, артериального давления не более 145 мм рт.ст., частоты сердечных сокращений 80 - 125 ударов в минуту в покое.