Spirituelle Praktiken zur Anpassung von Kälte und Hitze. Anpassung an die Einwirkung niedriger Temperatur. Forschungsbedingungen, Kontrolle des thermischen Zustands der Probanden

Belgorod regionale öffentliche Organisation

MBOUDOD "Zentrum für Kinder- und Jugendtourismus und Ausflüge"

G. Belgorod

Methodische Entwicklung

Gegenstand:"Physiologische Grundlagen der Anpassung des Sportlerkörpers an neue klimatische Bedingungen"

Trainer-Lehrer TsDYUTE

Belgorod, 2014

1. Konzept der Anpassung

2. Anpassung und Homöostase

3. Kälteanpassung

4. Akklimatisierung. Höhenkrankheit

5. Die Entwicklung der spezifischen Ausdauer als Faktor, der zur Höhenakklimatisierung beiträgt

1. Konzept der Anpassung

Anpassungist ein Anpassungsprozess, der sich im Laufe des Lebens eines Menschen bildet. Dank adaptiver Prozesse passt sich eine Person an ungewöhnliche Bedingungen oder ein neues Aktivitätsniveau an, d. H. Der Widerstand seines Körpers gegen die Einwirkung verschiedener Faktoren steigt. Der menschliche Körper kann sich an hohe und niedrige Temperaturen, emotionale Reize (Angst, Schmerz usw.) an niedrige Temperaturen anpassen Luftdruck oder sogar einige pathogene Faktoren.

Beispielsweise kann ein an Sauerstoffmangel angepasster Bergsteiger einen Berggipfel mit einer Höhe von 8000 m oder mehr erklimmen, wo der Sauerstoffpartialdruck 50 mm Hg erreicht. Kunst. (6,7 kPa). Die Atmosphäre in einer solchen Höhe ist so verdünnt, dass eine ungeschulte Person selbst in Ruhe innerhalb weniger Minuten (an Sauerstoffmangel) stirbt.

Menschen, die in den nördlichen oder südlichen Breiten, in den Bergen oder in der Ebene, in den feuchten Tropen oder in der Wüste leben, unterscheiden sich in vielen Indikatoren der Homöostase. Daher können einige normale Indikatoren für einzelne Regionen der Welt abweichen.

Wir können sagen, dass das menschliche Leben unter realen Bedingungen ein ständiger Anpassungsprozess ist. Sein Körper passt sich den Auswirkungen verschiedener klimatischer und geografischer, natürlicher (Luftdruck und Gaszusammensetzung der Luft, Dauer und Intensität der Sonneneinstrahlung, Temperatur und Luftfeuchtigkeit, jahreszeitliche und tägliche Rhythmen, geografische Länge und Breite, Berge und Ebenen usw.) und an soziale Faktoren, Zivilisationsbedingungen . In der Regel passt sich der Körper an die Wirkung eines Komplexes verschiedener Faktoren an.Die Notwendigkeit, die Mechanismen zu stimulieren, die den Anpassungsprozess vorantreiben, entsteht, wenn die Stärke oder Dauer der Auswirkungen einer Reihe externer Faktoren zunimmt. Unter den natürlichen Lebensbedingungen entwickeln sich solche Prozesse beispielsweise im Herbst und Frühling, wenn der Körper allmählich wieder aufgebaut wird und sich an kaltes Wetter oder Erwärmung anpasst.

Die Anpassung entwickelt sich auch, wenn eine Person das Aktivitätsniveau ändert und beginnt, sich mit Sportunterricht oder einer uncharakteristischen Art von Arbeitstätigkeit zu beschäftigen, dh die Aktivität des motorischen Apparats zunimmt. BEIM modernen Bedingungen Im Zusammenhang mit der Entwicklung des Hochgeschwindigkeitsverkehrs ändert eine Person häufig nicht nur die klimatischen und geografischen Bedingungen, sondern auch die Zeitzonen. Dies prägt den Biorhythmus, der auch mit der Entwicklung adaptiver Prozesse einhergeht.

2. Anpassung und Homöostase

Ein Mensch ist gezwungen, sich ständig an sich ändernde Umweltbedingungen anzupassen und seinen Körper vor der Zerstörung durch äußere Faktoren zu bewahren. Die Erhaltung des Körpers ist durch die Homöostase möglich – eine universelle Eigenschaft, die Stabilität der Arbeit verschiedener Körpersysteme als Reaktion auf Einflüsse, die diese Stabilität verletzen, zu bewahren und aufrechtzuerhalten.

Homöostase- relative dynamische Konstanz der Zusammensetzung und Eigenschaften der inneren Umgebung und die Stabilität der grundlegenden physiologischen Funktionen des Körpers. Alle physiologischen, physikalischen, chemischen oder emotionalen Einflüsse, seien es Lufttemperatur, Luftdruckänderungen oder Aufregung, Freude, Traurigkeit, können ein Grund dafür sein, dass der Körper aus einem Zustand des dynamischen Gleichgewichts gerät. Automatisch erfolgt mit Hilfe humoraler und nervöser Regulationsmechanismen eine Selbstregulation der physiologischen Funktionen, die die Aufrechterhaltung der Vitalaktivität des Organismus auf konstantem Niveau sicherstellt. Die humorale Regulation erfolgt durch die flüssige innere Umgebung des Körpers mit Hilfe von Molekülen Chemikalien von Zellen oder bestimmten Geweben und Organen ausgeschieden (Hormone, Enzyme usw.). Die Nervenregulation sorgt für eine schnelle und gezielte Übertragung von Signalen in Form von Nervenimpulsen, die am Regulationsobjekt ankommen.

Reaktivität ist eine wichtige Eigenschaft eines lebenden Organismus, die die Effizienz von Regulationsmechanismen beeinflusst. Reaktivität ist die Fähigkeit eines Organismus, mit Änderungen des Stoffwechsels und der Funktion auf Reize der äußeren und inneren Umgebung zu reagieren (reagieren). Die Kompensation von Änderungen der Umweltfaktoren ist aufgrund der Aktivierung der dafür verantwortlichen Systeme möglich Anpassung(Anpassung) des Organismus an äußere Bedingungen.

Homöostase und Anpassung sind die beiden Endergebnisse, die funktionale Systeme organisieren. Das Eingreifen äußerer Faktoren in den Zustand der Homöostase führt zu einer adaptiven Umstrukturierung des Körpers, wodurch ein oder mehrere Funktionssysteme mögliche Störungen ausgleichen und das Gleichgewicht wiederherstellen.

3. Kälteanpassung

Im Hochgebirge sind die wichtigsten Prozesse bei erhöhter körperlicher Anstrengung die Akklimatisierung - Anpassung an die Kälte.

Die optimale mikroklimatische Zone entspricht dem Temperaturbereich von 15...21 °С; es sorgt für das Wohlbefinden einer Person und verursacht keine Verschiebungen in Thermoregulationssystemen;

Die zulässige Mikroklimazone entspricht dem Temperaturbereich von minus 5,0 bis plus 14,9°C und 21,7...27,0°C; gewährleistet die Erhaltung der menschlichen Gesundheit für eine lange Expositionszeit, verursacht jedoch Unbehagen sowie Funktionsverschiebungen, die nicht über die Grenzen seiner physiologischen Anpassungsfähigkeit hinausgehen. In dieser Zone ist der menschliche Körper in der Lage, aufgrund von Veränderungen der Hautdurchblutung und des Schwitzens über lange Zeit ein Temperaturgleichgewicht aufrechtzuerhalten, ohne die Gesundheit zu verschlechtern;

Maximal zulässige Mikroklimazone, effektive Temperaturen von 4,0 bis minus 4,9 °C und von 27,1 bis 32,0 °C. Die Aufrechterhaltung eines relativ normalen Funktionszustands für 1-2 Stunden wird durch die Anspannung des Herz-Kreislauf-Systems und des Thermoregulationssystems erreicht. Die Normalisierung des Funktionszustands erfolgt nach 1,0-1,5 Stunden Aufenthalt in einer optimalen Umgebung. Häufige wiederholte Expositionen führen zu einer Störung von Volumenprozessen, einer Erschöpfung der körpereigenen Abwehrkräfte und einer Abnahme seiner unspezifischen Resistenz;

Extrem verträgliche Mikroklimazone, effektive Temperaturen von minus 4,9 bis minus 15,0 °C und von 32,1 bis 38,0 °C.

Belastungsdurchführung bei Temperaturen in den angegebenen Bereichen ergibt 30-60 min. zu starker Veränderung des Funktionszustandes: bei niedrigen Temperaturen kühlt es in Pelzkleidung, Hände in Pelzhandschuhen frieren: bei hohen Temperaturen ist das Wärmeempfinden „heiß“, „sehr heiß“, Lethargie, Arbeitsunlust, Kopfschmerzen, Übelkeit, erhöhte Reizbarkeit treten auf; Schweiß, der reichlich von der Stirn fließt, gelangt in die Augen, stört; mit einer Zunahme der Überhitzungssymptome wird das Sehvermögen beeinträchtigt.

Die gefährliche mikroklimatische Zone unter minus 15 und über 38 ° C ist durch solche Bedingungen gekennzeichnet, dass nach 10-30 Minuten. Kann zu schlechter Gesundheit führen.

Betriebszeit

bei Belastung unter widrigen mikroklimatischen Bedingungen

Mikroklimazone	Unter optimalen Temperaturen	Über optimalen Temperaturen
Effektive Temperatur, С	Zeit, mind.	Effektive Temperatur, С	Zeit, mind.
Zulässig	5,0…14,9	60 – 120	21,7…27,0	30 – 60
Maximal zulässig	Von 4,9 auf minus 4,9	30 – 60	27,1…32,0	20 – 30
Extrem tragbar	Minus 4,9…15,0	10 – 30	32,1…38,0	10 – 20
gefährlich	Unter minus 15,1	5 – 10	Über 38.1	5 – 10

4 . Akklimatisierung. Höhenkrankheit

Mit zunehmender Höhe sinkt der Luftdruck. Dementsprechend sinkt der Druck aller Luftbestandteile, einschließlich Sauerstoff. Dadurch gelangt beim Einatmen weniger Sauerstoff in die Lunge. Und Sauerstoffmoleküle werden weniger intensiv an Bluterythrozyten gebunden. Die Sauerstoffkonzentration im Blut nimmt ab. Der Sauerstoffmangel im Blut wird genannt Hypoxie. Hypoxie führt zur Entwicklung Höhenkrankheit.

Typische Erscheinungsformen der Höhenkrankheit:

· erhöhter Puls;

· Kurzatmigkeit bei Anstrengung;

· Kopfschmerzen, Schlaflosigkeit;

· Schwäche, Übelkeit und Erbrechen;

· unangemessenes Verhalten.

In fortgeschrittenen Fällen kann die Höhenkrankheit schwerwiegende Folgen haben.

Um in großen Höhen sicher zu sein, brauchen Sie Akklimatisierung- Anpassung des Körpers an Höhenbedingungen.

Ohne Höhenkrankheit ist keine Akklimatisierung möglich. Leichte Formen der Höhenkrankheit lösen die Umstrukturierungsmechanismen des Körpers aus.

Es gibt zwei Akklimatisierungsphasen:

· Kurzfristige Eingewöhnung ist eine schnelle Reaktion auf Hypoxie. Die Änderungen betreffen hauptsächlich Sauerstofftransportsysteme. Die Atemfrequenz und der Herzschlag nehmen zu. Aus dem Blutdepot werden zusätzliche Erythrozyten ausgestoßen. Es findet eine Umverteilung des Blutes im Körper statt. Erhöht die zerebrale Durchblutung, da das Gehirn Sauerstoff benötigt. Das führt zu Kopfschmerzen. Doch solche Anpassungsmechanismen können nur kurzfristig wirken. Gleichzeitig wird der Körper gestresst und verschleißt.

· Langfristige Akklimatisierung - ein Komplex tiefgreifender Veränderungen im Körper. Sie ist der Zweck der Akklimatisierung. In dieser Phase verlagert sich der Fokus von Transportmechanismen auf Mechanismen zum sparsamen Umgang mit Sauerstoff. Das Kapillarnetz wächst, die Lungenfläche nimmt zu. Die Zusammensetzung des Blutes ändert sich - embryonales Hämoglobin tritt auf, das bei seinem niedrigen Partialdruck leichter Sauerstoff anlagert. Die Aktivität von Enzymen, die Glukose und Glykogen abbauen, nimmt zu. Die Biochemie der Myokardzellen verändert sich, was eine effizientere Nutzung von Sauerstoff ermöglicht.

Schritt Akklimatisierung

Beim Erklimmen einer Höhe leidet der Körper unter Sauerstoffmangel. Leichte Höhenkrankheit setzt ein. Mechanismen der kurzfristigen Akklimatisierung sind enthalten. Für eine effektive Akklimatisierung nach dem Aufstieg ist es besser, nach unten zu gehen, damit Veränderungen im Körper unter günstigeren Bedingungen stattfinden und es zu keiner Erschöpfung des Körpers kommt. Dies ist das Prinzip der schrittweisen Akklimatisierung - eine Abfolge von Auf- und Abstiegen, bei der jeder nachfolgende Aufstieg höher ist als der vorherige.

Reis. 1. Sägezahndiagramm der schrittweisen Akklimatisierung

Manchmal bieten die Merkmale des Reliefs keine Gelegenheit für eine vollwertige schrittweise Akklimatisierung. Zum Beispiel auf vielen Strecken im Himalaya, wo täglich geklettert wird. Dann werden Tagesübergänge klein gemacht, damit der Höhenanstieg nicht zu schnell erfolgt. Es ist in diesem Fall sehr nützlich, nach einer Möglichkeit zu suchen, auch nur einen kleinen Ausstieg vom Übernachtungsort zu machen. Oftmals kann man abends auf einem nahe gelegenen Hügel oder einem Bergvorsprung spazieren gehen und dabei mindestens ein paar hundert Höhenmeter gewinnen.

Was sollte getan werden, um eine erfolgreiche Akklimatisierung vor der Reise zu gewährleisten?

Allgemeines körperliches Training . Für einen trainierten Athleten ist es einfacher, die mit der Höhe verbundenen Belastungen auszuhalten. Zuallererst sollten Sie Ausdauer entwickeln. Dies wird durch anhaltendes Training mit geringer Intensität erreicht. Das zugänglichste Mittel zur Entwicklung von Ausdauer ist Lauf.

Es ist praktisch nutzlos, oft zu laufen, aber nach und nach. Es ist besser, einmal pro Woche 1 Stunde zu laufen als jeden Tag 10 Minuten. Für die Entwicklung der Ausdauer sollte die Länge der Läufe mehr als 40 Minuten betragen, die Häufigkeit - je nach Empfindung. Es ist wichtig, die Pulsfrequenz zu überwachen und das Herz nicht zu überlasten. Generell soll das Training Spaß machen, Fanatismus ist nicht gefragt.

Gesundheit.Es ist sehr wichtig, gesund und ausgeruht in die Berge zu kommen. Wenn Sie trainiert haben, dann reduzieren Sie drei Wochen vor der Reise die Belastung und gönnen Sie dem Körper eine Pause. Ausreichender Schlaf und Ernährung sind erforderlich. Die Ernährung kann mit Vitaminen und Mineralstoffen ergänzt werden. Minimieren oder besser vermeiden Sie Alkohol. Vermeiden Sie Stress und Überarbeitung bei der Arbeit. Sie müssen Ihre Zähne reparieren.

In der Anfangszeit ist der Körper starken Belastungen ausgesetzt. Das Immunsystem wird geschwächt und man wird leicht krank. Vermeiden Sie Unterkühlung oder Überhitzung. In den Bergen gibt es starke Temperaturänderungen und deshalb müssen Sie die Regel befolgen - Zieh dich aus, bevor du schwitzt, zieh dich an, bevor dir kalt wird.

Der Appetit in der Höhe kann reduziert werden, insbesondere wenn Sie sich sofort in große Höhen begeben. Es besteht keine Notwendigkeit zu zwingen. Bevorzugen Sie leicht verdauliche Speisen. In den Bergen braucht eine Person aufgrund trockener Luft und starker körperlicher Anstrengung große Menge Wasser - viel trinken.

Nehmen Sie weiterhin Vitamine und Mineralstoffe ein. Sie können mit der Einnahme von Aminosäuren beginnen, die adaptogene Eigenschaften haben.

Bewegungsmodus.Es kommt vor, dass Touristen erst nach der Ankunft in den Bergen einen emotionalen Aufschwung erleben und sich von ihrer Kraft überwältigt fühlen und den Weg zu schnell gehen. Sie müssen sich zurückhalten, das Bewegungstempo sollte ruhig und gleichmäßig sein. In den frühen Tagen im Hochland ist der Ruhepuls 1,5-mal höher als im Flachland. Es ist schon anstrengend für den Körper, sodass man vor allem an den Anstiegen nicht fahren muss. Kleine Tränen sind möglicherweise nicht wahrnehmbar, neigen jedoch dazu, sich anzusammeln, und können zu einem Abbruch der Akklimatisierung führen.

Wenn Sie an den Übernachtungsort kommen und sich nicht wohl fühlen, brauchen Sie nicht zu Bett zu gehen. Es ist besser, in einem ruhigen Tempo durch die Nachbarschaft zu gehen, sich an der Anordnung des Biwaks zu beteiligen und im Allgemeinen etwas zu tun.

Bewegung und Arbeit - ein ausgezeichnetes Heilmittel für leichte Formen der Höhenkrankheit. Die Nacht ist eine sehr wichtige Zeit für die Akklimatisierung. Schlaf muss gesund sein. Wenn Sie abends Kopfschmerzen haben, nehmen Sie ein Schmerzmittel. Kopfschmerzen destabilisieren den Körper und können nicht toleriert werden. Wenn Sie nicht schlafen können, nehmen Sie Schlaftabletten. Schlaflosigkeit kann man auch nicht ausstehen.

Überprüfen Sie Ihre Herzfrequenz vor dem Schlafengehen und morgens direkt nach dem Aufwachen. Der Morgenpuls sollte niedriger sein – das ist ein Indikator dafür, dass der Körper ausgeruht ist.

Mit einer gut geplanten Vorbereitung und dem richtigen Aufstiegsplan können Sie ernsthafte Erscheinungen der Höhenkrankheit vermeiden und die Eroberung großer Höhen genießen.

5. Entwicklung der spezifischen Ausdauer als Faktor, der zur Höhenakklimatisierung beiträgt

"Wenn ein Kletterer (Bergtourist) in der Neben- und Vorsaison seine "Sauerstoffdecke" durch Schwimmen, Laufen, Radfahren, Skifahren, Rudern erhöht, sorgt er für die Verbesserung seines Körpers, er wird dann erfolgreicher sein große, aber spannende Schwierigkeiten bei der Erstürmung von Berggipfeln bewältigen“.

Diese Empfehlung ist sowohl wahr als auch falsch. In dem Sinne, dass es natürlich notwendig ist, sich auf die Berge vorzubereiten. Aber Radfahren, Rudern, Schwimmen und andere Trainingsarten geben unterschiedliche „Verbesserungen Ihres Körpers“ und dementsprechend eine unterschiedliche „Sauerstoffdecke“. Wann wir reden Was die motorischen Handlungen des Körpers anbelangt, sollte man klar verstehen, dass es keine "Bewegung im Allgemeinen" gibt und jede motorische Handlung äußerst spezifisch ist. Und ab einem gewissen Level geht die Entwicklung einer körperlichen Qualität immer auf Kosten einer anderen: Kraft durch Ausdauer und Schnelligkeit, Ausdauer durch Kraft und Schnelligkeit.

Beim Training für intensive Arbeit Der Verbrauch an Sauerstoff und Oxidationssubstraten in den Muskeln pro Zeiteinheit ist so hoch, dass es unrealistisch ist, ihre Reserven schnell wieder aufzufüllen, indem die Arbeit der Transportsysteme erhöht wird. Die Empfindlichkeit des Atemzentrums gegenüber Kohlendioxid wird reduziert, was die Atemwege vor unnötiger Überanstrengung schützt.

Muskeln, die eine solche Belastung ausführen können, arbeiten tatsächlich im autonomen Modus und verlassen sich auf ihre eigenen Ressourcen. Dies beseitigt nicht die Entwicklung von Gewebehypoxie und führt zur Akkumulation großer Mengen von unteroxidierten Produkten. Ein wichtiger Aspekt von Anpassungsreaktionen ist dabei die Bildung von Toleranz, also Resistenz gegen eine pH-Verschiebung. Dies wird durch eine Erhöhung der Kapazität der Puffersysteme von Blut und Gewebe gewährleistet, eine Erhöhung der sogenannten. alkalische Reserve des Blutes. Die Kraft des antioxidativen Systems in den Muskeln nimmt ebenfalls zu, was die Lipidperoxidation der Zellmembranen schwächt oder verhindert – eine der wichtigsten schädlichen Auswirkungen der Stressreaktion. Die Leistung des anaeroben Glykolysesystems steigt aufgrund der erhöhten Synthese glykolytischer Enzyme, die Reserven an Glykogen und Kreatinphosphat, Energiequellen für die ATP-Synthese, nehmen zu.

Beim Training für mittelschwere Arbeit das Wachstum des Gefäßnetzes in Muskeln, Herz, Lunge, eine Zunahme der Anzahl der Mitochondrien und eine Veränderung ihrer Eigenschaften, eine Zunahme der Synthese oxidativer Enzyme, eine Zunahme der Erythropoese, was zu einer Zunahme der Sauerstoffkapazität führt des Blutes, kann das Hypoxieniveau verringern oder verhindern. Bei systematischer Durchführung moderater körperlicher Aktivität, begleitet von einer Erhöhung der Lungenventilation, erhöht das Atemzentrum dagegen die Empfindlichkeit gegenüber CO 2 , was auf eine Abnahme seines Gehalts aufgrund der Auswaschung aus dem Blut bei erhöhter Atmung zurückzuführen ist.

Daher entwickelt sich im Anpassungsprozess an intensive (in der Regel kurzfristige) Arbeit ein anderes Spektrum adaptiver Anpassungen in der Muskulatur als an langzeitige moderate Arbeit. Daher wird es beispielsweise während einer Hypoxie beim Tauchen unmöglich, die äußere Atmung zu aktivieren, was typisch für die Anpassung an Höhenhypoxie oder Hypoxie während der Muskelarbeit ist. Und der Kampf um die Aufrechterhaltung der Sauerstoffhomöostase manifestiert sich in einer Zunahme der Sauerstoffreserven, die unter Wasser getragen werden. Folglich sinkt die Reichweite der adaptiven Geräte verschiedene Typen Hypoxie - variiert, daher - nicht immer nützlich für hohe Berge.

Tisch. Das Volumen des zirkulierenden Blutes (BCC) und seine Bestandteile bei Athleten, die Ausdauer trainieren und untrainiert sind (L. Röcker, 1977).
Indikatoren	Athleten	Nicht Sportler
BCC [l]	6,4	5,5
BCC [ml/kg Körpergewicht]	95,4	76,3
Volumen des zirkulierenden Plasmas (CVV) [l]	3,6	3,1
VCP [ml/kg Körpergewicht]	55,2	43
Volumen zirkulierender Erythrozyten (VCE) [l]	2,8	2,4
OCE [ml/kg Körpergewicht]	40,4	33,6
Hämatokrit [%]	42,8	44,6

Bei untrainierten und bei Vertretern von Schnellkraftsportarten beträgt der Gesamthämoglobingehalt im Blut 10-12 g / kg (bei Frauen - 8-9 g / kg) und bei Ausdauersportlern - g / kg (bei Sportlern). - 12 g/kg).

Sportler, die Ausdauer trainieren, zeigen eine erhöhte Verwertung der in der Muskulatur gebildeten Milchsäure. Ermöglicht wird dies durch ein erhöhtes aerobes Potential aller Muskelfasern und einen besonders hohen Anteil an langsamen Muskelfasern sowie eine erhöhte Herzmasse. Langsame Muskelfasern, wie das Myokard, sind in der Lage, Milchsäure aktiv als Energiesubstrat zu nutzen. Bei gleichen aeroben Belastungen (gleicher Verbrauch an O 2 ) Durchblutung der Leber bei Sportlern höher als bei Untrainierten, was ebenfalls zu einer intensiveren Entnahme von Milchsäure aus dem Blut durch die Leber und deren weiterer Umwandlung in Glukose und Glykogen beitragen kann. Daher erhöht aerobes Ausdauertraining nicht nur die aerobe Kapazität, sondern entwickelt auch die Fähigkeit, große langfristige aerobe Übungen ohne einen signifikanten Anstieg der Blutmilchsäure durchzuführen.

Es ist offensichtlich, dass es im Winter besser ist, Ski zu fahren, in der Nebensaison - Langstreckenlauf. Der Löwenanteil der körperlichen Vorbereitung derjenigen, die ins Hochgebirge gehen, sollte diesen Trainings gewidmet werden. Vor nicht allzu langer Zeit haben Wissenschaftler Speere darüber gebrochen, welche Art von Kräfteverteilung beim Laufen optimal ist. Einige glaubten, dass die Variable, andere - einheitlich. Es kommt ganz auf den Ausbildungsstand an.

Literatur

1. Pawlow. - M., "Segel", 2000. - 282 S.

2. Physiologie des Menschen in großer Höhe: Ein Leitfaden zur Physiologie. Ed. . - Moskau, Nauka, 1987, 520 S.

3. Somero J. Biochemische Anpassung. M.: Mir, 19j

4. Sauerstofftransportsystem und Ausdauer

5. A. Lebedev. Sportreisen planen

Spezialität HAC RF03.00.16
Seitenzahl 101

KAPITEL 1. MODERNE KONZEPTE ÜBER DEN MECHANISMUS DER ANPASSUNG DES ORGANISMUS AN KÄLTE UND TOCOPHEROLMANGEL.

1.1 Neue Ideen über die biologischen Funktionen reaktiver Sauerstoffspezies während adaptiver Stoffwechselumwandlungen.

1.2 Mechanismen der Anpassung des Körpers an Kälte und die Rolle von oxidativem Stress in diesem Prozess.

1.3 Anpassungsmechanismen des Körpers an Tocopherolmangel und die Rolle von oxidativem Stress in diesem Prozess.

KAPITEL 2. MATERIAL UND FORSCHUNGSMETHODEN.

2.1 Organisation des Studiums.

2.1.1 Organisation von Versuchen zum Einfluss von Kälte.

2.1.2 Organisation von Versuchen zur Wirkung von Tocopherolmangel.

2.2 Forschungsmethoden

2.2.1 Hämatologische Parameter

2.2.2 Untersuchung des Energiestoffwechsels.

2.2.3 Untersuchung des oxidativen Stoffwechsels.

2.3 Statistische Aufbereitung der Ergebnisse.

KAPITEL 3. UNTERSUCHUNG DER OXIDATIVEN HOMÖOSTASE, GRUNDLEGENDER MORPHOFUNKTIONELLER PARAMETER DES ORGANISMUS VON RATTEN UND ERYTHROZYTEN UNTER LANGFRISTIGER KÄLTEEXPOSITION.

KAPITEL 4. UNTERSUCHUNG DER OXIDATIVEN HOMÖOSTASE, GRUNDLEGENDER MORPHOFUNKTIONELLER PARAMETER DES ORGANISMUS VON RATTEN UND ERYTHROZYTEN MIT LANGFRISTIGEM TOCOPHEROLMANGEL.

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Mechanismen der Beteiligung von Tocopherol an adaptiven Transformationen in der Kälte 2000, Doktor der Biowissenschaften Kolosova, Natalia Gorislavovna
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Ökologische und physiologische Aspekte der Bildung von Anpassungsmechanismen von Säugetieren an Hypothermie unter experimentellen Bedingungen 2005, Kandidat der Biowissenschaften Solodovnikova, Olga Grigoryevna
Biochemische Mechanismen der Antistresswirkung von α-Tocopherol 1999, Doktor der Biowissenschaften Saburova, Anna Mukhammadievna

Einführung in die Arbeit (Teil des Abstracts) zum Thema „Experimentelle Untersuchung von Enzym-Antioxidantien-Systemen während der Anpassung an längere Kälteeinwirkung und Tocopherolmangel“

Relevanz des Themas. Jüngste Studien haben gezeigt, dass die sogenannten reaktiven Sauerstoffspezies, wie Superoxid- und Hydroxylradikale, Wasserstoffperoxid und andere, eine wichtige Rolle in den Mechanismen der Anpassung des Organismus an Umweltfaktoren spielen (Finkel, 1998; Kausalya und Nath, 1998). . Es wurde festgestellt, dass diese radikalischen Sauerstoff-Metaboliten, die bis vor kurzem nur als schädigende Agenten angesehen wurden, Signalmoleküle sind und adaptive Transformationen des Nervensystems, der arteriellen Hämodynamik und der Morphogenese regulieren. (Luscher, Noll, Vanhoute, 1996; ; Groves, 1999; Wilder, 1998; Drexler, Homig, 1999). Die Hauptquelle reaktiver Sauerstoffspezies ist eine Reihe von enzymatischen Systemen des Epithels und Endothels (NADP-Oxidase, Cyclooxygenase, Lipoxygenase, Xanthinoxidase), die durch Stimulation von Chemo- und Mechanorezeptoren aktiviert werden, die sich auf der luminalen Membran der Zellen befinden diese Gewebe.

Gleichzeitig ist bekannt, dass bei erhöhter Produktion und Akkumulation von reaktiven Sauerstoffspezies im Körper, dh bei sogenanntem oxidativen Stress, ihre physiologische Funktion in eine pathologische mit der Entwicklung einer Peroxidation von Biopolymeren umgewandelt werden kann und dadurch Schäden an Zellen und Geweben. (Kausalua & Nath 1998; Smith & Guilbelrt & Yui et al. 1999). Offensichtlich wird die Möglichkeit einer solchen Transformation hauptsächlich durch die Geschwindigkeit der ROS-Inaktivierung durch Antioxidanssysteme bestimmt. Von besonderem Interesse ist in diesem Zusammenhang die Untersuchung von Veränderungen in reaktiven Sauerstoffspezies-Inaktivatoren - enzymatische Antioxidantiensysteme des Körpers, wenn der Körper über längere Zeit so extremen Faktoren wie Kälte und Mangel an Vitamin-Antioxidans - Tocopherol - ausgesetzt ist, die derzeit in Betracht gezogen werden als endo- und exogene Induktoren von oxidativem Stress.

Zweck und Ziele der Studie. Das Ziel der Arbeit war es, Veränderungen in den wichtigsten enzymatischen Antioxidantiensystemen während der Anpassung von Ratten an längere Exposition gegenüber Kälte und Tocopherolmangel zu untersuchen.

Forschungsschwerpunkte:

1. Vergleich der Veränderungen der Indikatoren der oxidativen Homöostase mit Veränderungen der wichtigsten morphologischen und funktionellen Parameter des Körpers von Ratten und Erythrozyten bei längerer Kälteeinwirkung.

2. Vergleich von Veränderungen der Indikatoren der oxidativen Homöostase mit Veränderungen der wichtigsten morphologischen und funktionellen Parameter des Körpers von Ratten und Erythrozyten bei Tocopherolmangel.

3. Führen Sie eine vergleichende Analyse der Veränderungen des oxidativen Metabolismus und der Art der Anpassungsreaktion des Körpers von Ratten bei längerer Exposition gegenüber Kälte und Tocopherolmangel durch.

Wissenschaftliche Neuheit. Es wurde erstmals festgestellt, dass eine längere intermittierende Kälteexposition (+5 °C für 8 Stunden pro Tag für 6 Monate) eine Reihe von adaptiven morphofunktionellen Veränderungen im Körper von Ratten verursacht: Beschleunigung der Körpergewichtszunahme, eine Zunahme von der Gehalt an Spectrin und Aktin in Erythrozytenmembranen, erhöhte Aktivität von Schlüsselenzymen der Glykolyse, die Konzentration von ATP und ADP sowie die Aktivität von ATPasen.

Zum ersten Mal wurde gezeigt, dass oxidativer Stress eine wichtige Rolle im Mechanismus der Entwicklung der Anpassung an Kälte spielt, dessen Merkmal eine Erhöhung der Aktivität der Komponenten des Antioxidanssystems ist - Enzyme der NADPH-Erzeugung Pentosephosphatweg des Glucoseabbaus, Superoxiddismutase, Katalase und Glutathionpyroxidase.

Es wurde erstmals gezeigt, dass die Entwicklung pathologischer morphologischer und funktioneller Veränderungen bei Tocopherolmangel mit schwerem oxidativem Stress verbunden ist, der vor dem Hintergrund einer verminderten Aktivität der wichtigsten antioxidativen Enzyme und Enzyme des Pentosephosphatwegs des Glukoseabbaus auftritt.

Es wurde erstmals festgestellt, dass das Ergebnis von Stoffwechselumwandlungen unter dem Einfluss von Umweltfaktoren auf den Körper von der adaptiven Steigerung der Aktivität antioxidativer Enzyme und der damit verbundenen Schwere des oxidativen Stresses abhängt.

Wissenschaftliche und praktische Bedeutung der Arbeit. Die in der Arbeit gewonnenen neuen Fakten erweitern das Verständnis der Mechanismen der Anpassung des Körpers an Umweltfaktoren. Es wurde die Abhängigkeit des Ergebnisses adaptiver Stoffwechseltransformationen vom Aktivierungsgrad der wichtigsten enzymatischen Antioxidantien aufgezeigt, was auf die Notwendigkeit einer gezielten Entwicklung des adaptiven Potenzials dieses unspezifischen Systems der Stressresistenz des Körpers unter sich ändernden Umweltbedingungen hinweist .

Die wichtigsten Bestimmungen für die Verteidigung:

1. Längere Kälteeinwirkung verursacht einen Komplex von Veränderungen in der Anpassungsrichtung im Körper von Ratten: eine Erhöhung des Widerstands gegen Kälteeinwirkung, die sich in einer Schwächung der Unterkühlung äußerte; Beschleunigung der Körpergewichtszunahme; Erhöhung des Gehalts an Spectrin und Aktin in Erythrozytenmembranen; eine Erhöhung der Glykolyserate, eine Erhöhung der Konzentration von ATP und ADP; eine Erhöhung der Aktivität von ATPasen. Der Mechanismus dieser Veränderungen ist mit der Entwicklung von oxidativem Stress in Kombination mit einer adaptiven Erhöhung der Aktivität der Komponenten des antioxidativen Abwehrsystems verbunden - Pentose-Phosphat-Shunt-Enzyme sowie der wichtigsten intrazellulären antioxidativen Enzyme, hauptsächlich Superoxiddismutase.

2. Ein langfristiger Mangel an Tocopherol im Körper von Ratten verursacht eine anhaltende hypotrophe Wirkung, eine Schädigung der Erythrozytenmembranen, eine Hemmung der Glykolyse, eine Abnahme der Konzentration von ATP und ADP und der Aktivität von zellulären ATPasen. Im Mechanismus der Entwicklung dieser Veränderungen ist eine unzureichende Aktivierung von antioxidativen Systemen - dem NADPH-erzeugenden Pentosephosphatweg und antioxidativen Enzymen, die Bedingungen für die schädigende Wirkung reaktiver Sauerstoffspezies schaffen, wesentlich.

Approbation der Arbeit. Die Forschungsergebnisse wurden bei einem gemeinsamen Treffen der Abteilung für Biochemie und der Abteilung für Normalphysiologie des Altai State Medical Institute (Barnaul, 1998, 2000) und bei einer wissenschaftlichen Konferenz zum 40-jährigen Jubiläum der Abteilung für Pharmakologie der Altai State Medical University (Barnaul, 1997), auf einer wissenschaftlichen und praktischen Konferenz "Moderne Probleme der Balneologie und Therapie", die dem 55-jährigen Jubiläum des Sanatoriums "Barnaul" (Barnaul, 2000) gewidmet ist, auf der II. Internationalen Konferenz junger Wissenschaftler von Russland (Moskau, 2001).

Abschluss der Dissertation zum Thema "Ökologie", Skuryatina, Yulia Vladimirovna

1. Intermittierende Langzeitexposition gegenüber Kälte (+5°C für 8 Stunden täglich für 6 Monate) verursacht einen Komplex adaptiver Veränderungen im Körper von Ratten: Auflösung der hypothermischen Reaktion auf Kälte, Beschleunigung der Körpergewichtszunahme, an Erhöhung des Gehalts an Spectrin und Aktin in Erythrozytenmembranen, erhöhte Glykolyse, Erhöhung der Gesamtkonzentration von ATP und ADP und der Aktivität von ATPasen.

2. Der Anpassungszustand von Ratten an längere intermittierende Kälteexposition entspricht oxidativem Stress, der gekennzeichnet ist durch erhöhte Aktivität Komponenten von enzymatischen Antioxidationssystemen - Glucose-6-Phosphat-Dehydrogenase, Superoxiddismutase, Katalase und Glutathionperoxidase.

3. Langfristiger (6 Monate) alimentärer Mangel an Tocopherol verursacht eine anhaltende hypotrophe Wirkung im Körper von Ratten, Anämie, Schädigung der Erythrozytenmembranen, Hemmung der Glykolyse in Erythrozyten sowie eine Abnahme der Gesamtkonzentration von ATP und ADP als Aktivität der Na+,K+-ATPase.

4. Disadaptive Veränderungen im Körper von Ratten mit Tocopherolmangel sind mit der Entwicklung von ausgeprägtem oxidativem Stress verbunden, der durch eine Abnahme der Aktivität von Katalase und Glutathionperoxidase in Kombination mit einer mäßigen Erhöhung der Aktivität von Glucose-6- gekennzeichnet ist. Phosphatdehydrogenase und Superoxiddismutase.

5. Das Ergebnis adaptiver Veränderungen des Stoffwechsels als Reaktion auf längere Kälteeinwirkung und alimentären Tocopherolmangel hängt von der Schwere des oxidativen Stresses ab, der weitgehend durch eine Erhöhung der Aktivität antioxidativer Enzyme bestimmt wird.

FAZIT

Bis heute hat sich eine ziemlich klare Vorstellung entwickelt, dass die Anpassung des menschlichen und tierischen Organismus durch die Wechselwirkung des Genotyps mit äußeren Faktoren bestimmt wird (Meyerson und Malyshev, 1981; Panin, 1983; Goldstein und Brown, 1993; Ado und Bochkov, 1994). Gleichzeitig sollte berücksichtigt werden, dass die genetisch bedingte Unzulänglichkeit der Einbeziehung von Anpassungsmechanismen unter dem Einfluss extremer Faktoren zur Umwandlung eines Stresszustands in einen akuten oder chronischen pathologischen Prozess führen kann (Kaznacheev, 1980). .

Der Anpassungsprozess des Organismus an neue Bedingungen der inneren und äußeren Umgebung basiert auf den Mechanismen der dringenden und langfristigen Anpassung (Meyerson, Malyshev, 1981). Gleichzeitig wurde der Prozess der dringenden Anpassung, der als vorübergehende Maßnahme angesehen wird, auf die der Körper in kritischen Situationen zurückgreift, ausreichend detailliert untersucht (Davis, 1960, 1963; Isahakyan, 1972; Tkachenko, 1975; Rohlfs, Daniel, Premont et al., 1995; Beattie, Black, Wood et al., 1996; Marmonier, Duchamp, Cohen-Adad et al., 1997). Während dieses Zeitraums induziert die erhöhte Produktion verschiedener Signalfaktoren, einschließlich hormoneller Faktoren, eine signifikante lokale und systemische Umstrukturierung des Stoffwechsels in verschiedenen Organen und Geweben, die letztendlich die wahre, langfristige Anpassung bestimmt (Khochachka und Somero, 1988). Die Aktivierung biosynthetischer Prozesse auf der Ebene der Replikation und Transkription verursacht dabei strukturelle Veränderungen, die sich in Hypertrophie und Hyperplasie von Zellen und Organen äußern (Meyerson, 1986). Daher ist die Erforschung der biochemischen Grundlagen der Anpassung an eine Langzeitbelastung durch Störfaktoren nicht nur von wissenschaftlichem, sondern auch von großem praktischem Interesse, insbesondere im Hinblick auf die Prävalenz maladaptiver Erkrankungen (Lopez-Torres et al., 1993; Pipkin, 1995; Wallace und Bell, 1995; Sun et al., 1996).

Zweifellos ist die Entwicklung einer langfristigen Anpassung des Körpers ein sehr komplexer Prozess, der unter Beteiligung des gesamten Komplexes eines hierarchisch organisierten Systems der Stoffwechselregulation realisiert wird, und viele Aspekte des Mechanismus dieser Regulation bleiben unbekannt. Nach neuesten Literaturdaten beginnt die Anpassung des Körpers an langanhaltende Störfaktoren mit der lokalen und systemischen Aktivierung des stammesgeschichtlich ältesten Prozesses der freien Radikaloxidation, die zur Bildung physiologisch wichtiger Signalmoleküle in Form von reaktivem Sauerstoff führt und Stickstoffspezies – Stickoxid, Superoxid und Hydroxyl, Radikale, Wasserstoffperoxid usw. Diese Metaboliten spielen eine führende Vermittlerrolle bei der adaptiven lokalen und systemischen Regulation des Stoffwechsels durch autokrine und parakrine Mechanismen (Sundaresan, Yu, Ferrans et. al., 1995 ; Finkel, 1998; Givertz, Colucci, 1998).

In diesem Zusammenhang werden bei der Untersuchung der physiologischen und pathophysiologischen Aspekte adaptiver und maladaptiver Reaktionen die Fragen der Regulation durch Metaboliten freier Radikale beschäftigt, und die Fragen der biochemischen Mechanismen der Anpassung während längerer Exposition gegenüber oxidativen Stressinduktoren sind von besonderer Relevanz (Cowan , Langille, 1996; Kemeny, Peakman, 1998; Farrace, Cenni, Tuozzi et al., 1999).

Die meisten Informationen hierzu lassen sich zweifellos aus experimentellen Studien zu den entsprechenden „Modellen“ gängiger Arten von oxidativem Stress gewinnen. Als solche sind die bekanntesten Modelle exogener oxidativer Stress, der durch Kälteeinwirkung verursacht wird, und endogener oxidativer Stress, der durch einen Mangel an Vitamin E, einem der wichtigsten Membran-Antioxidantien, entsteht. Diese Modelle wurden in dieser Arbeit verwendet, um die biochemischen Grundlagen der Anpassung des Organismus an langfristigen oxidativen Stress aufzuklären.

In Übereinstimmung mit zahlreichen Literaturangaben (Spirichev, Matusis, Bronstein, 1979; Aloia, Raison, 1989; Glofcheski, Borrelli, Stafford, Kruuv, 1993; Beattie, Black, Wood, Trayhurn, 1996) fanden wir heraus, dass die täglichen 8 Stunden eine 24-wöchige Kälteexposition führte zu einem deutlichen Anstieg der Malondialdehyd-Konzentration in den Erythrozyten. Dies weist auf die Entwicklung von chronischem oxidativem Stress unter Kälteeinfluss hin. Ähnliche Veränderungen fanden im Körper von Ratten statt, die für den gleichen Zeitraum mit einer Diät ohne Vitamin E gehalten wurden. Diese Tatsache stimmt auch mit den Beobachtungen anderer Forscher überein (Masugi,

Nakamura, 1976; Tamai., Miki, Mino, 1986; Archipenko, Konovalova, Dzhaparidze et al., 1988; Matsuo, Gomi, Dooley, 1992; Cai, Chen, Zhu et al., 1994). Allerdings sind die Ursachen von oxidativem Stress bei langfristiger intermittierender Kälteeinwirkung und oxidativem Stress bei langfristigem Tocopherolmangel unterschiedlich. Wenn im ersten Fall die Ursache des Stresszustands der Einfluss eines externen Faktors ist - Kälte, die eine Erhöhung der Produktion von Oxyradikalen aufgrund der Induktion der Synthese eines Entkopplungsproteins in Mitochondrien bewirkt (Nohl, 1994; Bhaumik, Srivastava, Selvamurthy et al., 1995; Rohlfs, Daniel, Premont et al., 1995; Beattie, Black, Wood et al., 1996; Femandez-Checa, Kaplowitz, Garcia-Ruiz et al., 1997; Marmonier, Duchamp , Cohen-Adad et al., 1997; Rauen, de Groot, 1998 ), dann war bei einem Mangel des Membran-Antioxidans Tocopherol die Ursache für oxidativen Stress eine Abnahme der Neutralisationsrate von Oxyradikal-Mediatoren (Lawler, Cline, He , Coast, 1997; Richter, 1997; Polyak, Xia, Zweier et al., 1997; Sen, Atalay, Agren et al., 1997; Higashi, Sasaki, Sasaki et al., 1999). Angesichts der Tatsache, dass längere Kälteeinwirkung und Vitamin-E-Mangel zur Akkumulation reaktiver Sauerstoffspezies führen, könnte man erwarten, dass die physiologische regulatorische Rolle der letzteren in eine pathologische umgewandelt wird, mit Zellschädigung durch Peroxidation von Biopolymeren. Im Zusammenhang mit der bis vor kurzem allgemein akzeptierten Vorstellung von der schädigenden Wirkung reaktiver Sauerstoffspezies werden Erkältung und Tocopherolmangel als provozierende Faktoren für die Entstehung vieler chronischer Krankheiten angesehen (Cadenas, Rojas, Perez-Campo et al., 1995; de Gritz, 1995; Jain, Wise, 1995; Luoma, Nayha, Sikkila, Hassi., 1995; Barja, Cadenas, Rojas et al., 1996; Dutta-Roy, 1996; Jacob, Burri, 1996; Snircova, Kucharska, Herichova et al. , 1996; Va-Squezvivar, Santos, Junqueira, 1996; Cooke, Dzau, 1997; Lauren, Chaudhuri, 1997; Davidge, Ojimba, Mc Laughlin, 1998; Kemeny, Peakman, 1998; Peng, Kimura, Fregly, Phillips, 1998; Nath, Grande, Croatt et al., 1998; Newaz und Nawal, 1998; Taylor, 1998). Angesichts des Konzepts der Vermittlerrolle reaktiver Sauerstoffspezies hängt die Realisierung der Möglichkeit, physiologischen oxidativen Stress in pathologischen umzuwandeln, offensichtlich weitgehend von der adaptiven Erhöhung der Aktivität antioxidativer Enzyme ab. In Übereinstimmung mit dem Konzept des Enzym-Antioxidans-Komplexes als funktionell dynamisches System Es gibt ein kürzlich identifiziertes Phänomen der Substratinduktion der Genexpression aller drei wichtigen antioxidativen Enzyme – Superoxiddismutase, Katalase und Glutathionperoxidase (Peskin, 1997; Tate, Miceli, Newsome, 1995; Pinkus, Weiner, Daniel, 1996; Watson, Palmer ., Jauniaux et al., 1997; Sugino, Hirosawa-Takamori, Zhong, 1998). Es ist wichtig zu beachten, dass die Wirkung einer solchen Induktion eine ziemlich lange Verzögerungszeit hat, die in Dutzenden von Stunden und sogar Tagen gemessen wird (Beattie, Black, Wood, Trayhurn, 1996; Battersby, Moyes, 1998; Lin, Coughlin, Pilch, 1998). . Daher kann dieses Phänomen nur bei längerer Einwirkung von Stressfaktoren zu einer Beschleunigung der Inaktivierung reaktiver Sauerstoffspezies führen.

Die im Rahmen der Arbeit durchgeführten Studien zeigten, dass eine langfristige intermittierende Kälteeinwirkung eine harmonische Aktivierung aller untersuchten antioxidativen Enzyme bewirkte. Dies stimmt mit der Meinung von Bhaumik G. et al. (1995) über die schützende Rolle dieser Enzyme bei der Begrenzung von Komplikationen bei anhaltendem Kältestress überein.

Gleichzeitig wurde in den Erythrozyten von Ratten mit Vitamin-E-Mangel am Ende des 24-wöchigen Beobachtungszeitraums nur eine Superoxid-Dismutase-Aktivierung festgestellt. Es sei darauf hingewiesen, dass in früheren Studien dieser Art kein solcher Effekt beobachtet wurde (Xu, Diplock, 1983; Chow, 1992; Matsuo, Gomi, Dooley, 1992; Walsh, Kennedy, Goodall, Kennedy, 1993; Cai, Chen, Zhu et al., 1994; Tiidus, Houston, 1994; Ashour, Salem, El Gadban et al., 1999). Es sollte jedoch beachtet werden, dass die Erhöhung der Aktivität von Superoxiddismutase nicht von einer angemessenen Erhöhung der Aktivität von Katalase und Glutathionperoxidase begleitet wurde und die Entwicklung der schädigenden Wirkung von reaktiven Sauerstoffspezies nicht verhinderte. Letzteres wurde durch eine signifikante Akkumulation des Produkts der Lipidperoxidation - Malonidialdehyd - in Erythrozyten belegt. Es sollte beachtet werden, dass die Peroxidation von Biopolymeren derzeit als Hauptursache für pathologische Veränderungen bei Avitaminose E angesehen wird (Chow, Ibrahim, Wei und Chan, 1999).

Die Wirksamkeit des antioxidativen Schutzes in Experimenten zur Untersuchung der Kälteexposition wurde durch das Fehlen ausgeprägter Veränderungen der hämatologischen Parameter und die Erhaltung der Resistenz der Erythrozyten gegenüber der Wirkung verschiedener Hämolytika belegt. Ähnliche Ergebnisse wurden zuvor von anderen Forschern berichtet (Marachev, 1979; Rapoport, 1979; Sun, Cade, Katovich, Fregly, 1999). Im Gegensatz dazu wurde bei Tieren mit E-Avitaminose ein Komplex von Veränderungen beobachtet, der auf die schädigende Wirkung reaktiver Sauerstoffspezies hinweist: Anämie mit intravaskulärer Hämolyse, das Auftreten von Erythrozyten mit verringerter Resistenz gegen Hämolytika. Letzteres gilt als eine sehr charakteristische Manifestation von oxidativem Stress bei E-Vitaminose (Brin, Horn, Barker, 1974; Gross, Landaw, Oski, 1977; Machlin, Filipski, Nelson et al., 1977; Siddons, Mills, 1981; Wang , Huang, Chow, 1996). Das Vorstehende überzeugt von der erheblichen Fähigkeit des Körpers, die Folgen von oxidativem Stress externer Herkunft, insbesondere verursacht durch Kälte, zu neutralisieren, und der Unterlegenheit der Anpassung an endogenen oxidativen Stress im Fall von E-Avitaminose.

Die Gruppe der antioxidativen Faktoren in Erythrozyten umfasst auch das System zur Erzeugung von NADPH, das ein Cofaktor für Hämoxygenase, Glutathionreduktase und Thioredoxinreduktase ist, die Eisen, Glutathion und andere Thioverbindungen reduzieren. In unseren Experimenten wurde sowohl unter Kälteeinfluss als auch bei Tocopherolmangel eine sehr signifikante Steigerung der Aktivität der Glucose-6-Phosphat-Dehydrogenase in Rattenerythrozyten beobachtet, die zuvor von anderen Forschern beobachtet wurde (Kaznacheev, 1977; Ulasevich, Grozina, 1978;

Gonpern, 1979; Kulikov, Ljachowitsch, 1980; Landyschew, 1980; Fudge, Stevens, Ballantyne, 1997). Dies weist auf die Aktivierung des Pentosephosphat-Shunts in Versuchstieren hin, in denen NADPH synthetisiert wird.

Der Mechanismus der Entwicklung des beobachteten Effekts wird in vielerlei Hinsicht klarer, wenn man die Veränderungen der Parameter des Kohlenhydratstoffwechsels analysiert. Sowohl vor dem Hintergrund von oxidativem Stress durch Kälte als auch bei oxidativem Stress durch Tocopherolmangel wurde eine Erhöhung der Glukoseaufnahme durch Erythrozyten von Tieren beobachtet. Damit einher ging eine signifikante Aktivierung der Membranhexokinase, des ersten Enzyms der intrazellulären Kohlenhydratverwertung, was gut mit den Daten anderer Forscher übereinstimmt (Lyakh, 1974, 1975; Panin, 1978; Ulasevich, Grozina, 1978; Nakamura, Moriya B. Murakoshi et al., 1997; Rodnick, Sidell, 1997). Die weiteren Umwandlungen von Glucose-6-phosphat, das in diesen Fällen intensiv gebildet wurde, unterschieden sich jedoch signifikant. Nach Anpassung an Kälte nahm der Metabolismus dieses Zwischenprodukts sowohl in der Glykolyse (wie durch eine Erhöhung der Aktivität von Hexophosphatisomerase und Aldolase belegt) als auch im Pentosephosphatweg zu. Letzteres wurde durch eine Erhöhung der Aktivität der Glucose-6-Phosphat-Dehydrogenase bestätigt. Gleichzeitig war bei E-avitaminösen Tieren die Umstellung des Kohlenhydratstoffwechsels nur mit einem Anstieg der Aktivität von Glucose-6-Phosphat-Dehydrogenase verbunden, während sich die Aktivität wichtiger Glykolyseenzyme nicht veränderte oder sogar abnahm. Daher bewirkt oxidativer Stress in jedem Fall eine Beschleunigung des Glukosestoffwechsels im Pentosephosphat-Shunt, der die Synthese von NADPH sicherstellt. Dies scheint im Zusammenhang mit der steigenden Zellnachfrage nach Redoxäquivalenten, insbesondere NADPH, sehr angemessen zu sein. Es ist anzunehmen, dass sich dieses Phänomen bei E-avitaminösen Tieren zu Lasten glykolytischer Energiegewinnungsprozesse entwickelt.

Der festgestellte Unterschied in den Auswirkungen von exogenem und endogenem oxidativem Stress auf die glykolytische Energieproduktion wirkte sich auch auf den Energiestatus von Zellen sowie auf Energieverbrauchssysteme aus. Unter Kälteeinwirkung kam es zu einem signifikanten Anstieg der Konzentration von ATP + ADP mit einer Abnahme der Konzentration von anorganischem Phosphat, einem Anstieg der Aktivität von Gesamt-ATP-ase, Mg-ATP-ase und Na+,K+-ATP-ase . Umgekehrt wurde in den Erythrozyten von Ratten mit E-Avitaminose eine Abnahme des Makroerggehalts und der ATPase-Aktivität beobachtet. Gleichzeitig bestätigte der berechnete ATP + ADP / Pn-Index die verfügbaren Informationen, dass Kälte, aber nicht E-avitaminöser oxidativer Stress, durch die Prävalenz der Energieproduktion gegenüber dem Energieverbrauch gekennzeichnet ist (Marachev, Sorokovoy, Korchev et al., 1983 ; Rodnick, Sidell, 1997; Hardewig, Van Dijk, Portner, 1998).

So hatte die Umstrukturierung der Prozesse der Energieerzeugung und des Energieverbrauchs im tierischen Körper bei längerer intermittierender Kälteeinwirkung einen deutlich anabolen Charakter. Dies wird durch die beobachtete Beschleunigung der Zunahme des Körpergewichts der Tiere bestätigt. Das Verschwinden der hypothermischen Reaktion auf Kälte bei Ratten bis zur 8. Woche des Experiments weist auf eine stabile Anpassung ihres Körpers an Kälte und folglich auf die Angemessenheit adaptiver Stoffwechselumwandlungen hin. Gleichzeitig führten Veränderungen des Energiestoffwechsels bei E-avitaminösen Ratten nach den wichtigsten morphofunktionellen, hämatologischen und biochemischen Parametern zu keinem adaptiv angemessenen Ergebnis. Es scheint, dass der Hauptgrund für die Reaktion eines solchen Organismus auf Tocopherolmangel der Abfluss von Glukose aus energieproduzierenden Prozessen in die Prozesse der Bildung des endogenen Antioxidans NADPH ist. Es ist wahrscheinlich, dass die Schwere des adaptiven oxidativen Stresses eine Art Regulator des Glukosestoffwechsels im Körper ist: Dieser Faktor ist in der Lage, die Produktion von Antioxidantien während des Glukosestoffwechsels, der für das Überleben des Körpers von größerer Bedeutung ist, anzuschalten und zu steigern Bedingungen einer starken schädigenden Wirkung von reaktiven Sauerstoffspezies als die Produktion von Makroergs.

Es sollte beachtet werden, dass Sauerstoffradikale nach modernen Daten Induktoren der Synthese individueller Replikations- und Transkriptionsfaktoren sind, die die adaptive Proliferation und Differenzierung von Zellen in verschiedenen Organen und Geweben stimulieren (Agani und Semenza, 1998). Gleichzeitig sind Transkriptionsfaktoren des NFkB-Typs eines der wichtigsten Ziele für Mediatoren freier Radikale, die die Expression von Genen für antioxidative Enzyme und andere adaptive Proteine induzieren (Sundaresan, Yu, Ferrans et. al., 1995; Finkel, 1998; Givertz, Colucci, 1998). Man kann also denken, dass es dieser Mechanismus ist, der während kälteinduziertem oxidativem Stress aktiviert wird und nicht nur für eine Erhöhung der Aktivität spezifischer antioxidativer Abwehrenzyme (Superoxid-Dismutase, Katalase und Glutathionperoxidase), sondern auch für eine Erhöhung der Aktivität sorgt Aktivität von Enzymen des Pentosephosphatwegs. Bei stärker ausgeprägtem oxidativem Stress, der durch einen Mangel des Membranantioxidans Tocopherol verursacht wird, wird die adaptive Substratinduzierbarkeit dieser Komponenten der antioxidativen Abwehr nur teilweise realisiert und ist höchstwahrscheinlich nicht effektiv genug. Es sollte beachtet werden, dass die geringe Effizienz dieses Systems letztendlich zur Umwandlung von physiologischem oxidativem Stress in pathologischen führte.

Die in der Arbeit gewonnenen Daten lassen den Schluss zu, dass das Ergebnis adaptiver Stoffwechselumwandlungen als Reaktion auf störende Umweltfaktoren, an deren Entwicklung reaktive Sauerstoffspezies beteiligt sind, maßgeblich von der Angemessenheit der damit verbundenen Aktivitätssteigerung bestimmt wird die wichtigsten antioxidativen Enzyme sowie Enzyme des NADPH-erzeugenden Pentosephosphatwegs Abbau von Glukose. Wenn sich die Bedingungen für die Existenz eines Makroorganismus ändern, insbesondere während sogenannter Umweltkatastrophen, sollten in diesem Zusammenhang die Schwere des oxidativen Stresses und die Aktivität enzymatischer Antioxidantien nicht nur ein Beobachtungsobjekt, sondern auch eines der Kriterien werden für die Wirksamkeit der Anpassung des Körpers.

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Die Fähigkeit, sich an Kälte anzupassen, wird durch die Größe der Energie- und Plastikressourcen des Körpers bestimmt, ohne deren Abwesenheit eine Anpassung an Kälte unmöglich ist. Die Reaktion auf Kälte entwickelt sich stufenweise und in fast allen Körpersystemen. Das Frühstadium der Kälteanpassung kann bei einer Temperatur von 3°C etwa innerhalb von 2 Minuten und bei 10°C etwa 7 Minuten lang ausgebildet werden.

Auf Seiten des Herz-Kreislauf-Systems lassen sich 3 Phasen der Anpassungsreaktionen unterscheiden. Die ersten 2 sind optimal (wünschenswert) bei Kälteeinwirkung zwecks Aushärtung. Sie manifestieren sich in der Einbeziehung der Mechanismen der nicht kontraktilen Thermogenese durch das Nervensystem und das endokrine System vor dem Hintergrund der Verengung des Gefäßbetts in der Haut, was zu einer Wärmeerzeugung und einer Erhöhung der Temperatur des "Kerns" führt “, was zu einer reflektorischen Erhöhung der Durchblutung der Haut und einer erhöhten Wärmeübertragung führt, auch durch Einschluss von Reservekapillaren. Äußerlich sieht es aus wie eine gleichmäßige Hyperämie der Haut, ein angenehmes Gefühl von Wärme und Fröhlichkeit.

Die dritte Phase entsteht bei einer Überlastung mit einem Kältemittel in Intensität oder Dauer. Aktive Hyperämie wird durch passive (kongestive) ersetzt, der Blutfluss verlangsamt sich, die Haut bekommt eine bläuliche Färbung (venöse kongestive Hyperämie), Muskelzittern tritt auf, "Gänsehaut". Diese Reaktionsphase ist nicht erwünscht. Es zeigt die Erschöpfung der Kompensationsfähigkeiten des Körpers, ihre Unzulänglichkeit zur Kompensation des Wärmeverlusts und den Übergang zur kontraktilen Thermogenese an.

Die Reaktionen des Herz-Kreislauf-Systems entstehen nicht nur aus der Umverteilung des Blutflusses im Hautdepot. Die Herztätigkeit verlangsamt sich, die Ejektionsfraktion wird größer. Es kommt zu einer leichten Abnahme der Blutviskosität und zu einem Anstieg des Blutdrucks. Bei einer Überdosierung des Faktors (dritte Phase) kommt es zu einer Erhöhung der Blutviskosität mit einer kompensatorischen Bewegung der interstitiellen Flüssigkeit in die Gefäße, was zu einer Gewebeentwässerung führt.

Atemregulierung
Unter normalen Bedingungen wird die Atmung durch die Abweichung des Partialdrucks von O 2 und CO 2 und dem pH-Wert im arteriellen Blut reguliert. Moderate Hypothermie erregt die Atmungszentren und senkt die pH-empfindlichen Chemorezeptoren. Bei längerer Erkältung tritt ein Krampf der Bronchialmuskulatur auf, der den Widerstand gegen Atmung und Gasaustausch erhöht und auch die Chemosensitivität der Rezeptoren verringert. Den ablaufenden Prozessen liegt eine Kältehypoxie und bei fehlgeschlagener Anpassung die sogenannte „polare“ Atemnot zugrunde. Die Atmungsorgane reagieren auf therapeutische Kälteeingriffe im ersten Moment verzögert, gefolgt von einer kurzzeitigen Steigerung. In der Zukunft verlangsamt sich die Atmung und wird tief. Es kommt zu einer Erhöhung des Gasaustausches, oxidativer Prozesse und des Grundumsatzes.

Stoffwechselreaktionen
Stoffwechselreaktionen umfassen alle Aspekte des Austauschs. Die Hauptrichtung ist natürlich die Steigerung der Wärmeproduktion. Zunächst wird die zitterfreie Thermogenese durch die Mobilisierung des Fettstoffwechsels (die Konzentration freier Fettsäuren im Blut steigt um 300 % unter Kälteeinfluss) und der Kohlenhydrate aktiviert. Auch der Gewebeverbrauch von Sauerstoff, Vitaminen, Makro- und Spurenelementen wird aktiviert. Zukünftig wird bei nicht kompensierten Wärmeverlusten die Zitterthermogenese eingeschaltet. Die thermogene Aktivität des Zitterns ist höher als die während der Erzeugung willkürlicher kontraktiler Bewegungen, weil. es wird keine Arbeit verrichtet und die gesamte Energie in Wärme umgewandelt. An dieser Reaktion sind alle Muskeln beteiligt, auch die Atemmuskulatur der Brust.

Wasser-Salz-Austausch
Bei akuter Kälteeinwirkung wird zunächst das sympathisch-adrenale System aktiviert und die Sekretion der Schilddrüse erhöht. Erhöhte Produktion des antidiuretischen Hormons, das die Natriumreabsorption in den Nierentubuli reduziert und die Flüssigkeitsausscheidung erhöht. Dies führt zur Entwicklung von Dehydratation, Hämokonzentration und einem Anstieg der Plasmaosmolarität. Anscheinend dient die Ausscheidung von Wasser als Schutzwirkung gegenüber Geweben, die vor dem Hintergrund ihrer Kristallisation unter Kälteeinfluss geschädigt werden können.

Die Hauptstadien der Anpassung an Kälte
Die Langzeitanpassung an Kälte hat einen zweideutigen Effekt auf die strukturellen und funktionellen Veränderungen des Körpers. Zusammen mit der Hypertrophie des sympathischen Nebennierensystems, der Schilddrüse, des mitochondrialen Systems in den Muskeln und allen Verbindungen des Sauerstofftransports kommt es zu einer fettigen Unterernährung der Leber und einer Abnahme ihrer Entgiftungsfunktionen, dystrophischen Phänomenen aus einer Reihe von Systemen mit einer Abnahme ihres funktionellen Potenzials.

Es gibt 4 Stufen der Anpassung an Kälte
(N.A. Barbarash, G.Ya. Dvurechenskaya)

Die erste - Notfall - instabile Anpassung an Kälte
Es ist durch eine scharfe Reaktion der Begrenzung der Wärmeübertragung in Form eines Krampfes der peripheren Gefäße gekennzeichnet. Die Erhöhung der Wärmeproduktion erfolgt aufgrund des Abbaus von ATP-Reserven und der kontraktilen Thermogenese. Es entsteht ein Mangel an energiereichen Phosphaten. Es können Schäden entstehen (Erfrierungen, Fermentämie, Gewebenekrose).

Die zweite - Übergangs - Stufe der dringenden Anpassung
Die Stressreaktion nimmt ab, während die Überfunktion des sympathischen Nebennierensystems und der Schilddrüse aufrechterhalten wird. Die Prozesse der Synthese von Nukleinsäuren und Proteinen, ATP-Resynthese werden aktiviert. Die Vasokonstriktion des peripheren Gewebes nimmt ab und folglich das Risiko einer Schädigung.

Drittens - Nachhaltigkeit - die Phase der langfristigen Anpassung
Eine langfristige Anpassung wird durch periodische Kälteeinwirkung gebildet. Mit seiner kontinuierlichen Exposition ist es weniger wahrscheinlich. Es ist gekennzeichnet durch eine Hypertrophie des sympathischen Nebennierensystems, der Schilddrüse, erhöhte Redoxreaktionen, die sowohl zu einer direkten Anpassung an Kälte (stationäre Erhöhung der Wärmeproduktion zur Aufrechterhaltung der Homöostase) als auch zu einer positiven Kreuzarteriosklerose, salzhaltiger Hypertonie und Hypoxie führen. Regulationssysteme, auch höhere, werden stressresistenter.

Vierte Stufe - Erschöpfung
Es entwickelt sich bei anhaltender längerer oder intensiver periodischer Kälteeinwirkung. Es ist gekennzeichnet durch Phänomene der negativen Kreuzanpassung mit der Entwicklung chronischer Krankheiten und dystrophischer Prozesse mit einer Abnahme der Funktion einer Reihe innerer Organe.

Wie jedes Lebewesen kann sich das Pferd bis zu einem gewissen Grad an die Kälte anpassen. Die Frage ist: Wie unbedenklich für die Gesundheit des Pferdes wäre eine solche Anpassung? Was ist die kritische Temperatur? Sind wir sicher, dass alle Pferde gleich auf Kälte reagieren?

Auch wenn wir von einem gesunden Pferd sprechen, was nach der Teilnahme an Sport oder Reiten jeglicher Art fast unmöglich ist, ist es bei Kälte, Regen und Schnee so gut, wie Pferdebenutzer aller Glaubensrichtungen, vom Sportler bis zum Naturisten, daran glauben?

Dank "Sport"-Tierärzten haben wir eine Menge Forschung über die Wirkung von Hitze und Überhitzung auf das Pferd - es ist verständlich: Läufe, Rennen ... Und es gibt zu wenige ernsthafte Arbeiten über die Wirkung von Kälte auf den Körper. Solche Studien kann man an den Fingern abzählen.

Hier fanden die Traber heraus, dass bei Temperaturen unter -23 °C Traber auf den Wegen sterben ... An kalter Luft.

Und beim Training in der Kälte bei -22°C bleiben sie am Leben! Daraus wird geschlossen, dass es bei -22 ° C notwendig ist, auf die Strecke zu gehen, aber in einer Decke ...

Die Finnen haben mehrere Jahre lang im Detail herausgefunden, wie finnische Pferde frieren, die Dicke des Unterhautfetts und die Haarlänge gemessen - und festgestellt, dass sie sehr kalt sind. Fazit: Sie müssen Decken tragen.

Das ist die ganze Recherche...

Natürlich wird jeder Versuch, die Wirkung von Kälte auf den Körper zu untersuchen, unvollständig sein, bis wir wissen, was das Pferd selbst darüber denkt.

Inzwischen gibt es keine Gewissheit, dass sich das Pferd tatsächlich im Winter fühlt, wir sind gezwungen, uns von den streng wissenschaftlichen Daten der Anatomie und Physiologie und natürlich von unseren eigenen Vermutungen und unserem gesunden Menschenverstand leiten zu lassen. Schließlich ist es unsere Aufgabe, jedes Wetter unseres nicht gerade milden Klimas für Pferde so angenehm wie möglich zu gestalten.

Als angenehm für ein Pferd gilt eine Temperatur von +24 bis +5 ° C (natürlich ohne andere irritierende Faktoren). Bei diesem Temperaturregime muss das Pferd keine zusätzliche Energie zum Heizen aufwenden, vorausgesetzt, es ist gesund und in guter Verfassung und in anständigen Bedingungen.

Offensichtlich benötigt das Pferd bei Temperaturen unter -GS auf jeden Fall zusätzliche Wärmequellen, und oft kann ein solcher Bedarf angesichts der Feuchtigkeit, des Windes usw. sogar im Bereich "bequemer" Temperaturen auftreten.

Wie reagiert der Körper physiologisch auf Kälte?

Sofortige Antwort. Tritt als Reaktion auf eine plötzliche starke Änderung der Lufttemperatur auf. Das Pferd friert merklich ein, seine Haare stehen zu Berge (Piloerektion), Blut aus den Extremitäten fließt in die inneren Organe - Beine, Ohren, Nase werden kalt. Das Pferd steht mit eingezogenem Schweif und bewegt sich nicht, um Kraft zu sparen.

Anpassung. Dies ist die nächste Reaktion eines Pferdes, das einer weiteren ständigen Kälteeinwirkung ausgesetzt ist. Normalerweise dauert es 10 bis 21 Tage, bis sich ein Pferd an die Kälte gewöhnt hat. Beispielsweise findet sich ein Pferd, das bei einer Temperatur von +20°C gehalten wird, plötzlich in Bedingungen mit einer Temperatur von +5°C wieder. Es passt sich in 21 Tagen an neue Umgebungsbedingungen an. Bei einem weiteren Temperaturabfall von +5 auf -5 °C benötigt das Pferd bis zu 21 Tage zur Anpassung. Und so weiter, bis die Temperatur den unteren kritischen Punkt (LCR) von -15 ° C für ein erwachsenes Pferd oder 0 ° C für ein wachsendes Pferd erreicht. Beim Erreichen einer kritischen Temperatur beginnt der Körper des Pferdes in einem "Notfallmodus" zu arbeiten, nicht um zu leben, sondern um zu überleben, was zu einer ernsthaften und manchmal irreversiblen Erschöpfung seiner Ressourcen führen wird.

Sobald der NCR erreicht ist, beginnen belastende physiologische Veränderungen, und das Pferd braucht menschliches Eingreifen, um mit der Kälte fertig zu werden: Heizung, zusätzliche Ernährung.

Es ist klar, dass alle Daten bedingt sind und sich für jedes spezifische Pferd unterscheiden. Genaue Daten liegen der Wissenschaft aber noch nicht vor.

Physiologische Veränderungen bestehen darin, die Blutversorgung auf die inneren Organe zu "fokussieren", das Kreislaufsystem beginnt sozusagen in einem "kleinen Kreis" zu arbeiten. Es gibt eine Abnahme des Atem- und Herzrhythmus, um sich warm zu halten, was zu einer Inaktivität eines Pferdes im Winter führt. Das sichtbarste äußere Zeichen einer physiologischen Veränderung ist das Wachstum eines langen, dicken Fells.

Die Intensität des Foulings ist von Pferd zu Pferd unter den gleichen Bedingungen sehr unterschiedlich. Rasse, Gesundheit, Fettleibigkeit, Geschlecht, Typ sind von großer Bedeutung. Je „dickhäutiger“ das Pferd, je schwerer sein Typ, desto mehr wächst es. Wie von N. D. Alekseev (1992) festgestellt, haben die jakutischen Pferde im Vergleich zu Pferden anderer Rassen die dickste Haut (4,4 + 0,05 mm im Winter im Bereich der letzten Rippe). Zum Vergleich: Bei einem europäischen Warmblüter beträgt die Hautdicke an derselben Stelle etwa 3-3,6 mm. Es gibt Ausnahmen im Zusammenhang mit individuelle Eingenschaften Stoffwechsel. Das Temperament spielt eine Rolle: Aktive „dünnhäutige“ Hengste warmblütiger Rassen sind mit wenig oder gar keinem Überwuchs überwuchert. Zum Beispiel lebt Kao unter den gleichen Bedingungen wie unsere anderen Pferde, wächst aber überhaupt nicht - er läuft im Winter in Sommerwolle. Ponys, schwere Lastwagen, Traber werden in der Regel stärker, sie haben ausgeprägte „Bürsten“, der Haarwuchs vom Handgelenk bis zum Rand nimmt deutlich zu und ein nicht sehr attraktiver, geradezu priesterlicher Bart erscheint. Gleiches gilt für kranke und hungrige Pferde – der Körper versucht, das Fehlen einer wärmeisolierenden Fettschicht und Mangelernährung auszugleichen, indem er die letzten Reserven für den Haarwuchs aufwendet, obwohl hier alles streng individuell ist. Anhand der Felllänge eines Pferdes kann man seine Gesundheit, Pflege und Pflege immer genau beurteilen.

Im Allgemeinen scheint Fouling für jeden eine gemeinsame Sache zu sein ... Aber was kostet es ein Pferd? Ich werde es nicht besser sagen als mein Mann, also zitiere ich direkt: „Der Prozess des Foulings nimmt einen erheblichen Teil der physiologischen Kräfte in Anspruch. Probieren Sie mal aus, was es den Körper des Pferdes kostet aufzuziehen, zu halten, zu talgen usw. lange Haare. Schließlich war es nicht ihr Mann, der ihr einen Pelzmantel kaufte, sondern sie musste eine sehr große „Summe“ aus ihrem eigenen biologischen und physiologischen Vermögen entnehmen und für Wolle ausgeben, obwohl die biologische Ressource eines Pferdes ist nicht so toll. Die Natur hat für einen bestimmten Streifen (Norden, Westen, Zentrum Russlands) einen bestimmten "Erwärmungsstandard" festgelegt. Dieser Standard kann leicht berechnet werden, indem die Erwärmungsnormen von Wildtieren analysiert werden, die radikal in der natürlichen Umgebung einer bestimmten Region leben, indem die Länge des Fells, die Tiefe und Dichte der Unterwolle und die Körpertemperatur (normalerweise) gezählt und analysiert werden. dieser Tiere. Dies ist ein normales "natürliches" Programm, das den Anforderungen des Klimas und der Jahreszeit entspricht. Der Mann mischte sich nicht ein.

Durch natürliche Auslese hat sich dieser thermische Standard und der Standard der Dämmung über Zehntausende von Jahren entwickelt. Genau diese Menge an schützender Wolle, genau diese Dichte und Tiefe der Unterwolle, genau diese Körpertemperatur, wie sie von den wilden Naturbewohnern der Region präsentiert wird, ist die Norm, die das Überleben und möglicherweise einen gewissen Komfort sichert.

Das Pferd eignet sich hier nicht als "Trendsetter", eingeführt, fremd in diesen Streifen des Seins - egal welche Generation. Eine Art "verlorener exotischer Hund".

Aber für adaptive evolutionäre Veränderungen werden Jahrtausende benötigt!

Alles, was ein Pferd der russischen Kälte "präsentieren" kann, sind 2,5 - 3 cm Wolle. Keine Unterwolle.

Nachdem wir die Diskrepanz zwischen der Qualität der Pferdeisolierung und den örtlichen natürlichen Standards herausgefunden haben, können wir mit Zuversicht über das physiologische Leiden des Pferdes sprechen, über die körperliche und funktionelle Schädigung des Pferdes durch Kälte. Und dies, und nur dies, wird eine streng wissenschaftliche Betrachtungsweise sein. Das Argument, das auf der Analyse dessen basiert, was "in dieser Band getragen" wird, um zu überleben, ist unwiderlegbar und sehr ernst. Sogar zwei Stunden Winterspaziergang unter natürlichen Bedingungen Klimabedingungen Der Nordwesten ist leider entweder sehr unbequem für das Pferd oder geradezu gefährlich.“

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Ministerium für Sport und Tourismus der Republik Belarus

Bildungseinrichtung

"Belarussische Staatliche Universität für Körperkultur"

Tourismus Institut

Fachbereich Technologie in der Tourismuswirtschaft

KonTrollarbeit

im Fach "Physiologie"

auf derThemenbeim" Anpassung an die Einwirkung niedriger Temperatur"

Abgeschlossen von: Student im 2. Jahr von 421 Gruppen

Teilzeitausbildung

Fakultät für Tourismus und Gastgewerbe

Tsinjawskaja Anastasia Wiktorowna

Geprüft von: Bobr Vladimir Matveevich

Einführung
1. Anpassung an niedrige Temperatur
1.1 Physiologische Reaktionen auf körperliche Betätigung bei niedrigen Umgebungstemperaturen
1.2 Stoffwechselreaktionen
Fazit
Verzeichnis der verwendeten Literatur

Einführung

Der menschliche Körper wird von einem solchen Klimafaktor wie der Temperatur beeinflusst. Die Temperatur ist einer der wichtigen abiotischen Faktoren, die die physiologischen Funktionen aller lebenden Organismen beeinflussen. Die Temperatur hängt von der geografischen Breite, Höhe und Jahreszeit ab.

Wenn sich Temperaturfaktoren ändern, produziert der menschliche Körper spezifische Anpassungsreaktionen in Bezug auf jeden Faktor. Das heißt, es passt sich an.

Anpassung ist ein Anpassungsprozess, der sich während des Lebens einer Person bildet. Dank adaptiver Prozesse passt sich ein Mensch an ungewöhnliche Bedingungen oder ein neues Aktivitätsniveau an, d.h. erhöht den Widerstand seines Körpers gegen die Wirkung verschiedener Faktoren. Der menschliche Körper kann sich an hohe und niedrige Temperaturen, niedrigen Luftdruck oder sogar einige pathogene Faktoren anpassen.

Menschen, die in den nördlichen oder südlichen Breiten, in den Bergen oder in der Ebene, in den feuchten Tropen oder in der Wüste leben, unterscheiden sich in vielen Indikatoren der Homöostase. Daher können einige normale Indikatoren für einzelne Regionen der Welt abweichen.

1. Anpassung an niedrige Temperatur

Anpassung an Kälte - die schwierigste - ohne spezielles Training erreichbare und schnell verlorene Art der menschlichen Klimaanpassung. Dies erklärt sich aus der Tatsache, dass unsere Vorfahren nach modernen wissenschaftlichen Konzepten in einem warmen Klima lebten und viel besser daran angepasst waren, sich vor Überhitzung zu schützen. Die Abkühlung setzte relativ schnell ein und der Mensch hatte als Spezies "keine Zeit", sich an diesen Klimawandel auf dem größten Teil des Planeten anzupassen. Darüber hinaus begannen sich die Menschen an die Bedingungen niedriger Temperaturen anzupassen, hauptsächlich aufgrund sozialer und technologischer Faktoren - Wohnen, Herd, Kleidung. Unter extremen Bedingungen menschlicher Aktivität (einschließlich Kletterpraxis) werden jedoch die physiologischen Mechanismen der Thermoregulation - ihre "chemischen" und "physikalischen" Seiten lebenswichtig.

Die erste Reaktion des Körpers auf die Kälteeinwirkung besteht darin, den Wärmeverlust der Haut und der Atemwege (Atmung) aufgrund der Vasokonstriktion der Haut und der Lungenbläschen sowie durch die Reduzierung der Lungenventilation (Verringerung der Atemtiefe und -frequenz) zu reduzieren. Aufgrund von Veränderungen im Lumen der Hautgefäße kann der Blutfluss darin in einem sehr weiten Bereich variieren - von 20 ml bis 3 Liter pro Minute in der gesamten Hautmasse.

Vasokonstriktion führt zu einer Abnahme der Hauttemperatur, aber wenn diese Temperatur 6°C erreicht und eine Kälteverletzung droht, entwickelt sich der umgekehrte Mechanismus – reaktive Hyperämie der Haut. Bei starker Abkühlung kann es zu einer anhaltenden Vasokonstriktion in Form ihres Krampfes kommen. In diesem Fall erscheint ein Problemsignal - Schmerz.

Ein Absinken der Hauttemperatur der Hände auf 27 °C ist mit einem „Kältegefühl“ verbunden, bei einer Temperatur unter 20 °C „sehr kalt“, bei einer Temperatur unter 15 °C „unerträglich kalt“ .

Bei Kälteeinwirkung treten vasokonstruktive (vasokonstriktive) Reaktionen nicht nur an gekühlten Hautpartien, sondern auch in entfernten Körperregionen einschließlich innerer Organe auf („Reflexreaktion“). Reflexreaktionen sind besonders ausgeprägt, wenn die Füße gekühlt werden - Reaktionen der Nasenschleimhaut, der Atmungsorgane und der inneren Geschlechtsorgane. Die Vasokonstriktion bewirkt in diesem Fall eine Temperatursenkung der entsprechenden Körperbereiche und inneren Organe mit Aktivierung der mikrobiellen Flora. Es ist dieser Mechanismus, der den sogenannten "kalten" Krankheiten mit der Entwicklung von Entzündungen in den Atmungsorganen (Lungenentzündung, Bronchitis), Harnausscheidung (Pyelitis, Nephritis), Genitalbereich (Adnexitis, Prostatitis) usw. zugrunde liegt.

Die Mechanismen der physikalischen Thermoregulation sind die ersten, die in den Schutz der Konstanz des inneren Milieus einbezogen werden, wenn das Gleichgewicht von Wärmeerzeugung und Wärmeübertragung gestört ist. Wenn diese Reaktionen nicht ausreichen, um die Homöostase aufrechtzuerhalten, werden "chemische" Mechanismen aktiviert - der Muskeltonus steigt, Muskelzittern tritt auf, was zu einem erhöhten Sauerstoffverbrauch und einer erhöhten Wärmeproduktion führt. Gleichzeitig nimmt die Arbeit des Herzens zu, der Blutdruck steigt und die Geschwindigkeit des Blutflusses in den Muskeln nimmt zu. Es wurde berechnet, dass, um das Wärmegleichgewicht einer nackten Person bei noch kalter Luft aufrechtzuerhalten, die Wärmeproduktion um das Zweifache pro 10º Rückgang der Lufttemperatur erhöht werden muss, und bei starkem Wind sollte sich die Wärmeproduktion verdoppeln jede 5º Abnahme der Lufttemperatur. Bei einer warm gekleideten Person gleicht eine Verdopplung des Austauschwertes eine Abnahme der Außentemperatur um 25º aus.

Bei wiederholtem Kontakt mit Kälte, lokal und allgemein, entwickelt eine Person Schutzmechanismen, die darauf abzielen, die nachteiligen Auswirkungen einer Kälteeinwirkung zu verhindern. Während der Akklimatisierung an die Kälte nimmt die Resistenz gegen Erfrierungen zu (die Häufigkeit von Erfrierungen bei an Kälte gewöhnten Personen ist 6-7 mal geringer als bei nicht akklimatisierten Personen). In diesem Fall kommt es zunächst zu einer Verbesserung der vasomotorischen Mechanismen ("physikalische" Thermoregulation). Bei Personen, die längere Zeit Kälte ausgesetzt sind, wird eine erhöhte Aktivität der Prozesse der "chemischen" Thermoregulation festgestellt - des Hauptstoffwechsels; sie sind um 10 - 15 % gestiegen. Bei den Ureinwohnern des Nordens (z. B. den Eskimos) beträgt dieser Überschuss 15 - 30 % und ist genetisch fixiert.

In der Regel nimmt im Zusammenhang mit der Verbesserung der Thermoregulationsmechanismen bei der Eingewöhnung an die Kälte der Anteil der Skelettmuskulatur an der Aufrechterhaltung des Wärmehaushalts ab - die Intensität und Dauer der Muskelzitterzyklen werden weniger ausgeprägt. Berechnungen haben gezeigt, dass eine nackte Person aufgrund der physiologischen Anpassungsmechanismen an Kälte lange Zeit Lufttemperaturen von nicht weniger als 2 °C aushalten kann. Offensichtlich ist diese Lufttemperatur die Grenze der Kompensationsfähigkeit des Körpers, um den Wärmehaushalt auf einem stabilen Niveau zu halten.

Die Bedingungen, unter denen sich der menschliche Körper an Kälte anpasst, können unterschiedlich sein (z. B. Arbeiten in ungeheizten Räumen, Kühlschränken, im Winter im Freien). Gleichzeitig ist die Kälteeinwirkung nicht konstant, sondern wechselt mit dem für den menschlichen Körper normalen Temperaturregime. Die Anpassung unter solchen Bedingungen wird nicht klar zum Ausdruck gebracht. In den ersten Tagen, als Reaktion auf niedrige Temperaturen, steigt die Wärmeerzeugung unwirtschaftlich an, die Wärmeübertragung wird noch unzureichend begrenzt. Nach der Anpassung werden Wärmeerzeugungsprozesse intensiver und die Wärmeübertragung nimmt ab.

Ansonsten erfolgt eine Anpassung an die Lebensbedingungen in den nördlichen Breiten, wo eine Person nicht nur von niedrigen Temperaturen, sondern auch von dem für diese Breiten charakteristischen Beleuchtungsregime und der Sonneneinstrahlung beeinflusst wird.

Was passiert beim Abkühlen im menschlichen Körper?

Durch die Reizung der Kälterezeptoren verändern sich die Reflexreaktionen, die den Wärmeerhalt regulieren: Die Blutgefäße der Haut verengen sich, wodurch die Wärmeübertragung des Körpers um ein Drittel reduziert wird. Es ist wichtig, dass die Prozesse der Wärmeerzeugung und Wärmeübertragung ausgeglichen sind. Das Überwiegen der Wärmeübertragung gegenüber der Wärmeerzeugung führt zu einer Abnahme der Körpertemperatur und einer Verletzung der Körperfunktionen. Bei einer Körpertemperatur von 35 ° C wird eine psychische Störung beobachtet. Ein weiterer Temperaturabfall verlangsamt die Durchblutung, den Stoffwechsel und bei Temperaturen unter 25 ° C stoppt die Atmung.

Einer der Faktoren der Intensivierung von Energieprozessen ist der Fettstoffwechsel. Beispielsweise berücksichtigen Polarforscher, deren Stoffwechsel sich bei niedrigen Lufttemperaturen verlangsamt, die Notwendigkeit, die Energiekosten auszugleichen. Ihre Ernährung hat einen hohen Energiewert (Kaloriengehalt).

Bewohner der nördlichen Regionen haben einen intensiveren Stoffwechsel. Der Großteil ihrer Nahrung besteht aus Proteinen und Fetten. Daher wird in ihrem Blut der Gehalt an Fettsäuren erhöht und der Zuckerspiegel etwas gesenkt.

Menschen, die sich an das feuchte, kalte Klima und den Sauerstoffmangel des Nordens anpassen, haben auch einen erhöhten Gasaustausch, einen hohen Cholesterinspiegel im Blutserum und eine Mineralisierung der Knochen des Skeletts, eine dickere Schicht subkutanen Fetts (die als Wärmeisolator wirkt).

Allerdings sind nicht alle Menschen gleich anpassungsfähig. Insbesondere bei manchen Menschen unter den Bedingungen des Nordens können Abwehrmechanismen und adaptive Umstrukturierungen des Körpers zu einer Desadaption führen - eine ganze Reihe pathologischer Veränderungen, die als "Polarkrankheit" bezeichnet werden.

Einer der wichtigsten Faktoren, die die menschliche Anpassung an die Bedingungen des hohen Nordens gewährleisten, ist der Bedarf des Körpers an Ascorbinsäure (Vitamin C), die die Widerstandskraft des Körpers gegen verschiedene Infektionen erhöht.

Die Wärmeisolationshülle unseres Körpers umfasst die Hautoberfläche mit Unterhautfett sowie die darunter liegenden Muskeln. Wenn die Hauttemperatur unter das normale Niveau fällt, erhöhen die Verengung der Blutgefäße der Haut und die Kontraktion der Skelettmuskulatur die isolierenden Eigenschaften der Haut. Es wurde festgestellt, dass die Vasokonstriktion des passiven Muskels bis zu 85 % der gesamten Isolierkapazität des Körpers bei extrem niedrigen Temperaturen bereitstellt. Dieser Widerstandswert gegen Wärmeverlust ist 3-4 mal höher als die Isolierfähigkeit von Fett und Haut.

1.1 Physiologische Reaktionen auf körperliche Betätigung bei niedrigen Umgebungstemperaturen

metabolische Temperaturanpassung

Wenn der Muskel abkühlt, wird er schwächer. Das Nervensystem reagiert auf Muskelkühlung, indem es die Struktur der Beteiligung von Muskelfasern an der Arbeit verändert. Nach Ansicht einiger Experten führt diese Änderung in der Wahl der Fasern zu einer Verringerung der Effizienz der Muskelkontraktionen. Bei niedrigen Temperaturen nehmen sowohl die Geschwindigkeit als auch die Stärke der Muskelkontraktion ab. Der Versuch, eine Arbeit bei einer Muskeltemperatur von 25 °C mit der gleichen Geschwindigkeit und Produktivität auszuführen, mit der sie bei einer Muskeltemperatur von 35 °C durchgeführt wurde, führt zu einer schnellen Ermüdung. Daher müssen Sie entweder mehr Energie aufwenden oder die körperliche Aktivität langsamer ausführen.

Wenn Kleidung und bewegungsinduzierter Stoffwechsel ausreichen, um die Körpertemperatur in kalten Umgebungen aufrechtzuerhalten, nimmt die Muskelleistung nicht ab. Wenn jedoch Müdigkeit auftritt und die Muskelaktivität nachlässt, nimmt die Wärmeerzeugung allmählich ab.

1.2 Stoffwechselreaktionen

Längeres Training führt zu einer erhöhten Verwertung und Oxidation freier Fettsäuren. Der erhöhte Fettstoffwechsel ist hauptsächlich auf die Freisetzung von Katecholaminen (Adrenalin und Noradrenalin) in das Gefäßsystem zurückzuführen. Unter Bedingungen niedriger Umgebungstemperatur wird die Sekretion dieser Katecholamine deutlich erhöht, während die Spiegel an freien Fettsäuren viel weniger ansteigen als bei längerer körperlicher Betätigung bei höheren Umgebungstemperaturen. Eine niedrige Umgebungstemperatur verursacht eine Verengung der Blutgefäße in der Haut und im Unterhautgewebe. Wie Sie wissen, ist das Unterhautgewebe der Hauptspeicherort für Lipide (Fettgewebe), sodass eine Vasokonstriktion zu einer eingeschränkten Blutversorgung der Bereiche führt. Aus denen freie Fettsäuren mobilisiert werden, damit die Gehalte an freien Fettsäuren nicht so stark ansteigen.

Der Blutzucker spielt eine wichtige Rolle bei der Entwicklung der Toleranz gegenüber niedrigen Temperaturen sowie bei der Aufrechterhaltung der Ausdauer während des Trainings. Ladungen. Hypoglykämie (niedriger Blutzucker) zum Beispiel unterdrückt das Zittern und führt zu einem deutlichen Abfall der rektalen Temperatur.

Viele interessieren sich dafür, ob die Atemwege durch schnelles tiefes Einatmen kalter Luft geschädigt werden. Kalte Luft, die durch den Mund und die Luftröhre strömt, erwärmt sich schnell, auch wenn ihre Temperatur unter -25 °C liegt. Selbst bei dieser Temperatur erwärmt sich die Luft, nachdem sie etwa 5 cm entlang des Nasengangs geströmt ist, auf 15 ° C. Sehr kalte Luft, die in die Nase gelangt, wärmt sich genug auf und nähert sich dem Ausgang des Nasengangs; somit besteht keine Verletzungsgefahr für Rachen, Luftröhre oder Lunge.

Fazit

Die Bedingungen, unter denen sich der Körper an die Kälte anpassen muss, können unterschiedlich sein. Eine der möglichen Optionen für solche Bedingungen ist die Arbeit in Kühlhäusern. In diesem Fall wirkt die Kälte intermittierend. Im Zusammenhang mit dem beschleunigten Entwicklungstempo des hohen Nordens stellt sich die Frage der Anpassung des menschlichen Körpers an das Leben in den nördlichen Breiten, wo er nicht nur niedrigen Temperaturen, sondern auch Änderungen des Beleuchtungsregimes und des Strahlungsniveaus ausgesetzt ist aktuell relevant.

Anpassungsmechanismen ermöglichen es, Änderungen des Umweltfaktors nur innerhalb bestimmter Grenzen und für eine bestimmte Zeit zu kompensieren. Als Folge der Auswirkungen von Faktoren auf den Körper, die die Fähigkeiten von Anpassungsmechanismen übersteigen, entwickelt sich eine Fehlanpassung. Es führt zu Funktionsstörungen der Körpersysteme. Folglich geht eine Anpassungsreaktion in eine pathologische über - eine Krankheit. Ein Beispiel für Erkrankungen der Fehlanpassung sind Herz-Kreislauf-Erkrankungen bei nicht-einheimischen Bewohnern des Nordens.

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Abschluss der Dissertation zum Thema "Ökologie", Skuryatina, Yulia Vladimirovna

Literaturverzeichnis für Dissertationsforschung Kandidat der Biowissenschaften Skuryatina, Yulia Vladimirovna, 2001

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Einführung

Wenn sich Temperaturfaktoren ändern, produziert der menschliche Körper spezifische Anpassungsreaktionen in Bezug auf jeden Faktor. Das heißt, es passt sich an.

Menschen, die in den nördlichen oder südlichen Breiten, in den Bergen oder in der Ebene, in den feuchten Tropen oder in der Wüste leben, unterscheiden sich in vielen Indikatoren der Homöostase. Daher können einige normale Indikatoren für einzelne Regionen der Welt abweichen.

1. Anpassung an niedrige Temperatur

Ein Absinken der Hauttemperatur der Hände auf 27 °C ist mit einem „Kältegefühl“ verbunden, bei einer Temperatur unter 20 °C „sehr kalt“, bei einer Temperatur unter 15 °C „unerträglich kalt“ .

Ansonsten erfolgt eine Anpassung an die Lebensbedingungen in den nördlichen Breiten, wo eine Person nicht nur von niedrigen Temperaturen, sondern auch von dem für diese Breiten charakteristischen Beleuchtungsregime und der Sonneneinstrahlung beeinflusst wird.

Was passiert beim Abkühlen im menschlichen Körper?

Bewohner der nördlichen Regionen haben einen intensiveren Stoffwechsel. Der Großteil ihrer Nahrung besteht aus Proteinen und Fetten. Daher wird in ihrem Blut der Gehalt an Fettsäuren erhöht und der Zuckerspiegel etwas gesenkt.

Menschen, die sich an das feuchte, kalte Klima und den Sauerstoffmangel des Nordens anpassen, haben auch einen erhöhten Gasaustausch, einen hohen Cholesterinspiegel im Blutserum und eine Mineralisierung der Knochen des Skeletts, eine dickere Schicht subkutanen Fetts (die als Wärmeisolator wirkt).

Einer der wichtigsten Faktoren, die die menschliche Anpassung an die Bedingungen des hohen Nordens gewährleisten, ist der Bedarf des Körpers an Ascorbinsäure (Vitamin C), die die Widerstandskraft des Körpers gegen verschiedene Infektionen erhöht.

1.1 Physiologische Reaktionen auf körperliche Betätigung bei niedrigen Umgebungstemperaturen

metabolische Temperaturanpassung

Wenn Kleidung und bewegungsinduzierter Stoffwechsel ausreichen, um die Körpertemperatur in kalten Umgebungen aufrechtzuerhalten, nimmt die Muskelleistung nicht ab. Wenn jedoch Müdigkeit auftritt und die Muskelaktivität nachlässt, nimmt die Wärmeerzeugung allmählich ab.

1.2 Stoffwechselreaktionen

Fazit

Verzeichnis der verwendeten Literatur

1. Azhaev A.N., Berzin I.A., Deeva S.A., "Physiologische und hygienische Aspekte niedriger Temperaturen auf den menschlichen Körper", 2008

2. http://bibliofond.ru/view.aspx?id=459098#1

3. http://fiziologija.vse-zabolevaniya.ru/fiziologija-processov-adaptacii/ponjatie-adaptacii.html

4. http://human-physiology.ru/adaptaciya-ee-vidy-i-periody

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