Проблема адаптации человека к охлаждению и выхода из этого состояния представляют собой большую научную и практическую задачу. Спортсмен имеет свой индивидуальный неповторимый генетический портрет, что отражается и на характере адаптации его организма к физической нагрузке в процессе тренировки [45, 26, 58, 61].
Адаптация к холоду – это приспособительная реакция организма человека к холодовой нагрузке, проявляющаяся в физиологическом сдвиге всех систем организма в условиях воздействия низких температур окружающей среды, зависящаяся от систематических интенсивных тренировок в условиях холода, сопровождающаяся сохранением и повышением работоспособности и термофизической устойчивости, в результате которых организм вырабатывает иммунитет. В основе адаптации к холоду лежат степени термофизической устойчивости (ТФУ). При воздействии низких температур может возникнуть состояние гипотермии, которое характеризуется падением температуры тела ниже допустимых физиологических границ (ниже +36С), а при воздействии высоких температур – состояние гипертермии, при котором температура тела повышается (выше +37С). Температура различных частей тела не одинакова, поэтому принято условно различать в нем две половины: наружную оболочку и внутреннюю – ядро. Ядро включает в себя мозг и органы, расположенные в грудной, брюшной полостях и малом тазу [32].
В зависимости от степени воздействия холода выделяются два уровня холодовой акклиматизации всего организма: 1. Длительная холодовая акклиматизация; 2. Легкая холодовая акклиматизация.
Длительная холодовая акклиматизация изменяет активность нескольких белков в организме. Холодовой стресс изменяет липидный состав клеточных мембран, подавляет скорость синтеза белка и пролиферации клеток.
Легкая холодовая акклиматизация повышает активность коричневой жировой ткани и вызывает термогенез у человека.
Существует 4 типа холодовой адаптации: 1. Метаболическая; 2. Изоляционная; 3. Гипотермическая; 4. Изоляционная гипотермическая.
Томми Мякинен ограничивается метаболической и изоляционной адаптацией, означающей «привыкание», то есть притупленное дрожание и сосудосуживающая реакция [86].
Гипотермическую адаптацию можно рассматривать как повышенную толерантность к холоду без соответствующих физиологических изменений.
Различные типы холодовых адаптационных реакций зависят от степени охлаждения всего тела, и метаболическая адаптация происходит, когда она может компенсировать повышенные потери тепла. Если этого не происходит, то преобладают изоляционные механизмы, но существуют значительные межиндивидуальные различия в реакции на холод, при которых повышенный метаболизм имеет тенденцию доминировать у худых субъектов и изолирующие реакции у тучных субъектов.
Генетический компонент может повлиять на не дрожащий термогенез. Генетический состав и образ жизни влияют на существование и выработку тепла коричневой жировой тканью. Рядом с коричневой жировой тканью есть другие ткани – скелетные мышцы, которые могут способствовать не дрожащему термогенезу [28].
При накоплении белого жира отношение потерь тепла пропорционально объему и площади поверхности, поэтому более крупные люди теряют тепло более медленно по мере увеличения отношения объема к площади поверхности. Жир является изолятором и замедляет потерю тепла, но он не выделяет тепла. При длительном воздействии холода в организме развивается бурая жировая ткань. Такая ткань хорошо развита у новорожденных, находится в районе шеи, почек, вдоль верхней части спины, на плечах. Активна бурая жировая ткань не постоянна, а только при низкой температуре окружающей среды. Бурый жир сжигает накопленную энергию с высокой скоростью, чтобы выполнить очень важную работу по выработке тепла, но без дрожания. При повышении температуры окружающей среды она перестаёт активно работать и постепенно исчезает. Во время воздействия холода на организм человека можно увеличить температуру дрожащим и не дрожащим термогенезом, сведя к минимуму потери тепла с помощью вазоконстрикции. Основная ответственная ткань за не дрожащий термогенез (объём клеток в крови) является коричневая жировая ткань. Она производит тепло через разобщающий белок, который расцепляет дыхательную цепь от производства АТФ, тем самым высвобождая энергию как тепло. Образ жизни, который включает в себя частое воздействие холода приводит к акклиматизации и лучшему обеспечению терморегуляторного аппарата для борьбы с простудой. Легкая холодовая акклиматизация у людей увеличивает не дрожащий термогенез и активность бурой жировой ткани. Тем не менее, последствия образа жизни с частыми воздействия экстремальных холодных условий по этим параметрам неизвестно [28].
Эффективным средством поддержания теплового равновесия организма в холодной воде по сравнению с вазомоторными реакциями считается химическая терморегуляция, реализуемая с помощью различных источников термообразования: несократительного термогенеза, терморегуляционного мышечного тонуса, дрожи и физической работы.
Терморегуляция – это поддержание температуры тела на относительно постоянном уровне, не зависящем от окружающей среды.
Длительные по времени физические тренировки человека по плаванию в холодной воде позволяют человеку выработать интегрирующий механизм, обеспечивающий оптимальный режим теплопродукции и теплоотдачи на фоне поддержания достаточного уровня мышечной силы и кислородного баланса. Поэтому такой механизм назван «термофизической устойчивостью (ТФУ)». Уровень тренированности термофизической устойчивости (индивидуальный исходный порог) связан с генетическим механизмом.
Наличие резервных возможностей организма позволяет в некоторых случаях человеку переносить холод без отрицательных последствий и при сохранении высокой работоспособности воздействие таких величин экстремальных факторов, которые значительно превышают принятые, предельно допустимые уровни. Использование резервных возможностей основано на согласованных реакциях отдельных органов и систем, которые комплексно обеспечивают оптимальное функционирование всего организма. Материальными носителями физиологических резервов являются механизмы поддержания гомеостаза, переработки информации и координации вегетативных и двигательных актов. Исполнителями являются соответствующие органы и функциональные системы человека. В экстремальных условиях диапазон физиологических резервов снижается, поэтому основной задачей является их повышение. Оно может достигаться общим закаливание организма, общей и специально направленной физической подготовкой, различными тренировками, способствующим адаптации к неблагоприятным факторам, использование фармакологических средств и адаптогенов. При этом тренировки восстанавливают и закрепляют физиологические резервы организма и ведут к их расширению. Израсходованные ресурсы организма восстанавливаются в результате тренировки не только до исходного уровня, но с некоторым избытком (феномен избыточной компенсации) [32].
Система подготовки человека к нахождению в холодной воде включает в себя: 1. Выработку адаптационно-приспособительных механизмов, умение терпеть холод; 2. Совершенствование функциональной активности мышечной, сердечно-сосудистой и других систем для работы в условиях холода; 3. Выработку психологической устойчивости к воздействию холода.
При прогнозе мобилизационной готовности на примере марафонцев отрабатываются критерии эмоционально-волевой устойчивости к стрессовым ситуациям, определяют уровень и способы повышения адаптационных способностей организма и психики, адекватность в мобилизации сил. Эмоционально-волевая сфера оценивается прежде всего со стороны ее функциональной способности к обеспечению активности, самоконтроля, саморегуляции и самообладания в условиях воздействия низких температур.
Восстановление. Многие новички сосредотачиваются на плавании и могут не знать о восстановлении, которое следует за плаванием в холодной воде, а оно во много раз труднее, чем само плавание. Спортсмены стремятся к высшим личным достижениям, но важно понимать, что это опасно и требует глубочайшего изучения. Президент международной ассоциации ледяного плавания (IISA) Рем Баркай – «Лед всегда напоминает мне, что в воде лед всегда побеждает, так что я должен внимательно слушать то, что он считает нужным сказать мне и сотрудничать с ним».
Защита человека от холода может быть активной и пассивной. Пассивное внешнее согревание, обеспечиваемое одеждой и другими средствами, означает защиту от переохлаждения включением в действие естественных механизмов теплопродукции. Активное внешнее согревание предусматривает применение различных источников подачи тепла. Защита человека от холода с помощью обогрева может достигаться или локальным подведением тепла (к участкам тела с повышенной теплопотерей), или ко всей поверхности тела, что создает вокруг него тепловой барьер.