VI.2.3. Водно-солевой баланс

Одним из самых тяжелых последствий усиленного потоотделе­ния во время мышечной работы, выполняемой в условиях повышен­ных температуры и влажности воздуха, является нарушение водно-солевого баланса организма. Оно заключается в быстрой потере воды телом, т. е. в развитии острой дегидратации (обезво­живания), а также в изменении содержания в водных простран­ствах тела ряда электролитов (солей).

Дегидратация может быть вызвана разными причинами: пре­быванием в условиях повышенной температуры внешней среды (термическая дегидратация), продолжительной и интенсив­ной мышечной работой (рабочая дегидратация) и комбинацией этих двух условий, т. е. интенсивной мышечной работой при повы­шенной температуре (терморабочая дегидратация). Разные формы дегидратации вызывают неодинаковые изменения в функ­циях разных тканей и систем организма.

При рабочей дегидратации особенно заметно снижение физической работоспособности. Значительная рабочая дегидратация развивается лишь при длительных (более 30 мин) и достаточно интенсивных упражнениях (субмаксимальной аэробной мощности), особенно если они выполняются в условиях повышенных температуры и влажности воздуха. При тяжелой, но кратковременной работе даже в условиях повышенных температуры и влажности воздуха сколько-нибудь значительная дегидратация не успевает развиться. Поддержание температуры тела в допустимых пределах для организма важнее, чем сохранение воды. При продолжительной тяжелой работе, сопровождающейся сильным потоотделением, может возникать большой дефицит воды в теле. Например, мара­фонцы могут терять во время соревнований в жарких условиях до 6 л воды с потом. Даже при некотором восполнении потерь воды приемом жидкостей па дистанции вес тела у марафонцев снижается в среднем на 5%, а в предельных случаях — на 8% с потерей 13—14% общего количества воды. Общие потери воды в резуль-тате мышечной работы можно легко оценить, сравнив вес тела до и после работы (с учетом выпитой в этот промежуток воды).

Человек, потерявший большое количество воды, неустойчив к жаре, его работоспособность снижается. Даже уменьшение веса тела на 1—2% из-за потери воды снижает физическую работоспо­собность, особенно у нетренированного человека. В условиях де­гидратации организм хуже регулирует температуру тела, так что при одинаковой нагрузке температура тела у обез­воженных людей (потеря 3—4% веса тела) выше, чем у нормаль­но гидратированных. Чем выше степень дегидратации, тем больше температура тела во время работы. При дегидратации с потерей 3% веса тела уменьшается активность потовых желез.

Одним из наиболее важных отрицательных последствий де­гидратации является уменьшение объема плазмы крови. При рабочей дегидратации с потерей 4% веса тела объем плазмы уменьшается на 16—18%. Соответственно уменьшается объем циркулирующей крови, что приводит к снижению венозного возврата и как следствие — к падению систолического объема. Для компенсации последнего повышается ЧСС.

Другим следствием уменьшения объема плазмы крови является гемоконцентрация с повышением показателя гематокрита и вязкости крови, что увели­чивает нагрузку на сердце и может снижать его производи­тельность.

Одним из тяжелых послед­ствий большой потери воды те­лом является уменьшение объема межклеточной (тканевой) и внутри­клеточной жидкостей. В клетках с пониженным со­держанием воды и измененным равновесием электролитов на­рушается нормальная жизне­деятельность. Это, в частности, относится к скелетным и сер­дечной мышцам, сократитель­ная способность которых в условиях дегидратации может значительно снижаться.

Физиологические механиз­мы, контролирующие поддержание нормального водно-солевого баланса во всем теле и его водных пространствах, многообразны. Уменьшение содержания воды в плазме повышает в ней концентра­цию электролитов и других веществ, что ведет к повышению осмотического давления плазмы. В процессе работы осмолярность плазмы крови непрерывно повышается также вследствие выхода в кровь низкомолекулярных метаболических продуктов и ионов калия из активных мышечных клеток. В результате часть жидкости перемещается из межклеточных (тканевых) пространств в сосуды, восполняя илазмопотери. Благодаря этому удается вос­станавливать объем плазмы и поддерживать его на относительно постоянном уровне после периода снижения в начале работы. По мере развития термической дегидратации (в отличие от рабочей) объем плазмы непрерывно уменьшается.

При высокой внешней температуре в результате усиления кожного кровотока происходит интенсивная фильтрация жидкости из кожных капилляров во внесосудистые (тканевые) пространства кожи. Это ведет к интенсивному вымыванию белка, которого в этих пространствах относительно много, в лимфоток и оттуда в крове­носную систему. Переход белка в кровь увеличивает ее онкотическое давление, что вызывает усиление адсорбции воды в крове­носные капилляры из межклеточных (внесосудистых) водных пространств, помогая таким образом поддерживать объем цирку­лирующей плазмы (крови). Вымывание белка из кожных тканевых пространств в кровь автоматически компенсирует усиленную потерю воды плазмой крови, вызванную интенсивным потоиспарением.

Во время выполнения мышечной работы уменьшается почечный кровоток, причем тем больше, чем выше интен­сивность работы и в некоторых пределах чем выше темпе­ратура и влажность воздуха. Параллельно, хотя и в меньшей степени, падает скорость фильтрации воды в почечных клубочках, т. е. снижается скорость образования мочи. Уменьшение почечного кровотока и скорости мочеобразования при работе в жарких условиях усиливает задержку воды почками (антидиурез). Одним из механизмов такой задержки является повышенное вы­деление из гипофиза антидиуретического гормона (АДГ) в ответ на снижение объема плазмы (дегидратацию) и увеличение ее осмо-лярности.

Важным дополнительным источником потоотделения во время мышечной работы служит вода, связанная с гликогеном — «эндо­генная» вода, которая освобождается при расщеплении гликогена с каждым граммом гликогена связано 2,7 г воды. Таким образом, гликогенолиз является не только источником энергии для сокра­щающихся мышц, но и дополнительным источником воды для ра­ботающего организма.

Главную роль в восполнении потерь воды в результате усилен­ного потоотделения при продолжительной напряженной мышечной работе (особенно в жарких условиях) играет прием жидкостей— питье воды или водных растворов во время и после работы.

При потере воды с потом организм теряет и некоторые мине­ральные вещества (соли). По сравнению с другими жид­костями пот является сильно разбавленным водным раствором. Концентрация в нем ионов натрия и хлора составляет примерно 1/3 их концентрации в плазме и 1/5 в мышцах. Таким образом, пот — это гипотонический раствор по сравнению с плазмой крови. Ионная концентрация йота сильно варьирует у разных людей и очень за­висит от скорости потоотделения и состояния тепловой акклима­тизации.

С увеличением скорости потообразования концентрация ионов натрия и хлора в ноте увеличивается, концентрация ионов каль­ция уменьшается, а ионов калия и магния не изменяется. Следо­вательно, при длительной напряженной работе (например, во время марафонского бега) спортсмен теряет с потом главным образом ионы натрия и хлора, т. е. те ионы, которые находятся в основном в жидкости внеклеточных пространств — плазме и тканевой жид­кости. Это главные электролиты, которые больше других опреде­ляют осмотическое давление плазмы и тканевых жидкостей, а зна­чит, объем внеклеточной жидкости в теле. Потери ионов калия и магния, связанных с внутриклеточным водным пространством, зна­чительно меньше.

Следует, однако, иметь в виду, что с потом уходит относительно больше воды, чем электролитов (солей). Поэтому при общем сни­жении содержания электролитов их концентрация в жидкостях тела повышается. Следовательно, во время продолжительного сильного потоотделения потребность организма в замещении воды больше, чем в немедленном восстановлении электролитов.

Потери электролитов с мочой во время мышечной работы обыч­но очень незначительны, так как образование мочи в этот период уменьшено, а реабсорбция натрия в почечных канальцах усилена, что обеспечивает задержку экскреции ионов натрия мочой. Важную роль в этом процессе играет повышение активности ренина и концентрации альдостерона в плазме крови. Недостаточное кровоснабжение почек при работе в жарких условиях мо­жет усиливать эти механизмы за­держки натрия в организме. Такая задержка способствует сохранению водного баланса организма, так как объем плазмы и остальной внекле­точной жидкости пропорционален содержанию в них ионов натрия.

Почечная вазоконстрикция и по­вышенная температура тела при ра­боте в жарких условиях вызывают усиление проницаемости почечных клубочков, в результате чего в моче может появиться белок (рабочая протеинурия).