Заплывы в ледяной воде, окунание в проруби привлекают пристальное внимание как любителей экстремальных видов спорта, так и простых людей. За последние несколько лет число желающих заниматься холодовым закаливанием увеличилось. Массовое увлечение зимним плаванием по праву можно считать уникальным социальным феноменом, оно привлекает разные слои населения, независимо от возраста и социального положения. В разных городах России и странах Европы проходят не только спортивные мероприятия, но и фестивали зимнего плавания. Так, в январе 2017 г. такой фестиваль прошел в Подольске, а в марте 2016 г. — международный чемпионат в Тюмени. Цель подобных мероприятий — вовлечь в зимнее купание и приобщить к здоровому образу жизни как можно больше людей. Поэтому важно обосновать пользу занятия зимним плаванием и показать как положительные эффекты, так и возможные риски для здоровья человека. Следовательно, холод можно рассматривать в качестве ресурса, источника благ и возможностей для человека, а не как источник угроз его жизнедеятельности. Существует мнение, что температура является одной из критических переменных для здоровья и болезней человека [1]. У нас уже был опыт создания адаптационной модели при воздействии низких температур, которая формирует безопасную жизнедеятельность человека в холодных регионах России, что снижает риски от природных, техногенных и социальных факторов [2]. Тем не менее необходимо продолжать разбираться в том, какова цена акватермальных холодовых воздействий на организм. Мы полагаем, что процессам терморегуляции организма отводится особая роль в обеспечении здоровья и уровня качества жизни, хотя исследователи этой теме уделяют незначительное внимание. Некоторые авторы полагают, что система терморегуляции тесно связана не только с физиологическими реакциями организма [3], но и через симпатическую часть нервной системы с психическими процессами и поведенческими реакциями [4–6].

В связи с этим возникают вопросы: как долго человек может находиться в холодной воде и какая последует реакция со стороны регуляторных систем организма? А также в каких случаях холодовое акватермальное воздействие может приводить к положительному стрессу, а в каких — к дистрессу (состоянию, связанному с выраженными негативными эмоциями и ухудшающему протекание психофизиологических процессов) на разных уровнях системы жизнеобеспечения.

1. Определить динамику изменений психофизиологических параметров участников марафонской дистанции при установлении мирового рекорда в 101,4 км в ледяной воде.

2. Оценить развитие стресс-реакции на разных уровнях системы жизнеобеспечения.

Проведено наблюдательное одноцентровое неконтролируемое одномоментное исследование. Группу исследования составляли одни и те же испытуемые (8 женщин и 14 мужчин), у которых оценивали динамику психофизиологического состояния до начала марафона (первый замер), в дистанции — 91 км через 36 ч (второй замер) и после окончания марафона 101,4 км (третий замер). После каждого замера посещалась баня в течение 5–7 мин (t=112,5 °С).

В исследование были включены условно здоровые люди (члены клуба «АквАйспорт», Тюмень), занимающиеся зимним плаванием от 4 до 12 лет и ведущие обычный образ жизни, у которых в течение последних 2 мес не отмечалось явлений острых воспалительных заболеваний. Каждый участник подписал добровольное согласие на участие в научном исследовании. Критериями исключения явились стаж зимнего плавания менее 4 лет и более 12 лет, наличие признаков простудных заболеваний и обострение хронических патологий.

Исследование одномоментное, проводилось с 28 по 30 марта 2014 г., каждый участник совершил 16–27 заплывов, проплывая во время одного заплыва 100 или 200 м, в течение 40 ч 33 мин. Была преодолена дистанция в 101,4 км (установлен мировой рекорд). Продолжительность марафона — 40 ч 33 мин. Время однократного пребывания каждого участника в ледяной воде при температуре 2–4 °С составило 2,5–5 мин, после заплыва на 5–7-й минуте посещалась баня, температура которой составляла около 112,5 °С. Общее количество заплывов — 719.

Последовательность выполнения медицинского вмешательства:

1) в передвижной лаборатории кровь забирали из локтевой вены в вакутейнер с гепарином;

2) кровь перевозили в медицинском термоконтейнере в стационарную лабораторию;

3) кровь подвергали центрифугированию в горизонтальном роторе при 400 g;

4) в замороженном состоянии кровь хранили 10 дней и после этого с помощью иммуноферментного анализа (ИФА) проводили оценку лабораторных показателей.

Были исследованы динамика активности вегетативной нервной системы (ВНС), эмоциональных состояний, а также концентрация кортизола и серотонина в сыворотке крови до, в процессе и после окончания марафонского заплыва.

Для исследования были подобраны методы, позволяющие проследить динамику активности ВНС, которую оценивали по вегетативному индексу Кердо (ВИК) по формуле: ВИК=(1–АДД/ЧСС)×100, где АДД — артериальное диастолическое давление, ЧСС — частота сердечных сокращений. Значение ВИК, равное 0, расценивается как вегетативное равновесие, а от –15,0 до 15,0 — уравновешенность симпатических и парасимпатических влияний ВНС. Значение ВИК от 16,0 до 30,0 свидетельствует о симпатикотонии, а ≥31,0 — о выраженной симпатикотонии, что характеризует активацию симпатического отдела ВНС и катаболическую направленность обменных процессов. Значение ВИК от –16,0 до –30,0 свидетельствует о парасимпатикотонии, а ≤–30,0 — о выраженной парасимпатикотонии, т. е. наблюдается нарушение равновесия обменных процессов по анаболическому варианту метаболизма.

Аффективную сферу психических процессов высшей нервной деятельности анализировали по методике Н.П. Фетискина «Визуально-ассоциативная самооценка эмоциональных состояний», которая является индикатором эмоциональных состояний. Расчет производили в процентном отношении частоты выбора [7].

Молекулярную общность функционирования эндокринной системы оценивали по уровню содержания кортизола и серотонина. Оценку производили с помощью ИФА с использованием универсального фотометра Anthos Reader Zenyth 200 rt (Великобритания). Для гормона кортизол был использован реагент фирмы «Алкор-Био» (Россия), для гормона серотонин — реагент фирмы «IBL International» (Германия). Референтные значения для полученных результатов: кортизол 150–660 нмоль/л; серотонин 40–400 нг/мл.

Экспертным советом по этике ФГБУН «Федеральный исследовательский центр “Тюменский научный центр”» Сибирского отделения РАН от 15.03.14 (протокол № 1) было одобрено проведение исследования во время установления рекорда в холодной воде.

Изучаемые качественные и количественные признаки подвергали статистической обработке с использованием интегрированного пакета программного обеспечения IBM SPSS Statistics 21. Для выбора вида критериев анализа изучали характер распределения исследуемых признаков. При нормальном (гауссово) распределении использовали следующие статистические параметры: среднее значение (среднее арифметическое значение, медиана, мода), дисперсия и ее производное (среднее квадратическое отклонение), которые служили дополнительными критериями, характеризующими распределение изучаемых признаков. Проводили сравнение достоверности различий или сходства между статистическими характеристиками, полученными при исследовании сравниваемых выборок (по критерию Стъюдента). Значение коэффициента достоверности различий (р<0,05) в исследовании считалось достаточным для признания разницы значений сравниваемых величин статистически значимой. Нормальность распределения данных определяли по методу Шапиро–Уилка. Корреляционный анализ производили с помощью коэффициента корреляций рангов Пирсона.

Обследованы 22 человека — участники марафонской дистанции из клуба «АквАйспорт» (Тюмень), которые установили мировой рекорд и были записаны в «Книгу рекордов России» и «Книгу рекордов Европы». Средний возраст участников составил 44,02±2,4 года.

У участников марафона на старте (1-й замер) отмечены три ярко выраженных эмоциональных состояния: «радостное» (41,6%), «светлое, приятное» (25,0%) и «спокойное» (16,6%), что свидетельствует о положительных эмоциях и настрое на предстоящий марафон (см. таблицу).

К моменту преодоления дистанции в 91 км эмоциональное состояние изменилось: «светлое, приятное» снизилось до 8,3% (р<0,05), а «спокойное» (умение сохранять ясность ума и трезвость рассудка при любых внешних обстоятельствах) резко возросло до 91,66% (р<0,001), что в 5,52 раза превысило показания в начале марафона. После завершения дистанции у участников марафона «радостное» состояние восстановилось до исходного уровня (до старта), «спокойное» снизилось (р<0,05). При этом на 33,0% выросло состояние «безразличие» (р<0,001), что можно понять как реакцию психической диссоциации (механизм психологической защиты) на длительное перенапряжение из-за физических и психических нагрузок.

Баланс симпатического и парасимпатического отделов ВНС у участников марафона на старте зафиксирован в диапазоне от –6,86 до 7,87, на отметке в 91 км в диапазоне от –10,15 до 6,09. Эти показатели свидетельствуют о сбалансированности функционирования ВНС. После окончания марафона ВИК возрос, что свидетельствует о симпатикотонии — преобладании активности симпатического отдела, что характеризует катаболическую направленность обменных процессов в организме (рис. 1).

При оценке эндокринных маркеров стресс-реакций организма установлено снижение концентрации кортизола в сыворотке крови на отметке в 91 км и финише (101,4 км) до 88,88±16,02 нмоль/л (р=0,0043) по сравнению с замерами у участников на старте (205,0±32,29 нмоль/л) и референтными значениями (рис. 2).

Не наблюдались.

Исследование показало, что участники марафона (люди, не имеющие отношения к спортивным достижениям, но длительное время занимающиеся холодовым акватермальным закаливанием) смогли, с одной стороны, не только преодолеть нагрузки разного плана (температурные, физические, психологические), но и установить мировой рекорд. С другой стороны, для установления мирового рекорда каждому участнику необходимо осознавать, что те риски, с которыми он может столкнуться, вероятнее всего, могут привести к ухудшению состояния здоровья.

Известно, что у спортсменов во время тренировочных и соревновательных нагрузок усиливается симпатико-адреналовая и гипофизарно-адренокортикальная активность, при этом центральное место отводится кортизолу в обеспечении мобилизации как энергетического, так и пластического резерва организма. При этом в реакции системы гипоталамус–гипофиз–надпочечники на действие физических нагрузок отмечаются разнонаправленные изменения содержания гормонов [8]. В данном исследовании обнаруженное снижение сывороточного кортизола у участников марафона уже при втором замере, скорее всего, представляет собой адаптивную реакцию, предотвращающую чрезмерное истощение ресурсов организма. При этом к концу марафона отмечена тенденция к увеличению уровня серотонина, несмотря на то что на психологическом уровне эмоциональное состояние «радость» на финише отсутствует.

При исследовании взаимосвязи изученных гормонов с функциональной активностью ВНС обнаружено, что после марафона (третий замер) между гормонами и ВИК имеются корреляционные связи: кортизол/ВИК (r=0,758; р=0,029); серотонин/ВИК (r=–0,804; р=0,016). По-видимому, это свидетельствует о наличии стресс-реакции организма, приближенной к фазе истощения по Селье. В данном случае стресс был выраженным со стороны эмоциональной сферы. После преодоления марафонской дистанции и установления мирового рекорда преобладало состояние: «спокойствие», «светлое, приятное», а также «безразличие».

Трудность исследования заключалась в том, что участники марафона, испытывая усталость после заплывов, вовремя не приходили на забор крови и психологическое тестирование, которые по плану были установлены от 15 до 30 мин. Задержка в некоторых случаях составляла примерно 20 мин. Данный факт мог привести к смещению полученных результатов. Также выборка участников марафонской дистанции не может быть экстраполирована на любителей зимнего плавания, так как установление рекорда — это достаточно редкое явление, и люди, желающие в этом участвовать, имеют определенный настрой и особую мотивацию.

Таким образом, проведенное исследование свидетельствует о том, что та «цена», которую «платит» организм (затраты пластических веществ, энергии и других ресурсов), может быть высокой, что в свою очередь ведет к истощению организма и снижению способности человека эффективно функционировать. Данное исследование показывает всего лишь некоторые изменения в системе жизнеобеспечения участников марафона. Для полного представления о механизмах длительного акватермального воздействия на висцеральные системы и обменные процессы организма требуются дальнейшие междисциплинарные исследования.

Источник финансирования. Исследование проведено при поддержке ФГБУН «Федеральный исследовательский центр “Тюменский научный центр”» Сибирского отделения РАН.

Работа выполнена по госзаданию, согласно Плану НИР ТюмНЦ СО РАН на 2018–2020 гг., протокол № 2 от 08.12.17 (Приоритетное направление IX.133. Программа IX.133.1. Проект: IX.133.1.4. Криобиологические процессы на суше и в прибрежной части Карского моря в условиях повышения среднегодовых температур).

Конфликт интересов. Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов, связанных с публикацией настоящей статьи.

Благодарности. Научная группа благодарит Салмина Алексея Павловича — Председателя Тюменской областной общественной организации «Федерация закаливания и спортивного зимнего плавания» за оказанную помощь в организации данного исследования.

Участие авторов: концепция и дизайн исследования — С.П., Ю.С.; сбор и обработка материала — С.П., Т.Ф., Е.Д.; статистическая обработка — С.П., Т.Ф.; написание текста — Т.Ф.; редактирование — Е.Д., Ю.С.

Сведения об авторах

*Фишер Татьяна Александровна, к.б.н. [Tatiana A. Fisher]; адрес: Россия, 625026, Тюмень, ул. Малыгина, 86 [address: 86 Malygina str., 625026 Tyumen, Russia]; https://orcid.org/0000-0001-9614-9907; eLibrary SPIN: 8921-7839; e-mail: fitan72@mail.ru

Петров Сергей Анатольевич, д.м.н., профессор [Sergey А. Petrov, MD, PhD, Professor]; https://orcid.org/0000-0002-1566-2299; eLibrary SPIN: 8382-8583; e-mail: tumiki@mail.ru

Доценко Евгений Леонидович, д.псих.н., профессор [Evgeny L. Dotsenko, MD, PhD, Professor]; https://orcid.org/0000-0001-9651-0555; eLibrary SPIN: 8681-0006; e-mail: dotsenko_e@bk.ru

Суховей Юрий Геннадьевич, д.м.н., профессор [Yuri G. Suhovei, MD, PhD, Professor]; https://orcid.org/0000-0002-0693-1311; e-mail: i_yura62@mail.ru