Содержание к диссертации
Введение
2. Обзор литературы 12
2.1. Адаптация сердечной деятельности спортсменов к физической нагрузке 12
2.2. Роль сердечно-сосудистой и дыхательной систем в кислородном обеспечении организма спортсменов при физической нагрузке 25
2.2.1. Влияние системы кровообращения на кислородный режим организма спортсменов 26
2.2.2. Роль внешнего дыхания в кислородном обеспечении организма спортсменов 27
2.2.3. Газотранспортная система в поддержании кислородного режима спортсменов 33
2.2.4. Сердечно-дыхательное взаимодействие 36
3. Организация и методы исследования 42
3.1. Организация исследования и контингент испытуемых 42
3.2. Методы исследования 42
3.2.1. Методы исследования центральной гемодинамики... 45
3.2.2. Методы исследования внешнего дыхания и газообмена 47
3.2.3. Методика проведения физической нагрузки повышающейся мощности 48
3.2.4. Статистическая обработка результатов исследований 49
4. Собственные результаты и их обсуждение 50
4.1. Адаптационные реакции кардиореспираторной системы спортсменов мужского пола разного возраста и различных видов спорта на физическую нагрузку повышающейся мощности 50
4.1.1. Показатели сердечной деятельности и газообмена при адаптации спортсменов мужского пола, разного возраста и различных видов спорта к нагрузке повышающейся мощности 50
4.1.2. Динамика показателей ударного объема крови при нагрузке повышающейся мощности у спортсменов мужского пола, разного возраста и занимающихся различными видами спорта 66
4.2. Роль сердечно-сосудистой и дыхательной систем в кислородном обеспечении организма спортсменов мужского пола, разного возраста и занимающихся различными видами спорта при нагрузке повышающейся мощности 72
4.2.1. Влияние сердечного выброса на кислородное обеспечение организма спортсменов при нагрузке повышающейся мощности 72
4.2.2. Внешнее дыхание, как один из факторов кислородного обеспечения организма спортсменов при нагрузке повышающейся мощности 77
4.2.3. Показатели газообмена у спортсменов при нагрузке повышающейся мощности 82
4.2.4. Комплексная оценка кардиореспираторной системы спортсменов при нагрузке повышающейся мощности 89
4.3. Корреляционные связи показателей кардиореспираторной системы с физической
работоспособностью спортсменов мужского пола, разного возраста и занимающихся различными видами спорта при нагрузке повышающейся мощности 93
5. Заключение 108
6. Выводы 114
7. Список литературы 117
- Адаптация сердечной деятельности спортсменов к физической нагрузке
- Газотранспортная система в поддержании кислородного режима спортсменов
- Показатели сердечной деятельности и газообмена при адаптации спортсменов мужского пола, разного возраста и различных видов спорта к нагрузке повышающейся мощности
- Влияние сердечного выброса на кислородное обеспечение организма спортсменов при нагрузке повышающейся мощности
Введение к работе
Ведущей функцией организма при различных двигательных режимах является поддержание адекватного нагрузке кислородного режима. Согласно современным представлениям эту функцию в организме выполняет кардиореспираторная система, состоящая из внешнего дыхания, кровообращения и газообмена. Особенно велика ее роль в поддержании кислородного режима организма спортсменов, т.к. от того в какой степени это происходит, зависит физическая работоспособность спортсменов и их спортивные результаты. Поэтому проблеме адаптации кардиореспираторной системы спортсменов к физическим нагрузкам посвящены многочисленные работы, которые явились основополагающими для развития исследований в области физиологии физических упражнений и спорта (А.Н.Крестовников, 1951; В.В.Васильева с соавт., 1960; А.З.Колчинская, 1973, 1994; Н.А.Фомин, 1973; Н.ДГраевская, 1975; В.С.Фарфель, 1975; Р.Е.Мотылянская, 1979; ВЛ.Карпман, В.ПЛюбина, 1982; Н.В.Зимкин, 1984; Р.А.Абзалов, 1986; Н.А.Агаджанян с соавт. 1986; 1997; С.Б.Тихвинский, С.В.Хрущев, 1991; Р.А.Абзалов, Ф.Г.Ситдиков, 1998; А.Д.Димитриев с соавт., 1999; Р.Р.Нигматуллина, 1999; Э.И.Аухадеев с соавт., 2000; Ю.С.Ванюшин, 2001, О.В.Рогачевская, 2002 и мн. др.).
Известно, что занятия различными видами спорта стимулируют соответствующие адаптационные перестройки в организме, и это обусловлено физиологической целесообразностью для данного вида спорта (А.Г.Дембо, 1980; Н.А.Агаджанян, А.И.Елфимов, 1986; В.С.Мищенко, 1990; А.С.Солодков, П.П.Горбенко, 1990; Р.А.Абзалов, О.И.Павлова, 1997; Ю.С.Ванюшин, Ф.Г.Ситдиков, 2003). Это вполне закономерно с позиции функциональной системы гомеостаза и достижения полезного приспособительного эффекта за счет взаимодействия совокупности функциональных систем организма (П.К.Анохин, 1980; А.Н.Меделяновский, 1987; К.В.Судаков, 1997; 1999).
Установлено, что одним из важнейших факторов, влияющих на функциональное состояние кардиореспираторной системы, является направленность тренировочного процесса. Это обусловливает возрастание требований к системам вегетативного обеспечения и внедрения в практику биологических критериев, благодаря которым осуществляется поиск диапазона воздействий на тренирующий организм, создание условий для повышения спортивных результатов. В связи с этим критерии оценки вегетативных функций спортсменов, занимающихся различными видами спорта, целесообразно разрабатывать с учетом направленности тренировочного процесса. Вместе с тем, некоторые вопросы, связанные с выявлением адаптационных реакций кардиореспираторной системы спортсменов различных видов спорта и возраста при нагрузке повышающейся мощности, остаются до сих пор не изученными что, безусловно, затрудняет выявление роли физиологических систем в приспособительных реакциях организма спортсменов.
Целью работы явилось изучение особенностей адаптации кардиореспираторной системы к физической нагрузке повышающейся мощности у юношей и взрослых спортсменов мужского пола, занимающихся видами спорта на выносливость и скоростно-силовыми видами спорта.
В соответствии с целью исследования были поставлены следующие задачи:
1. Исследовать характер адаптационных реакций сердечной деятельности и состояние газообмена юношей и взрослых спортсменов мужского пола, занимающихся видами спорта на выносливость и скоростно-силовыми видами спорта, на нагрузку повышающейся мощности.
2. Выявить наличие ведущих факторов кардиореспираторной системы в кислородном обеспечении организма юношей и взрослых спортсменов в изучаемых группах на нагрузку повышающейся мощности.
3. Определить корреляционные связи между показателями кардиореспираторной системы и физической работоспособностью юношей и взрослых спортсменов в изучаемых группах при нагрузке повышающейся мощности.
Основные положения, выносимые на защиту:
1. Реакции кардиореспираторной системы юношей и взрослых спортсменов мужского пола, занимающихся скоростно-силовыми видами спорта, при нагрузке повышающейся мощности не зависят от возраста, а у спортсменов, занимающихся видами спорта на выносливость, реакции кардиореспираторной системы зависят от возраста.
2. Ведущие факторы кардиореспираторной системы в кислородном обеспечении организма спортсменов выявляются у юношей-лыжников и у спортсменов, занимающихся скоростно-силовыми видами спорта, в то время как в других группах этого не наблюдается.
3. Значимые корреляционные связи между физической работоспособностью и показателями кардиореспираторной системы (ЧСС, УОК/ЧСС, коэффициент комплексной оценки обеспечения организма кислородом) наблюдаются при нагрузке мощностью 200 Вт.
Научная новизна. Особенности адаптации кардиореспираторной системы юношей и взрослых спортсменов, занимающихся видами спорта на выносливость и скоростно-силовыми видами спорта, на нагрузку повышающейся мощности, изучены комплексно.
Впервые установлено, что:
- между группами юношей и взрослых спортсменов, занимающихся скоростно-силовыми видами спорта, достоверные различия в показателях сердечной деятельности, внешнего дыхания, газообмена, коэффициентом комплексной оценки обеспечения организма кислородом при нагрузке повышающейся мощности, не наблюдаются;
- наибольшая хронотропная реакция сердца при нагрузке повышающейся мощности от 50 до 200 Вт наблюдается в группах спортсменов-юношей, занимающихся лыжными гонками и бегом, по сравнению с взрослыми спортсменами этих видов спорта, а также в группе взрослых спортсменов, занимающихся скоростно-силовыми видами спорта, относительно спортсменов, занимающихся видами спорта на выносливость;
- порог адекватной гемодинамической реакции различен у спортсменов, занимающихся разными видами спорта (лыжные гонки, бег, скоростно-силовые виды спорта), в разных возрастных группах (взрослые и юноши), занимающихся видами спорта на выносливость, а у спортсменов (взрослые и юноши), занимающихся скоростно-силовыми видами спорта, порог адекватной гемодинамической реакции не зависит от возраста;
- определены ведущие факторы в кислородном обеспечении организма спортсменов, занимающихся лыжными гонками, и скоростно-силовыми видами спорта, а в группах спортсменов, занимающихся бегом (взрослые и юноши), и у взрослых лыжников результат достигается за счет интегрального эффекта всех систем;
- при нагрузке мощностью 200 Вт во всех группах испытуемых выявлены корреляционные связи: сильной и тесной степени между физической работоспособностью (абсолютной и относительной) и ЧСС; средней и сильной степени между физической работоспособностью (абсолютной) и УОК/ЧСС, а в группах спортсменов, занимающихся видами спорта на выносливость, и юношами, тренирующими скоростно-силовые качества, выявлены корреляционные связи средней и сильной степени между физической работоспособностью (абсолютной и относительной) и коэффициентом комплексной оценки обеспечения организма кислородом.
Научно-практическая значимость работы заключается в том, что полученные результаты расширяют представления о возрастных особенностях функционирования кардиореспираторной системы при нагрузке повышающейся мощности у спортсменов, занимающихся различными видами спорта на выносливость и скоростно-силовыми видами спорта.
Различия в динамике кардиореспираторных показателей свидетельствует о том, что для поддержания задаваемой нагрузки необходимо разное сочетание взаимодействия органов дыхания и кровообращения, зависящее от вида спорта и возраста спортсменов. Для суждения об адаптационных реакциях организма спортсменов разного возраста и видов спорта при нагрузке повышающейся мощности рекомендуется применять коэффициент комплексной оценки обеспечения организма кислородом.
Нагрузка повышающейся мощности способствовала выявлению порога адекватной гемодинамической реакции у спортсменов различных видов спорта и возраста.
Для развития аэробных возможностей организма спортсменов, различных видов спорта и возраста, рекомендуется использовать физические нагрузки циклического характера при частоте сердцебиений от 91 до 158 уд/мин.
Апробация работы. Основные материалы диссертации доложены на: Республиканской научно-практической конференции «Актуальные проблемы развития личности в системе современного образования» (Казань, 1999); V, VI Всероссийском симпозиуме и школы семинара молодых ученых и учителей «Растущий организм: Адаптация к физической и умственной нагрузке» (Казань, 2000, 2002); региональной научно-практической конференции «Биоразнообразие и биоресурсы Среднего Поволжья и сопредельных территорий» (Казань, 2002); симпозиуме с международным участием «Актуальные проблемы адаптации к природным и экосоциальным условиям среды» (Ульяновск, 2002); XI Международном симпозиуме «Эколого-физиологические проблемы адаптации» (Москва, 2003); III Всероссийской конференции с международным участием, посвященной 175-летию со дня рождения Ф.В.Овсянникова «Механизмы функционирования висцеральных систем» (Санкт-Петербург, 2003).
Публикации. Автором по теме диссертации опубликовано 9 печатных работ.
Структура и объем диссертации. Диссертация объемом 141 страница, состоит из введения, двух глав обзора литературы, двух глав организации и методов исследования, трех глав собственных исследований и их обсуждения, заключения и выводов. В работе имеется список литературы, содержащий 260 источников, из них 64 иностранных авторов. Диссертация иллюстрирована 13 рисунками и 20 таблицами.
Адаптация сердечной деятельности спортсменов к физической нагрузке
Изучение сердечной деятельности под влиянием двигательной активности вызывает неослабевающий интерес у исследователей. По мнению М.Р.Могендовича (1961), сердце является отличным индикатором, способным определить потенциальный уровень приспособляемости вегетативных функций организма, развивающихся под влиянием мышечной деятельности. От функционального состояния сердца, которое очень быстро достигает предела своей производительности, зависит и физическая работоспособность (G.Cermak, 1970; В.Л.Карпман с соавт., 1978; В.И.Козлов, И.О.Тупицын, 1982; П.П.Озолинь, 1984). Изучение потенциала сердечнососудистой системы приобретает важное теоретическое и практическое значение для физиологии спорта при разработке путей и методов совершенствования спортивного мастерства, а также при отборе в различные виды спорта.
Одним из важнейших параметров, характеризующих функциональное состояние сердца, является частота сердцебиений. Это - лабильный показатель функционального состояния сердечно-сосудистой системы, который меняется в зависимости от силы влияния на сердце различных эндогенных и экзогенных факторов, сопряженных с деятельностью симпатического и парасимпатического отделов нервной системы.
В процессе роста и развития человека ЧСС снижается, достигая к подростковому возрасту величин, близких к показателям взрослых. По данным А.А.Бирюкович (1972), урежение частоты сердцебиений в онтогенезе происходит в основном за первые восемь лет жизни (на 91.20%). Такое возрастное изменение сердцебиений объясняют более выраженным холинергическим влиянием на сердечную мышцу (И.А.Аршавский, 1967; Ф.Г.Ситдиков, 1981; Р.А.Абзалов, 1985), что способствует, по мнению исследователей, повышению предела работоспособности системы кровообращения.
Для оценки функционального состояния сердца решающее значение имеет определение МОК и УОК. Факт возрастного увеличения этих показателей объясняет изменением самого сердца, повышением мощности сердечной деятельности и общего увелечения массы тела (И.Н.Вульфсон, А.Д.Солдащенский, 1970; В.П.Панавене, 1979; С.Б.Тихвинский, С.В.Хрущев, 1991; Ф.Г.Ситдиков, С.И.Русинова, 1992; Р.А.Абзалов, Р.Р.Нигматуллина, 1996; М.Д.Берг, 1997). При этом величина МОК возрастает в меньшей степени, чем УОК, что обусловлено возрастным снижением ЧСС.
В литературе имеются данные о неравномерности изменения УОК с возрастом: периоды интенсивного повышения параметров гемодинамики чередуются с периодами незначительных изменений или некоторого снижения их. М.К.Осколкова и И.Н.Вульфсон (1978) выявили скачкообразное повышение УОК, приходящееся у мальчиков на 4 и 11 лет, а у девочек - на 5 и 14 лет. Р.А.Калюжная (1973), В.Б.Шварц, С.В.Хрущев (1984) наибольший прирост объема сердца отмечали у подростков в возрасте 13-14 лет. Они это связывали со значительным увеличением массы желудочков сердца, что, по их мнению, приводит к значительному росту ударного выброса крови.
А.А.Маркосян (1969) указывает, что УОК и МОК зависят не только от возраста и пола, но и от физического развития. У детей с высоким уровнем физического развития отмечаются наибольшие значения этих показателей. Некоторые исследователи (М.Д.Берг, 1997) в условиях функционального покоя транспортной системы наблюдали рост абсолютной величины МОК вдвое к 15-16 годам по сравнению с детьми 6-7 лет, что, по их мнению, является следствием общего увелечения массы тела.
Результаты исследований ряда авторов (Р.Е.Мотылянская, 1979; Р.А.Абзалов, 1985; Ф.Г.Ситдиков, Ю.С.Ванюшин, 1989; М.В.Антропова с соавт., 1995 и мн. др.) показывают, что динамика физического развития и физической подготовленности, уровень работоспособности детей и подростков находятся в прямой зависимости от объема и характера регулярно выполняемых физических упражнений. Между тем, если двигательная активность организма становится чрезмерной, то, как свидетельствуют опыты на животных, положительное влияние физических упражнений снижается и может наблюдаться их негативное воздействие (В.П.Данилюк, 1993; Н.В.Васенков, Р.А.Абзалов, 1994). Чрезмерно высокий уровень двигательной активности может оказаться стрессовой нагрузкой, на которую организм реагирует по типу неспецифического адаптационного синдрома. При этом происходит истощение симпатоадреналовой системы и угнетение общей иммунологической реактивности организма.
При физических нагрузках, прежде всего, изменяется частота сердцебиений - важнейший физиологический механизм, осуществляющий срочную адаптацию системы кровообращения к мышечной работе. Быстрая реакция ЧСС обеспечивается наличием в нем широкого диапазона ритмических составляющих. При этом, чем шире диапазон колебаний сердечной деятельности и чем меньше шаг регуляции, т.е. наименьшее изменение ЧСС, возникающее под влиянием различных воздействий на организм, тем лучше регуляция кровообращения и тем выше работоспособность (Р.Ф.Петрова, Н.И.Моисеева, 1990).
Показатель частоты сердцебиений широко используется для оценки функционального состояния, качества регулирования сердечной деятельности и адаптационных возможностей системы кровообращения при физических нагрузках (В.Л.Карпман, Б.Г.Любина, 1982; Л.Л.Каталымов, Л.А.Марчик, 1994; Р.А.Шабунин, 1996), что обусловлено простотой его определения, и достаточно высокой информативностью. Существенную информацию ЧСС несет при характеристике переходных процессов — от состояния покоя к нагрузке, от одной нагрузки к другой. Анализ данного показателя является традиционным при рассмотрении периода врабатывания, устойчивого состояния и восстановления после выполнения работы.
Адекватная реакция кардиореспираторной системы при нагрузках характеризуется линейным ростом частоты сердцебиений, потреблением кислорода и кислородного пульса. Существуют данные о том, что нарастание ЧСС при незначительной нагрузке происходит преимущественно за счет снижения парасимпатических влияний, а при субмаксимальной - за счет увеличения тонуса симпатического отдела нервной системы (Г.А.Глезер с соавт., 1983). Частота сердцебиений увеличивается за счет подавления барорефлекторных проявлений, развивающихся при подъеме артериального давления, парасимпатических влияний на сердце, а также вследствие возрастания симпатических воздействий. Источником этих реакций может быть как прямое влияние с высших отделов центральной нервной системы, так и рефлексы с рецепторов работающих мышц. Повышение уровня катехоламинов в крови также может иметь значение (В.В.Васильева, Н.А.Степочкина, 1986). Наблюдение некоторых авторов (S.F.Vatner, M.Pagani, 1976) свидетельствует о примерно равном удельном весе симпатических и парасимпатических механизмов в возникновении рабочей тахикардии. При тяжелой физической нагрузке, близкой к максимальной, рост систолического объема крови может осуществляться по механизму Франка-Старлинга и вследствие увеличения сократимости миокарда (S.F.Vatner, M.Pagani, 1976). Однако, надо отметить, что тахикардия, при которой время диастолического наполнения укорочено, мешает проявлению механизма Франка-Старлинга.
Газотранспортная система в поддержании кислородного режима спортсменов
В процессе адаптации организма к мышечной деятельности не появляется новых физиологических систем и механизмов, поэтому очень важно рационально использовать имеющиеся возможности для повышения двигательной активности человека. Известно, что адаптация - это формирование определенной функциональной доминирующей системы (Ф.З.Меерсон, М.Г.Пшенникова, 1988). Такой системой во время выполнения человеком движений является система по обеспечению организма кислородом. Составными элементами ее считаются сердечно-сосудистая и дыхательная, между которыми существует в высокой степени функциональная взаимосвязь. Особенно большое значение они имеют для удовлетворения энергетических потребностей организма при мышечной деятельности. При этом у одних отмечаются более выраженные сдвиги со стороны сердечно-сосудистой системы, а у других - дыхательной (В.В.Васильева с соавт., 1960; Н.В.Зимкин, 1984; В.В.Розенблат с соавт., 1985; С.Н.Кучкин, 1986; М.П.Рощевский с соавт., 1995). Так, снабжение мышц кислородом может быть обеспечено большим числом различных сочетаний в деятельности компонентов дыхательного аппарата (частота и глубина дыхательных движений), сердца (УОК и ЧСС), сосудов (варианты перераспределения крови) и разные степени оксигенации крови (Н.В.Зимкин, 1984). Это зависит от многих факторов, среди которых можно выделить величину физической нагрузки, степень тренированности и возраст испытуемых.
В.В.Васильева с соавт. (1960) пришли к выводу, что у одних при физических нагрузках быстрее возрастает легочная вентиляция, а у других — частота сердцебиений, что становится одним из ведущих факторов в обеспечении кислородной потребности организма. При этом даже высокая ЧСС оказывается эффективной, т.к. продолжает увеличиваться потребление кислорода.
В.В.Розенблат с соавт. (1985), изучая кровообращение и дыхание, и их функциональную связь, пришли к заключению о существовании двух типов адаптации к физической нагрузке - респираторном и циркуляторном, различия которых проявились более четко в зависимости от уровня выполняемой нагрузки.
С.Н.Кучкиным (1986) было показано, что в процессе долговременной адаптации к возрастающим физическим нагрузкам происходит изменение вклада различных физиологических систем в совершенствовании аэробной производительности. На начальном этапе тренировки доминирует использование резервов мощности системы вентиляции, на промежуточном -системы циркуляции, а на заключительном - системы утилизации кислорода. Следовательно, с ростом тренированности спортсмена происходит более рациональное и эффективное обеспечение организма кислородом. Е.И.Новикова (1988) определяла соотношение участия сердечнососудистой и дыхательной систем в кислородном обеспечении организма подростков в зависимости от величины физической нагрузки и возраста испытуемых. Она пришла к выводу, что в возрасте 10-12 лет главенствующая роль в кислородном энергообеспечении отводится внешнему дыханию. В этом случае наиболее информативным критерием в оценке работы является легочная вентиляция, в то время как в 13-14-летнем возрасте доминирующее значение начинает приобретать система кровообращения и для оценки мощности нагрузки ведущее место отводится показателям МОК.
Н.Д.Граевская с соавт. (1995) отмечали, что различные звенья функциональной системы могут мобилизоваться в разной степени, отражая сложную систему регуляции и взаимокомпенсации функций, что может проявляться как в условиях относительного покоя, так и во время выполнения физических нагрузок. При этом данное явление авторы связывают с уровнем тренированности: чем он выше, тем более выражена интеграция функций.
А.А.Артеменков с соавт. (1996), изучая возрастно-половые особенности кардиореспираторной системы, пришли к выводу, что в период врабатывания, устойчивого состояния и восстановления после мышечной работы происходят более значительные изменения в системе дыхания, чем в системе кровообращения. Наибольший прирост показателей внешнего дыхания и кровообращения они отмечали у девочек в возрасте 11-12 лет и мальчиков 14-15 лет. По темпам прироста показателей кардиореспираторной системы девочки раннего возраста опережают мальчиков. По мнению авторов в этом проявляется биологическая особенность женского организма, приобретенная в процессе эволюции, в ходе которой ему приходилось выполнять более сложные специфические функции.
По мнению В.Л.Карпмана с соавт. (1982), каждая физиологическая система является полипараметрической. В результате этого может наблюдаться замещение функций, отмечаемое А.Д.Слоним (1979), не только в целом организме, но и внутри отдельных органов. Так, орган, увеличивающий свою производительность в меньшей степени, может компенсировать это при помощи других механизмов. Например, это происходит при решении вопроса о компенсации гемодинамики сдвигами в системе внешнего дыхания. По А.Н.Меделяновскому (1987) "...важную роль приобретают не столько сами физиологические показатели, сколько соотношение значений этих показателей, которые характеризуют структуру данной живой системы в данном ее состоянии". Следовательно, необходима оценка кровообращения, основанная не столько на учете абсолютных значений отдельных показателей, сколько их физиологическое соотношение в различных условиях жизнедеятельности. О.С.Глазачев и Е.Н.Дудник (2001) считают, что кардиореспираторное взаимодействие является одним из адекватных критериев оценки функционального состояния организма, которое может служить показателем взаимосвязи ритмов физиологических функций в организме, и может быть использовано для динамической оценки взаимоотношения кардиореспираторных механизмов при различных нагрузках. В.В.Нефедьев (2002) разрабатывал методы выявления взаимосвязи между показателями сердечной деятельности, дыхания и газообмена у человека в условиях гипоксии и гиперкапнии. Проведенные им медико-биологические исследования показали, что сочетанное воздействие гипоксии и гиперкапнии можно использовать в качестве теста для оценки функционального состояния организма, а в качестве критерия применять динамику изменения минутного объема дыхания. В настоящее время на примере тесного взаимодействия сердечнососудистой и дыхательной систем с системой терморегуляции некоторые исследователи изучают эколого-физиологические механизмы адаптации (Ю.И.Баженов, А.Ф.Баженова, 2003).
Показатели сердечной деятельности и газообмена при адаптации спортсменов мужского пола, разного возраста и различных видов спорта к нагрузке повышающейся мощности
Из нее видно, что в исходном состоянии показатели центральной гемодинамики разных возрастных групп испытуемых (лыжников, бегунов на средние и длинные дистанции и занимающихся скоростно-силовыми видами спорта), не отличаются (табл. 4.1.3). По-видимому, это можно объяснить тем, что, во-первых, испытуемые в группах лыжников и бегунов являются представителями видов спорта на выносливость и у них, вполне естественно, в результате занятий данными видами спорта происходят однонаправленные изменения в сердечной деятельности, во-вторых, предстартовые сдвиги оказывают влияние на изучаемые показатели, нивелируя то различие между ними, которое могло бы проявиться в условиях относительного покоя.
Велоэргометрическая нагрузка мощностью в 50 Вт привела к увеличению всех показателей центральной гемодинамики. Наибольшие значения ЧСС отмечались в группах спортсменов-юношей, независимо от вида спорта, и во всех группах спортсменов, занимающихся скоростно-силовыми видами спорта. Причем, если показатель частоты сердцебиений в группах спортсменов, занимающихся скоростно-силовыми видами спорта, был одинаков, то в группах лыжников и бегунов на средние и длинные дистанции данный показатель был выше в группах юношей, что свидетельствует о более напряженной работе сердца юных спортсменов при данной нагрузке. Наибольшая величина УОК была зафиксирована в группе взрослых бегунов на средние и длинные дистанции. Она была на достоверную величину больше, чем в группе юношей. По-видимому, инотронный механизм увеличения МОК в этой группе спортсменов, наряду с хронотропным, является ведущим в обеспечении организма кислородом при мышечной деятельности мощностью 50 Вт. Показатели МОК во всех группах испытуемых были одинаковые.
При велоэргометрической нагрузке мощностью в 100 Вт по сравнению с нагрузкой мощностью в 50 Вт наблюдалось увеличение ЧСС, МОК и в некоторых случаях УОК. Статистически значимые различия отмечались в показателях ЧСС между группами взрослых спортсменов и юношами лыжниками и бегунами на средние и длинные дистанции, а у спортсменов, занимающихся скоростно-силовыми видами спорта, статистически значимых различий отмечено не было. Данные цифровые величины по своим абсолютным значениям соответствовали показателям, полученным в группах юношей, занимающихся лыжными гонками и бегом. Наибольшая величина УОК была зафиксирована в группе взрослых спортсменов, занимающихся бегом, по сравнению с юношами этого вида спорта, а показатели МОК во всех группах спортсменов были одинаковые.
Таким образом, реакция показателей центральной гемодинамики на нагрузку мощностью в 50 Вт и 100 Вт у спортсменов разных видов спорта и возраста была одинаковая, проявившаяся в статистически значимых различиях между показателями ЧСС в группах юношей и взрослых спортсменов лыжников и бегунов, ударного выброса в группе юношей и взрослых спортсменов, занимающихся бегом, а также одинаковыми показателями ЧСС, УОК в группах юношей и взрослых спортсменов, занимающихся скоростно-силовыми видами спорта.
При велоэргометрической нагрузке мощностью в 150 Вт по сравнению с нагрузкой мощностью в 100 Вт наблюдалось увеличение ЧСС, МОК и в некоторых случаях УОК.
Наименьшие значения ЧСС отмечались в группах взрослых спортсменов, занимающихся лыжными гонками и бегом, а наибольшие — в группах юношей, занимающихся лыжными гонками и бегом, а также у представителей скоростно-силовых видов спорта независимо от возраста.
Показатели УОК на достоверную величину были больше у взрослых спортсменов, занимающихся видами спорта на выносливость. В этом случае оба механизма (хронотропный и инотропный) в равной степени участвуют в поддержании МОК, который выступает, по-видимому, одним из основных факторов обеспечения организма кислородом при велоэргометрической нагрузке мощностью в 150 Вт.
Показатели МОК при данной нагрузке находились на одном уровне независимо от вида спорта и возраста испытуемых.
При нагрузке мощностью в 200 Вт увеличение МОК происходило только за счет роста ЧСС, в то время как УОК оставался без изменений по сравнению с предыдущей нагрузкой мощностью в 150 Вт.
Наименьшие значения ЧСС отмечались в группах взрослых лыжников и бегунов, соответственно 137,74 ± 2,44 и 144,13 ± 3,90 уд/мин, а наибольшие - в группах юношей и взрослых спортсменов, занимающихся скоростно-силовыми видами спорта.
Самые высокие значения МОК были зафиксированы в группе лыжников-юношей, что совпадает с результатами исследований авторов, наблюдавших данную закономерность при нагрузке повышающейся мощности (Ю.С.Ванюшин, Ф.Г.Ситдиков, 1997; Ю.С.Ванюшин, 2001).
Исследователи (Ф.Г.Углов с соавт., 1982) отмечавшие явление, при котором прекращается рост УОК, назвали порогом адекватной гемодинамической реакции. У нас этого порога при нагрузке мощностью в 50 Вт достигли юноши, занимающиеся бегом, и представители скоростно-силовых видов спорта независимо от возраста; при нагрузке в 100 Вт порог отмечался в группах юношей, занимающихся лыжными гонками, и взрослых спортсменов, занимающихся бегом; при нагрузке в 150 Вт порог проявился у взрослых лыжников.
Таким образом, порог адекватной гемодинамической реакции зависит от вида спорта и возраста спортсменов. У спортсменов, занимающихся скоростно-силовыми видами спорта, возраст не влияет на порог адекватной гемодинамической реакции. Нагрузка повышающейся мощности позволяет выявить данный порог у спортсменов различных видов спорта и возраста.
В наших исследованиях с повышением мощности выполняемой работы на велоэргометре наблюдалось достоверное увеличение МОК, который по сравнению с предрабочим уровнем возрос в 3-4 раза и составил у спортсменов, занимающихся лыжными гонками: у юношей - 20,52 ± 0,65 л/мин, у взрослых - 19,94 ± 0,65; у занимающихся бегом: у юношей — 17,46 ± 1,02, у взрослых - 18,81 ± 0,82 л/мин; у занимающихся скоростно-силовыми видами спорта: у юношей - 18,64 ± 0,61, у взрослых - 18,85 ± 0,78 л/мин. Величины сердечного выброса, полученные нами, соответствуют нагрузке, связанной с использованием более половины аэробной мощности (B.C. Фарфель, В.В. Михайлов, 1966; Ф.З. Меерсон с соавт., 1979) или 60 % от МІЖ (H.Nose et al., 1994). По-видимому, такое увеличение одного из параметров сердечной деятельности физиологически обосновано и направлено, прежде всего, на поддержание оптимального кислородного режима организма спортсменов при мышечной деятельности. По мнению В.Л.Карпмана с соавт. (1982), соотношение величины сердечного выброса при работе, с его значением в преднагрузочном состоянии, может дать представление о функциональном резерве кардиореспираторной системы. Он оказался значительно выше в группах лыжников, юношей и взрослых спортсменов, соответственно 406,34 % и 387,94 %, в группе, занимающихся бегом, у взрослых спортсменов - 379,23 %, а у занимающихся скоростно-силовыми видами спорта он составлял у юношей 347,11 %, у взрослых спортсменов — 353,00 % и юных бегунов на длинные и средние дистанции — 349,90 %. Следовательно, функциональный резерв кардиореспираторной системы зависит от вида спортивной деятельности и в некоторых случаях, у бегунов на длинные и средние дистанции, от возраста спортсменов. При этом прослеживалась следующая закономерность: при переходе от одной мощности нагрузки к другой прирост МОК уменьшался, что свидетельствует о снижении вклада МОК в обеспечение организма кислородом при нагрузках повышающейся мощности (табл. 4.1.4).
Влияние сердечного выброса на кислородное обеспечение организма спортсменов при нагрузке повышающейся мощности
Система по обеспечению организма кислородом, приводящая к мобилизации органы кровообращения и дыхания, которые можно рассматривать как две транспортные системы, выполняющие единую функцию организма - его газообмен, имеет первостепенное значение. Поэтому нами с целью изучения срочных адаптационных реакций кардиореспираторной системы спортсменов, специализирующихся в различных видах спорта и разных возрастных групп были проведены исследования сердечно-сосудистой системы, внешнего дыхания и газообмена при нагрузке повышающейся мощности на велоэргометре. В исследованиях принимали участие спортсмены мужского пола в возрасте от 17 до 35 лет, в количестве 85 человек, которые в зависимости от возраста и видов спорта были распределены на 6 групп. Краткая характеристика этих групп приводится в таблице 4.1.2.
Влияние сердечного выброса на кислородное обеспечение организма спортсменов при нагрузке повышающейся мощности
Потребность организма в кислороде регулируется величиной МОК, которая является важнейшей интегральной характеристикой состояния кровообращения (А.Гайтон, 1969; В.Л.Карпман, Б.Г.Любина, 1982; Р.А.Меркулова с соавт., 1989; Ю.С.Ванюшин, Ф.Г.Ситдиков, 1997). Адекватное снабжение тканей кислородом при двигательной деятельности достигается в основном посредством увеличения объема кислорода, транспортируемого кровью. Этот механизм в моделируемых условиях велоэргометрической нагрузки является наиболее целесообразным. В наших исследованиях МОК с увеличением мощности работы во всех группах испытуемых постоянно возрастал и в большей степени в группе юношей, занимающихся лыжными гонками (табл. 4.1.3), что может свидетельствовать о значительном участии сердечного выброса в обеспечении организма кислородом спортсменов-юношей. Это вероятней всего можно объяснить тем, что системы транспорта кислорода . в исследуемой группе быстрее мобилизовались и «авансировали» организм кислородом, предотвращая тем самым явление кислородного долга и способствуя обеспечению высокой физической работоспособности. На это также указывает рост индекса кровообращения (ИК), рекомендованный Н.И.Аринчиным (1978) при обследовании испытуемых, имеющих различную массу тела. Индекс увеличивался на достоверную величину во всех группах испытуемых при переходе от одной мощности нагрузки к другой (табл. 4.2.10). Однако достоверные различия между группами юношей и взрослых спортсменов проявились в группах тех, кто занимается лыжными гонками при велоэргометрической нагрузке мощностью в 100 и 200 Вт, что указывает на доминирующее значение системы кровообращения в обеспечении организма кислородом спортсменов-юношей, специализирующихся в лыжных гонках (рис. 4.2.5).
Линейные, объемные и другие физические параметры организма связаны с его функциональными характеристиками. Поэтому при оценке системы кровообращения человека все полученные измерения могут быть упорядочены только при условии соотнесения их с соматометрическими данными (Ю.А.Власов, Г.Н.Окунева, 1992; В.И.Дубровский, 1998; Ю.С.Ванюшин, 2001). Для того, чтобы нивелировать различия в показателях физического развития испытуемых (табл. 4.1.2), нами величины МОК приводились к единице поверхности тела. При велоэргометрической нагрузке мощностью 200 Вт сердечный индекс в группе юношей-лыжников оказался на достоверную величину больше (табл. 4.2.11), чем в группе взрослых спортсменов, занимающихся лыжными гонками, что свидетельствует, по нашему убеждению, о большем участии системы кровообращения в доставке кислорода к тканям юных спортсменов.
Таким образом, при нагрузке повышающейся мощности у спортсменов разного возраста, занимающихся различными видами спорта, отмечаются достоверные различия в системе кровообращения, обусловленные видом спорта и возрастом спортсменов. Достоверно большие показатели индекса кровообращения и сердечного индекса в группе юношей-лыжников указывают на адаптационные механизмы, обеспечивающие доставку кислорода к тканям организма спортсменов посредством системы кровообращения.
Обеспечение организма кислородом — это важнейшее условие высокого уровня физической работоспособности спортсменов, независимо от вида спорта, и наиболее эффективным механизмом при этом является увеличение сердечного выброса. Однако результаты исследований, полученные нами в главе 4.1., свидетельствуют о снижении прироста МОК во время работы на велоэргометре повышающейся мощности при переходе от одной ступени нагрузки к другой. Об этом говорят также экспериментальные данные других исследователей (Ф.З.Меерсон, З.В.Чащина, 1978; А.С.Чинкин с соавт., 1984; 1995; S.Y.Blomqvist, B.Saltin, 1983), которые считают, что в результате регулярных занятий физическими упражнениями в организме получают развитие механизмы, обеспечивающие возможность большей доставки кислорода к тканям при меньшей величине сердечного выброса.
Одним из них является внешнее дыхание, от уровня эффективности которого в значительной степени зависит аэробная производительность организма и поддержание нормального газового состава артериальной крови. Внешнее дыхание ряд исследователей (В.Е.Борилкевич, 1982; В.В.Михайлов, 1983; В.В.Дубилей с соавт., 1991) причисляют к факторам, лимитирующим возможность достижения высоких спортивных результатов. Так, С.Н.Кучкиным (1986) было показано, что на начальном этапе адаптации к физической нагрузке рост аэробной производительности организма в значительной мере определяется увеличением объема легких и возрастающими вентиляционными возможностями аппарата внешнего дыхания. Поэтому нами было предпринято исследование по изучению показателей внешнего дыхания у спортсменов разного возраста, занимающихся различными видами спорта при велоэргометрической нагрузке повышающейся мощности.
Полученные результаты представлены в таблице 4.2.12 и на рисунке 4.2.6. Как видно из таблицы в предрабочем состоянии наиболее редкое дыхание было отмечено в группах взрослых спортсменов, нежели в группах юношей, которое компенсировалось большим ДО. Однако все различия в показателях внешнего дыхания между группами спортсменов разного возраста и различных видов спорта были недостоверны.
