Современные научные подходы к изучению кардиореспираторной системы при адаптации к двигательной деятельности

Введение. Проблема адаптации к различным видам двигательной деятельности является ключевой для физиологии труда и спорта, т.к. разнообразные ее виды предъявляют к организму человека неодинаковые требования, состоящие в получении необходимого количества энергии для выполнения работы. Процесс обеспечения организма энергией происходит в течение всей жизни - аэробным или анаэробным путем. Если он идет с участием кислорода, то ведущим системообразующим фактором в адаптационной перестройке организма являются аэробные реакции [4, 7, 9]. Эту функцию в организме выполняют кровообращение и дыхание, которые составляют кардиореспираторную систему. Формирование ее протекает в результате естественного роста и развития в постнатальном онтогенезе и двигательной деятельности [2, 3, 6].

Целью исследования явилось выявление современных научных подходов при изучении кардиореспираторной системы во время адаптации к двигательной деятельности.

Методика и организация исследования. Нами обследовались спортсмены в возрасте 15-60 лет, занимающиеся видами спорта на выносливость. В качестве функциональной пробы применялось активное изменение положения тела. Работу на велоэргометре мощностью 200 Вт мы рассматривали как пороговую, а нагрузку мощностью 300 Вт – как максимальную. В исследованиях использовали неинвазивные методы, на которые в свое время обратил внимание И.П.Павлов. Определение показателей частоты сердцебиений и сердечного выброса производили методом тетраполярной грудной реографии по Кубичеку [8], в модификации Ю.С.Ванюшина [3]. Величины частоты дыхания, дыхательного и минутного объемов дыхания определяли пневмотографическим способом. Показатели газообмена измеряли при помощи газоанализаторов на кислород и углекислый газ. Коэффициент использования кислорода (КИО₂) и артерио-венозную разницу по кислороду (АВРО₂) находили расчетным путем. Одновременная регистрация всех этих показателей во время двигательной деятельности обеспечила комплексность наших исследований [2, 3, 5].

Результаты исследования и их обсуждение.

В результате исследования выявлены компенсаторно-адаптационные реакции кардиореспираторной системы и их значение при различных функциональных пробах и нагрузках. При смене положения тела, а такую нагрузку можно рассматривать как минимальную, целый ряд параметров кардиореспираторной системы принимает участие в компенсаторно-адаптационных реакциях, и в этом случае нельзя выделить основной фактор в адаптации. Работу на велоэргометре мощностью в 200 Вт можно принять за пороговую нагрузку, в результате которой выявлены базовые системы и функции организма спортсменов, занимающихся видами спорта на выносливость, и их участие в компенсаторно-адаптационных реакциях зависит от возраста спортсменов. В некоторых случаях нами наблюдалось увеличение нескольких показателей кардиореспираторной системы, что проявилось в группе спортсменов, имеющих высокие тотальные размеры тела при индивидуально подобранной велоэргометрической нагрузке, мощность которой доходила до 300 Вт. Такая нагрузка рассматривалась нами как максимальная, в результате которой нарастает напряжение двигательной мускулатуры и миокарда.

Следующим этапом наших исследований было выявление ведущих механизмов, направленных на обеспечение организма кислородом. Результаты наших исследований показали, что при мышечной деятельности снабжение организма кислородом находится от возрастных особенностей спортсменов. К наиболее совершенным можно отнести механизмы, связанные с увеличением показателей МОК и КИО₂ (табл.), которые характерны для групп юношей и взрослых спортсменов, а для групп подростков и спортсменов в возрасте 36-60 лет - с повышением величин МОД. Для того, чтобы судить об эффективности кислородного обеспечения, целесообразно введение комплексного показателя, учитывающего реакцию сердечно-сосудистой и дыхательной систем. За критерий оценки взаимодействия этих систем предлагаем коэффициент кардиореспираторной системы, который с увеличением мощности работы снижался. Наиболее значительное снижение проявилось в группах подростков и спортсменов 36-60 лет, что свидетельствует у них ведущей роли дыхания в обеспечении организма кислородом. Это считается малоэффективным способом, т.к. большая часть кислорода, доставляемая в организм, идет на удовлетворение энергетических потребностей мышц дыхательной системы.

Таблица

Показатели сердечно-сосудистой и дыхательной систем при нагрузке ступенчато-повышающейся мощности в группах спортсменов, занимающихся видами спорта на выносливости

Примечание:

+ - достоверность различий между группами 1 и 2;

* - достоверность различий между группами 1 и 3;

^ - достоверность различий между группами 1 и 4;

^о - достоверность различий между группами 2 и 3;

^х - достоверность различий между группами 2 и 4;

^. - достоверность различий между группами 3 и 4.

Функциональное взаимодействие изучалось нами на примере кардиореспираторной системы. В результате нами был предложен способ распределения спортсменов по типам реагирования кардиореспираторной системы. За его основу была рекомендована реакция сердечно-сосудистой и дыхательной систем на велоэргометрическую нагрузку мощностью в 200 Вт.

У спортсменов обоего пола были выявлены следующие типы реагирования кардиореспираторной системы на физическую нагрузку: инотропный, хронотропный, респираторный, хронотропно-респираторный и инотропно-респираторный. Самыми распространенными типами среди мужчин оказались инотропный и хронотропный, а среди женщин – хронотропный. Оптимальными являются типы, связанные с увеличением инотропной функции сердца. В этом случае имеется реальная возможность для роста физической работоспособности и спортивных результатов за счет увеличения функциональных резервов системы кровообращения, которая проявляется в повышении хронотропной реакции сердца.

Выводы

1. При минимальной нагрузке (смена положения тела) целый ряд кардиореспираторных показателей принимает участие в компенсаторно-адаптационных реакциях, среди которых нельзя выделить основной фактор при адаптации.
2. При нагрузке на велоэргометре мощностью в 200 Вт выявлены базовые системы и функции организма у спортсменов, занимающихся видами спорта на выносливость, и их значимость в компенсаторно-адаптационных реакциях организма зависит от возраста.
3. Одновременное увеличение нескольких показателей кардиореспираторной системы у спортсменов, имеющих высокие тотальные размеры тела, проявляется при максимальной нагрузке.
4. К наиболее совершенным способам по обеспечению организма кислородом следует отнести механизмы с увеличением показателей МОК и КИО₂, которые проявились в группе юношей 17-21 лет и в группе спортсменов 22-35 лет, а в группах подростков 15-16 лет и спортсменов в возрасте 36-60 лет – с повышением величин легочной вентиляции (МОД).
5. За критерий взаимодействия сердечно-сосудистой и дыхательной систем рекомендуется использовать коэффициент оценки кардиореспираторной системы на физическую нагрузку.
6. Распространенными типами реагирования кардиореспираторной системы среди мужчин оказались инотропный и хронотропный, а среди женщин – хронотропный. Оптимальным типом реагирования считается инотропный, связанный с увеличением УОК, способствующий росту физической работоспособности и спортивных результатов за счет увеличения функционального резерва системы кровообращения.