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
|
Нагрузка |
Показатели |
Возрастные группы | |||
|
1 гр. 15-16 лет |
2 гр. 17-21 лет |
3 гр. 22-35 лет |
4 гр. 36-60 лет | ||
|
Исходное состояние |
МОД МОК КИО2 |
9,73±0,81 4,77±0,28 21,36±1,98 |
10,24±0,40 4,95±0,24 22,73±0,82 |
9,59±0,61 5,29±0,19 23,71±1,15 |
10,15±0,47 5,23±0,27 22,44±0,61 |
|
50 Вт |
МОД МОК КИО2 |
25,76±1,74 8,46±0,50 28,52±1,86 |
22,85±0,87 9,62±0,49 34,30±1,37 |
23,41±1,00 9,95±0,44* 34,76±1,03 |
27,25±1,01х. 8,88±0,42 32,35±0,81 |
|
100 Вт |
МОД МОК КИО2 |
40,35±3,04 10,53±0,41 33,39±2,02 |
33,11±1,27+ 13,30±0,38+ 39,45±1,43+ |
33,50±1,44* 13,59±0,39* 39,85±1,30* |
37,87±0,89х. 12,22±0,42.^ 38,18±0,93^ |
|
150 Вт |
МОД МОК КИО2 |
54,15±3,21 12,35±0,56 36,35±2,56 |
45,96±1,28+ 16,92±0,43+ 43,31±1,28+ |
46,49±1,60* 17,44±0,54* 43,36±1,20* |
56,55±2,15х. 16,28±0,47^ 39,89±1,03х. |
|
200 Вт |
МОД МОК КИО2 |
68,57±3,84 12,90±0,87 40,82±1,64 |
59,34±1,48+ 20,38±0,46+ 44,30±1,00 |
59,55±1,79* 20,03±0,57* 47,67±1,17*o |
75,65±3,26х. 18,93±0,69^ 40,37±1,21x. |
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
- При минимальной нагрузке (смена положения тела) целый ряд кардиореспираторных показателей принимает участие в компенсаторно-адаптационных реакциях, среди которых нельзя выделить основной фактор при адаптации.
- 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.
- Одновременное увеличение нескольких показателей кардиореспираторной системы у спортсменов, имеющих высокие тотальные размеры тела, проявляется при максимальной нагрузке.
- 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).
- За критерий взаимодействия сердечно-сосудистой и дыхательной систем рекомендуется использовать коэффициент оценки кардиореспираторной системы на физическую нагрузку.
- 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.
