Механизмы обеспечения организма студентов и спортсменов кислородом для эффективной двигательной деятельности

Организм студента по своим показателям физического развития и функциональной подготовленности следует отнести к растущему и развивающему организму, т.к. в этом возрасте происходит его дальнейший рост и развитие. По схеме возрастной периодизации возраст студентов относится к юношескому периоду, который является благоприятным для укрепления здоровья и физического совершенствования. В эти годы подходит к завершению процесс становление важных в определенном смысле физиологических систем организма, создаются предпосылки для более совершенного формирования двигательных навыков и развития физических качеств. Однако это может произойти только при условиях обоснованного применения средств и методов физической тренировки, интенсификации и объема физических нагрузок, требующих напряженной деятельности всех физиологических систем организма. При этом необходимо учитывать возрастно-половые и индивидуальные особенности, а также резервные возможности организма студентов, что позволит оградить их от применения недостаточных или чрезмерных физических нагрузок, представляющих опасность для здоровья занимающихся спортом. Прежде чем планировать и применять на практике такие нагрузки, способствующие более совершенному развитию человека, необходимо выявить уровень морфофункциональных особенностях и на основе этого строить учебно-тренировочный процесс для укрепления здоровья подрастающего поколения.

Целью исследования явилось определение механизмов по обеспечению организма студентов и спортсменов кислородом по комплексу взаимосвязанных физиологических реакций кардиореспираторной системы для эффективной двигательной деятельности.

Испытуемые и методы исследования. На кафедре «Физического воспитания» Казанского ГАУ разработан комплексный подход к учебно-воспитательному процессу студентов на основе их медико-биологического обследования, в результате которого определяется их функциональное состояние по совокупности физиологических реакций сердечно-сосудистой и дыхательной систем, представляющих функциональную систему высшего порядка - кардиореспираторную. Данный подход предполагает одномоментную регистрацию показателей сердца, сосудов и дыхания, от деятельности которых во многом зависит функциональное состояние организма студентов, благодаря различным способам обеспечения организма кислородом.

В работе использовался разработанный нами комплексный подход, состоящий в оценке функционального состояния и резервных возможностей организма по комплексу показателей кардиореспираторной системы, а их изменения рассматривалось как смена одного комплекса реакций другим. В этом случае осуществлялась одновременная регистрация синхронно фиксируемых и сопоставимых элементов кардиореспираторной системы, принимающих активное участие в вегетативном обеспечении двигательной деятельности [1, 2, 5]. Обследуемыми были студенты 1-3 курсов Казанского государственного аграрного университета. Кроме того, обследовались спортсмены в возрасте 22-35 лет, занимающиеся видами спорта на выносливость.

Результаты исследования и их обсуждение. При сдаче некоторых норм ГТО и отдельных нормативов по дисциплине «Элективные курсы по физической культуре и спорту» необходимо, чтобы организм студента в достаточной степени обеспечивался кислородом. Эту функцию в организме осуществляет кислородтранспортная система, включающая внешнее дыхание, кровообращение и газообмен. В связи с этим успешная сдача нормативов зависит от расширения функциональных возможностей организма студентов, и в первую очередь, кардиореспираторной системы.

Наиболее эффективным способом обеспечения организма кислородом считается увеличение сердечного выброса. Однако результаты, полученные нами [3, 4], свидетельствуют о снижении прироста минутного объема крови (МОК) при переходе от одной нагрузки к другой, который вследствие недостаточно полной диастолы и недостаточно увеличенной интенсивности сокращений сердечной мышцы достигался неэкономным путем – за счет роста частоты сердцебиений (ЧСС) при ограниченном увеличении ударного выброса (УОК). В связи с этим есть другие механизмы, направленные на удовлетворение кислородного запроса организма при мышечной деятельности. К одним из них относится внешнее дыхание [2, 5]. Наибольшие величины его были зафиксированы в группах студентов, занимающихся ациклическими видами спорта. По-видимому, механизм, связанный с увеличением внешнего дыхания во время выполнения нагрузки повышающейся мощности на велоэргометре в группах этих студентов, является доминирующим, и физическая работоспособность обеспечивается значительным напряжением кардиореспираторной системы. При этом наблюдается увеличение достижения максимальных величин легочной вентиляции за счет роста частоты дыхания. Данный факт объясним с точки зрения направленности учебно-тренировочного процесса. Поэтому при занятиях ациклическими видами спорта для эффективного обеспечения организма кислородом необходимо ориентироваться на развитие потенциала системы дыхания. Полученные результаты легочной вентиляции не являются критерием достаточно высокого уровня тренированности, так как при этом возрастает кислородная и энергетическая стоимость дыхания. В этих условиях адаптация к физическим нагрузкам лучше всего реализуется путем активации и повышения эффективности системы транспорта и утилизации кислорода. Об этом свидетельствуют достоверно большие величины индекса кровообращения и сердечного индекса в группе студентов, занимающихся видами спорта на выносливость. Кроме того, в группе взрослых спортсменов в возрасте 22-35 лет при одинаковом потреблении кислорода во время выполнения ими нагрузки повышающейся мощности возрастают величины коэффициента использования кислорода (КИО₂). Следовательно, к наиболее совершенным механизмам по обеспечению организма кислородом следует отнести увеличение показателей МОК и КИО₂.

В процессе адаптации организма к мышечной деятельности наблюдаются сложные взаимоотношения органов даже в одной и той же функциональной системе. Это можно видеть на примере взаимодействия сердечно-сосудистой и дыхательной систем по обеспечению организма кислородом при нагрузке повышающейся мощности. Для того, чтобы судить об эффективности кислородного обеспечения во время двигательной деятельности, основанной на принципе комплексного подхода, необходимо введение показателя, учитывающего реакцию сердечно-сосудистой и дыхательной систем. С этой целью нами был предложен коэффициент комплексной оценки, представляющий собой отношение показателей сердечно-сосудистой и дыхательной систем [2, 4]. Данный коэффициент показал наличие больших функциональных резервов в группах студентов, занимающихся видами спорта на выносливость, и взрослых спортсменов в возрасте 22-35 лет, а также замещение функций в организме студентов, занимающихся ациклическими видами спорта при выполнении ими нагрузок мощностью от 100 до 200 Вт. Значительное снижение коэффициента комплексной оценки по обеспечению организма кислородом в этой группе студентов при выполнении ими велоэргометрической нагрузки мощностью в 200 Вт отражает большую “физиологическую цену” по обеспечению доставки кислорода к работающим скелетным мышцам и свидетельствует о ведущей роли дыхания в кислородном обеспечении организма студентов. Это проявилось с первой ступени нагрузки, т.е. с нагрузки мощностью 50 Вт. Следовательно, даже небольшие по мощности нагрузки могут выявить по предлагаемому показателю различия между студентами, которые занимаются различными видами спорта, и спортсменами. Предлагаемый коэффициент может быть использован для подтверждения эффективности механизмов по обеспечению организма кислородом в зависимости от вида спорта, занимающихся студентов и спортсменов при выполнении двигательной деятельности, и при отборе в различные виды спорта.

Выводы.

1. Механизмы по обеспечению организма кислородом студентов и спортсменов формируются в результате занятий различными видами спорта.
2. Наиболее эффективными механизмами считаются те, которые связаны с увеличением показателей кровообращения и газообменной функции. Они проявляются в группах студентов-спортсменов, занимающихся циклическими видами спорта, а также в группе спортсменов 22-35 лет, занимающихся видами спорта на выносливость.
3. Механизм, связанный с увеличением внешнего дыхания, проявляется у студентов, занимающихся ациклическими видами спорта. Он считается малоэффективным, т.к. является энергозатратным.