Компенсаторные механизмы адаптации кардиореспираторной системы спортсменов разного возраста

Аннотация

Наиболее эффективным механизмом обеспечения организма кислородом для поддержания высокого уровня физической работоспособности принято считать увеличение сердечного выброса. Однако полученные нами результаты [2] свидетельствуют о снижении прироста минутного объема крови (МОК) при переходе от одной нагрузки к другой.

Полный текст

Наиболее эффективным механизмом обеспечения организма кислородом для поддержания высокого уровня физической работоспособности принято считать увеличение сердечного выброса. Однако полученные нами результаты [2] свидетельствуют о снижении прироста минутного объема крови (МОК) при переходе от одной нагрузки к другой. Поэтому можно предположить существование других механизмов, направленных на удовлетворение кислородного запроса организма при мышечной деятельности. Одним из них является внешнее дыхание, причисленное рядом исследователей [6, 9] к факторам, лимитирующим возможность достижения высоких спортивных результатов. Так, например, было показано [7], что на начальном этапе адаптации к физической нагрузке рост аэробной производительности организма в значительной степени определяется увеличением объема легких и возрастающими вентиляционными возможностями аппарата внешнего дыхания. В связи с этим нами были изучены показатели внешнего дыхания и газообмена у спортсменов разного возраста, специализирующихся в видах спорта на выносливость, при велоэргометрическом тестировании.

В исследованиях принимали участие спортсмены, занимающиеся видами спорта, развивающими выносливость, в возрасте от 15 до 60 лет, которые были распределены на четыре группы. В 1-ю группу (11 чел.) вошли подростки 15—16 лет, во 2-ю (22) — юноши в возрасте 17—21 года, в 3-ю (20) — взрослые спортсмены 22—35 лет, в 4-ю (19) — спортсмены-ветераны в возрасте 36—60 лет.

Методика выполнения нагрузок на велоэргометре и регистрация показателей кровообращения приведены в ранее опубликованных работах [2, 3]. С помощью пневмотахографа ПТГ 3-01 (“Медфизприбор”, г. Казань) определяли следующие показатели внешнего дыхания: частоту дыхания (ЧД), дыхательный объем (ДО) и минутный объем дыхания (МОД). Газоанализ выдыхаемого воздуха производили на парамагнитном анализаторе кислорода АК-5 и газоанализаторе ГАУ-3, предназначенных для измерения парциального давления кислорода и углекислого газа. Градуировку анализаторов контролировали ежедневно с использованием точных газовых смесей. Объемные показатели внешнего дыхания приводились к условиям BTPS, а показатели газообмена — к стандартным условиям 8ТРД.

Полученные результаты исследования внешнего дыхания представлены на рисунке. В предрабочем состоянии наиболее редкое дыхание отмечается в группах взрослых спортсменов. По-видимому, это можно объяснить тем, что подобный тип адаптации является отражением системного “структурного следа” [8], опосредованного возрастными морфофункциональными изменениями организма при занятиях видами спорта на выносливость. Остальные показатели существенно не различались.

Нагрузка на велоэргометре мощностью в 50 Вт и 100 Вт привела к изменению всех показателей внешнего дыхания в исследуемых группах. Однако межгрупповые различия проявились только в отношении ДО и ЧД. По остальным параметрам достоверных различий не обнаружено.

Показатели газообмена в группах спортсменов при нагрузках повышающейся мощности

Нагрузка мощностью в 150 и 200 Вт свидетельствовала о более экономном характере дыхания в группах юношей и взрослых спортсменов, чем у подростков. Об этом свидетельствуют цифровые значения ДО и ЧД. Показатели МОД оказались наибольшими в группах подростков и взрослых спортсменов-ветеранов. Следовательно, очевидна компенсаторная роль внешнего дыхания при выполнении спортсменами нагрузок мощностью в 150 и 200 Вт. На это указывает и уменьшение отношения МОК/МОД (см. табл.), что, по мнению К.В.Судакова [10], подчеркивает ведущую роль дыхания в процессе адаптации к физической нагрузке и факт преобладания при этом дыхательного типа [4].

Однако по данному вопросу есть и другая точка зрения [1]. Так, если вентиляция растет в больней степени, чем кровоток, то она уже не способствует увеличению доставки кислорода тканям. Кровь, протекающая через легкие, не успевает захватывать из альвеол дополнительное количество этого газа, и часть воздуха, которая проходит через легкие, перегоняется впустую. Отсюда следует, что более выраженное возрастание кровотока, чем усиление легочной вентиляции, по-видимому, не всегда можно рассматривать в качестве компенсаторного фактора.

Стимуляция внешнего дыхания обусловлена возрастанием потребности организма в кислороде, которая во время двигательной деятельности увеличивается в десятки раз, так как повышаются энергозатраты. Поэтому функция дыхания регулируется таким образом, чтобы соответствовать интенсивности потребления кислорода и выделения углекислого газа. Данные показатели с каждой ступенью нагрузки увеличивались на достоверную величину (см. рис.). Однако межгрупповые различия выявлялись не всегда, что, по-видимому, указывает на однотипную метаболическую перестройку энергетических процессов в исследуемых группах.

 

При выполнении ступенчато возрастающих нагрузок наблюдается экономное функционирование системы кровообращения, проявляющееся в том, что ткани тренированного организма обладают способностью извлекать из каждого литра крови большее количество кислорода в результате усиления биогенеза митохондрий [5, 11]. Для удовлетворения кислородного запроса при физических нагрузках не требуется значительного увеличения МОК [12]. В этом случае большое значение имеют показатели газообмена, в частности коэффициент использования кислорода (КИО,), который в группе взрослых спортсменов был равен 47,64±1,17, что достоверно больше, чем в других группах (см. рис.). Это является отражением эффективности газообменной функции, у спортсменов данной группы, тренирующихся на выносливость и имеющих высокую спортивную квалификацию. В результате длительных и систематических тренировок у них, вероятно, повышается относительная способность скелетных мышц и мобилизуется кислородно-транспортная система, что проявлялось при нагрузке мощностью в 200 Вт.

Таким образом, адаптация кардиореспираторной системы к нагрузке повышающейся мощности в группах спортсменов разного возраста, специализирующихся в видах спорта на выносливость, реализуется различным способом. В группах подростков и взрослых спортсменов в возрасте от 36 до 60 лет это происходит в результате более высоких показателей легочной вентиляции, в группе взрослых спортсменов 22—35 лет — за счет повышения КИО,, а в группе юношей — путем активации газотранспортной системы. Об этом свидетельствуют достоверно более высокие величины индекса кровообращения и сердечного индекса.