Адаптаційні реакції дихальної системи на тренувальні впливи

Як ефективно не функціонувала б серцево-судинна система, постачаючи достатню кількість крові до тканин, без адекватного функціонування дихаль­ної системи, що забезпечує потреби організму у кисні, не може бути й мови про високий рівень витривалості. Функціонування дихальної системи, як пра­вило, не обмежує м'язову діяльність, оскільки серцево-судинна система може значно підсилювати вентиляцію. Однак подібно до серцево-судинної системи дихальна система також зазнає специфічних змін внаслідок тренування, спря­мованого на збільшення витривалості, мета котрої підвищити ефективність її функціонування. Розглянемо деякі з них.

Об'єм легень та частота дихання. Загалом об'єм та життєва ємність легень мало змінюються під впливом тренування. Життєва ємність легень — об'єм повітря, що видихається після максимального вдиху, — лише трохи збільшується. У той же час залишковий об'єм — кількість повітря, що залишається після закінчення максимального видиху, — трохи зменшується. Зміни цих двох параметрів можуть бути взає­мопов'язані. Загальна ємність легень залишається незмінною. Після трену­вальних навантажень, спрямованих на розвиток витривалості, дихальний об'єм — об'єм повітря, що вдихається і видихається, при нормальному дихан­ні, — не змінюється у стані спокою, а також при стандартних субмаксималь­них рівнях навантаження. При максимальних рівнях навантаження він, однак, зростає.

Тренування, як правило, призводить до зниження частоти дихання і у стані спокою, і при стандартному субмаксимальному навантаженні. Ступінь зниження неве­ликий і, вірогідно, відображає вищу ефективність дихання. Разом з тим при максимальних рівнях навантаження частота дихання звичайно підвищена.

Легенева вентиляція. Тренування практично не впливає на легеневу вентиляцію. У результаті тренувальних навантажень вона може трохи знизитися у спокої та при стан­дартних субмаксимальних навантаженнях. Однак максимальна легенева вен­тиляція значно підвищується: у нетренованих осіб від 120 до 150 л/хв, у добре підготовлених спортсменів — до 180 л/хв. Два чинники можуть зумовлювати збільшення максимальної легеневої вентиляції внаслі­док тренування: підвищення дихального об'єму та зростання частоти дихання при максимальному навантаженні.

Вентиляцію, як правило, не вважають чинником, котрий обмежує м'язову діяльність, що потребує прояву витривалості. Однак є дані, котрі показують, що в певний момент адаптації у добре тренованої людини здатність легень транспортувати кисень виявляється недостатньою, щоб задовольнити потреби кінцівок та серця.

Лактатний (анаеробний) поріг. Тренувальні навантаження, спрямовані на розвиток витривалості, підви­щують лактатний поріг. Іншими словами, в результаті тренувальних наванта­жень людина може здійснювати роботу вищої інтенсивності та вищого абсо­лютного ступеня утилізації кисню, не збільшуючи концентрацію лактату ви­ще рівня, характерного для стану спокою. Незважаючи на збільшення МСК, поріг лактату змі­щується в бік вищого відсотку МСК. Таким чином, концентрації лактату крові при кожному рівні стандарт­ного навантаження тесту, що пере­вищують лактатний поріг, внаслідок тренування, спрямованого па розви­ток витривалості, знижуються.

Збільшення лактатного порогу зумовлене кількома чинниками. На­самперед вищою здатністю виводи­ти лактат, утворений у м'язі, а також збільшення кількості ферментів у ньому м'язі у сполученні зі зміщенням в утилізації метаболічної речовини в результаті тренування. Усе це призводить до того, що при однаковій інтенсивності роботи утворюється мен­ше лактату.

Тренування, спрямоване на розвиток витривалості, призводить до збіль­шення максимальної концентрації лактату у крові у момент крайнього стом­лення. Це підвищення незначне, особливо у порівнянні з тим, що спостеріга­ється в результаті тренування спринтерського типу.

Дихальний коефіцієнт. Дихальний коефіцієнт (ДК) є відношенням діоксиду вуглецю, що виділяється до споживаного кисню. Він залежить від типу речовин, використовуваних у якості джерела енергії.

Тренування призводить до зниження ДК як при абсолютних, так і віднос­них субмаксимальних інтенсивностях роботи. Ці зміни зумовлені в основно­му більшою утилізацією вільних жирних кислот замість вуглеводів у тренова­них осіб при певних інтенсивностях фізичного навантаження.

При максимальних рівнях фізичного навантаження ДК у тренованих осіб підвищується, що пояснюється здатністю працювати при макси­мальних рівнях навантаження протягом триваліших періодів часу, ніж перед тренуванням. Він відображає тривалу вентиляцію з виділенням значної кіль­кості СО₂ і є результатом ефективнішої м'язової діяльності, котра, найвірогід­ніше, відображає підвищене психологічне спонукання або стимул.

Максимальне споживання кисню. Як ми вже відмічали раніше, МСК — найкращий показник кардіореспіраторної витривалості. Те­пер, коли ми вивчили різні аспекти фізіологічної адаптації, нас навряд чи зди­вує той факт, що МСК значно підвищується внаслідок тренування, спрямова­ного на розвиток витривалості. Діапазон цього збільшення є дуже широким — від 4 до 93 %. Для пересічної людини, котра до початку тренувальних за­нять вела малорухливий спосіб життя і тренувалася з інтенсивністю 75 % від мак­симуму три рази на тиждень по 30 хв протягом 6 місяців, характерним є збільшен­ня МСК на 15-20 %. У результаті подібної тренувальної програми МСК у людини, котра вела малорухливий спосіб життя, може збільшитися від по­чаткового рівня 35 до 42 мл/кг∙хв. Це, звичайно, набагато поступається показникам, які спостерігаються у найсильніших спортсменів, які займаються видами спорту, що потребують прояву витривалості (70-94 мл/кг∙хв).

Зрілим спортсменам для досягнення максимально можливого МСК необ­хідно 8-18 місяців інтенсивних тренувальних навантажень, спрямованих на роз­виток витривалості, тобто кожний спортсмен має свою межу споживання кис­ню, котрої він може досягти. Цілком можливо, що деякою мірою вона може бути зумовлена тренуванням у ранньому дитинстві.

Чинники, що зумовлюють збільшення МСК, відомі:

1.) Обмеження кількості окиснювальних ферментів.

2.) Обмеження доставки кисню системою кровообігу.

Існують досить переконливі докази на користь другого чинника. В одному дос­лідженні обстежувані під час навантаження до крайнього стомлення (до висна­ження) вдихали суміш діоксиду вуглецю та повітря. МСК при цьому знизи­лося прямо пропорційно кількості оксиду вуглецю, котрий вдихали обстежувані. Молекули оксиду вуглецю блокували приблизно 15 % загальної кількості гемоглобіну, що відповідало відсотковому зниженню МСК. В іншому дослід­женні у кожного обстежуваного взяли 15-20 % загального об'єму циркулюючої крові. МСК знизилося майже на стільки ж. Після реінфузії еритроцитів через 4 тижні МСК збільшилося, перевищивши основні, або контрольні показ­ники. В обох дослідженнях зниження киснетранспортної функції крові (у пер­шому випадку внаслідок блокування гемоглобіну, у другому — зменшення об'єму циркулюючої крові) призводило до того, що до активних тканин над­ходило менше кисню. Це викликало відповідне зниження МСК. Результати ряду досліджень продемонстрували, що вдихання збагачених киснем сумішей при значно підвищеному парціальному тиску кисню у повітрі, що вдихається, призводило до збільшення витривалості.

У табл. 5. наведено фізіологічні зміни, зумовлені тренувальними наван­таженнями, спрямованими на розвиток витривалості, котрі ілюструють очіку­вані зміни внаслідок тренування у раніше неактивних чоловіків порівняно з показниками найсильніших спортсменів, які займаються видами спорту, що потребують прояву витривалості.

Таблиця 5.