
- •Особливості показників дихальної системи у спортсменів з різним спрямуванням тренувального процесу (статевий аспект)
- •Розділ і Огляд літератури
- •1.1. Особливості дихальної системи людини.
- •1.2. Вікові особливості органів дихання та споживання кисню.
- •1.3. Механізм вдиху і видиху
- •1.4. Вплив умов проживання на стан дихальної системи
- •1.4.1. Дихання під час фізичного навантаження
- •1.4.2. Дихання в умовах зниженого атмосферного тиску
- •1.4.3. Дихання в умовах підвищеного атмосферного тиску
- •1.4.4. Дихання в умовах забруднення атмосферного повітря
- •Розділ 2 Контингент і методика дослідження
- •2.1. Контингент досліджуваних
- •2.2. Методика дослідження.
- •3. Результати власних досліджень та їх обговорення
- •3.1. Аналіз показників життєвої ємності легень досліджуваних чоловічої статі.
- •Висновки
- •Література
1.4. Вплив умов проживання на стан дихальної системи
1.4.1. Дихання під час фізичного навантаження
Вплив багаторічної спортивної підготовки на організм висококваліфікованих спортсменів насамперед позначається на стані системи дихання у спокої. Порівняння показників зовнішнього дихання у кваліфікованих спортсменів і нетренованих осіб свідчить про те, що в результаті багаторічних регулярних тренувань дихання у спокої уповільнюється, трохи знижується хвилинний об'єм дихання (ХОД).
Важливо підкреслити, що в результаті систематичного спортивного тренування змінюється ефективність і економічність зовнішнього дихання. Висококваліфікованим велосипедистам для споживання 1 л кисню необхідно провентилювати на 3,0 — 3,5 л повітря менше, ніж нетренованим чоловікам, спортсменкам-велосипедисткам тієї ж кваліфікації — на 3,5 — 4,0 л менше, ніж нетренованим жінкам того ж віку, тобто вентиляційний еквівалент (BE) у спортсменів і спортсменок виявляється нижчий. Кваліфікованими спортсменами більше споживається кисню за один вдих — кисневий ефект дихального циклу (КЕДЦ) у спортсменів і спортсменок у спокої достовірно вищий, ніж у нетренованих [31].
Спортивне тренування, помітно змінюючи загальний фізичний розвиток, позначається і на серцево-судинній системі.
За нашими спостереженнями, так само як і за спостереженнями інших авторів [2-4], багаторічна спортивна підготовка призводить до зменшення серцевого ритму в спокої. У висококваліфікованих спортсменів і спортсменок частота серцевих скорочень на 10—15 уд./хв нижче, ніж у нетренованих, що зумовлює в них менший хвилинний об'єм крові (МОК). Різниця ударного об'єму крові (УО) у тренованих і нетренованих у спокої недостовірна.
Систематичні тренування підвищують ефективність і економічність кровотока щодо постачання тканин киснем у стані спокою. Органи і тканини у спортсменів і спортсменок спроможні отримувати з крові кисню більше, ніж нетренованих. Гемодинамічний еквівалент (ГЕ) у тренованих нижчий: для споживання 1 л кисню спортсменам високої кваліфікації необхідно пропустити через серце на 3,5—4 л менше крові, ніж нетренованим чоловікам, спортсменкам — на 1,2—1,5 л менше, ніж нетренованим жінкам того ж віку. У спортсменів і спортсменок кисневий пульс (КП) у спокої вищий — за одне серцеве скорочення їх організм споживає достовірно більше кисню, ніж організм тих, хто спортом не займається.
При систематичному тренуванні, згідно з даними ряду науковців, збільшується вміст гемоглобіну в крові, а разом з ним і киснева ємність крові [6].
Зміни зовнішнього дихання, кровообігу, дихальної функції крові і механізмів, відповідальних за утилізацію кисню в тканинах, призводять до того, що під впливом спортивного тренування кисневі режими організму зазнають істотних змін у стані спокою.
Необхідно зазначити, що загальна тенденція до підвищення потужності ФСД у спокої в спортсменів виявляється незалежно від статі. Однак через анатомічні і фізіологічні особливості організму жінок, меншу, ніж у чоловіків, м'язову масу, менш потужна система дихання навіть у спортсменок найвищої кваліфікації не забезпечує таку поетапну швидкість доставки кисню і його утилізацію, як це відбувається в організмі чоловіків. Навіть у спортсменок найвищої спортивної кваліфікації швидкість поетапної доставки кисню і його споживання нижче, ніж у нетренованих чоловіків.
Незважаючи на те, що загальна тенденція до підвищення потужності й економічності ФСД у спокої внаслідок тренованості виражена досить чітко, поетапна швидкість надходження кисню в легені й альвеоли через більш низький ХОД у спокої в спортсменів достовірно не відрізняється від таких у нетренованих. Хоча насиченість крові киснем у тренованих трохи нижче, ніж у нетренованих, у спортсменів завдяки більшій кисневій ємності крові вміст кисню в артеріальній крові вищий. Трохи менший ХОД зумовлює в спортсменів зменшення швидкості транспорту кисню артеріальною і змішаною венозною кров'ю (на 10 —15 % нижче, ніж у нетренованих). У той же час, у зв'язку з більш розвиненими механізмами утилізації кисню в тканинах у спортсменів швидкість споживання кисню в спокої вище.
Водночас, підвищення ефективності дихання призводить до того, що кисневі режими організму спортсменів виявляються більш напруженими. Оскільки відсоток утилізації кисню в легенях у процесі спортивних тренувань зростає, вміст кисню у повітрі, що видихається і, відповідно, в альвеолярному повітрі зменшується [30].
При аналізі каскадів парціального тиску кисню варто звернути увагу на той факт, що в спокої парціальний тиск кисню в альвеолярному повітрі в спортсменів на З — 4 мм рт. ст., напруження кисню в артеріальній на 5 — 7 мм рт. ст., а в змішаній венозній крові — на 2 — 3 мм рт. ст. нижчі, ніж у нетренованих осіб. Коли зважати на те, що артеріовенозні розбіжності за киснем у спортсменів вищі, то можна побачити, що навіть у спокої тренований організм здатний повніше утилізувати кисень із крові при менших величинах рO2.
Наведені дані дозволяють стверджувати, що в стані спокою кисневі режими організму спортсменів високої кваліфікації характеризуються меншою швидкістю надходження кисню в легені й альвеоли, уповільненим транспортом кисню артеріальною і змішаною венозною кров'ю, підвищеною швидкістю споживання кисню тканинами порівняно з нетренованими. У тренованих людей більш ефективні співвідношення між швидкістю просування кисню на різних ділянках його шляху в організмі і швидкістю споживання тканинами, більш економічна функція доставки кисню до тканин. Це підтверджують більш низькі в спортсменів у стані спокою вентиляційний і гемодинамічний еквіваленти, більш високі кисневі ефекти дихального і серцевого циклів, велика частка альвеолярної вентиляції в дихальному і хвилинному об'ємі дихання. Таким чином, розвиток механізмів, що збільшують використання кисню в легенях: скорочення відносних розмірів функціонального мертвого дихального простору, збільшення частки альвеолярної вентиляції в загальній вентиляції легень, збільшення дифузійної поверхні легень, а також механізмів, що зумовлюють більш повну утилізацію кисню з крові: розвиток капілярної сітки в м'язах, збільшення загальної дифузійної поверхні для кисню в тканинах, нагромадження в м'язах міоглобіну, активізація дихальних ферментів мітохондрій — призводять до того, що діяльність функціональної системи дихання та кисневі режими організму стають більш ефективними й економічними.
В порівнянні з однолітками у юних спортсменів, як правило, вищі показники ЖЄЛ, МСК, МВЛ, потужність форсованого вдиху і видиху (тобто показники тахометрії), вища стійкість до гіпоксії та гіперкапнії (тобто показники функціональних дихальних проб, наприклад, проби Штанге), понижена потреба у кисні в умовах спокою і при фізичному навантаженні, тобто у них робота здійснюється економніше.
Робота скелетної мускулатури потребує посиленого надходження кисню та поживних речовин з кров'ю. Хвилинний об'єм дихання залежно від інтенсивності навантаження зростає з 8-10 л до 100-120 л, а споживання кисню організмом збільшується при цьому в 10-12 разів і може досягати 4 л/хв.
Чинники гіпервентиляції під час фізичного навантаження. Здавалося 6, що основною причиною бурхливої реакції дихальної системи на фізичне навантаження є зростання вмісту і напруги СО2 в крові. Справді, у венозній крові рСО2 підвищується досить істотно. Проте в артеріальній крові, а саме вона омиває головний мозок і дихальний центр, рСО2 не тільки не зростає, а під час напруженого м'язового навантаження навіть знижується. Ця обставина пов'язана з тим, що посилена вентиляція легень під час фізичного навантаження виводить значні кількості СО2 з організму. Що ж тоді зумовлює активізацію дихальної системи під час м'язової роботи?
Серед чинників, які стимулюють функцію дихального центру під час фізичного навантаження, перше місце посідає лактатна (молочна) кислота, яка утворюється в скелетних м'язах, коли сила їх скорочення перевищує 40 % максимальної довільної сили. При цьому перетискаються кровоносні судини м'язів, надходження крові до них припиняється і вони переходять на анаеробний шлях метаболізму.
Важливу роль у посиленні вентиляції відіграє центральна нервова система [27]. Відомо, що дихання посилюється у людини ще до початку роботи — передстартовий стан, який запускається корою великого мозку та гіпоталамусом. Така передстартова гіпервентиляція збільшує насичення крові і скелетних м'язів киснем, готуючи м'язи до очікуваної роботи. З початком роботи в дію вступають сигнали від пропріорецепторів м'язів, що скорочуються. І вже пізніше, коли починає напрацьовуватись у достатній кількості молочна кислота, вона, знижуючи рН крові, бере на себе функцію стимуляції дихального центру. Оскільки молочна кислота не виводиться з організму через легені, вона продовжує підтримувати гіпервентиляцію й після припинення роботи м'язів, аж поки кисень, що надходить в організм у підвищених кількостях, не покриє кисневий борг і молочна кислота не окисниться. Кисневий борг — це нестача кисню, що виникає у скелетних м'язах під час їх тривалої й напруженої роботи.
Незважаючи на незначні зміни в газовому складі артеріальної крові під час роботи скелетних м'язів, центральні та периферичні артеріальні хеморецептори також відіграють суттєву роль у розвитку гіпервентиляції легень. Вважають, що під час фізичної роботи зростає чутливість нейронів дихального центру й артеріальних хеморецепторів до гіперкапнії та гіпоксії.
Внаслідок увімкнення названих механізмів та чинників частота дихання і об'єм легеневої вентиляції пристосовуються до інтенсивності виконуваної роботи і більш-менш відповідають рівню метаболізму, енергетичним витратам організму.
Сказане стосується головним чином ритмічної динамічної роботи. Під час виконання статичної роботи кровопостачання працюючих м'язів і надходження до них кисню погіршуються швидше і за меншої сили скорочень м'язів. У випадках тривалого, хоч і не дуже сильного напруження м'язів немає їх періодичних розслаблень і нехай короткочасних, але конче потрібних працюючим м'язам відновлення кровотоку й надходження кисню. Під час виконання статичної роботи досить швидко розвивається втомлення і знижується працездатність, навіть якщо навантаження ненабагато перевищує 30 % максимальної сили скорочення. Дихання при цьому зростає меншою мірою і переважно під впливом нервової системи [27, 31].