CC BY
16
УДК 378 DOI:10.14526/2070-4798-2021-16-2-106-112
Динамика показателей дыхательной системы курсантов-кинологов военного института войск национальной гвардии
Гибадуллин И.Г.1, Анисимова А.Ю.1, Хузин А.Ф.2*
'Ижевский государственный технический университет имени М.Т.Калашников
г. Ижевск, Россия ORCID: 0000-0001-6386-1121, [email protected] ORCID: 0000-0002-5899-91, [email protected] Пермский военный институт войск национальной гвардии Российской Федерации
г. Пермь, Россия [email protected]*
Аннотация: В статье рассматриваются вопросы функционального состояния дыхательной системы и методика определения динамики изменения показателей дыхательной системы курсантов 1-4-го курсов обучения военного института войск национальной гвардии с помощью прибора «SpirolabIII». Отмечена необходимость изучения динамики функциональных резервов и возможностей дыхательной системы курсантов военных вузов как условия контроля и стимулирования физической работоспособности. Материалы. Представлены результаты функциональных резервов и возможностей дыхательной системы курсантов военных вузов, полученные с помощью спирографии типа «SpirolabIII». Измерению подвергались пять спирометрических параметров курсантов военного института: VC (жизненная емкость легких, л); FVC (форсированная жизненная емкость легких, л); EVC (жизненная ёмкость выдоха, л); FIV 1 (объем форсированного вдоха за 1-ю секунду, л); MVV (максимальная произвольная вентиляция, л/мин.). Методы исследования. Использованы методы исследования: анализ-научно методической и специальной литературы, медицинские карточки военных курсантов. Инструментальные исследования дыхательной системы с помощью прибора «SpirolabIII». Результаты. Реализация возможностей спирографии как инструментального метода контроля функционального состояния дыхательной системы позволяет получить быструю и достоверную информацию. Определена динамика показателей, характеризующих деятельность дыхательной системы курсантов 1-4-го курсов факультета (кинологического) Пермского военного института войск национальной гвардии Российской Федерации. Заключение. Оригинальный индекс силы дыхательной мускулатуры и универсальные критерии оценки резервных возможностей дыхательной системы курсантов военного института позволяют получить объективную информацию о функциональном состоянии внешнего дыхания и применить данную информацию для совершенствования физических качеств.
Ключевые слова: курсанты, Spirolab III, жизненная емкость легких, форсированная жизненная емкость легких, максимальная произвольная вентиляция.
Для цитирования: Гибадуллин И.Г., Анисимова А.Ю., Хузин А.Ф.* Динамика показателей
дыхательной системы курсантов-кинологов военного института войск национальной гвардии.
Педагогико-психологические и медико-биологические проблемы физической культуры и спорта.
2021; 16(2): 106-112. DOI:10.14526/2070-4798-2021-16-2-106-112
Respiratory system indices dynamics among cadets-cynologists at military
Institute of National Guard
Ildus G. Gibadullin1, Aleksandra Yu. Anisimova1,Azat F. Khuzin2*
'M.T. Kalashnikov State Technical University, Izhevsk Izhevsk, Russia ORCID: 0000-0001-6386-1121, [email protected] ORCID: 0000-0002-5899-91, [email protected] 3Perm Military Institute of National Guard of the Russian Federation
Perm, Russia [email protected]*
Abstract: The article is about the questions concerning the functional state of respiratory system and the methodology of respiratory system indices dynamics change determination among the 1st-4th course cadets at a military Institute of National Guard with the help of "SpirolabIII" apparatus. We underline the necessity to study the dynamics of functional reserves and respiratory system abilities in cadets of military higher educational establishments as the condition of physical working capacity control and stimulation. Materials. We present the results of functional reserves and respiratory system capacities in cadets at military higher educational establishments. These results were received with the help of "SpirolabIII" type spirography. We examined 5 spirometric parameters of cadets at military Institute: VC (vital capacity, l); FVC (forced expiratory vital capacity, l); EVC (expiration vital capacity, l); FIV 1 (forced inhalation volume within the first second, l); MVV (maximal voluntary ventilation, l/min.). Research methods. Scientific and methodical information sources and cadets' medical cards analysis. Instrumental examination of respiratory system with the help of "SpirolabIII" device. Results. The abilities of spirography realization as an instrumental method of a functional state control of respiratory system helps to receive quick and valid information. We defined the dynamics of the indices, which characterize the activity of respiratory system among the ist-4th course cadets at cynological faculty of Perm Military Institute of National Guard of the Russian Federation. Conclusion. An original index of respiration muscles power and universal criteria of respiratory system reserve capacities in cadets of military Institute help to get objective information concerning functional state of external respiration and use this information for physical qualities development. Keywords: cadets, Spirolab III, vital capacity, forced vital capacity, maximal voluntary ventilation.
For citation: Ildus G. Gibadullin, Aleksandra Yu. Anisimova, Azat F. Khuzin*. Respiratory system indices
dynamics among cadets-cynologists at military Institute of National Guard. Russian Journal of Physical
Education and Sport. 2021; 16(2): 106-112. d0i:10.14526/2070-4798-2021-i6-2-106-ii2
АКТУАЛЬНОСТЬ
Современный подход к
профессиональной физической подготовке требует исследования физиологических явлений, прежде всего исследования целостности жизнедеятельности организма во всех его проявлениях. Для этого важно изучение функциональных показателей организма. Такая комплексность достигается при наблюдении динамических изменений в системе организма человека.
Дыхательная система человека является жизненно важной системой в жизнедеятельности человека. По мнению специалистов, дыхательная система вместе сердечно-сосудистой системой выступает как кардиореспираторная система, характеризующая физическую работоспособность и ответную реакцию на физические и психические нагрузки, которые модулируют факторы среды воздействия
[1,2,3,4,5,6,7,9].
Многими специалистами сегодня разработаны инновационные методики, формирующие высокий уровень
функционирования дыхательный системы человека. Известно, что объективная и достоверная характеристика функционального состояния дыхательный системы человека возможна только при использовании проб,
тестов и инструментариев [1,2,3,10,11,12].
В историческом аспекте
основоположником изучения дыхания в ХХ веке считают Дж.С. Холдена. В своей монографии «Дыхание» (1937) он писал: «Дыхание является выражением координированных процессов, которые мы называем жизнью». В настоящее время дыхание понимают как совокупность процессов, обеспечивающих поступление в организм кислорода, использование его в биологическом окислении органических веществ и удаление из организма углекислого газа. Основным назначением системы дыхания является поддержание оптимального газового состава крови и тканей в соответствии с интенсивностью окислительного метаболизма и, в связи с этим, ее участие в обеспечении постоянства внутренней среды организма. Одним из компонентов анализа состояния дыхательной функции является исследование системы внешнего дыхания. К числу современных методов, применяемых для этой цели, принадлежит спирография, которая является давно известным классическим методом исследования функций системы внешнего дыхания. В то же время современное развитие науки и техники вывели спирографию на качественно новый уровень, значительно расширив ее информационные возможности [8].
Целью данной работы явилось изучение деятельности дыхательной системы курсантов 1-4-го курсов обучения факультета (кинологического) Пермского военного института войск национальной гвардии Российской Федерации.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
ИССЛЕДОВАНИЯ
Использованы такие методы исследования, как анализ-научно методической и специальной литературы, медицинские карточки военных курсантов, инструментальные исследования дыхательной системы с помощью прибора «SpirolabIII».
Spirolab III (MIR (МИР), Италия) -диагностический спирометр с возможностью измерения SpO2 и ЧСС. На цветном дисплее высокого разрешения одновременно может отображаться до 8 кривых. Программное обеспечение WinspiroPRO и дружественный интерфейс на основе иконок превращает Спиролаб-3 в универсальный клинический
спироанализатор, работающий в онлайн-режиме. Внутренняя память спироанализатора Спиролаб-3 позволяет хранить до 6000 спирометрических тестов и до 1000 часов плетизмограммы. Встроенный термопринтер позволяет распечатывать отчеты за секунды. Особенностью спирографа Spirolab III является возможность использования как многоразовых, так и одноразовых турбин.
Проанализировано состояние
дыхательной системы курсантов 1-4-го курсов обучения факультета (кинологического) Пермского военного института войск национальной гвардии Российской Федерации.
На рисунке 1 наглядно представлены возможности диагностического спирометра с цветным дисплеем высокого разрешения и термопринтером. Основу данного прибора составляет программа Winspiro PRO с подключением RS232/USB/BT, кейс.
Рисунок 1. Диагностический спирометр с цветным дисплеем высокого разрешения и термопринтером
Возможности данного прибора заключаются в получении достоверных показателей, характеризующих
функциональные возможности дыхательной системы курсантов.
Измерению подвергались пять спирометрических параметров курсантов военного института:
-VC (жизненная емкость легких, л);
- FVC (форсированная жизненная емкость легких, л);
- EVC (жизненная ёмкость выдоха, л);
- FIV 1 (объем форсированного вдоха за
1-ю секунду, л);
- МУУ (максимальная произвольная вентиляция, л/мин.).
Для измерения VC (жизненная емкость легких) перед началом теста нужно сделать несколько спокойных глубоких вдохов, затем сделать максимально глубокий вдох, после чего медленно произвести максимально глубокий выдох в мундштук. Во время теста на дисплее будут выведены кривые объема и времени [8].
Для измерения ^С (форсированная жизненная емкость легких) при необходимости нужно сделать перед началом теста несколько
глубоких вдохов, затем медленно вдохнуть настолько глубоко, насколько возможно. Затем максимально энергично выдохнуть весь воздух. Далее, не вынимая мундштук изо рта, нужно завершить тест, совершив максимально быстрый вдох. [5]
Для измерения МУУ (максимальная произвольная вентиляция) начинать тест нужно с того, что обследуемый делает несколько максимально глубоких форсированных вдохов и выдохов. Нужно проинструктировать тестируемого, что идеальная частота дыхания в этом случае - 30 дыхательных движений в минуту. Через 12 секунд тест автоматически прекратится. После окончания теста на дисплее появятся зарезервированные кривые, а справа
на дисплее будут указаны величины измерения параметров [8].
В программной системе все показатели сохраняются, и их можно вывести на печать.
В исследовании приняли участие 93 курсанта 1-4-го курсов обучения факультета (кинологического) Пермского военного института войск национальной гвардии, из них: 1- й курс - 25 человек, 2-й курс - 23 человека, 3-й курс - 21 человек, 4-й курс - 24 человека.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
Показатели состояния дыхательной системы курсантов 1-4-го курсов факультета (кинологического) представлены в таблице.
Таблица — Показатель среднего значения деятельности дыхательной системы курсантов 1-4-го курсов обучения факультета (кинологического) ПВИ войск национальной гвардии
Курс обучения Показатель дыхательной системы
УС, л РУС, л РГУ1, л ЕУС, л ШУУ, л/мин
I 5,03±0,84 4,09±0,71 3,89±0,85 5,04±0,84 1б3,72±28,20
II 4,79±0,35 3,57±0,80 3,41±0,79 4,79±0,35 1б4,99±2б,50
III 4,80±0,84 3,52±0,59 3,б2±0,70 4,80±0,84 1б3,07±35,б4
IV 5,00±0,87 3,94±1,03 3,73±0,98 5,00±0,87 158,78±32,98
Примечание: УС (жизненная емкость легких, л); РУС (форсированная жизненная емкость легких, л); ЕУС (жизненная ёмкость выдоха, л); РГУ 1 (объем форсированного вдоха за 1-ю секунду, л); МУУ (максимальная произвольная вентиляция, л/мин.)
курсооучення
Рисунок 2. Динамика показателей деятельности дыхательной системы курсантов
Динамика роста исследуемых показателей, характеризующих деятельность дыхательной системы курсантов 1-4-го курсов факультета (кинологического) Пермского военного института войск национальной гвардии Российской Федерации, представлена на рисунке 2.
Проведенный анализ среднего значения показателей дыхательной системы курсантов 1-4-го курсов факультета (кинологического) Пермского военного института войск национальной гвардии Российской Федерации показал:
1. Жизненная емкость легких VC, которая является одним из важных показателей состояния дыхательной системы, составляет: на первом курсе - 5,03±0,84 л, на втором курсе - 4,79±0,35л, на третьем - 4,80±0,84 л, на четвертом курсе - 5,00±0,87 л. Отмечено снижение показателей VC на втором и третьем курсе. Жизненная ёмкость легких ^С) зависит от функционального состояния организма и его физической тренированности, поэтому она не полностью отражает состояние дыхательной системы. Необходимо рассмотреть другие показатели для определения полного состояния дыхательной системы.
2. Форсированная жизненная емкость легких (^С) - разница объемов легких между началом и концом форсированного выдоха. Показатели составляют: на первом курсе -4,09±0,71 л, на втором курсе - 3,57±0,80 л, на третьем - 3,52±0,59 л и на четвертом курсе -3,94±1,03 л. Наблюдается снижение данного показателя дыхательной системы с 1-го по 4-й курс обучения. Это связано с тем, что у курсантов снижается физическая подготовленность и
физические качества.
3. Объём форсированного выдоха за первую секунду - объем воздуха, выдохнутого за первую секунду форсированного выдоха, является показателем суммарной проходимости воздухоносных путей и эластических свойств легких и грудной клетки. Чем меньше показатель форсированного выдоха за первую секунду, тем больше нарушена проходимость дыхательных путей. Исходные показатели FIVl у курсантов составили на первом курсе 3,89±0,85 л, на втором курсе -3,41±0,79 л, на третьем курсе - 3,62±0,70 л, на четвёртом курсе - 3,73±0,98 л. Наблюдается снижение показателей на втором и третьем курсах обучения курсантов.
4. Жизненная емкость выдоха (EVC) показывает объем воздуха, выдыхаемого после максимального вдоха, который состоит из резервного объема вдоха, дыхательного объема и резервного объема выдоха. В нашем примере у курсантов военного института она равнялась на первом курсе 5,03±0,84 л, на втором курсе - 4,79±0,35л, на третьем - 4,80±0,84 л, на четвертом - 5,00±0,87 л. Отмечено снижение показателей VC на втором и третьем курсе обучения.
5. Максимальная вентиляция легких (ШУУ) характеризует показатель функциональных возможностей дыхания, объем воздуха, поступающего в легкие за 1 мин при форсированном дыхании. Чем выше ШУУ, тем больше потенциальная физическая работоспособность человека и вероятность высоких спортивных результатов. Динамика показателей максимальной вентиляции легких (М'УУ) у курсантов 1-4-го курсов обучения выполнена в виде диаграммы (рисунок 3).
Рисунок 3. Показатель максимальной вентиляции легких у курсантов
Максимальная вентиляция легких (ШУУ) на первом курсе у курсантов составила 163,72±28,20 л/мин, на втором курсе -164,99±26,50 л/мин, на третьем курсе -163,07±35,64 л/мин, на четвертом курсе -158,78±32,98 л/мин. Отмечено, что физическая работоспособность и волевые качества у курсантов с 1-го курса по 4-й курс обучения ухудшаются.
Таким образом, полученные
результаты функционального состояния курсантов свидетельствуют о необходимости стимулирования дыхательной системы за счет реализации физических упражнений, направленных на развитие выносливости. Отмечено, что уровень функциональных возможностей дыхательной системы курсантов от курса к курсу снижается, что требует разработки инновационных подходов, определяющих и стимулирующих силы дыхательной мускулатуры, и универсальных критериев оценки резервных возможностей дыхательной системы. В связи с этим разработана методика стимуляции дыхательной системы курсантов в рамках реализации системы дыхательных упражнений, учебно-тренировочных комплексов, направленных на развитие аэробных возможностей.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Согласно проведенному нами исследованию, разработанный оригинальный индекс силы дыхательной мускулатуры и универсальные критерии оценки резервных возможностей дыхательной системы курсантов военного института позволяют получить объективную информацию о функциональном состоянии внешнего дыхания и применить данную информацию для совершенствования физических качеств курсантов, а также гармонизации дыхательной функции в процессе занятий физической подготовкой в военном институте войск национальной гвардии Российской Федерации.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Ванюшин Ю.С. Компенсаторно-адаптационные реакции кардиореспираторной системы: дис. ... д-ра биол. наук. Казань. 2001: 323.
2. Ванюшин М.Ю., Елистратов Д.Е. Влияние нагрузки повышающейся мощности на кардиореспираторную систему спортсменов с различными типами кровообращения. Фундаментальные исследования. 2012; 3: 241-
244.
3. Вахитов И.Х. Насосная функция сердца в зависимости от возраста приобщения к мышечным тренировкам: автореф. дис. ... д-ра биол. наук. Казань. 2005: 45.
4. Высочин Ю.В. Физиологические основы специальной подготовки футболистов. Монография. Набережные Челны: КамГИФК. 2007.
5. Гибадуллин И.Г., Нюнаев И.В., Анисимова А.Ю. Методика развития выносливости студентов на занятиях по физической культуре на основе способа повышения работоспособности. Монография. 2017: .49
6.ПетровР.Е.,МутаеваИ.Ш.,Гизатуллина
4.А. Электромиографические исследования работы мышц. Проблемы и перспективы физического воспитания, спортивной тренировки и адаптивной физической культуры: материалы Всероссийской научно-практической конференции с международным участием (18-19 февраля 2021). Казань: Поволжская ГАФКСиТ Казань. 2021: 66-69
7. Савченко В.Г., Москаленко Н.В., Луковская О.Л., Ковтун А.А. Современные методы исследования функционального состояния сердечно-сосудистой и дыхательной систем в физической культуре и спорте: Учебное пособие. Днепропетровск. 2007: 11.
8. Тихомиров А.К. Управление подготовкой в спорте: монография. Моск. гос. акад. физ.культуры, «Книга и Бизнес». Малаховка. 2010: 230.
9. Kuznetsova Z., Kuznetsov A., Mutaeva I., Khalikov G., Zakharova A. Athletes preparation based on a complex assessment of functional state. In Proceedings of the 3rd International Congress on Sport Sciences Research and Technology support. SCITEPRESS. 2015: 156-160
10. Bosquet L., Gamelin F.-X., Berthoin
5. Is aerobic endurance a determinant of cardiac autonomic regulation? European Journal of Applied Physiology. 2007; 100(3): 363-369.
11. Boutcher S.H., Park Y., Dunn S.L., Boutcher Y.N. The relationaship between cardiac autonomic function and maximal oxygen uptake response to high-intensity interminent-exercise training. Journal of Sports Sciences. 2013; 31(9): 1024-1029. DOI: 10.1080/02640414.2012.762984.
12. Marcora S.M., Staiano W., Manning V. Mental fatigue impairs physical performance in humans. Journal of Applied Physiology. 2009; 106(3): 857-864. DOI: 10.1152/ japplphysiol.91324.2008.
Статья поступила в редакцию: 13.05.2021
Гибадуллин Ильдус Гиниатулович - доктор педагогических наук, профессор, Ижевский государственный технический университет им. М.Т. Калашникова, 426000, Россия, г. Ижевск, ул. Студенческая, дом 67, e-mail: gIbadullinildus @yandex.ru
Анисимова Александра Юрьевна — кандидат педагогических наук, доцент, Ижевский государственный технический университет им. М.Т. Калашникова, 426000, Россия, г. Ижевск, ул. Студенческая, дом 67, e-mail: [email protected]
Хузин Азат Фаргатович - заместитель начальника отделения комплектования строевого отдела, Пермский военный институт войск национальной гвардии Российской Федерации, 614112, Россия, г. Пермь, ул. Гремячий Лог, дом 1, ПВИ войск национальной гвардии. e-mail: azath.huzin@ yandex.ru*
