CC BY
65
Интегративная физиология
УДК 612+796.012.6
КЛЮЧЕВЫЕ МОРФОМЕТРИЧЕСКИЕ, СПИРОГРАФИЧЕСКИЕ И КАРДИОПУЛЬМОНАЛЬНЫЕ ПОРТРЕТНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ВЕДУЩИХ СПОРТСМЕНОВ В ВОЗРАСТЕ 15-16 ЛЕТ В СОСТОЯНИИ ПОКОЯ И ОЦЕНКА ФИЗИЧЕСКОЙ РАБОТОСПОСОБНОСТИ В ПЕРИОД УЧАСТИЯ В СОЦИАЛЬНО ЗНАЧИМЫХ СОРЕВНОВАНИЯХ
В.В. Эрлих, А.П. Исаев, В.В. Епишев, Ю.Б. Хусаинова Южно-Уральский государственный университет, г. Челябинск
Проведены комплексные исследования на юных пловцах (девушки) в возрасте 15-16 лет (п = 10) спортивной квалификации: мастер спорта (п = 3), кандидат в мастера спорта (п = 7). Получены новые данные, характеризующие физиологические и молекулярно-клеточные изменения гомеостаза как в состоянии относительного покоя, так и во время телеметрической оценки физической работоспособности (ФР) и сопутствующих процессов кардиопульмонального спектра.
Ключевые слова: спирография, кардиопульмональные данные, велоэргометрия, телеметрия, скорость потребления кислорода и образующегося углекислого газа.
Длина тела обследуемых колебалась от 169 см до 179 см (М = 174,00 ± 1,12 см), масса тела варьировала от 53 до 56 кг (М = 54,50 ± 0,34 кг), индекс массы тела спортсменок составил 17,99 ± 0,29 кг/м2. Последний показатель характеризует пищевой статус пониженного питания.
Спирометрические показатели в состоянии относительного покоя были следующие: дыхательный объем (УГ) составлял 1,08 ± 0,11 л (156,03 % от должного); частота дыхания - 15,67 ± 0,93 акт./мин; минутный объем дыхания - 15,95 ± 0,42 л/мин (121,83 %); ЖЕЛ вдоха - 4,53 ± 0,03 л (106,97 %); ЖЕЛ выдоха - 5,44 ± 0,09 л (153,58 %); ФЖЕЛ -5,36 ± 0,12 л; резервный объем выдоха - 2,07 ± ± 0,23 л (145,77 %); резервный объем вдоха -1,29 ± 0,05 л; объем форсированного выдоха за 1 с -3,88 ± 0,04 л (107,67 %), индекс Генслера - 76,98 ± ± 0,51 % (91,76 %), индекс Тиффно - 57,71 ± 0,51 % (71,40 %), МОС25 - 4,85 ± 0,05 л/с (69,91 %); МОС50 - 2,69 ± 0,10 л/с (63,09 %); МОС75 - 0,32 ± ± 0,03 л/с; ММЕБ75/25 - 1,22 ± 0,12 л/с (38,98 %); БЕТ - 4,25 ± 0,19 с; пиковая объемная скорость (РЕБ) - 5,45 ± 0,03 л/с (73,94 %); БЕУ к РЕБ -
0,69 ± 0,05 л; отношение БЕТ к РЕБ - 0,12 ± 0,01 с, МВЛ (МУУ) - 107,31 ± 0,37 л/мин (130,89 %), ДО при МВЛ - 1,19 ± 0,03 л; частота дыхания при форсированной МВЛ - 67,13 ± 7,75 акт./мин.
Следовательно, представленные значения функции дыхания пловцов характеризуют их высокие возможности. Следует отметить повышенные значения дыхательного объема в покое.
Для оценки ФР, функционального и молекулярно-клеточного состояния применялась повышающаяся четырехступенчатая нагрузка на тред-миле по 3 мин каждая. Скорость бега соответственно каждой ступени равнялась 6, 8, 10, 12 км/ч. В период восстановления скорость снижалась последовательно: 1 мин - 7 км, 2 мин - 4 км, 3 мин -2 км/ч. Телеметрически регистрировалась через 30 с и ЧСС (ИЯ), которая варьировала от 95 до 145 уд./мин, составляя в среднем 110,00 ± 1,12 уд./мин. Минутный объем дыхания варьировал от 10 до 15 л/мин, равняясь в средних значениях 13,00 ± ± 0,56 л/мин. Запас дыхания (ВЯ) колебался от 89 до 94 %, составляя в среднем 91,00 ± 0,56 %. Потребление кислорода (У02) была в диапазоне 400-425 мл/мин, равняясь в среднем 415,00 ± 2,81 мл/мин, а образование углекислого газа (УС02) варьировало от 300 до 320 мл/мин, а в среднем
311,00 ± 2,14 мл/мин. Коэффициент газообмена (ЯЕЯ) составлял 0,70-0,80 ед. и в среднем 0,75 ± ± 0,01 ед. Значения потребляемого кислорода на 1 кг (У02/кг) колебались от 7,4 до 8,4 мл/мин/кг, а в среднем 7,80 ± 0,11 мл/мин/кг. Кислородный пульс (О2/ИЯ) составлял 3,6-4,0 мл, а в среднем 3,8 ± 0,04 мл. Отношение МОД к объему кислорода ^02) варьировало от 26,0 до 26,4 ед., а в среднем было 26,2 ± 0,04 ед. Отношение МОД к объему образующегося СО2 ^С02) колебалось от 32 до 38 ед., составляя в среднем 35,00 ± 0,67 ед. Следующие данные кардиопульмонального исследования получили соответственно через 2, 4, 6, 8,
Интегративная физиология
10, 12 мин нагрузки и в течение 3 минут реституции при уменьшающейся скорости бега.
Так, через 2 мин нагрузки ЧСС составляла
129.00 і 1,9 уд./мин; МОД 20,00 і 0,6 л/мин; частота дыхания 27,00 і 0,9 акт./мин; потребление О2 892,00 і 16,9 мл/мин, а образование СО2 556,00 і і 13,90 мл/мин; коэффициент газообмена 0,62 і і 0,02 ед.; отношение МОД к объему О2 19,60 і і 0,98 ед., СО2 31,40 і 1,02 ед.; запас дыхания
85.00 і 2,64 %; SpO2 (сатурация) 62,00 і 2,11 %. Через 4 мин нагрузки значения ЧСС равнялись
139.00 і 2,02 уд./мин; МОД 33,00 і 0,42 л/мин; частота дыхания 21,00 і 1,30 акт./мин; VO2 892,00 і і 7,42 мл/мин; VCO2 1072,00 і 7,96 мл/мин; RER 0,89 і 0,03 ед.; EqO2 24,00 і 1,03 ед.; EqTO2 29,10 і 1,31 ед.; BR 76,00 і 1,98 %; SpO2 92,00 і і 2,32 %.
Через 6 мин нагрузки ЧСС составила 151,00 і і 3,20 уд./мин; МОД 46,00 і 1,72 л/мин; частота дыхания 28,00 і 0,96 акт./мин; VO2 1532,00 і 18,20 мл/мин; VTO2 15,27,00 і 16,02 мл/мин; RER 1,00 і і 0,02 ед.; EqO2 28,00 і 1,63 ед.; EqTO2 28,10 і і 1,66 ед.; BR 67,00 і 1,2 %; SpO2 92,00 і 2,16 %.
Следовательно, через 6 мин нагрузки увеличение ЧСС, МОД шло пропорционально мощности, а показатели VO2, VCO2 выравнивались. Коэффициент газообмена на уровне легких сравнялся с дыхательным (ДК) на уровне клетки. По мнению Г. Рафф [1], RER отражает соотношение между выделением ТО2 и поглощением O2 в легких, а дыхательный коэффициент (ДК) - на уровне клетки. В покое ДК равен RER. Следовательно, до 8-й мин реального закисления в процессах функционирования организма спортсменов не выявлялось. Утомление, вызванное доминированием VCO2 над VO2, ярко проявлялось через 8 мин работы. В это время ЧСС составила 158,00 і 2,43 уд./мин, МОД 59,00 і 1,03 л/мин; частота дыхания 32,00 і і 0,53 акт./мин, VO2 1798,00 і 15,42 мл/мин, VCO2
1905.00 і 17,64 мл/мин; RER 1,10 і 0,03 ед.; EqO2
32.00 і 0,78 ед.; EqTO2 29,20 і 0,82 ед.; запас дыхания (BR) 58,00 і 1,72 %, SpO2 54,00 і 1,98 %. К уровню анаэробного порога (АнП) ЧСС приблизилась через 10 мин работы с 175,00 і 1,82 уд./мин. МОД равнялся 71,00 і 1,82 л/мин, частота дыхания
39.00 і 0,98 акт./мин, VO2 1931,00 і 17,64 мл/мин, VCO2 2170,00 і 18,49 мл/мин, RER 1,12 і 0,04 ед., EqO2 34,80 і 0,98 ед., Eqm2 30,90 і 0,92 ед., BR
49.00 і 1,02 %, SpO2 87,00 і 2,4 %. Можно полагать, что адаптивно компенсаторные процессы детерминированы на уровне клетки (сатурация).
HR (ниже АнП), МОД (резко увеличилось), RER, EqO2 и ТО2.
Через 10 мин беговой нагрузки ЧСС равнялось 175,00 і 1,2 уд./мин; МОД 71,00 і 0,92 л; частота дыхания 39,00 і 0,82 акт./мин; VO2 1931,00 і і 16,32 мл/мин; VCO2 2170,00 і 19,64 мл/мин; RER 1,12 і 0,04 ед.; EqO2 34,80 і 0,96 ед.; EqTO2
30.90 ± 0,87 ед.; запас дыхания (BR) 49,00 ± 0,94 %, 8р02 87,00 ± 1,12 %; У02/кг 36,40 ± 0,72 мл/мин/кг, 8р02 87,00 ± 0,96 %.
На 12-й мин нагрузки ЧСС была 142,00 ± 2,14 уд./мин; МОД 87,00 ± 1,32 л/мин; частота дыхания
42,00 ± 0,94 акт./мин; У02 2190 ± 17,89 мл/мин; УС02 2669,00 ± 21,02 мл/мин; RER 1,22 ± 0,03 ед.; Eq02 37,60 ± 0,89 ед.; EqС02 30,90 ± 0,79 ед. Запас дыхания 38,00 ± 0,69 %; 8р02 91,00 ± 1,68 %.
Через 1 мин восстановления значения ЧСС снизились до 178,0 ± 1,68 уд./мин; МОД 80,00 ± ± 1,32 л/мин; частота дыхания 30,00 ± 0,82 акт./мин; резерв дыхания 50,00 ± 0,96 %; 8р02 90,00 ± 1,04 %; У02 2052,00 ± 14,32 мл/мин; УЄ02 2536,00 ± 21,42 мл/мин; RER 1,24 ± 0,04 ед.; У02/кг 38,70 ± 0,92 мл/мин/об; 02/кг 11,5 ± 0,49 мл; Eq02 37,00 ± 0,69 ед.; EqС02 29,90 ± 0,43 ед.; 8р02 90,00 ± 0,98 %.
Через 2 мин бега восстановительного ЧСС была 155,00 ± 0,98 уд./мин; МОД 62,00 ± 1,24 л/мин; резерв дыхания 56,00 ± 0,98 %; У02 1378,00 ± 14,66 мл/мин; УС02 1837,00 ± 17,62 мл/мин; RER 1,33 ± ± 0,05 ед.; У02/кг 26,00 ± 0,72 мл/мин/кг; 02/HR
8.90 ± 0,32 мл; Eq02 42,30 ± 1,04 ед.; EqС02 31,70 ± 0,96 ед.; 8р02 89,00 ± 1,24 %; частота дыхания 32,00 ± 0,99 акт./мин.
Через 3 мин восстановительного бега ЧСС равнялась 145,00 ± 0,92 уд./мин; МОД 44,00 ± 1,20 л/мин; резерв дыхания 68,00 ± 1,32 %; У02 948,00 ± ± 12,49 мл/мин; УС02 1134,00 ± 13,47 мл/мин; RER 1,20 ± 0,03 ед.; У02/кг 19,80 ± 0,79 мл/мин/кг; 02/Ш 7,30 ± 0,29 мл; Eq02 38,80 ± 0,98 ед.; EqС02 32,40 ± 0,86 ед., 8р02 94,00 ± 1,63 %; частота дыхания 28,00 ± 0,89 метов/мин. Наблюдалось достоверное превышение значения МОД частоты дыхания, УС02 над У02 (р < 0,01). Показатели 8р02, RER, У02/кг, 02/HR, Eq02, EqС02, BR не достигли фоновых данных.
Результаты изучения конфигурации кардиопульмональных данных исследования позволили заключить, что такие составляющие кардиопульмональной системы как МОД, ЧСС изменялись пропорционально возрастающей скорости бега пловцов. В то же время отмечалось ступенчатое увеличение ряда компонентов: У02, УС02, Eq02, EqС02, RER, РЕТО2, РЕТСО2.
Следует отметить, что диагностирующая, телеметрическая установка «Оксикон Мобайл» позволяла выявить временной «перекрест» в значениях потребляемого кислорода и образующегося углекислого газа с доминированием последнего. В режиме реального времени обнаруживается наступление утомления, вызванного все возрастающим образованием С02. Это подтверждается пересекающимися кривыми отношения МОД к О2 и С02 (Eq02, EqС02). При гипервентиляции значения RER остаются повышенными. Повышенные показатели дыхательного объема позволяли достигать высоких значений МВЛ при оптимальной скорости дыхания. Снижение активации клеток
20
Вестник ЮУрГУ, № 39, 2011
Эрлих В.В., Исаев А.П., Епишев В.В., Хусаинова Ю.Б.
Ключевые морфометрические, спирографические и кардиопульмональные портретные характеристики...
каротидного синуса находилась на адекватном уровне пропорциональном скорости бега. Синергетическое взаимодействие углекислого газа и кислорода заключалось в том, что после 8-й мин нагрузки реакция системы дыхания на увеличение УС02 происходила при снижении С02. Происходит выраженная стимуляция дыхания и в этом заключается синергизм в действии двух факторов. При этом парциальное давление 02 колебалось с пиками подъемов и падений до 5-й мин нагрузки,
но последовательно повышалось во время бега, в значениях РЕТСО2 - 4-й минуты бега выявлялась стабильность показателей до конца рабочей нагрузки. За 3 мин восстановительного бега парциальное давление С02 снижалось, не достигнув исходных данных.
Литература
1. Рафф, Г. Секреты физиологии / Г. Рафф. -М.; СПб.: Невский диалект, 2001. - 429 с.
Поступила в редакцию 22 июня 2011 г
