CC BY
35
УДК 796.01:612+797.21
ОСОБЕННОСТИ ФИЗИОЛОГИЧЕСКИХ МЕХАНИЗМОВ РЕГУЛЯЦИИ ГАЗООБМЕНА В ЛЕГКИХ У ПЛОВЦОВ РАЗНОГО ВОЗРАСТА
Погодина С.В.1, доктор биологических наук, профессор, заведующий кафедрой спорта и физического воспитания,
Крымский федеральный университет имени В.И. Вернадского, Республика Крым, г. Симферополь, Алексанянц Г.Д.2, доктор медицинских наук, профессор, профессор кафедры анатомии и спортивной медицины,
Кубанский государственный университет физической культуры, спорта и туризма, г. Краснодар. Контактная информация для переписки: 1295007, Республика Крым, г. Симферополь, ул. Проспект академика Вернадского, 4, e-mail: sveta_pogodina@mail.ru 2 350015, г. Краснодар, ул. Буденного, 161, e-mail: alexanyanc@mail.ru
В статье показаны особенности физиологических механизмов регуляции газообмена в легких у пловцов возрастных диапазонов 9-10, 11-13 и 14-16 лет при выполнении физических нагрузок разной мощности. Эффективность регуляции газообменных процессов определяли по концентрации основных респираторных газов в пробах выдыхаемого воздуха с помощью радиоизмерительного газоанализатора типа ПГА-КМ (для анализа кислорода), электрохимического оптического газоанализатора ПГА-ДУМ (для анализа двуокиси углерода) и статистического анализа данных.
Исследования проводили в исходном состоянии покоя и при выполнении стандартного вело-эргометрического теста ступенчато-возрастающей нагрузки, где предусматривалось выполнение не менее 3 минут работы в аэробном, аэробно-анаэробном, анаэробно-аэробном, анаэробном глико-литическом режимах.
В результате проведенных исследований установлено, что повышение мощности и интенсивности работы на каждой последующей ступени нагрузки обусловливает особенности регуляции газообмена у пловцов разного возраста. В общем это выражается в возрастных изменениях интенсивности потребления и выделения основных респираторных газов - кислорода и двуокиси углерода, эффективности утилизации кислорода и уровня энергетических трат по обеспечению вентиляции
легких. Для пловцов 9-10 и 11-13 лет по отношению к 14-16 годам характерными являются сравнительно высокая интенсивность потребления кислорода и выделения двуокиси углерода на предельной мощности и интенсивности физической нагрузки; относительно высокие значения парциального давления кислорода в выдыхаемом воздухе и гипервентиляция; повышение энергозатрат по обеспечению вентиляции легких; низкая эффективность утилизации кислорода. Повышение эффективности регуляции газообмена в легких за счет увеличения их альвеолярной поверхности, снижения энерготрат на вентиляцию легких и повышения утилизации кислорода отмечается у пловцов 14-16 лет, что позволяет в данном возрасте более эффективно использовать высокоинтенсивные режимы физических нагрузок.
Ключевые слова: газообмен в легких, физиологические механизмы, регуляция, возрастные особенности, юные пловцы, спортивное плавание, предельные нагрузки разной мощности.
Для цитирования: Погодина С.В., Алексанянц Г.Д. Особенности физиологических механизмов регуляции газообмена в легких у пловцов разного возраста // Физическая культура, спорт - наука и практика. - 2019. -№ 1. - С. 53-58.
For citation: Pogodina S., Aleksanyants G. Specifics of physiological mechanisms of gas exchange regulation
in the lungs of swimmers of different ages. Fizicheskaja kul'tura, sport - nauka i praktika [Physical Education, Sport - Science and Practice.], 2019, no 1, pp. 53-58 (in Russian).
Введение. Условия тренировки, в которых кроме физической нагрузки присутствует фактор, усиливающий воздействие на дыхательную систему спортсменов, требуют углубленного контроля и оценки кис-лородобеспечивающих функций [2, 3]. Такие условия присутствуют в спортивном плавании, что проявляется в дополнительном сопротивлении воды на грудную клетку во время дыхательных маневров и особенностях дыхания при плавании разными способами [3]. Поэтому даже при высоких функциональных возможностях системы дыхания выполнение плавательных упражнений в интенсивных режимах тренировки может быть связано с возникновением кислородного дефицита [4]. Одной из основных функций дыхания является газообмен в альвеолах легких, обеспечивающий за счет диффузии молекулярного кислорода и двуокиси углерода адекватный метаболическому запросу уровень напряжения этих газов в артериальной крови [5]. В свою очередь возрастные особенности дыхания формируют регуляторный алгоритм процесса газообмена и характерную для него интенсивность развития гипоксических и гипоксемических сдвигов во время физической нагрузки [1]. Недостаточный учет возрастных механизмов регуляции газообмена при дозировании тренировочных нагрузок может привести к явлениям дизадаптации, особенно в периодах активного возрастного развития, на которые с одной стороны, приходятся интенсивные морфофункциональные перестройки дыхательного аппарата, а с другой - этапы подготовки, связанные с увеличением объемов специальной работы [3]. В этой связи целью работы явилось определение возрастных особенностей регуляции газообменной функции легких у пловцов 9-16 лет.
Методы. В исследованиях приняли участие 75 пловцов мужского пола в возрасте от 9 до 16 лет, которые были разделены на 3 группы: 9-10 лет, n=25 (этап начальной подготовки, юношеские разряды), 11-13, n=25 (этап предварительной базовой подготовки, взрослые разряды) и 14-16 лет, n=25 (этап специализированной базовой подготовки, взрослые разряды и КМС). Газовый анализ выдыхаемого воздуха проводили с помощью радиоизмерительного газоанализатора типа ПГА-КМ (для анализа кислорода) и электрохимического оптического газоанализатора ПГА-ДУМ (для анализа двуокиси углерода). Определяли следующие показатели: парциальное давление кислорода в выдыхаемом воздухе (РЕО2, мм рт.ст.), парциальное давление двуокиси углерода в выдыхаемом воздухе (РЕСО2, мм рт.ст.), коэффициент утилизации кислорода (âF02, об.%), потребление кислорода (VO2, мл/мин), выделение двуокиси углерода (VCO2, мл/мин), дыхательный коэффициент (R, усл.ед.), вентиляторный эквивалент по кислороду (ВЭО2, усл. ед.), кислородную стоимость дыхательного цикла (VO2/f, мл/мин/цикл). Для нивелирования влия-
ния на показатели функционального состояния легких ряда величин и внутренних факторов показатели газов приводили к условиям БТРй (учитывалась температура воздуха, окружающее атмосферное давление, насыщение водяными парами). Исследования проводили в исходном состоянии и при выполнении стандартного велоэргометрического теста ступенчато-возрастающей нагрузки, где предусматривалось выполнение не менее 3 минут работы в следующих режимах аэробный ЧСС - 130-140 уд/мин), аэробно-анаэробный ЧСС - 150-160 уд/мин), анаэробно-аэробный ЧСС - 170-180 уд/мин), анаэробный гликолитиче-ский ЧСС - выше 180 уд/мин). Режимы работы моделировались путем подбора мощности нагрузки (Вт) с учетом возраста и массы тела испытуемых. Полученный цифровой материал обрабатывался на персональном компьютере с использованием пакета программ 5ТАТ!БТ!СА 10.0. Проверка соответствия статистических данных закону нормального распределения проводилась с помощью критерия Шапиро-Уилка. Далее вычисляли среднее значение исследуемых величин и ошибку среднего арифметического. Статистически значимые различия определялись с помощью критерия Стьюдента, значимые различия считались при р<0,05. Исследование проведено на подготовительном этапе круглогодичного тренировочного процесса при добровольном информированном согласии.
Результаты. Эффективность регуляции газообменных процессов определяли по концентрации основных респираторных газов в пробах выдыхаемого воздуха. Результаты показали, что усиление вентиляторной реакции при выполнении нагрузочного теста сопровождалось повышением интенсивности газообмена в легких у пловцов всех возрастных групп. В группе 9-10 лет потребление кислорода возрастало в линейной зависимости от интенсивности режима работы (таблица 1). Если в исходном состоянии кислородный запрос организма составил 431,8±24,7 мл/мин, то при высокоинтенсивной работе в режиме W4 запрос в кислороде увеличился до 2235,7±52,6 мл/мин (р<0,01). Пропорционально интенсивности потребления кислорода возрастала и интенсивность выделения двуокиси углерода, которая на последней ступени нагрузочного теста составила 1765,4±42,1 мл/мин (р<0,01).
Тем не менее повышение метаболических трат не способствовало изменению дыхательного коэффициента, величина которого оставалась фактически одинаковой на всех ступенях нагрузочного тестирования. Одним из важнейших компонентов усиления газообмена в легких является повышение утилизации кислорода. Увеличение газообменной поверхности легких, в связи со значительным повышением объема альвеолярной вентиляции, обеспечивало повышение величины утилизации кислорода с 3,62±0,42 об.% в исходном состоянии до 4,76±0,29 об.% (р<0,05) при высокоинтенсивной физической работе. Также изменялось и парциальное давление основных респираторных газов в пробах выдыхаемого воздуха. Рост метаболических
Таблица 1
Величины параметров газообмена в легких у пловцов 9-10 лет
№ Показатели Условия
фон (25Вт) Ш2 (50Вт) Ш3 (75 Вт) Ш4 (100Вт)
1 РЕО2, мм рт. ст. 123,2±2,3 117,6±2,3 115,3±3,7* 115,5±3,1* 115,1±3,0*
2 РЕСО2, мм рт. ст. 21,0±1,2 24,3±1,8 27,0±2,1* 27,3±2,2* 26,9±2,3*
3 ДРО2, об. % 3,62±0,42 4,40±0,34 4,72±0,30* 4,71±0,32* 4,76±0,29*
4 УО2, мл/мин 431,8±24,7 1125,2±28,8** 1508,9±36,7** 2126,3±44,8* 2235,7±52,6
5 УСО2, мл/мин 349,1±19,4 871,8±21,7* 1210,8±34,1* 1732,4±40,3* 1765,4±42,1*
6 К, от.ед. 0,81±0,06 0,76±0,07 0,80±0,07 0,81±0,08 0,78±0,08
7 ВЭО2 л/мин 27,6±1,3 22,7±1,6* 21,2±1,8* 21,3±2,1* 21,0±2,0*
8 УО_Д, мл/мин/ цикл 23,9±2,2 42,6±2,7* 52,6±2,9* 54,8±3,3* 53,9±3,5*
Примечание: * - различия достоверны относительно фоновых показателей Таблица 2
Величины параметров газообмена в легких у пловцов 11-13 лет
№ Показатели Условия
фон (50Вт) Ш2 (75Вт) Ш3 (100 Вт) Ш4 (125Вт)
1 РЕО2, мм рт. ст. 126,2±1,9 116,9±2,7 115,2±2,60* 114,0±3,4* 115,5±3,1*
2 РЕСО2, мм рт. ст. 21,4±1,3 25,7±2,0 27,1±2,1* 28,5±2,4* 28,5±2,3*
3 ДРО2, об. % 3,72±0,38 4,54±0,41 4,73±0,38* 4,96±0,40* 4,75±0,36*
4 УО2, мл/мин 428,0±27,3 1230,3±31,8* 1624,9±46,2* 2057,3±48,4* 2322,7±56,7*
5 УСО2, мл/мин 347,0±19,7 984,0±23,3* 1299,2±30,8* 1679,2±36,2* 1973,7±44,4*
6 К, от.ед. 0,81±0,04 0,80±0,03 0,80±0,04 0,81±0,05 0,85±0,04
7 ВЭО2 л/мин 27,1±1,6 22,3±2,2* 21,2±2,2* 20,4±2,3* 21,1±2,5*
8 УО_Д, мл/мин/ цикл 23,5±1,8 43,5±3,2** 52,6±4,8** 56,9±5,0* 56,8±4,8*
Примечание: * - различия достоверны относительно фоновых показателей
трат сопровождался снижением РЕО2 в выдыхаемом воздухе с 123,2±2,3 мм рт.ст. в исходном состоянии до 115,1±3,0 мм рт.ст. (р<0,05) при высокоинтенсивной работе в режиме W4. Обратная динамика зарегистрирована относительно РЕСО2, величина которого возросла с 21,0±1,2 до 26,8±2,3 мм рт.ст. (р<0,05) на последней ступени нагрузочного теста. Тем не менее мобилизация функциональных возможностей системы внешнего дыхания сопровождалась ростом ее эффективности. Показатель ВЭО2 снижался с 27,6±1,3 до 21,0±2,0 л/мл (р<0,05), а УО_Д напротив увеличивалась более чем в 2 раза (р<0,01). Значительное повышение интенсивности газообмена в легких в процессе нагрузочного тестирования определено у пловцов 11-13 лет (таблица 2).
Увеличение метаболического запроса способствовало повышению потребления кислорода более чем в 5,4 раза и выделения двуокиси углерода в 5,6 раза. Значительные сдвиги также отмечены в составе респираторных газов выдыхаемого воздуха. Показатель РЕО2 снижался с 122,6±1,9 мм рт.ст. в исходном состоянии до 115,5±3,1 мм рт.ст. (р<0,05) при высокоинтенсивной работе в режиме W4 В свою очередь величина РЕСО2 возрастала с 21,4± 1,3 до 28,5±2,3 мм рт.ст. (р<0,05). Усиление газообмена обеспечивалось повышением величины ДРО2 с 3,72±0,38 об.% в исходном состоянии до 4,75±0,36 об.% в режиме W4. Более того, на каждой последующей ступени нагрузки организм из одного литра вентилируемого воздуха утилизировал кислорода
Таблица 3
Величины параметров газообмена в легких у пловцов 14-16 лет
№ Показатели Условия
фон W1 (75Вт) W2 (100Вт) W3 (125Вт) W4 (150Вт)
1 РЕО2, мм рт. ст. 119,1±2,3 111,2±2,5* 110,5±3,0* 109,8±3,2* 108,4±3,3*
2 РЕСО2, мм рт. ст. 22,8±1,8 29,2±2,2* 29,9±2,3* 30,6±2,1* 33,6±2,4*
3 ДРО2, об. % 4,12±0,41 5,30±0,40* 5,44±0,38* 5,51±0,43* 5,82±0,47*
4 УО2, мл/мин 646,4±29,7 1534,9±33,6* 1948,5±34,9* 2607,9±40,2* 2963,9±48,9*
5 УСО2, мл/мин 504,2±20,3 1186,6±24,8* 1553,9±28,7* 2038,1±30,4* 2235,9±48,1*
6 К, от.ед. 0,78±0,07 0,77±0,06 0,77±0,08 0,78±0,06 0,75±0,07
7 ВЭО2 л/мин 24,2±1,8 18,9±2,0* 18,5±2,3* 18,3±2,2* 19,3±2,4
8 УО_Д мл/мин/ цикл 38,8±2,7 98,0±3,9* 113,1±4,6* 119,6±4,4* 122,6±5,1*
Примечание: * - различия достоверны относительно фоновых показателей
больше чем на предыдущей. Возросла и относительная величина потребления кислорода, приходящаяся на один дыхательный цикл. Так, в исходном состоянии величина УО_Д была равной 23,5±1,8 мл/мин/цикл, а на пике интенсивности нагрузки увеличилась до 56,8±4,8 мл/мин/цикл (р<0,01). Более выраженные изменения в процессе газообмена отмечены у пловцов 14-16 лет (таблица 3). Нагрузочное тестирование сопровождалось линейным увеличением величины УО2 с 646,4±29,7 мл/ мин в состоянии покоя до 2963,9±48,9 мл/мин (р<0,01) при нагрузке в 150 Вт.
В результате значительной активизации метаболических реакций резко возросла элиминация двуокиси углерода из организма. Скорость выведения УСО2 на пике нагрузки увеличилась более чем в 4,0 раза. Усиление вентиляции оказывало влияние на состав выдыхаемого воздуха. Отмечено снижение РЕО2 в пробах выдыхаемого воздуха на каждой последующей ступени работы. Так, в исходном состоянии величина РЕО2 была равной 119,1±2,3 мм рт.ст., а при завершении тестовой работы снизилась до 108,4±3,3 мм рт.ст. (р<0,05), при этом на последней ступени работы величина РЕСО2 увеличилась более чем на 3,0 мм рт.ст. (р<0,05) по отношению к фону. Срочные вентиляторные реакции сопровождались повышением эффективности, что проявлялось снижением количества вентилируемого воздуха, необходимого для обеспечения метаболического запроса организма с 24,2±1,8 л/мл в исходном состоянии до 19,3+2,4 л/мл (р<0,05) при работе в режиме W4. Значимо возросло и количество потребляемого О2 на единицу увеличения частоты дыхательных маневров. Если в исходном состоянии величина УО_Д была равной 38,8±2,7 мл/мин/цикл, то в режиме W4 увеличилась до 122,6±5,1 мл/мин/цикл (р<0,01).
Анализ результатов показал, что в исходном состоянии у юных пловцов диапазона 9-13 лет величины РЕО2 значительно превышают аналогичные показатели
пловцов 14-16 лет. Высокие значения РЕО2 свидетельствуют об относительной гипервентиляции, снижающей эффективность газообмена. Снижение содержания О2 в выдыхаемом воздухе, свойственное последним, очевидно связано с расширением возможностей газообменной функции, и в первую очередь за счет роста альвеолярной поверхности легких. Установлено, что эффективность вентиляции легких определяется соотношением глубины и частоты дыхания, при котором энергозатраты на вентиляцию 1 л воздуха минимизированы [8]. Снижение вентиляторного эквивалента в группе 14-16 лет по отношению к пловцам 9-13 лет свидетельствует об экономизации вентиляторной функции и расширении функциональных резервов системы дыхания в процессе адаптации к плавательным нагрузкам. С повышением энергозатрат во время выполнения нагрузочного тестирования у всех испытуемых отмечалось усиление газообмена в легких. Потребление кислорода и выделение двуокиси углерода увеличивались пропорционально интенсивности работы. Однако валовые показатели УО2 и УСО2 различались в зависимости от возраста. Наиболее значительные энергозатраты были определены в группе 14-16 лет. Известным является факт пропорциональной зависимости уровня потребления кислорода, объема легочной вентиляции, процента утилизации кислорода [5, 6]. Рост вентиляции сопровождался изменением газового состава выдыхаемого воздуха - величины РЕО2 снижались, а РЕСО2 напротив возрастали. При этом сравнительно низкие показатели РЕО2 определены в 14-16 лет на всех ступенях нагрузочного тестирования. Очевидно, повышение энергетического потенциала пловцов данной возрастной группы связано не только с расширением возможностей вентиляторной функции, но и с повышением диффузионной способности легких. Величина ДРО2 увеличилась до 5,82±0,47 об.%, тогда как у пловцов сравнительно младших возрастных групп (9-10 и 11-13 лет)
данный показатель не превышал значений 4,75±0,36 об.% (р<0,01). Также энергетические траты при вентиляции легких неуклонно снижались по мере взросления и спортивного совершенствования пловцов. Показатель ВЭО2, как основной критерий эффективности газообмена [7], на каждой пороговой ступени работы был значительно ниже у пловцов 14-16 лет. Очевидно, минимизация энергетических трат является главной и определяющей составляющей эффективной адаптации к физическим нагрузкам, функциональной базой, на основе которой формируется аэробный потенциал организма юных спортсменов.
Выводы.
1. Повышение мощности и интенсивности работы на каждой последующей ступени нагрузки обусловливает особенности регуляции газообмена у пловцов разного возраста. В общем это выражается в возрастном изменении интенсивности потребления и выделения основных респираторных газов (О2, СО2), эффективности утилизации О2 и уровня энергетических трат по обеспечению вентиляции легких.
2. Для пловцов 9-10 и 11-13 лет по отношению к 1416 годам характерным является: сравнительно высокая интенсивность потребления О2 и выделения СО2 на высокоинтенсивных порогах физической нагрузки; относительно высокие значения РЕО2 и гипервентиляция; повышение энергозатрат по обеспечению вентиляции легких; низкий процент утилизации О2.
3. Повышение эффективности регуляции газообмена в легких за счет увеличения их альвеолярной поверхности, снижения энерготрат на вентиляцию легких и повышения утилизации О2 отмечается у пловцов в 1416 лет, что позволяет в данном возрасте эффективно использовать высокоинтенсивные режимы работы.
ЛИТЕРАТУРА:
1. Горбанева Е. П. Физиологические механизмы и характеристики функциональных возможностей человека в процессе адаптации к специфической мышечной деятельности: автореф. дис. ... д-ра мед. наук: 03.03.01 / Е.П. Горбанева. - Волгоград, 2012. - 52 с.
2. Погодина С.В. Технология интегральной оценки функциональных возможностей высококвалифицированных спортсменов разного возраста на основе моделирования адаптационных процессов/ С.В. Погодина, Г.Д. Алексанянц // Физическая культура, спорт - наука и практика. - 2018. - №3. - С. 68-73.
3. Погодина С.В. Функциональные параметры адаптационных систем у пловцов разного возраста / С.В. Погодина, А.И. Погребной, В.С. Юферев, М.М. Шестаков. - Краснодар: КГУФКСТ, 2018. - 177 с.
4. Солопов И.Н. Сущность и структура функциональной подготовленности спортсменов / И.Н. Солопов, А.А. Шамардин, В.В. Чёмов // Теория и практика физической культуры. - 2010. - № 8. - С. 56-60.
5. Carlo C. Algorithms, modelling and VO2 kinetics / C. Carlo, C. Michela, P. Silvia // European Journal of Applied Physiology. - 2011. - Vol. 111. - № 3. - Р. 331-342.
6. David P. Postural control and ventilatory drive during voluntary hyperventilation and carbon dioxide rebreathing / P. David, D. Laval, J. Terrien, M. Petitjean // European Journal of Applied Physiology. - 2012. - Vol. 112. - Issue 1. - Р. 145-154.
7. Dekerle J. Influence of moderate hypoxia on tolerance to high-intensity exercise // J. Dekerle, P. Mucci, H. Carter // European Journal of Applied Physiology. - 2012. - Vol. 112. - Issue 1. - Р. 327-335.
8. Hughson R.L. Kinetics of oxygen uptake for submaximal exercise in hyperoxia, normoxia, and hypoxia / R.L. Hughson, J.M. Kowalchuk // Journal of Applied Physiology. - 1995. - Vol. 20 (2). - Р. 198-210.
9. Akhmetov S.M., Pogodina S.V., Manolaki V.G., Aleksanyants G.D. Physiological Characteristics and Reserves of the Cardiovascular System in Professional Female Athletes During the Pre-Involution Period. Human. Sport. Medicine, 2018, vol. 18, no. S, pp. 46-54. (in Russ.) DOI: 10.14529/hsm18s07
10. Aleksanyants G.D., Medvedeva O.A., Chernova T.S. Features of functional fitness of female athletes of different skill levels specializing in all-around. Theory and Practice of Physical Culture, no 12, 2018, pp. 94-97.
11. Pogodina S.V., Yuferev V.S., Aleksanyants G.D. Professional female athletes' adaptation specifics versus hormonal statuses. Theory and Practice of Physical Culture, no 9, 2018, pp. 3-6.
SPECIFICS OF PHYSIOLOGICAL MECHANISMS OF GAS EXCHANGE REGULATION IN THE LUNGS OF SWIMMERS OF DIFFERENT AGES
S. Pogodina1, Doctor of Biological Sciences, Professor, Head of the Sports and Physical Education Department, Crimean Federal University of V.I. Vernadsky.
G. Aleksanyants2, Doctor of Medical Sciences, Professor, Head of the Anatomy and Sports Medicine Department, Kuban State University of Physical Education, Sports and Tourism, Krasnodar. Contact information for correspondence: 1295007, Simferopol, Republic of Crimea, Russia, Prospekt Vernadskogo, 4, e-mail: sveta_pogodina@mail.ru.
2350015, Russia, Krasnodar, Budennogo str., 161, e-mail: alexanyanc@mail.ru.
The article shows the features of physiological mechanisms of gas exchange regulation in the lungs of swimmers in the age ranges of 9-10, 11-13 and 14-16 years when performing physical loads of different power.
The regulation efficiency of gas exchange processes has been determined by the concentration of major respiratory gases in the exhaled air samples using a radio-measuring gas analyzer such as PHA-KM (for oxygen analysis), an electrochemical optical gas analyzer PHA-DUM (for carbon dioxide analysis) and statistical data analysis.
The studies have been conducted in the initial state of the rest and when performing a standard bicycle ergo-metric test of step-increasing load, which provided for the performance of at least 3 minutes of work in the following modes: aerobic, aerobic-anaerobic, anaerobic-aerobic, anaerobic glycolytic. As a result of the conducted researches it has been established that the increase of power and intensity of work at each subsequent stage of a loading causes features of regulation of gas exchange of different age of swimmers. In general, this is expressed in the age - related changes of the consumption and release intensity of the main respiratory gases - oxygen and carbon dioxide, the efficiency of oxygen utilization and the level of energy spent on ventilation. 9-10 and 11-13 year-old swimmers in relation to 14-16 years are characterized by the relatively high intensity of oxygen consumption and the release of carbon dioxide at the maximum power and intensity of physical activity; the relatively high values of partial pressure of oxygen in the exhaled air and hyperventilation; the increased energy consumption for ventilation; the low efficiency of oxygen utilization. The improvement of the efficiency of gas exchange regulation in the lungs by increasing their alveolar surface, reducing energy consumption for ventilation and increasing oxygen utilization has been observed among 14-16 year-old swimmers, which allows to use high-intensity modes of physical loads at this age more effectively.
Keywords: gas exchange in the lung, physiological mechanisms, regulation, age peculiarities, young swimmers, competitive swimming, physical loads of different power.
References:
1. Gorbaneva E.P. Physiological mechanisms and characteristics of human functional capabilities in the process of adaptation to specific muscular activity Extended abstract of Doctor's thesis. Volgograd, 2012, 52 p. (in Russian)
2. Pogodina S.V., Aleksanyants G.D. The technology of integrated assessment of the functional capabilities of highly skilled athletes of different ages based on modeling of adaptation processes Fizicheskaya kul'tura, sport -nauka ipraktika [Physical Education, Sport -Science and Practice], 2018, no. 3, pp. 68-73. (in Russian)
3. Pogodina S.V., Pogrebnoy A.I., Yuferev V.S., Shestakov M.M. Funkcional'nye parametry adaptacionnyh sistem u plovcov raznogo vozrasta [Functional parameters of adaptation systems in swimmers of different ages]. Krasnodar, KGUFKST, 2018, 177 p.
4. Solopov I.N., Shamardin A.A., Chyomov V.V. The essence and structure of the functional fitness of athletes. Teo-riya ipraktika fizicheskoj kul'tury [Theory and practice of physical culture], 2010, no. 8, p. 56-60. (in Russian)
5. Carlo C., Michela C., Silvia P. Algorithms, Modelling and VO2 Kinetics. European Journal of Applied Physiology, 2011, Vol. 111, no. 3, pp. 331-342.
6. David P., Laval D., Terrien J., Petitjean M. Postural Control and Ventilatory Drive During Voluntary Hyperventilation and Carbon Dioxide Rebreathing. European Journal of Applied Physiology, 2012, Vol. 112, Issue 1, pp. 145-154.
7. Dekerle J., Mucci P., Carter H. Influence of Moderate Hypoxia on Tolerance to High-Intensity Exercise. European Journal of Applied Physiology, 2012, Vol. 112, Issue 1, pp. 327-335.
8. Hughson R.L., Kowalchuk J.M. Kinetics of Oxygen Uptake for Submaximal Exercise in Hyperoxia, Normoxia, and Hypoxia. Journal of Applied Physiology, 1995, Vol. 20 (2), pp. 198-210.
9. Akhmetov S.M., Pogodina S.V., Manolaki V.G., Aleksanyants G.D. Physiological Characteristics and Reserves of the Cardiovascular System in Professional Female Athletes During the Pre-Involution Period. Human. Sport. Medicine, 2018, vol. 18, no. S, pp. 46-54. (in Russ.) DOI: 10.14529/hsm18s07
10. Aleksanyants G.D., Medvedeva O.A., Chernova T.S. Features of functional fitness of female athletes of different skill levels specializing in all-around. Theory and Practice of Physical Culture, no 12, 2018, pp. 94-97.
11. Pogodina S.V., Yuferev V.S., Aleksanyants G.D. Professional female athletes' adaptation specifics versus hormonal statuses. Theory and Practice of Physical Culture, no 9, 2018, pp. 3-6.
Поступила / Received 15.01.2019
Принята в печать / Accepted 06.03.2019
