CC BY
15
ОСОБЕННОСТИ ВЛИЯНИЯ СОЧЕТАННОГО ГИПОВЕНТИЛЯЦИОННОГО ДЫХАНИЯ НА РАБОТОСПОСОБНОСТЬ И ФУНКЦИОНАЛЬНОЕ СОСТОЯНИЕ ЛИЦ С РАЗЛИЧНЫМ УРОВНЕМ ТРЕНИРОВАННОСТИ
Н.А. ФУДИН, С.Я. КЛАССИНА, С.Н. ПИГАРЕВА, НИИ НФ им. П.К. Анохина, г. Москва;
Ю.Е. ВАГИН,
Сеченовский Университет Минздрава России, г. Москва
Аннотация
Целью данного исследования являлось изучение особенностей влияния сочетанного гиповентиляционного дыхания (ГВД) на физическую работоспособность и функциональное состояние лиц с различным уровнем тренированности. В обследовании приняли участие 25 чел. (мужчины в возрасте 18-20 лет), причем 11 из них были квалифицированными спортсменами (тренированные), а остальные 14 чел. лишь периодически занимались физической культурой (нетренированные). Каждый из них был дважды обследован, и в обоих случаях им было предложено выполнить нагрузочное тестирование на велоэргометре в работе «до отказа» (мощность нагрузки 160 Вт), причем в 1-й раз -до обучения гиповентиляционному дыханию, во 2-й раз - после. Обучение методике гиповентиляционного дыхания в сочетании с легкоатлетическим бегом проводили 3 раза в неделю по 1,5-2 часа в течение 5 недель. Функциональное состояние испытуемых исследовали в покое и при нагрузочном тестировании. В процессе тестовой нагрузки на основе ЭКГ и пневмографии оценивали частоту сердечных сокращений и частоту дыхания, измеряли время физической работы «до отказа». До и после тестовой нагрузки измеряли артериальное давление, параметры внешнего дыхания и задержки дыхания на вдохе. Расчетным путем оценивали ударный объем крови и минутный объем кровообращения, а также «физиологическую цену» выполненной работы. Показано, что после обучения ГВД у тренированных испытуемых в 1,5 раза повышалась гипоксическая устойчивость, время работы «до отказа» повышалось почти в 3 раза, но «физиологическая цена» выполненной работы была такая же, как у нетренированных испытуемых. Дыхание у тренированных испытуемых стало более «экономичным». Таким образом, влияние гиповентиляционного дыхания на физическую работоспособность и функциональное состояние тренированных испытуемых стало более
выраженным.
Ключевые слова: спорт, интенсивная физическая работа до отказа, гиповентиляционные тренировки, легкоатлетический бег, физическая работоспособность, «физиологическая цена», функциональное состояние.
PECULIARITIES OF THE EFFECT OF COMBINED HYPOVENTILATION BREATHING ON THE PERFORMANCE AND FUNCTIONAL STATUS OF PERSONS WITH DIFFERENT LEVELS OF FITNESS
N.A. FUDIN, S.Ya. KLASSINA, S.N. PIGAREVA, RI of NP named after P.K. Anokhin, Moscow;
Yu.E. VAGIN, Sechenov University, Moscow
Abstract
The purpose of this study was to study the peculiarities of the effect of combined hypoventilation breathing on the performance and functional status of individuals with different levels of fitness. The survey was attended by 25 people (men aged 18-20 years), and 11 of them were qualified athletes (trained), and the remaining 14 people only occasionally engaged in physical culture (untrained). Each of them was examined twice, and in both cases they were asked to perform load testing on a bicycle ergometer in work before failure (load power 160 W), and at the first case it was before learning hypoventilation breathing, for the second case - after. The training in the technique of hypoventilation breathing in combination with athletical running was carried out 3 times a week for 1.5-2 hours for 5 weeks. The subjects' condition was examined at rest and under load testing. During the test load on the basis of ECG and pneumography, the heart rate and respiration rate were evaluated, and the time of physical work to failure was measured. Before and after the test load, blood pressure, external breathing and inspiratory breath hold parameters were measured. The stroke volume of blood and the minute volume of blood circulation, as well as the "physiological price" of the performed work, were estimated by calculation. It was shown that after hypoventilation breath training a hypoxic resistance was increasing by 1.5 times, the work time to failure was increasing almost 3 times in trained subjects, but a "physiological price" of the performed work was the same as in untrained subjects. Breathing was more "economical" in trained subjects. Thus, the effect of hypoventilation breathing respiration on physical performance
and functional state of trained subjects became more pronounced.
Keywords: sport, intensive physical work to failure, hypoventilation training, athletic running, physical performance,
"physiological price", functional state.
Введение
Известно, что повышение уровня тренированности спортсмена происходит путем регулярного повышения интенсивности и длительности физической нагрузки на его мышечную систему. Однако этот процесс не беспределен, а потому поиск дополнительных средств повышения физической работоспособности является актуальной задачей.
Одним из таких средств являются сочетанные гипо-вентиляционные тренировки дыхания [3], способствующие повысить не только физическую работоспособность спортсмена, но и его функциональное состояние [4, 5].
Цель данного исследования: изучение особенностей влияния сочетанного гиповентиляционного дыхания на физическую работоспособность и функциональное состояние лиц с различным уровнем тренированности.
Методы исследования
В обследовании приняли участие 25 чел. (лица мужского пола в возрасте 18-20 лет), причем 11 из них были квалифицированными спортсменами (тренированные - ТР), а остальные 14 чел. лишь периодически занимались физической культурой (нетренированные -
НТР). Каждый из них был дважды обследован, и в обоих случаях им было предложено выполнить нагрузочное тестирование на велоэргометре в работе «до отказа» (мощность нагрузки 160 Вт), причем в 1-й раз - до обучения гиповентиляционному дыханию (ГВД), во 2-й раз -после.
Процедура обучения сочетанному ГВД осуществлялась на фоне легкоатлетического бега на средние дистанции. В основе обучения ГВД лежали дыхательные тренировки, направленные на формирование у испытуемых уреженного дыхания. Процесс обучения производился на основе словесного инструктирования. Занятия проводили 3 раза в неделю по 1,5-2 ч в течение 4-х недель по схеме: вдох - 1,2 с; выдох - 1,5 с; пауза после выдоха - от 7 до 10 с. В остальные дни испытуемые закрепляли навыки ГВД самостоятельно, выполняя задержки дыхания на вдохе 3 раза в день.
В процессе обследования испытуемые пребывали в следующих состояниях: «исходный фон» (2,5 мин), «разминка» (1 мин), «тестовая физическая нагрузка до отказа» при мощности 160 Вт, «восстановление» (6 мин), «завершающий фон» (2,5 мин). Схема обследований представлена на рис. 1.
1 обсл.
Исходное состояние
Разминка
Нагрузка
Фон Р-1 Н-1
2,5 мин J з/д XL,. 60 Вт, -> 160 Вт,
2 мин до отказа
■
Восстановление
Завершающее состояние
Процедура обучения ГВД (5 недель)
Рис. 1. Схема обследований испытуемых
Для нагрузочного тестирования был использован велоэргометр "Sports Art 5005", а само тестирование проводилось под контролем ЭКГ и пневмографии (компьютерный электрокардиограф «Поли-Спектр-8», «Нейро-софт», Иваново). Скорость вращения педалей была постоянной и составляла 1 об./с. Измерение скорости производили с помощью прибора "SIGMA - bc-509" (Germany), датчик которого крепился к педали велоэргометра.
В процессе тестовой нагрузки на основе ЭКГ и пневмографии оценивали частоту сердечных сокращений (ЧСС, уд./мин) и частоту дыхания (ЧД, 1/мин), измеряли время физической работы до отказа (Тотк, с). До и после тестовой нагрузки измеряли АД (мм рт. ст.) по методу Короткова, параметры внешнего дыхания (ЧД, 1/мин, МОД, л/мин) и задержки дыхания на вдохе (з/д, с).
Расчетным путем оценивали гемодинамические параметры - ударный объем крови (УОК, мл) и минутный объем кровообращения (МОК, л/мин) [1], а также «физиологическую цену» выполненной работы «до отказа» по формуле: _
I 2 2
р - ^ЧСС + °ЧД >
где оЧСС и аЧд - относительные сдвиги ЧСС и ЧД в момент отказа от нагрузки по отношению к исходному фону (в процентах) [2].
Все обследуемые были заблаговременно проинформированы о характере предлагаемого эксперимента и дали письменное согласие на участие в исследованиях. Программа эксперимента была одобрена Комиссией по биомедицинской этике ФГБНУ НИИ нормальной физиологии им. П.К. Анохина.
Статистическую обработку полученных данных проводили с использованием параметрических критериев. Достоверность различия одноименных показателей определяли на основе ¿-критерия Стьюдента.
Результаты исследования и их обсуждение
Проведен сравнительный анализ вегетативных показателей у тренированных и нетренированных испытуемых до и после обучения ГВД (табл. 1).
Из таблицы видно, что до обучения ГВД в исходном состоянии вегетативные показатели у тренированных и нетренированных испытуемых практически не различались. При выполнении тестовой физической нагрузки у тренированных испытуемых время работы «до отказа»
было достоверно больше, а «физиологическая цена» выполненной работы, наоборот, была меньше.
После обучения ГВД на фоне легкоатлетического бега на средние дистанции, как у тренированных испытуемых, так и нетренированных, отмечалось достоверное снижение показателей ЧД и МОД, что позволяет говорить об эффективности методики ГВД в плане урежения ритма дыхания и снижения легочной вентиляции. Полагаем, что обучение гиповентиляционному дыханию модифицирует физиологический механизм дыхания, снижая чувствительность хеморецепторов дыхательного центра и рефлексогенных зон периферических сосудов к высокому уровню СО2. Изменения ЧСС и МОК имели лишь
тенденцию к росту.
Таблица 1
Средние значения времени физической работы до отказа (Тотк., с) и «физиологической цены» (р, %) до и после обучения ГВД, проводимого на фоне легкоатлетического бега на средние дистанции, у нетренированных (НТР, 14 чел.) и тренированных испытуемых (ТР, 11 чел.)
Показатель До/После ГВД НТР ТР
M ± m M ± m
Тотк. (с) До После 113,8 ± 17,1 177,5 ± 32,0 Р* < 0,05 198,0 ± 37,2 * 546,2 ± 144,4 * Р < 0,05
р (%) До После 133,1 ± 10,2 134,1 ± 9,6 108,8 ± 8,2 * 131,5 ± 9,0 Р < 0,05
Показатели в исходном состоянии
ЧД (1/мин) До После 17,1 ± 1,0 16,0 ± 0,8 Р < 0,05 17,2 ± 0,6 15,8 ± 0,6 Р < 0,05
МОД (л/мин) До После 8,5 ± 0,8 8,1 ± 0,6 Р < 0,05 9,8 ± 0,6 8,4 ± 0,5 Р < 0,05
ЧСС (уд./мин) До После 84,9 ± 2,9 87,6 ± 3,1 88,9 ± 2,2 89,3 ± 3,1
МОК (л/мин) До После 5,5 ± 0,2 5,8 ± 0,2 5.7 ± 0,1 5.8 ± 0,3
З/д (с) До После 59 ± 4,0 115 ± 8,0 Р < 0,05 61,0 ± 8,3 152,8 ± 9,2 * Р < 0,05
*Р < 0,05 - уровень значимости различия показателей у лиц с различным уровнем тренированности.
Необходимо подчеркнуть, что после обучения методике ГВД у всех испытуемых достоверно повысились средние значения задержек дыхания на вдохе, однако у тренированных испытуемых эти задержки были достоверно выше. При выполнении тестовой физической нагрузки у тренированных испытуемых время работы «до отказа» достоверно повысилось, причем у тренированных оно стало достоверно больше. У нетренированных испытуемых «физиологическая цена» выполненной работы практически не изменилась, зато у тренированных она
стала достоверно выше. Полагаем, что рост «физиологической цены» у тренированных испытуемых обусловлен существенным повышением времени работы «до отказа». Таким образом, после обучения ГВД у тренированных испытуемых в 1,5раза повышается гипоксическая устойчивость, время работы «до отказа» повышается почти в 3 раза, а «физиологическая цена» выполненной работы практически такая же, как и у нетренированных испытуемых. У тренированных испытуемых дыхание становится более «экономичным».
С*)
Об особенностях влияния ГВД на физическую работоспособность и функциональное состояние испытуемых красноречиво говорят сдвиги показателей после обучения ГВД (табл. 2).
Таблица 2
Сдвиги физиологических показателей после обучения ГВД у нетренированных и тренированных испытуемых
Показатель Сдвиг показателей (%) после обучения ГВД
НТР ТР
Тотк. (с) 56 164
p (%) 2,2 20,8
ЧД (1/мин) -6,4 -8,2
МОД (л/мин) -4,7 -14,1
ЧСС (уд./мин) 3,1 0,5
МОК (л/мин) 5,4 1,8
З/д (с) 94,9 150,6
Из таблицы видно, что после обучения испытуемых ГВД на фоне легкоатлетического бега на средние дистанции у тренированных испытуемых (по сравнению с нетренированными) «экономизируется» дыхание (сдвиг ЧД = -8,2%; сдвиг МОД = -14,1%); повышается гипок-сическая устойчивость (сдвиг з/д = 150,5%); существенно
повышается время физической работы «до отказа» (сдвиг Тотк = 164%) на фоне умеренного повышения «физиологической цены» выполненной работы (сдвиг р = 20,8%). Следовательно, влияние ГВД на физическую работоспособность и функциональное состояние тренированных испытуемых более выражено.
Выводы
1. Показано, что после обучения гиповентиляцион-ному дыханию у тренированных испытуемых в 1,5 раза повышается гипоксическая устойчивость, время работы «до отказа» повышается почти в 3 раза, а «физиологическая цена» выполненной работы практически такая же,
как и у нетренированных испытуемых. У тренированных испытуемых дыхание становится более «экономичным».
2. Влияние гиповентиляционного дыхания на физическую работоспособность и функциональное состояние тренированных испытуемых более выражено.
Литература
1. Карпман, В.Л., Белоцерковский, З.Б., Гудков, И.А., Хрущев. С.В., Борисова, ЮА, Любина, Б.Г., Меркулова, Р.А. Кардиогемодинамика и физическая работоспособность у спортсменов. - М.: Советский спорт, 2012. - 189 с.
2. Классина, С.Я. Физиологическая модель социального взаимодействия «тренер - спортсмен» в процессе тренировки на велоэргометре // Вестник новых медицинских технологий. - 2014. - Т. 21. - № 3. - С. 122-126.
3. Фудин, Н.А. Газовый гомеостазис (произвольное формирование нового стереотипа дыхания) / под общ. редакцией К.В. Судакова. - Тула: «Тульский полиграфист», 2004. - 216 с.
4. Фудин, НА., Классина, СЯ, Вагин, Ю.Е. Гиповенти-ляционное дыхание как средство повышения физической работоспособности человека при физической работе до отказа // Теория и практика физической культуры. -2016. - № 12. - С. 55-57.
5. Фудин, НА, Классина, СЯ, Вагин, Ю.Е., Пигарева, С.Н. Физиологические эффекты влияния гиповентиляцион-ного дыхания на кардиореспираторную и мышечную систему человека при физической работе до отказа // Спортивная медицина: наука и практика. - 2016. - Т. 6. - № 3. -С. 22-28.
References
1. Carpman, V.L., Belotserkovskiy, Z.B., Gudkov, I.A., Khrushchev, S.V., Borisova, Yu.A., Lyubina, B.G. and Merkulova R.A. (2012), Cardiohemodynamics and physical performance in athletes, Moscow: Soviet Sport, 189 p.
2. Klassina, S.Ya. (2014), Physiological model of social interaction coach-sportsman in the process of training on a veloergometer, Vestnik novych meditsynkich technologiy, 21 (3), pp. 122-126.
3. Fudin, N.A. and Sudakov, K.V. (Ed.) (2004), Gas homeostasis, Tula: "Tul'skiy poligrafist", 216 p.
4. Fudin, N.A., Klassina, S.Ya. and Vagin, Yu.E. (2016), Hypoventilation breathing as a means of increasing the person's physical performance in physical work to failure, Teoriya i praktika fizicheskoy kul'turi, no. 12, pp. 55-57.
5. Fudin, N.A, Klassina, S.Ya, Vagin, Yu.E. and Pigareva, S.N. (2016), Physiological effects of the influence of hypoventilation breathing on the cardiorespiratory and muscular system of a person in physical work to failure, Sportivnaya meditsina: nauka i praktika, no. 6 (3), pp. 2228.
e*)
