CC BY
15
РЕГУЛИРОВАНИЕ ДЫХАНИЯ
ПОСРЕДСТВОМ ПЕНИЯ
ВО ВРЕМЯ ФИЗИЧЕСКОЙ НАГРУЗКИ
RESPIRATORY CONTROL BY MEANS OF SINGING DURING PHYSICAL ACTIVITY
A.B. Маркелов
A.V. Markelov
Работоспособность, чувство усталости, ритм дыхания, стабилизация дыхания.
Контроль дыхательного ритма во время выполнения двигательных действий с высокой частотой и интенсивностью существенно повышает работоспособность. Такой контроль не позволяет возникнуть эффекту гипервентиляции легких и спазму дыхательных мышц. Один из способов обучения контролю дыхательного ритма - выполнение двигательных действий, сопровождаемых пением. Этот способ позволяет сохранять собственный, эффективный дыхательный ритм, препятствует ему становиться частым и неровным и, таким образом, сохраняет в равновесии процесс газообмена в работающих мышцах и обеспечивает мышцы необходимым количеством кислорода.
Efficiency, fatigue, respiratory rhythm, respiratory stabilization.
Respiratory rhythm control during the execution of motor actions with a high frequency and intensity significantly increases efficiency. This control does not allow the effect of hyperventilation of lungs and the spasm of respiratory muscles to occur. One of the ways of learning to control the respiratory rhythm is to execute motor actions, accompanied by singing. This method allows keeping a personal, efficient respiratory rhythm, prevents it from becoming frequent and irregular, and, therefore, keeps in balance the gas exchange process in working muscles and provides muscles with the necessary amount of oxygen.
Обеспечение достаточным количеством кислорода работающих мышц и быстрое и максимальное выведение из них продуктов распада - главное условие преодоления чувства усталости и сохранения работоспособности [Коц, 1998].
Дыхательная система регулируется в первую очередь рефлекторно дыхательным центром (совокупностью нервных клеток, располагающихся в продолговатом мозге и разных частях ЦНС и координирующих ритмические сокращения дыхательных мышц). Деятельность дыхательного центра зависит от химического состава крови и от рефлекторных импульсов, приходящих от легочных рецепторов, рецепторов сосудистых рефлексогенных зон, дыхательных и скелетных мышц. Кроме того, дыхательный центр регулируется еще и гуморально, т.е. соседними с дыхательным центром отделами головного мозга [Павлов, 1949; 1954; 1973].
Дыхательный центр обеспечивает, кроме ритма вдохов-выдохов, их глубину и частоту, приспосабливая легочную вентиляцию к потребностям организма в кислороде. Осущест-вляются эти процессы на основе принципа обратной связи: накопление в крови углекислого газа и снижение в ней кислорода приводят к возбуждению дыхательного центра и, соответственно, усилению работы дыхательных мышц, повышению кровяного давления и рефлекторному расширению диаметра кровеносных сосудов (эффект Холдена).
Прямая зависимость увеличения частоты дыхания, повышения парциального давления кислорода в крови и понижения парциального давления углекислого газа имеет определенный предел, после которого эта зависимость становится обратной (эффект Вериго - Бора). При высокой частоте и глубине вдохов-выдохов повышается парциальное давление кислорода в крови,
<
m
Щ
$9
I %
С И
о
ь
к к
W Рq Н U
Рч < ^
о ^
о о о Q
£ W
н S о
Рч W
о §
к
и
W V S
ь
1-4
<с п
W
с
S
Д
н и
щ
PQ
что приводит к уменьшению диаметров кровеносных сосудов (при сохраняющемся повышенном кровяном давлении), усилению сродства кислорода к гемоглобину, приводящему к затруднению перехода кислорода от капилляров к тканям. Возникает явление гипервентиляции легких, приводящее в конце концов к переизбытку кислорода, снижению количества (вымыванию) углекислоты в альвеолах и, как следствие, нарушению обмена веществ в организме.
Эту гипотезу, опираясь на исследования И.М. Сеченова, выдвинул в 1911 году русский физиолог П.М. Альбицкий. В 1952 году советский академик К.П. Бутейко подтвердил эту гипотезу тем, что создал систему волевого контроля дыхания, получив при ее использовании очень хорошие результаты по исцелению многих заболеваний, в частности астмы.
Кроме того, в регуляции дыхания большую роль играют нервные импульсы, приходящие в дыхательный центр от механорецепторов дыхательных (межреберных мышц и диафрагмы) мышц. Эти мышцы возбуждаются растяжением при вдохе и рефлекторно стимулируют выдох [Физиология..., 1989].
Уже опубликовано большое количество работ специалистов и тренеров, занимавшихся исследованием процессов контроля дыхания во время бега [Овсянников, 1986; Макаров, 1987; Пири, 1996; Полунин, 2004; Сидоренко, 1966].
В каждой из работ так или иначе затрагивается необходимость контроля дыхания, подбора и сохранения его ритма во время бега. Также обращают внимание на глубину дыхания и создание акцента именно на выдохе.
Требования тренеров сложились, конечно же, не случайно. Физиология человеческого организма заставила обратить внимание на вопросы контроля дыхания во время преодоления физических нагрузок, в частности бега и плавания [Лидьярд, Гилмор, 1987; Слимейкер, Браунинг, 2007; Янсен, 2006].
Эксперимент по контролю дыхания во время плавания был проведен группой исследователей США и Канады в 1980 году под руководством Диккера. Авторы исследования предполо-
жили, что метод контролируемой частоты дыхания способен повышать сопротивляемость дыхательных мышц к усталости. В экспериментальной группе предусматривался контроль над частотой вдохов-выдохов: пловцы должны были максимально вдохнуть в начале дистанции, задержать выдох на две трети ее и производить постепенный выдох на остальной трети. В контрольной группе было обычное для плавания координирование вдохов и выдохов с гребками. Было очевидно, что результаты контрольного заплыва по завершении эксперимента улучшились в обеих группах, при этом в экспериментальной группе - в среднем на 13,2 секунды (8 %), в контрольной группе - на 7,7 секунды (4 %). Очень удивило экспериментаторов повышение экономичности бега участников. Оно было зафиксировано в обеих группах, но при этом в экспериментальной группе составило 15,1 миллилитра потребленного кислорода на килограмм массы на километр дистанции, а у их коллег - лишь 7,59. При этом в первой группе улучшение было отмечено у 7 из 8 участников, а во второй - лишь у 6 из 10 [1_аут, 2013].
Итак, главная задача в контроле дыхания -это контроль выдоха (вдох осуществляется рефлекторно, бессознательно). Контроль выдоха позволяет уменьшить частоту дыхания, не допустить спазмирования дыхательных мышц и возникновения эффекта гипервентиляции легких, что и приводит в конечном счете к снижению работоспособности.
Способов контролировать дыхание существует достаточно много: от индивидуально-интуитивных, которые спортсмены создают сами для себя в течение длительных тренировок, до дыхательных практик восточных школ. И те и другие оптимизированы под конкретные задачи их использования (то есть они специфичны) и требуют относительно длительного специального времени именно на освоение этих способов.
Так как процесс дыхания привязан к двигательным действиям, то он повторяет ритм этих действий, и одновременно продолжаются поступление кислорода в легкие и удаление из них углекислого газа. На межреберные мышцы
и диафрагму - мышцы, которые обеспечивают работу легких, ложится двойная нагрузка - их ритмичные сокращения соответствуют так называемому внешнему ритму, создаваемому мышцами тела во время выполнения двигательных действий, и одновременно они сокращаются для выполнения своей основной функции - своевременного наполнения легких свежим воздухом и выведения из них углекислого газа. Вывод напрашивается сам собой: «разъединить» ритмы сокращения дыхательных и скелетных мышц.
Одно из решений этой проблемы, очень простое и оригинальное: пение во время движения. Пение позволяет регулировать фазу выдоха (делая его относительно ритмичным и достаточно продолжительным), не допустить спазми-рования от усталости дыхательных мышц (если они сокращаются с высокой частотой), а также избежать гипервентиляции легких.
Цель эксперимента: выяснение, как быстро и насколько полно спортсмен может восстановить работоспособность после проявления максимальных усилий и сохранять работоспособность при выполнении циклических двигательных действий с субмаксимальной частотой, применяя методику пения во время движения.
Эксперимент длился 6 недель. Для участия в эксперименте было отобрано по 6 человек, различающихся по физическим и антропометрическим показателям.
Участникам эксперимента было предложено выполнить два теста:
1) во время пробегания дистанции в 3 ООО метров делать 50-метровые максимальные
ускорения после каждых 450 метров. Итого за всю дистанцию бегун выполнял 6 ускорений, время пробегания каждого 50-метрового участка ускорения и общее время преодоления дистанции 3 ООО метров фиксировалось;
2) после пробегания с максимальной скоростью дистанции в 1 ООО метров выполнить последовательно, без пауз максимальное количество подтягиваний на высокой перекладине, максимальное количество выпрыгиваний из низкого седа за 2 минуты с прогибом в спине во время прыжка, максимальное количество сгибаний и разгибаний рук в упоре лежа за 2 минуты, максимальное количество подъемов туловища за 2 минуты в положение сидя из положения лежа, максимальное количество переходов из упора сидя в упор лежа прыжком за 2 минуты.
Результаты каждого участника эксперимента, полученные в начале, сравнивались с его же результатами, полученными в конце эксперимента.
Первую неделю участники экспериментальной группы опробовали методику на практике, подбирали репертуар, исходя, прежде всего, из скорости бега, т.е. для конкретной дистанции (а значит, и для конкретной скорости, с которой пробегается эта дистанция) они подбирали песни, удобные для исполнения.
Остальные 5 недель участники контрольной и экспериментальной групп на тренировках выполняли одинаковые задания, стой лишь разницей, что участники экспериментальной группы использовали предложенную методику.
Результаты двух тестов представлены в сравнительных таблицах (табл. 1, 2).
Таблица 1
Сравнение результатов первого теста
Дистанция / Вре- Временные показатели
стати сти- мя Контрольная группа Экспериментальная группа
ческии 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6
критерии
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
3 ООО метров До 12.02 11.11 10.48 12.30 11.15 11.27 11.29 11.43 11.35 11.00 12.16 10.53
(мин) после 11.57 11.10 10.45 12.27 11.13 11.20 11.19 11.37 11.28 10.48 12.10 10.44
\Л/=2.4 At -0.05 -0.01 -0.03 -0.03 -0.02 -0.07 -0.10 -0.06 -0.07 -0.12 -0.06 -0.09
50 м. (1) До 7.73 6.97 6.81 7.15 6.73 7.07 7.12 7.25 7.11 6.88 7.78 6.9
(сек) после 7.58 6.91 6.75 7.11 6.65 6.95 6.90 7.01 6.71 6.53 7.51 6.71
\Л/=2.88 At -0.15 -0.06 -0.06 -0.04 -0.08 -0.12 -0.22 -0.24 -0.4 -0.35 -0.27 -0.19
<с
а
ч
с m
о
ь
к Щ
w m н о
Рч <
о ^ о о
О Й &
0
1
к %
о
W V S
ь
1-4
<с п w с
S
X
н и
щ м
Окончание табл. 1
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
50 м. (II) (сек) \Л/=2.88 ДО 8.11 7.01 6.83 7.37 6.93 7.19 7.28 7.38 7.31 6.91 8.06 6.94
после 8.02 6.96 6.79 7.29 6.89 7.12 6.97 7.16 6.86 6.58 7.63 6.71
Д1 -0.09 -0.05 -0.04 -0.08 -0.04 -0.07 -0.31 -0.22 -0.45 -0.33 -0.43 -0.23
50 м. (III) (сек) \Л/=2.88 До 8.89 7.75 6.95 7.75 7.41 7.61 7.41 7.66 7.45 7.04 8.28 7.10
после 8.81 7.68 6.9 7.68 7.39 7.56 7.19 7.34 7.07 6.68 7.75 6.78
Д1 -0.08 -0.07 -0.05 -0.07 -0.02 -0.06 -0.22 -0.32 -0.38 -0.36 -0.53 -0.32
50 м. (IV) (сек) \Л/=2.88 До 9.38 8.52 7.16 8.09 8.03 7.85 7.58 7.82 7.62 7.23 8.81 7.32
после 9.31 8.45 7.11 8.01 7.97 7.79 7.30 7.56 7.32 6.82 8.44 6.95
Д1 -0.07 -0.07 -0.05 -0.08 -0.06 -0.06 -0.28 -0.26 -0.3 -0.41 -0.37 -0.37
50 м. (V) (сек) \Л/=2.88 До 9.42 8.47 7.63 8.22 8.45 8.13 7.72 7.93 7.76 7.61 9.45 7.71
после 9.36 8.44 7.61 8.19 8.42 8.10 7.43 7.64 7.48 7.29 9.19 7.53
Д1 -0.06 -0.03 -0.02 -0.03 -0.03 -0.03 -0.29 -0.29 -0.28 -0.32 -0.26 -0.18
50 м. (VI) (сек) \Л/=2.88 До 9.92 8.73 8.12 8.95 8.52 8.38 7.94 8.18 8.00 8.13 10.02 8.22
после 9.90 8.72 8.09 8.91 8.48 8.36 7.68 7.91 7.70 7.79 9.77 8.03
Д1 -0.02 -0.01 -0.03 -0.04 -0.04 -0.02 -0.26 -0.27 -0.30 -0.34 -0.25 -0.19
Достоверность результатов эксперимента была оценена с помощью критерия Вилкоксона - Манна -Уитни. Этот критерий в данном случае наиболее информативен, так как оперирует не с абсолютными значениями элементов двух выборок, а с результатами их парных сравнений (до эксперимента
и после него). Уровень значимости равен 0.05, т.е. допускается не более чем 5 % вероятности ошибки в отклонении гипотезы о неизменности результатов эксперимента (т.е. вероятности того, что различия считаются существенными, а на самом деле они случайны) [Новиков, 2004].
Таблица 2
Сравнение результатов второго теста
Выполняемое упражнение / статистический критерий Время / разы Временные и количественные показатели
Контрольная группа Экспериментальная группа
1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6
1000 метров (мин) \Л/=1.92 До 3.31 3.15 3.17 3.35 3.22 3.20 3.20 3.26 3.21 3.17 3.32 3.16
после 3.30 3.14 3.14 3.33 3.19 3.18 3.16 3.21 3.18 3.13 3.29 3.13
Д1 -0.01 -0.01 -0.03 -0.02 -0.03 -0.02 -0.04 -0.05 -0.03 -0.04 -0.03 -0.03
Подтягивания (раз) \Л/=2.88 До 12 12 13 18 11 15 13 12 17 12 11 13
после 13 12 15 20 13 16 17 15 22 16 14 18
Д +1 0 +2 +2 +2 +1 +4 +3 +5 +4 +3 +5
Выпрыгивания (раз) \Л/=2.88 До 39 50 45 34 41 41 43 40 42 45 37 51
после 42 53 49 37 42 43 47 44 46 53 42 58
Д +3 +3 +4 +3 +2 +2 +4 +4 +4 +8 +5 +7
Отжимания (раз) \Л/=2.88 До 34 33 40 48 33 41 36 36 32 39 35 33
после 35 34 42 51 35 43 41 42 37 45 41 40
Д +1 +1 +2 +3 +2 +2 +5 +6 +5 +6 +6 +7
Пресс (раз) \Л/=2.88 До 37 36 44 52 37 42 36 39 38 45 36 37
после 39 38 47 55 39 45 42 45 42 53 43 43
Д +2 +2 +3 +3 +2 +3 +6 +6 +4 +8 +7 +6
«пружина» (раз) \Л/=2.72 До 36 38 39 38 35 37 36 37 34 38 36 37
после 37 39 43 40 38 40 42 45 40 46 40 44
Д +1 +1 +4 +2 +3 +3 +6 +8 +6 +8 +4 +7
Критическое значение \Л/(005) =1.96. Эмпирическое (вычисленное) значение критерия строго больше критического во всех этапах эксперимента, кроме одного (дистанции на 1 ООО метров), значит, принимается гипотеза эффективности экспериментального метода (альтернативная), так как достоверность различий характеристик экспериментальной и контрольной групп составляет 95%. Выводы
1. Регулирование выдоха с помощью пения позволяет сохранять дыхание ровным во время выполнения серии циклических действий и также быстро снижать его частоту после проявления максимальных усилий. Экспериментальные данные подтверждают эту гипотезу.
2. Исполнение песни, имеющей собственный ритм, во время выполнения физического упражнения позволяет управлять ритмом этого упражнения, подстраивая его под ритм песни или изменяя на частоту, кратную частоте песенного ритма, что облегчает выполнение упражнения.
3. Во время выполнения упражнения акцент делается не на громкости, а на протяжности исполнения. Но обязательное условие - голосовые связки должны были вибрировать, то есть создавать регулируемое сопротивление выдыхаемому воздуху.
4. При невозможности протяжного воспроизведения песни после максимальной физической нагрузки она исполнялась в виде речитатива. Такой способ также сохранял эффект регулирования дыхания.
Библиографический список
1. Коц Я.М. Спортивная физиология: учебник для институтов физической культуры. М.: Физкультура и спорт, 1998. 200 с.
2. Лидьярд А., Гилмор Г. Бег с Лидьярдом: пер. с англ. М.: Физкультура и спорт, 1987. 255 с.
3. Макаров А.Н. Легкая атлетика: учебник для ин-тов физ. культуры. М.: Просвещение, 1987. 304 с.
4. Новиков Д.А. Статистические методы в педагогических исследованиях (типовые случаи). М.: МЗ-Пресс, 2004.
5. Овсянников В.Д. Дыхательная гимнастика. М.: Знание, 1986. 64 с.
6. Павлов И.П. Двадцатилетний опыт объективного изучения высшей нервной деятельности (поведения) животных / ред., послесл. и примеч. чл.-кор. АН СССР Э.А. Асратяна. М.: Наука, 1973. 661 с.
7. Павлов И.П. Лекции о работе больших полушарий головного мозга / ред. и ст. акад. K.M. Быкова; Академия Наук Союза ССР. Л.: Изд-во Академии Наук СССР, 1949.
8. Павлов И.П. О типах высшей нервной деятельности и экспериментальных неврозах / Академия медицинских наук СССР; отве. ред. сб. действ, чл. АМН СССР П.С. Купалов. М.: Медгиз, 1954. 192 с.
9. Пири Г. Бегай быстро и без травм / пер. с англ. А.Б. Шаталин, 1996.
10. Полунин А.И. Спортивно-оздоровительный бег: рекомендации для тренирующихся самостоятельно. М.: Советский спорт, 2004. 112 с.
11. Сидоренко М.М. Легкая атлетика: учебник для ин-тов физ. культуры. Минск: Вышэйшая школа, 1966.
12. Слимейкер Р., Браунинг Р. Серьезные тренировки для спортсменов на выносливость: пер. с англ. Мурманск: Тулома, 2007. 328 с.
13. Физиология человека / С.А. Георгиева, Н.В. Белинина, Л.И. Прокофьева, Г.В. Коршунов, В.Ф. Киричук, В.М. Головченко, Л.К.Токарева. М.: Медицина, 1989. 480 с.
14. Янсен П. ЧСС, лактат и тренировки на выносливость: пер. с англ. Мурманск: Тулома, 2006.
15. Lavin K.M., Guenette J.A., Smoliga J.M., Zavor-sky G.S. Controlled-frequency breath swimming improves swimming performance and running economy // Scand J Med Sei Sports. 2013. Oct. 24.
<C
t
с m
о
ь
X
Щ
w m H
о
Рч <
о ^ о о ^ h О Й
[S
W H
s о
Рч
w
0
1
X %
«
«
о w
V
s
Ь
1-4
<c n w с
«
S X
H U
W M
