CC BY
51
JOURNAL OF NEW MEDICAL TECHNOLOGIES - 2020 - V. 27, № 3 - P. 30-33
УДК: 612.216.2 DOI: 10.24411/1609-2163-2020-16690
СОЧЕТАННЫЕ ГИПОВЕНТИЛЯЦИОННЫЕ ТРЕНИРОВКИ И ИХ ВЛИЯНИЕ НА СПОРТИВНУЮ
РАБОТОСПОСОБНОСТЬ
Н.А ФУДИН, С.Я. КЛАССИНА
ФГБНУ НИИ нормальной физиологии им. П.К. Анохина, ул. Балтийская, д. 8, г. Москва, 125315, Россия,
e-mail: klassina@mail.ru
Аннотация. Поиск новых эффективных методов и средств управления функциональным состоянием спортсмена во время тренировочной и соревновательной деятельности, при все возрастающих объемов и интенсивности выполняемой работы, - одна из актуальных междисциплинарных задач спортивной науки. Цель исследования - изучение влияния сочетанного гиповентиляционного дыхания на результативность спортивной деятельности и показатели функции внешнего дыхания. Материал и методы исследования. В эксперименте с использованием сочетанного метода гиповентиляционных тренировок приняли участие 45 лиц мужского пола в возрасте 18-21 год, разделенных на 3 группы. Это были высококвалифицированными спортсмены-легкоатлеты, тренировавшиеся в беге на средние дистанции. У них регистрировали показатели функции внешнего дыхания: частоту дыхания, дыхательный объем, минутного объема дыхания, уровень поглощения кислорода, коэффициента использования кислорода, жизненную емкость легких, максимальную вентиляцию легких и резервов дыхания. Изучение осуществлялось через 15, 30 и 45 дней. Фиксировали уровень спортивной результативности. Результаты и их обсуждение. Показано, что гиповентиляционные тренировки в сочетании с физическими упражнениями повышают устойчивость к вентиляционной и двигательной гипоксии. При сочетанных воздействиях физиологический механизм вентиляторного аппарата спортсменов модифицируется в результате снижения чувствительности хеморецепторов дыхательного центра и рефлексогенных зон периферических сосудов к высокому уровню содержания двуокиси углерода. Выраженная положительная динамика функциональных показателей спортсменов 3 группы свидетельствует о высокой эффективности сочетанных гиповентиляционных и физических нагрузок на вентиляторные и газообменные показатели. Заключение. При дополнительном более полном и глубоком исследовании предлагаемого метода тренировок открывается возможность построения тренировочного процесса заранее программируемыми физиологическими параметрами, ориентированными на достижение высокого спортивного результата.
Ключевые слова: спортивная работоспособность, функция внешнего дыхания, сочетанные гиповентиляционные тренировки.
COMBINED HYPOVENTILATION TRAINING AND THEIR INFLUENCE ON SPORTS OPERATION
N.A. FUDIN, S.YA. KLASSINA
P. It Anokhin Research Institute of Normal Physiology, Baltiyskaya Str., 8, Moscow, 125315, Russia,
e-mail: klassina@mail.ru
Abstract. The article is devoted to the study of the effect of combined hypoventilation breathing on the efficiency of sports activity and indicators of the function of external respiration. 45 males aged 18-21 took part in the experiment using the combined method of hypoventilation training. All of them were highly qualified athletes, who were trained in middle-distance running. There were recorded indicators of the function of external respiration: respiratory rate, tidal volume, minute volume of respiration, oxygen absorption level, oxygen utilization rate, lung capacity, maximum ventilation and respiratory reserves. The sports performance levels were fixed too. It was shown that hypoventilation training in combination with physical exercises increase a resistance to ventilatory and motor hypoxia. Under combined effects, the physiological mechanism of the athletic ventilator apparatus is modified as a result of a decrease in the sensitivity of the respiratory center chemoreceptors and reflexogenic zones of peripheral vessels to a high level of carbon dioxide.
Keywords: sports performance, function of external respiration, combined hypoventilation training.
Тренировка спортсменов высшей квалификации, ориентированная на достижение высокого спортивного результата - это чрезвычайно сложный многофакторный процесс, опирающийся на новейшие достижения педагогической, медицинской и медико-биологической науки. При этом роль медико-биологического обеспечения спортсменов во время тренировочной и соревновательной деятельности - значительно возрастает, поскольку медико-биологическое обеспечение на научной основе обеспечивает объективное управление тренировочным процессом и прогнозирует рост спортивных результатов. Анализ спортивных результатов, показанных на чемпионатах мира, Европы и Олимпийских играх
свидетельствует о том, что подготовка высококвалифицированных спортсменов вышла на принципиально новый научно обоснованный уровень. В настоящее время поиск новых эффективных методов и средств управления функциональным состоянием спортсмена в процессе тренировочной и соревновательной деятельности на фоне все возрастающих объемов и интенсивности выполняемой работы -одна из актуальных междисциплинарных проблем спортивной науки.
Многочисленные физиологические исследования были направлены на изучение механизмов дыхания, его паттерна и легочных объемов [1,2,4-6], подтверждена роль коры головного мозга в регуля-
JOURNAL OF NEW MEDICAL TECHNOLOGIES - 2020 - V. 27, № 3 - P. 30-33
ции функциональной системы дыхания, а также в произвольно кортикальной ее регуляции, компенсаторно формирующей новые вентиляторные и газообменные взаимоотношения в организме [3]. Однако проблема гиповентиляционного дыхания, и, особенно, сочетание его с физической нагрузкой -до сих пор изучены недостаточно. В этой связи предлагается изучить эффективность использования сочетанного гиповентиляционного метода спортивной тренировки на модели спортсменов-легкоатлетов высшей квалификации.
Цель исследования - изучить влияние сочетанного гиповентиляционного дыхания на результативность спортивной деятельности и показатели функции внешнего дыхания.
Материалы и методы исследования. В основу разработай сочетанного гиповентиляционного метода были положены материалы наших многолетних исследований, направленных на изучение физиологических механизмов произвольных влияний на структуру и акт дыхания, обеспечивающих более экономные вегетативные и метаболические процессы в организме с вовлечением собственных компенсаторных механизмов саморегуляции, повышающих устойчивость организма к физическим нагрузкам, а также к вентиляторной и двигательной гипоксии [7-10].
В нашем эксперименте с использованием сочетанного метода гиповентиляционных тренировок приняли участие 45 лиц мужского пола в возрасте 18-21 лет, высококвалифицированных спортсменов-легкоатлетов, тренировавшихся в беге на средние дистанции. Все испытуемые после первичного обследования частоты дыхания (ЧД), дыхательного объема (ДО), минутного объема дыхания (МОД), поглощения кислорода (ПО2), коэффициента использования кислорода (КИО2), жизненной емкости легких (ЖЕЛ) в л, максимальной вентиляции легких (МВЛ) и резервов дыхания (РД) были разделены на три равноценные группы:
1-ая группа («=14) - контрольная, тренировалась по общепринятой методике легкоатлета;
2-ая группа («=16) - основная, тренировалась на произвольное урежение ритмики дыхания в состоянии покоя;
3-я группа (п=15) - основная, тренировалась с использованием гиповентиляционного дыхания в сочетании с физическим упражнениями (пробегание отрезков дистанции на фоне максимальной задержки дыхания);
Результаты и их обсуждение. Проведен анализ показателей функции внешнего дыхания и газообмена у испытуемых вышеуказанных групп. Изучаемые показатели функции внешнего дыхания и газообмена, кроме ЧД и ДО на всех этапах наблюдения рассчитывались в процентах по отношению к должным величинам (табл. 1).
На протяжении всего периода (45 дней) наблюдаемые спортсмены, помимо гиповентиляционных тренировок (2 и 3 группы), тренировались по индивидуальным легкоатлетическим планам.
Анализ различных режимов гиповентиляционных воздействий на структуру и акт дыхания во 2 и 3 группах после 15 дней занятий ожидаемо выявил различия в изучаемых физиологических показателях относительно исходных данных. Так, во 2 группе ЧД снизилась с 16,7 до 13,6 (в 1 мин), ДО во всех группах изменился незначительно, но МОД при этом во 2-ой
группе уменьшился со 139% до 120,6 (%), а в 3-ей группе - с 138,3 до 117,8%. При этом на фоне снижения ЧД и МОД и неизменных показателях ДО во 2-ой и 3-ей группах отмечается значительное увеличение КИО2 - с 98,2 до 108,3% и со 102,4 до 107,7% соответственно. Жизненная емкость легких, МВЛ и РД практически не изменились и остались на прежнем уровне.
На 30 день тренировочных занятий были выявлены более выраженные физиологические изменения изучаемых показателей в наблюдаемых группах. Комплексные обследования спортсменов показали дальнейшее снижение ЧД во второй - 12,1 (в 1 мин) и третьей - 10,2 (в 1 мин) группах, при этом параллельно снизился показатель МОД до 115,6% и 110,1% соответственно. Полученные результаты свидетельствовали в пользу того, что многократно повторяемое произвольное уменьшение легочной вентиляции формирует в дыхательном центре новый и достаточно эффективный компенсаторный стереотип временных соотношений частоты дыхания, дыхательного и минутного объемов дыхания. Подтверждением тому является повышение КИО2 до 101,3% во 2-й группе и
Таблица 1
Сравнительная динамика функции внешнего дыхания и газообмена у спортсменов в результате различных режимов произвольных воздействий на структуру и акт дыхания (средние данные)
Этапы обследования Группа п ЧД в 1 мин ДО, мл МОД, % к должному П02, %к должному КИ02, % к должному ЖЕЛ, %к должному МВЛ, %к должному РД, %к должному
Исходные 1-я 16 16,8 550 140 107 100,3 101,3 125 Л 89,8
данные 2-я 14 16,7 510 139 108 98,2 10,1,2 120,4 90,3
3-я 15 16,8 550 138,3 105 102,4 104,6 1,23,3 89,5
На 15 день 1-я 16 17,1 540 136 103 98,6 102,8 124,3 96,1
занятий 2-я 14 13,6 620 120,6 102 108,3 103,6 134,6 91,3
3-я 15 11,1 695 117,8 105 107,7 109,8 131,5 91,5
На 30 день 1-м 16 16,3 653 131 108 100,4 103,4 128,6 87,1,
занятий 2-я 14 12,1 626 115,6 109 101,3 106,3 132,6 90,1
3-я 15 10,2 634 110,1 108 111,4 11 1,7 131,4 90,4
На 45 день 1-я 16 15,0 612 123,4 108 109,8 104,1 125,6 87,5
занятий 2-я 14 10,3 641 99,6 103 102,3 111,9 131,8 93,6
3-я 15 9,2 686 95,0 102 118,2 112,5 135,7 99,0
JOURNAL OF NEW MEDICAL TECHNOLOGIES - 2020 - V. 27, № 3 - P. 30-33
до 111,4% в 3-й группе при неизменившихся показателях ЖЕЛ, П02, РД и МВЛ (табл. 1).
Дальнейшие обследования спортсменов в наблюдаемых 2 и 3 группах на 45 день наблюдения показали выраженную положительную динамику изучаемых показателей. При снижении ЧД во второй группе - 10,3 (в 1 мин) и в третьей группе - 9,2 (в 1 мин), наблюдалось снижение МОД соответственно по 99,6% во второй и 95,0% в третьей группах. При этом КИО2 возрос во 2-й группе до 102,3% и значительно в 3-й группе - до 118,2%, в 3-й группе увеличились показатели МВЛ - 135,7% и РД - 99,0%.
Выраженная положительная динамика функциональных показателей спортсменов 3 группы свидетельствует о высокой эффективности сочетанных гиповентиляционных и физических нагрузок на вентиляторные и газообменные показатели, которые формируют принципиально новые физиологические взаимоотношения, выразившихся в экономизации функциональной системы дыхания и эффективного повышения коэффициента использования кислорода. Во 2-й группе отмечалась аналогичная динамика изучаемых показателей, но в сравнении с 3-й группой они были менее выраженными. В первой группе на всех этапах наблюдалась положительная динамика функциональных показателей, которые были характерны для тренировочного процесса легкоатлетов, тренировавшихся по общепринятым методикам, но они были значительно ниже показателей 2 и 3 групп.
В табл. 2 представлены средние значения спортивных результатов на дистанциях 800 и 1500м в зависимости от метода тренировки.
Таблица 2
Сравнительная динамика спортивных результатов (время, мин) на дистанциях 800 и 1500 метров в наблюдаемых группах в зависимости от проведенного метода тренировок (М±ш)
Анализируя функциональные показатели в наблюдаемых группах и спортивные результаты на 15, 30 и 45 день наблюдения, была выявлена значительная их разница. В данном случае они напрямую зависели от метода предшествующей тренировки. Контрольные соревнования в беге на 800 и 1500 м проводились после проведения комплексных обследований функции внешнего дыхания и газообмена (табл. 2).
Различные методы предсоревновательной тренировки показали различную динамику спортивных результатов в наблюдаемых группах. Не вызывает сомнения тот факт, что гиповентиляционные трени-
ровки в покое во второй группе и в сочетании с физическими упражнениями в третьей группе обеспечили не только экономно-эффективные вентиля-торно-газообменные возможности, но и принципиально новые вегетативные, метаболические и локомоторные взаимоотношения в организме спортсменов, обеспечивших достаточно высокие спортивные результаты на указанных дистанциях (табл. 2).
Динамика полученных спортивных результатов на этапах наблюдения в беге на 800 и 1500 м во всех наблюдаемых группах была положительной. Однако их конкретные результаты зависели от метода предшествовавшей тренировки. Более высокие показатели у спортсменов 3 группы были напрямую связаны с сочетанными гиповентиляционными тренировками, когда осознано навязанная двигательная и вентиляционная гипоксия, многократно суммируясь и повторяясь, формировала в организме устойчивые компенсаторные взаимоотношения, которые обеспечили более высокую работоспособность и результативность. В данном случае зависимость полученных параметров физической работоспособности отображала эффективность вентиляторного обеспечения напряженной мышечной работы на уровне максимально аэробной мощности. Заметим, что понятие аэробной мощности было введено при подготовке спортсменов высшей квалификации, а также разработаны и апробированы тестовые процедуры, ориентированные на оценку этого качества.
Заключение. Таким образом, гиповентиляционные тренировки в сочетании с физическими упражнениями повышают устойчивость к вентиляторной и двигательной гипоксии, поскольку при сочетанных воздействиях физиологический механизм вентиляторного аппарата модифицируется в результате снижения чувствительности хеморецепторов дыхательного центра и рефлексогенных зон периферических сосудов к высокому уровню содержания двуокиси углерода.
При дополнительном более полном и глубоком исследовании предлагаемого метода тренировок открывается возможность в построении тренировочного процесса заранее программируемыми физиологическими параметрами, ориентированными на достижение высокого спортивного результата.
Литература / References
1. Бреслав И.С. Паттерны дыхания, физиология, экстремальные состояния, патология. Л: Наука, 1984, 206с. / Breslav IS. Patterny dykhaniya, fiziologiya, ekstremal'nye sostoyaniya, patologiya. [Breathing patterns, physiology, extreme conditions, pathology]. Leningrad: Nauka; 1984. Russian.
2. Трачев В.M. Исследование эффективности дыхательных упражнений в подготовке спортсменов: Автореф. дисс. к.м.н., М., 1972. 19 с. / Trachev VM. Issledovanie effektivnosti dykhatel'nykh uprazhneniy v podgotovke sportsmenov [A study of the effectiveness of breathing exercises in the training of athletes: Abstract.] [dissertation]. Moscow: 1972. Russian.
3. Фудин H.A. Материалы Всесоюзной конф. по кортико-висцеральным взаимоотношениям в норме и патологии. Целино-
Группы п Дистанция, M Исходные результаты 1-е контрольное соревнование 2-е контрольное соревнование 3-е контрольное соревнование
1-я 16 800 2,13±1,07 2,12±1,37 2,10±1.36 2,10±1,68
контрольная 1500 4,37±1,13 4,35±1,18 4,35±1,43 4,34±1,66
2-я 14 800 3,12±0,86 2,12±1,43 2,06±1,46 2,05±1,44
основная 1500 4,36±2,05 4,35±1,33 4,26±1,48 4,27±1.13
3-я 15 800 2,13±0,75 2,12±1,44 2,04±1,39 1,59±1,14
основная 1500 4,37±1,89 4,35 ±1,46 4,24±1,49 4,13±1,44
JOURNAL OF NEW MEDICAL TECHNOLOGIES - 2020 - V. 27, № 3 - P. 30-33
град. 1969. Т. 3. С. 269-280 / Fudin NA. Materialy Vsesoyuznoy konf. po kortiko-vistseral'nym vzaimootnosheniyam v norme i patologii [Materials of the АН-Union Conf. on cortico-visceral relationships in normal and pathological conditions]. Tselinograd; 1969. Vol. 3. Russian.
4. Фудин H.A. Произвольная регуляция дыхания у спортсменов // Вопросы теории и методики физвоспитания. 1972. Т. 2, С. 811 / Fudin NA. Proizvol'naya regulyatsiya dykhaniya u sportsmenov [Arbitrary breath regulation in athletes]. Voprosy teorii i metodiki fizvospitaniya. 1972;2:8-11. Russian.
5. Фудин H.A. Физиологическая целесообразность произвольной регуляции дыхания у спортсменов // Теория и практика физической культуры. 1983. N2. С. 21-22. / Fudin NA. Fiziologicheskaya tselesoobraznost' proizvol'noy regulyatsii dykhaniya u sportsmenov [Physiological feasibility of arbitrary regulation of respiration in athletes]. Teoriya i praktika fizicheskoy kul'tury. 1983;2:21-2. Russian.
6. Фудин H.A. Газовый гомеостазис (произвольное формирование нового стереотипа дыхания). Тула: «Тульский полиграфист», 2004. 216 с. / Fudin NA. Gazovyy gomeostazis (proizvol'noe formirovanie novogo stereotipa dykhaniya). [Gas homeostasis (arbitrary formation of a new breathing stereotype)]. Tula: "Tul'skiy poligrafist"; 2004. Russian.
7. Фудин H.A., Классина С.Я., Вагин Ю.Е. Гиповентиляционное дыхание как средство повышения физической работоспособности человека при физической работе до отказа // Теория и практика физической культуры. 2016. №12. С. 55-57 / Fudin NA. Gipoventilyatsionnoe dykhanie kak sredstvo povysheniya fizicheskoy rabotosposobnosti cheloveka pri fizicheskoy rabote do otkaza [Hypoventilation breathing as a means of increasing a person's physical performance during physical work to failure]. Teoriya i praktika fizicheskoy kul'tury. 2016;12:55-7. Russian.
8. Фудин H.A., Чернышев С.Д. Дыхание и газообмен у лиц различного вида локомоторной деятельности и уровня тренированности // Вестник новых медицинских технологий. 2017. №2. С.127-129 / Fudin NA, Chernyshev SD. Dykhanie i gazoobmen u lits razlichnogo vida lokomotornoy deyatel'nosti i urovnya trenirovannosti [Respiration and gas exchange in individuals of various types of locomotor activity and level of fitness]. Journal of New Medical Technologies. 2017;2:127-9. Russian.
9. Классина С.Я., Фудин H.A. Влияние произвольного гипо-вентиляционного дыхания в сочетании с физическими нагрузками на кардиореспираторные показатели человека // Вестник новых медицинских технологий. 2018. №2. С. 142-148. DOI: 10.24411/16092163-2018-16055 / Klassina SYa, Fudin NA. Vliyanie proizvol'nogo gipoventilyatsionnogo dykhaniya v sochetanii s fizicheskimi nagruzkami na kardiorespiratornye pokazateli cheloveka [The effect of arbitrary hypoventilation breathing in combination with physical activity on human cardiorespiratory parameters]. Journal of New Medical Technologies. 2018;2:142-8. DOI: 10.24411/1609-2163-2018-16055. Russian.
10. Фудин H.A., Классина С.Я., Пигарева С.Н., Вагин Ю.Е. Со-четанное влияние гиповентиляционных и физических упражнений на работоспособность и функциональное состояние человека при работе до отказа // Теория и практика физической культуры. 2018. №10. С. 10-12 / Fudin NA, Klassina SYa, Pigareva SN, Vagin YuE. Sochetannoe vliyanie gipoventilyatsionnykh i fizicheskikh uprazhneniy na rabotosposobnost' i funktsional'noe sostoyanie cheloveka pri rabote do otkaza [The combined effect of hypoventilation and physical exercises on the performance and functional state of a person when working to failure]. Teoriya i praktika fizicheskoy kul'tury. 2018;10:10-2. Russian.
Библиографическая ссылка:
Фудин H.A., Классина С.Я. Сочетанные гиповентиляционные тренировки и их влияние на спортивную работоспособность // Вестник новых медицинских технологий. 2020. №3. С. 30-33. DOI: 10.24411/1609-2163-2020-16690.
Bibliographic reference:
Fudin NA, Klassina SYa. Sochetannye gipoventilyatsionnye trenirovki i ikh vliyanie na sportivnuyu rabotosposobnost' [Combined hypoventilation training and their influence on sports operation]. Journal of New Medical Technologies. 2020;3:30-33. DOI: 10.24411/1609-2163-2020-16690. Russian.
