Состояние кровотока, легочной вентиляции и газообмена у юных лыжников-гонщиков в условиях сезонных биоритмов и вариативности нагрузок годового макроцикла Текст научной статьи по специальности «Фундаментальная медицина»

УДК 796.921+612.2

СОСТОЯНИЕ КРОВОТОКА, ЛЕГОЧНОЙ ВЕНТИЛЯЦИИ И ГАЗООБМЕНА У ЮНЫХ ЛЫЖНИКОВ-ГОНЩИКОВ В УСЛОВИЯХ СЕЗОННЫХ БИОРИТМОВ И ВАРИАТИВНОСТИ НАГРУЗОК ГОДОВОГО МАКРОЦИКЛА

В.В. Эрлих Южно-Уральский государственный университет, г. Челябинск

Проблема спорта и биоритмов обычно связывается с переездами. Однако на функциональное состояние большое влияние оказывает сезонное дозирование нагрузок в микро-, мезо- и макроциклах подготовки. Трудность возникает в определении вклада сезонных факторов и объема тренирующих воздействий. Юные спортсмены более подвержены воздействию совокупных средовых факторов и технологий подготовки (тренировка, восстановление). В статье рассмотрена динамика биоритмов у лыжников в подготовительном, соревновательном и поддерживающем функциональное состояние периоде (переходно-восстановительном).

Эколого-физиологические исследования в условиях мегаполиса Южного Урала с наличием ксенобиотиков, повышенного содержания СО2, контраста температур (от -30 до 0 °С) зимой; весной показывают напряженность адаптивно - компенсаторных процессов, удлиняются сроки восстановления функций, учащаются дезадаптивные процессы [3].

Возникает необходимость выявить на какие органы и системы оказывают наибольшее воздействие эколого-физиологические и пищеварительно-восстановительные факторы.

Ключевые слова: кровоток, оксигенация, газообмен, вентиляция, дыхательный коэффициент, адаптация, дезадаптация, норма, референтные границы, гомеостаз, вариативность, стабильность, пониженные и повышенные показатели гомеостаза, подготовка, восстановление.

Обследование проводилось в 2012 году на неинвазивном анализаторе с участием 16 мастеров и кандидатов в мастера спорта юношеской сборной России (тренер А. А. Кравченко) и Челябинской области (тренер А.С. Бахарева).

Актуальность работы вызвана необходимостью интеграции теории спортивной тренировки с теорией адаптации, протекающей фазно, ритмично в зависимости от влияния средовых факторов. Ауксологические характеристики также влияют на динамику изучаемых процессов. Положив в основу концепцию развития локально-региональной мышечной выносливости (ЛРМВ) в системе интегральной подготовки юных лыжников-гонщиков в условиях современных технологий подготовки (ЛРМВ, среднегорья, спектр средств восстановления) мы добились высокой спортивной результативности, в том числе посредством разработки функционального питания [2, 4].

Выявление слабых звеньев динамического гомеостаза позволяет своевременно вносить коррективы в биоуправление современными прогрессивными технологиями подготовки.

Результаты исследования и их обсуждение. В табл. 1 представлены значения органного кровотока у лыжников. Как видно из табл. 1, кровоток миокарда от лета к осени достоверно повышался (р < 0,01), в зимнее время снижался (р < 0,01) и

еще более сильно снижался весной (р < 0,05) по сравнению с зимними значениями. Кровоток сердца находился в референтных границах. Кровоток скелетных мышц последовательно недостоверно увеличивался от лета к зиме и затем несколько снижался, находясь в границах нормы.

Кровоток головного мозга достоверно увеличивался зимой (р < 0,01) по сравнению с остальными сезонами года. Зимой значения выходили за референтные границы. Легочный кровоток изменялся вариативно по сезонам года: снижался от лета к осени (р < 0,01), затем повышался зимой (р < 0,05) и еще более весной (р < 0,01) по сравнению с осенними и зимними показателями. Почечный кровоток также вариативно изменялся достоверно от лета к осени (р < 0,01), затем снижался зимой (р < 0,01) и вновь повышался весной (р < 0,05). Значения не выходили за диапазон нормы.

Кровоток кожи был ниже диапазона нормы во все сезоны года, достоверно повышался к зиме (р < 0,01) и снижался весной. Кровоток остальных органов превышал референтные границы, последовательно снижался от лета к зиме (р < 0,05-0,01) и достоверно снижался весной (р < 0,01).

Возможно, высокие значения кровотока остальных органов являются компенсаторными за счет пониженных значений кровотока кожи. Мозговой кровоток на 100 г ткани был маловариативным

Вестник ЮУрГУ. Серия «Образование, здравоохранение, физическая культура»

Таблица 1

Значения органного кровотока, давления спинномозговой жидкости

Показатель Границы нормы Лето Осень Зима Весна

Кровоток миокарда, мл/мин 250-290,5 264,65 1,72 280,66 1,31 269,17 1,46 261,71 1,15

Кровоток скелетных мышц, мл/мин 930-1081,4 1068,08 7,61 1077,56 3,10 1084,72 7,01 1071,35 5,57

Кровоток головного мозга, мл/мин 750-871,68 860,69 8,08 850,11 6,94 945,10 12,22 857,70 10,97

Печеночный кровоток, мл/мин 1690-2488,33 2038,52 9,16 1950,25 5,20 1981,77 7,94 2021,33 8,77

Почечный кровоток, мл/мин 1430-1662,6 1597,73 4,86 1649,97 4,52 1575,15 5,87 1608,58 5,90

Кровоток кожи, мл/мин 500-581,65 427,88 0,80 426,28 0,16 430,53 0,69 428,34 0,43

Кровоток остальных органов, мл/мин 375-436,19 486,21 1,61 482,15 1,86 480,77 1,98 464,45 3,90

Мозговой кровоток на 100 г ткани, мл/г 50-55 52,46 0,07 52,11 0,03 53,22 0,11 53,27 0,07

Кровоток на 1 г щитовидной железы, мл 3,7-4,3 3,95 0,01 3,95 0,06 3,96 0,01 3,96 0,01

Кровоток на 1 г мозговой ткани, мл 2,9-3,2 3,00 0,02 3,06 0,01 3,06 0,03 3,07 0,03

Давление спинно-мозговой жидкости, mm of Water 90-145 111,55 2,12 103,87 1,28 109,76 2,28 97,87 1,50

Кровоток миокарда, % 4,32-5,02 4,57 0,03 4,85 0,02 4,51 0,03 4,64 0,05

Кровоток скелетных мышц, % 14,56-16,93 16,72 0,12 16,87 0,05 16,77 0,09 16,98 0,11

Кровоток головного мозга, % 12,82-14,9 14,71 0,14 14,53 0,07 16,15 0,36 14,66 0,19

Печеночно-портальный кровоток, % 20,28-29,86 24,46 0,23 23,41 0,06 23,78 0,22 24,26 0,11

Почечный кровоток, % 21,58-25,09 24,11 0,07 24,90 0,07 23,77 0,13 24,28 0,09

Кровоток кожи, % 7,9-9,19 6,76 0,01 6,73 0,00 6,80 0,01 6,77 0,01

Кровоток остальных органов, % 5,76-6,7 7,47 0,03 7,40 0,03 7,13 0,06 7,38 0,03

Интегративная физиология

Эрлих В.В.

Состояние кровотока, легочной вентиляции и газообмена у юныхлыжников-гонщиков...

летом и осенью и достоверно повышался зимой и весной (р < 0,01). Значения были в референтных границах. Кровоток на 1 г щитовидной железы был стабилен в течение года и находился в диапазоне нормы. Кровоток на 1 г мозговой ткани был в границах нормы, несколько повышался от лета к осени, затем был стабилен до конца года. Давление спинномозговой жидкости по сезонам года изменялось вариативно, снижаясь осенью, достоверно повышаясь зимой (р < 0,05), резко снижаясь весной (р < 0,01).

Процентные показатели кровотока подтверждали факты абсолютных сезонных сдвигов.

В табл. 2 представлены системообразующие факторы гомеостаза. Центральное венозное давление было в границах нормы за исключением важных значений. По сезонам года отмечалось последовательное снижение показателей, достоверное от лета к осени (р < 0,05), и резкое падение весной (р < 0,05). Время кровообращения большого круга снижалось от лета к осени (р < 0,05), повышалось к зиме (р < 0,05) и снижалось к весне (р < 0,05). Время кровообращения малого круга изменялось вариативно, снижаясь от лета к осени, (р < 0,01), повышалось к зиме (р < 0,01) и оставалось на одном уровне весной. Показатели находились в границах нормы. Расходуемая мощность жизнеобеспечения была в границах нормы и имела самые высокие значения летом и затем последовательно снижались, достигая достоверных величин зимой (р < 0,05) и особенно весной (р < 0,05-0,01) по сравнению с другими сезонами года.

Низкие значения были в скорости оксигенации, которые повышались от лета к осени (р < 0,05) и зиме (р < 0,01). Резкое падение оксигенации были весной (р < 0,01). Поверхность газообмена изменялась вариативно, несколько снижаясь от лета к осени и зиме и уменьшаясь весной. Дефицит циркулирующей крови снижался существенно от лета ко всем сезонам года (р < 0,01).

Показатели ЖЕЛ изменялись вариативно, последовательно снижаясь по сезонам года. Значения минутной легочной вентиляции достоверно снижались от лета к осени (р < 0,05), зиме и весне (р < 0,01). Эти данные свидетельствуют о снижении напряжения и экономизации МОД. Жизненный объем легких в фазе экспирации был вариативен с фазами падения от лета к осени (р < 0,05), подъема зимой (р < 0,01) и снижения весной (р < 0,01). Значения максимальной легочной вентиляции снижались от лета к осени (р < 0,05), резко увеличивались зимой (р < 0,01) и снижались весной (р < 0,05).

Индекс Тиффно был в норме и последовательно повышался по сезонам года от всех сезонов к весне (р < 0,01).

В табл. 3 представлены значения газообмена. Рабочий уровень потребления кислорода летом превышал верхние границы нормы, осенью существенно снизился (р < 0,05), несколько повысился

зимой и достоверно упал весной (р < 0,01). Время однократной нагрузки последовательно повышалось от лета к зиме (р < 0,05-0,01) и затем уменьшалось весной (р < 0,05). Значения дыхательного коэффициента находились летом в диапазоне, близком к углеводному энергообеспечению, осенью снизились (р < 0,01). Весной ДК составил 0,87, что характеризует среднее количество углеводов, жиров и белков [1]. Зимой ДК повысился существенно (р < 0,01) и свидетельствовал о доминировании углеводного питания, а весной приблизился к модельным значениям углеводно-жирового и белкового энергообеспечения. Объем циркулирующей крови превосходил верхние границы нормы и был маловариативен по сезонам года. Транспорт О2 также был маловариативен в годовом цикле исследований. Потребление О2 на 100 г ткани головного мозга выявило показатели, равные верхней границе нормы и маловариативные.

Значения насыщения артериальной крови О2 последовательно повышались от лета к зиме (р < 0,01) и затем снизились весной (р < 0,05). Потребление О2 на 1 кг массы тела было маловариативным, а потребление О2 - в верхних границах нормы и достоверно падало весной (р < 0,05) по сравнению с другими сезонами года. Потребление О2 миокардом последовательно снижалось по сезонам года, достоверно от лета к осени (р < 0,05), зиме и весне (р < 0,01). Индекс тканевой экстракции О2 был в референтных границах, последовательно повышался от лета к зиме (р < 0,05) и весной несколько снизился. Значения выделения СО2 были в верхних границах нормы, снижались от лета к осени (р < 0,05), повышались зимой (р < 0,05) и снижались весной. Суммарное содержание СО2 в артериальной крови достоверно уменьшалось от лета к осени (р < 0,05), повышалось к зиме (р < 0,05) и стабилизировалось весной на уровне зимних данных. В венозной крови значения СО2 выходили за границы нормы, повышались достоверно от осени к зиме и выше весной (р < 0,05).

Скорость продукции СО2 снижалась от лета к осени (р < 0,01), резко возрастала к зиме и существенно снижалась весной (р < 0,05). Индекс сосудистой проницаемости был ниже референтных границ. Значительных изменений по сезонам года не выявлено.

Таким образом, исследования выявили слабые звенья динамического гомеостаза у лыжников-гонщиков. К ним относились кровоток кожи, скорость оксигенации, рН крови, насыщение артериальной крови кислородом, содержание СО2 в венозной крови, индекс сосудистой проницаемости. Ряд показателей проявлялось на повышенном уровне: потребление О2 на 100 г ткани мозга, МОК, ЦОРК, рабочий уровень потребления О2, кровоток скелетных мышц, кровоток остальных органов.

Знание полученной информации динамического гомеостаза позволяет своевременно вносить коррекции в процесс подготовки юных спорт-

Вестник ЮУрГУ. Серия «Образование, здравоохранение, физическая культура»

О)

О)

Таблица 2

Системообразующие характеристики кровообращения кардиопульмональной системы лыжников в разные сезоны года

Показатель Границы нормы Лето Осень Зима Весна

Центральное венозное давление, mm of Water 70-150 89,33 4,20 77,59 3,01 78,60 3,16 69,98 3,69

Время кровообращения большого круга, с 16-23 19,96 0,16 19,10 0,15 19,73 0,15 19,38 0,28

Время кровообращения малого круга, с 4-5,5 4,37 0,08 4,17 0,03 4,44 0,09 4,40 0,08

Расходуемая мощность жизнеобеспечения, ккал/кг/мин 1,23-4,3 3,60 0,19 3,21 0,18 3,05 0,19 2,63 0,18

Скорость оксигинации, мл/с 260-280 238,45 3,39 251,28 3,18 257,94 2,67 239,14 3,18

Поверхность газообмена, м2 3500-4300 3589,67 10,65 3568,56 4,02 3675,68 9,31 3647,48 11,17

Дефицит циркулирующей крови, мл 0-250 196,09 6,19 162,65 6,79 163,14 19,30 165,61 19,76

Жизненная емкость легких, мл 3500-4300 4718,44 77,48 4494,15 60,59 4411,44 113,29 4399,88 78,23

Легочная вентиляция, л/мин 41247,00 11,17 0,36 9,67 0,17 8,54 0,31 8,22 0,44

Жизненный объем легких в фазе экспирации(РЯС), см3 - 2823,41 34,28 2031,41 73,59 2517,96 90,80 1967,18 60,17

Максимальный воздушный поток, л/мин 74-116 84,15 0,37 82,61 0,30 92,53 1,21 89,06 1,56

Тест Тиффно, % 84-110 86,14 0,71 87,07 1,01 87,86 1,30 91,64 0,98

Интегративная физиология

2013, том 13, №1

Таблица 3

Газообменные значения у лыжников-гонщиков

Показатель Границы нормы Лето Осень Зима Весна

Рабочий уровень потребления кислорода, % 45-60 62,56 0,35 59,54 0,17 60,32 0,47 58,13 0,37

Время однократной нагрузки, мин 41185,00 8,55 0,21 9,40 0,16 11,66 0,58 9,74 0,38

Дыхательный коэффициент, у. е. 0,8-1,2 0,93 0,01 0,87 0,01 0,94 0,02 0,88 0,02

pH крови, у. е. 7,36-7,45 7,33 0,00 7,33 0,00 7,34 0,00 7,32 0,01

Объем циркулирующей крови, мл 68-70 71,63 0,18 71,29 0,10 71,55 0,56 71,06 0,48

Минутный объем кровообращения, л/мин 3,5-4,3 4,51 0,05 4,31 0,01 4,30 0,06 4,31 0,05

Транспорт кислорода(Б02), мл/мин 900-1200 1107,28 6,69 1101,88 6,62 1077,36 7,84 1061,22 7,56

Потребление 02 на 100 г ткани головного мозга, мл 2,8-3,4 3,38 0,11 3,49 0,14 3,24 0,16 3,26 0,16

Насыщение артериальной крови 02, % 95-98 95,71 0,22 96,19 0,24 97,13 0,15 96,55 0,15

Потребление 02 на 1 кг веса, мл 4-6 4,62 0,03 4,54 0,01 4,57 0,02 5,64 0,04

Потребление 02, мл/мин 200-250 251,01 3,60 246,01 2,34 243,55 1,71 237,49 2,01

Потребление 02 миокардом, мл/мин 7-10 9,46 0,07 9,32 0,02 9,18 0,06 9,14 0,03

Индекс тканевой экстракции кислорода, мл 0,26-0,34 0,31 0,001 0,32 0,001 0,33 0,001 0,32 0,001

Выделение С02, мл/мин 119-300 294,87 2,46 281,97 2,27 294,93 6,60 285,09 8,35

Суммарное содержание С02 в артериальной крови, % 32,5-46,6 40,79 0,39 281,97 0,31 41,44 0,78 41,15 0,71

Содержание С02 в венозной крови, % 51-53 61,88 0,16 61,47 0,11 62,76 0,28 62,08 0,23

Скорость продукции С02, мл/мин 150-340 241,81 8,15 193,53 7,02 206,62 9,21 187,53 14,29

Индекс сосудистой проницаемости, у. е. 4,165-4,335 3,75 0,03 3,73 0,01 3,79 0,05 3,78 0,04

О)

■^1

Эрлих В.В. Состояние кровотока, легочной вентиляции

и газообмена у юных лыжников-гонщиков...

Интегративная физиология

сменов. Представленные данные дают возможность корректировать состояние обследуемых, выявлять слабые и сильные звенья адаптации.

Литература

1. Гайтон, А.К. Медицинская физиология: учеб. / А.К. Гайтон, Дж.Э. Холл. - М.: Логосфера, 2008. -1256 с.

2. Исаев, А.П. Полифункциональная мобильность и вариабельность организма спортсменов олимпийского резерва в системе многолетней под-

готовки: моногр. /А.П. Исаев, В.В. Эрлих. - Челябинск: Издат. центр ЮУрГУ, 2010. - 502 с.

3. Матюхин, В.В. Экологическая физиология человека и восстановительная медицина / В.В. Матюхин; под ред. Н.Н. Денисова. - М.: ГЭОТАР Медицина, 1999. - 336 с.

4. Потапова, Т.В. Адаптивно-компенсаторные реакции организма юных спортсменов на нагрузки прогрессивной тренировки и восстановления: моногр. / Т.В. Потапова, В.В. Эрлих, А.М. Мкрту-мян. - Тюмень: ТюМГУ, 2008. - 344 с.

Эрлих В.В., кандидат биологических наук, доцент кафедры теории и методики физической культуры и спорта, Южно-Уральский государственный университет (г. Челябинск), [email protected]

CONDITION OF THE BLOOD-GROOVE, PULMONARY VENTILATION AND GAS EXCHANGE AT YOUNG SKIERS-RACERS IN THE CONDITIONS OF SEASONAL BIORHYTHMS AND VARIABILITY OF LOADINGS OF THE ANNUAL MACROCYCLE

V.V. Ehrlich South Ural State University, the city of Chelyabinsk

The problem of sports and biorhythms usually contacts moving. However seasonal dispensing of loadings has a great impact on a functional condition in micro meso - and preparation macrocycles. Difficulty arises in definition of a contribution of seasonal factors and volume of training influences. Young athletes are more subject to influence of cumulative environmental factors and technologies of preparation (training, restoration). In article dynamics of biorhythms at skiers in the period preparatory, competitive and supporting a functional condition (transitional and recovery) is considered.

Ecological and physiological researches in the conditions of the megalopolis of South Ural with existence of the xenobiotics, the raised maintenance of CO2, contrast of temperatures (from -30 to 0 in the winter; in the spring show intensity of adaptive and compensatory processes, terms of restoration of functions are extended, disadaptational processes become frequent.

There is a need to reveal bodies and systems make on cues the greatest influences the ecologist - physiological and digestive and recovery factors.

Keywords: blood-groove, oxygenation, gas exchange, ventilation, respiratory coefficient, adaptation, disadaptation, norm, reference borders, homeostasis, variability, the stability, the lowered and raised indicators of a homeostasis, preparation, restoration.

Ehrlich V.V., Candidate of Biological Sciences (PhD), Associate Professor of the Department of Theory and a Technique of Physical Training and Sports, South Ural State University (the city of Chelyabinsk), [email protected]

Поступила в редакцию 9 января 2013 г.

68

Вестник ЮУрГУ. Серия «Образование, здравоохранение, физическая культура»