Научная статья на тему 'Влияние гиповентиляционного дыхания человека на «Физиологическую цену» работы до отказа при физических нагрузках различной интенсивности'

Влияние гиповентиляционного дыхания человека на «Физиологическую цену» работы до отказа при физических нагрузках различной интенсивности Текст научной статьи по специальности «Науки о здоровье»

CC BY
223
32
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ГИПОВЕНТИЛЯЦИОННОЕ ДЫХАНИЕ / ФИЗИЧЕСКАЯ РАБОТОСПОСОБНОСТЬ / "ФИЗИОЛОГИЧЕСКАЯ ЦЕНА" РАБОТЫ ДО ОТКАЗА / ПОРОГ АЭРОБНО-АНАЭРОБНОГО ОБМЕНА / КИСЛОРОДОБЕСПЕЧЕНИЕ МИОКАРДА ПРИ НАГРУЗКАХ РАЗЛИЧНОЙ ИНТЕНСИВНОСТИ / HYPOVENTILATION BREATHING / PHYSICAL WORKING CAPACITY / THE "PHYSIOLOGICAL PRICE" OF WORK TO REFUSAL / THE THRESHOLD OF AEROBIC-ANAEROBIC METABOLISM / THE OXYGEN SUPPLY OF THE MYOCARDIUM UNDER LOADS OF VARYING INTENSITY

Аннотация научной статьи по наукам о здоровье, автор научной работы — Классина С.Я., Фудин Н.А.

Статья посвящена изучению влияния произвольного гиповентиляционного дыхания человека на «физиологическую цену» работы до отказа при физических нагрузках различной интенсивности. В обследовании приняли участие 14 практически здоровых добровольцев (лица мужского пола в возрасте 17-19 лет), регулярно занимающихся физической культурой и спортом. Каждый из них участвовал в обследованиях 4 раза: 2 раза до обучения гиповентиляционному дыханию при нагрузках 120 и 160 Вт и 2 раза после обучения при тех же нагрузках. Во всех случаях испытуемому было предложено выполнить физическую работу на велоэргометре до отказа. Между 2-ым и 3-им обследованием в течение 30 дней испытуемый обучался практике гиповентиляционного дыхания, которая была направлена на формирование уреженного дыхания. Для нагрузочного тестирования был использован велоэргометр «SportsArt 5005», а само тестирование проводилось под контролем электрокардиографии и пневмографии. В фоне, при разминке (60 Вт), нагрузке (120 Вт или 160 Вт до отказа) на основе анализа электрокардиограммы и пневмограммы оценивали частоту сердечных сокращений и частоту дыхания. Физическая работоспособность испытуемого определялась временем выполнения заданной физической нагрузки до отказа. «Физиологическую цену» работы до отказа и удельную «физиологическую цену» оценивали расчетным путем на основе сдвига частоты сердечных сокращений и частоты дыхания в относительных единицах. Показано, что гиповентиляционное дыхание способствует повышению физической работоспособности испытуемых при выполнении физической работы любой интенсивности. Временная длительность физической работы до отказа будет тем больше, чем меньше мощность ступени нагрузки. Отказ от продолжения физической работы происходит практически сразу после преодоления испытуемыми порога аэробно-анаэробного обмена, а удельная «физиологическая цена» этой работы будет тем больше, чем больше мощность физической нагрузки. Однако на фоне гиповентиляционного дыхания выполнение одной и той же физической работы до отказа потребовало меньшей удельной «физиологической цены», что можно расценивать как «экономизацию» работы кислородтранспорт-ной системы испытуемого. Показано, что гиповентиляционнное дыхание средство повышения кислородного обеспечения миокарда и повышения физической работоспособности испытуемого в зоне аэробно-анаэробного энергообмена.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по наукам о здоровье , автор научной работы — Классина С.Я., Фудин Н.А.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

The effects of hypoventilation human breathing on "physiological price" of working work up to refusal at the physical loads of varying intensity

The article is devoted to studying the effects of hypoventilation human breathing on "physiological price" of working up to refusal at the physical loads of varying intensity. The survey involved 14 practically healthy volunteers (males aged 17-19 years), regularly engaged in physical training and sports. Each of them participated in the survey 4 times: 2 times before learning hypoventilation breathing at 120 and 160 W and 2 times after training at the same loads. Between the second and third examination within 30 days each subject must be learn the practice of respiratory hypoventilation aimed at forming of low respiratory frequency. A device “Sports Art 5005” ergometer was used for load testing and the testing itself was conducted under the supervision of electrocardiography and pneumography. At the background state, at a warm-up state (60 W) and at a load state (120 W or 160 W to failure) the heart rate and respiration rate were evaluated based on the ECG and pneumogram analysis. The physical working capacity of the subject was determined by the time when the given physical load was fulfilled to failure. The "physiological price" of the work to refusal and the specific "physiological price" were estimated by calculation on the basis of a shift in the heart rate and respiration rate relative to the background level in relative units. It is shown that hypoventilation breathing contributes to an increase in the physical performance of the subjects when it performing any physical work of any intensity. The time duration of physical work before refusal will be the greater if the load stage power will be the lower. The refusal to continue physical work occurs almost immediately after the subjects have overcome the aerobic-anaerobic exchange threshold, and the specific "physiological price" of this work will be the greater, the greater the capacity of physical activity. However, against the background of hypoventilation breathing, the performance of one and the same physical work up to refusal required a lower specific "physiological price", which can be regarded as an "economization" of the work of the oxygen transport system of the subject. It is shown that hypoventilation breathing is a means of increasing the oxygen supply of the myocardium and increasing the physical performance of the subject in the zone of aerobic-anaerobic energy exchange.

Текст научной работы на тему «Влияние гиповентиляционного дыхания человека на «Физиологическую цену» работы до отказа при физических нагрузках различной интенсивности»

JOURNAL OF NEW MEDICAL TECHNOLOGIES - 2017 - V. 24, № 2 - P. 193-199

УДК: 612.062 DOI: 10.12737/article_5947d4c35588d7.75536134

ВЛИЯНИЕ ГИПОВЕНТИЛЯЦИОННОГО ДЫХАНИЯ ЧЕЛОВЕКА НА «ФИЗИОЛОГИЧЕСКУЮ ЦЕНУ» РАБОТЫ ДО ОТКАЗА ПРИ ФИЗИЧЕСКИХ НАГРУЗКАХ РАЗЛИЧНОЙ ИНТЕНСИВНОСТИ

С .Я. КЛАССИНА, Н.А. ФУДИН

ФГБУ НИИ нормальной физиологии им. П.К. Анохина, ул. Балтийская, д. 8, г. Москва, 125315, Россия,

тел.: +7(905)5476234, e-mail: klassina@mail.ru

Аннотация. Статья посвящена изучению влияния произвольного гиповентиляционного дыхания человека на «физиологическую цену» работы до отказа при физических нагрузках различной интенсивности.

В обследовании приняли участие 14 практически здоровых добровольцев (лица мужского пола в возрасте 17-19 лет), регулярно занимающихся физической культурой и спортом. Каждый из них участвовал в обследованиях 4 раза: 2 раза до обучения гиповентиляционному дыханию при нагрузках 120 и 160 Вт и 2 раза после обучения при тех же нагрузках. Во всех случаях испытуемому было предложено выполнить физическую работу на велоэргометре до отказа. Между 2-ым и 3-им обследованием в течение 30 дней испытуемый обучался практике гиповентиляционного дыхания, которая была направлена на формирование уреженного дыхания.

Для нагрузочного тестирования был использован велоэргометр «SportsArt 5005», а само тестирование проводилось под контролем электрокардиографии и пневмографии. В фоне, при разминке (60 Вт), нагрузке (120 Вт или 160 Вт до отказа) на основе анализа электрокардиограммы и пневмо-граммы оценивали частоту сердечных сокращений и частоту дыхания. Физическая работоспособность испытуемого определялась временем выполнения заданной физической нагрузки до отказа. «Физиологическую цену» работы до отказа и удельную «физиологическую цену» оценивали расчетным путем на основе сдвига частоты сердечных сокращений и частоты дыхания в относительных единицах.

Показано, что гиповентиляционное дыхание способствует повышению физической работоспособности испытуемых при выполнении физической работы любой интенсивности. Временная длительность физической работы до отказа будет тем больше, чем меньше мощность ступени нагрузки. Отказ от продолжения физической работы происходит практически сразу после преодоления испытуемыми порога аэробно-анаэробного обмена, а удельная «физиологическая цена» этой работы будет тем больше, чем больше мощность физической нагрузки. Однако на фоне гиповентиляционного дыхания выполнение одной и той же физической работы до отказа потребовало меньшей удельной «физиологической цены», что можно расценивать как «экономизацию» работы кислородтранспорт-ной системы испытуемого. Показано, что гиповентиляционнное дыхание - средство повышения кислородного обеспечения миокарда и повышения физической работоспособности испытуемого в зоне аэробно-анаэробного энергообмена.

Ключевые слова: гиповентиляционное дыхание, физическая работоспособность, «физиологическая цена» работы до отказа, порог аэробно-анаэробного обмена, кислородобеспечение миокарда при нагрузках различной интенсивности.

THE EFFECTS OF HYPOVENTILATION HUMAN BREATHING ON "PHYSIOLOGICAL PRICE" OF WORKING WORK UP TO REFUSAL ATTHE PHYSICAL LOADS OF VARYING INTENSITY

S.YA. KLASSINA, N.A. FUDIN

P.K. Anokhin Research Institute of Normal Physiology, Baltiyskaya street, 8, Moscow, 125315, Russia,

tel.: +7(905)5476234, e-mail: klassina@mail.ru

Abstract: The article is devoted to studying the effects of hypoventilation human breathing on "physiological price" of working up to refusal at the physical loads of varying intensity.

JOURNAL OF NEW MEDICAL TECHNOLOGIES - 2017 - V. 24, № 2 - P. 193-199

The survey involved 14 practically healthy volunteers (males aged 17-19 years), regularly engaged in physical training and sports. Each of them participated in the survey 4 times: 2 times before learning hypoventilation breathing at 120 and 160 W and 2 times after training at the same loads. Between the second and third examination within 30 days each subject must be learn the practice of respiratory hypoventilation aimed at forming of low respiratory frequency.

A device "Sports Art 5005" ergometer was used for load testing and the testing itself was conducted under the supervision of electrocardiography and pneumography. At the background state, at a warm-up state (60 W) and at a load state (120 W or 160 W to failure) the heart rate and respiration rate were evaluated based on the ECG and pneumogram analysis. The physical working capacity of the subject was determined by the time when the given physical load was fulfilled to failure. The "physiological price" of the work to refusal and the specific "physiological price" were estimated by calculation on the basis of a shift in the heart rate and respiration rate relative to the background level in relative units.

It is shown that hypoventilation breathing contributes to an increase in the physical performance of the subjects when it performing any physical work of any intensity. The time duration of physical work before refusal will be the greater if the load stage power will be the lower. The refusal to continue physical work occurs almost immediately after the subjects have overcome the aerobic-anaerobic exchange threshold, and the specific "physiological price" of this work will be the greater, the greater the capacity of physical activity. However, against the background of hypoventilation breathing, the performance of one and the same physical work up to refusal required a lower specific "physiological price", which can be regarded as an "economi-zation" of the work of the oxygen transport system of the subject. It is shown that hypoventilation breathing is a means of increasing the oxygen supply of the myocardium and increasing the physical performance of the subject in the zone of aerobic-anaerobic energy exchange.

Key words: hypoventilation breathing, physical working capacity, the "physiological price" of work to refusal, the threshold of aerobic-anaerobic metabolism, the oxygen supply of the myocardium under loads of varying intensity.

Физическая работоспособность - это способность человека выполнять заданную физическую работу максимально долго и с наименьшими физиологическими затратами. Полагаем, что о физической работоспособности следует судить не только по тому, как долго испытуемый может выполнять заданную работу до отказа, но и какова «физиологическая цена» этой работы. Установлено, что в зоне умеренных физических нагрузок гиповентиляци-онное дыхание способствует росту физической работоспособности человека и улучшает его функциональное состояние [1], однако вопрос об особенностях влияния гиповентиляционно-го дыхания на его функциональное состояние и физическую работоспособность в зоне околопредельных физических нагрузок остается открытым.

Цель исследования - являлось изучение влияния гиповентиляционного дыхания на физическую работоспособность человека и «физиологическую цену» его работы до отказа при различных по интенсивности режимах физической нагрузки.

Материалы и методы исследования. В обследовании приняли участие 14 практически

здоровых добровольцев (лица мужского пола в возрасте 17-19 лет), регулярно занимающихся физической культурой и спортом. Каждый из них участвовал в обследованиях 4 раза: 2 раза до обучения гиповентиляционному дыханию (ГВД) и 2 раза после, где ему было предложено выполнить физическую работу на велоэрго-метре до отказа. 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 НИИ нормальной физиологии им. П.К. Анохина.

Обследования были однотипными и различались лишь величиной мощности нагрузочного тестирования - 120 Вт или 160 Вт. Время работы до отказа (Г-отк, с) на каждой из этих ступеней нагрузки позволяло судить об уровне физической работоспособности испытуемого.

В процессе обследования испытуемые пребывали в следующих состояниях:

- «исходный фон» (2,5 мин), когда испытуемый находился в седле велоэргометра, но не вращал педали;

- «разминка-60 Вт» (2 мин);

JOURNAL OF NEW MEDICAL TECHNOLOGIES - 2017 - V. 24, № 2 - P. 193-199

- «нагрузочное тестирование» на фоне постоянной скорости вращения педалей - 1 об/с. Длительность нагрузочного тестирования определялась отказом самого испытуемого от продолжения физической работы (Г-отк, с);

- «восстановление» (6 мин).

Между 2-ым и 3-им обследованием в течение 30 дней испытуемые обучались ГВД. В основе обучения ГВД лежали дыхательные тренинги, направленные на формирование у испытуемого уреженного дыхания. Обучение происходило на основе словесной инструкции, 3 раза в неделю по 1,5-2 часа по схеме: вдох - 1,2 с, выдох - 1,5 с, пауза после выдоха - (7-10 с).

Для нагрузочного тестирования был использован велоэргометр «SportsArt 5005», а само тестирование проводили под контролем электрокардиографии (ЭКГ) и пневмографии (ПГ) (компьютерный электрокардиограф «Поли-Спектр-8», «Нейрософт», Иваново). ЭКГ регистрировали в I стандартном отведении и отведении «V5». На основе анализа ЭКГ и ПГ оценивали частоту сердечных сокращений (ЧСС, уд/мин) и частоту дыхания (ЧД), оценивали зубцы и сегменты ЭКГ. Регистрация показателей ЭКГ и ПГпроизводилась на ступени нагрузки в последние 30 с.

Для регистрации реальной скорости вращения педалей (V, км/час) был использован прибор «SIGMA - bc-509» (Germany), датчик которого крепился к педали велоэргометра. Перед исходным фоном и после восстановления фиксировали субъективные жалобы.

Расчет «физиологической цены» (р,%) для вышеперечисленных нагрузок до и после обучения ГВД производили по следующим формулам: р = V" Счес2 +Очд2, где Счес = 100%х(ЧССн -ЧССфон) / ЧССфон; Счд = 100% х (ЧДн - ЧДфон) / ЧДфон.Значения ЧССн (ЧДн) и ЧССфон (ЧДфон) - значения ЧСС (ЧД) в момент отказа от нагрузки и в фоне соответственно [2].

Статистическая обработка полученных данных проводили с использованием непараметрических критериев. Достоверность различия одноименных показателей определяли на основе критерия Вилкоксона. Критический уровень значимости при проверке статистических гипотез в данном исследовании принимали равным 0,05.

Результаты и их обсуждение. Проведен сравнительный анализ времени работы испытуемых до отказа на ступенях нагрузки 120 и

160 Вт. На рис.1 представлены средние значения времени работы до отказа (Г-отк, с) при нагрузке 120 и 160 Вт до и после обучения ГВД. Из рис. 1 видно, что при работе на одной и той же мощности нагрузки показатель Г-отк после обучения ГВД достоверно увеличивается, причем для ступени мощности 120 Вт: с 545,5±104,8 до 901,7±216,6 с (р<0,05), для ступени мощности 160 Вт - с 113,8±17,1 до 177,5±32,0 с (р<0,05). При этом относительный сдвиг показателя Г-отк составляет 65 и 56% соответственно. Следовательно, ГВД способствует достоверному росту физической работоспособности (р<0,05) испытуемых при обеих мощностях нагрузок.

Если до обучения ГВД повышение мощности нагрузки с 120 Вт до 160 Вт сопровождалось снижением показателя Г-отк с 545,5±104,8 до 113,8±17,1 с (р<0,05), то после обучения ГВД показатель Г-отк снижался с 901,7±216,6 до 177,5±32,0 с (р<0,05). Отсюда следует, что чем больше мощность физической нагрузки, тем меньше временная длительность работы до отказа на ней.

Рис. 1 Средние значения времени работы испытуемых до отказа (Г-отк, с) при нагрузке 120 и 160 Вт до (белые столбики) и после (узорчатые столбики) обучения ГВД. Обозначения: * -р<0,05 - достоверность различия показателя Г-отк на одной и той же ступени нагрузки до и после ГВД; р<0,05 - достоверность различия показателя Г-отк на разных ступенях нагрузки - 120 Вт и160 Вт как до, так и после обучения ГВД

Известно, что для выполнения интенсивной физической работы организму необходи-модолжное кислородное обеспечение. Чем больше кислорода потребляет спортсмен, тем большее количество энергии он может выработать, а, следовательно, выполнить больший объем работы [3]. За «доставку» кислорода

тканям отвечают сердечнососудистая система (ССС) и система дыхания, в которых основными интегральными показателями являются ЧСС и ЧД. Проведен сравнительный анализ показателей ЧСС и ЧД при физической работе до отказа на ступенях мощности нагрузки 120 и 160 Вт до и после обучения ГВД (табл. 1).

Таблица 1

ЧСС и ЧД в момент отказа от нагрузки 120 Вт и 160 Вт до и после обучения ГВД

До ГВД После ГВД

M±m M±m

120 Вт ЧСС, уд/мин 160±3,6 162,8±3,1

ЧД, 1/мин 28,5±1,7 27,5±1,5

160 Вт ЧСС, уд/мин 164,2±4,1 167,6±3,9

ЧД, 1/мин 31,2±1,5 31,4±1,7

Сравнительный анализ показателей ЧСС и ЧД до и после обучения ГВД выявил слабую тенденцию к росту ЧСС на обеих ступенях нагрузки, что позволяет говорить о повышении предельного уровня физиологических возможностей испытуемых после обучения ГВД. При этом на ступени нагрузки 120 Вт показатель ЧД имел слабую тенденцию к снижению, но практически не менялся при нагрузке 160 Вт. Отсюда следует, что после обучения ГВД на ступени нагрузки 120 Вт у испытуемых проявляется эффект «экономизации» дыхания, что не наблюдается при нагрузке 160 Вт.

Известно, что с ростом интенсивности физической нагрузки меняется механизм энергетического обмена - с аэробного (кислородного механизма) на анаэробный (бескислородный механизм). В последнем случае энергия вырабатывается в бескислородных условиях, а, следователь -но, на фоне кислородного долга растет уровень молочной и фосфорной кислоты в крови, меняется рН крови и т.п., в результате чего спортсмен вынужден снизить мощность физической работы или прекратить ее полностью, отказываясь от продолжения физической работы. Для определения перехода от аэробного к анаэробному виду обмена введено понятие порога анаэробного обмена (ПАНО) или лактатного порога.

Под ПАНО подразумевают интенсивность нагрузки, выше которой развивается метаболический ацидоз. Признаками метаболического ацидоза считают резкое изменение динамики показателей ССС и дыхания на фоне повышения мощности работы, а именно ЧД, МОД,

ДК, ЧСС, УОК, МОК, рН и др., которые коррелируют с концентрацией лактата в крови. В настоящее время показателем превышения анаэробного порога (ПАНО) является концентрация в крови лактатов - солей молочной кислоты, одного из конечных продуктов гликолиза (анаэробного расщепления углеводов). Уровнем ПАНО принято считать концентрацию лактата в крови в 4ммоль/литр[4]. С учетом сказанного различают аэробную, аэробно-анаэробную и анаэробную зоны физических нагрузок. Полагают, что аэробная зона физических нагрузок наиболее оптимальна для тренировки спортсменов, особенно когда зона интенсивности близка к ПАНО. Заметим, что ПАНО зависит от уровня квалификации спортсмена и его возраста. Чем выше квалификация спортсмена, тем позднее он достигает ПАНО, тем выше его выносливость и физическая работоспособность.

Установлено, что при работе в аэробной зоне нагрузок можно прогнозировать предель-нуюЧСС для аэробной зоны в зависимости от возраста испытуемого по следующей формуле: ЧССпред.=180-возраст (год) [5]. Используем формулу для определения ПАНО у наших испытуемых. Поскольку средний возраст наших испытуемых составил 17,4±0,6 года, то предельная ЧСС у них должна быть равна 162,6 уд/мин. Тогда, если до обучения ГВД отказот нагрузки 120 Вт произошел в аэробной зоне, то после обучения ГВД отказ произошел уже после преодоления испытуемыми ПАНО (табл.1).Отказ от нагрузки 160 Вт как до обучения ГВД, так и после обучения ГВД происходил всегда после преодоления ПАНО, т.е. в аэробно-анаэробной зоне энергетического обмена. Отсюда следует, что на фоне ГВД отказ от физической нагрузки происходит после преодоления ПАНО.

Произведем расчет «физиологической цены» (р,%) для вышеперечисленных нагрузок до и после обучения ГВД. Результаты расчета «физиологической цены» представлены в табл. 2.

Таблица 2

«Физиологическая цена» физической работы до отказа, %

до ГВД после ГВД сдвиг,%

M±m M±m

120 Вт 129,3±2,0 134,7±12,5 4,2

160 Вт 133,1±10,2 134,1± 9,6 0,7

сдвиг, % 2,9 -0,4

Видно, что если до обучения ГВД увеличение мощности нагрузки со 120 до 160 Вт обуславливало увеличение «физиологической цены» на 2,9%, то после обучения ГВД, наоборот, «физиологическая цена» снижалась на 0,4%, т.е. практически не менялась, оставаясь исходно высокой. Работа до отказа на нагрузке 120 Вт до обучения ГВД составила 129,3%, а после обучения ГВД увеличилась на 4,2%. На ступени мощности 160 Вт ГВД практически не изменило «физиологической цены». Отсюда следует, что до обучения ГВД «физиологическая цена» работы до отказа повышалась прямо пропорционально мощности нагрузки, а после обучения ГВД «физиологическая цена» уже при 120 Вт практически достигала предельного уровня и при дальнейшем увеличении мощности нагрузки не менялась. Можно думать, что «физиологическая цена» работы до отказа, равная 134%, является предельной величиной, а причиной отказа от работы является тот факт, что, преодолевая ПАНО, кислородтранспортная система перестает эффективно обеспечивать ткани кислородом.

Тот факт, что на различных ступенях нагрузки испытуемые «работают до отказа» различное время, имеет смысл вычислить удельную «физиологическую цену» на ступени нагрузки до и после обучения ГВД по следующей формуле: руд=р(%)/Т-отк (с). Удельная «физиологическая цена» отражает скорость прироста «физиологической цены» в единицу времени. На рис. 2 представлены гистограммы, отражающие средние значения удельной «физиологической цены».

Видно, что как до обучения ГВД, так и после обучения ГВД удельная «физиологическая цена» была тем больше, чем была выше мощность физической нагрузки. После обучения ГВД на ступени нагрузки 120 Вт удельная «физиологическая цена» практически не менялась, зато на ступени нагрузки 160 Вт исходно высокая удельная «физиологическая цена» значимо снизилась (р<0,05). Вероятно, на ступени нагрузки 160 Вт механизм энергообменаизменился под влиянием ГВД. Снижение удельной «физиологической цены» на фоне ГВД является отражением снижения скорости прироста «физиологической цены», что благотворно отражается на физической работоспособности и функциональном состоянии человека.

Возникает вопрос: за счет чего же снижается скорость прироста «физиологической цены» при высокой мощности нагрузки (160 Вт) и на фоне гиповентиляционного дыхания? На рис. 3 представлены сдвиги ЧСС и ЧД по отношению к исходному фону.

Рис. 2. Средние значения удельной «физиологической цены» (%/с) физической работы до отказа при нагрузке 120 и 160 Вт до (белые столбики) и после (заштрихованные столбики) обучения ГВД

Рис. 3. Средние значения сдвигов ЧСС (%) и ЧД (%) по отношению к фону в момент отказа от нагрузки 120 Вт (белые столбики) и после 160 Вт (заштрихованные столбики) на фоне ГВД

Видно, что после обучения ГВД системная организация функций в момент отказа от нагрузки зависит от мощности нагрузки. Так, при нагрузке 120 Вт наибольший вклад в «физиологическую цену» работы до отказа вносила сердечнососудистая система, и меньшую - система дыхания. Вероятно, это может быть истолковано как проявление эффекта «экономиза-ции» дыхания на фоне ГВД [1]. При нагрузке 160 Вт отказ от продолжения выполнения физической работы происходил уже после преодоления ПАНО, и, по-видимому, здесь вклю-

чались другие механизмы энергетического обмена. Системная организация функций изменилась: сдвиг ЧСС имел тенденцию к снижению, асдвиг ЧД существенно повысился, что свидетельствует о повышении напряжения вентиляторного аппарата у испытуемых.

Полагаем, что в основе снижения удельной «физиологической цены» после обучения ГВД лежит изменение системной организации функций. Это выразилось в снижении сдвига ЧСС и увеличении сдвига ЧД, что обусловило замедление прироста ЧСС и повышение прироста ЧД. Учитывая, что в систолу венечный (коронарный) кровоток в сосудах снижается, и восстанавливается лишь в диастолу, то снижение ЧСС способствует увеличению временной длительности диастолы, и, как следствие, повышению кровотока в миокарде и улучшению коронарной перфузии. Во время диастолы сердечная мышца расслаблена, и именно в этот период кровь поступает в венечные сосуды, амиоглобин сердечной мышцы насыщается кислородом. Во время систолы, наоборот, миокард сокращен, а, следовательно, венечные сосуды пережаты, и поступление крови в них затруднено. При всем этом рост ЧД компенсаторно способствует дополнительному насыщению крови кислородом. Таким образом, снижение ЧСС и повышение ЧД способствуют повышению кислородного обеспечения миокарда испытуемых.

Микроциркуляторное русло весьма чувствительно к нервным и гуморальным влияниям [6]. Так, на фоне ГВД меняется газовый состав крови: отмечается снижение парциального давления кислорода (Р02) и повышение парциального давления углекислого газа (РСО2)в крови. В ответ на это организм человека как целостная биологическая система «запускает» ряд физиологических реакций, направленных на поддержание уровня РО2. При этом отмечается увеличение просвета венечных сосудов миокарда и усиление кровотока в них[7]. Более того, при адаптации ССС к задержкам дыхания включается симпатический рефлекс на задержку дыхания, заключающийся в увеличении концентрации гемоглобина в циркулирующей крови вследствие сокращения селезенки [8]. Все это приводит к повышению кислородного обеспечения миокарда, что, в свою очередь, выражается в изменении глубины зубца О ЭКГ (рис. 5).

Рис. 5. Средние значения сдвигов амплитуды зубца О (%) по отношению к фону в момент отказа от нагрузки 120 Вт и 160 Вт до (белые столбики) и после (заштрихованные столбики) обучения ГВД. Обозначения: *- различие показателя до и после ГВД на одной и той же нагрузке

Видно, что после обучения ГВД сдвиг зубца О по отношению к исходному уровню при нагрузке 160 Вт значимо меньше (р<0,05), чем при нагрузке 120 Вт. Это позволяет говорить о лучшей обеспеченности тканей миокарда кислородом при нагрузке 160 Вт после обучения ГВД [9]. Отсюда следует, что при физической работе до отказа на ступени мощности 160 Вт, проводимой на фоне ГВД, миокард лучше обеспечен кислородом.

Заключение. Показано, что гиповентиля-ционное дыхание способствует повышению физической работоспособности испытуемых при выполнении физической работы любой интенсивности. Временная длительность физической работы до отказа будет тем больше, чем меньше мощность ступени нагрузки. Отказ от продолжения физической работы происходит практически сразу после преодоления испытуемыми порога аэробно-анаэробного обмена, а удельная «физиологическая цена» этой работы будет тем больше, чем больше мощность физической нагрузки. Однако на фоне ГВД выполнение одной и той же физической работы до отказа потребовало меньшей удельной «физиологической цены», что можно расценивать как «экономизацию» работы кислородтранспорт-ной системы испытуемого. Показано, что ГВД -средство повышения кислородного обеспечения миокарда и повышения физической работоспособности испытуемого в зоне аэробно-анаэробного энергообмена.

JOURNAL OF NEW MEDICAL TECHNOLOGIES - 2017 - V. 24, № 2 - P. 193-199

Литература

1. Волков Н.И., Несен Э.Н., Осипенко А.А., Корсун С.Н. Биохимия мышечной деятельности. Киев: Из-во Олимпийская литература, 2000.

2. Глазачев О.С., Классина С.Я., Орлова М.А. Особенности реакций микроциркуляторного русла здорового человека на моделируемое психоэмоциональное напряжение // Физиология человека. 2007. Т. 33, № 4. С. 33-40.

3. Мурашко Е.В. Стандартная электрокардиография в педиатрической практике // Лечащий врач. 2005. N 1. С. 52-57.

4. Рыжиков Г.В., Классина С.Я. Пространственно-временная структура "кванта" производственной деятельности контролера и его физиологическое обеспечение // Физиология человека. 1984. Т.10, №1. С. 144-152.

5. Физиология и основы анатомии: Учебник / Под ред. А.В. Котова, Т.Н. Лосевой. М.: ОАО «Издательство «Медицина», 2011. 1056 с.

6. Физиология человека. Общая. Спортивная. Возрастная: Учебник. Изд. 2-е, испр. и доп./ Со-лодков А.С., Сологуб Е.Б. М.: Олимпия Пресс, 2005. 528 с.

7. Фудин Н.А., Классина С.Я., Вагин Ю.Е. Гипо-вентиляционное дыхание как средство повышения физической работоспособности человека при физической работе до отказа // Теория и практика физической культуры. 2016. №12. C. 55-57.

8. Яремчук Е. Бег для всех. Доступная программа тренировок. Издательский дом «Питер», 2015. 230 с.

9. Schagatay E., Anderson J.P., Hallen M., Pals-son D. Selected contribution: rolt of spleen emptying in prolonging apneas in human // Eur. J. Appl. Psy-siol. 2001. Vol. 90. P. 1623-1629.

References

Volkov NI, Nesen EN, Osipenko AA, Korsun SN. Biok-himiya myshechnoy deyatel'nosti [Biochemistry of muscular activity]. Kiev: Iz-vo Olimpiyskaya literatura; 2000. Russian.

Glazachev OS, Klassina SYa, Orlova MA. Osobennosti reaktsiy mikrotsirkulyatornogo rusla zdorovogo che-loveka na modeliruemoe psikhoemotsional'noe na-pryazhenie [Features of the reactions of the microcir-culatory bed of a healthy person to simulated psy-choemotional stress]. Fiziologiya cheloveka. 2007;33(4):33-40. Russian.

Murashko EV. Standartnaya elektrokardiografiya v pediatricheskoy praktike [Standard electrocardiogra-phy in pediatric practice]. Lechashchiy vrach. 2005;1:52-7. Russian.

Ryzhikov GV, Klassina SYa. Prostranstvenno-vremennaya struktura "kvanta" proizvodstvennoy deyatel'nosti kontrolera i ego fiziologicheskoe obes-pechenie [The space-time structure of the "quantum" of the controller's production activity and its physiological support]. Fiziologiya cheloveka. 1984;10(1):144-52. Russian.

Fiziologiya i osnovy anatomii [Physiology and fundamentals of anatom]: Uchebnik / Pod red. A.V. Koto-va, T.N. Losevoy. Moscow: OAO «Izdatel'stvo «Medit-sina»; 2011. Russian.

Fiziologiya cheloveka. Obshchaya. Sportivnaya. Vo-zrastnaya [Human physiology. The total. Sports. Age]: Uchebnik. Izd. 2-e, ispr. i dop./ Solodkov A.S., Solo-gub E.B. Moscow: Olimpiya Press; 2005. Russian. Fudin NA, Klassina SYa, Vagin YuE. Gipoventilyat-sionnoe dykhanie kak sredstvo povysheniya fizi-cheskoy rabotosposobnosti cheloveka pri fizicheskoy rabote do otkaza [Gipoventilatsionnoe respiration as a means of increasing the physical performance of a person in physical work to failure]. Teoriya i praktika fizicheskoy kul'tury. 2016;12:55-7. Russian. Yaremchuk E. Beg dlya vsekh. Dostupnaya programma trenirovok [Running for everyone. Available training program]. Izdatel'skiy dom «Piter»; 2015. Russian.

Schagatay E, Anderson JP, Hallen M, Palsson D. Selected contribution: rolt of spleen emptying in prolonging apneas in human. Eur. J. Appl. Psysiol. 2001;90:1623-9.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.