Научная статья на тему 'Влияние мышечной работы на параметры внешнего дыхания и гемодинамику нижних конечностей у спортсменов и нетренированных лиц'

Влияние мышечной работы на параметры внешнего дыхания и гемодинамику нижних конечностей у спортсменов и нетренированных лиц Текст научной статьи по специальности «Науки о здоровье»

CC BY
481
93
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ДЫХАНИЕ / ГЕМОДИНАМИКА / СПОРТСМЕНЫ / ТРЕНИРОВКА / BREATHING / HEMODYNAMICS / ATHLETES TRAINING

Аннотация научной статьи по наукам о здоровье, автор научной работы — Баранова Елена Алексеевна, Капилевич Леонид Владимирович

Исследовалось влияние мышечной работы на параметры внешнего дыхания и гемодинамику нижних конечностей у спортсменов и нетренированных лиц. Показано, что физическая нагрузка вызывает усиление функционирования систем дыхания и кровообращения, однако характер реакции данных систем на нагрузку у тренированных и нетренированных лиц принципиально различается. У спортсменов реакция системы дыхания носит интенсивный характер усиливается прежде всего скорость перемещения воздуха по воздухоносным путям, тогда как у нетренированных лиц реакция системы дыхания носит экстенсивный характер увеличиваются преимущественно объемы. Реакция со стороны регионарного кровотока у спортсменов дифференцирована она проявляется преимущественно в регионе тех мышц, которые вовлечены в выполняемую работу. У нетренированных лиц, напротив, усиление кровотока происходит во всей конечности в целом. Полученные результаты свидетельствуют, что важным компонентом физиологических механизмов формирования выносливости является дифференцировка регуляторных механизмов систем дыхания и кровообращения.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по наукам о здоровье , автор научной работы — Баранова Елена Алексеевна, Капилевич Леонид Владимирович

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

Muscular work influence on ventilation parameters and hemodynamics of legs of athletes and untrained individuals

We studied the effect of muscular work on the parameters of external respiration and hemodynamics of the lower extremities of athletes and untrained persons. The study involved 40 men aged 18-20. Athletes under the influence of muscle work show an increase in the forced vital capacity of lungs in 1 second, maximum expiratory flow and forced expiratory flow between 25% and 75% of the forced vital capacity of lungs, while the forced expiratory time and the forced vital capacity of lungs was not significantly changed. In the control group, however, after the load growth is observed of such indicators as the forced vital capacity of lungs and forced expiratory time. The study of circulation of the lower limbs showed that the load test PWC170 causes the increase of of arterial blood flow intensity indicators such as the rheographic index, the amplitude-frequency performance and rapid blood flow indices. At the same time there is a reduction of the venous component, dicrotic and diastolic indexes with the increase of the venous outflow. In the leg muscles of athletes after the load test PWC170 we observed a decline in the intensity of both arterial and venous blood flows. In the control group the thigh muscles after the load test PWC170 do not show a significant increase of the rheographic index, the amplitude-frequency characteristic and dicrotic index. In calf muscles after exercise, on the contrary, there is an increase of intensity of arterial blood flow and increased venous outflow. Apparently, during the exercise on a bicycle ergometer muscles of the hips are mainly involved, and it is in this area that the intensity of arterial blood flow is higher. The decrease reflects the venous congestion in the pelvic area the result of constraint poses in a bicycle seat. Athletes' blood circulatory system reaction is optimal: it increases the blood flow in the thigh area where muscles are involved in performing the load. In the calf we observe a decrease in blood flow. Untrained persons show increased blood flow in all parts of the lower limbs and is not consistent with the distribution of muscle activity, which makes the reaction of the circulatory system to the load less effective. To sum up, it can be noted that exercise causes increased functioning of circulatory and respiratory systems, but the nature of the reaction of these systems to the load for trained and untrained individuals is fundamentally different. Athletes' reaction of the respiratory system is intense, it especially enhances the speed of the air passage via pneumatic routes, while untrained persons' reaction of the respiratory system is of extensive nature it shows in increased volumes. The reaction of the zonal blood flow of athletes differentiated it occurs mainly in the muscles involved in performing the load. In case of untrained individuals, by contrast, increased blood flow occurs in the whole limb. The results indicate that an important component of physiological mechanisms of endurance is differentiation of regulatory mechanisms of circulatory and respiratory systems.

Текст научной работы на тему «Влияние мышечной работы на параметры внешнего дыхания и гемодинамику нижних конечностей у спортсменов и нетренированных лиц»

№ 364

ВЕСТНИК ТОМСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО УНИВЕРСИТЕТА

Ноябрь

2012

ПСИХОЛОГИЯ И ПЕДАГОГИКА

УДК 612.1:796-611.85/611.84

Е.А. Баранова, Л.В. Капилевич

ВЛИЯНИЕ МЫШЕЧНОЙ РАБОТЫ НА ПАРАМЕТРЫ ВНЕШНЕГО ДЫХАНИЯ И ГЕМОДИНАМИКУ НИЖНИХ КОНЕЧНОСТЕЙ У СПОРТСМЕНОВ И НЕТРЕНИРОВАННЫХ ЛИЦ

Исследовалось влияние мышечной работы на параметры внешнего дыхания и гемодинамику нижних конечностей у спортсменов и нетренированных лиц. Показано, что физическая нагрузка вызывает усиление функционирования систем дыхания и кровообращения, однако характер реакции данных систем на нагрузку у тренированных и нетренированных лиц принципиально различается. У спортсменов реакция системы дыхания носит интенсивный характер - усиливается прежде всего скорость перемещения воздуха по воздухоносным путям, тогда как у нетренированных лиц реакция системы дыхания носит экстенсивный характер - увеличиваются преимущественно объемы. Реакция со стороны регионарного кровотока у спортсменов дифференцирована - она проявляется преимущественно в регионе тех мышц, которые вовлечены в выполняемую работу. У нетренированных лиц, напротив, усиление кровотока происходит во всей конечности в целом. Полученные результаты свидетельствуют, что важным компонентом физиологических механизмов формирования выносливости является дифференцировка регуляторных механизмов систем дыхания и кровообращения.

Ключевые слова: дыхание; гемодинамика; спортсмены; тренировка.

Ведущей функцией организма при различных двигательных режимах является поддержание адекватного нагрузке кислородного режима. Согласно современным представлениям эту функцию в организме выполняет кардиореспираторная система, состоящая из органов внешнего дыхания, кровообращения и газообмена [1]. Особенно велика ее роль в поддержании кислородного режима организма спортсменов, так как от того, в какой степени это происходит, зависят физическая работоспособность спортсменов и их спортивные результаты [2-4].

Известно, что занятия различными видами спорта стимулируют соответствующие адаптационные перестройки в организме. Одним из важнейших факторов, влияющих на функциональное состояние кардиореспира-торной системы, является направленность тренировочного процесса. Поэтому проблеме адаптации кардиореспи-раторной системы спортсменов к физическим нагрузкам посвящены многочисленные работы, которые явились основополагающими для развития исследований в области физиологии физических упражнений и спорта [5, 6].

У спортсменов высокой квалификации сформированы различные адаптационные механизмы, позволяющие увеличивать специальную и общую выносливость, но при этом могут нарушаться функции некоторых систем, в частности функция внешнего дыхания, что ведет к снижению спортивных результатов [5]. Поэтому некоторые вопросы, связанные с выявлением адаптационных реакций кардиореспираторной системы спортсменов различных видов спорта и возраста при нагрузке повышающейся мощности, остаются до сих пор не изученными, что, безусловно, затрудняет выявление роли физиологических систем в приспособительных реакциях организма спортсменов.

Цель исследования - изучить влияние мышечной работы на параметры внешнего дыхания и гемодинамику нижних конечностей у спортсменов и нетренированных лиц.

Объект исследования. В исследовании принимали участие 40 мужчин в возрасте 18-20 лет. Основную группу составили 20 спортсменов студенческих ко-

манд, специализирующихся в циклических видах спорта, спортивная квалификация - I-II разряды. Контрольную группу составили 20 студентов основной медицинской группы, не занимающихся спортом.

Методы исследования. Исследование параметров внешнего дыхания проводилось с помощью портативного телеспирометра MIR Spirodoc. Оценивались такие параметры, как форсированная жизненная емкость легких (БУС(л)), форсированная жизненная емкость легких за 1 секунду (FEV1 (л)), максимальный поток экспирации (FEF^d), форсированный экспираторный поток между 25 и 75% форсированной жизненной емкости легких (2575(л/^) и время форсированного выдоха (FET(c)).

Для оценки гемодинамических изменений нижних конечностей использовался реографический комплекс «Рео-Спектр-2» ООО «Нейрософт», оценивали реографический индекс (РИ), амплитудно-частотный показатель (АЧП) и индексы быстрого (VJ кровенаполнения.

Спирометрия и реография нижних конечностей проводились до и после нагрузочного теста PWC170 на велоэргометре в режиме нагрузок 170 и 350 ватт.

Результаты и обсуждение. На рис. 1 представлены результаты спирометрии спортсменов и контрольной группы до и после нагрузочного теста PWC170. У спортсменов под влиянием мышечной работы наблюдается увеличение форсированной жизненной емкости легких за 1 секунду (FEV1^)), максимального потока экспирации (FEF^d) и форсированного экспираторного потока между 25 и 75% форсированной жизненной емкости легких (25-75 (л/c)), а время форсированного выдоха (FET(c)) и форсированная жизненная емкость легких (FVC^)) изменяются незначительно.

В контрольной группе, напротив, после нагрузки наблюдается прирост таких показателей, как форсированная жизненная емкость легких (FVC^)) и время форсированного выдоха (FET(c)).

Таким образом, у спортсменов реакция системы дыхания на физическую нагрузку более рациональна, усиление дыхания происходит по интенсивному пути, за счет увели-

чения скорости. У нетренированных лиц, напротив, дыхание усиливается экстенсивно, за счет увеличения объемов, скорость перемещения воздуха при этом снижается.

При исследовании кровообращения нижних конечностей (рис. 2) было показано, что нагрузочный тест

FVC(л)

РШС170 у спортсменов в мышцах бедра вызывает увеличение показателей интенсивности артериального кровотока, таких как реографический индекс (РИ), амплитудно-частотный показатель (АЧП) и индексы быстрого (Умакс) кровенаполнения.

™с( л)

■показатели спирометрии спортсменов до нагрузки PWC170

■ показатели спирометрии спортсменов после нагрузки PWC170

— показатели спирометрии в контрольной группе до нагрузки РШС170 - показатели спирометрии в контрольной группе после нагрузки РШС1 70

Рис. 1. Изменение показателей спирометрии контрольной (слева) и экспериментальной (справа) групп после нагрузочного теста РШС170. Здесь и далее звездочкой отмечена достоверность изменений после нагрузки (р < 0,05)

ПВО

ДИА

РИ

АЧП

ДИК

ПВО

Vмакс

ДИА

РИ

* •*•40

\ 20 0>

‘ 0 <т

*4 Ч

АЧП

ДИК

----показатели РВГ в

экспериментальной группе в покое

- - показатели РВГ в

экспериментальной группе после нагрузки PWC170

■показатели РВГ голени спортсменов до нагрузки PWC170

■ показатели РВГ голени спортсменов после нагрузки PWC170

Рис. 2. Изменение показателей регионарной гемодинамики нижних конечностей в группе спортсменов до и после нагрузочного теста РШС170 (показатели представлены в %, показатели до нагрузки приняты за 100%)

В то же время происходит снижение венозной составляющей, дикротического (ДКИ) и диастолического (ДИА) индексов на фоне повышения показателя венозного оттока (ПВО).

В мышцах голени у спортсменов после нагрузочного теста РШС170 наблюдается снижение показателей интенсивности как артериального, так и венозного кровотока.

В контрольной группе (рис. 3) в мышцах бедра после нагрузочного теста РШС170 наблюдается не столь значительное увеличение реографического индекса (РИ), амплитудно-частотного показателя (АЧП) и дик-

РИ

ротического индекса (ДКИ). В мышцах голени после нагрузки, наоборот, наблюдаются повышение показателей интенсивности артериального кровотока и усиление венозного оттока (повышение ПВО).

РИ

-показатели РВГ бедра в контрольной группе до нагрузки PWC170

■ показатели РВГ бедра в контрольной группе после нагрузки PWC170

■ показатели РВГ голени в контрольной группе до нагрузки PWC1 70

— ■ показатели РВГ голени в контрольной

группе после нагрузки PWC1 70

Рис. 3. Изменение показателей регионарной гемодинамики нижних конечностей в контрольной группе до и после нагрузочного теста РШС170 (показатели представлены в %, показатели до нагрузки приняты за 100%)

По всей видимости, при выполнении физической нагрузки на велоэргометре преимущественно задействованы мышцы бедер, и именно в этом регионе увеличивается интенсивность артериального кровотока. Снижение венозного кровотока отражает застойные явления в области таза - результат вынужденной позы в велосипедном седле.

У спортсменов реакция системы кровообращения оптимальна: кровоток усиливается именно в области бедер, т.е. в том регионе, мышцы которого вовлечены в выполняемую работу. В области голени мы наблюдаем некоторое снижение кровотока.

У нетренированных лиц усиление кровотока происходит во всех отделах нижней конечности - и в области бедра, и в области голени - и не соответствует распределению мышечной активности, что делает реакцию системы кровообращения на нагрузку менее эффективной.

Подводя итог сказанному, можно отметить, что физическая нагрузка вызывает усиление функционирова-

ния систем дыхания и кровообращения, однако характер реакции данных систем на нагрузку у тренированных и нетренированных лиц принципиально различается. У спортсменов реакция системы дыхания носит интенсивный характер - усиливается прежде всего скорость перемещения воздуха по воздухоносным путям, тогда как у нетренированных лиц реакция системы дыхания носит экстенсивный характер - увеличиваются преимущественно объемы.

Реакция со стороны регионарного кровотока у спортсменов дифференцирована: она проявляется преимущественно в регионе тех мышц, которые вовлечены в выполняемую работу. У нетренированных лиц, напротив, усиление кровотока происходит во всей конечности в целом.

Полученные результаты свидетельствуют, что важным компонентом физиологических механизмов формирования выносливости является дифференцировка регуляторных механизмов систем дыхания и кровообращения.

ЛИТЕРАТУРА

1. Белоцерковский З.Б., Любина Б.Г. Кардиогемодинамика у спортсменов с различной степенью увеличения массы миокарда // Физиология

человека. 1997. Т. 23, № 5. С. 77-81.

2. Капилевич Л.В., Пеккер Я.С., Баранова ЕА. Функциональная активность коры головного мозга при капнографической тренировке с биоло-

гической обратной связью у спортсменов // Теория и практика физической культуры. 2011. № 10. С. 16-20.

3. Капилевич ЛВ. Физиологический контроль технической подготовленности спортсменов // Теория и практика физической культуры. 2010.

№ 11. С. 12-15.

4. Капилевич ЛВ, Пеккер Я.С., Баранова ЕА. Характеристика регионального кровотока и физической работоспособности спортсменов при

капнографической тренировке с биологической обратной связью // Теория и практика физической культуры. 2012. № 8. С. 16-20.

5. Ванюшин Ю.С. Компенсаторно-адаптационные реакции кардиореспираторной системы : дис. ... д-ра биол. наук. Казань, 2001. 322 с.

6. АуликИ.В. Определение физической работоспособности в клинике и спорте. 2-е изд., перераб. и доп. М. : Медицина, 1990. 191 с.

Статья представлена научной редакцией «Психология и педагогика» 21 сентября 2012 г.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.