CC BY
39
JOURNAL OF NEW MEDICAL TECHNOLOGIES - 2019 - V. 26, № 3 - P. 81-84
УДК: 612.062 DOI: 10.24411/1609-2163-2019-16430
ВЛИЯНИЕ ПРОИЗВОЛЬНОГО ГИПОВЕНТИЛЯЦИОННОГО ДЫХАНИЯ НА ФИЗИЧЕСКУЮ РАБОТОСПОСОБНОСТЬ И «УДЕЛЬНУЮ ФИЗИОЛОГИЧЕСКУЮ ЦЕНУ» У СПОРТСМЕНОВ С РАЗЛИЧНЫМ
УРОВНЕМ ТРЕНИРОВАННОСТИ
С.Я. КЛАССИНА, Н.А ФУДИН
ФГБНУ НИИ нормальной физиологии им. П.К. Анохина, ул. Балтийская, д. 8, г. Москва, 125315, Россия,
e-mail: klassina@mail.ru
Аннотация. Статья посвящена изучению влияния произвольного гиповентиляционного дыхания на физическую работоспособность и «удельную физиологическую цену» у спортсменов с различным уровнем тренированности. В обследовании приняли участие 25 юношей-добровольцев, имеющих различный уровень тренированности. Испытуемые были разделены на 2 группы: тренированные (11 человек) и нетренированные (14 человек). Обучение испытуемых методике произвольного гиповентиляционного дыхания проводили 3 раза в неделю по 1,5-2.0 часа в течение 4 недель. До и после обучения вышеуказанной методике все испытуемые принимали участие в 2-х однотипных обследованиях, где им было предложено выполнить нагрузочное тестирование на велоэргометре в работе до отказа (160 Вт). Состояние испытуемых исследовали в покое и при нагрузочном тестировании. Регистрировали ЭКГ и пневмограмму, измеряли время физической работы до отказа, оценивали «физиологическую цену» выполненной работы и «удельную физиологическую цену», измеряли задержки дыхания на вдохе. Показано, что гиповентиляционное дыхание, как стимулятор физической работоспособности, в большей степени адресовано испытуемым с более высоким уровнем тренированности. Тренированные испытуемые характеризуются более высокой гипок-сической устойчивостью, высоким уровнем физической работоспособности, а их кардиореспираторная система более экономична. После обучения гиповентиляционному дыханию их низкая «удельная физиологическая цена» еще более снижается, а, следовательно, рост показателей ЧСС и ЧД происходит медленнее, что позволяет испытуемому работать дольше. Полагаем, что «удельная «физиологическая цена» отражает степень тренированности испытуемого и может использоваться в качестве прогностического критерия физической работоспособности.
Ключевые слова: гиповентиляционное дыхание, физическая работоспособность, «удельная физиологическая цена», уровень тренированности.
INFLUENCE OF THE ARBITRARY HYPOVENTILATION BREATH ON THE PHYSICAL EFFICIENCY AND ON "PHYSIOLOGICAL PRICE PER UNIT OF A TIME" IN ATHLETES WITH DIFFERENT TRAINING LEVELS
S.YA. KLASSINA, N.A. FUDIN
P.K. Anokhin Research Institute of Normal Physiology, Baltiyskaya Str., 8, Moscow, 125315, Russia,
e-mail: klassina@mail.ru
Abstract. The article is devoted to studying the influence of arbitrary hypoventilation breath on a physical efficiency and on "physiological price per unit of f time" in athletes with different of training levels. The survey involved 25 young volunteers with different training levels. The subjects were divided into 2 groups: trained (11 people) and untrained (14 people). The subjects were trained in the arbitrary hypoventilation breath technique of 3 times a week for 1.5-2.0 hours for 4 weeks. Before and after training for this methodology, all subjects took part in 2 similar examinations, where they were asked to perform load testing on a bicycle ergometer in work before failure (160 W). The condition of the subjects was investigated at rest and under load testing. The ECG and pneumogram were recorded, the time of physical work to failure and breath hold on inspiration were measured, the "physiological price" of the work performed and the " physiological price per unit of a time " were assessed. It is shown that hypoventilation respiration, as a stimulator of physical performance, is more addressed to subjects with a higher training level. Trained subjects are characterized by a higher hy-poxic resistance, a high level of physical efficiency, and their cardiorespiratory system is more economical. After hypoventilation breath training their low "physiological price per unit of a time" decreases more and, a cardiac and breath rhythm increase more slowly, that subjects may work longer. We believe that the «physiological price per unit of a time "reflects the degree of subject's training and can be used as a prognostic criterion of their physical efficiency.
Keywords: hypoventilation breath, physical efficiency, "physiological price per unit of a time", level of training.
Поиск эффективных способов повышения физической работоспособности спортсменов, аппелирующих к физиологическим механизмам саморегуляции, до сих пор не потерял своей актуальности. К такого рода способам можно отнести гиповентиляционные дыхательные тренировки, направленные на формирование произвольного гиповентиляционного дыхания [5,7]. Установлено, что обучение спортсмена произвольному гиповентиляционному дыханию (ГВД) повышает устойчивость к вентиляторной и двигательной гипоксии, снижает частоту и минутный объем дыха-
ния, делая дыхание более «экономичным», интенсифицирует кровообращение [4,6-9]. Однако до сих пор неясно, как обучение ГВД сказывается на работоспособности и «физиологической цене» выполненной работы у тренированных и нетренированных спортсменов [2,10,11].
Цель исследования - изучение влияния произвольного гиповентиляционного дыхания на физическую работоспособность и «удельную физиологическую цену» у спортсменов с различным уровнем тренированности.
Материалы и методы исследования. В обсле-
JOURNAL OF NEW MEDICAL TECHNOLOGIES - 2019 - V. 26, № 3 - P. 81-84
довании приняли участие 25 человек (лица мужского пола в возрасте 18-20 лет), причем 11 из них были квалифицированными спортсменами (тренированные - Тр), а остальные 14 человек лишь периодически занимались физической культурой (тренированные - НТр). Каждый из них был дважды обследован, и в обоих случаях им было предложено выполнить нагрузочное тестирование на велоэргометре в работе до отказа (мощность нагрузки 160 Вт), причем в 1-ый раз до обучения ГВД, во 2-ой раз - после обучения ГВД (рис. 1).
В основе обучения ГВД лежали дыхательные тренировки, направленные на формирование у испытуемых уреженного дыхания. Процесс обучения производился на основе словесного инструктирования. Занятия проводили 3 раза в неделю по 1,52 часа в течение 4-х недель по схеме: вдох - 1,2 с, выдох - 1,5 с, пауза после выдоха от 7 до 10 с. В остальные дни испытуемые закрепляли навыки ГВД самостоятельно, выполняя задержки дыхания на вдохе 3 раза в день [7,12].
В процессе обследования испытуемые пребывали в следующих состояниях: «исходный фон» (2,5 мин), «разминка» (1 мин), «тестовая физическая нагрузка до отказа» при мощности 160 Вт, «восстановление» (6 мин.), «завершающий фон» (2,5 мин.). Схема обследований представлена на рис. 1.
Разминка Нагрузка Восстановление
Фон 2,5 мин р-1 60 Вт, -2 мин Н-1 160 Вт, до отказа В-1 6 мин Фон 2,6 мин
Процедура обучения ГВД (5 недель)
Фон .....1 <3ь Р-2 60 Вт, 2 мин Н-2 160 Вт до отказа - В-2 6 мин 2,5 мин
Рис. 1. Схема обследований
Для нагрузочного тестирования был использован велоэргометр «Sports Art 5005», а само тестирование велось под контролем ЭКГ и пневмографии (компьютерный электрокардиограф «Поли-Спектр-8», «Нейрософт», Иваново). Скорость вращения педалей была постоянной и составляла 1 об/с. Измерение скорости производили с помощью прибора «SIGMA - bc-509» (Germany), датчик которого крепился к педали велоэргометра.
На основе ЭКГ и пневмографии оценивали частоту сердечных сокращений (ЧСС, уд/мин) и частоту дыхания (ЧД, 1/мин), измеряли время физической работы до отказа (Т-отк, с). Расчетным путем оценивали «физиологическую цену» работы до отказа по формуле: р=4ачсс2+ очд2, где очсси очд - относительные сдвиги ЧСС и ЧД в момент отказа от нагрузки по отношению к исходному фону (в процентах) [3].
Кроме того, в исходном и завершающем фоне измеряли АД (мм. рт. Ст.) по методу Короткова, задержки дыхания на вдохе (з/д, с). При этом все обследуемые были заблаговременно проинформиро-
ваны о характере предлагаемого эксперимента и дали письменное согласие на участие в исследованиях. Программа эксперимента была одобрена Комиссией по биомедицинской этике ФГБНУ НИИ нормальной физиологии им. П.К. Анохина.
Статистическую обработку полученных данных проводили с использованием статистического пакета «БЬаЫвЬка 10». Достоверность различия одноименных показателей определяли на основе Ь-критерия Стьюдента. Критический уровень статистической значимости принимали равным 0,05.
Результаты и их обсуждение. Анализ экспериментальных данных показал, что обучение ГВД способствует достоверному повышению времени задержек дыхания на вдохе (з/д,с). Так, у нетренированных испытуемых после обучения ГВД среднее время задержек дыхания на вдохе повысилось с 59,0±4,0 до 115,1±8,0 с (р<0,05), а у тренированных - с 61,0±8,3 до 152,8±9,2 с (р<0,05). Таким образос, обучение ГВД способствует повышению гипоксической устойчивости у испытуемых, причем у тренированных испытуемых это носит более выраженный характер.
Повышение гипоксической устойчивости является надежной предпосылкой повышения физической работоспобности испытуемых. На рис. 2 представлены гистограммы средних значений времени работы до отказа у испытуемых с различной степенью тренированности.
Рис. 2. Средние значения временной длительности физической работы до отказа (Т-отк,с) в момент отказа от
выполнения тестовой физической работы до (белые столбики) и после (заштрихованные столбики) обучения ГВД у нетренированных (НТр) и тренированных (Тр)
испытуемых. Примечание: * - р<0,05 - уровень статистической значимости различия показателя до и после обучения ГВД. # - р<0,05 уровень статистической значимости межгруппового различия показателя
Видно, что обучение испытуемых ГВД способствовало достоверному повышению времени физической работы до отказа (Т-отк) как у НТр испытуемых - с 113,8±17,1 до 177,5±32,0 с (р<0,05), так и у Тр - с 198,0±37,2 до 546,2±144,4 с (р<0,05) (рис. 2).
В табл. 1 представлены средние значения «физиологической цены» до и после обучения ГВД у тренированных и нетренированных испытуемых. Видно, что до обучения ГВД у нетренированных испытуемых среднее значение «физиологической цены» (р,%) было существенно больше, чем у тренированных испытуемых (р<0,05). После обучения
10иККЛЬ ОБ ОТШ МЕБТСЛЬ ТЕСЫШШСТЕ8 - 2019 - V. 26, № 3 - Р. 81-84
ГВД «физиологическая цена» у НТр испытуемых имела лишь слабую тенденцию к росту, а у Тр - она существенно и достоверно увеличивалась (р<0,05) (табл. 1). Полагаем, что повышение «физиологической цены» у тренированных испытуемых обусловлено тем, что после обучения ГВД тренированные испытуемые работали до отказа существенно дольше, а потому и «физиологическая цена» выполненной работы у них была выше. Таким образом, ГВД, как стимулятор физической работоспособности, в большей степени адресовано испытуемым с более высоким уровнем тренированности.
Таблица 1
Среднее значение «физиологической цены» (р,%) до и после обучения ГВД у нетренированных (НТр) и тренированных (Тр) испытуемых
До/после обучения ГВД НТР ТР
М±т М±т
до после 133,1±10,2 134,1±9,6 108,8±8,2# 131,5±9,0*
Примечание: * - р<0,05 - уровень статистической значимости различия показателя до и после обучения ГВД. # - р<0,05 - уровень статистической значимости межгруппового различия показателя
Р у», %/с 1,6 -|-
1,4--
1,2----
0,4 --гг
0,2 -1-- --1--
НТр Тр
Рис. 3. Средние значения «удельной физиологической цены» (руд,%/с) в момент отказа от выполнения тестовой физической работы до (белые столбики) и после (заштрихованные столбики) обучения ГВД у нетренированных (НТр) и тренированных (Тр) испытуемых.
Примечание: * - р<0,05 уровень статистической значимости различия показателя до и после обучения ГВД. # - р<0,05 уровень статистической значимости межгруппового различия показателя
Поскольку «физиологическая цена» зависит от длительности выполнения физической работы, нами введено понятие «удельной физиологической цены», отражащей среднюю величину прироста «физиологической цены» в единицу времени (руд, %/с). Расчет «удельной физиологической цены» работы до отказа производили по формуле: руд=р/Т-отк (%/с).
Динамика «удельной физиологической цены» представлена на рис. 3.
Видно, что после обучения ГВД у испытуемых обеих групп «удельная физиологическая цена» достоверно снижается (р<0,05). Так, тренированные испытуемые при выполнении физической нагрузки до отказа исходно имели более низкую «удельную физиологическую цену» (р<0,05), которая после обучения ГВД существенно снижалась (р<0,05) (рис. 3). Отсюда следует, что после обучения ГВД временная
длительность физической работы до отказа будет тем больше, чем меньше «удельная физиологическая цена». В пользу этого свидетельствовал факт наличия достоверной корреляционной связи между показателями Т-отк и руд (г = -0,875, р<0,05) у тренированных испытуемых после обучения ГВД. Полагаем, что это может быть обусловлено тем, что у Тр испытуемых в силу их более высокого уровня спортивной подготовки прирост показателей ЧСС и ЧД происходил медленнее, что при физической работе до отказа позволяло им работать дольше.
Известно, что у тренированных спортсменов ЧСС и ЧД в покое ниже, чем у нетренированных, а при физической нагрузке отмечается меньший уровень рабочих сдвигов различных функций [1]. В табл. 2 представлены относительные сдвиги фоновых показателей ЧСС и ЧД после обучения ГВД.
Таблица 2
Средние значения относительных сдвигов фоновых показателей ЧСС (уд/мин) и ЧД (1/мин) после обучения ГВД
Показатели НТр ТР
ЧСС 3,1 0,5
ЧД -6,4 * -8,2 *
Приечание: * - р<0,05 - уровень статистической значимости сдвига показателя после обучения ГВД
Тот факт, что тренированные испытуемые были более адаптированы к физической нагрузке, а после обучения ГВД еще и имели более высокую гипоксическую устойчивость, отразилось на величине сдвигов их показателей. Как видно из табл. 3 прирост ЧСС у них был невысоким (0,5%), а урежение ЧД после гипоксической тренировки было достоверно больше (-8,2%, р<0,05), что и обусловило снижение «удельной физиологической цены». Следовательно, тренированные испытуемые характеризуются не только более высоким уровнем физической работоспособности, но и их деятельность более экономична. Таким образом, «удельная «физиологическая цена» может использоваться в качестве прогностического критерия степени тренированности испытуемого.
Заключение. ГВД, как стимулятор физической работоспособности, в большей степени адресовано испытуемым с более высоким уровнем тренированности. Тренированные испытуемые характеризуются более высокой гипоксической устойчивостью, высоким уровнем физической работоспособности, их кардиореспираторная система более экономична. После обучения ГВД их низкая «удельная физиологическая цена» еще более снижается, а, следовательно, рост показателей ЧСС и ЧД происходит медленнее, что позволяет испытуемому работать дольше. Полагаем, что «удельная «физиологическая цена» отражает степень тренированности испытуемого и может использоваться в качестве прогностического критерия физической работоспособности.
JOURNAL OF NEW MEDICAL TECHNOLOGIES - 2019 - V. 26, № 3 - P. 81-84
Литература / References
1. Земцова И.И. Спортивная физиология. М.: Олимпийская литература, 2010. 494 с. / Zemtsova II. Sportivnaya fiziologiya [Sports physiology]. Moscow: Olimpiyskaya literatura; 2010. Russian.
2. Классина С.Я. Продолжительность физической работы до отказа и ее "физиологическая цена" у испытуемых с различной направленностью изменения легочной вентиляции после курса гиповентиляционных тренировок // Спортивная медицина: наука и практика. 2018. Т. 8, № 3. С. 28-33 / Klassina SYa. Prodolzhitel'nost' fizicheskoy raboty do otkaza i ee "fiziologicheskaya tsena" u ispytuemykh s razlichnoy napravlennost'yu izmeneniya legochnoy ventilyatsii posle kursa gipoventilyatsionnykh trenirovok [The duration of physical work to failure and its "physiological price" in subjects with different directions of changes in pulmonary ventilation after a course of hypoventilation training]. Sportivnaya meditsina: nauka i praktika. 2018;8(3):28-33. Russain.
3. Классина С.Я. Физиологическая модель социального взаимодействия тренер-спортсмен в процессе тренировки на велоэргометре // Вестник новых медицинских технологий. 2014. Т.21, N3. С. 122-126 / Klassina SYa. Fiziologicheskaya model' sotsial'nogo vzaimodeystviya trener-sportsmen v protsesse trenirovki na veloergometre [Physiological model of social interaction coach-athlete in the process of training on the Bicycle Ergometer]. Vestnik novykh meditsinskikh tekhnologiy. 2014;3:122-6. Russian.
4. Классина С.Я., Фудин Н.А. Влияние произвольного гиповентиляционного дыхания в сочетании с физическими нагрузками на кардиореспираторные показатели человека // Вестник новых медицинских технологий. 2018. №2. C. 142-148. DOI: 10.24411/1609-2163-2018-16055 / 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]. Vestnik novykh meditsinskikh tekhnologiy. 2018;2:142-8. DOI: 10.24411/1609-2163-2018-16055. Russian.
5. Фудин Н.А. Газовый гомеостазис (произвольное формирование нового стереотипа дыхания). / Под общей редакцией К.В. Судакова. Тула: «Тульский полиграфист», 2004. 216 с. / Fudin NA. Gazovyy gomeostazis (proizvol'noe formirovanie novogo stereotipa dykhaniya). Pod obshchey redaktsiey K.V. Sudakova [Gas homeostasis (arbitrary formation of a new stereotype of breathing). Under the General editorship of K. V. Sudakov]. Tula: «Tul'skiy poligrafist»; 2004. Russian.
6. Фудин Н.А., Классина С.Я., Вагин Ю.Е. Гиповенти-ляционное дыхание как средство повышения физической работоспособности человека при физической работе до отказа // Теория и практика физической культуры. 2016. N12. С. 55-57 / Fudin NA, Klassina SYa, Vagin YuE. Gipoventilyatsionnoe dykhanie kak sredstvo povysheniya fizicheskoy rabotosposobnosti cheloveka pri fizicheskoy rabote do otkaza [Hyperventilation breathing as a means of improving physical performance of a person during physical work to failure]. Teoriya i praktika fizicheskoy kul'tury. 2016;12:55-7. Russian.
7. Фудин Н.А., Классина С.Я., Вагин Ю.Е., Пигаре-ва С.Н. Физиологические эффекты влияния гиповентиляци-онного дыхания на кардиореспираторную и мышечную систему человека при физической работе до отказа // Спортив-
ная медицина: наука и практика. 2016. Т. 6, N3. С. 22-28 / Fudin NA, Klassina SYa, Vagin YuE, Pigareva SN. Fiziologicheskie effekty vliyaniya gipoventilyatsionnogo dykhaniya na kardiorespiratornuyu i myshechnuyu sistemu cheloveka pri fizicheskoy rabote do otkaza [Physiological effects of hypoventilation breathing on the cardiorespiratory and muscular system of a person during physical work to failure]. Sportivnaya meditsina: nauka i praktika. 2016;6(3):22-8. Russain.
8. Фудин Н.А., Классина С.Я. Влияние гиповентиля-ционного дыхания на кардиореспираторные показатели у лиц с различным исходно-преобладающим вегетативным тонусом при выполнении физической работы до отказа // Вестник новых медицинских технологий. 2017. №3. C. 128134 / Fudin NA, Klassina SYa. Vliyanie gipoventilyatsionnogo dykhaniya na kardiorespiratornye pokazateli u lits s razlichnym iskhodno-preobladayushchim vegetativnym tonusom pri vypolnenii fizicheskoy raboty do otkaza [The influence of hypoventilation breathing on cardiorespiratory parameters in individuals with different initial predominant vegetative tone when performing physical work to failure]. Vestnik novykh meditsinskikh tekhnologiy. 2017;3:128-34. Russain.
9. Фудин Н.А., Классина С.Я., Вагин Ю.Е. Гиповенти-ляционное дыхание как средство повышения физической работоспособности человека при физической работе до отказа // Теория и практика физической культуры. 2016. № 12. С. 55-57 / Fudin NA, Klassina SYa, Vagin YuE. Gipoventilyatsionnoe dykhanie kak sredstvo povysheniya fizicheskoy rabotosposobnosti cheloveka pri fizicheskoy rabote do otkaza [Effects of hypoventilation breathing on physical working capacity during exercise to failure]. Teoriya i praktika fizicheskoy kul'tury. 2016;12:55-7. Russian.
10. Фудин Н.А., Классина С.Я., Пигарева С.Н., Вагин Ю.Е. Произвольное формирование гиповентиляцион-ного дыхания на фоне физических упражнений как средство повышения выносливости человека к интенсивной физической нагрузке // Вестник спортивной науки. 2018. № 3. С. 41-45 / Fudin NA, Klassina SYa, Pigareva SN, Vagin YuE. Proizvol'noe formirovanie gipoventilyatsionnogo dykhaniya na fone fizicheskikh uprazhneniy kak sredstvo povysheniya vynoslivosti cheloveka k intensivnoy fizicheskoy nagruzke [Arbitrary formation of hyperventilation breathing on the background of physical exercise as a means of increasing human endurance to intense physical activity]. Vestnik sportivnoy nauki. 2018;3:41-5. Russian.
11. Фудин Н.А., Классина С.Я., Пигарева С.Н., Вагин Ю.Е. Сочетанное влияние гиповентиляционных и физических упражнений на степень мышечного утомления 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 stepen' myshechnogo utomleniya pri rabote do otkaza [Combined effect of hypoventilation and exercise on the degree of muscle fatigue when working to failure]. Teoriya i praktika fizicheskoy kul'tury. 2018;10:10-2. Russian.
12. Фудин Н.А., Хадарцев А.А., Орлов В.А. Медико-биологические технологии в физической культуре и спорте. Москва: ООО Издательство «Спорт», 2018. 320 с. / Fudin NA, Khadartsev AA, Orlov VA. Mediko-biologicheskie tekhnologii v fizicheskoy kul'ture i sporte [Medical and biological technologies in physical culture and sport]. Moscow: OOO Izdatel'stvo «Sport»; 2018. Russian.
Библиографическая ссылка:
Классина С.Я., Фудин Н.А. Влияние произвольного гиповентиляционного дыхания на физическую работоспособность и «удельную физиологическую цену» у спортсменов с различным уровнем тренированности // Вестник новых медицинских технологий. 2019. №3. С. 81-84. DOI: 10.24411/1609-2163-2019-16430.
Bibliographic reference:
Klassina SYA, Fudin NA. Vliyanie proizvol'nogo gipoventilyatsionnogo dykhaniya na fizicheskuyu rabotosposobnost' i «udel'nuyu fiziologicheskuyu tsenu» u sportsmenov s razlichnym urovnem trenirovannosti [Influence of the arbitrary hypoventilation breath on the physical efficiency and on "physiological price per unit of a time" in athletes with different training levels]. Journal of New Medical Technologies. 2019;3:81-84. DOI: 10.24411/1609-2163-2019-16430. Russian.
