Научная статья на тему 'Возрастные и гендерные особенности кардиореспираторной выносливости человека в условиях урбанизированного Сибирского Севера'

Возрастные и гендерные особенности кардиореспираторной выносливости человека в условиях урбанизированного Сибирского Севера Текст научной статьи по специальности «Науки о здоровье»

CC BY
128
15
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Журнал
Человек. Спорт. Медицина
Scopus
ВАК
ESCI
Область наук
Ключевые слова
КАРДИОРЕСПИРАТОРНАЯ ВЫНОСЛИВОСТЬ / CARDIORESPIRATORY FITNESS / СКОРОСТЬ ХОДЬБЫ / WALKING SPEED / МУЖЧИНЫ И ЖЕНЩИНЫ / MEN AND WOMEN / ВОЗРАСТ 18-75 ЛЕТ / AGE 18-75 YEARS / ПОТРЕБЛЕНИЕ КИСЛОРОДА / OXYGEN CONSUMPTION / ЛЕГОЧНАЯ ВЕНТИЛЯЦИЯ / PULMONARY VENTILATION / УРБАНИЗИРОВАННЫЙ СИБИРСКИЙ СЕВЕР / URBANIZED SIBERIAN NORTH / ХМАО-ЮГРА / KHMAO-YUGRA

Аннотация научной статьи по наукам о здоровье, автор научной работы — Логинов Сергей Иванович, Кинтюхин Антон Сергеевич, Логвинова Светлана Гильевна

Цель. Установить закономерности реакции кардиореспираторной системы человека на ходьбу с разной скоростью в зависимости от пола и возраста в условиях урбанизированного Сибирского Севера. Организация и методы. Три группы здоровых добровольцев: группа молодых (ГМ, 22,1 ± 2,6 лет, n = 25: 12 мужчин и 13 женщин), группа людей среднего возраста (ГС, 42,7 ± 9,3 лет, n = 25: 12; 13) и группа пожилых (ГП, 66,2 ± 5,1 лет, n = 24: 11; 13) выполнили ходьбу на тредмиле со скоростью 2-7 км/ч по 5 мин на каждой скорости. С помощью анализатора FitMetPRO (COSMED, Италия) измеряли частоту дыхания (ЧД, раз/мин), вентиляцию легких (ВЛ, л/мин), потребление кислорода (ПO2, мл/мин и относительное ОПО2, мл/мин/кг), частоту сердечных сокращений (ЧСС, уд/мин), концентрацию кислорода в выдыхаемом воздухе (КвыдO2, %). Кроме того, измеряли длину ноги (м), длину и массу тела (м, кг). Результаты. По мере увеличения скорости ходьбы с 2 до 7 км/ч величина относительного потребления кислорода закономерно повышалась в группе молодых испытуемых на 14,6 мл/кг/мин (2,46 раза), в группе лиц среднего возраста на 17 мл/кг/мин (2,72 раза) и в группе пожилых индивидов на 13,9 мл/кг/мин (2,53 раза). Отмечено снижение наклона кривых зависимостей относительного потребления кислорода от частоты сердечных сокращений у молодых и пожилых женщин по сравнению с молодыми людьми и индивидами среднего и пожилого возраста. Регрессионные уравнения зависимости относительного потребления кислорода от величины легочной вентиляции (VО2 = -12,9 + 40,3 Ve (r = 0,98; p = 0,0000) у юношей и VО2 = 116,3 + 34,7 Ve у девушек (r = 0,97; p = 0,0000)) позволяют определять потребление кислорода в группе студентов на занятиях с использованием спирометра. Заключение. Полученные данные свидетельствуют об адекватности реакции кардиореспираторной системы лиц разного возраста в ответ на ходьбу со ступенчато повышающейся скоростью. Снижение наклона кривых зависимостей относительного потребления кислорода от ЧСС у молодых и пожилых женщин по сравнению с молодыми людьми, индивидами среднего и пожилого возраста свидетельствует о возможном снижении кардиореспираторной выносливости женщин данной выборки.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по наукам о здоровье , автор научной работы — Логинов Сергей Иванович, Кинтюхин Антон Сергеевич, Логвинова Светлана Гильевна

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

AGE AND GENDER PATTERNS OF HUMAN CARDIORESPIRATORY FITNESS IN THE CONDITIONS OF THE URBANIZED SIBERIAN NORTH

Aim. The aim of this article is to reveal consistent patterns of human cardiorespiratory system reaction to walking at different speeds depending on sex and age in the conditions of the urbanized Siberian North. Materials and Methods. We studied three groups of healthy volunteers. The group of young people (GY, 22.1 ± 2.6 years, n = 25: 12 men and 13 women), the group of middle-aged people (GM, 42.7 ± 9.3 years, n = 25: 12; 13) and the elderly group (GE, 66.2 ± 5.1 years, n = 24: 11, 13) performed walking on the treadmill at a speed of 2-7 km/h for 5 minutes at each speed. We used FitMet PRO analyzer (COSMED, Italy) to measure breathing frequency (FB, times/min), lungs ventilation (VE, l/min), oxygen consumption (PO2, ml/min), relative oxygen consumption (RPO2, ml/min/kg), heart rate (HR, bpm), and oxygen concentration in the exhaled air (KO2, %). Before the beginning of the study, we measured leg length (m), body length (m), and body weight (kg). Results. As walking speed increased from 2 to 7 km/h, relative oxygen consumption increased regularly in the young group by 14.6 ml/kg/min (2.46 times), in the middle-aged group by 17 ml/kg/min (2.72 times), and in the elderly group by 13.9 ml/kg/min (2.53 times). We registered the decrease in the slope of the dependence curves of relative oxygen consumption on heart rate in young and older women in comparison with young people and the people of middle and old age. Regression equations of the dependence of relative oxygen consumption on pulmonary ventilation (VO2 = -12.9 + 40.3Ve (r =.98, p =.0000) in young men and VO2 = 116.3 + 34.7Ve in girls (r =.97; p =.0000)) allow to determine oxygen consumption in the group of students in the classroom using a spirometer. Conclusion. The data obtained show that the reaction of the cardiorespiratory system of the persons of different ages in response to walking with a stepwise increasing rate is adequate. Decrease in the slope of the dependence curves of relative oxygen consumption on heart rate in young and elderly women in comparison with young people, middle-aged and elderly people indicates a possible decrease in the cardiorespiratory endurance of women from this sample.

Текст научной работы на тему «Возрастные и гендерные особенности кардиореспираторной выносливости человека в условиях урбанизированного Сибирского Севера»

УДК 612.766:612.216: 796.42

DOI: 10.14529/hsm17s02

ВОЗРАСТНЫЕ И ГЕНДЕРНЫЕ ОСОБЕННОСТИ КАРДИОРЕСПИРАТОРНОЙ ВЫНОСЛИВОСТИ ЧЕЛОВЕКА В УСЛОВИЯХ УРБАНИЗИРОВАННОГО СИБИРСКОГО СЕВЕРА

С.И. Логинов1, А.С. Кинтюхин1, С.Г. Логвинова2

1 Сургутский государственный университет, г. Сургут, Россия 2Лицей № 3, г. Сургут, Россия

Цель. Установить закономерности реакции кардиореспираторной системы человека на ходьбу с разной скоростью в зависимости от пола и возраста в условиях урбанизированного Сибирского Севера. Организация и методы. Три группы здоровых добровольцев: группа молодых (ГМ, 22,1 ± 2,6 лет, п = 25: 12 мужчин и 13 женщин), группа людей среднего возраста (ГС, 42,7 ± 9,3 лет, п = 25: 12; 13) и группа пожилых (ГП, 66,2 ± 5,1 лет, п = 24: 11; 13) выполнили ходьбу на тредмиле со скоростью 2-7 км/ч по 5 мин на каждой скорости. С помощью анализатора Р1Ше1РЯ0 (С08МББ, Италия) измеряли частоту дыхания (ЧД, раз/мин), вентиляцию легких (ВЛ, л/мин), потребление кислорода (П02, мл/мин и относительное ОПО2, мл/мин/кг), частоту сердечных сокращений (ЧСС, уд/мин), концентрацию кислорода в выдыхаемом воздухе (Квыд02, %). Кроме того, измеряли длину ноги (м), длину и массу тела (м, кг). Результаты. По мере увеличения скорости ходьбы с 2 до 7 км/ч величина относительного потребления кислорода закономерно повышалась в группе молодых испытуемых на 14,6 мл/кг/мин (2,46 раза), в группе лиц среднего возраста на 17 мл/кг/мин (2,72 раза) и в группе пожилых индивидов на 13,9 мл/кг/мин (2,53 раза). Отмечено снижение наклона кривых зависимостей относительного потребления кислорода от частоты сердечных сокращений у молодых и пожилых женщин по сравнению с молодыми людьми и индивидами среднего и пожилого возраста. Регрессионные уравнения зависимости относительного потребления кислорода от величины легочной вентиляции (УО2 = -12,9 + 40,3 Уе (г = 0,98; р = 0,0000) у юношей и УО2 = 116,3 + 34,7 Уе у девушек (г = 0,97; р = 0,0000)) позволяют определять потребление кислорода в группе студентов на занятиях с использованием спирометра. Заключение. Полученные данные свидетельствуют об адекватности реакции кардиореспираторной системы лиц разного возраста в ответ на ходьбу со ступенчато повышающейся скоростью. Снижение наклона кривых зависимостей относительного потребления кислорода от ЧСС у молодых и пожилых женщин по сравнению с молодыми людьми, индивидами среднего и пожилого возраста свидетельствует о возможном снижении кардиореспираторной выносливости женщин данной выборки.

Ключевые слова: кардиореспираторная выносливость, скорость ходьбы, мужчины и женщины, возраст 18-75 лет, потребление кислорода, легочная вентиляция, урбанизированный Сибирский Север, ХМАО-Югра.

Введение. Основополагающие исследования биоэнергетики ходьбы в лабораторных условиях были выполнены более 50 лет тому назад шведскими физиологами Рег-О^ АйгаМ и Ве^1 8аШп, которые впервые установили, что величина потребления кислорода линейно увеличивается при физической нагрузке возрастающей мощности [5, 6, 8]. Было также показано, что объем легочной вентиляции (ЛВ) закономерно изменяется во время физической активности и может использоваться как косвенный показатель расхода энергии при физических нагрузках. Объем легочной вентиляции и потребление кислорода (ПО2) жестко связаны между собой и входят в известную формулу: ПО2 = ЛВ х (КВд02 - КВЫд02), где Квд02 - со-

держание 02 во вдыхаемом воздухе, а Квыд02 -содержание 02 в выдыхаемом воздухе.

При физических нагрузках легкой и умеренной интенсивности в тех случаях, когда величина легочной вентиляции <50 л/мин, ПО2 человека прямо пропорционально величине его легочной вентиляции. Эти базовые закономерности, полученные более полувека тому назад, по-прежнему сохраняют свое значение, но время от времени нуждаются в поправках, связанных с изменением условий окружающей среды, образа жизни и повсеместным снижением уровня физической активности наряду с ростом уровня сидячего поведения больших популяций людей в городах [7, 18, 19].

Логинов С.И., Кинтюхин А.С., Логвинова С.Г. Возрастные и гендерные особенности

кардиореспираторной выносливости человека...

Цель исследования - выявить возрастные и гендерные особенности влияния физической нагрузки в виде ходьбы с разной скоростью на показатели кардиореспираторной системы людей, постоянно проживающих в условиях субарктической зоны Западной Сибири (урбанизированного Сибирского Севера).

Организация и методы. В исследовании приняли участие три группы практически здоровых добровольцев, составивших три возрастные группы, а именно: студенты и магистранты университета (n = 25, возраст 22,1 ± 2,6 лет) из них 12 юношей и 13 девушек (ГМ), лица среднего возраста (n = 25, возраст 42,7 ± 9,3 лет) из них 12 мужчин и 13 женщин (ГС) и лица пожилого возраста (n = 25, возраст 70,5 ± 5,6 лет), в том числе 11 мужчин и 12 женщин (I II). Все участники (n = 73) на момент исследования не имели противопоказаний к физическим нагрузкам и добровольно подписали информированное согласие, которое позже было одобрено Комитетом по этике Сургутского государственного университета.

В качестве независимой переменной выступала ходьба на тредмиле фирмы Torneo. Скорость ступенчато повышали по 1 км/ч в диапазоне от 2 до 7 км/ч, время ходьбы на каждой скоростной ступени 5 мин. Общая продолжительность теста составляла 30 мин непрерывно.

Для определения параметров биоэнергетики ходьбы и динамики показателей кардио-респираторной системы использовали мета-болограф Fitmate Pro фирмы COSMED (Италия). В качестве зависимых переменных регистрировали частоту дыхания (ЧД, раз/мин), вентиляцию легких (ВЛ, л/мин), потребление кислорода (П02, мл/мин и относительное ПО2, мл/мин/кг), частоту сердечных сокращений (ЧСС, уд./мин), концентрацию кислорода в выдыхаемом воздухе (К02, %). Перед нача-

лом эксперимента у испытуемых измеряли длину ноги (м), длину тела (м) и массу тела (кг). Испытуемые учились ходить на тредмиле и получали подробную инструкцию о действиях до и во время всего исследования. После нескольких пробных сеансов ходьбы все участники (включая пожилых) вполне уверенно держались на движущейся ленте транспортера. При появлении затруднений на скоростях 6 и 7 км/ч движение прекращали. Двое мужчин и одна женщина пожилого возраста не смогли закончить упражнение.

Статистическую обработку данных проводили с помощью пакета программ Statistica, v. 6 (StatSoft, США) [4]. Предварительно оценивали нормальность распределения полученных данных. Рассчитывали среднее арифметическое (Х), среднеквадратическое отклонение (SD), стандартную ошибку среднего арифметического (m) и доверительный интервал (± 0,95 ДИ). Зависимости показателей кардио-респираторной системы от скорости ходьбы определяли с помощью дисперсионного и регрессионного анализов.

Для оценки степени достоверности наблюдаемых различий между группами и внутри групп испытуемых использовали непараметрический критерий Уилкоксона, а в случае нормального распределения - двухсторонний t-критерий Стьюдента для связанных и несвязанных групп при уровне значимости p < 0,05.

Результаты исследований и их обсуждение. В исследуемую группу молодых взрослых (ГМ) входили мужчины и женщины (студенты, магистранты, аспиранты и молодые сотрудники университета), постоянно проживающие на территории ХМАО-Югры в течение 10 и более лет. По данным антропометрии мужчины имели более высокие значения длины тела, массы тела и длины ноги, чем женщины (табл. 1).

Таблица1 Table 1

Характеристика выборочной совокупности молодых людей (n = 25) (X ± SD) Characteristic of the sample of people from the young group (X ± SD) (n = 25)

Показатель Parameter Мужчины, n = 12 Men, n = 12 Женщины, n = 13 Women, n = 13 Все, n = 25 Total, n = 25

Возраст, лет / Age, years 22,0 ± 5,8 22,2 ± 2,5 22,1 ± 4,3

Длина тела, м / Body length, m 1,80 ± 0,09 1,64 ± 0, 04a 1,72 ± 0,10

Масса тела, кг / Body weight, kg 76,1 ± 11,3 57,2 ± 7,7a 66,3 ± 13,4

ИМТ, кг/м2 / BMI, kg/m2 23,6 ± 3,1 21,2 ± 2,3 a 22,3 ± 2,9

Длина ноги, м / Leg length, m 0,92 ± 0,05 0,86 ± 0,049a 0,89 ± 0,059

▲ - уровень значимости различий между показателями мужчин и женщин, p < 0,05.

▲ - significance level for differences between the indices of men and women, p < 0.05.

Таблица 2 Table 2

Значения кардиореспираторной системы молодых участников при разной скорости ходьбы на тредмиле (X ± SD) (n = 25) Values of the cardiorespiratory system of young participants at a different walking speed on the treadmill (X ± SD) (n = 25)

Показатель Parameter Скорость ходьбы, км/ч Walking speed, km/h

2 3 4 5 6 7

ЧД, экс/мин FB, breaths/min 21,8 ± 4,1 20,4 ± 4,3 23,3 ± 4,7 24,4 ± 4,4a 26,5 ± 4,9a 29,8 ± 5,7a

ЧСС, уд./мин HR, bpm 97,2 ± 11,5 101,9 ± 11,6 107,8 ± 11,8 ▲ 114,7 ± 12,7a 127,5 ± 16A 146,5 ± 18,1 ▲

ЛВ, л/мин VE, l/min 17,1 ± 3,9 20,4 ± 4,3 23,6 ± 4,9a 27,4 ± 5,4a 33,1 ± 6,0A 43,1 ± 8,3a*

ПО2, мл/мин PO2, ml/min 658± 179 783 ± 197a 913 ±220▲ 1075±250a 1248 ± 367a 1610±348a

ПО2, мл/кг/мин PO2, ml/kg/min 10,0 ± 1,5 11,9 ± 1,4 ▲ 13,9 ± 1,4a* 16,4 ± 1,6 ▲ 19,3 ± 1,9a 24,6 ± 2,6 ▲

КО2, % KO2, % 16,3 ± 0,4 16,3 ± 0,4 16,3 ± 0,4 16,2 ± 0,4 16,1 ± 0,4 16,3 ± 0,5

▲ - различия достоверны (p < 0,05) по сравнению с данными при скорости 2 км/ч. (X ± SD) - среднее арифметическое и стандартное отклонение. Другие обозначения в тексте.

▲ - differences are significant (p < 0.05) in comparison with the data obtained at a speed of 2 km/h. (X ± SD) - arithmetic mean and standard deviation. Other references are in the text.

С увеличением скорости ходьбы на тредмиле величина потребления кислорода достоверно (Мей, р < 0,05) возрастала уже на скорости 3 км/ч. При ходьбе со скоростью 4 км/ч достоверно возрастали ЧСС, ЛВ, ПО2, частота дыхания увеличивалась существенно только при скорости 5 км/ч, концентрация кислорода в выдыхаемом воздухе на всех скоростных режимах достоверно не изменялась (табл. 2).

Величина относительного потребления кислорода у молодых мужчин и женщин коррелировала с частотой сердечных сокращений (г = 0,75; р = 0,0000) (рис. 1).

Уравнение зависимости величины потребления кислорода от частоты сердечных сокращений имеет вид: УО2 = -10,6 + 0,25ЧСС и УО2 = -5,04 + 0,17ЧСС, соответственно, где УО2 - величина относительного потребления кислорода (мл/кг/мин) и -10,6 и 0,25 - эмпирические коэффициенты (рис. 1, А, Г). Выявлена также четкая зависимость величины легочной вентиляции (Уе) от частоты сердечных сокращений. Зависимость полинома имеет вид: Уем = 52,8 - 0,88ЧСС + 0,006ЧСС2 у мужчин и Уеж = 12,29 - 0,08ЧСС + 0,0013ЧСС2 у женщин (г = 0,96; р = 0,0000) (рис. 1, Б, Д). Зависимость Уе от УО2 отображается уравнением линейной регрессии вида: УО2 = -9,21 + 40,3 Уе (г = 0,98; р = 0,0000) у мужчин и УО2 = 105,3 + + 31,8Уе у женщин (г = 0,97; р = 0,0000)

(рис. 1, В, Е). Данные, приведенные на рис. 1, свидетельствуют, что показатель легочной вентиляции молодых людей при разных скоростях ходьбы имеет более тесную связь с величиной потребления кислорода (г = 0,98; р = 0,0000), чем с частотой сердечных сокращений (г = 0,68; р = 0,0000).

В группе испытуемых среднего возраста (ГС) мужчины имели существенно большую длину тела по сравнению с женщинами (табл. 3).

По мере увеличения скорости ходьбы относительное ПО2 достоверно р < 0,05), возрастало на скорости 3 км/ч. При ходьбе со скоростью 4 км/ч достоверно возрастали ЧСС, ЛВ, ПО2, частота дыхания и концентрация кислорода в выдыхаемом воздухе увеличивались при скорости 5 км/ч.

Величина потребления кислорода у мужчин и женщин среднего возраста при ходьбе на тредмиле коррелировала с ЧСС (г = 0,4, 0,5; р = 0,0002). Уравнение зависимости величины потребления кислорода от ЧСС у мужчин и женщин имеет вид: У02 = -6,96 + + 0,21ЧСС и У02 = -4,13 + 0,16ЧСС, соответственно, где У02 - величина потребления кислорода (мл/кг/мин) и 0,21 и 0,16 - эмпирические коэффициенты (рис. 2, А, Г). Зависимость между величинами легочной вентиляции и ЧСС имеет вид: Уе = 42,87 - 0,63ЧСС + + 0,0048ЧСС2 (г = 0,7078; р = 0,0000) у муж-

I

26

5 «

£ 10

УСукг; -10 5888*0,2453*х ш /

/;

\/

* i V t"

* •

* •

• ••-v. •

• • HR:VOjA<r: у = -10,5508 + 0,2453'*;

Г = 0,7523: р= O.OO'JO

| 55

I , f «

=

£

Ф

с

25

IS

о

2000

1200

I

v

О

LJ-

5

800

I 30

S

_s

I 2Ё

¥ Tt

5 с

г

V(y«r= .5,0402+D,1&57'X ■ ■

. . # Vi ' ♦

V, ■ч KR:VOynr: у = -5,MQ2 + 0,1657*х; Г = Ф,7Э0в;р = 0.0000

*

»0 90 10D НО 120 130 140 Частота ссрдсчныл сокращений (HR), УД'Ь-'.1М

• Б

\!ч = 52,8205-С.8831 i+0fl061*x"2

*

■ ■.

• Л

* * %

• • % ■

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

• * • HR:Ve: у =-22,7635 ■* 0.-188'к; г = 0,7513; О = 0.0000

I =

£ зо

с

| 25

с 20

ЯП <М 1(1(1 11(1 Л71) 1ЛП 14П

ЧЛ^ТЛТЯ СврДОЧИ||ЙЯ (HP), уЛ^МИН

в

VOj: = -9,2139+10 3442" X

¥

w*

9

« •

Ve:VO;:y = г = 0,9751; p 9.2139+ «U4«,x;

• = 0.0000

1SOO 1S00 1100 120С

15 20 15 30 35 40 45 5D 55 Вентиляция легких (Ve). п/мин

60

3

0 1000

е

и

■ эоо

9 ж

1

£ боо

В

a

5 «с с

200

80 100 120 МО НО ISO 200 Чэстета сердечных сакращачий ;11R) удГмин

V«= 12.2917-D.08 14*Л+0,0013*дЛ2

д

HF:Ve:y = -9.643 + 0,2677**; г = 0.6646; р = 0.0000

ВО ЯП 1ПП 150 14(1 1КП 1Й11 ?0П ЧйСТЛТЯ СМрМЦвНИй ИRV у/у'шлн

VOj = 105,2508+31.8141'*

or

.'»J ••

Ж

Ve:VO,:y = 105,2608 * 31,8141 "к; г = 0.9665: р =0.0000

10 15 2С 25 30 35 40 45 50 55 Вентиляция легких (Ve). л'ыин

Рис. 1. Зависимость относительного потребления (VO2 мл/кг/мин) от частоты сердечных сокращений (ЧСС, уд./мин) при ходьбе со скоростью 2-7 км/ч у молодых мужчин (А) и женщин (Г), вентиляции легких (Ve) от частоты сердечных сокращений (HR) (Б) и (Д), VO2 от вентиляции легких (В) и (Е), соответственно Fig. 1. Dependence of relative oxygen consumption (VO2 ml/kg/min) on heart rate (HR, beat/min) for walking at a speed of 2-7 km/h in young men (A) and women (D), dependence of lungs ventilation (Ve) on heart rate (HR) (B) and (D), dependence of oxygen consumption on lungs ventilation (B) and (E)

чин и Уе = -0,65 + 0,12 ЧСС + 0,0012ЧСС2 у женщин (г = 0,8483; р = 0,0000) (рис. 2, Б, Д).

Зависимость легочной вентиляции от величины потребления кислорода представлена уравнением линейной регрессии вида: У02 = 12,18 + 33,5Уе (г = 0,9; р = 0,0000) у мужчин и УО2 = 221,3 + 26,98Уе (г = 0,9609; р = 0,0000) у женщин (рис. 2, В, Е).

Данные рис. 2 свидетельствуют, что показатель легочной вентиляции у людей среднего возраста при ходьбе имеет более тесную связь с УО2 (г = 0,9204; р = 0,0000), чем с ЧСС (г = 0,7078; р = 0,0000).

По антропометрическим данным мужчины и женщины пожилого возраста отличались только длиной тела (р = 0,0021) (табл. 5).

Таблица 3 Table 3

Характеристика выборки участников среднего возраста (X ± SD) (n = 25) Characteristic of the sample of people from the middle-aged group (X ± SD) (n = 25)

Показатель Parameter Мужчины, n = 12 Men, n = 12 Женщины, n = 13 Women, n = 13 Все, n = 25 Total, n = 25

Возраст, лет / Age, years 43,3 ± 9,3 42,3 ± 9,7 42,7 ± 9,3

Длина тела, см / Body length, cm 1,72 ± 0,045 1,63 ± 0,068а 1,67 ± 0,072

Масса тела, кг / Body weight, kg 75,9 ± 9,5 72,4 ± 8,1 74,0 ± 8,8

ИМТ, кг/м2 / BMI, kg/m2 25,7 ± 2,5 27,2 ± 3,1 26,5 ± 2,9

Длина ноги, см / Leg length, cm 0,875 ± 0,024 0,854 ± 0,039 0,864 ± 0,034

▲ - уровень значимости различий между показателями мужчин и женщин, p < 0,05.

▲ - significance level for differences between the indices of men and women, p < 0.05.

Таблица 4 Table 4

Значения кардиореспираторной системы участников среднего возраста при разной скорости ходьбы (X ± SD) (n = 25) Values of the cardiorespiratory system of middle-aged participants at a different walking speed (X ± SD) (n = 25)

Показатель Parameter Скорость ходьбы, км/ч Walking speed, km/h

2 3 4 5 6 7

ЧД, экс/мин FB, breaths/min 22,1 ± 3,5 22,7 ± 3,8 23,5 ± 3,9 25,0 ± 4,3 а 26,9 ± 5,4 а 49,6 ± 40,2а

ЧСС, уд./мин HR, bpm 94,9 ± 11,0 99,6 ± 9,9 108,3 ± 11,8а 115,4 ± 14,2а 128,6 ± 16,4 а 144,4 ± 16,8а

ЛВ, л/мин VE, l/min 20,3 ± 3,6 24,3 ± 3,9 31,4 ± 17,2а 32,3 ± 5,5 а 38,8 ± 6,5 а 50,9 ± 9,6 а

ПО2, мл/мин PO2, ml/min 742,4 ± 141 847,2 ± 221 1004 ± 162а 1175±197а 1376±209а 1589±413а

ПО2, мл/кг/мин PO2, ml/kg/min 9,9 ± 1,4 11,8 ± 1,4а 22,3 ± 27,1 а 15,8 ± 2,0а 18,6 ± 2,1 а 26,9 ± 18,7а

КО2, % KO2, % 16,5 ± 0,5 16,7 ± 0,9 16,5 ± 0,5 20,6 ± 0,9а 25,1 ± 0,8а 16,7 ± 0,8а

▲ - различия достоверны (p < 0,05) по сравнению с данными при скорости 2 км/ч.

▲ - differences are significant (p < 0.05) in comparison with the data obtained at a speed of 2 km/h.

Таблица 5 Table 5

Характеристика выборочной совокупности пожилых (X ± SD) (n = 24) Characteristic of the sample of people from the elderly group (X ± SD) (n = 24)

Показатель Мужчины, n = 11 Женщины, n = 13 Все, n = 24

Parameter Men, n = 11 Women, n = 13 Total, n = 24

Возраст, лет / Age, years 66,7 ± 4,3 65,5 ± 5,8 66 ± 5,1

Длина тела, м / Body length, m 1,74 ± 0,08 1,63 ± 0,077 а 1,68 ± 0,097

Масса тела, кг / Body weight, kg 77,8 ± 12,9 78,2 ± 12,5 78 ± 12,4

ИМТ, кг/м2 / BMI, kg/m2 26,4 ± 3,9 28,6 ± 4,3 27,6 ± 4,2

Длина ноги, м / Leg length, m 0,83 ± 0,013 0,83 ± 0,051 0,83 ± 0,095

▲ - уровень значимости различий между показателями мужчин и женщин, p < 0,05.

▲ - significance level for differences between indices of men and women, p < 0.05.

30

26

22

о >

3 1В

11

о

I 10

I

с

б

А

VCJKr = -G ,9638*0,2Q76r • * к

j* j*

*

9

* * ч

*

^ ч V . у

* - •

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

, ■ Hftll/Ojibfri у = 6,9638 * 0^0764;

г = 0,7309; р =0.0000

5С'

40

30

Ё

ш zc

10

g 2400

20С0

о 16С0

1

а

|

а

о_

Е

12С0

too

30

в

X

1 26

е:

3

| 22 S

■g -10

а

с

с

70 ЙО 80 100 110 120 130 140 130 160

ЧйСТОТЛ ССрДС1НЫК СйКрйИ|«НИЙ (HR), yjVvmn

Ve = 42,3603-0,6279*хИ),0{Ие*хл2 Б

• * d* У

* *

*■ * 1 t

■ г1— (-г""""* 1 1. т * ■ ■

• я

MR:lte:y = .15,&№I5 + Пг4447*х; г = 0,707В; р = 0,0300

ТО 80 00 100 110 130 «0 14С 150 16<

ЧЛГТОТЛ ГРр^НЧЫЫГ ГЛкрЙЩЙНИЙ (HR) у'Д М М -

ВО

170 з

3

4 60 i

к 50

£ Ф

= 40

5 ж

| 30

I

S

ш 20 10

в

vg = 125,1815*3 3,5455*х и

• у/

т

*

ШЯУ - 'V

- JC т 'Л:'

• Ve:\0}: у = 125,1615 * 33,5465*i;

Г = U,Si04; р = O.DUUI)

VOjinr = -4,1334+0,16Гх

HR:V(yicr: у : -4,1334 -> 0,161**; Г=0,6483; р= 0.0000

«о ео юо но 140 ieo 1м Частота серде^ньис сокращений ;НR) уд/миь

Ve = 0.6532+0.1155*Х+0,0012'ХА2

д

HR:Ve: у = -17,0892 + 0,4t27'x; г = 0,7920; р = 0.0000

ео ео юо но 140 160 юо

Частота сокращений (HR}, уд '.114

2С00

> 1600

а

о

5 1200

X

I too

10 20 30 40 SO 60

Вентиляция легких (Vej, лшин

70

400

Е

vo> = 221,0570+26,9754'х

. V * • V *

- *

Л?

i/eiVOj: у s 221,0576 + 26,9754'*; Г = 0,9609; р = 0.0000

50 30 40 50 60 70 ео

БеНТИЛЯЦИЙ ПеГКИК (, ЛУМИН

Рис. 2. Зависимость относительного потребления (VO2 мл/кг/мин) от частоты сердечных сокращений (HR, уд./мин) при ходьбе со скоростью 2-7 км/ч у мужчин (А) и женщин (Г) среднего возраста, вентиляции легких (Ve) от частоты сердечных сокращений (HR) (Б) и (Д), VO2 от Ve^) и (Е), соответственно Fig. 2. Dependence of relative oxygen consumption (VO2 ml/kg/min) on heart rate (HR, beat/min) for walking at a speed of 2-7 km/h in young men (A) and women (D), dependence of lungs ventilation (Ve) on heart rate (HR) (B) and (D), dependence of oxygen consumption on lungs ventilation (B) and (E)

По мере увеличения скорости ходьбы все показатели пожилых людей достоверно возрастали уже на скорости 3 км/ч (Ме^ p < 0,05) и продолжали монотонно увеличиваться дальше. Концентрация кислорода в выдыхаемом воздухе не изменялась по ходу всего исследования (табл. 6).

Зависимость легочной вентиляции от величины потребления кислорода представлена уравнением линейной регрессии вида: VO2 = = - 57,18 + 30,9^е (г = 0,86; р = 0,0000) у мужчин и VO2 = 81,66 + 29,26Ve (г = 0,8631; р = 0,0000) у женщин (рис. 3, В, Е).

Уравнение зависимости величины потреб-

Таблица 6 Table 6

Значения показателей кардиореспираторной системы пожилых людей при разной скорости ходьбы на тредмиле (X ± SD) (n = 24)

Values of the cardiorespiratory system of the elderly at a different walking speed on the treadmill (X ± SD) (n = 24)

Показатель Parameter Скорость ходьбы, км/ч Walking speed, km/h

2 3 4 5 6 7

ЧД, экс/мин FB, breaths/min 22,7 ± 4,6 23,7 ± 4,3 25,7 ± 5,1 ▲ 27,2 ± 5,1 ▲ 28,4 ± 5a 33,6 ± 5,5a

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

ЧСС, уд./мин HR, bpm 90,8 ± 8 97,4 ± 9,2a 105,1 ± 11,8a 114,4 ± 13A 122 ± 12,3 ▲ 143 ± 15,4 ▲

ЛВ, л/мин VE, l/min 23 ± 5 28,1 ± 6,3A 33,3 ± 7,1 ▲ 39,7 ± 8a 46,3 ± 6,8a 63,3 ± 6,1A

ПО2, мл/мин PO2, ml/min 694,7 ± 196 849,7 ± 204 ▲ 1003 ± 246 ▲ 1196±275▲ 1484 ± 339 ▲ 1973±388a

ПО2, мл/кг/мин PO2, ml/kg/min 9,1 ± 1,5 10,8 ± 1,7a 12,7 ± 2a 14,8 ± 2,6 ▲ 18,1 ± 3A 23 ± 3,9a

КО2, % KO2, % 17,3 ± 0,9 17,2 ± 0,7 17,2 ± 0,7 17,2 ± 0,8 16,9 ± 0,7 17,0 ± 0,5

▲ - уровень значимости p < 0,05 между данными на скорости 2 км/ч с данными при всех остальных скоростях ходьбы на тредмиле.

▲ - significance level p < 0.05 between the data obtained at a speed of 2 km/h and the rest walking speeds on the treadmill.

ления кислорода от ЧСС у мужчин и женщин пожилого возраста имеет вид: У02 = -12,37 + + 0,25ЧСС и У02 = -1,73 + 0,13ЧСС, соответственно, где У02 - величина потребления кислорода (мл/кг/мин) и 0,21 и 0,16 - эмпирические коэффициенты (рис. 3, А, Г). Зависимость между величинами легочной вентиляции и ЧСС отображается уравнением: Уе = = -38,45 + 0,085ЧСС + 0,003ЧСС2 (г = 0,8311; р = 0,0000) у мужчин и Уе = -1,03 + 0,50ЧСС + + 0,0017ЧСС2 у женщин (г = 0,8631; р = 0,0000) (рис. 2, Б, Д).

Обсуждение. По современным представлениям кардиореспираторная выносливость (подготовленность) (КРВ) отражает способность переносить кислород из атмосферы к митохондриям клеток для последующего выполнения механической работы [11, 13, 17]. КРВ количественно определяет функциональную способность человека и зависит от газообмена в легких (вентиляция и диффузия), от сократительной функции миокарда желудочков, крупных артерий и вен, состояния микроциркуляции и способности сосудистой системы к размещению и эффективному переносу крови из сердца, чтобы точно соответствовать потребностям в кислороде, способности мышц получать и использовать кислород и

питательные вещества, доставленные кровью, а также передавать эти метаболические запросы в сердечно-сосудистый центр [1, 12]. Таким образом, КРВ прямо связана с функцией многих систем и поэтому отражает общее состояние организма человека. Показано, что низкий уровень КРВ связан с высоким риском смертности от всех причин и смертностью, обусловленной сердечно-сосудистыми заболеваниями [20].

Показатели потребления кислорода (П02, мл/кг/мин), мощности ходьбы (МХ, мл/кг/м) и частоты сердечных сокращений (ЧСС, уд ./мин) все чаще используются для оценки кардио-респираторной выносливости [9, 14-16]. Эти физиологические переменные изучаются путем прямых измерений с помощью метаболо-графа С08МББ (Италия). Мы применили этот прибор для выяснения закономерностей влияния ходьбы с разной скоростью на параметры кардиореспираторной выносливости (КРВ) здоровых людей разного возраста и пола в условиях урбанизированного Сибирского Севера. Использование одинаковых приборов и методических условий позволило провести сравнительный анализ результатов двух независимых исследований - одного, проведенного нами в Сургуте (Югра, Россия) [2], другого -

• ,д

VOjiKr = -1 2,3697+0.2521'* • /

■ ■

*

• •

и

* ■. * • •

• .

hRlVOj/кг: у--12,3097 + 02621"*; г ■ 0.В137: р ■ О.ООСО

Ve = -30 4529 +0.76ft5"jc-0,000 ЗткА2 Б

• ш #

• 4 *

- • -• > * 4 . *

• . ■ «

HR:Ve:y = -34.9057 +0,71)38*);; г = 0,8311: р = 0.00 0 0

= -57,1823+30,9915'«

В

VeiVOji / = -57,162} *30,9915*л; r= 0.S60S; р = о.оооо

28 24 2D 16 12

ю я

с

с

•г

\ ray*r = «1,7291+0,1332**

* ■ ■

* •

s t - •

* •

* HRiVO^Kfiy s .1,7291 + 0t133Z#x;

г = 0.6359; р = о.оюоо

80 ЭО 100 110 120 1Э0 140 150 160 ЧйГТПТЛ Г?в[|ДЙ^НкИ ГАЫрЯЁЦАЫИй [HR y/i/uuu

I 60 I

i 50 м

jjj 40 г

X

К 30

Ei X

I

ф

ш 20

80 90 100 110 120 130 140 ISO 1Ь0 ЧЬйТОТЙ СйрДЙЧМЫИ сокращении (JHRi. уд/мин

10

5 —

S

.-Г

о >

S

о

1800

1400

1000

600

70 SO 00 100 НО 120 1S0 140 150 1S0 17ft

ЧйГТЛТА №НрЯ11|ЙШй {HR), уд^ыин

Vi = 1.028a+0j85'x+0,00'7-x»2 J

J У У

- *

• * I-S ■ У

Ж: •

• i * * HR:V/e: у = -23,10Ь4 * 0r5027"x; г =03631- р — 0 0003

70 ВО 90 100 110 120 130 140 150 160 17ft 4ütTÖ1ü е«рд*чных сокращении (HR), уд/мнн

10 го эо 40 so 6ft то ао

Вентиляция легких (Ve), п/мик

200

VO,:81.6614+29,257*x

Ж

Ve-.VO?; у = 31,6614 + 29,257'!!: г ± 0,0653; р = 0.0000

1ft 20 30 40 SO 60

Вентиляция легких (Vej, лЛмиь

70

Рис. 3. Зависимость относительного потребления (VO2 мл/кг/мин) от частоты сердечных сокращений (HR, уд./мин) при ходьбе со скоростью 2-7 км/ч у мужчин (А) и женщин (Г) пожилого возраста, вентиляции легких (Ve) от частоты сердечных сокращений (HR) (Б) и (Д), VO2 от Ve (В) и (Е), соответственно Fig. 3. Dependence of relative oxygen consumption (VO2 ml/kg/min) on heart rate (HR, beat/min) for walking at a speed of 2-7 km/h in elderly men (A) and women (D), dependence of lungs ventilation (Ve) on heart rate (HR) (B) and (D), dependence of oxygen consumption on lungs ventilation (B) and (E)

в Ричмонде (штат Вирджиния, США), проведенного Benjamin J. Darter и соавторами [10] (табл. 7, 8).

Данные табл. 7 свидетельствуют, что выборки молодых людей в Сургуте и Ричмонде совершенно идентичны. Динамика показате-

лей также имеет сходный характер - потребление кислорода и частота сердечных сокращений по мере увеличения скорости ходьбы растет в обеих группах, причем начиная со скорости 5 км/ч довольно существенно (р = 0,0001) (см. табл. 8).

Таблица 7 Table 7

Антропометрические показатели, Х ± SD Anthropometric parameters, Х ± SD

Показатель Parameter Сургут, Югра,Россия (n = 25) Surgut, Yugra, Russia (n = 25) Ричмонд, Вирджиния, США (n = 22) Richmond, Virginia, USA (n = 22)

Возраст, лет / Age, years 22,1 ± 4,3 24,7 ± 6,1

Длина тела, м / Body length, m 1,72 ± 0,11 1,71 ± 0,10

Масса тела, кг / Body weight, kg 66,3 ± 13,4 70,2 ± 12,6

ИМТ, кг/м2 / BMI, kg/m2 22,3 ± 2,9 23,7 ± 2,5

Длина ноги, м / Leg length, m 0,89 ± 0,06 0,88 ± 0,06

Таблица 8 Table 8

Показатели кардиореспираторной системы молодых взрослых при ходьбе на тредмиле с разной скоростью по данным метаболографаCOSMED, Х ± SD Cardiorespiratory system parameters in young adults obtained during the walking on the treadmill at a different speed using metabolimeter COSMED, Х ± SD

Показатель Parameter Скорость, км/ч Speed, km/h

2 3 4 5 6 ПС

Сургут, Югра, Россия Surgut, Yugra, Russia

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

ПО2, мл/кг/мин VO2, ml/kg/min 10,0 ±1,48 11,9 ±1,45 13,9 ±1,45 16,4±1,58 А 24,6±2,64а 15,15±1,52 ▲

ЧСС, уд./мин HR, bpm 97,2±11,5 101,9±1,6 108,8±11,8 114,7±12,7а 127,6±15,9а 111,8 ±12,7

Ричмонд, Вирджиния, США Richmond, Virginia, USA

ПО2, мл/кг/мин VO2, ml/kg/min 9,2 ±1,05 10,6 ±1,04 12,9 ±1,06 15,0±1,42 А 18,6±1,64а* 13,45±1,95а

ЧСС, уд/мин HR, bpm 83,4 ±13,8 88,3 ±14,1 94,3 ±12,2 103,6 ±16,3 115,9 ±19,4 98,1 ±14,5

▲ - уровень значимости p = 0,0001 между данными на скорости ходьбы 2 км/ч, 5-6 км/ч и на предпочитаемой скорости (ПС). * - достоверно при скорости 6 км/ч между данными молодых людей Сургута и Ричмонда.

▲ - significance level p = 0,0001 between the data obtained at a speed of 2 km/h, 5-6 km/h and at a preferable speed (PS). * - value is significant at a speed of 6 km/h between the data obtained in young adults in Surgut and Richmond.

Но в то же время видно, что в сургутской выборке абсолютные значения потребления кислорода и ЧСС при ходьбе с повышающейся скоростью выше, чем в группе волонтеров из Ричмонда. Более высокие значения метаболической мощности ходьбы представителей сургутской выборочной совокупности можно объяснить значительно более суровыми природно-климатическими условиями приполярного Сургута (ХМАО-Югра) по сравнению с мягким субтропическим климатом Ричмонда (штат Вирджиния).

Регрессионные уравнения зависимостей потребления кислорода от величины легочной вентиляции (УО2 = -12,9 + 40,3 Уе (г = 0,98; р = 0,0000) у юношей и УО2 = 116,3 + 34,7 Уе

у девушек (г = 0,97; р = 0,0000)) позволяют определять потребление кислорода в группе студентов на занятиях без применения газоанализатора, а только с использованием спирометра. Аналогичный метод, основанный на экспериментальных данных с использованием монитора сердечных сокращений, метаболо-графа С08МББ (Италия) и экспресс-анализа содержания молочной кислоты в крови предложили В.Н. Селуянов и соавторы [3]. Зависимость отображается регрессионным уравнением следующего вида: У02АпТ = 0,35 + + 0,00168Б1ИЯ + 0,1068Б1 (мс), л/мин; (Я = 0,98, функция оценки ошибок 0,26 л/мин, р < 0,001), где У02АпТ - величина пороговой анаэробной вентиляции, W - мощ-

Логинов С.И., Кинтюхин А.С., Логвинова С.Г. Возрастные и гендерные особенности

кардиореспираторной выносливости человека...

ность, ЧСС - частота сердечных сокращений (уд./мин), 8Б1 - дисперсия кардиоинтервалов (мс) в момент регистрации порога. Подставляя данные ЧСС, полученные при нагрузке, по уравнению можно рассчитать величину потребления кислорода.

Заключение. По мере увеличения скорости ходьбы с 2 до 7 км/ч величина относительного потребления кислорода закономерно повышалась в группе молодых испытуемых на 14,6 мл/кг/мин (2,46 раза), в группе лиц среднего возраста - на 17 мл/кг/мин (2,72 раза) и в группе пожилых индивидов -на 13,9 мл/кг/мин (2,53 раза). По поводу изменений, связанных с полом, отмечено снижение наклона кривых зависимостей относительного потребления кислорода от частоты сердечных сокращений в координатах «У02: НЯ» у молодых и пожилых женщин (рис. 1 и 3, Г) по сравнению с молодыми людьми и индивидами пожилого возраста, что свидетельствует о возможном снижении кардиореспираторной выносливости [12].

Потребление кислорода, необходимое для выполнения работы на скоростях ходьбы 6 и 7 км/ч у пожилых выше, чем у лиц среднего и молодого возраста. На скорости 7 км/ч ПО2 составляет 1973 ± 388 мл/мин против 1589 ± 412,5 (Ме81, р = 0,0291) и 1610 ± ± 348 мл/мин (1;-1е81;, р = 0,0244) соответственно. Такая динамика потребления кислорода может означать, что для пожилых выполнение работы в субмаксимальной зоне мощности метаболически более затратно, чем для лиц молодого и среднего возраста.

Работа выполнена при финансовой поддержке Российского гуманитарного научного фонда, Российского фонда фундаментальных исследований и Департамента образования и молодежной политики Ханты-Мансийского автономного округа-Югры, проект № 16-16-86006 «Оптимизация физической активности пожилых людей в условиях урбанизированного Сибирского Севера (ХМАО-Югры)».

Литература

1. Ватутин, Н.Т. Роль кардиореспираторной выносливости в клинической практике /Н.Т. Ватутин, А.С. Смирнова //Медични аспекты здоров'я чолов1ка. - 2017. - Т. 1, № 24. - С. 53-60.

2. Влияние ходьбы с разной скоростью на показатели кардиореспираторной системы студентов в условиях Югры / С.И. Логи-

нов, А.С. Кинтюхин, М.Н. Мальков, С.Г. Сага-деева // Теория и практика физ. культуры. -2016. - № 9. - С. 86-89.

3. Определение анаэробного порога по скорости вентиляции и вариабельности кардиоинтервалов. / В.Н. Селуянов, Е.М. Калинин, Г.Д. Пак и др. // Физиология человека. -2011. - Т. 37, № 6. - С. 106-110.

4. Реброва, О.Ю. Статистический анализ медицинских данных. Применение пакета прикладных программ STATISTICA / О.Ю. Реброва. - М.: МедиаСфера, 2000. - 312 с.

5. Astrand, P.-O. Maximal oxygen uptake and heart rate in various types of muscular activity /P.-O. Astrand, B. Saltin // J. Appl. Physiol. -1961. - Vol. 16. - P. 977-981.

6. Astrand, P-O. Measurement of maximal aerobic capacity / P-O. Astrand // Can. Med. Assoc. J. - 1967. - Vol. 25, по. 96 (12). -P. 732-735.

7. Blair, S.N. Physical inactivity: the biggest public health problem of the 21st century / S.N. Blair // Br. J. Sports Med. - 2009. - Vol. 43, no. 1. - P. 1-2.

8. Cardiorespiratory fitness, body mass index, and cancer mortality: a cohort study of Japanese men. / S.S. Sawada, I.M. Lee, H. Naito et al. // BMC Public Health. - 2014. - Vol. 14. -P. 1012. DOI: 10.1186/1471-2458-14-1012

9. Comparison between Ventilation and Heart Rate as Indicator of Oxygen Uptake during Different Intensities of Exercise / S. Gastinger, A. Sorel, G. Nicolas et al. // J. Sports Sci. Med. -2010. - Vol. 9, no. 1. - P. 110-118.

10. Darter, B.J. Test-Retest Reliability and Minimum Detectable Change Using the K4b2: Oxygen Consumption, Gait Efficiency, and Heart Rate for Healthy Adults During Submaximal Walking / B.J. Darter, K.M. Rodriguez, J.M. Wilken // Res. Q. Exerc. Sport. - 2013. - Vol. 84, no. 2. -P. 223-231. DOI: 10.1080/02701367. 2013.784720

11. Familial resemblance for VO2max in the sedentary state: the HERITAGE family study / C. Bouchard, E.W. Daw, T. Rice et al. // Med. Sci. Sports. Exerc. - 1998. - Vol. 30, no. 2. -P. 252-258.

12. Importance of Assessing Cardiorespiratory Fitness in Clinical Practice: A Case for Fitness as a Clinical Vital Sign: A Scientific Statement From the American Heart Association / R. Ross, S.N. Blair, R. Arena et al. // Circulation. -2016. - Vol. 134, no. 24. - P. e653-e699. DOI: 10.1161/CIR. 0000000000000461

13. Jacobs, R.A. Mitochondria express en-

hanced quality as well as quantity in association with aerobic fitness across recreationally active individuals up to elite athletes / R.A. Jacobs, C. Lundby // J. Appl. Physiol. - 2013. - Vol. 114, no. 3. - P. 344-350. DOI: 10.1152/japplphysiol. 01081.2012

14. Locomotion Mode Affects the Physiological Strain during Exercise at Walk-Run Transition Speed in Elderly Men / R. Freire, P. Farinatti, F. Cunha et al. // Int. J. Sports Med. - 2017. -Vol. 38, no. 7. - P. 515-520. DOI: 10.1055/s-0043-101913

15. Longitudinal cardiorespiratory fitness algorithms for clinical settings / A.S. Jackson, X. Sui, D.P. O'Connor et al. // Am. J. Prev. Med. -2012. Vol. 43, no. 5. - P. 512-519. DOI: 10.1016/j. amepre

16. Nonexercise cardiorespiratory fitness and mortality in older adults / DG-CP. Martinez-Gomez, P.C. Hallal, E. Lopez-Garcia et al. // Med. Sci. Sports Exerc. - 2014. - Vol. 47, no. 3. -P. 568-574.

17. Physical activity and cardiorespiratory

fitness as major markers of cardiovascular risk: their independent and interwoven importance to health status / J. Myers, P. McAuley, C. J. Lavie et al. //Prog. Cardiovasc. Dis. - 2015. Vol. 57, no. 4. - P. 306-314. DOI: 10.1016/j.pcad.2014. 09.011

18. Prediction of maximal or peak oxygen uptake from ratings of perceived exertion / J.B. Coquart, M. Garcin, G. Parfitt et al. // Sports Med. 2014. - Vol. 44, no. 5. - P. 563-578. DOI: 10.1007/s40279-013-0139-5

19. Submaximal, Perceptually Regulated Exercise Testing Predicts Maximal Oxygen Uptake: A Meta-Analysis Study / J.B. Coquart, M. Tabben, A. Farooq et al. // Sports Med. -2016. - Vol. 46, no. 6. - P. 885-897. DOI: 10.1007/s40279-015-0465-x

20. Sui, X. Cardiorespiratory fitness as a predictor of nonfatal cardiovascular events in asymptomatic women and men / X. Sui, M.J. La Monte, S.N. Blair // Am. J. Epidemiol. - 2007. -Vol. 165, no. 12. - P. 1413-1423. DOI: 10.1093/aje/kwm031

Логинов Сергей Иванович, доктор биологических наук, профессор, главный научный сотрудник научно-исследовательской лаборатории биомеханики и кинезиологии, Сургутский государственный университет ХМАО-Югры. 628412, Тюменская область, Ханты-Мансийский автономный округ - Югра, г. Сургут, пр. Ленина, 1. E-mail: [email protected], ORCID: 0000-0002-6640-3385.

Кинтюхин Антон Сергеевич, кандидат биологических наук, старший научный сотрудник научно-исследовательской лаборатории биомеханики и кинезиологии, Сургутский государственный университет ХМАО-Югры. 628412, Тюменская область, Ханты-Мансийский автономный округ -Югра, г. Сургут, пр. Ленина, 1. E-mail: [email protected], ORCID: 0000-0002-8238-6474.

Логвинова Светлана Гильевна, учитель физической культуры, лицей № 3. 628403, Ханты-Мансийский Автономный округ - Югра, г. Сургут, ул. 50 лет ВЛКСМ, 6в. E-mail: sveta.sagadeeva @yandex.ru, ORCID: 0000-0002-1695-3813.

Поступила в редакцию 1 ноября 2017 г.

DOI: 10.14529/hsm17s02

AGE AND GENDER PATTERNS OF HUMAN CARDIORESPIRATORY FITNESS IN THE CONDITIONS OF THE URBANIZED SIBERIAN NORTH

S.I. Loginov1, [email protected], ORCID: 0000-0002-6640-3385,

A.S. Kintyukhin, [email protected], ORCID: 0000-0002-8238-6474,

S.G. Logvinova2, [email protected], ORCID: 0000-0002-1695-3813

1Surgut State University, Surgut, Russian Federation, 2Lyceum № 3, Surgut, Russian Federation

Aim. The aim of this article is to reveal consistent patterns of human cardiorespiratory system reaction to walking at different speeds depending on sex and age in the conditions of the urbanized Siberian North. Materials and Methods. We studied three groups of healthy volunteers.

Логинов С.И., Кинтюхин А.С., Логвинова С.Г. Возрастные и гендерные особенности

кардиореспираторной выносливости человека...

The group of young people (GY, 22.1 ± 2.6 years, n = 25: 12 men and 13 women), the group of middle-aged people (GM, 42.7 ± 9.3 years, n = 25: 12; 13) and the elderly group (GE, 66.2 ± 5.1 years, n = 24: 11, 13) performed walking on the treadmill at a speed of 2-7 km/h for 5 minutes at each speed. We used FitMet PRO analyzer (COSMED, Italy) to measure breathing frequency (FB, times/min), lungs ventilation (VE, l/min), oxygen consumption (PO2, ml/min), relative oxygen consumption (RPO2, ml/min/kg), heart rate (HR, bpm), and oxygen concentration in the exhaled air (KO2, %). Before the beginning of the study, we measured leg length (m), body length (m), and body weight (kg). Results. As walking speed increased from 2 to 7 km/h, relative oxygen consumption increased regularly in the young group by 14.6 ml/kg/min (2.46 times), in the middle-aged group by 17 ml/kg/min (2.72 times), and in the elderly group by 13.9 ml/kg/min (2.53 times). We registered the decrease in the slope of the dependence curves of relative oxygen consumption on heart rate in young and older women in comparison with young people and the people of middle and old age. Regression equations of the dependence of relative oxygen consumption on pulmonary ventilation (VO2 = -12.9 + 40.3Ve (r = .98, p = .0000) in young men and VO2 = 116.3 + 34.7Ve in girls (r = .97; p = .0000)) allow to determine oxygen consumption in the group of students in the classroom using a spirometer. Conclusion. The data obtained show that the reaction of the cardiorespiratory system of the persons of different ages in response to walking with a stepwise increasing rate is adequate. Decrease in the slope of the dependence curves of relative oxygen consumption on heart rate in young and elderly women in comparison with young people, middle-aged and elderly people indicates a possible decrease in the cardio-respiratory endurance of women from this sample.

Keywords: Cardiorespiratory fitness, walking speed, men and women, age 18-75 years, oxygen consumption, pulmonary ventilation, urbanized Siberian North, KHMAO-Yugra.

References

1. Vatutin N.T., Smirnova A.S. [Role of Cardiorespiratory Endurance in Clinical Practice]. Medy-chny aspektbi zdorov'ja cholovika [Medical Aspects of Human Health], 2017, no. 1, pp. 53-60. (in Russ.)

2. Loginov S.I., Kintyukhin A.S., Mal'kov M.N., Sagadeeva S.G. [Influence of Walking at Different Rates on Indicators of Cardiorespiratory System of Students in Yugra Conditions]. Teoriya i praktika fizicheskoy kul'tury [Theory and Practice of Physical Culture], 2016, no. 9, pp. 86-89. (in Russ.)

3. Seluyanov V.N., Kalinin E.M., Pak G.D. [Determination of Anaerobic Threshold for Ventilation Rate and Variability of Cardio Intervals]. Fiziologiya cheloveka [Physiology of Human], 2011, vol. 37, no. 6, pp. 106-110. (in Russ.)

4. Rebrova O.Yu. Statisticheskiy analiz meditsinskikh dannykh. Primenenie paketa prikladnykh programm STATISTICA [Statistical Analysis of Medical Data. Application of the STATISTICA Software Package]. Moscow, MediaSphere Publ., 2000. 312 p.

5. Astrand P.O., Saltin B. Maximal Oxygen Uptake and Heart Rate in Various Types of Muscular Activity. J. Appl. Physiol, 1961, vol. 16, pp. 977-981.

6. Astrand P.O. Measurement of Maximal Aerobic Capacity. Can. Med. Assoc. J., 1967, vol. 25, no. 96(12), pp. 732-735.

7. Blair S.N. Physical Inactivity. The Biggest Public Health Problem of the 21st Century. Br. J. Sports Med, 2009, vol. 43, no. 1, pp. 1-2.

8. Sawada S.S., Lee I.M., Naito H. Cardiorespiratory Fitness, Body Mass Index, and Cancer Mortality. A Cohort Study of Japanese Men. BMC Public Health, 2014, vol. 14, pp. 1012. DOI: 10.1186/1471-2458-14-1012

9. Gastinger S., Sorel A., Nicolas G. Comparison Between Ventilation and Heart Rate as Indicator of Oxygen Uptake during Different Intensities of Exercise. J. Sports Sci. Med, 2010, vol. 9, no. 1, pp. 110-118. (in Russ.)

10. Darter B.J., Rodriguez K.M., Wilken J.M. Test-Retest Reliability and Minimum Detectable Change Using the K4b2: Oxygen Consumption, Gait Efficiency, and Heart Rate for Healthy Adults During Submaximal Walking. Res. Q. Exerc. Sport, 2013, vol. 84, no. 2, pp. 223-231. DOI: 10.1080/02701367. 2013.784720

11. Bouchard C., Daw E.W., Riceet T. Familial Resemblance for VO2max in the Sedentary State: the HERITAGE Family Study. Med. Sci. Sports. Exerc, 1998, vol. 30, no. 2, pp. 252-258. DOI: 10.1097/00005768-199802000-00013

12. Ross R., Blair S.N., Arena R. Importance of Assessing Cardiorespiratory Fitness in Clinical Practice: A Case for Fitness as a Clinical Vital Sign: A Scientific Statement From the American Heart Association. Circulation. 2016, vol. 134, no. 24, pp. 653-699. DOI: 10.1161/CIR.0000000000000461

13. Jacobs R.A., Lundby C. Mitochondria Express Enhanced Quality as well as Quantity in Association with Aerobic Fitness Across Recreationally Active Individuals Up to Elite Athletes. J. Appl. Physiol, 2013, vol. 114, no. 3, pp. 344-350. DOI: 10.1152/japplphysiol.01081.2012

14. Freire R., Farinatti P., Cunha F. Locomotion Mode Affects the Physiological Strain during Exercise at Walk-Run Transition Speed in Elderly Men. Int. J. Sports Med., 2017, vol. 38, no. 7, pp. 515-520. DOI: 10.1055/s-0043-101913

15. Jackson A.S., Sui X., O'Connor D.P. Longitudinal Cardiorespiratory Fitness Algorithms for Clinical Settings. Am. J. Prev. Med, 2012, vol. 43, no. 5, pp. 512-519. DOI: 10.1016/j.amepre

16. Martinez-Gomez DG-CP., Hallal P.C., Lopez-Garcia E. Nonexercise Cardiorespiratory Fitness and Mortality in Older Adults. Med. Sci. Sports Exerc, 2014, vol. 47, no. 3, pp. 568-574. DOI: 10.1249/MSS.0000000000000435

17. Myers J., McAuley P., Lavie C.J. Physical Activity and Cardiorespiratory Fitness as Major Markers of Cardiovascular Risk: Their Independent and Interwoven Importance to Health Status. Prog. Cardiovasc. Dis, 2015, vol. 57, no. 4, pp. 306-314. DOI: 10.1016/j.pcad.2014.09.011

18. Coquart J.B., Garcin M., Parfitt G. Prediction of Maximal or Peak Oxygen Uptake from Ratings of Perceived Exertion. Sports Med, 2014, vol. 44, no. 5, pp. 563-578. DOI: 10.1007/s40279-013-0139-5

19. Coquart J.B., Tabben M., Farooq A. Submaximal, Perceptually Regulated Exercise Testing Predicts Maximal Oxygen Uptake: A Meta-Analysis Study. Sports Med, 2016, vol. 46, no. 6, pp. 885-897. DOI: 10.1007/s40279-015-0465-x

20. Sui X., La Monte M.J., Blair S.N. Cardiorespiratory Fitness as a Predictor of Nonfatal Cardiovascular Events in Asymptomatic Women and Men. Am. J. Epidemiol., 2007, vol. 165, no. 12, pp. 1413-1423. DOI: 10.1093/aje/kwm031

Received 1 November 2017

ОБРАЗЕЦ ЦИТИРОВАНИЯ

FOR CITATION

Логинов, С.И. Возрастные и гендерные особенности кардиореспираторной выносливости человека в условиях урбанизированного Сибирского Севера / С.И. Логинов, А.С. Кинтюхин, С.Г. Логвинова // Человек. Спорт. Медицина. - 2017. - Т. 17, № Б. - С. 12-24. БОТ: 10.14529/Ь8Ш17802

Loginov S.I., Kintyukhin A.S., Logvinova S.G. Age and Gender Patterns of Human Cardiorespiratory Fitness in the Conditions of the Urbanized Siberian North. Human. Sport. Medicine, 2017, vol. 17, no. S, pp. 12-24. (in Russ.) DOI: 10.14529/hsm17s02

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.