CC BY
35выявление функциональных резервов внешнего дыхания
и общей физической работоспособности студентов
УДК/UDC 61 (061.2) + 796. 012 + 371.72 (470 - 924.71)
Поступила в редакцию 22.10.2020 г.
Доктор медицинских наук, профессор Ю.В. Бобрик1 Доктор медицинских наук, профессор А.Л. Корепанов2
1 Крымский федеральный университет им. В.И. Вернадского, Симферополь
2 Севастопольский государственный университет, Севастополь
FUNCTIONAL RESERVES OF EXTERNAL RESPIRATION SYSTEM AND OVERALL PHYSICAL WORKING CAPACITY OF STUDENTS
Dr.Med., Professor Yu.V. Bobrik1 Dr.Med., Professor A.L. Korepanov2
1 Vernadsky Crimean Federal University, Simferopol
2 Sevastopol State University, Sevastopol
Информация для связи с автором: akorepanov2006@rambler.ru
Аннотация
Цель исследования - определить возможности повышения функционального резерва системы внешнего дыхания общей физической работоспособности на основе физических упражнений динамического характера разной спортивной направленности.
Методика и организация исследования. Изучение функциональных резервов системы внешнего дыхания, общей физической работоспособности проводилось у 146 студентов (мужчин) в возрасте от 16 до 25 лет: у 113 обследуемых-спортсменов различной специализации и квалификации (бегунов-стайеров и спринтеров, пловцов, штангистов) и у 33 студентов, не занимающихся спортом. Для определения общей физической работоспособности использовался тест PWC170 на велоэргометре. Частоту сердечных сокращений регистрировали с помощью электрокардиографа «КАРДИО+» (Россия). Для оценки функциональных резервов системы внешнего дыхания, силы дыхательной мускулатуры проводили пневмотонометрию (ПТНМ) на выдохе (мм рт. ст.); пневмотахометрию (ПТХМ) на вдохе и на выдохе (л/с), спирографию - определение жизненной ёмкости лёгких (ЖЕЛ). Использовали ртутный пневмотонометр и компьютерный спирограф «Спиро-тест РС» (Россия). Также у испытуемых определялся жизненный индекс (ЖИ) как соотношение жизненной емкости легких к массе тела. Результаты исследования и выводы. . Одним из актуальных направлений исследований, убедительно обоснованных в современной спортивной науке, является онтокинезиологический подход, заключающийся в соответствии параметров тренировочных нагрузок текущему функциональному состоянию занимающегося и естественному ходу развития его двигательной функции.
Полученные результаты продемонстрировали, что функциональные резервы дыхательной системы и показатели общей физической работоспособности студентов достоверно возрастают при циклических (аэробных) тренировках - бег и плавание. Как показало исследование, у пловцов и бегунов-стайеров высших разрядов данные параметры были больше, чем у студентов-спортсменов с более низкой спортивной квалификацией. Таким образом, занятия плаванием с большей степенью выраженности позитивно влияли на увеличение функциональных резервов дыхательной системы. Результаты исследования могут использоваться в физиологии спорта, физической реабилитации и спортивной медицине.
Ключевые слова: студенты, спортсмены, функциональные резервы дыхательной системы, физическая работоспособность.
Annotation
Objective of the study was to determine the ways to increase the functional reserves of the external respiration system and overall physical working capacity by means of intense dynamic exercises of different sports orientations. Methods and structure of the study. The study involved 146 male students aged 16-25 years, including 113 athletes of different sports specializations and qualifications (long-distance runners and sprinters, swimmers, weightlifters) and 33 non-sporting students. The following methods were applied for the study purposes: PWC170 cycle ergometer test - to assess the subjects' overall physical working capacity; "Cardio+" diagnostic automated complex (Russia) - to measure their heart rate (HR); expiratory pneumotonometry (mmHg) - to evaluate the functional reserves of the external respiration system and respiratory muscle strength; inspiratory and expiratory pneumotachometry (l/s), spirography - to determine the vital capacity (VC). Mercury pneumotonometer and "Spiro-Test PC" (Russia) device with the computer data processing were used. We also determined the birth-death ratio in the subjects as the ratio of VC to the body mass.
Results and conclusions. The data obtained showed that the functional reserves of the external respiration system and overall physical working capacity rates in the student increased significantly under the cyclic (aerobic) training loads - running and swimming. At the same time, swimming practices have a more pronounced positive effect on the increase of the functional reserves of the respiratory system. The findings can be used in sports physiology, physical rehabilitation, and sports medicine.
Keywords: students, athletes, functional reserves of the respiratory system, physical working capacity.
Введение. Одним из главных параметров, характеризующих здоровье студентов, является физическая работоспособность. В свою очередь, физическая работоспособность тесно связана с функциональным состоянием системы внешнего дыхания (функциональным резервом) [1, 4-7].
Резервы организма оцениваются величиной функциональных сдвигов, проявляющихся под влиянием экстремальных воздействий или физических упражнений. Измеряется функциональный резерв разностью между максимальным проявлением отдельных функций и их минимальным значением, отмеченным в состоянии относительного покоя [1, 3, 8].
Как правило, существуют скрытые резервы в отношении газообмена, сердечно-сосудистой системы, обмена веществ и энергии, которые могут быть выявлены экспериментально с помощью тестирующих нагрузок [1, 3-5, 8].
Одним из актуальных направлений исследований, убедительно обоснованных в современной спортивной науке, является онтокинезиологический подход, заключающийся в соответствии параметров тренировочных нагрузок текущему функциональному состоянию занимающегося и естественному ходу развития его двигательной функции [2, 8].
Цель исследования - определить возможности повышения функционального резерва системы внешнего дыхания, общей физической работоспособности на основе физических упражнений динамического характера разной спортивной направленности.
Методика и организация исследования. В исследовании приняли участие 146 студентов (мужчин). Были обследованы 113 студентов-спортсменов различной специализации и квалификации (легкоатлеты-стайеры и спринтеры, пловцы, штангисты) и 33 студента, не занимающихся спортом, в возрасте от 16 до 25 лет.
Для определения общей физической работоспособности применялся тест PWC170. Обследуемые выполняли два нагрузочных теста на велоэргометре «ВЭ-02» (Россия) с педалированием в диапазоне 60-80 оборотов за 1 мин в продолжении 5 мин и с отдыхом в течение 3 мин, при этом по окончании каждой физической нагрузки в течение 30 с определялось число сердечных сокращений (ЧСС), результаты исследования оценивались по следующей формуле [3]:
Р\\'С17о = \¥! + (\¥2-\¥1)
но-./;
л-л
где W1 и W2 - величина первого и второго нагрузочного теста, ^ и ^ - ЧСС по окончании первого и второго нагрузочного теста.
Частоту сердечных сокращений регистрировали с помощью электрокардиографа «КАРДИО+» (Россия). Для оценки
функциональных резервов системы внешнего дыхания, силы дыхательной мускулатуры проводили пневмотонометрию (ПТНМ) на выдохе (мм рт. ст.); пневмотахометрию (ПТХМ) на вдохе и на выдохе (л/с), спирографию - определение жизненной ёмкости легких (ЖЕЛ). Использовали ртутный пневмотонометр и компьютерный спирограф «Спиро-тест РС» (Россия). Также у испытуемых определяли жизненный индекс (ЖИ) как соотношение жизненной емкости легких к массе тела.
Результаты исследования и их обсуждение. Показано, что функциональные резервы дыхательной системы и показатели общей физической работоспособности студентов достоверно возрастают при занятиях циклическими видами спорта (см. таблицу).
В зависимости от специализации студентов-спортсменов были, соответственно, различными показатели, характеризующие функциональные резервы внешнего дыхания, сократительную функцию дыхательных мышц, уровень толерантности к физической нагрузке. При этом наибольший прирост исследуемых показателей отмечался у студентов-пловцов и бегунов-стайеров и менее выраженный - у бегунов на короткие дистанции. Штангисты ничем не отличались от неспортсменов в отношении развития дыхательного резерва и уровня общей работоспособности. Так, показатель пневмотонометрии у неспортсменов составил 80,0±10,3 мм рт. ст.; у пловцов - 125,0±9,4 мм рт. ст. (р<0,001), у стайеров - 112,6±8,8 (р<0,001), у спринтеров - 94,8±10,2 мм рт. ст., у штангистов - 84,7±10 мм рт. ст. Не менее выражено изменялись под влиянием тренировочного процесса показатели ЖЕЛ и пневмотахометрии.
Жизненная емкость легких достигала наибольшего значения у студентов-легкоатлетов и пловцов, наименьшего значения - у неспортсменов и штангистов. ЖЕЛ у пловцов составила 6,2±0,3 л (р<0,001), у стайеров - 5,6±0,2 л (р<0,001), у спринтеров - 5,2±0,2 л (р<0,01), у штангистов - 4,6±0,2 л, у студентов основной медицинской группы - 4,1±0,2 л.
При этом существенно различались показатели физической работоспособности. У пловцов и бегунов показатель PWC170 был наиболее высоким: у пловцов он составил 4,4±0,09 Вт/кг (р<0,001), у бегунов-стайеров - 4,8±0,10 Вт/кг (р<0,001), у бегунов-спринтеров - 3,8±0,10 Вт/кг (р<0,001), у штангистов - 1,8±0,09 Вт/кг; у неспортсменов -1,8±0,12 Вт/кг.
Вместе с тем следует особо подчеркнуть и выделить тот факт, что у пловцов по сравнению с другими спортсменами отмечались наиболее высокие показатели ЖЕЛ - 6,2±0,3 л (р<0,001), пневмотонометрии - в среднем 125 мм рт. ст. (р<0,001), пневмотахометрии на вдохе - 5,7±0,2 л/с (р<0,001)
□ и
£ г.
а
ч—
о (и и
2 а
■
с
га
^
О (и .с Н
Параметры спирометрии, пневмотонометрии и пневмотахометрии, физической работоспособности у спортсменов различной специализации, M±m
Специализация Исследуемые показатели
PWC170, Вт/кг ЖЕЛ, л Пневмотонометрия, мм рт. ст. Пневмотахометрия, л/с
на вдохе на выдохе
Пловцы (п=35) 4,4±0,09*** 6,2±0,3*** 125,0±9,4*** 5,7±0,2** 6,2±0,2***
Бегуны-стайеры (п=28) 4,8±0,10*** 5,6±0,2*** 112,6±8,8*** 5,6±0,2** 5,4±0,3**
Бегуны-спринтеры (п=25) 3,8±0,10*** 5,2±0,2** 94,8±10,2 5,0±0,3 4,7±0,3
Штангисты (п=25) 1,8±0,09 4,6±0,2 84,7±10,0 4,3±0,3 4,3±0,3
Неспортсмены (п=33) 1,8±0,12 4,1±0,2 80,6±0,7 4,1±0,7 4,4±0,3
* - р<0,05, ** - р<0,01, ской группы).
1 - р<0,001 - достоверность различий при сопоставлении с группой неспортсменов (студентов основной медицин-
34
http://www.teoriya.ru
№2^ 2021 Февраль | February
Показатели ЖЕЛ (а), жизненного индекса (б) у студентов-пловцов высших (1) и младших (2) разрядов; у студентов-легкоатлетов-стайеров высших (3) и младших (4) разрядов; у студентов-штангистов (5); у неспортсменов, студентов основной медицинской группы (6)
и пневмотахометрии на выдохе - 6,2±0,2 л/с (р<0,001), что отражает высокую сократительную функцию респираторных мышц, высокую степень бронхиальной проходимости у спортсменов-пловцов. Следовательно, у них наиболее эффективно развивается дыхательная мускулатура под влиянием систематических тренировок.
На рисунке представлены данные ЖЕЛ и жизненного индекса. Эти показатели были изучены у студентов-спортсменов с разной специализацией и квалификацией. В качестве контрольной группы служили студенты-неспортсмены.
Как видно из рисунка, самый высокий прирост ЖЕЛ и ЖИ у студентов под влиянием тренировочных занятий был выявлен у пловцов и легкоатлетов-стайеров высокой квалификации, менее выраженный прирост отмечался у студентов-спортсменов с более низкой спортивной квалификацией и совсем не было отмечено увеличение данных показателей у штангистов.
Выводы. Наибольший уровень функциональных резервов дыхательной системы и уровня общей физической работоспособности выявлен у студентов-спортсменов пловцов и бегунов-стайеров, у студентов-штангистов и неспортсменов данные показатели достоверно не отличались.
Прирост функциональных резервов дыхательной системы и уровня общей физической работоспособности у студентов под влиянием тренировочных занятий циклическими видами спорта зависел от квалификации спортсменов: у пловцов и бегунов-стайеров высших разрядов данные параметры были больше, чем у студентов-спортсменов с более низкой спортивной квалификацией.
Литература
1. Бобрик Ю.В. Этнические особенности уровня развития функциональных резервов кардиореспираторной системы, общей физической работоспособности у отечественных и иностранных студентов / Ю.В. Бобрик // Крымский журнал экспериментальной и клинической медицины. - 2016. - № 2. - С. 57-59.
2. Загревская А.И. Онтокинезиологический подход как методология спортизации физического воспитания в системе образования / А.И. Загревская, Л.И. Лубышева // Теория и практика физ. культуры. - 2017. - № 6. - С. 6-8.
3. Карпман В.Л. Тестирование в спортивной медицине / В.Л. Карп-ман, З.Б. Белоцерковский, И.А. Гуднов. - М.: Физкультура и спорт, 1988. - 208 с.
4. Корепанов А.Л. Оценка вариабельности сердечного ритма у мальчиков и юношей г. Севастополя / А.Л. Корепанов // Теория и практика физ. культуры. - 2019. - № 9. - С. 26-28.
5. Корепанов А.Л. Особенности аэробного потенциала у подростков с разными темпами физического развития / А.Л. Корепанов, О.Н. Головко, С.Е. Моторная // Теория и практика физ. культуры. - 2020. - № 2. - С. 39-41.
6. Маметова О.Б. Особенности функционального состояния дыхательной системы у иностранных студентов первого года обучения / О.Б. Маметова, А.А. Титаренко, А.В. Лукавенко и др. // Крымский журнал экспериментальной и клинической медицины.
- 2018. - № 1 (8). - С. 43-48.
7. Маметова О.Б. Влияние паравертебральной миорелаксации на форсированное дыхание у спортсменов / О.Б. Маметова, Г.А. Мороз // Спортивная медицина: наука и практика. - 2015. -№ 4 (21). - С. 26-30.
8. Минина Е.Н. Актуальность прогностической оценки сердечной деятельности у спортсменов-футболистов / Е.Н. Минина, А.Г. Ла-стовецкий, Ю.В. Бобрик и др. // Теория и практика физ. культуры.
- № 9. - 2018. - С. 78-82.
References
1. BobrikYu.V. Etnicheskie osobennosti urovnya razvitiya funktsionalnykh rezervov kardiorespiratornoy sistemy, obshchey fizicheskoy rabotosposobnosti u otechestvennykh i inostrannykh studentov [Ethnic features of level of functional reserves of cardiorespiratory system, general physical work capacity in domestic and foreign students]. Krymskiy zhurnal eksperimentalnoy i klinicheskoy meditsiny. 2016. No. 2. pp. 57-59.
2. Zagrevskaya A.I., Lubysheva L.I. Ontokineziologicheskiy podkhod kak metodologiya sportizatsii fizicheskogo vospitaniya v sisteme obrazovaniya [Ontokinesiological approach for sportization of physical education within national education system]. Teoriya i praktika fiz. kultury, 2017, no. 6, pp. 6-8.
3. Karpman V.L., Belotserkovskiy Z.B., Gudnov I.A. Testirovanie v sportivnoy meditsine [Testing in sports medicine]. M.: Fizkultura i sport, 1988. 208 p.
4. Korepanov A.L. Otsenka variabelnosti serdechnogo ritma u malchikov i yunoshey g. Sevastopolya [Rating heart rate variability in boys and young men of Sevastopol] Teoriya i praktika fiz. kultury. 2019. No. 9. pp. 26-28.
5. Korepanov A.L., Golovko O.N., Motornaya S.E. Osobennosti aerobnogo potentsiala u podrostkov s raznyimi tempami fizicheskogo razvitiya [Aerobic potential in adolescents with different physical development rates]. Teoriya i praktika fiz. kultury. 2020. No. 2. pp. 39-41.
6. Mametova O.B., Titarenko A.A., Lukavenko A.V. et al. Osobennosti funktsionalnogo sostoyaniya dykhatelnoy sistemy u inostrannykh studentov pervogo goda obucheniya [Features of functional state of respiratory system in foreign first year students]. Krymskiy zhurnal eksperimentalnoy i klinicheskoy meditsiny. 2018. No. 1 (8). pp. 4348.
7. Mametova O.B., Moroz G.A. Vliyanie paravertebralnoy miorelaksatsii na forsirovannoe dyihanie u sportsmenov [Effect of paravertebral muscle relaxation on forced breathing in athletes]. Sportivnaya meditsina: nauka i praktika. 2015. No. 4 (21). pp. 26-30.
8. Minina E.N., Lastovetskiy A.G., Bobrik Y.V. et al. Aktualnost prognosticheskoy otsenki serdechnoy deyatelnosti u sportsmenov-futbolistov [Benefits of prognostic ratings of cardiac activity in modern football]. Teoriya i praktika fiz. kultury. No. 9. 2018. pp. 78-82.
