CC BY
15
УДК 612.176.4:796+612.227:796 DOI: 10.14526/2070-4798-2021-16-4-131-136
Значение физиологических показателей для выявления
функциональных резервов организма
Ванюшин Ю.С.'*, Федоров НА.2, Борисевич СА.3
'Поволжский государственный университет физической культуры, спорта и туризма
г. Казань, Россия ORCID: 0000-0003-2667-6124, kaf.Jv.kgau@mail.ru* 2Казанский государственный аграрный университет г. Казань, Россия ORCID: 0000-0002-6515-0451, nik-f-84@mail.ru 3Департамент по спорту и молодежной политике Администрации города Тюмени
г. Тюмень, Россия ORCID: 0000-0003-0749-4296, Borisevichsa@tymen-citi.ru
Аннотация: Многочисленными научными фактами установлено, что организм человека обладает значительным запасом прочности, т.е. имеет большой функциональный резерв, используемый во время спортивных соревнований и при различных непредсказуемых ситуациях для сохранения жизни и своего здоровья. Материалы. Определение значения физиологических показателей кардиореспираторной системы для выявления функциональных резервов организма спортсменов разного возраста, пола и занятий различными видами спорта. Методы исследования. Анализ и обобщение научной литературы, методика В. Кубичека с соавт. (1970) в модификации Ю.П. Пушкаря с соавт. (1980) и Ю.С. Ванюшина (1996), регистрация показателей сердечно-сосудистой и дыхательной систем при функциональных нагрузках различной направленности и возрастающей мощности, методы математической статистики. Результаты. При максимальной нагрузке, что отмечается в группе подростков 15-16 лет, функциональный резерв можно определять по показателям внешнего дыхания. Функциональный резерв по величине ЧСС можно определять в группах женщин, в группах подростков и юношей 1721 лет. Функциональный резерв по показателям насосной функции сердца лучше всего определять в группах мужчин и юношей, занимающихся видами спорта на выносливость. Заключение. На характеристику функциональных резервов организма спортсменов оказывают влияние возрастно-половые особенности занимающихся спортом и виды спорта.
Ключевые слова: кардиореспираторная система, нагрузка, функциональные резервы, кровообращение, дыхание, ЧСС, УОК, МОК, ЧД, ДО, МОД.
Для цитирования: Ванюшин Ю.С.*, Федоров Н.А., Борисевич С.А. Значение физиологических показателей для выявления функциональных резервов организма. Педагогико-психологические и медико-биологические проблемы физической культуры и спорта. 2021; 16(4): 131-136. DOI: 10.14526/2070-4798-2021-16-4-131-136
The importance of physiological indices for the functional reserves of the
organism revelation
Yuriy S. Vanyushin'*, Nikolay A. Fedorov2, Sergey A. Borisevich3
'Volga region State University of Physical Culture, Sport and Tourism
Kazan, Russia ORCID: 0000-0003-2667-6124, kaf.JV.kgau@mail.ru* 2Kazan State Agrarian University Kazan, Russia ORCID: 0000-0002-6515-0451, nik-f-84@mail.ru 3Department of Sport and Youth Policy of Tyumen City Authorities
Tyumen, Russia ORCID: 0000-0003-0749-4296,
Abstract: It was stated scientifically that a person's organism has a significant factor of safety.
It means that an organism has a great functional reserve. It is used during sports competitions and during different unpredictable situations for life and own health safety. Materials. The importance of physiological indices of cardiorespiratory system revelation for functional reserves of organism determination in the athletes of different ages, gender and kind of sport. Research methods. Information sources analysis and summarizing, the methodology by V. Kubichek with co-authors (1970) in modification of Yu.P. Pushkar with co-authors (1980) and Yu.S. Vanyushin (1996), cardiovascular and respiratory systems indices registration during the functional loads of different orientation and the increasing power, methods of mathematical statistics. Results. In terms of maximal load, which is seen in the group of 15-16 year-old teen-agers, the functional reserve can be defined according to the indices of the external respiration. Functional reserve can be defined according to the volume of heart rate in the group of women, in the groups of teenagers and 17-21 year-old boys. The functional reserve according to heart pumping ability can be defined in the groups of men and boys. They are involved into endurance oriented kinds of sport. Conclusion. Age related and gender characteristics of those, who are involved into sport and kinds of sport influence the characteristics of the functional reserves of athletes' organisms. Keywords: cardiorespiratory system, load, functional reserves, blood circulation, respiration, heart rate, cardiac stroke volume (CSV), minute volume of blood circulation (MVB), rate of respiration (RR), respiratory volume (RV), respiratory minute volume (RMV).
For citation: Yuriy S. Vanyushin*, Nikolay A. Fedorov, Sergey A. Borisevich. The importance of
physiological indices for the functional reserves of the organism revelation. Russian Journal of Physical
Education and Sport. 2021; 16(4): 131-136. DOI: 10.14526/2070-4798-2021-16-4-131-136
ВВЕДЕНИЕ
Многочисленными научными фактами установлено, что организм человека обладает значительным запасом прочности, т.е. имеет большойфункциональныйрезерв,ишользуемый во время спортивных соревнований и при различных непредсказуемых ситуациях для сохранения жизни и своего здоровья. Академик Н.М. Амосов предполагал, что здоровье, определяемое количественной характеристикой, можно представить как совокупность резервных возможностей основных систем организма. К ним следует отнести сердечно-сосудистую и дыхательную системы [1, 2, 3, 4], представляющие собой функциональную кардиореспираторную систему, которая формируется и развивается в процессе постнатального онтогенеза. Ее значение возрастает при двигательной деятельности, т.к. функциональная активность данной системы направлена на обеспечение организма кислородом. От того, как происходит этот процесс, зависят спортивные результаты и физическая работоспособность занимающихся физической культурой и спортом. Функциональные резервы целесообразно определять исходя из физиологических показателей, снятых в условиях относительного покоя и во время физических нагрузок
значительной интенсивности и мощности [5,6,7,8,9]. Это так называемый резервный фонд организма человека, зависящий от его двигательной активности. Ее дефицит, как известно, приводит к гипокинезии, а чрезмерная двигательная активность способствует перетренировке. Следовательно, необходимо выбрать оптимальный двигательный режим, способствующий повышению спортивных достижений, улучшению функциональной дееспособности, и этому будет способствовать рост резервных возможностей организма.
Цель исследований — определить значение физиологических показателей кардиореспираторной системы для выявления функциональных резервов организма спортсменов разного возраста, пола и занятий различными видами спорта.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
Для выявления различных реакций со стороны составляющих кардиореспираторную систему спортсменов нами была разработана методика комплексного подхода, состоящая в одновременной регистрации показателей сердечно-сосудистой и дыхательной систем при функциональных нагрузках различной направленности и возрастающей мощности.
По методике В. Кубичека с соавт. (1970) в модификации Ю.П. Пушкаря с соавт. (1980) и Ю.С. Ванюшина (1996) во время самой двигательной деятельности записывалась дифференциальная реограмма, по которой высчитывались частота сердечных сокращений (ЧСС), ударный объем крови (УОК) и минутный объем кровообращения (МОК). Показатели внешнего дыхания: частота дыхания (ЧД), дыхательный объем (ДО), минутный объем дыхания (МОД) определялись при помощи пневмотахографа. Данные газообмена рассчитывались по общепринятым формулам. В качестве функциональных нагрузок применялись активная ортостатическая проба и физические нагрузки повышающейся мощности на велоэргометре (рисунок 1). Испытуемыми были спортсмены разного возраста: подростки 15-16 лет (группа 1), юноши 17-21 лет (группа 2), взрослые спортсмены 22-35 лет (группа 3) и 3660 лет (группа 4). Все они занимались видами спорта на выносливость.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
Нами определялся функциональный резерв организма по хронотропному показателю деятельности сердца, а именно по ЧСС, в группах разнополых спортсменов (таблица 1) и в группах спортсменов разного возраста, занимающихся видами спорта на выносливость (таблица 2). Как показали результаты исследований, наибольший функциональный резерв по величине ЧСС выявлен в группах женщин, в группах подростков и юношей, а наименьший - в группах мужчин, независимо от вида спорта. Однако так заявлять не совсем корректно, т.к. наименьшая реакция ЧСС в группах мужчин является свидетельством экономной деятельности сердца при нагрузке на велоэргометре мощностью в 200 Вт. В этом случае меньший по значению показатель функционального резерва является благоприятным фактором деятельности сердечно-сосудистой системы, что мы и отмечаем в своих исследованиях.
Определяя функциональный резерв по показателям насосной функции (УОК, МОК), мы наблюдаем (таблицы 1, 2), что наибольшие
показатели функционального резерва по УОК и МОК отмечены в группах мужчин и юношей, занимающихся видами спорта на выносливость. Это свидетельствует о больших функциональных резервах насосной функции сердца данных групп испытуемых, что вполне закономерно с позиций физиологии спорта, т.к., занимаясь видами спорта на выносливость, спортсмены развивают сердечно-сосудистую систему и это находит отражение в таких явлениях, как брадикардия, гипертрофия миокарда, дилатация правого и левого полостей желудочков сердца. Наименьший функциональный резерв отмечен в группе подростков, занимающихся видами спорта на выносливость, и в группе женщин, занимающихся ациклическими видами спорта.
Рассматривая функциональный резерв показателей внешнего дыхания (таблица 3), мы наблюдаем следующую картину, свидетельствующую о больших функциональных резервах показателей внешнего дыхания в группахподростковимужчинввозрасте36-60лет, занимающихся видами спорта на выносливость. Объяснение этому мы видим в следующем. Для подростков в возрасте 15-16 лет нагрузка на велоэргометре постепенно повышающейся мощности до 200 Вт оказалась предельной, и в связи с этим у них проявились максимальные резервные возможности дыхательной системы. В группе мужчин 36-60 лет показатели внешнего дыхания сыграли ключевую роль в обеспечении организма кислородом при двигательной деятельности. Поэтому такие параметры дыхания, как дыхательный объем и минутный объем дыхания у них достигли при нагрузке мощностью 200 Вт значительных величин, характеризуя эту нагрузку как способ выявления функционального резерва дыхательной системы.
Таблица 1 - Показатели деятельности сердца (ЧСС, уд/мин; УОК, мл; МОК, л/мин) в группах спортсменов мужского (1,2) и женского (3,4) пола, занимающихся циклическими (1,3) и ациклическими видами спорта, в условиях покоя и при нагрузке мощностью 200 Вт
Группы спортсменов
Условия снятия Показатели
показателей
1 2 3 4
ЧСС 65,29+2,19 70,50+2,64 66,52+2,45 68,27+2,45
Исходное состояние УОК 82,28+3,21 78,89+2,38*° 67,56+2,63 72,72+3,69
МОК 5,29+0,19 5,47+0,19*° 4,47+0,21 4,89+0,30
ЧСС 142,44+2,82 160+2,56 162,18+2,95 170,59+2,80
Нагрузка 200 Вт. УОК 141,19+4,22 114,73+3,88 94,96+6,08 93,08+5,95
МОК 20,03+0,57 18,33+0,61 15,28+0,88 15,74+0,82
ЧСС 2,18 2,28 2,44 2,50
Функциональный резерв УОК 1,72 1,45 1,41 1,28
МОК 3,79 3,35 3,42 3,22
Таблица 2 - Показатели деятельности сердца в группах спортсменов (1 - подростки15-16 лет; 2 -юноши 17-21 лет; 3,4 - взрослые спортсмены), занимающихся видами спорта на выносливость, в условиях покоя и при нагрузке мощностью 200 Вт
Группы спортсменов
Условия снятия Показатели
показателей
1 2 3 4
ЧСС 77,51+4,63 62,20+2,14 65,29+2,19 65,40+2,07
Покой УОК 62,55+3,55 79,37+2,22 82,28+3,21 79,32+2,52
МОК 4,77+0,28 4,95+0,24 5,29+0,19 5,23+0,27
ЧСС 178,10+6,98 151,44+3,09 142,44+2,82 147,32+2,69
Нагрузка 200 Вт УОК 73,30+5,45 136,31+4,45 141,19+4,22 129,52+5,55
МОК 12,90+0,87 20,38+0,46 20,03+0,57 18,93+0,69
ЧСС 2,30 2,43 2,18 2,25
Функциональный резерв УОК 1,17 1,72 1,72 1,63
МОК 4,12 3,79 3,79 3,62
Таблица 3 - Показатели внешнего дыхания в группах спортсменов, занимающихся видами спорта на выносливость
Группы спортсменов
Условия снятия Показатели
показателей
1 2 3 4
ЧД 18,09+1,28 17,09+0,59 15,12+0,48 13,75+0,68
Покой ДО 0,56+0,05 0,61+0,03 0,64+0,04 0,76+0,04
МОД 9,73+0,81 10,24+0,40 9,59+0,61 10,15+0,47
ЧД 33,00+2,28 27,46+0,85 24,35+1,13 27,28+1,08
Нагрузка 200 Вт ДО 2,13+0,11 2,20+0,07 2,49+0,09 2,77+0,12
МОД 68,57+3,84 59,34+1,48 59,55+1,79 75,65+3,26
ЧД 1,82 1,61 1,61 2,02
Функциональный резерв ДО 3,80 3,61 3,89 3,64
МОД 7,05 5,79 6,21 7,45
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Таким образом, при максимальной нагрузке, что отмечается в группе подростков 15-16 лет, функциональный резерв можно определять по показателям внешнего дыхания. Функциональный резерв по величине ЧСС можно определять в группах женщин, в группах подростков и юношей 17-21 лет. Функциональный резерв по показателям насосной функции сердца лучше всего определять в группах мужчин и юношей, занимающихся видами спорта на выносливость. Следовательно, на характеристику функциональных резервов организма спортсменов оказывают влияние возрастно-половые особенности занимающихся спортом и виды спорта.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Ванюшин М. Ю. Адаптация кардиореспираторной системы спортсменов разных видов спорта и возраста к физической нагрузке. Монография. Казань: Изд-во ООО «Печать-Сервис-XXI век». 2011: 138.
2. Ванюшин Ю.С., Хайруллин Р.Р.
Кардиореспираторная система как индикатор функционального состояния организма спортсменов. Теория и практика физической культуры. 2015; 7: 11-14.
3. Ванюшин Ю.С., Хайруллин Р.Р. Кардиореспираторная система в онтогенезе при адаптации к функциональным нагрузкам. Монография. Казань : Изд-во «Отечество». 2016: 200.
4. Ванюшин Ю.С., Федоров Н.А., Хузина Г.К., Яруллин А.Г. Критерии биологической надежности растущего организма и взрослых спортсменов. Педагогико-психологические и медико-биологические проблемы физической культуры и спорта. 2019; 14(2): 150-156. DOI:
5. Петров Р.Е., Мутаева И.Ш., Ионов А.А. Определение и оценка аэробного порога и потенциальных возможностей сердечной системы лыжников-гонщиков (юношей) на основе использования ступенчато-возрастающей велоэргометрической нагрузки. Педагогико-психологические и медико-биологические проблемы физической культуры и спорта. 2018; 13(3): 187-199. DOI:
6. Федоров НА. Динамика показателей
кардиореспираторной системы спортсменов при физических нагрузках. Современные тенденции развития науки и технологий : сборник научных трудов по материалам VI Международной научно- практической конференции 30 сентября 2015 г. 2015; 6(III): 101-102.
7. Bassett Jr., D.R., Howley E.T. Limiting factors for maximum oxygen and determinants of endurance performance. Medicine and Science in
Sports and Exercise. 2000; 32(1): 70-84.
8. Hedman K., Tamas E., Henriksson J., Bjarnegard N., Brudin L., Nyl E. Female athletes heart: Systolic and diastolic function related to circulatory dimensions. Scandiavian Journal of Medicine & Science in Sports. 2015; 25(3): 372-381.
9. Kubicek, W.G. Development and evalution of an impedance cardic output system. Aerosp. Med. 1970; 37(12): 1208 - 1212.
Статья поступила в редакцию: 20.10.2021
Ванюшин Юрий Сергеевич — доктор биологических наук, профессор, Поволжский государственный университет физической культуры, спорта и туризма, 420010, Россия, г. Казань, Деревня универсиады, дом 35, e-mail: kaf.fv.kgau@mail.ru
Федоров Николай Александрович — кандидат биологических наук, доцент, Казанский государственный аграрный университет, 420015, Россия, г. Казань, ул. Карла Маркса, дом 65, e-mail: nik-f-84@mail.ru
Борисевич Сергей Александрович - кандидат педагогических наук, доцент, Департамент по спорту и молодежной политике Администрации города Тюмени, б25000,Россия, г. Тюмень, ул. Герцена, дом 76, e-mail: Borisevichsa@tymen-citi.ru
