КАРДИОРЕСПИРАТОРНАЯ СИСТЕМА КАК ИНДИКАТОР ФУНКЦИОНАЛЬНОГО СОСТОЯНИЯ ОРГАНИЗМА СПОРТСМЕНОВ
УДК/UDC 796.01:612
Поступила в редакцию 03.03.2015 г.
Доктор педагогических наук, профессор Ю.С. Ванюшин1 Кандидат биологических наук, доцент Р.Р. Хайруллин1
1 Казанский государственный аграрный университет, Казань
CARDIORESPIRATORY SYSTEM AS AN INDICATOR OF FUNCTIONAL STATE OF ATHLETES
Dr.Hab., Professor Yu.S. Vanyushin1 Ph.D., Associate Professor R.R. Khayrullin1
1 Kazan State Agrarian University, Kazan
Информация для связи с автором: kaf.fv.kgau@mail.ru
Аннотация
Целью наших исследований явилось определение функционального состояния организма спортсменов разных видов спорта и возраста по комплексу взаимосвязанных физиологических реакций кардиореспираторной системы при нагрузке повышающейся мощности. В исследованиях мы использовали нагрузку повышающейся мощности от 50 до 200 Вт на велоэргометре без пауз отдыха. Длительность каждой ступени нагрузки составляла 4 мин. При этом регистрировались следующие показатели кардиореспираторной системы: ЧСС (частота сердечных сокращений), УОК (ударный объем крови), МОК (минутный объем кровообращения), МОД (минутный объем дыхания), ИК (индекс кровообращения), СИ (сердечный индекс) и КИО2 (коэффициент использования кислорода). Для суждения о компенсаторных и адаптивных реакциях организма спортсменов применялся коэффициент комплексной оценки кардиореспираторной системы. В исследованиях принялиучастие 73 человека мужского пола в возрасте от 17 до 35 лет, которые согласно возрастной периодизации и занятиям различными видами спорта были распределены на группы. У спортсменов циклических видов спорта начиная с нагрузки мощностью 150 Вт проявился доминирующий механизм адаптации (хронотропный или инотропный), зависящий от возраста спортсменов. У спортсменов ациклических видов спорта при нагрузке повышающейся мощности возраст не влиял на показатели деятельности сердца. На порог адекватной гемодинамической реакции спортсменов при нагрузке оказал влияние вид спорта, а не возраст. Применение коэффициента комплексной оценки кардиореспираторной системы свидетельствовало о наличии больших функциональных резервов спортсменов циклических видов спорта.
Ключевые слова: кардиореспираторная система, хронотропный и инотроп-ный типы адаптации, спортсмены, нагрузка повышающейся мощности.
Annotation
The purpose of the present study was to determine the functional state of athletes from different sports and age groups based on a range of inter-related physiological responses of the cardiorespiratory system under step load. Step load on a cycle ergometer from 50 to 200 watts without rest was used in the study.
Each level of load lasted 4 min. The following parameters of the cardiorespiratory system were recorded: HR (heart rate), SV (stroke volume), CO (cardiac output), RMV (respiratory minute volume), SVI (stroke volume index), CI (cardiac index) and OUC (oxygen utilization coefficient). The coefficient of comprehensive assessment of the cardiorespiratory system was used to estimate compensatory and adaptive reactions of athletes. 73 males aged 17 to 35 years were involved in the studies. They were distributed into groups based on age periodization and specific sports.
Athletes involved in cyclic sports showed the dominant mechanism of adaptation (chronotropic or inotropic) starting with load power of 150 watts, depending on the age of the athletes.
As for athletes involved in acyclic sports at step load power, age did not affect the performance of their heart. The threshold of adequate hemodynamic response of athletes under load was influenced by sport, rather than age. The application of the coefficient of comprehensive assessment of the cardiorespiratory system indicated the presence of large functional reserves of athletes engaged in cyclic sports.
Keywords: cardiorespiratory system, chronotropic and inotropic types of adaptation, athletes, step exercise.
Введение. Современные информационные технологии позволяют анализировать функциональное состояние организма комплексно, т. е. существует возможность мультипара-метрического анализа изучаемой функции на уровне системы. Такая идея заложена в теории функциональных систем [1, 4]. В биологии и медицине начиная с работ канадского биолога Л. Ф. Берталанфи (1973) широко используется системный подход, опирающийся на определение системы как единства множества составляющих ее элементов. Поэтому к изучению целостного организма необходимо подходить комплексно, что предполагает одномоментное сопоставление многих функциональных показателей [5]. В связи с этим очевидна целесообразность одновременной регистрации компонентов функциональной системы для составления модели вегетативного обеспечения мышечной деятельности [6].
Одной из важнейших функциональных систем, от деятельности которой во многом зависят обеспечение организма кислородом, а также спортивные результаты и здоровье спортсмена, является кардиореспираторная система. По ее деятельности можно судить о функциональном состоянии организма спортсмена, т. к. она выполняет роль индикатора функциональных и резервных возможностей. Особенно велико ее значение для тех, кто занимается видами спорта на выносливость [2, 3].
Цель исследования - определение функционального состояния организма спортсменов разных видов спорта и возраста по комплексу взаимосвязанных физиологических реакций кардиореспираторной системы при нагрузке повышающейся мощности.
Методика и организация исследования. В медико-биологических исследованиях широкое распространение по-
лучили физические нагрузки, которые обладают высокой диагностической ценностью, и с их помощью можно моделировать различные виды деятельности человека. Общепринятой и предпочтительной считается велоэргометрия, что облегчает получение физиологической информации во время двигательной деятельности и возможности точной дозировки физической нагрузки как по совершаемой мощности, так и по длительности выполняемой работы [2-6]. В своих исследованиях мы использовали нагрузку повышающейся мощности от 50 до 200 Вт на велоэргометре без пауз отдыха. Длительность каждой ступени нагрузки составляла 4 мин. При этом регистрировались следующие показатели кардиореспираторной системы: ЧСС (частота сердечных сокращений), УОК (ударный объем крови), МОК (минутный объем кровообращения), которые определялись по методу В. Кубичека с соавт. [7], МОД (минутный объем дыхания) - при помощи пневмотахографа, ИК (индекс кровообращения), СИ (сердечный индекс) и КИО2 (коэффициент использования кислорода) находились расчетным способом. Для суждения о компенсаторных и адаптивных реакциях организма спортсменов применялся коэффициент комплексной оценки кардиореспираторной системы [2, 3].
В исследованиях приняли участие 73 человека мужского пола в возрасте от 17 до 35 лет, которые с учетом возрастной периодизации и занятий различными видами спорта были распределены на группы. В 1-ю группу (22 чел.) вошли юноши 17-21 года, занимающиеся циклическими видами спорта, во 2-ю (17 чел.) - юноши 17-21 года, занимающиеся ациклическими видами спорта, в 3-ю (20 чел.) - взрослые спортсмены (22-35 лет) - представители циклических видов спорта, в 4-ю (14 чел.) - спортсмены 22-35 лет - представители ациклических видов спорта.
Результаты исследования и их обсуждение. Показатели деятельности сердца в группах спортсменов с повышением мощности выполняемой нагрузки увеличиваются (табл. 1).
Однако при этом отмечаются особенности, связанные как с возрастом спортсменов, так и с видом спорта. Группы спортсменов разного возраста и занимающиеся различными видами спорта реагируют на физическую нагрузку по-разному, и диапазон приспособляемости физиологических функций у них различен. Так, в группах спортсменов, занимающихся ациклическими видами спорта, при нагрузке повышающейся мощности возраст не оказал влияния на показатели деятельности сердца: ЧСС, УОК, МОК. Все эти параметры с повышением мощности нагрузки изменялись однонаправ-
ленно и без достоверных различий между группами юношей и взрослых спортсменов. Это можно объяснить тем, что испытуемые этих групп представляли один и тот же вид спорта и, по-видимому, механизмы срочной адаптации при нагрузке у них не зависят от возрастных особенностей.
В группах спортсменов, занимающихся циклическими видами спорта, возраст повлиял на показатели деятельности сердца. Начиная с нагрузки мощностью 150 Вт, ЧСС была выше в группах юношей, а УОК был больше в группах взрослых спортсменов. Вероятно, в группах спортсменов, занимающихся циклическими видами спорта, возраст влияет на доминирующий механизм (хронотропный или инотропный), участвующий в поддержании сердечного выброса.
Некоторые авторы [2, 3] явление, при котором прекращается рост УОК, назвали порогом адекватной гемодина-мической реакции. Как следует из результатов наших исследований, на него оказывает влияние вид спортивной деятельности. Увеличение сердечного выброса при двигательной деятельности происходило за счет роста частоты сердцебиений или величины УОК, а в некоторых случаях -обоих параметров сердечной деятельности. Однако их вклад в увеличение МОК неодинаков. Так, ударный выброс может увеличиться не более чем в 2 раза по отношению к исходному уровню, в то время как ЧСС при максимальной нагрузке может возрасти в 3 раза и более. При этом хронотропные возможности сердца тем выше, чем реже ЧСС в покое. Считается, что предельные значения хронотропной реакции сердца биологически детерминированы функциональными возможностями синусового узла. Поэтому основным оптимизирующим фактором МОК у спортсменов, особенно в видах спорта на выносливость, является рост УОК, величина которого зависит от базального резервного объема крови. Однако у людей недостаточно тренированных рост МОК происходит за счет хронотропной реакции сердца, что наблюдалось в группах юношей и взрослых спортсменов, занимающихся ациклическими видами спорта. В этом случае порог адекватной гемодинамической реакции был равен 50 Вт.
В группах юношей и взрослых спортсменов,
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.