УДК: 796.015.572
ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ
воздействий на кардиореспираторную систему при тренировках аэробной направленности
Кандидат педагогических наук, доцент Р.Р. Колясов Кандидат педагогических наук В.Н. Колясова Казанский (Приволжский) федеральный университет, Казань Доктор биологических наук, профессор Ю.С. Ванюшин Казанский государственный аграрный университет, Казань
Abstract
ESTIMATION OF EFFECTIVENESS OF EFFECTS ON CARDIORESPIRATORY SYSTEM AT AEROBIC TRAININGS
R.R. Kolyasov, associate professor, Ph.D.
V.N. Kolyasova, Ph.D. Kazan (Volga region) federal university, Kazan
Yu.S. Vanyushin, professor, Dr.Biol. Kazan state agricultural university, Kazan
Key words: aerobic exercise performance, double product, maximum oxygen consumption, maximum breathing capacity, saturation, partial pressure, carbon dioxide partial pressure.
The researchers conducted an experiment in conditions of consequent use of three special sets of acyclic physical exercises corresponding to moderate, bracing and training effect regimen with the tasks of training of extracardial factors of blood circulation; mobilization of energy body reserves; increase of cardiorespira-tory reserves; training physical qualities. The effect on segmental and associative heart, respiratory and lung muscles was the general methods specifics of the used exercise sets.
The comparative analysis of qualitative and quantitative morphofunctional responses of students' cardiorespira-tory system to special sets of acyclic physical exercises testifies to effectiveness of used effects. Consequently, the quoted conclusion substantiates correctness of choice of means and methods of motors activity to increase aerobic exercise performance and proves the necessity and adequacy of deleted monitoring methods that essentially are integral parameters of studied systems.
Ключевые слова: аэробная производительность, двойное произведение, максимальное потребление кислорода, максимальная вентиляция легких, сатурация, парциальное давление углекислого газа.
Обеспечение энергетических потребностей организма при повышающемся уровне физической нагрузки с целью улучшения аэробной производительности закономерно приводит к положительным сдвигам показателей как со стороны дыхательной системы, так и со стороны системы кровообращения [1, 10].
Однако данное утверждение само по себе несколько абстрактно, поэтому для объективного анализа качественной и количественной морфофункциональной реакции со стороны кардиореспираторной системы у студентов специального учебного отделения вуза требовалось определить параметры ожидаемого результата. В связи с этим был проведен эксперимент в ходе последовательного применения трёх специальных комплексов ациклических физических упражнений, соответствующих щадящему, тонизирующему и тренирующему режимам воздействия, задачами которых были: тренировка экстракар-диальных факторов кровообращения; мобилизация энергетических резервов организма; увеличение резервов кардиореспираторной системы; воспитание физических качеств (общей и скоростно-силовой выносливости). Общей методической особенностью использованных комплексов упражнений было воздействие на сегментарные и ассоциативные мышцы,
50
№ 9 • 2012 Сентябрь | September
связанные с сердцем, воздухопроводящими путями и легкими [6, 9].
В ходе эксперимента основное внимание концентрировали на контроле параметров собственного кровоснабжения сердца и процесса дыхания на всех его этапах [5]:
• обмена воздуха между внешней средой и альвеолами - вентиляция;
• обмена газов между альвеолярным воздухом и кровью, протекающей через легочные капилляры, - диффузия;
• обмена газов между системным кровообращением и тканями - перфузия;
• тканевого дыхания - биологическое окисление субстрата в митохондриях клеток.
В течение шести периодов исследований измеряли следующие показатели: двойное произведение, максимальное потребление кислорода, максимальную вентиляцию лёгких, насыщение крови кислородом, парциальное давление углекислого газа в конце выдоха.
Основной причиной, ограничивающей размеры физической работоспособности, является фактор сердечной производительности. Увеличение мощности системы аэробного энергообеспечения миокарда через коронарный кровоток предупреждает нарушения его метаболизма, снижение сократительной функции и других нарушений, обусловленных перегрузкой сердца [7]. Потребление кислорода (О2) миокардом точнее всего оценивается по двойному произведению (ДП) [11]. При тренировке общей выносливости частота сердечных сокращений (ЧСС) и систолическое артериальное давление (САД) понижаются как в покое, так и при любых видах нагрузки (кроме максимальной), что отражает повышенную резистентность сердца к гипоксии и ишемии вследствие меньшей мобилизации симпатоа-
дреналовой системы при физической нагрузке.
ДП определялось после стандартной нагрузки постоянной мощности (степ-тест по методу Добельна) (рис. 1). Показатели ДП уменьшились на 2,4 %: с 225,84 ± 19,27 до 220,48 ± 20,51 у. е. Эти изменения в показателях можно считать достоверными (р < 0,007) (см. таблицу). Показатели ДП уменьшились у всех испытуемых в результате снижения ЧСС и САД, что отражает снижение потребности миокарда в кислороде при равных нагрузках для обеспечения определённой величины сердечного выброса. Улучшение перфузии сердца является материальной базой, которая обусловливает улучшение сократимости миокарда, центральной и периферической гемодинамики не только в состоянии покоя, но и при различных нагрузках.
Максимальное потребление кислорода (МПК) отражает наиболее высокий уровень доставки и использования кислорода во время физической работы, который может обеспечить система обмена веществ. МПК зависит от способности сердечно-сосудистой системы (ССС) переносить О2 к работающей мышце, способности дыхательной системы (ДС) поставлять в кровь О2 и удалять из крови углекислый газ и способности скелетной мышцы поглощать О2 [12]. МПК служит косвенным показателем мощности энергетического обмена при физической нагрузке, а именно аэробного (наиболее эффективного) синтеза АТФ. Факторами, непосредственно влияющими на МПК, являются: физическая тренированность; содержание О2 в артериальной крови; кровоток в скелетной мышце; плотность капилляров; показатель деформируемости эритроцитов; мышечная масса; тип мышечных волокон; количество митохондрий.
Эффективность применения специальных средств и методов тренировки аэробной направленности на кардио-респираторную систему
п/п ПОКАЗАТЕЛИ Х1 ± 5 Х2 ± 5 1 % Р<
1 Двойное произведение (ДП), усл. ед. 225,84±19,27 220,48±20,51 83,27 2,4 0,007
2 Максимальное потребление кислорода (МПК), мл/ мин-кг 48,65±4,05 50,09±4,03 68,57 3,0 0,009
3 Максимальная вентиляция лёгких (МВЛ), л/мин 106,81±16,1 111,21±17,14 49,55 4,1 0,01
4 Насыщение крови кислородом (Эа02), % 95,9±0,33 96,9±0,49 192,8 1,0 0,003
5 Парциальное давление углекислого газа в конце выдоха (рСО2), мм рт. ст. 42,0± 4,36 46,6±3,45 83,27 11,0 0,008
Именно поэтому МПК часто считают лучшим показателем уровня кардиореспираторной выносливости и аэробной производительности или интегральным показателем физической дееспособности и критерием здоровья [8]. МПК измеряли методом Добельна после стандартной нагрузки постоянной мощности (рис. 2). Показатели МПК незначительно увеличились, затем стабилизировались. Показатель МПК увеличился на 3,0 % - с 48,65 ± 4,05 до 50,09 ± 4,03 мл/кг-мин. Достоверное изменение в показателях (р < 0,009) (см. таблицу) отражает снижение потребности организма в кислороде в результате экономии компенсаторных резервов на равную нагрузку, что может оцениваться как положительный результат воздействия тренировок. При этом индивидуальные значения МПК испытуемых оказались выше средних значений для данного возраста и пола. Последнее возможно только при истинном улучшении функций сердечно-сосудистой и дыхательной систем, включая ферментативные процессы, обеспечивающие тканевое дыхание.
При средней величине аэробной производительности (МПК до 60 мл/кг мин) интегральная характеристика функции дыхания преимущественно оценивается по показателям внешнего дыхания.
115
105
100
95
90
3 4
этапы
-мвл —♦— %8аО,
Рис. 3. Динамика показателей максимальной вентиляции лёгких и насыщения крови кислородом
Максимальная вентиляция легких (МВЛ) наиболее полно и всесторонне характеризует функциональную способность системы внешнего дыхания и его резервные возможности (рис. 3).
У всех исследуемых показатели МВЛ имели тенденцию к увеличению. Показатели МВЛ увеличились на 4,1 %о - с 106,81 ± 16,1 до 111,21 ± 17,24 л/мин (р < 0,01) (см. таблицу). Увеличение количества воздуха, которое могут пропустить легкие в течение 1 мин максимально форсированного дыхания, произошло в результате возможного положительного увеличения жизненной ёмкости лёгких (ЖЁЛ), улучшения состояния бронхиальной проходимости и увеличения силы дыхательной мускулатуры.
Диффузионная способность легких является одной из приоритетных частей ДС по обеспечению высокой аэробной производительности организма [2]. Источником информации процессов диффузии является показатель сатурации, т. е. насыщение крови кислородом (Ба02). Ба02 во многом зависит от совершенного согласования вентиляции легких (частоты и глубины дыхания), кровотока по сосудам малого круга кровообращения и кислород-транспортных свойств крови (а именно, от ассоциации кислорода с гемоглобином) [13, 14].
47 п
46
45
Ё 44
4 43
х
х
42
39
4
этапы
Рис. 4. Динамика показателей парциального давления углекислого газа в конце выдоха
52
№ 9 • 2012 Сентябрь | Бер1етЬег
Показатель Ба02 увеличился у половины исследуемых (рис. 3). Значения Ба02 увеличились на 1,0 %: с 95,9 ± 0,33 до 96,9 ± 0,49 % (р < 0,003) (см. таблицу), что говорит об увеличении вентиляционно-перфузионного отношения, обеспечивающего оптимальный переход О2 из альвеол в легочные капилляры, возможном увеличении концентрации гемоглобина при тренировках на выносливость и увеличении дыхательного объёма лёгких.
Величина концентрации углекислого газа (СО2) в конце
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.