Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Обоснование физиологической эффективности резистивного дыхания и дыхания в замкнутое пространство

ВАК РФ 03.00.13, Физиология

Автореферат диссертации по теме "Обоснование физиологической эффективности резистивного дыхания и дыхания в замкнутое пространство"

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК

НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ МЕДИЦИНЫ

на правах рукописи

АРДАШЕВА ЭЛЕОНОРА ЮРЬЕВНА

ОБОСНОВАНИЕ ФИЗИОЛОГИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ РЕЗИСТИВНОГО ДЫХАНИЯ И ДЫХАНИЯ В ЗАМКНУТОЕ ПРОСТРАНСТВО

Специальность 03.00.13 - физиология чело1к -а и животных

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Санкт-Петербург 1993

Работа выполнена в Научно-исследовательском институте физической культуры, Санкт-Петербург

Научный руководитель - доктор биологических наук А.Г.Фалалеев

Официальные оппоненты: доктор медицинских наук, профессор КХМ.Шапкайц; лауреат Государственной премии доктор медицинских наук А.В.Самойленко

Ведущее учреждение -Государственный институт физической кулыуры имени П.ФЛесгафта

Защита диссертации состоится « «_1993 г.

в_часов на заседании специализированного Ученого Совета К

001.23.01 при Научно-исследовательском институте экспериментальной медицины РАМН по адресу: 197376 Санкт-Петербург, ул. акад. Павлова 12

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке НИИЭМ РАМН (197376 Санкт-Петербург, ул. акад. Павлова 12)

• * Автореферат разослан «_»_1993 г.

Ученый секретарь

специализированного Ученого Совета, кандидат биологических наук

О.Г.Куликова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

АКТУАЛЬНОСТЬ. Практика показывает, что в ускорении адаптации спортсменов к физическим нагрузкам, в достижении высшего спортивного мастерства и предупреждении у них деза-даптационных расстройств ведущую роль играют методы и средства повышения общей неспецифической резистентности организма (Солодков, 1990).

Известно, что слабые физические, химические или комбинированные воздействия, в том числе измененной газовой средой, являются факторами, тренирующими гомеостатические механизмы здорового человека. При длительном применении они приводят к установлению нового, более совершенного режима фазовых колебаний биохимических показателей.

В настоящее время объем тренировочной работы возрос на столько, что в циклических видах спорта дальнейшее его увеличение вызывает затруднения. Исходя из этого становится понятна необходимость изыскания возможности снижения объема и интенсивности мышечных нагрузок, не снижая эффективности функционирования жизненно важных систем (Агаджанян, Елфимов, 1986). Учитывая это, важное значение для подготовки спортсменов физиологи предпринимают поиск путей интенсификации физиологических функций безусиления мышечной деятельности.

Принимая во внимание то обстоятельство, что в генезе нарушений, возникающих при действии на организм физических наг-рузкок субмаксимальной и максимальной мощности, гипоксия, гипо- и гиперкапния играют ведущую роль, вполне логично прежде всего использовать адаптацию к данным факторам в качестве средства, повышающего устойчивость к дефициту 02 к недостатку и избытку С02; стимулирующего функционирование кар-дио-респираторной системы и приводящего на основе этого к росту физической работоспособности.

Все вышеизложенное определило основную цель и конкретные задачи исследования.

ЦЕЛЬ РАБОТЫ - изучить влияние тренировок с использованием резестивного дыхания и дыхания в замкнутое пространство на физическую работоспособность.

з

ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ:

1) изучить изменение физической работоспособности и состояния кардио-респираторной системы (КРС) под влиянием 3-х недельного цикла тренировок с использованием резистивного дыхания и дыхания в замкнутое пространство;

2) исследовать влияние на КРС нарастающей гипоксической гипоксии, гиперкапнии и резистивного дыхания;

3) раскрыть физиологические механизмы роста физической работоспособности и расширения резервов КРС после цикла тренировок и применением резистивного дыхания и дыхания в замкнутое пространство;

4) выявить характерные особенности воздействия на КРС дыхания с сопротивлением и гипоксически-гиперкапнических нагрузок.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА. Дано физиологическое обоснование нагрузок с использованием резистивного дыхания и дыхания в замкнутое пространство (в состоянии покоя и в сочетании с мышечной деятельностью), повышающих мощность функциональных резервов кардио-респираторной системы, и на основе этого приводящих к росту физической работоспособности.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ РАБОТЫ. Подтверждена и физиологически обоснована возможность использования резистивного дыхания и гипоксически-гиперкапнических воздействий с целью оптимизации тренировочного процесса и повышения физической работоспособности как спортсменов (специализирующихся в циклических видах спорта),так и лиц не занимающихся спортом.

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Основные результаты исследования доложены на итоговых научных конференциях молодых ученых НИИ физической культуры (С-Петербург, 1990-1991), на международной конференции (С-Петербург, 1991).

Основные положения диссертации изложены в 4-х работах, опубликованных в отечественных изданиях.

Практически апробирование резистивное дыхание на спортсменах-биатлонистах сборной Коми АССР, использовавших данный вид нагрузок в тренировочном процессе.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ, ВЫНОСИМЫЕ НА ЗАЩИТУ:

1) тренировки с использованием резистивного дыхания и дыхания в замкнутое пространство ведут к росту физической работоспособности;

2) резистивное дыхание и дыхание в ЗП являются эффективным способом воздействия на вегитативные функции и приводят к увеличению резервов кардио-респираторной системы;

3) использование дыхания в замкнутое пространство и резистивного дыхания повышает устойчивость организма к гипоксии, гипо- и гиперкапнии;

4) характерными особенностями цикла тренировок с использованием резистивного дыхания является: снижение МОД в состоянии покоя, увеличение концентрации гемоглобина, щелочного резерва крови, рост силы и выносливости дыхательной мускулатуры;

5) гипоксически-гиперкапнические воздействия приводят к увеличению дыхательного объема, потребления 02 и парциального давления 02 крови в покое, возрастанию максимального потребления 02, снижению дыхательного коэффициента в покое;

6) основными факторами, вызывающими адаптационные изменения в функционировании кардио-респираторной системы, являются: во время резистивного дыхания - возникающая гипо-капния и гипероксическая гипоксия, во время дыхания в замкнутое пространство - гипоксическая гипоксия и гиперкапния.

Методы и организация исследования 1. Резистивное дыхание

В качестве аппарата, увеличивающего сопротивление вдоху и выдоху, использовалась система Ambu RMT (Ambu International A\S, Denmark). Данная система предназначена для тренировки силы и выносливости дыхательной мускулатуры. В эксперименте приняли участие 6-легкоатлетов, 9-неспортсменов в возрасте от 19 до 22 лет. Каждый участник эксперимента дважды в день дышал через указанную систему в течение 10 мин.

Исходное сопротивление по манометру составляло 75 см Н20, возрастая к концу тренировочного цикла до 100-120 см шкала Н20. Всего цикл тренировок длился 3 недели.

Перед началом и в конце эксперимента все участники проходили комплексное обследование с фиксацией параметров кардио-респираторной системы. Обследование включало исследование функций внешнего дыхания в покое с.проведением газоанализа: МОД (минутного объема дыхания), ДО (дыхательного объема), ЖЕЛ (жизненной емкости легких), ПК (потребления 02), эксцесса С02 (экс. С02), КИ02 (коэффициента использования 02), ДК (дыхательного коэффициента). Изучались некоторые показатели системы крови: концентрация гемоглобина (Нв), величина гема-токрита (Ht), pH, р02(парциальное давление Ö2). Проводилась ок-сигемометрия с измерением фаз AB (фаза устойчивой оксигена-ции), ВС (фаза падения оксигенации), длительности задержки дыхания (Т), уровня падения оксигенации (Нв02%). Использовалась электрокардиография (ЭКГ) во 2-м отведении по Нэбу, осуществлялся общепринятый анализ ЭКГ. Измерялось артериальное давление (АД).

Определение р02, pH крови проводили на аппарате «Микро-аструб» (фирма «Радиометр», Дания). Газоанализ выдыхаемого воздуха - на приборе «Spirrolit-2» (veb Junkalor DESSAU *DDR). Оксигемометрические показатели - при помощи «Оксигемометра 057М»; параметры внешнего дыхания - Volumetr (Leipzig-DDR). Концентрация Нв, Ht определялись по общепринятым методикам (Нв - гемиглобин-цианидным методом, реактивы фирмы «Реа-нал», ВНР; Ht - центрифугированием в микрокапиллярах на гема-токритной центрифуге).

Для определения физической работоспособности использовалась тестирующая велоэргометрическая ступенчато-возрастающая нагрузка «до отказа» (на велоэргометре «Ритм» ВЭ05, Киев): 100 Вт-3 мин 210 Вт-1 мин 150Вт-Змин 220Вт-1мин 200 Вт - 3 мин и т.д. - до «отказа».

Во время нагрузки осуществлялась запись ЭКГ, регистрировались все выше перечисленные показатели газоанализа выдыхаемого воздуха. Забор капиллярной крови на pH, Ht проводился в покое, на последней мин нагрузки 200 Вт, на 1-2 мин восстановительного периода.

б

На основе тестирующей нагрузки определяли мощность максимальной нагрузки 0^мам ) и мощность нагрузки на пульсе 170 0^170)(Карпман и др., 1988).

При изучении динамики некоторых показателей КРС в процессе резистивного дыхания у испытуемых проводился газоанализ выдыхаемого воздуха в состоянии покоя в течение 5 мин, во время дыхания через данную систему 10 мин) и в восстановительный период (5 мин). На протяжении всей неспецифической нагрузки проводилась оксигемометрия, использовалась электрокардиография, измерялось АД, изучалась динамика некоторых показателей капиллярной крови (р02, рН, Ш).

Материал исследования обработан методом попарных сравнений.

2. Дыхание в замкнутое пространство (ДЗП).

Использовалось два варианта ДЗП:

1. ДЗП (емкостью 10 л) в состоянии покоя (ДЗП-1);

2. ДЗП (емкостью 40 л) в сочетании с велоэргометрической нагрузкой 50 Вт (ДЗП-2).

В эксперименте с использованием ДЗП в состоянии покоя приняли участие 7 неспортсменов и 3 спортсмена-легкоатлета (1 разряда); с применением ДЗП в сочетании с мышечной деятельностью - 12 неспортсменов (в возрасте от 19 до 22 лет).

В качестве ЗП использовалась емкость модифицированного оксиспирографа МЕТА 1-25, что позволяло контролировать характер дыхания в период гипоксически-гиперкапнического воздействия. Дыхание в ЗП проводилось ежедневно в течение 3-х недель до отказа испытуемых от предлагаемой тренировки. После окончания сеанса определялась концентрация С02 и 02 в ЗП.

В покое (5 мин), во время гипоксически-гиперкапнического воздействия (время дыхания индивидуально) и в период восстановления (10 мин) проводились: газоанализ выдыхаемого воздуха, оксигемометрия, спирография, электрокардиография, измерялось АД. Некоторые показатели капиллярной крови (рОг, рН, №, р50) исследовались в исходном состоянии, на последней минуте дыхания в ЗП и на 6-й мин восстановительного периода. Методика построения кривых диссоциации НвОг фотометрически

подробно описана в работе И.НЛЗороновой иВ£.Гладилова(1976).

Дои после циклатренировок с использованием ДЗП определялась физическая работоспособность и проводилось комплексное обследование (см. выше).

Для решения указанных в работе задач всего было проведено 3 580 человеко-обследований.

Результаты исследований

1. Изменение физической работоспособности и состояния КРС под влиянием тренировок с использованием резистивного дыхания

- В результате 3-х недельного тренировочного цикла у испытуемых увеличивалась мощность максимальной нагрузки 0^макс.): у спортсменов на 10,7%, у неспортсменов на 9,48% (р < 0,001). Возросла работоспособность на пульсе 170 (>№170): у неспортсменов на 30% (р < 0,001), у спортсменов на 34% (р < 0,001).

- Повысилась устойчивость организма к гипоксии и гипер-капнии. Данное положение подтверждается динамикой оксигемо-метрических показателей до и после серии тренировок: длительность фазы АВ (фаза устойчивой оксигенации) достоверно возросла у неспортсменов на с 14,5 до 19,5 с (р < 0,05), у легкоатлетов с 17,8 до 19,5 с (р < 0,05). В обеих группах происходит углубление падения уровня оксигенации крови в пробе Генча: у неспортсменов с 22,0 до 30,9% (р < 0,05), у спортсменов с 9,2 до 18,8% (р < 0,05). Достоверное увеличение длительности фазы ВС (фазы падения оксигенации) (р < 0,02) и ЗД (задержки дыхания) (р < 0,001) наблюдалось только у спортсменов на 43,3% и 55,9% соответственно. Увеличение длительности фазы АВ при неизменном уровне потребления 02 ПК в покое может быть объяснено возрастанием О2~емкости крови.

- Увеличивается концентрация гемоглобина (Нв) крови: у неспортсменов - на 26% (р < 0,05), у спортсменов - на 20,2% (р < 0,02). В группе неспоргсменов возрастает величена гематокрита в покое на 10% (с 43,8 до 48,3%, р < 0,05).

- Оптимизируется реакция со стороны системы крови на стандартную нагрузку: уменьшается величина ацидотического

сдвига, снижается уровень возрастания Ш. Это происходит в результате роста емкости буферной системы крови (щелочных эквивалентов и гемоглобиновой составляющей).

- После 3-х недельных тренировок и использованием резис-тивного дыхания наблюдаются существенные сдвиги в функционировании системы внешнего дыхания в покое: в исследуемых группах снизился минутный объем дыхания (в среднем на 27%, р < 0,001) и частоты дыхания (у неспортсменов - на 13,4%, у спортсменов - на 25,7%, р < 0,001).

- Наибольшие изменения после цикла нагрузок на аппарат дыхания претерпевает коэффициент потребления 02: у неспортсменов он возрастает в покое на 27%, у спортсменов - на 32% (р < 0,001). В данном случае это обусловленно, с одной стороны, снижением МОД в покое, с другой, - возможным ростом диффузионной способности легких. О росте диффузионной поверхности может свидетельствовать увеличение ЖЕЛ после проведенного 3-х недельного цикла тренировок с использованием резистивного дыхания (у неспортсменов не 16,2%, у спортсменов - на 17,8%, р < 0,05).

- На основе выше изложенных данных можно заключить, что в результате тренировок с использованием дыхания с сопротивлением происходит расширение функциональных резервов и экономизация деятельности системы внешнего дыхания в состоянии покоя.

- Анализ реакции КРС на степенчато-возрастающую нагрузку доипосле 3-х недельного дыхания с сопротивлением показывает, что наибольший адаптационный сдвиг происходит по КИ02во время нагрузки (у неспортсменов на 9,14-19,01%, у спортсменов на 12,01-18,25%).

- Оптимизировалась реакция системы внешнего дыхания на нагрузку: снизился МОД (у неспортсменов на 7,58%, у спортсменов на 11,98-10,80%), ЧД (у неспортсменов на 15,0-19,3%, у спортсменов на 1и,4-1Ь,9%), увеличился дыхательный объем (ДО) (у неспортсменов на 28,91-32,625%, у спортсменов на 11,25%).

Можно полагать, что прирост мощности максимальной физической работы во время выполнения тестирующей нагрузки с точки зрения функционирования системы внешнего дыхания происходит за счет:

1. Роста силы и выносливости дыхательных мышц, и, следовательно, способности более длительное время выполнять тяжелую работу;

2. Снижения энергетической стоимости работы дыхательной мускулатуры;

3. Возросшей способности дыхательного центра координировать функционирование данной системы в условиях выраженной гипервентиляции, возникающей в заключительной фазе выполнения нагрузок максимальной мощности (что влечет за собой соответствующие изменения во внутренней среде организма, особенно со стороны рС02крови), вероятно, вследствие снижения его чувствительности к гипокапнии.

- После проведенного цикла тренировок с использованием резистивного дыхания у спортсменов наблюдается изменение кислотно-щелочного резерва (КЩР) крови в состоянии покоя: рН крови возрастает с 7,33 до 7,39 (р < 0,05). Повышение щелочных резервов крови расширяет возможности регуляции гомеостаза и, таким образом, служит основой роста функциональных возможностей организма (W ,.•)•

- В результате увеличения буферной емкости крови после 3-х недельных тренировок с использованием резистивного дыхания происходит снижение величины ацидотического сдвига на тестирующую нагрузку (150 Вт). Другой возможной причиной, объясняющей этот факт, может быть возросшая способность мышц утилизировать пиро-виноградную кислоту (ПВК), в увеличенных количествах образующуюся при нагрузках вследствие активизации гликолиза.

- Проведенный цикл нагрузок на дыхательную систему улучшает состояние сердечно-сосудистой системы (ССС) в покое: ЧСС у неспортсменов снижается на 8,1%, уменьшается величина систолического показателя у неспортсменов на 15,1% (р < 0,05). Достоверного снижения артериального давления не наблюдается.

- Таким образом, в результате проведенной серии тренировок с использованием резистивного дыхания наблюдается рост функциональных резервов КРС: происходят положительные изменения в работе системы внешнего дыхания, снижается ЧСС в состоянии покоя, увеличивается концентрация Нв, повышается

ю

устойчивость организма к гипоксии, развиваются механизмы экономизации использования 02.И как следствие этих изменений оптимизируется реакция на лабораторную тестирующею нагрузку, возрастает мощность максимальной нагрузки.

Во второй серии эксперимента при изучении динамики показателей КРС во время резестивного дыхания было обнаружено:

- В процессе тренировки с использованием дыхания с сопротивлением наблюдается достоверное увеличение ДО (с 0,48 до 1,21 л). МОД, возрастая ко 2-й мин дыхания через данную систему с 7,35 до 9,59 л/мин, к 10-й мин возвращается к исходной величине за счет снижения ЧД (с 16,38 до 9,13 дых/мин).

-р02(парциальноедавление02) крови (капилярной) достигает максимальных значений к 6-й мин резистивного дыхания (с 79,89 до 99,45 мм рт.ст.). Это подтверждается достоверным сдвигом рН крови в сторону подщелачивания (с 7,38 до 7,49). К 10-й мин дыхания перечисленные показатели возвращаются к исходной величине. Причиной происходящих изменений является гипервентиляция, обусловленная характером и режимом дыхания во время тренировки.

- Изменения в показателях р02, рН крови во время дыхания с сопротивлением оказались наиболее выраженными у неспортсменов.

- Параллельно колебаниям рН, р02 крови происходит постепенное снижение Нв02крови (по данным оксигемометрии), величина которого достигает к 10-й мин дыхания с сопротивлением в среднем 89,7% (при исходном уровне Нв02 - 96%).

- Отмечено достоверное возрастание показателя Ш (с 42,8 до 44,3%) к 10-й мин данного вида тренировки. Это может быть результатом, с одной стороны, перераспределения жидкости между кровью и окружающей тканью, с другой стороны, - выброса эритроцитов из депо в кровяное русло в последней фазе нагрузки на дыхательную мускулатуру.

- ПК, эксцесс С02(экс. С02) достигают максимальных величин ко 2-й мин дыхания через данную систему, возрастая соответственно: ПК - с 0,29 до 0,32 мл/мин; экс.СОг- с 0,22 до 0,33 мл/ мин. К 10-й мин тренировки все перечисленные выше показатели

возвращаются к исходным величинам. Рост ПК на первых минутах дыхания с сопротивлением обусловлен, видимо, увеличением энерготрат вследствие усиленной работы дыхательной мускулатуры. Этому также способствует увеличение р02 крови.

- В результате непропорционального роста экс.С02 и ПК во время данного видатренировокдыхательный коэффициент увеличивается ко 2-й мин дыхания в среднем с 0,74 до 0,93. Это происходит вследствие резкого усиления дыхательных движений. При этом содержание С02 в альвеолярном воздухе сильно уменьшается, что облегчает переход С02 из крови в легкие.

- После прекращения напряженной нагрузки на аппарат дыхания наблюдается западение ДК (к5-й мин восстановительного периода снижается относительно значений в состоянии покоя с 0,74 до 0,57, р < 0,05), что объясняется восполнением кровью образовавшегося в ней недостатка С02за счет поступления этого газа из тканей. Данное положение подтверждается снижением экс.С02 к 5-й мин восстановительного периода с о,22 до 0,18 мл/ мин относительно состояния покоя.

- Избыточное поступление 02 в организм в начальном периоде дыхания с сопротивлением вызывает снижение КИ02(с 39,98 до 34,42 мл/мин) и уменьшение величины кислородного пульса (КП) (с 4,75 до 3,91 мл/уд). Однако уже на 5-й мин восстановительного периода наблюдается процесс экономизации - КИ02 возрастает до 47,37 мл/мин, а КП - возвращается к исходному уровню.

- Одновременно к5-й мин периода восстановления снижается МОД (до 6,23 л/мин), ДО (до 0,37 л). ЧД возвращается к донагрузочной величине уже ко 2-й мин восстановления.

- Со стороны ССС реакция на специфическую нагрузку характеризуется возрастанием ЧСС (с 61,88 до 71,50 уд/мин) и систолического показателя с 37,03 до 41,17 уд/мин). Средние величины АД во время резистивного дыхания достоверно не изменяется. Однако наблюдаются волнообразные колебания индивидуальных значений данного показателя. ЧСС, достигая максимальных величин ко 2-й мин нагрузки, несколько снижается к 10-й мин дыхания. Рост пульса и систолического показателя происходит в результате увеличения импульсации в сердечно-сосудистый центр с проприорецепторов дыхательных мышц.

- Приведенные выше данные свидетельствуют о том, что резистивное дыхание вызывает гипервентиляцию. Это приводит к закономерному повышению р02, рН и снижению содержания С02 в крови. И как реакция на данные изменения в организме человека начинает разворачиваться цепь биохимических и физиологических изменений, связанных с мобилизацией резервных антиокси-дантных механизмов иравертыванием неспецифических системных реакций (Петровский, Ефуни, 1976). Таким образом, относительно механизма этих изменений следует полагать, что в основном они связаны с развивающейся гипероксической гипоксией. Возникновение состояния гипоксии подтверждается падением насыщения крови 02(Нв02%) во время дыхания с сопротивлением (у спортсменов на 4,2%, у неспортсменов на 8,4%).

Другим возможным фактором, способствующим развитию гипоксических явлений во время данного вида тренировок является возникновение так называемого альвеолярного мертвого пространства.

Проведенный анализ исследований показал целесообразность использования резистивного дыхания для повышения функционального уровня КРС и увеличения физической работоспособности спортсменов и лиц незанимающихся спортом.

2. Влияние тренировок с использованием дыхания в замкнутое пространство на физичеидто работоспособность.

Использовалось два варианта ДЗП:

1. Дыхание в ЗП (емкостью 10 л) в состоянии покоя (ДЗП-1);

2. Дыхание в ЗП (емкостью 40 л) в сочетании с велоэргомет-рической нагрузкой мощностью 50 Вт (ДЗП-2).

Во втором варианте ДЗП воздействие измененной газовой средой осуществлялось на фоне более высокого исходного уровня ПК, который достигался в результате выполнения мышечной нагрузки оптимальной мощности (50 Вт).

- Дыхание в ЗП проводилось ежедневно до отказа испытуемых от предлагаемой нагрузки. Время дыхания при этом состави-

ло в среднем 8,3 мин (с индивидуальными колебаниями от 6 до 14 мин) при ДЗП-1 и 7,6 мин (с индивидуальными колебаниями от 5 до 12 мин) при ДЗП-2. В случае использования дыхания в ЗП в состоянии покоя при отказе от продолжения нагрузки концентрация С02 и 02 в ЗП

достигала соответсовенно 5,9% (3,9-9,67%) и 8,98% (7,2-12,7%), а оксигенация крови при этом снижалась в среднем с 96 до 50% (3,960%).

- К концу дыхания в ЗП-1 происходит закономерное снижение р02 крови и развитие ацидоза. Предельно переносимой величиной р02 при ДЗП-1 оказалось 65,05 мм рт.ст., рН крови при этом снизилось с 7,398 до 7,320 (р < 0,001).

Подобные изменения наблюдались и во время дыхания в ЗП в сочетании с велоэгометрической нагрузкой. При этом р02, рН крови снижались соответственно с 88,9 до 73,4 мм рт ст. (р < 0,05) и с 7,378 до 7,268 (р < 0,001). Насыщение крови 02 к моменту отказа от нагрузки составляло в среднем 79%. К 5-й мин восстановительного периода в результате гипервентиляции происходило достоверное возрастание рН (до 7,408, р < 0,001) и р02 крови (до

95.2 мм рт.ст., р < 0,005).

- Изучая сродство Нв к 02 при воздействии прогрессирующего дефицита Ог и избытка С02во вдыхаемом воздухе (ДЗП-2), нами было установлено, что кривая диссоциации Нв02 в данных условиях сдвигается вправо (р50 к концу дыхания в ЗП возрастает с 15,9 до 20,64 мм рт.ст., р < 0,001, г=-1,43 + 0,13). Это, очевидно, обусловлена действием эффекта Бора, повышением в крови содержания 2,3-ДФГ и АДФ, атакже Нв и расценивается как адаптивный механизм, обеспечивающий лучшую отдачу Огтканям в условиях его недостатка. К 5-й мин восстановительного периода р50 занимает промежуточное положение между исходными и нагрузочными величинами (17,87 мм рт.ст., р < 0,001, г =-1,43 + 0,03).

- Изучая влияние ДЗП на систему дыхания, нами было установлено, что при одновременном нарастании избытка СОг и недостатка 02 происходит значительное повышение МОД (с 9,2 до

49.3 л\мин , р < 0,001, при ДЗП-1; и с 15,7 до 57,9 л\мин, р < 0,001, при ДЗП-2) за счет увеличения ЧД (с 11 до 21 дых\мин, р < 0,001, при ДЗП-1; с 17 до 26 дых\мин, р < 0,01, при ДЗП-2) иДО

(с 0,810 до 2,021 л, р< 0,001, при ДЗП-1; с0,890 до 2,190 л, р < 0,01, при ДЗП-2).

- При рассмотрении параметров газоанализа во время дыхания в ЗП наблюдается, что, несмотря на непрерывное увеличение рС02 во вдыхаемом воздухе в период действия нарастающей гипоксии и гиперкапнии (ДЗП-2), эксцесс С02 (экс.С02) достоверно возрастает с 0,44 до 0,97 л\мин (р < 0,02).

- Рост ПК (с 0,49 до 1,23 л\мин, р < 0,0 ) происходит параллельно повышению содержания С02 и, несмотря на снижение 02во вдыхаемом воздухе. Этот факт, очевидно, связан с увеличением загрузки компенсаторных систем с прежде всего с увеличением работы ССС и дыхательных мышц в присутствии повышенного содержания С02 и дефицита 02 в окружающей атмосфере.

- Во время дыхания в ЗП (2) наблюдается уменьшение ДК (с 0,91 до 0,8, р < 0,0 2). Возможными причинами данного явления могут быть: задержка С02 в организме; различная зависимость скорости диффузии дыхательных газов (С02 и 02) через аэро-гематический барьер от их парциального давления в крови из-за разных кривых диссоциации.

- По мере одновременного нарастания рС02 и снижения р02во вдыхаемом воздухе наблюдалось достоверное уменьшение КИ02 (с 0,35 до 0,22, р < 0,01)(ДЗП-2), что свидетельствует о значительном функциональном напряжении системы дыхания и об избыточной вентиляции легких «по кислороду».

- Во время гипоксически-гиперкапнической нагрузки отмечался рост ЧСС (с 74,9 до 108,7 уд\мин, р < 0,001, при ДЗП-1; с 73,7 до 159,9, р < 0,01, при ДЗП-2) и АД (систолического - со 121 до 152ммрт.ст.,р < 0,001, при ДЗП-1; со 117 до 186 мм рт.ст., р < 0,01, при ДЗП-2). Более выраженный приоост АД при ДЗП-2 по сравнению с ДЗП-1 обусловлен, видимо, действием Н -ионов. Нами же было установлено, что сдвиг рН кгови при ДЗП -2 значительнее, чем при ДЗП-1.

- В ре^/льта.-е 3-х недельного цикла тренировок с использованием дыхания в ЗП у неспортсменов увеличивалась мощность максимальной нагрузки на 16,55% (р < 0,0о1)(ДЗП-1) и на 15,5% (р < 0,0 )(ДЗП-2), работоспособность на пульсе 170 на 38,95% (р < 0,001)(ДЗП-1) и на 27,6% (р < 0,0 )(ДЗП-2).

- Систематическое воздействие нарастающего дефицита 02

и избытка С02на организм приводит к улучшению оксигемомет-рических показателей в пробе Генча: увеличивается длительность фазы АВ (с 16,4 до 22,6 с, р < 0,001) (ДЗП-1), возрастает и длительность фазы ВС (с 19,6 до 25,3, р < 0,05), и время ЗД (36,9 до 53,1 с, р < 0,05), и уровень падения Нв02(с 91,2 до 83,7, р < 0,05)(ДЗП-2).

- Проведенная серия нагрузок с использованием дыхания в ЗП вызывает формирование более эффетивных (и в тоже время более экономных) режимов функционирования системы внешнего дыхания в покое. Так, при снижении ЧД на 22,9% (с 17,4 до 13,4 дых\мин, р < 0,02)(ДЗП-1) и на 41,0% (с 16,3 до 9,63 дых\мин, р < 0,02) (ДЗП-2) к концу тренировочного цикла прежний уровень легочной вентиляции поддерживается за счет возросшего ДО (с 0,69 до 0,92 л, р < 0,02, при ДЗП-1; с 0,73 до 1,16 л, р < 0,05, при ДЗП-2). Одновременно в результате 3-х недельных гипоксически-гиперкапнических нагрузок происходит увеличение жизненной емкости крови (ЖЕЛ) на 9,74% (р < 0,001)(ДЗП-1). При использовании ДЗП-2 наблюдается тенденция к росту данного показателя.

- После проведенной серии тренировок с применением ДЗП-2 меняется паттерн дыхания непосредственно во время выполнения гипоксически-гиперкапнической нагрузки: между вдохом и выдохом появляется «пауза». При этом скорость вдоха и выдоха возрастает. Выработанный характер дыхания является наиболее эффективным, так как с увеличением длительности «паузы» улучшаются условия для газообмена между альвеолярным воздухом и кровью.

- Об оптимизации КРС можно судить по возрастанию КИ02 с 25,89 до 32,28 мл/мин (р < 0,001) при ДЗП-1 и с 30,90 до 54,63 (р < 0,001) при ДЗП-2. Рост КИ02 происходит при увеличении ПК в покое (с 0,31 до 0,398 л\мин, р < 0,001, при ДЗП-1; с 0,37 до 0,53, р < 0,001, при ДЗП-2) на фоне неизменного МОД. Повышенный уровень ПК наблюдается нетолько в состоянии покоя, но и при выполнении велоэргометрической ступенчато-возрастающей негрузки до «отказа». МПК возросло после 3-х недельного цикла тренировок с 2,38 до 3,63 л\мин (р < 0,001) при ДЗП-1 и с 2,72 до 3,72 л\мин (р < 0,001) при ДЗП-1.

Рост ПК и КИОгобъясняется тем, что явление адаптации к недостатку 02 тесно связано с приспособительными механизмами, улучшающими транспорт 02 и его утилизацию (Коваленко, Чернякова, 1972; Дембо, 1975; Волков, 1977).

- После проведенной серии ДЗП-нагрузок наблюдается снижение ДК: с 0,86 до 0,64 (р < 0,05)(ДЗП-1) и с 0,897 до 0,82 (р < 0,001)(ДЗП-2).

Исходя из этого, можно предположить, что рост ПК при различном уровне снижения ДК в покое и изменение непосредственно самого ДК (то есть при рассмотрении этих показателей во взаимосвязи) могут быть обусловлены следующими причинами:

1. Замещение анаэробных процессов получения энергии более эффективными - аэробными:

- переключение с углеводных на липидные источники энерго обеспечения;

- активизацияокислительно-восстановительных процессов в скелетных мышцах.

2. Задержка С02 в тканях.

На основе анализа полученных данных можно заключить, что все указанные выше возможные изменения, происходящие в обмене веществ (и активизация липидного обмена, и рост окислительной способности скелетных мышц), вносят свой вклад в повышение ПК поел проведенного цикла тренировок с использованием ДЗП-1 и ДЗП-2, но в различной степени. Главной составляющей прироста ПК после применения ДЗП-1 является, видимо, усиление жирового обмена, после ДЗП-2 - увеличение мощности системы окислительного фосфорилирования скелетных мышц.

- Необходимо отметить возрастание р02 капиллярной крови в покое после проведенного цикла тренировок (с 82,4 до 92,71 мм рт.ст., р < 0,05, при ДЗП-1; с 83,6 до 96,3 ммрт.ст., р <0,05, при ДЗП-2). Это, видимо, является следствием увеличения количества действующих альвеол (в результате чего повышается объем крови, протекающей по легочным капиллярам), диффузионной проницаемости легочной мембраны и объема легочных капилляров.

- Систематическое использование ДЗП приводит к положительным изменениям в функционировании сердечно-сосудистой

системы (ССС) в покое: снижается ЧСС на 17,72% (р < 0,05) при ДЗП-1 и на 11,4% (р < 0,02) при ДЗП-2; уменьшается величина систолического показателя на 30,87% (р < 0,02) при ДЗП-1. АД при этом достоверно не изменяется.

- После 3-х недельного цикла гипоксически-гиперкапни-ческих воздействий изменилась реакция со стороны системы крови на велоэргометрическую ступенчато-возрастающую нагрузку до «отказа»: наблюдался меньший прирост Ш, Нв, выброс лейкоцитов стал незначительным.

- При изучении динамики этих показателей (Ш, Нв, рН) в состоянии покоя до и после проведенной серии тренировок с использованием ДЗП без физической работы ожидаемых достоверных изменений не наблюдалось. Сочетанное же влияние гипокси-ческигиперкапнических нагрузок с мышечной деятельностью вызывала рост уровня показателя Ж в покое после 3-х недельных воздействий с 44,9 до 47,0% (р < 0,05). Это дает возможность предположить, что данный вид тренировки (ДЗП-2) повышает гемопоэтическую активность красного костного мозга и соответственно приводит к росту количества эритроцитов, а, следовательно, и концентрации Нв.

- Цикл гипоксически-гиперкапнических воздействий приводит к снижению величины ацидотического сдвига во время выполнения тестирующей нагрузки.

В данном случае это может быть связано:

- с ростом буферной мощности крови;

- с возросшей способностью митохондрий своевременно утилизировать пируват, в результате чего концентрация лактата в крови не достигает критического уровня.

- Перечисленные выше изменения имеют место и у спортсменов-легкоатлетов (1 разряд), применявших в общем тренировочном процессе гипоксически-гиперкапнические нагрузки (ДЗП-1).

Проведенная серия исследований позволяет сделать заключение: гипоксически-гиперкапнические тренировки с использованием дыхания в ЗП (ДЗП-1, ДЗП-1) являются эффективным способом воздействия на вегетативные функции организма, что

(при систематическом их использовании) приводит к увеличению функциональных резервов кардио-респираторной системы и на основе этого - росту физической работоспособности.

ВЫВОДЫ

1. Тренировки с использованием резистивного дыхания и дыхания в замкнутое пространство приводят к росту физической работоспособности: увеличивается мощность максимальной нагрузки (резистивное дыхание: у спортсменов - на 10,7%, у неспортсменов на 9,5%; ДЗП в покое - на 16,6%, ДЗП в сочетании с мышечной деятельностью - на 15,5%), возрастает мощность нагрузки на пульсе 170. (резистивное дыхание: у неспортсменов - на 30,0%, у спортсменов - на 34,0%; ДЗП в покое - на 38,9%, ДЗП в сочетании с мышечной деятельностью - на 27,6%).

2. Дыхание в замкнутое пространство и резистивное дыхание являются эффективным способом воздействия на вегетативные функции и приводят к увеличение функциональных резервов КРС:

- происходят положительные изменения в функционировании системы внешнего дыхания и сердечно-сосудистой системы в состоянии покоя и во время выполнения тестирующей нагрузки;

- наблюдается рост КИ02 в покое и во время мышечной деятельности;

- повышается резистентность организма к дефициту 02 и избытку С02;

- оптимизируется реакция на тестирующую велоэргометри-ческую нагрузку со стороны системы крови.

3. Характерными особенностями тренировок с использованием резист"2чоп дыхания являются: снижение МОД в состоянии покоя, увеличение концентрации гемоглобина, щелочного резерва крови, рост силы и выносливости дыхательной мускулатуры.

Гипоксически-гиперкапнические воздействия (ДЗП в покое и ДЗП в сочетании с мышечной деятельностью) приводят к увели-

чению ДО, ПК и р02 в покое, возрастанию МПК, снижению ДК в покое.

4. Основными факторами, вызывающими адаптационные изменения в функционировании кардио-респираторной системы, являются: во время резистивного дыхания - возникающая гипо-капния и гипероксическая гипоксия, во время дыхания в замкнутое пространство - гипоксическая гипоксия и гиперкапния.

5. Показана возможность использования гипоксически-гиперкапнических воздействий для лиц со сниженными физической работоспособностью и стрессоустоучивостью.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1 Лрдашева Э.Ю., Качмарчик Э.В., Новожилова ЭЛ. Реакция кардио-респираторной системы на специфическую тренировку дыхательной мускулатуры /Тез. докл. Всесоюзной науч. конф. «Комплексная диагностика и оценка функциональных возможностей организма и механизмы адаптации к напряженной мышечной деятельности высококвалифицированных спортсменов. М, 1990. - с.7-8.

2. Качмарчик Э.В„ Ардашева Э.Ю. Динамика показателей кардио-респираторной системы в процессе дыхания через систему Ambu RMT // Сборник трудов JIНИИФК. - Л., 1990

3. Качмарчик Э.В., Ардашева Э.Ю. Динамика показателей кардиореспираторной системы во время дыхания в замкнутое пространство / Тез. докл. сессии Архангельского мед. инст. // Архангельск, 1991. - с.30-32.

4. Бундзен П.В., Фалалеев А.Г., Качмарчик Э.В., Ардашева Э.Ю. Изменение физической работоспособности и состояния кардиореспираторной системы под влиянием тренировок с использованием системы Ambu RMT // Сб. трудов «Спорт и здоровье». - С-Петербург, 1992. - с.167-177.