Полная версия

Главная arrow Медицина arrow Вестник новых медицинских технологий, 2014, Том 21. №3

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>

КЛИНИКА И МЕТОДЫ ЛЕЧЕНИЯ. ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ И ИНСТРУМЕНТАЛЬНАЯ ДИАГНОСТИКА. НОВЫЕ ЛЕКАРСТВЕННЫЕ ФОРМЫ

УДК: 612.2 DOI:10.12737/5893

ОСОБЕННОСТИ ДИНАМИКИ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ЗВЕНЬЕВ СИСТЕМЫ ТРАНСПОРТА КИСЛОРОДА ПРИ ФИЗИЧЕСКОЙ НАГРУЗКЕ У СПОРТСМЕНОВ РАЗЛИЧНОЙ СПОРТИВНОЙ СПЕЦИАЛИЗЕЦИИ

С.Н. ВИНОГРАДОВ, А. ПЛАТОНОВ

Ульяновский государственный университет, ул.А. Толстого, 42, г. Ульяновск, Россия, 432017, e-mail: Этот адрес e-mail защищен от спам-ботов. Чтобы увидеть его, у Вас должен быть включен Java-Script

Аннотация. Проведено исследование зависимости динамики изменений показателей газотранспортной системы от мощности физической нагрузки у спортсменов различной спортивной специализации. Выявлены нелинейный характер изменений показателей при ступенчато - повышающейся нагрузке, сильная положительная корреляционная связь с мощностью нагрузки и их соотношения при различных уровнях максимального потребления кислорода, выведены регрессионные уравнения в виде полиномов третьей степени, описывающие установленные закономерности с высокой степенью значимости. Величины коэффициентов регрессионных уравнений определяют особенности динамики параметров отдельных звеньев газотранспортной системы при увеличении мощности нагрузки. Установлено, что у представителей циклических видов спорта, имеющих высокий уровень аэробных возможностей по потреблению кислорода, в условиях ступенчато- повышающеёся нагрузки до уровня максимального потребления кислорода в равной степени оптимально функционируют звенья газотранспортной системы, обеспечивающей доставку кислорода и его утилизацию при предельной физической нагрузке па различных этапах её выполнения по сравнению с представителями ациклических видов спорта. Полученные результаты согласуются данными исследований типов реагирования кислородтранспортных систем организма на максимальную физическую нагрузку и предполагается их использование в оценке функциональных возможностей системы транспорта кислорода с последующим выявлением факторов, лимитирующих максимальное потребление кислорода при предельных нагрузках.

Ключевые слова: циклические виды спорта, ациклические виды спорта, гемодинамика, газообмен, максимальное потребление кислорода, ступенчато-повышающаяся нагрузка, регрессионное уравнение.

PECULIARITIES OF THE DYNAMICS OF INDICATORS OF LEVELS OF OXYGEN TRANSPORT SYSTEM DURING EXERCISE IN THE ATHLETES OF DIFFERENT SPORTS

S.N. VINOGRADOV, A. PLATONOV

Ulyanovsk State University, Str. Tolstoy, 42, Ulyanovsk, Russia, 432017, e-mail: Этот адрес e-mail защищен от спам-ботов. Чтобы увидеть его, у Вас должен быть включен Java-Script

Abstract. The study of the dependence of the dynamics of change of indicators of the gas transportation system from the power of physical exercise in the athletes of different sports was carried out. It was identified non-linear character of changes at speed - increasing workload, strong and positive correlation with the load power and their relationship at various levels of maximal oxygen consumption. The regression equations derived in the form of polynomials of the third degree, describing the revealed features with a high degree of importance were presented. The coefficients of regression equations define the peculiarities of dynamics of parameters of separate links of the gas transportation system when increasing the load capacity. It was established that representatives of cyclic sports with a high level aerobic capacity for oxygen consumption, in conditions of step-increasing load to the level of maximum oxygen consumption equally optimally functioning links of the gas transportation system, which provides the delivery of oxygen and its disposal at the limiting physical activity at various stages of its implementation in comparison with the representatives of acyclic sports. The obtained results are consistent with survey data of reactive types of oxygen transport systems of the body at a maximum physical load. The authors suggest to using them in evaluating the functional possibilities of the oxygen transport system with subsequent identification of the factors limiting the maximum oxygen consumption at full load.

Key words: cyclic sports, acyclic sports, hemodynamics, gas exchange, maximum oxygen consumption, step-increasing workload, regression equation.

Функциональные возможности газотранспортной системы организма спортсмена определяют физическую работоспособность и, следовательно, результативность в спортивной деятельности. При этом следует учитывать, что газотранспортная система состоит из комплекса звеньев, параметры которых определяют и ограничивают её функциональные возможности, и соответственно физическую работоспособность [4,5,8]. Кроме того, существенными факторами, влияющими на показатели газотранспортной системы являются характер мышечной деятельности, спортивная специализация, зоны мощности и сопряженные с ними системы энергообеспечения, определяющие ту или иную

Таблица 1

Динамика параметров газообмена и гемодинамики при ступенчато-повышаюгцейся нагрузке у представителей циклических видов спорта

Нагрузка,

Вт

Покой

1—» О

о

150

200

250

300

350

400

V02,

мл/мин/кг

3,2±0,05

17,3±0,7*

27,6±0,8*

38±0,9*

45,8±0,8*

52,НОД*

57,3±0,8*

61,7±0,7*

мок,

мл/мин/кг

62,4±1,3

124,5±2,4*

180±4,4*

204,2±4*

227,5±4,2*

244,5±4,4*

263,1 ±4,7*

274,6±6*

УО, мл

73,6±1,4

88,7±1,4*

103,5±1,2*

109,3±1*

112,3±0,9*

113,5±0,9*

115,110,8*

116±1*

ЧСС,

уд/мин

65±1

107±2*

126±1*

143±2*

155±2*

165±1*

174±2*

183±2*

МОД,

л/мин

7,6±0,3

30,1±1*

46,3±1,5*

75,2±1,7*

96,1 ±4,9*

120,5±2,2*

131,3±2,3*

145,5±2,2*

ДО, л

0,54±0,02

1,45±0,04*

1,82±0,06*

2,5±0,05*

2,94±0,05*

3,42±0,05*

3,62±0,05*

3,84±0,04*

ЧД, в мин

14±2

21±2

26±2*

30±1*

33±1*

35±1*

36±1*

38±1*

Примечание (здесь и далее): * - различия достоверны по сравнению с состоянием покоя (р<0,05)

Таблица 2

Динамика параметров газообмена и гемодинамики при ступенчато-повышаюгцейся нагрузке у представителей ациклических видов спорта

Нагрузка,

Вт

Покой

100

150

200

250

300

350

400

V02,

мл/мин/кг

3,1±0,12

15,5±0,6*

23,5±0,4*

30,4±0,5*

37,8±0,6*

46,5±0,6*

54,6±0,5*

56,8±0,4*

МОК,

мл/мин/кг

72,1 ±2,3

126±3*

153,3±3,9*

193,2±4,7*

225,9±5,4*

260,7±6,1*

284,1 ±7,1*

298.419,6*

УО, мл

71,6±0,94

76,2±1,1*

81,7±0,92*

85,9±0,9*

91,2±0,84*

97,8±0,86*

104,8±0,8*

105,9±0,7*

ЧСС,

уд/мин

69±1

114±2*

129±2*

156±2*

172±2*

184±1*

188±2*

191±1*

МОД,

л/мин

7,5±0,2

26,4±0,7*

42,3±1,3*

65,6±0,9*

84,6±1,8*

101,5±2,0*

113,3±1,5*

125,2* 1,6*

ДО, л

0,5±0,02

1,24±0,04*

1,6±0,06*

2,1±0,04*

2,4±0,05*

2,7±0,07*

2,87±0,04*

3,15±0,07*

ЧД, в мин

15±2

22±2

27±2*

31 ±1*

35±1*

38±1*

40±1*

40±1*

Значения коэффициентов корреляции(г) между параметрами газообмена, гемодинамики и мощностью ступенчато-повышаюгцейся нагрузки (р<0,05)

Таблица 3

Группа

Потребление

кислорода

(V02)

Минутный

объём

крови

(МОК)

Ударный

объём

сердца

(УО)

Частота

сердечных

сокращений

(ЧСС)

Минутный

объём

дыхания

(МОД)

Дыхательный объём

(ДО)

Частота

дыхания

(ЧД)

Циклические виды спорта

0,99

0,97

0,92

0,98

0,99

0,99

0,98

Ациклические виды спорта

0,99

0,99

0,98

0,97

0,99

0,99

0,98

спортивную результативность [1,2,4-7,10].

Цель исследования - изучение особенностей изменения параметров газообмена и кровообращения при сту- пенчато-повышающейся нагрузке у спортсменов различных спортивных специализаций с использованием математических методов.

Объёкты и методы исследования. В исследовании приняли участие мужчины - спортсмены в возрасте 18- 21 лет представители циклических (лёгкая атлетика, лыжный спорт) и ациклических (единоборства) видов спорта со спортивной квалификацией «1-й разряд» - «кандидаты и мастера спорта» в количестве 54 человек, из которых было сформировано 2 группы.. Испытуемые выполняли велоэр- гометрические нагрузки повышающейся мощности на велоэргометре ВЭ-02 в диапазоне мощности от 100 до 400 Вт, продолжительностью 3 минуты на каждой ступени.

Потребление кислорода (V02) определяли газоанализатором «Спиролит-2», показатели гемодинамики (частота сердечных сокращений (ЧСС), ударный объём крови (УО), минутный объём крови (МОК)) - методом тетраполярной рео- графии но Тищенко реографом РГПА-6/12-«РЕАН-ПО/1И», показатели внешнего дыхания (частота дыхания (44), дыхательный объём (ДО), минутный объём дыхания (МОД)) - методом спирографии с использованием спирографа СМП-21/01-«Р-Д». Полученные результаты были обработаны методами корреляционно-регрессионного анализа с последующим построением графиков и выводом уравнений парной регрессии.

Результаты и их обсуждение. Сравнительный анализ результатов (табл. 1, табл. 2) исследования показал, что в состоянии покоя и при нагрузке 100 Вт по показателю V02 в обеих группах существенных различий не наблюдалось. При увеличении мощности нагрузки более 100 Вт нелинейный прирост V02 в группе представителей циклических видов спорта был более интенсивным по сравнению с представителями ациклических видов спорта, что подтверждается характером кривых графиков, представленных на рис. 1 и соотношением коэффициентов регрессионных уравнений в виде полиномов 3-ей степени. (1) и (8), описывающих зависимость V02 от мощности нагрузки с высокой степенью значимости по индексу корреляции R2. Кроме того, между изменением V02 и мощностью нагрузки выявлена сильная положительная корреляция (табл. 3). Среднее значение максимального потребление кислорода (МПК) при выполнении предельной нагрузки в группе представителей циклических видов спорта соответствовало высокому уровню потребления кислорода, в группе представителей ациклических видов спорта - хорошему уровню потребления кислорода в соответствии с категориями, предложенными Астрандом [8].

Между показателями газообмена, гемодинамики и мощностью нагрузки также была выявлена сильная положительная корреляционная связь (табл. 3).

Полиномиальные регрессионные уравнения описывающие динамику параметров газообмена и гемодинамики при ступенчато -возрастающей нагрузке в группе спортсменов циклических видов спорта

где у - МОК, УО, ЧСС, МОД, ДО, ЧД; х - мощность нагрузки, Вт.

Полиномиальные регрессионные уравнения описывающие динамику параметров газообмена и гемодинамики при ступенчато-возрастающей нагрузке в группе спортсменов ациклических видов спорта:

где у - МОК, УО, ЧСС, МОД, ДО, ЧД; х - мощность нагрузки, Вт.

МОК в группе представителей циклических видов спорта нелинейно увеличивался более интенсивно до уровня мощности нагрузки, соответствующей 45% от МПК и превышал прирост данного показателя в группе представителей ациклических видов спорта, затем изменение МОК приобрело более плавный характер. По сравнению с состоянием покоя данный параметр увеличился. Интенсивность прироста МОК в группе представителей ациклических видов спорта существенно не менялась практически до уровня нагрузки 80% от МПК. Такая закономерность, и то, что график, отражающий динамику МОК в группе представителей ациклических видов спорта (рис. 2) имеет сходную тенденцию с графиком изменения V02 в этой группе, позволяет говорить, о том, что в группе представителей циклических видов спорта, имеющих высокий уровень аэробных возможностей по показателю МПК с повышением нагрузки существенно возрастает роль артерио-венозной разницы по кислороду (Ca-v02) в увеличении V02 по сравнению с группой представителей ациклических видов спорта, чьи аэробные возможности соответствуют хорошему уровню МПК. Это подтверждается и значениями коэффициентов уравнений (2) и (9), описывающих нелинейный характер изменения МОК при повышении нагрузки.

Нелинейное увеличение УО в группе представителей циклических видов спорта также было более интенсивным до уровня мощности 45% от МПК, затем прирост УО стал снижаться с повышением нагрузки (рис. 3). Тенденция изменения УО в той группе сходна с тенденцией МОК, что указывает па преобладающее влияние УО в изменении МОК в основном па начальных ступенях нагрузки, что согласуется с данными, приведёнными в результатах исследований [3].

Характер изменения УО в группе представителей ациклических видов спорта при повышающейся нагрузке имеет другую тенденцию нелинейного характера по сравнению с группой представителей циклических видов спорта, указывающую на менее интенсивный и более плавный прирост этого показателя гемодинамики при ступенчато- повышающейся нагрузке, что свидетельствует о различной степени влияния УО на величину МОК, и соответственно, V02 в сравниваемых группах. Это подтверждается коэффициентами регрессионных уравнений (3) и (10).

По показателю ЧСС (рис. 4) в обеих группах наблюдалась сходная тенденция приросга на начальном этапе выполнения ступенчаго-возрастающей нагрузки с последующим более существенным увеличением этого параметра гемодинамики замедлением на предельных нагрузках у представителей ациклических видов спорта по сравнению с представителями циклических видов спорта, у которых увеличение ЧСС имело более плавный нелинейный характер. При комплексном анализе динамики показателей гемодинамики видно, что с повышением ЧСС является определяющим фактором увеличения МОК у представителей циклических видов спорта в большей степени, чем у представителей ациклических видов спорта. Взаимосвязь ЧСС и мощности нагрузки описывается уравнениями (4) и (11).

При анализе динамики показателей газообмена при ступенчато-повышающейся нагрузке характер изменения МОД на начальном этапе был практически одинаков в обеих группах, затем более заметный прирост наблюдался у представителей циклических видов спорта. Это подтверждается несущественной различием величин некоторых коэффициентов уравнений (5) и (12), описывающих зависимость МОД от мощности нагрузки. По показателю ДО более интенсивный прирост наблюдался в группе представителей циклических видов спорта практически с начального этапа выполнения ступенчато-повышающейся нагрузки (рис 6). При этом нелинейное изменение ДО имел похожий характер с МОД в обеих группах.. Интенсивность изменения ЧД на начальном этапе нагрузки была практически одинакова, затем на предельных нагрузках наблюдалось замедление скорости прироста ЧД в группе представителей циклических видов спорта. При комплексном анализе динамики показателей газообмена с ростом мощности нагрузки величина МОД у представителей циклических видов спорта преимущественно определяется изменением ДО, по сравнению с представителями ациклических видов спорта, у которых величина МОД в равной степени определяется ДО и ЧД. Эти закономерности описываются уравнениями (6), (7), (13), (14).

Динамика V02 при ступенчато-повышающейся нагрузке

Рис. 1. Динамика V02 при ступенчато-повышающейся нагрузке

Динамика МОК при ступенчато-повышающейся нагрузке

Рис. 2. Динамика МОК при ступенчато-повышающейся нагрузке

Динамика УО при ступенчато-повышающейся нагрузке

Рис. 3. Динамика УО при ступенчато-повышающейся нагрузке

Динамика ЧСС при ступенчато-повышающейся нагрузке

Рис. 4. Динамика ЧСС при ступенчато-повышающейся нагрузке

Динамика МОД при ступенчато-повышающейся нагрузке

Рис. 5. Динамика МОД при ступенчато-повышающейся нагрузке

Динамика ДО при ступенчато-повышающейся нагрузке

Рис. 6. Динамика ДО при ступенчато-повышающейся нагрузке

Динамика ЧД при ступенчато-повышающейся нагрузке

Рис. 7. Динамика ЧД при ступенчато-повышающейся нагрузке

Выводы. Анализ полученных результатов показал нелинейный характер изменений параметров внешнего дыхания, гемодинамики и потребления кислорода при различных уровнях МПК в зависимости от мощности ступенчато- повышающейся нагрузки, которые с высокой достоверностью описываются регрессионными уравнениями в виде полиномов 3-й степени. Динамика изменений каждого параметра в зависимости от спортивной специализации, определяющей уровень аэробных возможностей по показателю МПК, имеет свои особенности динамики прироста на определённом этапе выполнения ступенчато-возрастающей нагрузки и имеет сильную положительную корреляцию с мощностью нагрузки.

Вид регрессионных уравнений и значения регрессионных коэффициентов указывают на преобладающее влияние тех или иных параметров звеньев газотранспортной системы на величину V02.

В группе представителей циклических видов спорта величина V02 при ступенчато-повышающейся нагрузке в равной степени определяется величинами МОК и Ca-v02, особенно на предельных нагрузках, а у представителей ациклических видов спорта прирост происходит преимущественно за счёт МОК, и определяющих его параметров гемодинамики. Это согласуется с критериями определения функциональных резервов газотранспортной системы организма по типу реагирования на физическую нагрузку, предложенными ведущими исследователями в этой области [9].

Выведенные регрессионные уравнения могут быть использованы в разработки методик оценки оптимального функционирования системы транспорта кислорода при физических нагрузках и выявления факторов, лимитирующих максимальное потребление кислорода.

Литература

  • 1. Волков Н.И., Олейников В.И. Биоэнергетика спорта. М.: Советский спорт, 2012. 186 с.
  • 2. Меркулова Р.А. Кардиогемодинамика и физическая работоспособность у спортсменов: Сборник. М.: Советский спорт, 2012.160 с.
  • 3. Карпман В.Л., Любина Б.Г., Меркулова Р.А. Гемодинамика при различных режимах мощности физической нагрузки // Кардиология. 1973. Т. 13. №12. С. 83-87.
  • 4. Карпман В.Л. Сердечно-сосудистая система и транспорт кислорода при мышечной работе. Клинико- физиологические характеристики сердечно-сосудистой системы у спортсменов. Юбилейный сборник. М.: РГАФК, 1994. С. 12-39.
  • 5. Мякиченко Е.Б., Селуянов В.Н. Развитие локальной мышечной выносливости в циклических видах спорта. М.: ТВТ Дивизион, 2009. 360 с.
  • 6. Радченко А.С., Борилкевич В.Е., Зорин В.Е. Оценка эффективности адаптивной реакции при циклической мышечной работе // Теория и практика физической культуры. 1997. №2. С. 2-8.
  • 7. Селуянов В.Н. Подготовка бегуна на средние дистанции. М.: ТВТ Дивизион, 2007.112 с.
  • 8. Коц Я.М. Физиология мышечной деятельности. М.: ФиС, 1982. 347 с.
  • 9. Юлдашев Р.Р., Войгенко Ю.Л., Балыкин М.В. Типы реагирования кислородтранспоргных систем организма на максимальную физическую нагрузку. Физиология мышечной деятельное™: Тез. докл. Междунар. конф. М., 2000. С. 170-172.
  • 10. Хадарцев А.А., Фудин Н.А., Орлов В.А. Медикобиологические технологии в спорте. Москва: Изд-во «Известия», 2011. 460 с.

References

  • 1. Volkov N1, Oleynikov VI. Bioenergetika sporta. M.: So- vetskiy sport; 2012. Russian.
  • 2. Merkulova RA. Kardiogemodinamika i fizicheskaya ra- botosposobnost' u sportsmenov: Sbornik. Moscow: Sovetskiy sport; 2012. Russian.
  • 3. Karpman VL, Lyubina BG, Merkulova RA. Gemodina- mika pri razlichnykh rezhimakh moshchnosti fizicheskoy na- gruzki. Kardiologiya. 1973;13(12):83-7. Russian.
  • 4. Karpman VL. Serdechno-sosudistaya sistema i transport kisloroda pri myshechnoy rabote. Kliniko-fiziologicheskie kharakteristiki serdechno-sosudistoy sistemy u sportsmenov. Yubileynyy sbornik. Moscow: RGAFK; 1994. Russian.
  • 5. Myakichenko EB, Seluyanov VN. Razvitie lokal'noy myshechnoy vynoslivosti v tsiklicheskikh vidakh sporta. Moscow: TVT Divizion; 2009. Russian.
  • 6. Radchenko AS, Borilkevich VE, Zorin VE. Otsenka effek- tivnosti adaptivnoy reaktsii pri tsiklicheskoy myshechnoy rabote. Teoriya i praktika fizicheskoy kul'tury. 1997;2:2-8. Russian.
  • 7. Seluyanov VN. Podgotovka beguna na srednie distant- sii. Moscow: TVT Divizion; 2007. Russian.
  • 8. Kots YaM. Fiziologiya myshechnoy deyatel'nosti. Moscow: FiC; 1982. Russian.
  • 9. Yuldashev RR, Voytenko YuL, Balykin MV. Tipy reagiro- vaniya kislorodtransportnykh sistem organizma na maksimal'nuyu fizicheskuyu nagruzku. Fiziologiya myshechnoy deyatel'nosti: Tez. 10. Khadartsev AA, Fudin NA, Orlov VA. Mediko-

dokl. Mezhdunar. konf. Moscow; 2000. Russian. biologicheskie tekhnologii v sporte. Moscow: Izd-vo

«Izvestiya»; 2011. Russian.

УДК: 61.616.8-07 DOI: 10.12737/5894

 
<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>