Механізми і засоби поліпшення стану функціональної системи дихання і підвищення працездатності
Встановлення високої залежності стану функціональної системи дихання (ФСД), кисневих режимів організму (КРО) і швидкості поетапної доставки кисню до тканин. Аналіз споживання кисню організмом у спортсменів високої кваліфікації і їх працездатності.
| Рубрика | Биология и естествознание |
| Вид | автореферат |
| Язык | украинский |
| Дата добавления | 25.06.2014 |
| Размер файла | 66,5 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Національна академія наук України
інститут фізіології ім. О.О. Богомольця
УДК 612.018+796.072.2
03.00.13 - фізіологія людини і тварин
Автореферат
на здобуття наукового ступеня
доктора біологічних наук
Механізми і засоби поліпшення стану функціональної системи дихання і підвищення працездатності
Радзіевський Павло Олександрович
Київ - 2002
Дисертацією є рукопис
Роботу виконано в Національному університеті фізичного виховання і спорту України
Науковий консультант: доктор медичних наук, професор Колчинська Ася Зеліківна, зав. відділом медичної інформатики Інституту інформатики і проблем регіонального керування Кабардино-Балкарського наукового центру Російської академії наук
Офіційні опоненти:
доктор медичних наук, старший науковий співробітник Маньковська Ірина Микитівна, провідний науковий співробітник відділу по вивченню гіпоксичних станів Інституту фізіології ім. О.О. Богомольця НАН України
доктор біологічних наук, професор Євгеньєва Лідія Яківна, професор-консультант кафедри біології людини Національного університету фізичного виховання і спорту України
доктор біологічних наук, старший науковий співробітник Лябах Катерина Георгіївна, провідний науковий співробітник відділу інформаційних технологій у біології і медицині Науково-навчального центру інформаційних технологій і систем при ЮНЕСКО.
Провідна установа - НДІ гематології і трансфузіології АМН України, Київ.
Захист відбудеться "19" листопада 2002 р. о 14 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26. 198.01 при Інституті фізіології ім. О.О. Богомольця НАН України (01024, Київ - 24, вул. Богомольця, 4).
З дисертацією можна ознайомитися в бібліотеці Інституту
Автореферат розіслано 18.10.2002 р.
Вчений секретар спеціалізованої вченої ради З.О. Сорокіна-Маріна
Анотації
Радзієвський П.О. Механізми і засоби покращення стану функціональної системи дихання та підвищення працездатності. - Рукопис.
Дисертація на здобуття вченого ступеня доктора біологічних наук за спеціальністю 03.00.13 - фізіологія людини і тварин. - Інститут фізіології ім. О.О. Богомольця НАН України, Київ, 2002.
В роботі встановлено високу залежність стану функціональної системи дихання (ФСД), кисневих режимів організму (КРО) - швидкості поетапної доставки кисню до тканин, парціального тиску кисню в альвеолярному повітрі, напруги його в артеріальній, змішаній венозній крові, у тканинах, максимального споживання кисню (МСК) організмом у спортсменів високої кваліфікації, їх загальної і спеціальної працездатності - від тривалості різних етапів спортивної підготовки, парціального тиску кисню у вдихуваному повітрі, режимів гіпоксичного тренування. Нормобаричне інтервальне гіпоксичне тренування (ІГТ)- ефективний засіб поліпшення стану ФСД, підвищення аеробної продуктивності, загальної і спеціальної працездатності спортсменів високої кваліфікації. Після курсу ІГТ (15-24 сеансів) МСК збільшується на 8,36±1,24 %, потужність тестових навантажень зростає на 15-16 %. Перевагою використання інтервального гіпоксичного тренування в підготовці спортсменів високої кваліфікації є те, що гіпоксична гіпоксія і гіпоксія навантаження діють на організм спортсмена в різний час (ІГТ проводиться у спокої, поза плановим спортивним тренуванням, не заважаючи його проведенню). Це відрізняє ІГТ від спортивної підготовки в гірських умовах, де на організм спортсменів одночасно і постійно діє гіпоксія двох типів - гіпоксія навантаження і гіпоксична гіпоксія, тобто може проявитися адитивна деструктивна дія обох типів гіпоксії. Висока ефективність інтервального гіпоксичного тренування в поліпшенні стану всіх ланок ФСД у спортсменів зобумовлена чередуванням гіпоксичних впливів і нормоксичних інтервалів між ними, під час яких рівень пластичних процесів залишається підвищеним, а напруга кисню у артеріальній крові і тканинах збільшується до нормоксичних значень.
Ключові слова: функціональна система дихання, кисневі режими організму, спортсмени высокої кваліфікації, гіпоксична гіпоксія, гіпоксія навантаження, гемічна гіпоксія, інтервальне гіпоксичне тренування, аеробна продуктивність, фізична працездатність.
Радзиевский П.А. Механизмы и средства улучшения состояния функциональной системы дыхания и повышения работоспособности. - Рукопись.
Диссертация на соискание ученой степени доктора биологических наук по специальности 03.00.13 - физиология человека и животных. - Институт физиологии им. А.А. Богомольца НАН Украины, Киев, 2002.
В работе охарактеризовано состояние функциональной системы дыхания (ФСД) организма спортсменов высокой квалификации, его изменения в результате тренировочных сборов разной длительности в условиях нормального и пониженного рО 2 во вдыхаемом воздухе, выявлена эффективность нормобарической интервальной гипоксической тренировки (ИГТ) спортсменов и механизмы, обуславливающие улучшение состояния организма спортсменов, их работоспособность, повышение результатов в соревновательной деятельности. Показано, что многолетняя спортивная подготовка значительно расширяет диапазон возможностей ФСД, приводит к заметному росту аэробной производительности (у спортсменок высокой квалификации уровень максимального потребления кислорода на 60-70 % больше, чем у нетренированных женщин), оптимизирует деятельность дыхания и кровообращения, повышает экономичность и эффективность кислородных режимов организма (КРО), способствует увеличению работоспособности (максимальная мощность нагрузок, выполняемых высококвалифицированными спортсменками на 75-80 % выше, чем у не занимающихся спортом). В результате годичной спортивной подготовки у высококвалифицированных спортсменок наблюдается достоверный, от этапа к этапу, рост производительности ФСД, увеличение общей и специальной работоспособности. Уровень максимального потребления кислорода (МПК) у высококвалифицированных велосипедисток в соревновательном периоде на 10,41,0 % больше, чем в начале годичного цикла подготовки, при этом порог аэробно-анаэробного обмена сдвигается в сторону больших нагрузок, максимальная мощность тестовых нагрузок от переходного периода до этапа главных соревнований возрастает на 28,63,1 %. На протяжении отдельных этапов годичного цикла спортивной подготовки также происходит повышение аэробной производительности и работоспособности - за подготовительный период МПК велосипедисток высокой квалификации возрастает на 4,20,8 %, а максимальная мощность тестовых нагрузок - на 16,62,7 %. При напряженной мышечной деятельности достоверно увеличилась экономичность и эффективность КРО спортсменок. Один мезоцикл спортивной подготовки в условиях нормоксии не приводит к достоверному повышению аэробной производительности и ее интегрального показателя - МПК. В первые дни пребывания в горах при проведении учебно-тренировочного сбора в среднегорье происходит заметное снижение эффективности и экономичности КРО, ухудшение состояния ФСД. В альпинизме, где спортсмены хорошо адаптированы к условиям среднегорья, и чья профессиональная деятельность проходит в условиях низкого, а иногда и экстремально низкого рО 2 во вдыхаемом воздухе, при переезде в среднегорье не наблюдается достоверных изменений состояния ФСД. После возвращения в условия нормоксии после месячной адаптации к двум типам гипоксии отмечался достоверный рост мощности ФСД, повышение экономичности и эффективности КРО спортсменов. Мощность предельно переносимых велоэргометрических нагрузок возросла на 15-17 %, а максимальное потребление кислорода - интегральный показатель аэробных возможностей спортсменок - увеличилось после тренировочного сбора в среднегорье на 7,661,2 %. При этом за один учебно-тренировочный сбор, проведенный в условиях равнины, где на организм спортсменок действовал только один тип гипоксии - гипоксия нагрузки, достоверных изменений состояния ФСД, увеличения аэробных возможностей и работоспособности нами обнаружено не было. Исследование механизмов повышения аэробной производительности в спорте высших достижений показало, что одним и из основных факторов, способствующих ее повышению и экономизации функциональных затрат при интенсивной мышечной деятельности, является увеличение содержания гемоглобина в крови - уменьшение содержания гемоглобина в крови вызывает существенный сдвиг во всех звеньях ФСД, в первую очередь отражаясь на снижении скорости доставки кислорода артериальной кровью, что требует значительного усиления сердечной деятельности. Увеличение содержания гемоглобина в крови в результате адаптации к гипоксической гипоксии способствует снижению ЧСС, что особенно важно при напряженной мышечной деятельности, когда при нагрузках одинаковой мощности ЧСС оказывается меньше. Метод использования ИГТ в подготовке спортсменов высокой квалификации, согласно которому гипоксическая гипоксия и гипоксия нагрузки действуют на организм спортсмена в разное время, так как ИГТ проводится в покое, вне плановой спортивной тренировки, не мешая ее проведению, выгодно отличается от метода гипоксической тренировки в горных условиях, где на организм спортсменов одновременно и постоянно действует два типа гипоксии - гипоксия нагрузки и гипоксическая гипоксия. В отличие от этого, раздельное воздействие гипоксической гипоксии и гипоксии нагрузки, когда физиологические механизмы, компенсирующие эти два типа гипоксии, не наслаиваются, а дополняют друг друга позволяет тренироваться без корректировки учебно-тренировочного плана, не снижая объема и интенсивности тренировочных нагрузок, в результате чего создаются более благоприятные условия для улучшения состояния ФСД, повышения аэробной производительности, развития общей и, что особенно важно, специальной работоспособности, что во многом определяет возможность повышения спортивных результатов. Высокая эффективность интервальной гипоксической тренировки в повышении аэробной производительности и работоспособности в спорте высших достижений обусловлена чередованием гипоксических воздействий с нормоксическими интервалами, во время которых уровень пластических процессов остается высоким, а напряжение кислорода в артериальной крови и тканях стремится к нормоксическому уровню. Эффективность интервальной гипоксической тренировки проявляется увеличением содержания гемоглобина в крови; повышением экономичности и эффективности кислородных режимов организма, росте общей и, что особенно важно, специальной физической работоспособности.
Ключевые слова: функциональная система дыхания, кислородные режимы организма, спортсмены высокой квалификации, гипоксическая гипоксия, гипоксия нагрузки, гемическая гипоксия, интервальная гипоксическая тренировка, аэробная производительность, физическая работоспособность.
Radzievsky P.O. Mechanisms and methods for the respiration system functional state improving and increase of capacity for work. - Manuscript
Thesis for obtaining of scientific degree of Doctor in Biological Sciences, speciality 03.00.13 - human and animal physiology. - Bogomoletz Institute of Physiology NAS Ukraine, Kyiv, 2002.
It was found in this work high dependence of the functional respiration system (FRS) state, oxygen regimes of organism: velocity of the stepwise oxygen transport to the tissues, partial oxygen pressure in alveolar air, O2 tension in arterial, mixed venous blood, in tissues, maximal oxygen consumption (MOC) in organisms of high qualification sportsmen, their general and special capacity for work, from the duration of different stages of sportive preparations, from the partial oxygen pressure in inhaled air, from the regimes of hypoxic training. Normobaric intermittent hypoxic training (IHT) is an effective method for improving of FRS state, increase of aerobic productivity, general and special capacity for work in sportsmen of high qualification. After the course of IHT (15 - 24 seances), MOC increases by 8,361,24%, capacity of the test loading increases by 15 - 16%. The advantage of the use of intermittent hypoxic training during the preparation of high qualification sportsmen is so that hypoxic hypoxia and hypoxia of load influence on the sportsman organism in different time (IHT is doing during the rest, out of the planned sport training without the influence on it). This is a difference with the hypoxic training in mountain conditions where two types of hypoxia influence on the sportsman organism simultaneously and permanently - hypoxia of load and hypoxic hypoxia, and additive distructive action of the both types of hypoxia may be revealed. High efficacy of intermittent hypoxic training in improving of all parts of sportsmen FRS is a result alternating of hypoxic influences and normoxic intervals between them during which the level of plastic processes remains increased, oxygen tension in arterial blood and tissues increases to normoxic values. After IHT course, the state of respiration organs improves, the respiration volume, part of alveolar ventilation in the minute volume of respiration, saturation of arterial blood by oxygen, haemoglobin content in blood - increase as well as increase economy and efficacy of oxygen regimes of organism, general and special (especially important) physical capacity for work increase too.
Key words: functional respiration system, oxygen regimes of organism, sportsmen of high qualification, hypoxic hypoxia, hypoxia of load, hemic hypoxia, intermittent hypoxic training, aerobic productivity, physical capacity for work.
Загальна характеристика роботи
Актуальність теми. Проблема оптимізації діяльності функціональних систем організму людини з метою збереження і поліпшення його здоров'я і працездатності залишається однією з важливих і актуальних проблем сучасної біології і медицини. Нині усе більше уваги фізіологи і медики приділяють адаптації організму до гіпоксії різних типів і зростання в процесі такої адаптації функціональних можливостей зовнішнього дихання, кровообігу, транспорту кисню кров'ю до тканин і його утилізації в мітохондріях клітин (Сиротинін М.М., 1949; Колчинська А.З., 1952-2002; Шуміцька Н.М., 1963; Мельничук С.П., 1963; Канторович М.А., 1972; Міррахімов М.М., 1973; Шогенцукова Е.А., 1979; Бєлошицький П.В., 1982; Середенко М.М., 1983; Доненко Ю.І., 1989; Меєрсон Ф.З., Твердохліб В.П., 1990; Березовський В.Я., 1992; Серебровська Т.В., 1992; Коваленко Є.О., 1994). Гіпоксія, зокрема такі її типи як гіперметаболічна гіпоксія (гіпоксія навантаження) і гіпоксична гіпоксія, супроводжують людину протягом усього її життєвого циклу, що визначає актуальність досліджень механізмів адаптації до неї як діючого фактора поліпшення стану системи забезпечення організму киснем і підвищення працездатності.
Успішний розвиток теорії систем, інформатики, що дозволили здійснити системний аналіз дослідження процесу забезпечення організму життєво необхідним йому киснем, створюють базу для фундаментальних досліджень у фізіології дихання, кровообігу, окислювальних процесів для вивчення дії на організм недостатності кисню при гіпоксії різних типів. Цьому сприяє концепція про функціональну систему дихання (ФСД), що обслуговується тими фізіологічними системами, що забезпечують адекватність процесу поетапної доставки кисню до мітохондрій метаболічним потребам організму, а також виведення надлишку вуглекислого газу, що утворюється в процесі тканинного дихання. Функціонування цієї системи і забезпечує у фізіологічних рамках оптимальну економічність і ефективність кисневих режимів організму (КРО) (Колчинська А.З., 1969-2002). Здійснення математичного опису процесу масопереносу кисню в організмі (Лауер Н.В., Колчинська А.З., Шкабара К.Г., 1964; Колчинська А.З., Пшеничний Б.М., Онопчук Ю.М., 1972), сучасні комп'ютерні технології його моделювання (Колчинська А.З., Хуболов В.А., Денисенко А.Х., 2001) створили можливість для проведення фундаментальних досліджень змін функціональної системи дихання і гіпоксичних станів організму здорової і хворої людини при нормальному і зниженому парціальному тиску кисню в навколишньому повітрі, у спокої і при фізичному навантаженні різної інтенсивності.
Тип гіпоксії, що розвивається при збільшенні навантаження на функціональну систему дихання при інтенсивній м'язовій діяльності був вперше описаний А.З. Колчинською (1979), М.М. Філіповим (1983). Роль адаптації до цього типу гіпоксії в розвитку окремих ланок ФСД у процесі спортивної підготовки була показана в роботах В.Д. Моногарова (1989), Я.Й. Ящаніна (1989), Л.Г. Шахліної (1995), М.М. Булатової (1996), В.М. Платонова (1997, 1999) та ін. Однак навіть при цьому найбільш вивченому варіанті гіпоксичного стану, систематизовані відомості про значення змін ФСД у підвищенні працездатності людини були представлені недостатньо. Це особливо справедливо для досліджень ФСД на тлі дії гіпоксії навантаження на організм жінок.
Хоча тренувальний процес у гірських умовах одержав широке поширення в спорті вищих досягнень (Сиротинін М.М., 1965; Лєтунов С.П., 1966; Колчинська А.З., 1965-1999; Суслов Ф.П., 1983; Булатова М.М., Платонов В.М., 1996; Платонов В.М., 1997, 1999), зміни стану ФСД у спортсменів при одночасному впливі на організм гіпоксії навантаження і гіпоксичної гіпоксії дуже мало висвітлені в літературі. Недостатньо вивчені також механізми адаптації до адитивної дії гіпоксії різних типів (гіпоксичної гіпоксії і гіпоксії навантаження, гіпоксичної і гемічної гіпоксії).
Залишаються мало дослідженими відмінності в механізмах адаптації людини до гіпоксичної гіпоксії в процесі гіпобаричної гіпоксії в горах і при нормобаричному інтервальному гіпоксичному тренуванні (ІГТ), що нині одержало широке поширення в медицині (Стрєлков Р.Б., Чижов О.Я., 1984-92; Ткачук О.Н., 1988-94; Циганова Т.М., 1988-94; Еренбург О.В., 1990-93; Кондрикінська І.І., 1990-94; Горбачєнков О.О., 1990-94; Колчинська А.З., Крупко-Большова Ю.О., Закусило М.П., 1994; Серебровська Т.В. та ін.; 1996) і спорті (Колчинська А.З., Радзієвський П.О., 1992).
Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертація виконана на підставі зведеного плану НДР Вченої Ради НУФВСУ на 1996-2000 р. по темі 2.3.8 УДК 796.072.2 "Особливості формування функціональної підготовленості спортсменів, що спеціалізуються у видах спорту з переважним розвитком витривалості, на різних етапах становлення спортивної майстерності" (№ державної реєстрації 0199U000946).
Мета і завдання дослідження. Охарактеризувати зміни стану функціональної системи дихання і механізми адаптації до недостатності кисню при різній тривалості впливу гіпоксичної гіпоксії, гіпоксії навантаження, гемічної гіпоксії, виявити механізми адаптації до гіпоксичної гіпоксії в курсі нормобаричного інтервального гіпоксичного тренування як засобу поліпшення стану функціональної системи дихання і працездатності людини. дихання кисневий спортсмен
Задачі дослідження:
Здійснити комплексну оцінку змін стану функціональної системи дихання і кисневих режимів організму в результаті довго- і короткочасного впливу гіпоксії навантаження.
Вивчити реакцію адаптованих до багаторічного впливу гіпоксії навантаження осіб (висококваліфікованих спортсменів) на зниження парціального тиску кисню у вдихуваному повітрі після переїзду до середньогір, я і динаміку адаптації їх організму до гіпоксичної гіпоксії в гірських умовах.
Дослідити стан функціональної системи дихання і працездатність осіб, адаптованих до гіпобаричної гіпоксичної гіпоксії (альпіністів) у горах на різній висоті над рівнем моря.
Охарактеризувати стан функціональної системи дихання і механізми адаптації організму при адитивній дії гемічної гіпоксії і гіпоксії навантаження, гемічної і гіпоксичної гіпоксії.
Вивчити зміни стану функціональної системи дихання в осіб зі зниженим вмістом гемоглобіну в крові в процесі адаптації до гіпоксичної гіпоксії в горах.
Застосувати адаптацію до гіпоксичної гіпоксії в курсі нормобаричного інтервального гіпоксичного тренування для поліпшення функціонування різних ланок функціональної системи дихання і підвищення працездатності, оцінити ефективність ІГТ.
Об'єкт дослідження - функціональна система дихання і працездатність людини в умовах нормоксії, гіпоксії різних типів, а також при одночасній дії на організм декількох типів гіпоксії у процесі адаптації до гіпоксичної гіпоксії і гіпоксії навантаження.
Предмет дослідження - механізми оптимізації стану функціональної системи дихання, підвищення працездатності в результаті адаптації організму до гіпобаричної і нормобаричної гіпоксичної гіпоксії.
Методи дослідження. Був використаний системний підхід до оцінки стану ФСД, котра включає легеневе дихання, кровообіг, тканинне дихання. Цей підхід сполучає інструментальні дослідження з математичним моделюванням кисневих режимів організму, прогнозуванням стану ФСД, аеробної продуктивності і працездатності. Для розроблення поставлених наукових задач були проведені дослідження в нормоксичних умовах і в горах при зниженому парціальному тиску кисню у вдихуваному повітрі. Використовувалися такі методи:
Фізіологічні, біохімічні методи вивчення функціональної системи дихання, аеробної продуктивності і працездатності: спірометрія, газовий аналіз повітря, що видихується, й альвеолярного повітря, реєстрація частоти серцевих скорочень (ЧСС), визначення і розрахунок хвилинного об,єму крові, кислотно-лужного стану крові, вмісту в ній гемоглобіну, лактату, сечовини в спокої та у динаміці м'язової діяльності. Максимальне споживання кисню (МСК) визначали за допомогою ергометричного тесту з навантаженням, що підвищувалося ступенчасто.
Методи вивчення загальної і спеціальної працездатності спортсменів протягом річного циклу підготовки включали: анкетування, аналіз змагальної діяльності, педагогічне тестування.
Автоматизований аналіз функції системи дихання, аеробних можливостей організму і працездатності.
Методи математичної статистики.
Наукова новизна одержаних результатів. Охарактеризовано стан функціональної системи дихання і зміни працездатності в процесі довго- і короткочасної дії гіперметаболічної гіпоксії. Вивчено реакцію організму спортсменів високої кваліфікації на зниження парціального тиску кисню у вдихуваному повітрі після переїзду в середньогір'я, динаміку адаптації організму до гіпоксичної гіпоксії в гірських умовах. Вперше охарактеризовано відмінності стану ФСД і працездатності альпіністів і спортсменів високої кваліфікації, що спеціалізуються з циклічних видів спорту, при різному парціальному тиску кисню у вдихуваному повітрі. Вперше доведено ефективність використання адаптації до гіпоксичної гіпоксії в курсі нормобаричного інтервального гіпоксичного тренування в поліпшенні стану ФСД і підвищанні загальної і спеціальної фізичної працездатності в спорті вищіх досягнень.
Практичне значення отриманих результатів. На підставі результатів досліджень розроблено метод підвищення аеробної продуктивності і працездатності в спорті вищих досягнень, що використано у системі підготовки спортсменів національних збірних команд України, про що є відповідні акти впровадження. Результати досліджень використано в курсах лекцій для студентів спеціалізованих ВНЗів, слухачів факультету підвищення кваліфікації, тренерів і викладачів у галузі фізичного виховання і спорту.
Особистий внесок здобувача є визначальним у плані організації і проведення досліджень. Автором особисто проведено збір, аналіз літератури та опрацювання результатів досліджень. Інтерпретація результатів досліджень стану функціональної системи дихання, аеробної продуктивності, фізичної працездатності спортсменів в умовах нормоксії, нормобаричної та гіпобаричної гіпоксичної гіпоксії, гіпоксії навантаження, а також адитивної дії гіпоксії навантаження та гіпоксичної гіпоксії проводилася за допомогою розроблених автором модельних характеристик стану ФСД і КРО.
Апробація результатів дисертації. Основні положення і висновки дисертаційної роботи повідомлено й обговорено на: 2-му Всесоюзному симпозіумі "Проблеми оцінки і прогнозування функціональних станів організму та прикладної фізіології" (Фрунзе, 1984); 3-му Всесоюзному симпозіумі "Кровообіг в умовах високогорної і експериментальної гіпоксії" (Фрунзе, 1986); Всесоюзній конференції "Реактивність і резистентність: функціональні і прикладні питання" (Київ, 1987); 9-ій Всесоюзній науково-практичній конференції "Побудова тренування по роках навчання в спортивних школах (циклічні види спорту)" (Москва, 1987); 22-ій Всесоюзній конференції із спортивної медицини "Шляхи вдосконалення і підвищення ефективності медичного контролю за висококваліфікованими спортсменами" (Москва, 1987); Всесоюзній конференції "Фізіологічні механізми адаптації до м, язової діяльності" (Волгоград, 1988); 4-му Всесоюзному з,їзді патофізіологів (Москва, 1989); Міжнародному конгресі "Сучасний олімпійський спорт" (Київ, 1993); 1-ій Міжнародній конференції "Гіпоксія в медицині" (Москва, 1994); 1-му Всеросійському конгресі з патофізіології "Патофізіологія органів і систем. Типові патологічні процеси (Експериментальні и клінічні аспекти)" (Москва, 1996); 2-му конгресі патофізіологів України, присвяченому 100-річчю від дня народження академіка М.М. Сиротиніна (Київ, 1996); 2-ій міжнародній конференції "Фізіотерапія і спорт: сучасні аспекти реабілітації і профілактики" (Москва, 1997); 2-му Міжнародному конгресі "Сучасний олімпійський спорт" (Київ, 1999); Міжнародній конференції, присвяченій 150-річчю І.П.Павлова (Санкт-Петербург, 1999); Всеросійській конференції "Гіпоксія: механізми, адаптація, корекція" (Москва, 1999); Міжнародній конференції "Астроеко - 2002" (сел. Терскол (Кабардино-Балкарія, Російська Федерація), 2002).
Публікації. По темі дисертації опублікована 51 наукова праця.
Структура дисертації. Дисертацію викладено на 327 сторінках машинопису. Включає: вступ, огляд літератури, розділ методів і організації досліджень, чотири розділи результатів власних досліджень, розділ обговорення результатів власних досліджень, висновки, практичні рекомендації. Список літературних джерел включає 312 найменувань; дисертація ілюстрована 56 таблицями і 55 рисунками.
Основний зміст роботи
Загальна характеристика обстежених і методи дослідження. Для характеристики функціонального стану організму, аеробної продуктивності і працездатності висококваліфікованих спортсменів використано системний підхід, відповідно до якого функціональні можливості організму, що формуються в процесі багаторічних і інтенсивних спортивних тренувань, інтегрально відбивають взаємодію педагогічних, фізіологічних, біохімічних чинників, що і є основою для проведення даних комплексних досліджень.
Протягом декількох олімпійських циклів, упродовж річного макроциклу і його структурних складових, у спокої, при м'язовій діяльності різної інтенсивності й у відновнувальному періоді після неї обстежено 148 висококваліфікованих спортсменів і спортсменок різних спеціалізацій і 26 чоловіків і жінок, які не займалися спортом. Крім цього, обстежено групу дівчат-підлітків із анемією внаслідок ювенільних дисфункціональних маткових кровотеч (10 чол.) і контрольну групу здорових того ж віку (9 чол.).
Всі обстежені нами особи пройшли медичний контроль і були допущені до лабораторного тестування. Загальні відомості про обстежених наведено в таблиці 1.
У дослідженнях застосовано комплексний метод оцінки функціонального стану, аеробної продуктивності і працездатності спортсменів, заснований на одночасній реєстрації змін дихання, кровообігу, дихальної функції крові і газообміну з подальшим аналізом швидкості масопереносу кисню і рО 2: швидкості надходження кисню в легені (qіО 2), в альвеоли (qАО 2), швидкості транспорту кисню артеріальною (qаО 2) і змішаною венозною кров'ю (qvО 2), швидкості споживання кисню (VO2), парціального тиску кисню у вдихуваному повітрі й Вимірювання об,єму видихуваного повітря здійснили за допомогою волютметра Atem volumeter 45084 (Німеччина) і апарата ММС "Beсkman" (США). Визначення вмісту газів у повітрі проводили за допомогою маспектрографу (Україна), газоаналізаторів ММС "Beсkman" і "Спіроліт" (Німеччина). Добір порцій альвеолярного повітря здійснювли безупинно за допомогою спеціального пневматичного пристрою за М.М. Філіповим (1973). У ході досліджень для контролю і калібрування автоматичних газоаналізаторів періодично брали проби повітря для подальшого аналізу на газоаналізаторі хімичного типу ГВВ-2. Калібрування газоаналізаторів проводили також за допомогою газових сумішей з відомою концентрацією у них О 2 і СО 2.
Таблиця 1 Характеристика контингенту обстежених
|
№ п/п |
Спеціалізація |
Спорт. кваліфікація |
Вік, роки |
Маса, кг |
Довжина тіла, см |
Кількість обстежених |
|
|
1 |
Велоспорт (шосе) (чоловіки) |
ЗМС, МСМК |
22,41,8 |
75,71,4 |
178,52,1 |
14 |
|
|
2 |
Велоспорт (шосе) (жінки) |
ЗМС, МСМК |
24,71,3 |
59,41,1 |
165,02,3 |
12 |
|
|
3 |
Велоспорт (шосе) (жінки) |
МС |
20,32,8 |
57,71,4 |
163,31,2 |
16 |
|
|
4 |
Веслування на байдарці (чоловіки) |
МСМК, МС |
24,11,4 |
78,31,1 |
179,02,0 |
19 |
|
|
5 |
Веслування академічне (жінки) |
МСМК, МС |
22,32,1 |
74,81,3 |
183,42,1 |
21 |
|
|
6 |
Альпінізм (чоловіки) |
ЗМС, МСМК |
27,43,0 |
70,30,7 |
172,50,8 |
8 |
|
|
7 |
Альпінізм (чоловіки) |
МС |
21,92,0 |
72,10,8 |
175,30,7 |
16 |
|
|
8 |
Альпінізм (жінки) |
МСМК, МС |
24,82,4 |
58,01,1 |
160,01,2 |
4 |
|
|
9 |
Волейбол (жінки) |
МС, КМС |
18,52,4 |
67,34,1 |
174,06,0 |
27 |
|
|
10 |
Нетреновані чоловіки |
Контроль |
25,51,7 |
76,82,1 |
178,84,1 |
14 |
|
|
11 |
Нетреновані жінки |
Контроль |
26,12,2 |
61,01,3 |
159,12,5 |
12 |
|
|
12 |
Легка атлетика (спринт) |
МС, МСМК |
210,78 |
73,91,4 |
179,41,5 |
12 |
|
|
13 |
Дівчата з матковими кровотечами |
Модель анемії |
14,30,6 |
48,11,5 |
148,21,7 |
10 |
|
|
14 |
Здорові дівчата |
Контроль |
14,81,0 |
52,02,1 |
154,32,0 |
9 |
Хвилинний об,єм крові визначався за допомогою методу зворотного дихання СО 2 за Дефаром в модифікації В.Л. Карпмана (1980). У деякій частині експериментів, коли обстеження проводили не в лабораторних умовах, а в умовах природної спортивної діяльності чи в барокамері, хвилинний об'єм крові розраховували за формулою Стара для дорослих. Частоту серцевих скорочень вимірювали і при необхідності фіксували в пам'ять спорттестеру Polar РЕ-3000 (Фінляндія). Під час виконання тестових навантажень і під час періоду відновлення після них аускультативним методом за Коротковим вимірювали артеріальний тиск. Показники дихальної функції крові, вміст Hb у крові визначали гемоглобінцианідним методом на фотокалориметрі МКМФ-1, кисневу ємність крові розраховували за константою Гюффнера. Насичення крові киснем (SaО 2) реєстрували за допомогою пульсового оксиметру "Oxishuttle" (США). Зміст лактату в крові визначали за Штромом на МКМФ-1. Показники кислотно-лужної рівноваги крові і надлишок буферних основ у крові визначали на апараті "Radelkis" BMA-155 (Угорщина) за номограмою J. Havas (1973).
Аналіз каскадів швидкості транспорту кисню в організмі і його парціального тиску, який дозволив дати якісну і кількісну характеристики кисневих режимів організму, проводили за допомогою математичної моделі системи регулювання кисневих режимів (СКРК) (Колчинська А.З., Онопчук Ю.М. і ін., 1972). Розрахунки проводили на персональному комп'ютері IBM PS. Усі дихальні об'єми приводили до умов ВТРS. Для розрахунків параметрів КРО, а також похідні від цих параметрів дихальні об'єми приводили до стандартних умов STPD.
Для визначення рівня аеробних можливостей у лабораторних умовах було застосовано велоергометричний тест. При виконанні навантаження, що ступенчасто підвищується, на велоергометрі "Monark" (Швеція) чи КЕ-12 (Фінляндія) визначали максимальний об'єм роботи і потужність тестових навантажень. Навантаження на першій ступіні було 100 Вт, на кожній наступній - на 50 Вт більше. Тривалість роботи на кожній ступіні 2 хв. Навантаження підвищували до відмовлення від роботи, під час якої швидкість споживання кисню досягало максимальних величин (МСК). Під час велоергометричних навантажень визначалися показники функціональної системи дихання, перелічені вище. Усі показники реєстрували до роботи у стані відносного спокою на другій хвилині кожного ступеня навантаження і протягом 10 хвилинного періоду відновлення після навантаження.
Визначення фізичної працездатності дівчат, що страждають ЮДМК, проводили у стандартних умовах крокового тесту за Добельном (1966).
Курс ІГТ для спортсменок складався з 24 (для спортсменів-чоловіків - з 15) сеансів, що проводили щодня, крім неділь, після сніданку перед денним тренувальним заняттям. Кожен сеанс ІГТ містив у собі 5 п'ятихвилинних серій вдихань гіпоксичних сумішей з 11 % кисню (з 1 по 8 сеанс), 10,5 % кисню (з 9 по 18 сеанс), 10 % кисню (з 19 по 24 сеанс), що чергуються з п'ятихвилинними нормоксичними інтервалами.
У курсі ІГТ, проведеного нами для легкоатлетів-спринтерів, у перші два дні спортсмени вдихали гіпоксичну газову суміш (ГГС) з 11 % кисню (О 2), потім протягом тижня - з 10 % і в останні дні - з 9 % О 2. Тривалість вдихання гіпоксичної суміші і нормоксичних інтервалів були 1 хвилина, кількість серій в сеансі - 30 (загальна тривалість гіпоксичного впливу - 30 хвилин). Курс ІГТ - 15 днів.
Для визначення реакції організму спортсменів на вдихання гіпоксичної суміші проводили гіпоксичний тест. При нормальному вмісті кисню (20,9 %) у вдихуваному повітрі, до вдихання гіпоксичних газових сумішей (ГГС), а також на третій і восьмій хвилинах дихання ГГС реєстрували: ЧД, ХОД за допомогою волюметра Atem volumeter 45084, (Німеччина), газовий склад вдихуваного, видихуваного, альвеолярного повітря - на апараті "Спіроліт" (Німеччина), SaО 2 і ЧСС реєструвалися протягом усього тесту за допомогою пульсового оксиметру "Oxishuttle" (США). Подача гіпоксичної суміші забезпечувалася апаратом "Гіпоксикатор", що конвертує навколишнє повітря з 20,9 % кисню в газову суміш з бажаним вмістом кисню (від 8 до 20 % кисню в азоті). До і після тесту відбиралися проби крові (з пальця) для біохімічного аналізу. Визначався вміст гемоглобіну і лактату в крові.
Десятихвилинний гіпоксичний тест, що випереджає курс ІГТ, був одночасно і першим сеансом курсу гіпоксичного тренування. Тест, що проводиться в останній день курсу - його заключний сеанс. Порівняння показників обох тестів дозволяє судити і про ступінь адаптації функціональної системи дихання пацієнта до гіпоксії і про ефективність курсу ІГТ. Таким чином, гіпоксичний тест несе потрійну функцію - він служить для визначення чутливості до гіпоксії, для визначення оптимального вмісту О 2 у ГГС у початковому періоді гіпоксичного тренування, він дозволяє також оцінити ефективність курсу ІГТ.
До і після курсу ІГТ крім описаних вище тестів проводяться і тести, що дозволяють судити про зміни аеробної продуктивності і фізичної працездатності в результаті проведеного курсу. Усі тести проводяться при нормальному вмісті О 2 до курсу ІГТ і після нього, залежно від спортивної спеціалізації, тестування проводиться на вело- і гребному ергометрі, а також у природних умовах спортивної діяльності.
За даними щоденників спортсменів проводили педагогічний аналіз параметрів тренувальних та змагальних навантажень, вивчалися протоколи змагань, аналізували результати лабораторного тестування на велоергометрі і тестування працездатності в природних умовах тренувальної діяльності.
Необхідно зазначити, що два мікроцикли підготовки веслярів проводили на загальпідготовчому етапі підготовчого періоду. Розглянуті мікроцикли були такі, що втягують. Тренувальні заняття в мікроциклах були спрямовані на вдосконалення спортивної майстерності та підвищення витривалості при роботі аеробного характеру.
Для визначення стрибкової витривалості, що характеризує спеціальну працездатність волейболісток, до і після курсу ІГТ використовували східчастий стрибковий тест. Спортсменки виконували стрибки на двох ногах угору, торкаючись двома руками планки 2 м 90 см. Тест складався з 3 серій стрибків протягом 1 хв з різною частотою: перша серія - 15 стрибків*хв-1, друга серія - 30 стрибків*хв-1, третя серія - максимально можлива кількість стрибків у хвилину. Інтервали відпочинку між серіями склали 5 хв. Протягом серії виміряли: ХОД, ЧСС, процентний вміст О 2 у видихуваному повітрі, кількість стрибків у третій серії.
Математичну обробку статистичного матеріалу проводили на персональному комп'ютері IBM PS c використанням процесора Pentium II і статистичних пакетів STADIA, STATGRAPHICS, STATISTICA.
Результати досліджень та їх обговорення
Зміна стану функціональної системи дихання в процесі адаптації до гіпоксії навантаження в результаті спортивного тренування. Здатність організму тривалий час виконувати великі фізичні навантаження в аеробному режимі у циклічних видах спорту є одним з основних факторів, що визначають спортивний результат.
Наші дослідження показали, що багаторічна спортивна підготовка приводить до 60-80 % збільшення рівня максимального споживання кисню - інтегрального показника аеробної продуктивності організму. Багаторічна спортивна підготовка приводить до вірогідної відмінності показників ФСД і параметрів кисневих режимів організму (КРО) від таких у нетренованих осіб. Рівень МСК висококваліфікованих спортсменок на 60-65 % вище аналогічного показника у нетренованих жінок, МСК у розрахунку на 1 кг маси тіла більше на 65-70 %, а вміст гемоглобіну в крові вище на 12-14 %.
Аналізуючи зміни показників ФСД, аеробної продуктивності, фізичної працездатності протягом різних за значенням структурних елементів тренувального процесу в спорті вищих досягнень нами було показано, що в результаті річної спортивної підготовки у висококваліфікованих спортсменок спостерігається вірогідний ріст продуктивності ФСД. МСК - інтегральний показник аеробної продуктивності - збільшується за рік на 10-11 %, потужність граничних навантажень зростає на 28-29 %, при цьому збільшення вмісту гемоглобіну в крові стає більше на 7-8 %. За один мезоцикл підготовчого періоду річного циклу підготовки ми не визначили вірогідних змін у продуктивності ФСД спортсменок. За один учбово-тренувальний збір тільки намічається тенденція до збільшення аеробної продуктивності, вірогідних результатів у підвищенні економічності й ефективності КРО не виявляється (p<0,05).
Адаптація до гіпоксичної гіпоксії в горах як фактор поліпшення стану функціональної системи дихання, підвищення її продуктивності, економічності кисневих режимів організму і працездатності спортсменів. Починаючи з 60-70-х років ХХ століття для збільшення аеробної продуктивності і фізичної працездатності в спорті вищих досягнень використовується підготовка в умовах зниженого парціального тиску кисню у вдихуваному повітрі під час проведення учбово-тренувальних зборів у горах.
Проведені нами дослідження показали, що переїзд у середньогір'я викликає в організмі кваліфікованих спортсменок компенсовану гіпоксію, що проявляється не тільки у посиленні функції системи дихання, але і призводити до перерозподілу її резервів.
Визначення стану функціональної системи дихання в спокої на різній висоті в горах показало, що стан ФСД залежить від ступеня зниження рiО 2, і, відхилення показників функціональної системи дихання від аналогічних в умовах рівнини були тим більші, чим більше знижувався парціальний тиск кисню у вдихуваному повітрі.
Визначення працездатності показало, що в перші дні перебування на висоті 2100 м над рівнем моря викликає у спортсменок вірогідне зниження працездатності й аеробної продуктивності, що вимагає зниження об'єму і, особливо, інтенсивності тренувальних навантажень.
Внаслідок адаптації до гіпоксії в горах стан ФСД висококваліфікованих велосипедисток порівняно з результатами обстеження, проведеного в перші дні, покращився, однак, лабораторні дослідження фізичної працездатності, проведені на початку і наприкінці тренувального збору, показали, що тритижневе перебування
Зміна стану функціональної системи дихання і працездатності у висококваліфікованих велосипедисток при навантаженні з МСК після одного року спортивної підготовки (1), за один період річного циклу підготовки (2), за один мезоцикл спортивної підготовки (3) спортсменок у середньогір'ї, в умовах зниженого парціального тиску кисню у вдихуваному повітрі, не призводить до значного підвищення потужності максимальних велоергометричних навантажень і рівня МСК.
Таблиця 2 Максимальна потужність роботи (Вт) у велосипедисток на рівнині (Москва-1), у перші дні перебування в середньогір'я (Терскол-1), наприкінці учбово-тренувального збору в горах (Терскол -2), у перші дні після повернення на рівнину (Москва -2)
|
Показник |
Москва - 1 |
Терскол - 1 |
Терскол - 2 |
Москва - 2 |
|
|
W, Вт |
30010 |
25020 |
25010 |
35010 |
Розходження з даними вихідного тестування вірогідні (р<0,05).
Розходження між даними Терскол-1 та Терскол-2 вірогідні (р<0,05).
Розходження між даними Терскол-2 та Москва-2 вірогідні (р<0,05).
Таблиця 3 Зміна показників зовнішнього дихання у велосипедисток при навантаженні з МСК на рівнині (Москва-1), у перші дні перебування в середньогір'ї (Терскол-1), наприкінці учбово-тренувального збору в горах (Терскол -2), у перші дні після повернення на рівнину (Москва -2)
|
Показник |
Москва -1 |
Терскол -1 |
Терскол-2 |
Москва-2 |
|
|
ЧД, дих*хв-1 |
47,02,0 |
54,02,0 |
52,02,0 |
46,02,0 |
|
|
ДО, мл |
187415 |
184416 |
192520 |
197325 |
|
|
ХОД, л*хв-1 |
88,11,02 |
99,602,12 |
100,103,50 |
90,82,20 |
|
|
АВ, л*хв-1 |
74,51,4 |
81,11,9. |
83,11,4 |
77,32,4 |
|
|
АВ*ХОД-1, % |
84,60,08 |
81,500,50 |
83,01,0 |
85,21,1 |
|
|
ДК |
1,090,09 |
1,070,03 |
1,050,05 |
1,040,08 |
|
|
VО 2, мл*хв-1 |
317243 |
279238* |
280347 |
341555 |
|
|
VО 2*М-1, мл*хв-1*кг-1 |
53,82,31 |
47,321,18 |
47,991,01 |
58,52,39 |
Розходження з даними вихідного тестування вірогідні (р<0,05).
Розходження між даними Терскол-1 та Терскол-2 вірогідні (р<0,05).
Розходження між даними Терскол-2 та Москва-2 вірогідні (р<0,05).
Про зрослі можливості ФСД, підвищення працездатності й аеробної продуктивності після місячної адаптації до двох типів гіпоксії можна було судити за результатами обстеження після повернення спортсменок у нормоксичні умови. Вони показали, що тренувальний збір у горах привів до підвищення потужності ФСД, позитивно відбився на аеробній продуктивності і працездатності, які після повернення в нормоксичні умови вірогідно зростали.
Усе вищевикладене дозволяє зробити висновок про те, що тритижневий учбово-тренувальний збір, проведений в умовах середньогір'я, коли на организм спортсмена діє крім гіпоксії навантаження і гіпоксична гіпоксія, істотно поліпшує показники ФСД і параметри КРО. Зростання економічності функціональної системи дихання помітно підвищує аеробну продуктивність і працездатність спортсменок. Потужність гранично стерпних велоергометричних навантажень зростала на 15-17 %, а максимальне споживання кисню - інтегральний показник аеробних можливостей організму - збільшилося за один тренувальний збір у горах на 7,66±1,2 %. При цьому, як зазначалося вище, за один учбово-тренувальний збір, проведений в умовах рівнини, де на организм спортсменок діяв тільки один тип гіпоксії - гіпоксія навантаження, вірогідних змін стану ФСД, збільшення аеробних можливостей і працездатності нами виявлено не було.
Таблиця 4 Зміна показників кровообігу і дихальної функції крові велосипедисток при навантаженні з МСК на рівнині (Москва-1), у перші дні перебування в середньогір'ї (Терскол-1), наприкінці учбово-тренувального збору в горах (Терскол -2), у перші дні після повернення на рівнину (Москва -2)
|
Показник |
Москва -1 |
Терскол -1 |
Терскол-2 |
Москва-2 |
|
|
ЧСС, уд*хв-1 |
1923 |
1985 |
1963 |
1862 |
|
|
ХОК, л*хв-1 |
24,960,12 |
24,550,15 |
24,890,21 |
24,810,45 |
|
|
УО, мл |
1305 |
1214 |
1273 |
1324 |
|
|
АВ*ХОК-1, % |
2,980,08 |
3,300,10 |
3,340,06 |
3,120,04 |
|
|
КЄК, мл*л-1 |
192,84,5 |
193,13,3 |
197,23,8 |
201,33,0 |
|
|
SaO2,% |
88,00,5 |
85,00,5 |
86,00,5 |
89,00,5 |
|
|
CaO2, мл*л-1 |
169,71,5 |
164,11,2 |
169,61,4 |
179,21,8 |
|
|
(a-v)O2, мл*л-1 |
127,12,4 |
113,81,2 |
112,62,4 |
137,61,9 |
|
|
CvO2, мл*л-1 |
42,62,15 |
50,302,20 |
56,991,01 |
41,60,62 |
|
|
SvO2, % |
22,10,44 |
26,100,90 |
28,91,10 |
20,71,71 |
|
|
Hb, г*л-1 |
141,81,2 |
142,01,0 |
145,02,0 |
148,03,0 |
Розходження з даними вихідного тестування вірогідні (р<0,05).
Розходження між даними Терскол-1 та Терскол-2 вірогідні (р<0,05).
Розходження між даними Терскол-2 та Москва-2 вірогідні (р<0,05).
Дослідження, спрямовані на виявлення особливостей аеробної продуктивності і працездатності у спортсменів, адаптованих до фізичної діяльності в умовах низького парціального тиску кисню у вдихуваному повітрі показали, що у висококваліфікованих альпіністів на висоті 2100 м над рівнем моря, на відміну від спортсменів інших спеціалізацій і тим більше в нетренованих осіб, після переїзду в гори не спостерігається зміни самопочуття, погіршення діяльності ФСД. Тривала альпіністська підготовка зобумовлює в цих спортсменов велику резистентність організму до низького (а іноді і до екстремально низького) рО 2 у вдихуваному повітрі. Це дає можливість висококваліфікованим альпіністам на висоті 2100 м виконувати тестові навантаження, аналогічні за потужністю й інтенсивністю тим, що ці спортсмени виконували в умовах нормоксії без додаткових енерговитрат.
Необхідно зазначити, що в спортсменів циклічних видів спорту рівень МСК при нормальному рIO2 набагато вище, ніж в альпіністів. Однак переїзд у середньогір'я викликає в них погіршення працездатності і помітне зниження МСК, тоді як в альпіністів цього не відбувається. Зниження працездатності й аеробної продуктивності ми спостерігали лише на "висоті" 7500 м в умовах барокамери при рIO2 = 61 мм рт.ст., при якому у висококваліфікованих альпіністів при екстремально низькому рIO2 ще зберігалася відносно висока працездатність, тоді як у неадаптованих до висоти спортсменів інших спеціалізацій і тим більше у нетренованих осіб не тільки виконання фізичних навантажень, а й перебування на цій висоті без різкого порушення самопочуття (аж до втрати свідомості) були неможливими
Стан функціональної системи дихання при адитивній дії гіпоксії різних типів. Проведені дослідження не тільки підтвердили відомі раніше результати про зниження МСК і працездатності в горах, а й дозволили виявити деякі механізми, що зобумовлюють це зниження. Ми звернули особливу увагу на роль вмісту гемоглобіну в крові спортсменів у поліпшенні функції дихання і кровообігу після його підвищення в процесі адаптації до гіпоксичної гіпоксії після місячного перебування в середньогір'ї. Роль гемоглобіну в забезпеченні організму киснем при зниженні його парціального тиску в повітрі підкреслювалася ще П. Бером, потім Дж. Баркрофтом. Гемоглобіну приділяли увагу значна частина дослідників патогенезу і компенсації гіпоксії. Нас зацікавило питання про те, чи існує при гіпоксії залежність величини ЧСС від вмісту гемоглобіну в крові.
Виконання навантажень у горах забезпечується більш посиленою чим на рівнині функцією серця. При цьому в горах нами відзначено надмірне підвищення ЧСС при навантаженнях із МСК. При навантаженнях на рівні 75 % від МСК значення ЧСС у горах вище, ніж на рівнині, більш тривалим виявляється період її відновлення. Згідно з даним літератури (Shephard R.J., Plyley M.J., 1992) надмірне підвищення ЧСС при навантаженнях із МСК призводить до того, що починає страждати кровонаповнення серця під час діастоли, розвивається гіпоксія міокарда, що обмежує можливість збільшення об'ємної швидкості кровотоку за рахунок ударного об'єму крові. Збільшення об'ємної швидкості кровотоку відіграє велику роль у компенсації доставки кисню артеріальною кров'ю з більш низьким вмістом у ній кисню. Другим співмножником, що визначає швидкість доставки кисню артеріальною кров'ю, є вміст у ній кисню, що визначається кисневою ємкістю крові, яка залежить від вмісту гемоглобіну в крові.
Ми звернули увагу на ті процеси, що відбуваються в результаті адаптації до природної гіпоксичної гіпоксії і викликають збільшення змісту гемоглобіну в крові, підвищення її кисневої ємності і змісту в ній кисню, дозволяють виконувати фізичні навантаження з більш низьким показником ЧСС.
Для з'ясування питання про роль гемоглобіну в зміні хвилинного об'єму крові ми вирішили скористатися моделлю зниження його вмісту в крові при анемії (ювенільні дисфункційні маткові кровотечі - ЮДМК) і нормалізацією його вмісту в крові, тобто ліквідацією анемічного стану, після місячного перебування в умовах середньогір'я.
Наші дослідження впливу гемічної гіпоксії на стан функціональної системи дихання показали, що в умовах нормального атмосферного тиску насичення артеріальної крові киснем в усіх обстежених з ЮДМК було високим і відповідало віковим нормам. Проведені дослідження показали, що ударний серцевий викид при анемії не збільшується, а у деяких хворих навіть трохи зменшується. Більший хвилинний серцевий викид у хворих з низьким змістом Hb у крові забезпечується, переважно, за рахунок частого серцевого ритму.
Необхідно зазначити, що адитивна дія двох типів гіпоксії, що викликає значне погіршення фізичного стану хворих у перші дні перебування в середньогір'ї, не дозволила провести в горах тест із фізичним навантаженням. Обстеження, які проводили тільки в умовах основного обміну, показали, що в перші дні перебування в горах відбувається збільшення ХОД, частоти дихання, ЧСС, при цьому дихальний об'єм і ударний об'єм крові у цих хворих може навіть знижуваться.
Місячне перебування хворих з низьким вмістом Hb у крові в умовах середньогір'я сприятливо позначається на стані ФСД, приводить до економізації кисневих режимів організму в спокої й в умовах стандартного навантаження, і,як показали клінічні обстеження (Крупко-Большова Ю.О., Вовк І.Б., 1976), сприяє нормалізації їхнього гормонального статусу, що проявилося в зупинці кровотечі. Катамнестичні спостереження показали, що після місячного перебування в середньогір'ї, в умовах зниженого рО 2 у вдихуваному повітрі, рецидивів ювенільних дисфункційних маткових кровотеч не спостерігалося ні в однієї з обстежуваних дівчат з анемією.
Ефективність нормобаричного інтервального гіпоксичного тренування в поліпшенні стану функціональної системи дихання і підвищенні працездатності. У попередньому розділі роботи нами було описано позитивні зрушення стану ФСД, КРО, аеробної продуктивності, працездатності спортсменів після тритижневого перебування на висоті 2100 над рівнем моря, однак, слід зазначити складність організації і проведення учбово-тренувальних зборів у горах: не завжди є умови для повноцінного спортивного тренування; у зв'язку з процесом акліматизації виникає необхідність більш тривалого перебування в горах, ніж терміни звичайних тренувальних зборів; великі матеріальні витрати на оренду приміщень, на транспорт тощо; і, саме головне, недостатність наукового обґрунтування побудови тренувального процесу в гірських умовах для досягнення необхідного рівня акліматизації і залежного від нього ефекту гірської підготовки, що зобумовлює функціональні можливості і спортивні результати в нормоксичних умовах. Усе вищенаведене змусило вести пошук нових методів і засобів, здатних доповнити або замінити тренувальний процес у горах.
...Подобные документы
Поняття дихання як сукупності фізичних та хімічних процесів, які відбуваються в організмі за участю кисню, його різновиди: зовнішнє та клітинне. Хімічні реакції під час дихання, класифікація та типи організмів за його способом: аероби та анаероби.
презентация [8,0 M], добавлен 19.03.2014Огляд результатів дослідження показників об’єму короткочасної пам’яті, рівня переключення уваги та розумової працездатності у волонтерів з контамінованих територій. Формування психофізіологічної організації системи переробки інформації у досліджуваних.
статья [27,6 K], добавлен 24.04.2018Виділення особливостей зовнішнього дихання та транспортування газів кров'ю. Процес дихання рослин. Черевний і грудний типи дихання, залежно від того які м'язи переважають в акті видиху. Захворювання дихальних шляхів. Дихальна гімнастика, медитація й йога.
курсовая работа [5,4 M], добавлен 03.03.2014Дослідження рослин як продуцентів атмосферного кисню. Біологічний кругообіг кисню, вуглекислого газу, азоту та інших елементів, які беруть участь у процесах життєдіяльності живих організмів. Характеристика суті, значення та стадій процесу фотосинтезу.
курсовая работа [472,7 K], добавлен 31.01.2015Основні етапи процесу дихання. Будова органів дихання, їх функціональні фізіологічні особливості в дітей. Газообмін у легенях та тканинах. Дихальні рухи, вентиляція легенів та їх життєва й загальна ємність. Нервова і гуморальна регуляція дихальних рухів.
реферат [946,3 K], добавлен 28.02.2012Дихальний ланцюг та його компоненти. Неповні окиснення. Утворення оцтової кислоти. Аналіз основних способів вирощування оцтовокислих бактерій. Окиснення одновуглецевих сполук. Біолюмінесценція. Особливості нітратного, сульфатного та карбонатного дихання.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 15.01.2015Розгляд структурної та функціональної організації центральної нервової системи комах. Фізіологія центральних нейронів, основні структурні їх особливості. Рецепція й поведінка комах. Визначення субмікроскопічної організації клітинних тіл нейронів.
курсовая работа [65,2 K], добавлен 19.11.2015Особливості стану кардіо-респіраторної системи у підлітковому віці. Характеристика серцево-судинної системи: функції і будова серця, серцевий цикл та його регуляція. Дослідження впливу режиму дня підлітків та фізичних навантажень на стан серцевої системи.
творческая работа [44,6 K], добавлен 07.09.2014Будова, призначення та місцезнаходження одношарового, багатошарового, залозистого, війчастого епітелію. Види та структура сполучних і м'язових тканин, їх функції. Основні складові нервової тканини, її роль у зв'язку організму з навколишнім середовищем.
презентация [2,8 M], добавлен 01.10.2012Фізіологічні та біологічні характеристики крові. Кількість крові у тварин. Значення депонованої крові, механізми перерозподілу крові між депонованої і циркулюючої. Еритроцити як дихальні пігменти, які здійснюють перенесення кисню і діоксиду вуглецю.
реферат [15,5 K], добавлен 12.11.2010Основи анатомії і фізіології собаки. Форма і внутрішня будова органів та їх функції. Системи органів травлення, дихання, кровообігу та лімфоутворення, сечовиділення, розмноження. Будова і функції відділів головного мозку, обмін речовин та енергії.
доклад [1,8 M], добавлен 19.03.2010Позиція валеології – людина як система. Три рівні побудови цієї системи. Біологічне поле людини. Індійська та китайська системи. Механізми валеогенезу - автоматичні механізми самоорганізації людини задля формування, збереження та закріплення здоров’я.
контрольная работа [20,9 K], добавлен 09.01.2009Організація організму людини як цілісної живої системи. Виокремлені рівні: молекулярний, клітинний, клітинно-органний, організменний, популяційно-видовий, біоценотичний, біосферний. Розвиток організму людини - онтогенез. Методи дослідження генетики.
контрольная работа [22,6 K], добавлен 09.01.2009Характеристика і властивості водного середовища. Специфічні пристосування до життя у воді різноманітних організмів-гідробіонтів: форма і поверхня тіла, засоби пересування, органи дихання, виділення, чуття. Сукупність умов існування, екологічні групи.
реферат [20,6 K], добавлен 08.04.2014Екологічні групи рослин за вимогами до води, світла, ґрунту та способом живлення. Структура і компоненти рослинної та тваринної клітини. Будова, види, основні функції їх тканин. Системи органів тварин і рослин. Типи їх розмноження. Засоби охорони природи.
курсовая работа [860,8 K], добавлен 28.12.2014Поняття нервової системи людини, її значення для організму. Будова спиного мозоку, його сегментарний апарат та головні елементи. Функції корінців спинномозкових нервів. Головний мозок як вищий відділ нервової системи людини: його будова та функції.
презентация [1,2 M], добавлен 17.12.2012Обґрунтування особливостей газообміну в організмі дітей 3-7 років. Характеристика розвитку організму дитини дошкільного віку. Вікові особливості дихання дитини: будова, дихальні рухи, газообмін у легенях. Гігієнічна оцінка фізичного розвитку дитини.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 25.09.2010Загальна характеристика гемоглобінової системи в крові риб та її роль в підтриманні гомеостазу організму. Стан системи гемоглобіну (крові) за дії екстремальних факторів довкілля, температури, кислотних дощів. Токсикологічна характеристика інсектицидів.
дипломная работа [358,7 K], добавлен 16.09.2010Хімічний склад людського організму та його роль в забезпеченні життєдіяльності організму. Психосоматичні захворювання та їх поширеність у сучасному світі. Психофізіологічні механізми адаптації організму до змін навколишнього середовища. Вчення по стрес.
реферат [31,9 K], добавлен 21.06.2010Визначення тканини як системи клітин і міжклітинної речовини, що мають подібну будову. Поняття єдності фізіологічних систем організму. Характеристика, будова та функції опорно-рухового апарату людини. Хімічна, анатомічна і мікроскопічна будова кісток.
конспект урока [16,3 K], добавлен 06.04.2012
